不管你有多愛你的伴侶，如果他/她鼾聲很大，你可能就不那么喜歡他/她了。這是可以理解的。35分貝左右的噪音水平就足以破壞一個人的睡眠質量，而這一水平很容易就被50至60分貝范圍內的中等強度鼾聲超過（英國的一位老奶奶以116分貝的高音創造了鼾聲分貝數的記錄）。睡眠質量和數量的下降不僅僅會導致暴躁；它還會直接影響打鼾者伴侶的精力、注意力和機敏性。

但對于睡眠不足的情侶們來說，還是有一些好消息的。一種嵌入在不打鼾的伴侶的枕頭中的新型噪音消除系統，使用一種自適應算法來根據每個打鼾者獨特的喘息呼吸模式進行噪音消除。1月3日發表在IEEE / CAA Journal of Automatica Sinica上的一篇論文介紹了這一設計。

為了消去聲波，必須用振幅相等但相位相反的另一種聲波與之相互干涉。因此，噪音消除系統必須檢測初始噪音，考慮殘余噪音（誤差），然后產生抵消原始噪音的聲波。雖然針對鼾聲的這類系統確實存在，但大多數都設計成了安裝在床頭板上。

照片來源：北伊利諾伊大學

研究人員在一個消聲室中對他們的防鼾聲系統進行了實時實驗。該場景是在測試一種床頭板方法。

北伊利諾伊大學的Lichuan Liu說，床頭板方法存在一個重大缺陷。她說：“安靜區集中在……離打鼾者的床伴的耳朵很遠的地方，結果是對打鼾者床伴耳朵周圍噪音的消減不足。此外，床頭板很重，體積又大，不便于攜帶。”

相反，她的團隊設計了一個嵌入床伴枕頭的系統。該系統包含一個自適應濾波器，它接收兩種輸入信號——由基準麥克風檢測到的鼾聲信號和由兩個誤差麥克風檢測到的殘余噪音（誤差）。然后，自適應濾波器根據這些輸入產生適當的抗噪音信號，床伴枕頭內的兩個揚聲器將抗噪音信號發出。

此外，傳統的鼾聲消除系統依靠最小均方（LMS）算法來產生抗噪音信號。而Liu和她的同事使用了一種自適應LMS算法。

“由于每個打鼾者的鼾聲信號都有其獨特的時頻特性，因此很有必要設計一種自適應LMS算法，以對不同的鼾聲信號實現最佳消除效果。”Liu說。得益于自適應LMS，該系統中的濾波器可以根據個人獨特的鼾聲長度進行調整，并對其聲學特性的細微變化作出響應。

照片來源：北伊利諾伊大學

實驗顯示，與安裝在床頭板的防鼾聲系統相比，內置在枕頭里的防鼾聲系統的噪音消減效果更好。

在實驗中，Liu和她的同事們將一個噪音感知假人放在床上并播放錄下來的鼾聲，他們設計的系統在假人的右耳和左耳分別實現了31分貝和30分貝的降噪效果；相比之下，將系統放置在床頭板上，降噪效果僅為22分貝和21分貝。這意味著，只要把這個系統放在枕頭里，而不是床頭板里，假人感覺到的噪音響度就幾乎減小了兩倍。

Liu說：“我們還可以從模擬中看出，自適應LMS比傳統的LMS性能要好得多。”他們的模擬數據表明，自適應LMS可以實現睡眠者左右兩側的噪音分別減少19分貝和20分貝，而傳統的LMS算法只能減少16分貝和12分貝。

下一步，Liu和她的同事們計劃使用機器學習技術來識別那些是睡眠障礙征兆的鼾聲信號，以便更好地進行篩查和監測。

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