輪胎的噪音是影響汽車舒適性的一個重要因素。輪胎的噪音不僅會干擾駕駛和乘客的心情，還會對周圍環境造成噪音污染。因此，降低輪胎的噪音是汽車工業和消費者共同關注的問題。
本文將介紹一種新穎的降低輪胎噪音的方法 —— 音高序列工程。輪胎的噪音主要來源於輪胎與路面的相互作用，音高序列工程是一種利用聲學原理，透過設計輪胎花紋形狀和排列方式，來控制輪胎發出的聲音訊率和強度的技術。音高序列工程的靈感來源於歌聲合成技術，它可以透過調節音素、音高、時長等參數，來合成不同風格和表現力的歌聲。
音高序列工程的基本原理是利用了人耳對聲音訊率的敏感度和區分度。人耳對聲音訊率有一個閾值，低於或高於這個閾值的聲音，人耳就很難聽到或分辨出來。這個閾值隨著聲音強度和周圍環境噪聲的變化而變化，一般在 20Hz 到 20kHz 之間。
根據這些特點，我們可以設計一種輪胎花紋，使得它發出的聲音訊率分布在人耳不易察覺或分辨的範圍內，進而達到降低輪胎噪音的目的。具體來說，有以下幾個步驟。
首先，分析輪胎與路面接觸時產生的聲音訊率和強度，得到一個頻譜圖。第二，選擇一個目標頻率範圍，使得該範圍內的聲音強度低於人耳閾值或高於人耳分辨度。第三，設計一種輪胎花紋形狀和排列方式，使得它發出的聲音訊率主要集中在目標頻率範圍內。
在 20 世紀 20 年代，汽車輪胎會發出刺耳的噪聲，這在很大程度上是由於胎面花紋引起的。當時的胎面花紋非常簡單，由一些大小和形狀相似的塊組成。這些花紋塊呈網格狀排列，當汽車行駛時，它們會有規律地和地面接觸，這就導致它們只在同一頻率振動。如果我們從頻譜上來看，在某些頻率上會出現很大的峰值。
為瞭解決這個問題，消除這種噪音，工程師們想要將聲能分散開，使峰值變得平緩，最後就變得類似於白噪聲。1935 年的一項專利開始解決這個問題，它將這些胎面花紋塊錯開排列，這樣一來這些花紋就不會同時著地。此外，它還將花紋改成大、中、小三種不同的尺寸和形狀。我們在頻譜圖中可以看見峰值更加平緩，但還是能明顯看出有三個主要的峰值，因為還花紋塊的分布還不夠隨機。
在現代輪胎上，花紋塊被分成了不同長度的組，每組內的花紋也不盡相同，並且這些組在輪胎上的順序也是隨機的。正是這種模式，大大減小了聲音的峰值，使輪胎聽起來更加悅耳。
