消噪裝置及方法

2023-09-14 19:14:00 3

專利名稱：消噪裝置及方法
消噪裝置及方法
技術領域：
本發明涉及一種消噪裝置及消噪方法，尤其涉及一種用雙受話器進行消噪的裝置 及消噪方法。背景技術：
有源噪聲控制(又叫主動控制)，是指利用附加次級聲源產生和原有噪聲頻率相 同、振幅相近、相位相反的聲波，使之與原有噪聲相互作用，以達到降低空間噪聲的目的。相關技術中，有源噪聲控制系統在耳塞、耳罩或者手機中應用時，使用同一個受話 器。此時受話器既要進行正常的語音聲波輻射，又要實現主動消噪的噪聲反相聲波的回放。 但是，語音聲波輻射要求寬頻帶，高功率；噪聲反相聲波回放要求高頻較早截止，高功率，使 得單一受話器在輻射功率方面成為瓶頸，在輻射頻帶上又陷入矛盾，兩者無法兼顧。而且電 路上也難以避免消噪信號對語音信號的幹擾，使語音信號產生失真。因為在使用反饋設計 的消噪電路中，語音信號處於整個反饋迴路中，不可避免會受到反饋電路的影響，使得回放 的時候信號產生失真，使用戶的聽感受到一定的影響。因此，有必要提供一種新型的消噪裝置及方法。
發明內容本發明的目的在於提供一種使用雙發聲器實現消噪且信號失真小的消噪裝置和 消噪方法。根據上述的技術問題，設計了一種消噪裝置，該裝置包括用於接收語音信號(S) 的語音接收模塊和用於接收並播放該語音接收模塊輸出信號的第一發聲器，噪音處理模塊 和用於接收並播放該噪音處理模塊輸出信號的第二發聲器；其中，噪音處理模塊包括用於接收並處理噪音信號(N)的噪音接收裝置，用於接收噪音 接收裝置輸出信號並對噪音大小進行判斷的比較器，用於接收比較器輸出信號的處理模 塊，用於接收並處理播放處理模塊輸出信號的第二發聲器。優選的，第一發聲器高頻截止頻率最高需要到池Hz以上；第二發聲器高頻截止 頻率最高在3-4k Hz。本發明還提供了一種消噪方法，該方法包括如下步驟設定噪音門限值；語音接收模塊和噪音接收模塊分別接收語音信號( 和噪音信號(N)，語音信號S 經語音接收模塊進入第一發聲器；噪音信號N經噪音接收模塊進入比較器，由比較器進行判斷處理，當噪音信號N小於設定的噪音門限值時，噪音處理模塊不工作；當噪音信號N大於設定的噪音門限值時，處理模塊將接收到的噪音信號N進行消 噪處理。優選的，第一發聲器高頻截止頻率最高需要到池Hz以上；第二發聲器高頻截止頻率最高在3-4k Hz。優選的，所述處理模塊通過輸出與接收到的噪音信號N相位相反、頻率相同、幅度 相同的聲波對噪音信號N進行消噪處理。本發明還提供了一種消噪裝置，該裝置包括用於接收語音信號S的語音接收模塊 和用於接收並播放該語音接收模塊輸出信號的第一發聲器Al，用於接收並處理噪音信號N 的處理模塊和用於接收並播放處理模塊輸出的信號的第二發聲器，噪音處理模塊與語音接 收模塊連接；其中，噪音處理模塊包括用於接收噪音信號N的噪音接收模塊，用於接收噪音接收模塊 輸出的信號並將接收的噪音信號進行比較的比較器，分別用於接收比較器輸出信號的第一 處理模塊和第二處理模塊，用於接收並播放第一處理模塊和第二處理模塊的輸出信號的第 二受話器，第一處理模塊還接收語音接收裝置的輸出信號。優選的，第一發聲器Al高頻截止頻率最高需要到池Hz以上；第二發聲器高頻截 止頻率最高在3-4k Hz。本發明還提供了一種消噪方法，該方法包括如下步驟設定第一噪音閾值和第二噪音閾值，第二噪音閾值大於第一噪音閾值；語音接收模塊和噪音接收模塊分別接收語音信號S和噪音信號N，語音信號S經語 音接收模塊進入第一發聲器；噪音信號N經噪音接收模塊進入比較器，由比較器進行判斷處理，當噪音信號N小於第一噪音閾值時，第一處理模塊和第二處理模塊都不工作；當噪音信號N大於第一噪音閾值且小於第二噪音閾值時，第二處理模塊不工作， 由第一處理模塊將語音信號S進行放大然後輸出給第二發聲器；當噪音信號N大於第二噪音閾值時，第二處理模塊將接收到的噪音信號N進行消 噪處理後輸出給第二發聲器，第一處理模塊將接收到的語音信號S進行放大後輸出給第二 發聲器。優選的，第一發聲器高頻截止頻率最高需要到池Hz以上；第二發聲器高頻截止 頻率最高在3_4k Hz。優選的，所述第二處理模塊通過輸出與接收到的噪音信號N相位相反、頻率相同、 幅度相同的聲波對噪音信號N進行消噪處理。本發明的有益效果在於由於採用了雙發聲器，兩個發聲器可以分別滿足語音的 寬頻帶要求和反相消噪信號的窄頻帶強低頻要求，在性能上不再互相制約；反饋設計中語 音信號也不再通過消噪電路，避免了失真的產生。
圖1是本發明提供一個實施例的消噪裝置結構示意圖；圖2是本發明提供的另一個實施例消噪裝置的結構示意圖。
具體實施方式下面結合附圖和實施方式對本發明作進一步說明。參見圖1，在本發明提供的一個消噪裝置的實施例中，消噪裝置包括用於接收語音信號S的語音接收模塊和用於播放該語音接收模塊輸出信號的第一發聲器Al，噪音處理模 塊和用於接收並播放該噪音處理模塊輸出信號的第二發聲器A2;其中，噪音處理模塊包括用於接收並處理噪音信號N的噪音接收裝置，用於接收噪音接 收裝置輸出信號並對噪音大小進行判斷的比較器，用於接收比較器輸出信號的處理模塊， 用於播放處理模塊輸出信號的第二發聲器A2。第一發聲器Al高頻截止頻率最高需要到池Hz以上；第二發聲器A2高頻截止頻 率最高在3-4k Hz。消噪方法包括如下步驟設定噪音門限值；語音接收模塊和噪音接收模塊分別接收語音信號S和噪音信號N，語音信號S經語 音接收模塊進入第一發聲器Al ；噪音信號N經噪音接收模塊進入比較器，由比較器進行判斷處理，當噪音信號N小於設定的噪音門限值時，噪音處理模塊不工作；當噪音信號N大於設定的噪音門限值時，處理模塊將接收到的噪音信號N進行消 噪處理。消噪方法可以是處理模塊通過輸出與接收到的噪音信號N相位相反、頻率相同、 幅度相同的聲波對噪音信號N進行消噪處理。具體的，設定噪音門限值為80分貝，語音接收模塊和噪音接收模塊分別接收語音 信號S和噪音信號N，語音信號S經語音接收模塊進入第一發聲器Al ；噪音信號N經噪音接收模塊進入比較器，由比較器進行判斷處理，當噪音信號N小於80分貝時，噪音處理模塊不工作；當噪音信號N大於80分貝時，處理模塊將接收到的噪音信號N進行消噪處理。參見圖2，在第二個實施例中，本發明提供的消噪裝置，包括用於接收語音信號S 的語音接收模塊和用於接收並播放該語音接收模塊輸出信號的第一發聲器Al，用於接收並 處理噪音信號N的噪音處理模塊和用於接收並播放噪音處理模塊輸出的信號的第二發聲 器A2，噪音處理模塊與語音接收模塊接。噪音處理模塊包括用於接收噪音信號N的噪音接收模塊，用於接收噪音接收模塊 輸號並將接收的噪音信號進行比較的比較器，分別用於接收比較器輸出信號的第一處理模 塊和第二處理模塊，用於接收第一處理模塊和第二處理模塊的輸出信號的第二受話器A2， 第一處理模塊還接收語音接收裝置的輸出信號。為了達到更好的消噪目的，得到更清楚的語音信號，第一發聲器Al高頻截止頻率 最高需要到8kHz以上；第二發聲器A2高頻截止頻率最高在3-4kHz。本發明提供的消噪方法包括如下步驟設定第一噪音閾值和第二噪音閾值，第二噪音閾值大於第一噪音閾值；語音接收模塊和噪音接收模塊分別接收語音信號S和噪音信號N，語音信號S經語 音接收模塊進入第一發聲器Al ；噪音信號N經噪音接收模塊進入比較器，由比較器進行判斷處理，當噪音信號N小於第一噪音閾值時，第一處理模塊和第二處理模塊都不工作；當噪音信號N大於第一噪音閾值且小於第二噪音閾值時，第二處理模塊不工作，6CN 102044252 A說明書4/4頁 由第一處理模塊將語音信號S進行放大然後輸出給第二發聲器A2 ；當噪音信號N大於第二噪音閾值時，第二處理模塊將接收到的噪音信號N進行消 噪處理後輸出給第二發聲器A2，第一處理模塊將接收到的語音信號S進行放大後輸出給第 二發聲器A2。第一發聲器Al高頻截止頻率最高需要到池Hz以上；第二發聲器A2高頻截止頻 率最高在3-4k Hz。所述第二處理模塊通過輸出與接收到的噪音信號N相位相反、頻率相同、幅度相 同的聲波對噪音信號N進行消噪處理。具體的，設定第一噪音閾值為80分貝，第二噪音閾值為85分貝，當然，第一噪音閾 值和第二噪音閾值也可以根據需要設定為其他值，但需要滿足第二噪音閾值大於第一噪音 閾值。語音接收模塊和噪音接收模塊分別接收語音信號S和噪音信號N，語音信號S經語 音接收模塊進入第一發聲器Al ；噪音信號N經噪音接收模塊進入比較器，由比較器進行判斷處理，當噪音信號N小於80分貝時，第一處理模塊和第二處理模塊都不工作；當噪音信號N大於80分貝且小於85分貝時，第二處理模塊不工作，由第一處理模 塊將語音信號S進行放大然後輸出給第二發聲器A2 ；當噪音信號N大於80分貝時，第二處理模塊將接收到的噪音信號N進行消噪處理 後輸出給第二發聲器A2，第一處理模塊將接收到的語音信號S進行放大後輸出給第二發聲 器A2 ο消噪方法可以是第二處理模塊通過輸出與接收到的噪音信號N相位相反、頻率相 同、幅度相同的聲波對噪音信號N進行消噪處理。以上所述的僅是本發明的實施方式，在此應當指出，對於本領域的普通技術人員 來說，在不脫離本發明創造構思的前提下，還可以做出改進，但這些均屬於本發明的保護範圍。權利要求
1.一種消噪裝置，其特徵在於該裝置包括用於接收語音信號(S)的語音接收模塊和 用於接收並播放該語音接收模塊輸出信號的第一發聲器，噪音處理模塊和用於接收並播放 該噪音處理模塊輸出信號的第二發聲器；其中，噪音處理模塊包括用於接收並處理噪音信號(N)的噪音接收裝置，用於接收噪音接收 裝置輸出信號並對噪音大小進行判斷的比較器，用於接收比較器輸出信號的處理模塊，用 於接收並處理播放處理模塊輸出信號的第二發聲器。
2.根據權利要求1所述的消噪裝置，其特徵在於第一發聲器高頻截止頻率最高需要 到池Hz以上；第二發聲器高頻截止頻率最高在3-4k Hz0
3.一種用於權利要求1所述的消噪裝置的消噪方法，其特徵在於該方法包括如下步驟設定噪音門限值；語音接收模塊和噪音接收模塊分別接收語音信號( 和噪音信號(N)，語音信號(S)經 語音接收模塊進入第一發聲器；噪音信號(N)經噪音接收模塊進入比較器，由比較器進行判斷處理， 當噪音信號(N)小於設定的噪音門限值時，噪音處理模塊不工作； 當噪音信號(N)大於設定的噪音門限值時，處理模塊將接收到的噪音信號(N)進行消 噪處理。
4.根據權利要求3所述的消噪裝置，其特徵在於第一發聲器高頻截止頻率最高需要 到池Hz以上；第二發聲器高頻截止頻率最高在3-4k Hz0
5.根據權利要求3所述的消噪方法，其特徵在於所述處理模塊通過輸出與接收到的 噪音信號(N)相位相反、頻率相同、幅度相同的聲波對噪音信號(N)進行消噪處理。
6.一種消噪裝置，其特徵在於該裝置包括用於接收語音信號( 的語音接收模塊和 用於接收並播放該語音接收模塊輸出信號的第一發聲器，用於接收並處理噪音信號(N)的 處理模塊和用於接收並播放處理模塊輸出的信號的第二發聲器，噪音處理模塊與語音接收 模塊連接；其中，噪音處理模塊包括用於接收噪音信號(N)的噪音接收模塊，用於接收噪音接收模塊 輸號並將接收的噪音信號進行比較的比較器，分別用於接收比較器輸出信號的第一處理模 塊和第二處理模塊，用於接收並播放第一處理模塊和第二處理模塊的輸出信號的第二受話 器，第一處理模塊還接收語音接收裝置的輸出信號。
7.根據權利要求6所述的消噪裝置，其特徵在於第一發聲器高頻截止頻率最高需要 到池Hz以上；第二發聲器高頻截止頻率最高在3-4k Hz0
8.一種用於權利要求6所述的消噪裝置的消噪方法，其特徵在於該方法包括如下步驟設定第一噪音閾值和第二噪音閾值，第二噪音閾值大於第一噪音閾值； 語音接收模塊和噪音接收模塊分別接收語音信號( 和噪音信號(N)，語音信號(S)經 語音接收模塊進入第一發聲器；噪音信號(N)經噪音接收模塊進入比較器，由比較器進行判斷處理， 當噪音信號(N)小於第一噪音閾值時，第一處理模塊和第二處理模塊都不工作； 當噪音信號(N)大於第一噪音閾值且小於第二噪音閾值時，第二處理模塊不工作，由第一處理模塊將語音信號( 進行放大然後輸出給第二發聲器；當噪音信號(N)大於第二噪音閾值時，第二處理模塊將接收到的噪音信號(N)進行消 噪處理後輸出給第二發聲器，第一處理模塊將接收到的語音信號( 進行放大後輸出給第二發聲器。
9.根據權利要求8所述的消噪方法，其特徵在於第一發聲器高頻截止頻率最高需要 到池Hz以上；第二發聲器高頻截止頻率最高在3-4k Hz0
10.根據權利要求8所述的消噪方法，其特徵在於所述第二處理模塊通過輸出與接收 到的噪音信號(N)相位相反、頻率相同、幅度相同的聲波對噪音信號(N)進行消噪處理。
全文摘要
本發明提供了一種消噪裝置，該裝置包括用於接收語音信號(S)的語音接收模塊和用於接收並播放該語音接收模塊輸出信號的第一發聲器，噪音處理模塊和用於接收並播放該噪音處理模塊輸出信號的第二發聲器；其中，噪音處理模塊包括用於接收並處理噪音信號(N)的噪音接收裝置，用於接收噪音接收裝置輸出信號並對噪音大小進行判斷的比較器，用於接收比較器輸出信號的處理模塊，用於接收並處理播放處理模塊輸出信號的第二發聲器。由於採用了雙發聲器，兩個發聲器可以分別滿足語音的寬頻帶要求和反相消噪信號的窄頻帶強低頻要求，在性能上不再互相制約；反饋設計中語音信號也不再通過消噪電路，避免了失真的產生。
文檔編號H04R1/10GK102044252SQ20101028941
公開日2011年5月4日 申請日期2010年9月23日 優先權日2010年9月23日
發明者沙家正 申請人:瑞聲光電科技(常州)有限公司, 瑞聲聲學科技(深圳)有限公司