下行主动降噪装置、方法及移动终端的制作方法
下行主动降噪装置、方法及移动终端的制作方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种下行主动降噪装置、方法及移动终端。
【背景技术】
[0002]在通信领域，经常会遇到高噪声的环境，噪声对语音通信的影响是致命的。因为在高噪声环境下，会出现语音被噪声掩蔽，造成信噪比严重下降，从而导致语音的可听度及清晰度下降。
[0003]主动降噪技术最早作为一种新技术用于军事通信上。在主动降噪出现之前，只能是采取被动降噪的方式，即用整个耳罩将左右耳朵包住，同过耳罩的隔声特性，及在耳罩内增加吸音海绵，来降低到达人耳的噪声。但这种方法只能降低高频，对低频的声音降噪不大。主动降噪技术出现后，出现了各系列的有源降噪头戴。
[0004]最早降噪原理包括两种:一种是前馈降噪，一种是反馈降噪。具体是通过装置在耳罩内部的麦克风来采集人耳附近的背景噪声大小，通过电路产生一种相位相差180度的反向噪声，喇叭放出后与背景噪声进行声干涉叠加，从而有效的降低背景噪声信号大小。其好处是:在提高的通话质量的同时保护了人耳，避免了人耳长时间暴露在高噪声环境中造成的听力损伤。主动降噪作为一种新技术得到了长足的发展，逐渐由军用转向民用领域。
[0005]目前手机上存在的降噪技术，主要集中在如何提高手机发送方向的话音质量，即通常意义上的双麦克降噪技术。该技术把着重点放在了如何在噪声环境比较差的地方(如办公室、餐馆、大街等公共场所)，提高上行话音的信噪比，从而让通话的另一端听音更清晰。
[0006]但我们知道手机通话时还有一种现象，即在嘈杂的环境下听不清楚对方的声音，即使你将听筒音量调整到最大，调整各种角度，你依然听的比较模糊。我们知道不能通过一味的提高听筒的电信号大小，来提高音量，这样增加了烧坏听筒的风险。市场上的手机都一致性忽略了噪声对本地通话者的听觉影响，未取得关注。目前为止市场上未有具有下行主动降噪的手机面世。
【发明内容】
[0007]本发明提供一种下行主动降噪装置、方法及移动终端，用以解决现有技术中智能移动终端不能滤除本地通话噪音，影响通话质量的问题。
[0008]依据本发明的一个方面，提供一种下行主动降噪装置，包括:
[0009]第一声波采集器，用于采集环境噪声信号，得到参考信号，并将所述参考信号输出至自适应控制器；
[0010]自适应控制器，用于基于接收的参考信号，计算用以实施声波抵消的次级信号，并基于接收到的误差信号，正向或反向调整次级信号的幅值及相位；
[0011]次级声场发射器，用于将自适应控制器调整后的次级信号以声波形式发出；
[0012]第二声波采集器，用于采集环境噪声信号和次级声场发射器发出的次级信号，将二者进行叠加，得到误差信号后输出至自适应控制器。
[0013]可选地，本发明所述装置中，所述第一声波采集器，还用于检测当前环境噪声是否达到设定的阈值，若是，则将得到的参考信号输出至自适应控制器；否则，判定当前无需降噪处理，结束。
[0014]可选地，本发明所述装置中，所述自适应控制器，具体用于采用预置的XLMS自适应算法，计算次级信号以及调整次级信号的幅值及相位。
[0015]可选地，本发明所述装置中，所述自适应控制器，具体包括:
[0016]A/D转换单元，用于将自适应控制器接收到的参考信号和误差信号进行模数转换后输出至DSP ；
[0017]DSP，用于基于接收的参考信号，计算用以实施声波抵消的次级信号，并基于误差信号，正向或反向调整次级信号的幅值及相位；
[0018]D/A转换单元，用于将调整后的次级信号进行数模转换后输出至功放单元；
[0019]功放单元，用于将次级信号进行功率放大处理后输出至次级声场发射器。
[0020]可选地，本发明所述装置中，所述第二声波采集器以无限靠近于次级声场发射器的原则进行布设；所述第一声波采集器、第二声波采集器的器件类型为麦克风。
[0021]依据本发明的另一个方面，提供一种移动终端，所述移动终端内集成有本发明所述的下行主动降噪装置。
[0022]依据本发明的再一个方面，提供一种下行主动降噪方法，包括:
[0023]步骤1，采集环境噪声信号，得到参考信号；
[0024]步骤2，基于所述参考信号，计算用以实施声波抵消的次级信号；
[0025]步骤3，利用当前得到的误差信号，正向或反向调整次级信号幅值及相位；
[0026]步骤4，将调整后的次级信号以声波的形式发出；
[0027]步骤5，采集环境噪声信号和以声波形式发出的次级信号，将二者进行叠加后得到误差信号，并将该误差信号提供给步骤3。
[0028]可选地，本发明所述方法中，所述步骤1前还包括:检测当前环境噪声是否达到设定的阈值，若是，则继续执行步骤1 ;否则，判定当前无需降噪处理，结束。
[0029]本发明有益效果如下:
[0030]本发明所述下行主动降噪装置通过布设两个声波采集器，实现了噪声信号和误差信号的提取，并通过自适应控制器实现了利用误差信号对次级信号的实时修正，从而达到局部的“静区”；
[0031]集成有主动降噪装置的移动终端，将主动降噪应用到移动终端上，提高了本地通话接收效果，具有良好的市场前景。
【附图说明】
[0032]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0033]图1为本发明提供的一种下行主动降噪装置的结构图；
[0034]图2为本发明中自适应控制器的结构图；
[0035]图3为本发明中移动终端上布设声波采集器的布设示意图；
[0036]图4为本发明提供的一种下行主动降噪方法的流程图。
【具体实施方式】
[0037]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0038]为了解决现有技术中智能移动终端不能滤除本地通话噪音，影响通话质量的问题，本发明提供了一种下行主动降噪装置、方法及移动终端，所述装置通过设置两个声波采集器，一个拾取外界噪声信号作为参考信号，一个通过拾取噪声信号及次级信号求取二者的误差信号，以通过误差信号，控制次级声源大小，从而达到局部的“静区”，使噪声信号减到最小，此举提高了下行语音的可懂度。下面就通过几个具体实施例对本发明的详细实施过程进行阐述。
[0039]实施例一
[0040]本发明实施例提供一种下行主动降噪装置，如图1所示，所述装置具体包括:
[0041]第一声波采集器110，用于采集环境噪声信号，得到参考信号，并将所述参考信号输出至自适应控制器120 ；
[0042]自适应控制器120，用于基于接收的参考信号，计算用以实施声波抵消的次级信号，并基于接收到的误差信号，正向或反向调整次级信号的幅值及相位；
[0043]其中，计算的用以实施声波抵消的次级信号理想状态下指将参考信号相位翻转180度后的信号,但由于电路处理及声波传输都存在时延，所以还需根据时延信息对翻转后信号的相位信息进行修正，修正后得到的信号即为计算得到的次级信号。
[0044]进一步的，自适应控制器120正向还是反向调整次级信号的幅值及相位，是由误差信号来决定的，最终目的是对次级信号调整后，使得次级信号与噪声信号的误差趋近于零，理想状态下等于零。
[0045]次级声场发射器130，用于将自适应控制器120调整后的次级信号以声波形式发出；
[0046]第二声波采集器140，用于采集环境噪声信号和次级声场发射器130发出的次级信号，将二者进行叠加，得到误差信号后输出至自适应控制器120。
[0047]基于上述结构框架及实施原理，下面给出在上述结构下的几个具体及优选实施方式，用以细化和优化本发明所述下行主动降噪装置的功能，具体涉及如下内容:
[0048]本发明实施例中，为了降低降噪带来的能量损耗，避免浪费，优选地，第一声波采集器110在采集到环境噪声时，检测当前环境噪声是否达到设定的阈值，若是，则将得到的参考信号输出至自适应控制器120 ;否则，判定当前无需降噪处理，结束。也就是说，只有背景噪声较大时，才开启主动降噪过程，并非所有情况都进行降噪处理。
[0049]进一步地，本发明实施例中，第二声波采集器140以无限靠近于次级声场发射器130的原则进行布设，以更好的接收次级声场发射器130发出的次级信号；
[0050]进一步地，本发明实施例中，第一声波采集器110、第二声波采集器140的器件类型可以但不限于为麦克风。
[0051]进一步的，本发明实施例中，自适应控制器120，具体采用预置的XLMS自适应算法，计算次级信号以及调整次级信号的幅值及相位。当然，需要说明的是，采用XLMS自适应算法只是一种示例性解释，并非唯一限定采用该算法实现，本领域技术人员容易想到的可以实现自适应控制器120的相关功能的算法都在本发明的保护思想范围之内。
[0052]进一步地，本发明实施例 中还给出自适应控制器120的具体结构组成，以从结构功能方面更清楚的说明自适应控制器120，如图2所示，自适应控制器120具体包括:
[0053]A/D转换单元121，用于将自适应控制器120接收到的参考信号和误差信号进行模数转换后输出至DSP122 ；
[0054]DSP122，用于基于接收的参考信号，计算用以实施声波抵消的次级信号，并基于误差信号，正向或反向调整次级信号的幅值及相位；
[0055]D/A转换单元123，用于将调整后的次级信号进行数模转换后输出至功放单元124 ；
[0056]功放单元124，用于将次级信号进行功率放大处理后输出至次级声场发射器130。
[0057]综上所述，本发明实施例所述下行主动降噪装置，通过布设两个声波采集器，实现了噪声信号和误差信号的提取，并通过自适应控制器实现了利用误差信号对次级信号的实时修正，从而达到局部的“静区”。
[0058]实施例二
[0059]本发明实施例提供一种移动终端，该移动终端集成有实施例一所述的下行主动降噪装置。由于实施例一中已经对下行主动降噪装置的结构进行详细阐述，所以本实施例不对集成后的结构再做赘述。
[0060]为了将下行主动降噪装置更好的与移动终端进行融合，本实施例中还给出集成后第一声波采集器、第二声波采集器以及次级声场发射器的布设位置。具体地，如图3所示，第一声波采集器设置在移动终端的背面；次级声场发射器为移动终端的听筒；第二声波采集器设置在靠近移动终端的听筒位置处。
[0061]其中，第一声波采集器的布设原则为:布设在移动终端被面不易被用户手持遮挡的位置。
[0062]下面给出本发明一个较佳的实施例，并结合对实施例的描述，进一步给出本发明的技术细节，使其能够更好地说明移动终端实现下行主动降噪的过程。
[0063]本实施例中:
[0064]P(t)—噪声源发出的信号；
[0065]X (t)—参考信号；
[0066]y (t)—次级信号；
[0067]e(t) —误差信号。
[0068]本实施例中，移动终端实现下行主动降噪的具体控制过程如下:
[0069](1)噪声源发出声波信号P(t)；
[0070](2)位于听筒背面噪声源附近的麦克风MIC1 (第一声波采集器)拾取参考信号x(t)(即MIC1采集的噪声信号)，作为自适应控制器的输入；
[0071](3)自适应控制器在预置的XLMS自适应算法的作用下计算出次级信号y(t)，输出至听筒，由听筒以声波的形式发出实施声波抵消；
[0072](4)噪声源和听筒分别形成初级声场和次级声场，位于听筒附近的误差麦克风MIC2(第二声波采集器)同时接收初级声场和次级声场的声压，两者叠加形成误差信号e(t)；
[0073](5)误差信号e(t)输入反馈至自适应控制器中，自适应控制器利用预置的XLMS自适应算法，根据预先设定的控制目标函数调整自适应控制器权系数，从而快速的正向或反向调整当前计算得到的次级信号的幅值及相位，并将调整后的次级信号输出至听筒，由听筒以声波的形式发出实施声波抵消。重复上述过程，直到系统的稳定，形成局部“静区”。
[0074]为了给出更多技术细节，下面结合自适应控制器的具体结构(如图2所示)进行降噪过程说明。
[0075]将自适应算法程序装载于自适应控制器的DSP内。位于听筒背面的MIC1采集周围背景噪音，作为参考信号X (t)，通过A/D转换单元采样进入到DSP内。
[0076]装载有自适应算法的DSP输出次级信号y(t)至听筒，由听筒以声波的形式发出实施声波抵消。
[0077]位于听筒附近的MIC2，作为误差麦克风MIC2同时接受初级声场和次级声场的声压，两者叠加形成误差信号e (t)，误差信号输入反馈至DSP中。
[0078]DSP利用内置的自适应算法，根据预先设定的控制目标函数调整控制器权系数，从而快速的改变次级信号幅值及相位，通过D/A转换单元及功放单元输出y(t)至听筒，直到系统的稳定，形成局部稳定主动降噪。
[0079]而对于移动终端接收到的通话语音信号直接经D/A转换单元及功放单元输出至听筒。
[0080]综上所述，可知本发明实施例所述移动终端，通过下行主动降噪装置，将主动降噪应用到手机上，提高了本地通话接收效果，具有良好的市场前景。
[0081]实施例三
[0082]本发明实施例提供一种下行主动降噪方法，如图4所示，包括:
[0083]步骤S401，采集环境噪声信号，得到参考信号；
[0084]优选地，在该步骤前还包括:检测当前环境噪声是否达到设定的阈值，若是，则继续执行步骤S401 ;否则，判定当前无需降噪处理，结束。
[0085]步骤S402，基于所述参考信号，计算用以实施声波抵消的次级信号；
[0086]步骤S403，利用当前得到的误差信号，正向或反向调整次级信号幅值及相位；
[0087]步骤S404，将调整后的次级信号以声波的形式发出。
[0088]步骤S405，采集环境噪声信号和以声波形式发出的次级信号，将二者进行叠加后得到误差信号，并将该误差信号提供给步骤S403。
[0089]本实施例所述方法，实现了噪声信号和误差信号的提取，并利用误差信号对次级信号进行实时修正，从而达到局部的“静区”。
[0090]显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
【主权项】
1.一种下行主动降噪装置，其特征在于，包括: 第一声波采集器，用于采集环境噪声信号，得到参考信号，并将所述参考信号输出至自适应控制器； 自适应控制器，用于基于接收的参考信号，计算用以实施声波抵消的次级信号，并基于接收到的误差信号，正向或反向调整次级信号的幅值及相位； 次级声场发射器，用于将自适应控制器调整后的次级信号以声波形式发出； 第二声波采集器，用于采集环境噪声信号和次级声场发射器发出的次级信号，将二者进行叠加，得到误差信号后输出至自适应控制器。2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一声波采集器，还用于检测当前环境噪声是否达到设定的阈值，若是，则将得到的参考信号输出至自适应控制器；否则，判定当前无需降噪处理，结束。3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述自适应控制器，具体用于采用预置的XLMS自适应算法，计算次级信号以及调整次级信号的幅值及相位。4.如权利要求1至3任意一项所述的装置，其特征在于，所述自适应控制器，具体包括: A/D转换单元，用于将自适应控制器接收到的参考信号和误差信号进行模数转换后输出至DSP ； DSP，用于基于接收的参考信号，计算用以实施声波抵消的次级信号，并基于误差信号，正向或反向调整次级信号的幅值及相位； D/A转换单元，用于将调整后的次级信号进行数模转换后输出至功放单元； 功放单元，用于将次级信号进行功率放大处理后输出至次级声场发射器。5.如权利要求1所述的装置，其特征在于， 所述第二声波采集器以无限靠近于次级声场发射器的原则进行布设； 所述第一声波采集器、第二声波采集器的器件类型为麦克风。6.一种移动终端，其特征在于，所述移动终端内集成有权利要求1至5任意一项所述的下行主动降噪装置。7.如权利要求6所述的移动终端，其特征在于，所述下行主动降噪装置中: 第一声波采集器设置在移动终端的背面； 次级声场发射器为移动终端的听筒； 第二声波采集器设置在靠近移动终端的听筒位置处。8.如权利要求7所述的移动终端，其特征在于，所述第一声波采集器布设在移动终端背面不易被用户手持遮挡的位置。9.一种下行主动降噪方法，其特征在于，包括: 步骤1，采集环境噪声信号，得到参考信号； 步骤2，基于所述参考信号，计算用以实施声波抵消的次级信号； 步骤3，利用当前得到的误差信号，正向或反向调整次级信号幅值及相位； 步骤4，将调整后的次级信号以声波的形式发出； 步骤5，采集环境噪声信号和以声波形式发出的次级信号，将二者进行叠加后得到误差信号，并将该误差信号提供给步骤3。10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述步骤1前还包括:检测当前环境噪声是否达到设定的阈值，若是，则继续执行步骤1;否则，判定当前无需降噪处理，结束。
【专利摘要】本发明公开了一种下行主动降噪装置、方法及移动终端，所述装置包括：第一声波采集器，用于采集环境噪声信号，得到参考信号，并将所述参考信号输出至自适应控制器；自适应控制器，用于基于接收的参考信号，计算用以实施声波抵消的次级信号，并基于接收到的误差信号，正向或反向调整次级信号的幅值及相位；次级声场发射器，用于将自适应控制器调整后的次级信号以声波形式发出；第二声波采集器，用于采集环境噪声信号和次级信号，将二者进行叠加，得到误差信号后输出至自适应控制器。本发明通过下行主动降噪装置，将主动降噪应用到手机上，提高了本地通话接收效果，具有良好的市场前景。
【IPC分类】G10K11/178, H04M1/19
【公开号】CN105489212
【申请号】CN201410473431
【发明人】吴建明
【申请人】中兴通讯股份有限公司
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2014年9月17日
【公告号】WO2016041247A1
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种下行主动降噪装置、方法及移动终端。
【背景技术】
[0002]在通信领域，经常会遇到高噪声的环境，噪声对语音通信的影响是致命的。因为在高噪声环境下，会出现语音被噪声掩蔽，造成信噪比严重下降，从而导致语音的可听度及清晰度下降。
[0003]主动降噪技术最早作为一种新技术用于军事通信上。在主动降噪出现之前，只能是采取被动降噪的方式，即用整个耳罩将左右耳朵包住，同过耳罩的隔声特性，及在耳罩内增加吸音海绵，来降低到达人耳的噪声。但这种方法只能降低高频，对低频的声音降噪不大。主动降噪技术出现后，出现了各系列的有源降噪头戴。
[0004]最早降噪原理包括两种:一种是前馈降噪，一种是反馈降噪。具体是通过装置在耳罩内部的麦克风来采集人耳附近的背景噪声大小，通过电路产生一种相位相差180度的反向噪声，喇叭放出后与背景噪声进行声干涉叠加，从而有效的降低背景噪声信号大小。其好处是:在提高的通话质量的同时保护了人耳，避免了人耳长时间暴露在高噪声环境中造成的听力损伤。主动降噪作为一种新技术得到了长足的发展，逐渐由军用转向民用领域。
[0005]目前手机上存在的降噪技术，主要集中在如何提高手机发送方向的话音质量，即通常意义上的双麦克降噪技术。该技术把着重点放在了如何在噪声环境比较差的地方(如办公室、餐馆、大街等公共场所)，提高上行话音的信噪比，从而让通话的另一端听音更清晰。
[0006]但我们知道手机通话时还有一种现象，即在嘈杂的环境下听不清楚对方的声音，即使你将听筒音量调整到最大，调整各种角度，你依然听的比较模糊。我们知道不能通过一味的提高听筒的电信号大小，来提高音量，这样增加了烧坏听筒的风险。市场上的手机都一致性忽略了噪声对本地通话者的听觉影响，未取得关注。目前为止市场上未有具有下行主动降噪的手机面世。
【发明内容】
[0007]本发明提供一种下行主动降噪装置、方法及移动终端，用以解决现有技术中智能移动终端不能滤除本地通话噪音，影响通话质量的问题。
[0008]依据本发明的一个方面，提供一种下行主动降噪装置，包括:
[0009]第一声波采集器，用于采集环境噪声信号，得到参考信号，并将所述参考信号输出至自适应控制器；
[0010]自适应控制器，用于基于接收的参考信号，计算用以实施声波抵消的次级信号，并基于接收到的误差信号，正向或反向调整次级信号的幅值及相位；
[0011]次级声场发射器，用于将自适应控制器调整后的次级信号以声波形式发出；
[0012]第二声波采集器，用于采集环境噪声信号和次级声场发射器发出的次级信号，将二者进行叠加，得到误差信号后输出至自适应控制器。
[0013]可选地，本发明所述装置中，所述第一声波采集器，还用于检测当前环境噪声是否达到设定的阈值，若是，则将得到的参考信号输出至自适应控制器；否则，判定当前无需降噪处理，结束。
[0014]可选地，本发明所述装置中，所述自适应控制器，具体用于采用预置的XLMS自适应算法，计算次级信号以及调整次级信号的幅值及相位。
[0015]可选地，本发明所述装置中，所述自适应控制器，具体包括:
[0016]A/D转换单元，用于将自适应控制器接收到的参考信号和误差信号进行模数转换后输出至DSP ；
[0017]DSP，用于基于接收的参考信号，计算用以实施声波抵消的次级信号，并基于误差信号，正向或反向调整次级信号的幅值及相位；
[0018]D/A转换单元，用于将调整后的次级信号进行数模转换后输出至功放单元；
[0019]功放单元，用于将次级信号进行功率放大处理后输出至次级声场发射器。
[0020]可选地，本发明所述装置中，所述第二声波采集器以无限靠近于次级声场发射器的原则进行布设；所述第一声波采集器、第二声波采集器的器件类型为麦克风。
[0021]依据本发明的另一个方面，提供一种移动终端，所述移动终端内集成有本发明所述的下行主动降噪装置。
[0022]依据本发明的再一个方面，提供一种下行主动降噪方法，包括:
[0023]步骤1，采集环境噪声信号，得到参考信号；
[0024]步骤2，基于所述参考信号，计算用以实施声波抵消的次级信号；
[0025]步骤3，利用当前得到的误差信号，正向或反向调整次级信号幅值及相位；
[0026]步骤4，将调整后的次级信号以声波的形式发出；
[0027]步骤5，采集环境噪声信号和以声波形式发出的次级信号，将二者进行叠加后得到误差信号，并将该误差信号提供给步骤3。
[0028]可选地，本发明所述方法中，所述步骤1前还包括:检测当前环境噪声是否达到设定的阈值，若是，则继续执行步骤1 ;否则，判定当前无需降噪处理，结束。
[0029]本发明有益效果如下:
[0030]本发明所述下行主动降噪装置通过布设两个声波采集器，实现了噪声信号和误差信号的提取，并通过自适应控制器实现了利用误差信号对次级信号的实时修正，从而达到局部的“静区”；
[0031]集成有主动降噪装置的移动终端，将主动降噪应用到移动终端上，提高了本地通话接收效果，具有良好的市场前景。
【附图说明】
[0032]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0033]图1为本发明提供的一种下行主动降噪装置的结构图；
[0034]图2为本发明中自适应控制器的结构图；
[0035]图3为本发明中移动终端上布设声波采集器的布设示意图；
[0036]图4为本发明提供的一种下行主动降噪方法的流程图。
【具体实施方式】
[0037]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0038]为了解决现有技术中智能移动终端不能滤除本地通话噪音，影响通话质量的问题，本发明提供了一种下行主动降噪装置、方法及移动终端，所述装置通过设置两个声波采集器，一个拾取外界噪声信号作为参考信号，一个通过拾取噪声信号及次级信号求取二者的误差信号，以通过误差信号，控制次级声源大小，从而达到局部的“静区”，使噪声信号减到最小，此举提高了下行语音的可懂度。下面就通过几个具体实施例对本发明的详细实施过程进行阐述。
[0039]实施例一
[0040]本发明实施例提供一种下行主动降噪装置，如图1所示，所述装置具体包括:
[0041]第一声波采集器110，用于采集环境噪声信号，得到参考信号，并将所述参考信号输出至自适应控制器120 ；
[0042]自适应控制器120，用于基于接收的参考信号，计算用以实施声波抵消的次级信号，并基于接收到的误差信号，正向或反向调整次级信号的幅值及相位；
[0043]其中，计算的用以实施声波抵消的次级信号理想状态下指将参考信号相位翻转180度后的信号,但由于电路处理及声波传输都存在时延，所以还需根据时延信息对翻转后信号的相位信息进行修正，修正后得到的信号即为计算得到的次级信号。
[0044]进一步的，自适应控制器120正向还是反向调整次级信号的幅值及相位，是由误差信号来决定的，最终目的是对次级信号调整后，使得次级信号与噪声信号的误差趋近于零，理想状态下等于零。
[0045]次级声场发射器130，用于将自适应控制器120调整后的次级信号以声波形式发出；
[0046]第二声波采集器140，用于采集环境噪声信号和次级声场发射器130发出的次级信号，将二者进行叠加，得到误差信号后输出至自适应控制器120。
[0047]基于上述结构框架及实施原理，下面给出在上述结构下的几个具体及优选实施方式，用以细化和优化本发明所述下行主动降噪装置的功能，具体涉及如下内容:
[0048]本发明实施例中，为了降低降噪带来的能量损耗，避免浪费，优选地，第一声波采集器110在采集到环境噪声时，检测当前环境噪声是否达到设定的阈值，若是，则将得到的参考信号输出至自适应控制器120 ;否则，判定当前无需降噪处理，结束。也就是说，只有背景噪声较大时，才开启主动降噪过程，并非所有情况都进行降噪处理。
[0049]进一步地，本发明实施例中，第二声波采集器140以无限靠近于次级声场发射器130的原则进行布设，以更好的接收次级声场发射器130发出的次级信号；
[0050]进一步地，本发明实施例中，第一声波采集器110、第二声波采集器140的器件类型可以但不限于为麦克风。
[0051]进一步的，本发明实施例中，自适应控制器120，具体采用预置的XLMS自适应算法，计算次级信号以及调整次级信号的幅值及相位。当然，需要说明的是，采用XLMS自适应算法只是一种示例性解释，并非唯一限定采用该算法实现，本领域技术人员容易想到的可以实现自适应控制器120的相关功能的算法都在本发明的保护思想范围之内。
[0052]进一步地，本发明实施例 中还给出自适应控制器120的具体结构组成，以从结构功能方面更清楚的说明自适应控制器120，如图2所示，自适应控制器120具体包括:
[0053]A/D转换单元121，用于将自适应控制器120接收到的参考信号和误差信号进行模数转换后输出至DSP122 ；
[0054]DSP122，用于基于接收的参考信号，计算用以实施声波抵消的次级信号，并基于误差信号，正向或反向调整次级信号的幅值及相位；
[0055]D/A转换单元123，用于将调整后的次级信号进行数模转换后输出至功放单元124 ；
[0056]功放单元124，用于将次级信号进行功率放大处理后输出至次级声场发射器130。
[0057]综上所述，本发明实施例所述下行主动降噪装置，通过布设两个声波采集器，实现了噪声信号和误差信号的提取，并通过自适应控制器实现了利用误差信号对次级信号的实时修正，从而达到局部的“静区”。
[0058]实施例二
[0059]本发明实施例提供一种移动终端，该移动终端集成有实施例一所述的下行主动降噪装置。由于实施例一中已经对下行主动降噪装置的结构进行详细阐述，所以本实施例不对集成后的结构再做赘述。
[0060]为了将下行主动降噪装置更好的与移动终端进行融合，本实施例中还给出集成后第一声波采集器、第二声波采集器以及次级声场发射器的布设位置。具体地，如图3所示，第一声波采集器设置在移动终端的背面；次级声场发射器为移动终端的听筒；第二声波采集器设置在靠近移动终端的听筒位置处。
[0061]其中，第一声波采集器的布设原则为:布设在移动终端被面不易被用户手持遮挡的位置。
[0062]下面给出本发明一个较佳的实施例，并结合对实施例的描述，进一步给出本发明的技术细节，使其能够更好地说明移动终端实现下行主动降噪的过程。
[0063]本实施例中:
[0064]P(t)—噪声源发出的信号；
[0065]X (t)—参考信号；
[0066]y (t)—次级信号；
[0067]e(t) —误差信号。
[0068]本实施例中，移动终端实现下行主动降噪的具体控制过程如下:
[0069](1)噪声源发出声波信号P(t)；
[0070](2)位于听筒背面噪声源附近的麦克风MIC1 (第一声波采集器)拾取参考信号x(t)(即MIC1采集的噪声信号)，作为自适应控制器的输入；
[0071](3)自适应控制器在预置的XLMS自适应算法的作用下计算出次级信号y(t)，输出至听筒，由听筒以声波的形式发出实施声波抵消；
[0072](4)噪声源和听筒分别形成初级声场和次级声场，位于听筒附近的误差麦克风MIC2(第二声波采集器)同时接收初级声场和次级声场的声压，两者叠加形成误差信号e(t)；
[0073](5)误差信号e(t)输入反馈至自适应控制器中，自适应控制器利用预置的XLMS自适应算法，根据预先设定的控制目标函数调整自适应控制器权系数，从而快速的正向或反向调整当前计算得到的次级信号的幅值及相位，并将调整后的次级信号输出至听筒，由听筒以声波的形式发出实施声波抵消。重复上述过程，直到系统的稳定，形成局部“静区”。
[0074]为了给出更多技术细节，下面结合自适应控制器的具体结构(如图2所示)进行降噪过程说明。
[0075]将自适应算法程序装载于自适应控制器的DSP内。位于听筒背面的MIC1采集周围背景噪音，作为参考信号X (t)，通过A/D转换单元采样进入到DSP内。
[0076]装载有自适应算法的DSP输出次级信号y(t)至听筒，由听筒以声波的形式发出实施声波抵消。
[0077]位于听筒附近的MIC2，作为误差麦克风MIC2同时接受初级声场和次级声场的声压，两者叠加形成误差信号e (t)，误差信号输入反馈至DSP中。
[0078]DSP利用内置的自适应算法，根据预先设定的控制目标函数调整控制器权系数，从而快速的改变次级信号幅值及相位，通过D/A转换单元及功放单元输出y(t)至听筒，直到系统的稳定，形成局部稳定主动降噪。
[0079]而对于移动终端接收到的通话语音信号直接经D/A转换单元及功放单元输出至听筒。
[0080]综上所述，可知本发明实施例所述移动终端，通过下行主动降噪装置，将主动降噪应用到手机上，提高了本地通话接收效果，具有良好的市场前景。
[0081]实施例三
[0082]本发明实施例提供一种下行主动降噪方法，如图4所示，包括:
[0083]步骤S401，采集环境噪声信号，得到参考信号；
[0084]优选地，在该步骤前还包括:检测当前环境噪声是否达到设定的阈值，若是，则继续执行步骤S401 ;否则，判定当前无需降噪处理，结束。
[0085]步骤S402，基于所述参考信号，计算用以实施声波抵消的次级信号；
[0086]步骤S403，利用当前得到的误差信号，正向或反向调整次级信号幅值及相位；
[0087]步骤S404，将调整后的次级信号以声波的形式发出。
[0088]步骤S405，采集环境噪声信号和以声波形式发出的次级信号，将二者进行叠加后得到误差信号，并将该误差信号提供给步骤S403。
[0089]本实施例所述方法，实现了噪声信号和误差信号的提取，并利用误差信号对次级信号进行实时修正，从而达到局部的“静区”。
[0090]显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
【主权项】
1.一种下行主动降噪装置，其特征在于，包括: 第一声波采集器，用于采集环境噪声信号，得到参考信号，并将所述参考信号输出至自适应控制器； 自适应控制器，用于基于接收的参考信号，计算用以实施声波抵消的次级信号，并基于接收到的误差信号，正向或反向调整次级信号的幅值及相位； 次级声场发射器，用于将自适应控制器调整后的次级信号以声波形式发出； 第二声波采集器，用于采集环境噪声信号和次级声场发射器发出的次级信号，将二者进行叠加，得到误差信号后输出至自适应控制器。2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一声波采集器，还用于检测当前环境噪声是否达到设定的阈值，若是，则将得到的参考信号输出至自适应控制器；否则，判定当前无需降噪处理，结束。3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述自适应控制器，具体用于采用预置的XLMS自适应算法，计算次级信号以及调整次级信号的幅值及相位。4.如权利要求1至3任意一项所述的装置，其特征在于，所述自适应控制器，具体包括: A/D转换单元，用于将自适应控制器接收到的参考信号和误差信号进行模数转换后输出至DSP ； DSP，用于基于接收的参考信号，计算用以实施声波抵消的次级信号，并基于误差信号，正向或反向调整次级信号的幅值及相位； D/A转换单元，用于将调整后的次级信号进行数模转换后输出至功放单元； 功放单元，用于将次级信号进行功率放大处理后输出至次级声场发射器。5.如权利要求1所述的装置，其特征在于， 所述第二声波采集器以无限靠近于次级声场发射器的原则进行布设； 所述第一声波采集器、第二声波采集器的器件类型为麦克风。6.一种移动终端，其特征在于，所述移动终端内集成有权利要求1至5任意一项所述的下行主动降噪装置。7.如权利要求6所述的移动终端，其特征在于，所述下行主动降噪装置中: 第一声波采集器设置在移动终端的背面； 次级声场发射器为移动终端的听筒； 第二声波采集器设置在靠近移动终端的听筒位置处。8.如权利要求7所述的移动终端，其特征在于，所述第一声波采集器布设在移动终端背面不易被用户手持遮挡的位置。9.一种下行主动降噪方法，其特征在于，包括: 步骤1，采集环境噪声信号，得到参考信号； 步骤2，基于所述参考信号，计算用以实施声波抵消的次级信号； 步骤3，利用当前得到的误差信号，正向或反向调整次级信号幅值及相位； 步骤4，将调整后的次级信号以声波的形式发出； 步骤5，采集环境噪声信号和以声波形式发出的次级信号，将二者进行叠加后得到误差信号，并将该误差信号提供给步骤3。10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述步骤1前还包括:检测当前环境噪声是否达到设定的阈值，若是，则继续执行步骤1;否则，判定当前无需降噪处理，结束。
【专利摘要】本发明公开了一种下行主动降噪装置、方法及移动终端，所述装置包括：第一声波采集器，用于采集环境噪声信号，得到参考信号，并将所述参考信号输出至自适应控制器；自适应控制器，用于基于接收的参考信号，计算用以实施声波抵消的次级信号，并基于接收到的误差信号，正向或反向调整次级信号的幅值及相位；次级声场发射器，用于将自适应控制器调整后的次级信号以声波形式发出；第二声波采集器，用于采集环境噪声信号和次级信号，将二者进行叠加，得到误差信号后输出至自适应控制器。本发明通过下行主动降噪装置，将主动降噪应用到手机上，提高了本地通话接收效果，具有良好的市场前景。
【IPC分类】G10K11/178, H04M1/19
【公开号】CN105489212
【申请号】CN201410473431
【发明人】吴建明
【申请人】中兴通讯股份有限公司
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2014年9月17日
【公告号】WO2016041247A1
最新回复(0)