專利名稱：消噪組件及其消噪方法
消噪組件及其消噪方法
技術領域：
本發明涉及一種消噪組件及其消噪方法，尤其涉及一種運用在便攜式移動消費性產品的消噪系組件及其消噪方法。
背景技術：
隨著無線通訊的發展，全球移動電話用戶越來越多，用戶對移動電話的要求已不僅滿足于通話，而且要能夠提供高質量的通話效果，尤其是目前移動多媒體技術的發展，移動電話的通話質量更顯重要。由于大量環境噪聲的存在，手機等通訊設備的麥克風采集到的語音信號普遍信噪比不夠高，特別是在街道汽車等高噪聲環境中，需要提高通訊設備中揚聲器的音量才能聽清。所以需要通過語音增強的方法來提升輸入語音的增益，改善通訊質量。因此，消噪組件設計的優劣成為人們關注的重點。相關技術的消噪組件包括接收麥克風，揚聲器和電連接所述接收麥克風和揚聲器的信號處理單元，所述信號處理單元包括信號放大單元。所述麥克風接受環境噪聲語音信號后經所述信號處理單元的處理得到消噪后的語音信號，消噪后的語音信號再經所述信號放大單元放大后由揚聲器發出。由于人們使用的運用所述消噪組件的產品為耳罩式或入耳式的，使用時其與人耳的距離比較固定，所述信號處理單元的消噪參數也是做成固定的，信號放大單元的放大參數也是固定值。上述結構就使得運用相關技術消噪組件的產品只有在特定的位置才會有較好的效果。消噪組件也可應用在手機上，當手機上使用相關技術的消噪組件時，由于每個人在使用所述手機時將手機置于耳邊貼合的松緊度都不同，而相關技術的消噪組件的參數卻是固定不變的，從而導致相關技術手機的消噪效果時好時壞，消噪效果具有位置上的局限性。因此，實有必要提出一種新的消噪組件解決上述問題。
發明內容本發明需解決的技術問題是提供一種消噪性能好且能減少消噪效果的位置局限性的消噪組件。根據上述的技術問題，設計了一種消噪組件，其目的是這樣實現的一種消噪組件，其包括接收麥克風、揚聲器、將所述接收麥克風接收的帶噪聲語音信號進行消噪處理并輸出消噪后語音信號的信號處理單元和將所述消噪后語音信號進行放大并輸出放大語音信號的信號放大單元，其特征在于所述消噪組件還設有前置麥克風，用于接收探測信號并輸出探測反饋信號；開發板，包括對所述前置麥克風輸出的探測反饋信號進行分析處理并輸出直流電壓的可編程處理單元和發出探測信號的信號發生單元；加法器單元，用于將所述放大語音信號和探測信號進行信號疊加，將疊加后語音信號輸入到所述揚聲器。
本發明還提供了一種如權利要求1所述的消噪組件的消噪方法，該方法包括如下步驟步驟001、設若干測試點，利用所述接收麥克風在任意測試點處接收外界的帶噪語音信號，所述帶噪語音信號經過所述信號處理單元的處理得到消噪后語音信號；消噪后語音信號經過所述信號放大單元后得到放大語音信號，通過手動調節所述可編程處理單元輸出的直流電壓而改變所述信號放大單元的放大倍數使所述放大語音信號達到理想狀態，得到此時所述信號放大單元的放大倍數對應的直流電壓值；通過所述開發板的信號發生單元發出固定頻率的探測信號輸出給所述揚聲器，所述揚聲器接收到所述探測信號后發出同步響應；利用所述前置麥克風接收所述同步響應并輸出相應的探測反饋信號到所述可編程處理單元；利用所述可編程處理單元對所述探測反饋信號作FFT分析處理得到FFT值；步驟002、在不同的測試點重復步驟001，得到若干組FFT值與直流電壓值；步驟003、以FFT值為橫坐標，直流電壓值為縱坐標建立坐標系，將若干組FFT值與對應的直流電壓值在坐標系中繪出，通過所述坐標系得出FFT值與直流電壓的調制關系式；步驟004、提供一程序讀寫器，利用所述程序讀寫器將所述調制關系式寫入所述開發板的可編程處理單元；步驟005、通過所述開發板的信號發生單元發出固定頻率的探測信號輸出給所述揚聲器，所述揚聲器接收到所述探測信號后發出同步響應；步驟006、利用所述前置麥克風接收所述揚聲器發出的所述同步響應并輸出相應的探測反饋信號給所述可編程處理單元；步驟007、利用所述可編程處理單元對所述探測反饋信號作FFT分析處理并輸出對應的直流電壓；步驟008、利用所述接收麥克風接收外界帶噪語音信號并輸入到所述信號處理單元，所述信號處理單元對帶噪語音信號處理后輸出消噪后語音信號，通過信號放大單元對所述消噪后語音信號進行放大并輸出放大語音信號，利用所述加法器單元將所述放大語信號和探測信號疊加后輸入給所述揚聲器。優選的，所述探測信號為250Hz單頻脈沖信號。優選的，所述前置麥克風接收所述探測信號的時間間隔與所述信號發生單元發出所述探測信號的時間間隔相等，所述前置麥克風接收所述探測信號的持續時間是所述信號發生單元發出所述探測信號的持續時間的兩倍。優選的，所述信號發生單元發出所述探測信號的時間間隔為ls，每次發出所述探測信號的持續時間為IOms ；所述前置麥克風接收所述探測信號的時間間隔為ls，每次接收所述探測信號的持續時間為20ms。優選的，所述測試點設置7個，每個所述測試點測試7次。與相關技術相比，本發明的消噪系統消噪效果更好，減少了消噪系統使用時相對人耳貼合松緊的局限性。
圖1為本發明消噪組件設計方法的方框圖。圖2為本發明消噪組件的FFT分析測試圖，其中橫坐標為FFT值，縱坐標為控制信號放大單元放大倍數所需的直流電壓值。
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。當運用消噪組件相關技術的產品在使用時，其與人耳貼合時會產生耦合效應，壓力越大，貼合得越緊，人耳接收到的聲音就越大；壓力越小，貼合得越松，人耳接收到的聲音就越小。然而，相關技術消噪組件的各種參數是固定的，因此，相關技術的消噪組件只有在特定的位置才能有較好的消噪效果。本發明即針對上述問題設計了一種消噪組件，其可以通過測試運用本發明技術的產品與人耳之間貼合的松緊度而調整揚聲器的輸出增益，即控制語音信號輸出的放大倍數，使得相關技術的產品使用時可根據產品與人耳的不同位置將消噪效果調整到理想狀態。具體如下如圖1所示，一種消噪組件10，其包括接收麥克風1、揚聲器5、將接收麥克風1接收的帶噪語音信號進行消噪處理并輸出消噪后語音信號的信號處理單元3和將消噪后語音信號進行放大并輸出放大語音信號的信號放大單元4。其中，消噪組件10還設有前置麥克風2，用于接收探測信號并輸出探測反饋信號；開發板6，包括對前置麥克風2輸出的探測反饋信號進行分析處理并輸出直流電壓的可編程處理單元62和發出探測信號的信號發生單元61 ；加法器單元7，用于將所述放大語音信號和探測信號進行信號疊加，輸出疊加后語音信號輸入到揚聲器5。本發明還提供了一種如本發明所述的消噪組件10的消噪方法，該方法包括如下步驟步驟001、設若干測試點，利用接收麥克風1在任意測試點處接收外界的帶噪語音信號，所述帶噪語音信號經過信號處理單元4的處理得到消噪后語音信號；消噪后語音信號經過信號放大單元4后得到放大語音信號，通過手動調節可編程處理單元62輸出的直流電壓而改變信號放大單元4的放大倍數使所述放大語音信號達到理想狀態，得到此時信號放大單元4的放大倍數對應的直流電壓值。通過開發板6的信號發生單元61發出固定頻率的探測信號輸出給揚聲器5，揚聲器5接收到所述探測信號后發出同步響應；利用前置麥克風2接收所述同步響應并輸出相應的探測反饋信號到可編程處理單元62 ；利用可編程處理單元62對所述探測反饋信號作 FFT分析處理得到FFT值。其中，FFT為快速傅立葉變換。所謂理想狀態，在本實施方式中是指放大語音信號的頻響曲線達到最低，即用測試儀監測放大語音信的頻響曲線，通過不停調節可編程處理單元62輸出的直流電壓而改變信號放大單元4的放大倍數，使顯示在測試儀上的頻響曲線調到最低位置，此時即指所述放大語音信號達到了理想狀態。步驟002、在不同的測試點重復步驟001，得到若干組FFT值與直流電壓值。不同的測試點是根據接收麥克風1與聲源的距離變化原則設取的，即每個測試點處接收麥克風1與聲源的距離都不同。步驟003、以FFT值為橫坐標，直流電壓值為縱坐標建立坐標系，將若干組FFT值與對應的直流電壓值在坐標系中繪出，通過所述坐標系得出FFT值與直流電壓的調制關系式。本實施方式中，具體的，將FFT值設為X，所述直流電壓值設為y，以所述FFT值為橫坐標，直流電壓值為縱坐標建立坐標系，將若干組FFT值與對應的直流電壓值在坐標系中繪出并依次首尾相連，根據坐標系中得到的連線圖得出對應的FFT值與直流電壓的一般關系式。本實施方式中取7個測試點做分析，分別為A1-A7。7個測試點均在消噪組件10 的正常工作范圍內。為了提高精確度，本實施方式對每個測試點做7次測試，再取平均值， 所述測試點測得的數據如下表表一
權利要求
1.一種消噪組件，其包括接收麥克風、揚聲器、將所述接收麥克風接收的帶噪語音信號進行消噪處理并輸出消噪后語音信號的信號處理單元和將所述消噪后語音信號進行放大并輸出放大語音信號的信號放大單元，其特征在于所述消噪組件還設有前置麥克風，用于接收探測信號并輸出探測反饋信號；開發板，包括對所述前置麥克風輸出的探測反饋信號進行分析處理并輸出直流電壓的可編程處理單元和發出探測信號的信號發生單元；加法器單元，用于將所述放大語音信號和探測信號進行信號疊加，將疊加后語音信號輸入到所述揚聲器。
2.一種如權利要求1所述的消噪組件的消噪方法，該方法包括如下步驟步驟001、設若干測試點，利用所述接收麥克風在任意測試點處接收外界的帶噪語音信號，所述帶噪語音信號經過所述信號處理單元的處理得到消噪后語音信號；消噪后語音信號經過所述信號放大單元后得到放大語音信號，通過手動調節所述可編程處理單元輸出的直流電壓而改變所述信號放大單元的放大倍數使所述放大語音信號達到理想狀態，得到此時所述信號放大單元的放大倍數對應的直流電壓值；通過所述開發板的信號發生單元發出固定頻率的探測信號輸出給所述揚聲器，所述揚聲器接收到所述探測信號后發出同步響應；利用所述前置麥克風接收所述同步響應并輸出相應的探測反饋信號到所述可編程處理單元；利用所述可編程處理單元對所述探測反饋信號作FFT分析處理得到FFT值；步驟002、在不同的測試點重復步驟001，得到若干組FFT值與直流電壓值； 步驟003、以FFT值為橫坐標，直流電壓值為縱坐標建立坐標系，將若干組FFT值與對應的直流電壓值在坐標系中繪出，通過所述坐標系得出FFT值與直流電壓的調制關系式；步驟004、提供一程序讀寫器，利用所述程序讀寫器將所述調制關系式寫入所述開發板的可編程處理單元；步驟005、通過所述開發板的信號發生單元發出固定頻率的探測信號輸出給所述揚聲器，所述揚聲器接收到所述探測信號后發出同步響應；步驟006、利用所述前置麥克風接收所述揚聲器發出的所述同步響應并輸出相應的探測反饋信號給所述可編程處理單元；步驟007、利用所述可編程處理單元對所述探測反饋信號作FFT分析處理并輸出對應的直流電壓；步驟008、利用所述接收麥克風接收外界帶噪語音信號并輸入到所述信號處理單元，所述信號處理單元對帶噪語音信號處理后輸出消噪后語音信號，通過信號放大單元對所述消噪后語音信號進行放大并輸出放大語音信號，利用所述加法器單元將所述放大語信號和探測信號疊加后輸入給所述揚聲器。
3.根據權利要求2所述消噪組件的消噪方法，其特征在于所述探測信號為250Hz單頻脈沖信號。
4.根據權利要求3所述消噪組件的消噪方法，其特征在于所述前置麥克風接收所述探測信號的時間間隔與所述信號發生單元發出所述探測信號的時間間隔相等，所述前置麥克風接收所述探測信號的持續時間是所述信號發生單元發出所述探測信號的持續時間的兩倍。
5.根據權利要求4所述消噪組件的消噪方法，其特征在于所述信號發生單元發出所述探測信號的時間間隔為ls，每次發出所述探測信號的持續時間為IOms ；所述前置麥克風接收所述探測信號的時間間隔為ls，每次接收所述探測信號的持續時間為20ms。
6.根據權利要求5所述消噪組件的消噪方法，其特征在于所述測試點設置7個，每個所述測試點測試7次。
全文摘要
一種消噪組件，其包括接收麥克風、揚聲器、將所述接收麥克風接收的帶噪語音信號進行消噪處理并輸出消噪后語音信號的信號處理單元和將所述消噪后語音信號進行放大并輸出放大語音信號的信號放大單元。其中，所述消噪組件還設有前置麥克風、開發板和加法器單元。本發明還提供了一種如本發明所述的消噪組件的消噪方法。與相關技術相比，本發明的消噪系統消噪效果更好，減少了消噪系統使用時相對人耳位置的局限性。
文檔編號H04R3/00GK102164329SQ20111012598
公開日2011年8月24日 申請日期2011年5月16日 優先權日2011年5月16日
發明者唐琪, 王超 申請人:瑞聲聲學科技(深圳)有限公司, 瑞聲聲學科技研發(南京)有限公司