[發明專利]有源噪聲控制系統及其設計方法

有效

• 申請號: 201110443751.7
• 申請日: 2011-12-27
• 公開（公告）號: CN102543060A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: 馮聲振;王超
• 申請（專利權）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;瑞聲聲學科技(常州)有限公司
• 主分類號: G10K11/16
• 分類號: G10K11/16;H04M1/19
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

【技術領域】

本發明涉及一種有源噪聲控制系統及其設計方法，尤其涉及一種運用在手機等便攜式通訊產品領域的有源噪聲控制系統及其設計方法。

【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，手機等通訊設備的受話器在播放語音時普遍信噪比不夠高，特別是在街道汽車等高噪聲環境中，需要提高音量才能使本地手機用戶聽清，但這樣又可能損傷聽力，或使私人通話失去私密性。常見的解決方法是采用前饋式主動噪聲控制的自動降噪耳機來改善通訊質量。

然而，相關技術的自動降噪耳機，其麥克風固定置于耳機外接插孔的連線上，其位置會隨連線的移動而移動，導致麥克風采集到的環境噪聲相位有變化。而前饋式主動噪聲控制對于信號的相位非常敏感，易導致系統性能降低或失效。

而手機不同于耳機，若只用手機本身降噪，在使用過程中，手機與人耳往往結合的并不緊密，存在次級聲反饋現象。次級聲反饋現象是指受話器(次級聲源)發聲以消除環境噪聲，以及回放遠端音頻的時候，又傳播回環境噪聲采集裝置處，被誤認為是外部的環境噪聲處理，導致對系統有害的反饋現象。這種現象往往被其它消噪方法所忽視，導致消噪效果降低、不穩定乃至失效。另外，相關技術的降噪方法都沒有考慮風噪對麥克風的影響。風噪是在麥克風附近的空氣湍流造成麥克風的誤采集，并不像一般環境噪聲會傳播到人耳內，是一種有害的干擾，進而影響降噪效果。

因此，實有必要提出一種新的有源噪聲控制系統及方法解決上述問題。

【發明內容】

本發明需解決的技術問題是提供一種消噪效果好的有源噪聲控制系統及其設計方法。

根據上述的技術問題，設計了一種有源噪聲控制系統，其目的是這樣實現的：

一種有源噪聲控制系統，其包括：

環境噪聲采集裝置、與所述環境噪聲采集裝置電連接的高速模數轉換裝置、回放音頻接收裝置、分別與所述高速模數轉換裝置和所述回放音頻接收裝置電連接的信號處理裝置、與所述信號處理裝置電連接的高速數模轉換裝置、與所述高速數模轉換裝置電連接的功率放大裝置和電連接在所述功率放大裝置上的受話器，其中，

所述信號處理裝置包括：

環境噪聲數字信號輸入端，接收帶風噪環境噪聲數字信號；

回放音頻數字信號輸入端，接收需要被回放的回放音頻數字信號；

風噪信號濾除模塊，其包括高通濾波器，濾除所述帶風噪環境噪聲數字信號中的風噪，得到無風噪環境噪聲數字信號并輸出；

基于次級聲反饋通路的反相濾波模塊，其包括數字反相濾波器，將所述無風噪環境噪聲數字信號經所述數字反相濾波器處理得到反相環境噪聲數字信號并輸出；

回放音頻增益調整模塊，將所述回放音頻數字信號進行增益調整得到增益調整后回放音頻數字信號并輸出；

基于次級通路的頻率響應補償模塊，其包括頻率響應補償濾波器，將所述增益調整后回放音頻數字信號進行頻率響應補償得到頻率響應補償后回放音頻數字信號并輸出；

系數存儲模塊，用于預先存儲所述反相濾波器和所述頻率響應補償濾波器的系數；

信號疊加模塊，將所述反相環境噪聲數字信號和所述頻率響應補償后回放音頻數字信號進行信號疊加得到所述混合音頻數字信號；

混合音頻數字信號輸出端，將所述混合音頻數字信號輸出。

優選的，所述數字反相濾波器和所述頻率響應補償濾波器皆為FIR型數字濾波器。

優選的，所述高通濾波器的通帶起始頻率為200Hz的。

本發明還提供了一種基于本發明所述的有源噪聲控制系統的設計方法，該方法包括如下步驟：

步驟A、提供一環境噪聲采集裝置；

提供一高速模數轉換裝置；

提供一回放音頻接收裝置；

提供一信號處理裝置，其包括環境噪聲數字信號輸入端、回放音頻數字信號輸入端、風噪信號濾除模塊、基于次級聲反饋通路的反相濾波模塊、回放音頻增益調整模塊、基于次級通路的頻率響應補償模塊、系數存儲模塊、信號疊加模塊、混合音頻數字信號輸出端，其中，所述風噪信號濾除模塊包括高通濾波器，所述基于次級聲反饋通路的反相濾波模塊包括數字反相濾波器，所述基于次級通路的頻率響應補償模塊包括頻率響應補償濾波器；

提供一高速數模轉換裝置；

提供一功率放大裝置；

提供一受話器；

提供一揚聲器；