[發(fā)明專利]呼吸面罩的差分雙麥克降噪方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210035630.3
• 申請(qǐng)日: 2012-02-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102638740A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-08-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王朋;馬敏;宮博;徐承
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 合肥訊飛數(shù)碼科技有限公司
• 主分類號(hào): H04R1/26
• 分類號(hào): H04R1/26
• 代理公司: 合肥天明專利事務(wù)所 34115
• 代理人: 吳娜

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及呼吸面罩領(lǐng)域，尤其是一種呼吸面罩的差分雙麥克降噪方法。?

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背景技術(shù)

在航空和消防等領(lǐng)域內(nèi)，呼吸面罩主要為飛行員和消防員等用戶在工作時(shí)提供過(guò)濾供氧，是用戶關(guān)鍵的個(gè)體防護(hù)裝具，呼吸面罩安裝有麥克，可為飛行員和消防員等用戶在通話時(shí)使用。?

現(xiàn)行的呼吸面罩所安裝的麥克為單麥克，在強(qiáng)噪聲的使用環(huán)境條件下，單麥克在拾取用戶在面罩體腔內(nèi)正面說(shuō)話的信號(hào)的同時(shí)，強(qiáng)噪聲等背景噪聲信號(hào)通過(guò)面罩體也被拾取進(jìn)來(lái)。這樣就使用戶在面罩體腔內(nèi)正面說(shuō)話的信號(hào)和強(qiáng)噪聲等背景噪聲信號(hào)混合，導(dǎo)致單麥克拾取的聲音質(zhì)量變差。此外，單麥克在使用的過(guò)程中，由于其以非常近的距離正向面對(duì)用戶的嘴唇，用戶說(shuō)話的氣流會(huì)直接噴到單麥克上，就會(huì)發(fā)生較為嚴(yán)重的噴麥現(xiàn)象。可見(jiàn)，上述兩種現(xiàn)象都會(huì)嚴(yán)重地影響用戶的通話質(zhì)量。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種能夠有效濾除強(qiáng)噪聲干擾、消除噴麥現(xiàn)象、大大提高通話質(zhì)量的呼吸面罩的差分雙麥克降噪方法。?

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案：一種呼吸面罩的差分雙麥克降噪方法，該方法包括下列順序的步驟：?

（1）將兩個(gè)相同的單麥克以差分連接方式連接，組成雙麥克降噪單元，推導(dǎo)出兩個(gè)單麥克之間的距離與其輸出兩路音頻信號(hào)相位角之差的關(guān)系式，分析兩路音頻信號(hào)的疊加，給出相位角之差的臨界值；

（2）分析呼吸面罩所應(yīng)用環(huán)境中的背景強(qiáng)噪聲的主要頻率部分，確定需要呼吸面罩進(jìn)行噪聲抑制的主要頻段；

（3）在兩路音頻信號(hào)相位角之差處于臨界值內(nèi)，且在呼吸面罩所需抑制的噪聲頻段內(nèi)，推導(dǎo)出兩個(gè)單麥克之間的距離，將兩個(gè)單麥克以腔內(nèi)點(diǎn)聲源為中心同軸對(duì)稱等距離安裝在呼吸面罩內(nèi)腔壁的兩側(cè)，兩個(gè)單麥克之間的距離為上述推導(dǎo)出來(lái)的距離；

（4）當(dāng)呼吸面罩所需抑制的噪聲頻段發(fā)生變化時(shí)，返回步驟（2），調(diào)整兩個(gè)單麥克之間的距離。

由上述技術(shù)方案可知，當(dāng)用戶戴上本發(fā)明中的呼吸面罩說(shuō)話時(shí)，用戶說(shuō)話的氣流不再直接噴到兩個(gè)對(duì)稱安裝在呼吸面罩內(nèi)腔壁上的單麥克上，避免了噴麥現(xiàn)象；兩個(gè)單麥克采用差分方式連接，輸出差分信號(hào)，能很好地在后續(xù)傳輸過(guò)程中進(jìn)行噪聲抑制?？傊?，本發(fā)明極大地提高了噪聲抑制能力，明顯消除了噴麥現(xiàn)象，僅將現(xiàn)有的單麥克替換為差分連接的雙麥克，結(jié)構(gòu)變動(dòng)小，并保持了原有的供氧防護(hù)性能。?

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附圖說(shuō)明

圖1、2分別為本發(fā)明采用直接差分連接方式、間接差分連接方式的降噪原理圖；?

圖3、6分別為本發(fā)明的降噪矢量分析圖和降噪方法流程圖；

圖4、5均為本發(fā)明的降噪效果分析圖。

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具體實(shí)施方式

一種呼吸面罩的差分雙麥克降噪方法，該方法包括下列順序的步驟：（1）將兩個(gè)相同的單麥克以差分連接方式連接，組成雙麥克降噪單元，推導(dǎo)出兩個(gè)單麥克之間的距離與其輸出兩路音頻信號(hào)相位角之差的關(guān)系式，分析兩路音頻信號(hào)的疊加，給出相位角之差的臨界值；（2）分析呼吸面罩所應(yīng)用環(huán)境中的背景強(qiáng)噪聲4的主要頻率部分，確定需要呼吸面罩進(jìn)行噪聲抑制的主要頻段；（3）在兩路音頻信號(hào)相位角之差處于臨界值內(nèi)，且在呼吸面罩所需抑制的噪聲頻段內(nèi)，推導(dǎo)出兩個(gè)單麥克之間的距離，將兩個(gè)單麥克以腔內(nèi)點(diǎn)聲源3為中心同軸對(duì)稱等距離安裝在呼吸面罩內(nèi)腔壁的兩側(cè)，兩個(gè)單麥克之間的距離為上述推導(dǎo)出來(lái)的距離；（4）當(dāng)呼吸面罩所需抑制的噪聲頻段發(fā)生變化時(shí)，返回步驟（2），調(diào)整兩個(gè)單麥克之間的距離。如圖6所示。?

如圖1、2所示，所述的兩個(gè)單麥克為第一、二單麥克1、2，第一、二單麥克1、2均緊密貼合在呼吸面罩的內(nèi)腔壁上。所述的兩個(gè)單麥克均為動(dòng)圈麥克，第一、二單麥克1、2差分連接并沿兩者中心線A-A兩側(cè)對(duì)稱分布，點(diǎn)聲源3為用戶說(shuō)話聲，點(diǎn)聲源3位于中心線A-A上并與第一、二單麥克1、2同軸，避免了用戶說(shuō)話聲的氣流直接噴到麥克風(fēng)上，有效避免了噴麥現(xiàn)象，并且點(diǎn)聲源3以無(wú)指向性的球面波對(duì)外傳播。第一、二單麥克1、2為指向性麥克，通過(guò)其各自的振膜的受迫振動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)點(diǎn)聲源3的聲波的拾取。?

如圖1所示，所述的差分連接方式采用直接差分連接方式，所述直接差分連接方式是以點(diǎn)聲源3作為參考，兩個(gè)單麥克的音頻信號(hào)輸出同相端首尾直接串聯(lián)差分輸出。當(dāng)呼吸面罩周圍環(huán)境中存在強(qiáng)噪聲4時(shí)，對(duì)采用直接差分連接方式的呼吸面罩而言，兩個(gè)單麥克所拾取的強(qiáng)噪聲4中的低頻信號(hào)的相位角差小于等于60^o，強(qiáng)噪聲4中的低頻信號(hào)能被很好地抑制，而強(qiáng)噪聲4中的高頻信號(hào)部分能夠被呼吸面罩的罩體有效抑制。?