[發明專利]智能噪聲防護器

有效

• 申請號: 201310260705.2
• 申請日: 2013-06-26
• 公開（公告）號: CN103346844A
• 公開（公告）日: 2013-10-09
• 發明（設計）人: 馬令坤;戴志美
• 申請（專利權）人: 陜西科技大學
• 主分類號: H04B15/00
• 分類號: H04B15/00;G10L21/0208
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 蔡和平

技術領域

本發明涉及噪聲防護領域，特別涉及一種智能噪聲防護器。

背景技術

在日常生活中，干擾、噪聲無時不影響我們的生活，例如炎熱夏季，靜謐晚上室內空調器的嗡嗡聲；生產車間里震耳欲聾的機器轟鳴聲等。隨著現代工業的發展，噪聲源愈來愈多，影響也愈來愈嚴重。特別是在紡織廠中，噪聲源多，而且噪聲大，不僅影響工作人員交流，對其身體健康影響也很大。

盡管國家通過一系列的強制標準限制產品的噪聲特性，降低噪聲強度，從源上進行解決，但要做好降噪工作，在實際應用中還需采取在噪聲的傳遞途徑上進行阻斷、在噪聲接收者處實施防護等措施。紡織廠中常用的個體防護主要有佩戴護耳器如耳塞、耳罩、防聲盔等，這些措施通過隔離、吸收等機理來降低噪聲影響，它們在將背景噪聲強度降低的同時也會將有用的語音強度也降低，給交流帶來了困難，特別是噪聲強度很大時。

發明內容

本發明的目的在于提供一種在紡織廠中進行噪聲消除的同時又不影響語音的智能噪聲防護器。

為了達到上述目的，本發明采用的技術方案為：

包括信號輸入端和FPGA硬件平臺；信號輸入端包括原始輸入端和參考輸入端；FPGA硬件平臺包括前端預處理模塊，第一、第二同步AD轉換模塊，噪聲抵消處理模塊和輸出處理模塊；原始輸入端與前端預處理模塊的輸入端相連，前端預處理模塊的輸出端與第一同步AD轉換模塊的輸入端相連；參考輸入端采用無線通信方式獲得多通道的參考輸入信號，參考輸入端與第二同步AD轉換模塊的輸入端相連；第一同步AD轉換模塊的輸出端與噪聲抵消處理模塊的原始信號輸入端相連，第二同步AD轉換模塊的輸出端與噪聲抵消處理模塊的參考信號輸入端相連，噪聲抵消處理模塊的輸出端與輸出處理模塊相連。

所述的噪聲抵消處理模塊包括多通道參考信號噪聲抵消模塊、波束形成模塊和DA轉換模塊；第一同步AD轉換模塊的輸出端與多通道參考信號噪聲抵消模塊的原始信號輸入端相連，第二同步AD轉換模塊的輸出端與多通道參考信號噪聲抵消模塊的參考信號輸入端相連，多通道參考信號噪聲抵消模塊的輸出端經波束形成模塊后與DA轉換模塊的輸入端相連，DA轉換模塊的輸出端與輸出處理模塊相連。

所述的多通道參考信號噪聲抵消模塊采用多通道NLMS抵消算法實現噪聲抵消。

所述的原始輸入端采用兩個語音傳感器采集原始輸入信號；第一同步AD轉換模塊上設有兩個輸入端和兩個輸出端；多通道參考信號噪聲抵消模塊上設有兩個原始信號輸入端；其中一個語音傳感器依次通過前端預處理模塊及AD轉換模塊的一個輸入端和一個輸出端與多通道參考信號噪聲抵消模塊的一個原始信號輸入端相連，另一個語音傳感器依次通過前端預處理模塊及AD轉換模塊的另一個輸入端和另一個輸出端與多通道參考信號噪聲抵消模塊的另一個原始信號輸入端相連。

所述的前端預處理模塊包括信號放大、頻帶均衡和自動增益控制這三個處理部分。

還包括用于接收多個噪聲并以無線方式發射出去使參考輸入端獲得多通道的參考輸入信號的無線發射模塊。

與現有技術相比，本發明的有益效果為：

本發明克服了現有技術中將背景噪聲強度降低的同時也將有用的語音強度也降低，以至于給交流帶來困難的問題，通過將信號輸入端設置成原始輸入端和參考輸入端這兩個部分，將這兩個部分輸入的信號在FPGA硬件平臺上進行噪聲抵消處理，使得本發明在對紡織廠的噪聲處理上做到既能對特定的背景噪聲進行大幅度的衰減，又對感興趣的語音幾乎沒有影響，不影響人們正常的交流；同時，當背景噪聲發生變化時，本發明所采用的噪聲抵消處理模塊能調整其相關參數，適應噪聲背景的變化，實現同樣的抵消，而對語音幾乎沒有影響，從而提高輸出信號的信噪比。

進一步的，本發明中噪聲抵消模塊包括多通道參考信號噪聲抵消模塊，多通道參考信號噪聲抵消模塊對多通道的參考輸入信號進行自適應濾波，通過多通道NLMS抵消算法，達到消除噪聲的目的，且多通道NLMS抵消算法能夠自動調節相關參數，跟隨實際情景變化，實現最佳抵消效果。

進一步的，本發明中原始輸入端采用兩個語音傳感器形成指向陣列，通過波束形成，提高有用語音質量。

進一步的，本發明中的參考輸入端采用無線通信方式，接收由無線發射模塊發射出的噪聲信號，從而獲得多通道的參考輸入信號，以提高抵消性能。