[發明專利]骨傳導聲音處理系統、骨傳導麥克風及其信號處理方法

有效

• 申請號: 202010846221.6
• 申請日: 2020-08-21
• 公開（公告）號: CN111741419B
• 公開（公告）日: 2020-12-04
• 發明（設計）人: 王青松
• 申請（專利權）人: 瑤芯微電子科技（上海）有限公司
• 主分類號: H04R19/04
• 分類號: H04R19/04;H04R3/00
• 代理公司: 上海光華專利事務所(普通合伙) 31219
• 代理人: 施婷婷

1.一種骨傳導麥克風，其特征在于，所述骨傳導麥克風至少包括：

骨傳導微機電模塊，用于接收發聲引起的骨骼振動，并產生相應的振動信號；

骨傳導信號處理模塊，連接所述骨傳導微機電模塊，接收所述骨傳導微機電模塊輸出的振動信號，并轉化為對應的骨聲波信號輸出，所述骨傳導信號處理模塊包括前級降噪單元、骨聲波識別轉化單元及骨聲波輸出單元；

其中，所述前級降噪單元濾除所述振動信號中的直流偏差；

所述骨聲波識別轉化單元接收所述前級降噪單元的輸出信號，獲取相應的骨聲波信號，所述骨聲波識別轉化單元包括采樣率轉換電路及速率轉換電路；所述采樣率轉換電路接收所述振動信號，對所述振動信號的采樣率進行轉換并與預設系數相乘，以改變所述振動信號的數據格式得到骨聲波信號；所述速率轉換電路連接于所述采樣率轉換電路的輸出端，對所述采樣率轉換電路的輸出信號進行速率轉換；

所述骨聲波輸出單元接收所述骨聲波識別轉化單元的輸出信號，去除初始測量誤差帶來的線性漂移。

2.根據權利要求1所述的骨傳導麥克風，其特征在于：所述骨傳導微機電模塊包括一個由兩組指狀柵條組成的可移動條形結構；其中，第一組指狀柵條固定到基片的實體地平面上，第二組指狀柵條連接到一安裝在一組彈簧上的質量塊上，所述彈簧根據骨骼振動產生移動，以改變所述第一組指狀柵條與所述第二組指狀柵條之間的電容，進而得到與骨骼振動的加速度力對應的振動信號。

3.根據權利要求1所述的骨傳導麥克風，其特征在于：所述骨傳導麥克風還包括無線通訊模塊，所述無線通訊模塊連接所述骨傳導信號處理模塊，以將所述骨聲波信號無線輸出。

4.根據權利要求1所述的骨傳導麥克風，其特征在于：所述前級降噪單元包括高通濾波器。

5.根據權利要求1所述的骨傳導麥克風，其特征在于：所述骨聲波輸出單元包括高通濾波器。

6.一種骨傳導聲音處理系統，其特征在于，所述骨傳導聲音處理系統至少包括：

骨聲波信號處理模塊及如權利要求1~5任意一項所述的骨傳導麥克風；

所述骨傳導麥克風接收發聲引起的骨骼振動并產生相應的骨聲波信號；

所述骨聲波信號處理模塊接收所述骨傳導麥克風輸出的骨聲波信號，并進行信號處理以得到音頻信號。

7.根據權利要求6所述的骨傳導聲音處理系統，其特征在于：所述骨聲波信號處理模塊為CPU、MCU或DSP。

8.根據權利要求6或7所述的骨傳導聲音處理系統，其特征在于：所述骨聲波信號處理模塊包括濾波單元、增益調節單元、骨信號處理單元中的至少一個。

9.一種骨傳導麥克風的信號處理方法，其特征在于，所述骨傳導麥克風的信號處理方法至少包括：

1）感應發聲引起的骨骼振動并產生相應的振動信號；

2）濾除對所述振動信號中的直流偏差，而后將所述振動信號轉化為骨聲波信號，再去除所述骨聲波信號中初始測量誤差帶來的線性偏移；其中，將所述振動信號轉化為骨聲波信號的方法包括：對所述振動信號的采樣率進行轉換并與預設系數相乘，得到骨聲波信號；再對所述骨聲波信號進行速率轉換。

10.根據權利要求9所述的骨傳導麥克風的信號處理方法，其特征在于：產生所述振動信號的方法包括：基于骨骼振動改變電容器兩個電極之間的距離，進而改變所述電容器上的電壓值，得到對應的振動信號。

11.根據權利要求9所述的骨傳導麥克風的信號處理方法，其特征在于：所述骨傳導麥克風的信號處理方法在步驟2）后還包括3）對所述骨聲波信號進行處理得到用于播放的音頻信號。