[發(fā)明專利]一種使用壓電加速傳感器降低環(huán)境噪音的方法

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• 申請日: 2020-10-28
• 公開（公告）號: CN112259115A
• 公開（公告）日: 2021-01-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 單天
• 申請（專利權(quán)）人: 上海掌欣信息技術(shù)有限公司
• 主分類號: G10L21/0216
• 分類號: G10L21/0216
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明公開了一種使用壓電加速傳感器降低環(huán)境噪音的方法，包括如下三個步驟：S1環(huán)境噪音產(chǎn)生的震動，由電子產(chǎn)品自身附帶的壓電加速傳感器接收，在壓電加速傳感器的三個軸上產(chǎn)生電壓信號，得出在三個軸上的加速度值Gx,Gy,Gz；S2利用算法軟件，進(jìn)行音頻信號重建，得出噪聲音頻信號G，G=f(Gx,Gy,Gz)；S3通過抑制噪音算法，模擬出噪聲等振幅、反相位的音頻信號Gf，通過擴(kuò)音器發(fā)出，從而抵消環(huán)境噪音。本發(fā)明使用電子產(chǎn)品自帶的壓電加速傳感器實現(xiàn)了降噪效果，無須對已包含壓電式加速傳感器的原電子產(chǎn)品的內(nèi)部結(jié)構(gòu)做任何改變，且無須再添加任何輔助硬件。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電子技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及一種使用電子產(chǎn)品中的壓電加速傳感器來降低環(huán)境噪音的方法。

背景技術(shù)

當(dāng)人們在嘈雜的環(huán)境中使用手機(jī)、Pad、電子閱讀器等電子產(chǎn)品時，希望能通過耳機(jī)、音箱等擴(kuò)音設(shè)備來降低環(huán)境噪音。目前市面上的降噪耳機(jī)，降噪方法分為被動降噪和主動降噪。被動降噪耳機(jī)是普通的隔音，利用硅膠塞等在耳洞內(nèi)形成封閉空間，阻擋外部噪聲傳入，這種方法的特點是容易濾去高頻噪聲，而對低頻噪聲過濾效果不佳。主動降噪耳機(jī)的原理則是利用耳機(jī)所附帶的麥克風(fēng)接收周圍的噪聲，傳到芯片，控制揚(yáng)聲器發(fā)出一個與噪聲等振幅、反相位的聲音，從而與原噪聲相互抵消。這種方法在過濾低頻噪聲時效果非常好。音箱等擴(kuò)音設(shè)備的主動降噪技術(shù)，也是賴于設(shè)備中的麥克風(fēng)以及降噪芯片實現(xiàn)的。但電子產(chǎn)品的配套耳機(jī)、藍(lán)牙音箱等擴(kuò)音設(shè)備不一定都配備了降噪用的麥克風(fēng)和專用芯片。如果音頻輸出到不附帶麥克風(fēng)及專用芯片的耳機(jī)或其他擴(kuò)音設(shè)備時，則無法提供降噪功能。并且，在使用電子設(shè)備的麥克風(fēng)提供降噪功能時，需要在電子設(shè)備的操作系統(tǒng)中獲得授權(quán)，在應(yīng)用關(guān)閉后，相應(yīng)的功能授權(quán)就終止，導(dǎo)致使用程序繁瑣。

然而，大多數(shù)的電子產(chǎn)品如手機(jī)、Pad、電子閱讀器等都裝配有加速傳感器，應(yīng)用于消費電子產(chǎn)品的加速傳感器普遍為三軸壓電加速傳感器。加速傳感器屬于基礎(chǔ)硬件，可以更方便的調(diào)用。發(fā)明人基于現(xiàn)有電子產(chǎn)品的自身特點，研發(fā)出了一種利于電子產(chǎn)品中附帶的壓電加速傳感器來達(dá)到降低環(huán)境噪音的方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種利用電子產(chǎn)品自身具備的壓電加速傳感器來實現(xiàn)降低環(huán)境噪音的方法，克服了耳機(jī)、音箱等擴(kuò)音設(shè)備不具備麥克風(fēng)和專用芯片時無法提供降噪功能的缺陷。本發(fā)明無須對已包含壓電式加速傳感器的原電子產(chǎn)品的內(nèi)部結(jié)構(gòu)做任何改變，且無須再添加任何輔助硬件。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明一種使用壓電加速傳感器降低環(huán)境噪音的方法，包括如下三個步驟：

S1：環(huán)境噪音數(shù)據(jù)收集

環(huán)境噪音產(chǎn)生的震動，由電子產(chǎn)品自身附帶的壓電加速傳感器接收，在壓電加速傳感器的三個軸上產(chǎn)生電壓信號； 壓電加速傳感器輸出的模擬信號，由電子產(chǎn)品單片機(jī)上的模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC讀取并轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號輸出，得出在三個軸上的加速度值Gx, Gy, Gz；

S2：噪音數(shù)據(jù)分析，得出噪聲音頻信號G

根據(jù)壓電加速傳感器X、Y、Z軸的信號，利用算法軟件，進(jìn)行音頻信號重建，得出噪聲音頻信號G；

噪聲音頻信號G的計算方法如下： G = f(Gx, Gy, Gz)，

其中Gx、Gy、 Gz分別代表在壓電加速傳感器X、Y、Z軸三個方向上獲得正值或者負(fù)值的加速度值，

噪聲音頻信號G，按照以下流程合成：

S2.1:以X軸數(shù)值為基準(zhǔn),判斷Y軸數(shù)值和Z軸數(shù)值是否同向；

如果X軸數(shù)值為正值，同時讀取的Y軸、Z軸數(shù)值也為正值，為聲波同向；反之，則為聲波不同向；

S2.2:如果聲波不同向，將Y、Z軸數(shù)值調(diào)整為正值；

S2.3:將X、Y、Z軸正值數(shù)值求合，得出噪聲音頻信號G；