一種降低環(huán)境噪聲的裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及音頻處理的裝置及方法，準(zhǔn)確地說是一種對環(huán)境噪聲進(jìn)行消除的裝置 及方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在通信設(shè)備對音頻的采集過程中，必然會摻雜有環(huán)境噪音，例如人們在室外用手 機通話時，會摻雜有汽車的聲音、別人的說話聲音、周圍環(huán)境的嘈雜聲，這都會影響到通話 的質(zhì)量。
[0003] 而在目前的音頻信號處理過程中，對于這些噪音是難以處理的，因為人所發(fā)出的 語音，其頻段位于環(huán)境的噪音的頻段內(nèi)，要消除噪音，就會把人的語音一起消除，否則，必然 會含有噪音。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 基于此，本發(fā)明提出了一種降低環(huán)境噪音的裝置及方法，該方法利用噪音本身的 特點進(jìn)行噪音的消除，可有效清除人們周圍環(huán)境的噪音，提高通信質(zhì)量。
[0005] 本發(fā)明的另一個目的在提供一種降低環(huán)境噪音的裝置及方法，該裝置及方法結(jié)構(gòu) 簡單、實用，可廣泛應(yīng)用于各種通信設(shè)備中。
[0006] 本發(fā)明的思路是這樣的：音頻數(shù)據(jù)實際上就是由很多頻率的正弦波疊加在一起而 形成的波，對于噪音也是如此，正弦波和余弦波恰好可以互相抵消，如果能制造一種對應(yīng)于 噪音的余弦波，則可以消除噪聲。
[0007] 因此，為達(dá)到上述目的，本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的： 一種降低環(huán)境噪聲的裝置，其包括麥克風(fēng)、移相處理模塊及合成模塊，所述麥克風(fēng)采集 噪音信號，并將采集的噪音信號輸入到移相處理模塊，通過移相處理模塊進(jìn)行移相處理，再 輸入到合成模塊中，將移相后的噪音信號和音頻信號進(jìn)行合成，利用正弦波和余弦波互相 抵消的方法消除音頻信號中的噪音。
[0008] 所述麥克風(fēng)，具有兩個，分別對應(yīng)左右聲道的噪音信號進(jìn)行采集。
[0009]所述移相處理模塊，輸出分兩路，對噪音信號進(jìn)行移相處理后，輸出到兩個合成模 塊中，兩個合成模塊，一個對左聲道信號進(jìn)行合成，一個對右聲道的信號進(jìn)行合成。
[0010] 所述合成模塊后，還連接有低通濾波器和高通濾波器，合成后的音頻信號經(jīng)過對 音頻進(jìn)行低通濾波和高通濾波后，對噪音進(jìn)行進(jìn)一步的控制。
[0011] 一種降低環(huán)境噪聲的方法，該方法包括如下步驟： 1、 采集噪音信號；通過麥克風(fēng)采用噪音信號； 2、 移相處理；將麥克風(fēng)采集的噪音信號傳送到移相處理模塊進(jìn)行移相處理，得到移相 后的噪音信號； 3、 信號合成；將移相后的噪音信號與音頻信號進(jìn)行疊加，得到合成后的音頻信號； 4、 輸出。
[0012] 所述步驟1中，采集兩路噪音信號，分別對應(yīng)于左右聲道進(jìn)行采集。
[0013]所述步驟2中，移相處理模塊將噪音信號進(jìn)行180°移相，以生成余弦波的噪音信 號。
[0014]所述的移相是通過傅立葉變換進(jìn)行移相處理。
[0015]所述步驟3中，分左右聲道兩路，對噪音信號和音頻信號進(jìn)行疊加。
[0016]所述步驟3中，合成后的音頻信號一路經(jīng)過低通濾波器，去除低頻分量，一路經(jīng)過 高通濾波器，去除高頻分量，然后再將兩路音頻信號進(jìn)行疊加輸出。
[0017]本發(fā)明通過噪音的疊加，對通信中的噪音信號進(jìn)行消除，可有效清除人們周圍環(huán) 境的噪音，提高通信質(zhì)量，這樣在通信過程中，人們基本聽不到噪音信號。
[0018] 而且該裝置結(jié)構(gòu)簡單、易于實現(xiàn)，可廣泛應(yīng)用于各種通信設(shè)備中。
【附圖說明】
[0019] 圖1為本發(fā)明實施的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020] 圖2為本發(fā)明實施的控制過程示意圖。
[0021] 圖3為本發(fā)明實施的移相處理的軟件控制流程圖。 圖4為本發(fā)明實施的后續(xù)濾波處理的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0022] 下面，結(jié)合附圖所示，對本發(fā)明的具體實施做詳細(xì)說明。
[0023] 圖1、圖2所示，為實現(xiàn)本發(fā)明的一種結(jié)構(gòu)示意圖，在圖1中，通過左右2路麥克風(fēng) 采集周圍環(huán)境噪音信號，得到環(huán)境噪音音源，然后將采集的環(huán)境噪音信號輸入到移相處理 模塊，進(jìn)行音頻相位的移相處理；對噪音信號移相處理后，再輸出到合成處理模塊進(jìn)行音頻 合成處理，即將音頻信號和移相后的噪音信號進(jìn)行合成。
[0024]其中，L代表輸入的左聲道音頻，R代表輸入的右聲道音頻，MICL代表左麥克風(fēng)音 頻，MICR代表右麥克風(fēng)音頻，MICL-代表相移處理后左麥克風(fēng)音頻，MICR-代表相移處理 后右麥克風(fēng)音頻，L+代表合成后的左聲道音頻，R+代表合成后的右聲道音頻。
[0025] 圖3所示，為移相模塊進(jìn)行移相處理的軟件控制流程圖，對于輸入移相模塊的信 號，先進(jìn)行傅立葉變換，然后再獲取信號的相位，對相位進(jìn)行位移，通常是位移180°，以得 到余弦波，移相后再進(jìn)行傅立葉反變換，移相處理模塊算法實現(xiàn)描述如下： 定義輸入信號為yl，移相B度處理后的信號為y2。
[0026] 假定yl在進(jìn)行傅立葉變換后表示為：yl=yl.R+jyl.X， 其中，R和X都為實數(shù)，R為實部表示信號的幅值，X為虛部表示相位，j是^1|。
[0027] 假定y2在進(jìn)行傅立葉變換后表示為：y2 =y2.R+jy2.X， yl可以表不為： yl=YXe" (jA);其中A為相角；y2可以表不為： y2 =YXe"(j(A-B)) 因此，yl=Y(sinA+jcosA) 與前面的對照之后，可以得到：yl. R = YXsinA yl. X = YXcosA 同理，y2 = Y[sin (A_B)+jcos (A_B)] 這樣y2. R=YX sin (A_B)=YX sinAX cosB-YX cosAX sinB y2. X = YX cos (A-B) = YX cosAX cosB+YX sinAX sinB 將yl代入，就會有 y2. R = yl. R*cosB_yl. X*sinB y2. X = yl. R*sinB+yl. X*cosB 至此，就實現(xiàn)將yl移相B度了。
[0028] 合成后的音頻信號可以直接進(jìn)行輸出，所輸出的音頻信號基本沒有噪音了。
[0029] 再結(jié)合圖4所示，為了對噪音進(jìn)行進(jìn)一步的控制，合成后的音頻信號再經(jīng)過低通 濾波器和高通濾波器對音頻進(jìn)行低通濾波和高通濾波，去除合成后音頻信號中的低頻分量 和高頻分量；同時降噪過后的音頻信號在消噪的過程當(dāng)中會有一定的損失，因此在降噪后 要對音頻信號進(jìn)行平滑處理。
[0030] 為了防止音頻處理后越限，低通濾波器和高通濾波器后還設(shè)置有增益調(diào)整模塊， 增益調(diào)整模塊會把越限部分的音頻增益進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，然后再進(jìn)行音頻輸出。
[0031] 圖中，nL+為輸出的左聲道信號，nR+為輸出的右聲道信號。
[0032] 以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精 神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1. 一種降低環(huán)境噪聲的裝置，其特征在于所述裝置包括麥克風(fēng)、移相處理模塊及合成 模塊，所述麥克風(fēng)采集噪音信號，并將采集的噪音信號輸入到移相處理模塊，通過移相處理 模塊進(jìn)行移相處理，再輸入到合成模塊中，將移相后的噪音信號和音頻信號進(jìn)行合成，利用 正弦波和余弦波互相抵消的方法消除音頻信號中的噪音。
2. 如權(quán)利要求1所述的降低環(huán)境噪聲的裝置，其特征在于所述麥克風(fēng)，具有兩個，分別 對應(yīng)左右聲道的噪音信號進(jìn)行采集。
【專利摘要】本發(fā)明是一種降低環(huán)境噪聲的裝置及方法，該裝置包括麥克風(fēng)、移相處理模塊及合成模塊，所述麥克風(fēng)采集噪音信號，并將采集的噪音信號輸入到移相處理模塊，通過移相處理模塊進(jìn)行移相處理，再輸入到合成模塊中，將移相后的噪音信號和音頻信號進(jìn)行合成，利用正弦波和余弦波互相抵消的方法消除音頻信號中的噪音。
【IPC分類】G10L21-0232, G10L21-0272
【公開號】CN104575514
【申請?zhí)枴緾N201310513231
【發(fā)明人】不公告發(fā)明人
【申請人】西安群豐電子信息科技有限公司
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2013年10月25日