專(zhuān)利名稱(chēng)：噪音消除裝置與方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及個(gè)人計(jì)算機(jī)，特別是涉及一種用來(lái)消除產(chǎn)生于計(jì)算機(jī)機(jī)箱與周?chē)h(huán)境的噪音的裝置與方法。
背景技術(shù)：
個(gè)人計(jì)算機(jī)(PC)的使用已經(jīng)擴(kuò)張至使其幾乎成為每個(gè)家庭與企業(yè)里不可或缺的設(shè)備的程度。每一臺(tái)個(gè)人計(jì)算機(jī)的核心在于中央處理器(CPU)，其負(fù)責(zé)控制整臺(tái)個(gè)人計(jì)算機(jī)的操作。在給定CPU所必須進(jìn)行的大量處理工作的情況下，現(xiàn)今市場(chǎng)上流通的CPU消耗大量的功率，其會(huì)在個(gè)人計(jì)算機(jī)機(jī)箱里面產(chǎn)生大量的熱。為了解決此問(wèn)題，實(shí)際上每一臺(tái)個(gè)人計(jì)算機(jī)被提供有一個(gè)風(fēng)扇，其設(shè)置于計(jì)算機(jī)機(jī)箱里面，該風(fēng)扇的作用在于使所產(chǎn)生的熱散逸。不幸的是，風(fēng)扇在其噪音的表現(xiàn)上具有明顯缺點(diǎn)。
因此，仍然需要一種可以克服裝載于現(xiàn)有個(gè)人計(jì)算機(jī)機(jī)箱內(nèi)部的風(fēng)扇所產(chǎn)生的噪音的裝置與方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種用來(lái)消除產(chǎn)生于現(xiàn)有個(gè)人計(jì)算機(jī)機(jī)箱內(nèi)部的噪音的裝置與方法。
本發(fā)明之另一目的在于消除一種產(chǎn)生于現(xiàn)有個(gè)人計(jì)算機(jī)的計(jì)算機(jī)機(jī)箱內(nèi)部的噪音，該個(gè)人計(jì)算機(jī)盡可能多地使用設(shè)置在現(xiàn)有個(gè)人計(jì)算機(jī)中的原始元件。
本發(fā)明之又一目的在于消除產(chǎn)生于現(xiàn)有個(gè)人計(jì)算機(jī)機(jī)箱內(nèi)部的噪音，其以低成本方式，通過(guò)最小化額外的硬件元件的使用而完成。
為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明上述目的，提供一種消除個(gè)人計(jì)算機(jī)環(huán)境中噪音的裝置與方法。該裝置包括一設(shè)置在計(jì)算機(jī)機(jī)箱內(nèi)部的接收器，其在計(jì)算機(jī)機(jī)箱內(nèi)部輸入噪音；一耦合至該接收器并且具有一波形產(chǎn)生裝置的處理器，其產(chǎn)生與該輸入噪音波形反轉(zhuǎn)的消除波形；以及一揚(yáng)聲器，其被耦合至該處理器以傳送該消除波形。
本發(fā)明的方法包括輸入一噪音；決定一代表該噪音的周期性波形；產(chǎn)生一消除波形，其是該周期性波形的反轉(zhuǎn)；以及將該消除波形的聲音與該噪音相混合。該消除波形的作用在于消除或補(bǔ)償該噪音。


本發(fā)明說(shuō)明書(shū)附圖描繪了本發(fā)明的具體實(shí)施例，并且結(jié)合以下一般說(shuō)明與以下較佳具體實(shí)施例的詳細(xì)說(shuō)明，用以解釋本發(fā)明的原理。其中圖1為根據(jù)本發(fā)明一具體實(shí)施例的噪音消除裝置的一般示意方框圖；圖2為一示意方框圖，其顯示圖1裝置的組件；圖3為一流程圖，其顯示圖1裝置的操作方法；圖4為根據(jù)本發(fā)明另一具體實(shí)施例的噪音消除裝置的示意方框圖；圖5為一流程圖，其顯示圖4裝置的操作方法；圖6A所示為一噪音波形圖；圖6B所示為本發(fā)明所產(chǎn)生的一消除波形圖；以及圖6C所示為本發(fā)明所產(chǎn)生的消除波形如何消除該噪音波形的示意圖。
圖中
10噪音消除裝置 12麥克風(fēng)14麥克風(fēng)接口裝置 16前級(jí)放大器18放大器 20模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器22處理器 24波形產(chǎn)生裝置26數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器 28放大器30揚(yáng)聲器組 32芯片組34第一內(nèi)存 36第二內(nèi)存100裝置 102數(shù)字信號(hào)處理器N噪音輸入信號(hào)具體實(shí)施方式
以下的詳細(xì)敘述用以提供對(duì)于本發(fā)明的進(jìn)一步了解，而非作為限制之用。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員將明白的是，本發(fā)明也可適用于本詳細(xì)敘述所未提及的其它具體實(shí)施例。例如，為人們熟悉或現(xiàn)有的數(shù)據(jù)處理技術(shù)、硬件裝置與電路不加以贅述，以免因?yàn)椴槐匾募?xì)節(jié)而妨礙對(duì)于本發(fā)明的了解。
本發(fā)明使用個(gè)人計(jì)算機(jī)的音頻裝置(諸如個(gè)人計(jì)算機(jī)聲卡或AC97編解碼器(Codec))與中央處理器，以產(chǎn)生一反轉(zhuǎn)噪音(以下稱(chēng)作噪音消除波形)，以消除或補(bǔ)償個(gè)人計(jì)算機(jī)環(huán)境中的噪音。個(gè)人計(jì)算機(jī)環(huán)境中的噪音可能產(chǎn)生自風(fēng)扇、或是任何個(gè)人計(jì)算機(jī)機(jī)箱內(nèi)的其它來(lái)源。盡管本發(fā)明是以一個(gè)人計(jì)算機(jī)作為說(shuō)明例，在此所引用的原理亦可適用于任何音頻裝置，其包括卻不受限于筆記本計(jì)算機(jī)與臺(tái)式計(jì)算機(jī)。
本發(fā)明的第一非限制具體實(shí)施例如圖1至3所示。圖1提供一高級(jí)示意圖，其顯示一噪音消除裝置10的主要硬件與軟件元件，該噪音消除裝置10是用來(lái)消除或補(bǔ)償個(gè)人計(jì)算機(jī)環(huán)境中的噪音。圖2為一示意方框圖，其顯示噪音消除裝置10的硬件元件。
噪音消除裝置10包括一麥克風(fēng)12，其可以被設(shè)置在計(jì)算機(jī)機(jī)箱內(nèi)任意處(例如主機(jī)板上)，而且較佳的是位于其最方便采集大部分由個(gè)人計(jì)算機(jī)環(huán)境所產(chǎn)生的噪音之處。該麥克風(fēng)12接收一噪音輸入信號(hào)N，并提供該輸入信號(hào)N至一麥克風(fēng)接口(I/F)裝置14。該麥克風(fēng)接口裝置14可以為一AC97編解碼器，其是本技術(shù)領(lǐng)域所熟知的一標(biāo)準(zhǔn)接口芯片?？商娲?，該麥克風(fēng)接口裝置1 4可以為設(shè)置在大部分現(xiàn)有個(gè)人計(jì)算機(jī)內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)音頻芯片。AC97編解碼器與標(biāo)準(zhǔn)音頻芯片包括一前級(jí)放大器16、一放大器18、以及一模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC)20，如下將作詳細(xì)說(shuō)明。麥克風(fēng)接口裝置14從麥克風(fēng)12處理噪音輸入N，接著提供所處理的噪音輸入N至一處理器22，其可以為個(gè)人計(jì)算機(jī)的中央處理器。該處理器22包括一波形產(chǎn)生裝置24，其可以為一軟件模塊或操作系統(tǒng)。處理器22與其波形產(chǎn)生裝置24執(zhí)行圖3所示的方法，以產(chǎn)生一噪音消除波形(NCW)。噪音消除波形接著通過(guò)一數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器(DAC)26被轉(zhuǎn)換成一模擬信號(hào)，并在被提供至一揚(yáng)聲器組30進(jìn)行播放之前，通過(guò)一放大器28而被放大。
如圖2所示，麥克風(fēng)接口裝置14包括前級(jí)放大器16、一放大器18、以及一模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器20。從麥克風(fēng)12所傳出的模擬噪音輸入N是由放大器18放大，接著通過(guò)模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器20而被轉(zhuǎn)換成一數(shù)字信號(hào)。一芯片組32被耦合至該模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器20以接收該數(shù)字噪音信號(hào)。芯片組32可以為提供于個(gè)人計(jì)算機(jī)內(nèi)的一標(biāo)準(zhǔn)IC(諸如Intel 810)，并且可以正常地執(zhí)行眾多功能，包括協(xié)議控制信息(PCI)、通用串行總線(USB)集線器、內(nèi)存等。如本發(fā)明所使用的，芯片組32用來(lái)作為處理器22與麥克風(fēng)接口裝置1 4之間的接口。一第一內(nèi)存34(其可以為一隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)或硬盤(pán))可以被耦合至芯片組32與處理器22，并用來(lái)儲(chǔ)存從模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器20所接受的數(shù)字噪音信號(hào)。一第二內(nèi)存36可以被耦合至處理器22與數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器26，并用來(lái)儲(chǔ)存波形產(chǎn)生裝置24所產(chǎn)生的噪音消除波形。
本發(fā)明的噪音消除方法的原理將在此作一簡(jiǎn)單說(shuō)明。可以發(fā)現(xiàn)的是，個(gè)人計(jì)算機(jī)內(nèi)所產(chǎn)生(包括由風(fēng)扇馬達(dá)所產(chǎn)生)的噪音通常是一具有周期性重復(fù)的波形的固定聲響。因此，本發(fā)明嘗試把輸入噪音N設(shè)定于一周期性波形，接著產(chǎn)生并發(fā)射一連串反轉(zhuǎn)波形(即，噪音消除波形)以消除或補(bǔ)償該輸入噪音N。圖6A至6C顯示一理想狀態(tài)下的原理，圖6A顯示一輸入噪音的可能波形圖案W，該波形圖案W具有周期性；圖6B顯示一被產(chǎn)生用以消除輸入噪音的噪音消除波形，其正好為波形圖案W的反轉(zhuǎn)，該噪音消除波形也具有周期性；圖6C顯示波形圖案W與噪音消除波形的混合，其結(jié)果為一理想狀態(tài)下的零聲響。
圖3描繪了該噪音消除裝置10的操作。在第一步驟50中，麥克風(fēng)12讀取一輸入噪音N；在步驟52中，輸入噪音N以上述方法被麥克風(fēng)接口裝置14所處理，并被寫(xiě)入一儲(chǔ)存于內(nèi)存34內(nèi)的波形格式文件；在步驟54中，處理器22分析數(shù)字輸入噪音的數(shù)據(jù)以設(shè)定一代表該數(shù)字輸入噪音的周期性波形，該分析的一部分包括設(shè)定一起始點(diǎn)與一終止點(diǎn)給該適當(dāng)?shù)闹芷谛圆ㄐ?。接著，在步驟56中，處理器22通過(guò)將該波形數(shù)據(jù)反轉(zhuǎn)而反轉(zhuǎn)代表該數(shù)字輸入噪音的周期性波形。所反轉(zhuǎn)的波形為噪音消除波形NCW，其接著被儲(chǔ)存在內(nèi)存36中；在步驟58中，處理器22繼續(xù)處理麥克風(fēng)12的輸入噪音，并通過(guò)設(shè)定下一波形的起始點(diǎn)來(lái)設(shè)定噪音的起始點(diǎn)；接著，在步驟60中，噪音消除波形通過(guò)數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器26與放大器28而被提供至揚(yáng)聲器30。此噪音消除波形接著與噪音混合，以消除或補(bǔ)償輸入噪音N，如圖6A至6C所示。
接著，在步驟62中，環(huán)境噪音(其包括原始的噪音輸入N與剛剛進(jìn)來(lái)的噪音消除波形)再次由麥克風(fēng)12偵測(cè)并以上述方法處理。同時(shí)在步驟64中，新的輸入噪音同該噪聲消除波形的一容限電平(tolerance level)比較。如果新的輸入噪音大于或小于噪聲消除波形的容限電平，意味著個(gè)人計(jì)算機(jī)內(nèi)的噪聲已從先前的周期性波形改變，而且可能變得更大聲。在此，該電平可以為一預(yù)設(shè)或預(yù)先定義的容限電平，其在新的噪聲消除波形被產(chǎn)生之前不能被超越(即，大于或小于)。因此，流程重新回到步驟52，以產(chǎn)生一個(gè)新的噪聲消除波形，而消除新的噪聲。如果新的輸入噪聲并不大于或不小于噪聲消除波形的容限電平，意味著個(gè)人計(jì)算機(jī)內(nèi)的噪聲尚未從先前的周期性波形有所顯著改變。因此，流程重新回到步驟60，以繼續(xù)發(fā)射之前產(chǎn)生的噪聲消除波形。步驟62與步驟64為實(shí)時(shí)采集及比較。
圖4至圖5所示為本發(fā)明的第二非限制具體實(shí)施例。圖4為一示意方框圖，其顯示另一噪聲消除裝置100的硬件元件。如圖4所示，麥克風(fēng)12、麥克風(fēng)接口裝置14、芯片組32、數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器26、放大器28、與揚(yáng)聲器30可與圖1至圖3的裝置10中的對(duì)應(yīng)組件相同。然而，圖4的裝置100不同于圖1至圖3的裝置10之處在于個(gè)人計(jì)算機(jī)的中央處理器并非用來(lái)作為處理器。在此，處理器22由一數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)102所取代，其包括一數(shù)字信號(hào)處理器。該數(shù)字信號(hào)處理器102也可以以專(zhuān)用集成電路(ASIC)的形式被實(shí)施。數(shù)字信號(hào)處理器102也可執(zhí)行波形產(chǎn)生裝置24所執(zhí)行的功能。在這方面，數(shù)字信號(hào)處理器102可以被編程，以自動(dòng)偵測(cè)噪聲并十分快速地產(chǎn)生噪聲消除波形。此外，數(shù)字信號(hào)處理單元102的高計(jì)算能力還代表其不需要在內(nèi)存內(nèi)存儲(chǔ)波形數(shù)據(jù)，所以?xún)?nèi)存34與36可以被省略。因此，裝置100提供一種可以獨(dú)立運(yùn)作的噪聲消除單元，其不需要被耦合或使用個(gè)人計(jì)算機(jī)中的中央處理器。
圖5描述噪聲消除裝置100的操作。在第一步驟150中，麥克風(fēng)12讀取一輸入。在步驟152中，數(shù)字信號(hào)處理器102決定該輸入是否感應(yīng)任何輸入噪聲N。如果沒(méi)有輸入噪聲N，流程返回步驟150。如果有輸入噪音，接著在步驟154中，數(shù)字信號(hào)處理器102分析進(jìn)來(lái)的噪音。而且在步驟156中，數(shù)字信號(hào)處理器102通過(guò)使用上述的原理而產(chǎn)生噪音消除波形。數(shù)字信號(hào)處理器102通過(guò)收集輸入噪聲N的每一點(diǎn)來(lái)產(chǎn)生噪音消除波形，并且接著立即對(duì)于噪音消除波形產(chǎn)生一反轉(zhuǎn)點(diǎn)。接著，在步驟160中，噪音消除波形通過(guò)數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器26與放大器28而被提供至揚(yáng)聲器30。因此，噪音消除波形能夠消除或補(bǔ)償輸入噪音N，如圖6A至6C中所示。裝置100以實(shí)時(shí)(real-time)作為操作的基礎(chǔ)(亦即，其根據(jù)不斷偵測(cè)的輸入噪音電平來(lái)連續(xù)產(chǎn)生新的噪音消除波形)，因此圖3的步驟62與步驟64的循環(huán)可以從裝置100的操作中省略。
因此，本發(fā)明提供一種消除存在個(gè)人計(jì)算機(jī)環(huán)境中的惹人厭惡的噪音的有效方法，其使用現(xiàn)有個(gè)人計(jì)算機(jī)系統(tǒng)已有的元件(諸如，麥克風(fēng)接口裝置14、芯片組32與處理器或中央處理器22)，以形成其裝置的基礎(chǔ)，由此降低裝置的成本。
本發(fā)明的附圖與描述以較佳實(shí)施例說(shuō)明如上，僅用于幫助了解本發(fā)明的實(shí)施，并非用于限定本發(fā)明的精神，而本領(lǐng)域技術(shù)人員在領(lǐng)悟本發(fā)明的精神后，在不脫離本發(fā)明的精神范圍內(nèi)，可作些許更動(dòng)修飾及同等的變化替換，其專(zhuān)利保護(hù)范圍以所附專(zhuān)利申請(qǐng)權(quán)利要求書(shū)及其等同領(lǐng)域而定。
權(quán)利要求
1.一種噪音消除裝置，包括一機(jī)箱；一設(shè)置在該機(jī)箱內(nèi)部的接收器，其在所述機(jī)箱內(nèi)部輸入噪音，其中該輸入噪音具有一波形；一耦合至該接收器并且具有一波形產(chǎn)生裝置的處理器，其產(chǎn)生與該輸入噪音波形反轉(zhuǎn)的消除波形；以及一揚(yáng)聲器，其被耦合至該處理器以傳送該消除波形。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噪音消除裝置，其特征在于所述噪音消除裝置還包括一接口，其被耦合于所述接收器與所述處理器之間，以處理所述輸入噪音。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的噪音消除裝置，其特征在于所述接口包括一放大器以及一模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噪音消除裝置，其特征在于所述噪音消除裝置還包括一第一內(nèi)存，其被耦合至所述接口，以存儲(chǔ)所述輸入噪音。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的噪音消除裝置，其特征在于所述噪音消除裝置還包括一第二內(nèi)存，其被耦合至所述處理器，以?xún)?chǔ)存所述消除波形。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噪音消除裝置，其特征在于所述處理器包括一數(shù)字信號(hào)處理器。
7.一種補(bǔ)償噪音的方法，包括輸入一噪音；決定一代表所述噪音的周期性波形；產(chǎn)生一消除波形，其為所述周期性波形的反轉(zhuǎn)，所述消除波形代表一種聲音；以及將所述消除波形的聲音與所述噪聲相混合，以產(chǎn)生一混合結(jié)果。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的補(bǔ)償噪音方法，其特征在于所述混合結(jié)果具有零聲響。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的補(bǔ)償噪音方法，其特征在于將所述消除波形聲音與所述噪音混合的步驟包括傳送所述消除波形至噪音輸入附近。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的補(bǔ)償噪音方法，其特征在于所述補(bǔ)償噪音方法還包括輸入具有一波形的所述混合結(jié)果；比較所述消除波形與所述混合結(jié)果的波形；決定一代表所述混合結(jié)果的一第二周期性波形；產(chǎn)生一第二消除波形，其為所述第二周期性波形的反轉(zhuǎn)；以及將所述聲音與所述第二消除波形相混合，以產(chǎn)生一混合結(jié)果。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的補(bǔ)償噪音方法，其特征在于所述補(bǔ)償噪音方法還包括決定所述周期性波形的起始點(diǎn)。
12.根據(jù)權(quán)利要求7所述的補(bǔ)償噪音方法，其特征在于所述補(bǔ)償噪音方法還包括輸入一后續(xù)噪音；決定一代表所述后續(xù)噪音的后續(xù)周期性波形；以及如果所述后續(xù)周期性波形與所述消除波形的不同之處在于一預(yù)設(shè)的容限電平，產(chǎn)生一第二消除波形，其為所述后續(xù)周期性波形的反轉(zhuǎn)。
13.一種噪音消除裝置，包括一機(jī)箱；一設(shè)置于所述機(jī)箱內(nèi)部的接收器，其在所述機(jī)箱內(nèi)部輸入噪音，其中所述輸入噪音具有一波形；一耦合至所述接收器的數(shù)字信號(hào)處理器，其產(chǎn)生一為所述輸入噪音波形的反轉(zhuǎn)的消除波形；以及一揚(yáng)聲器，其被耦合至所述數(shù)字信號(hào)處理器，以傳送所述消除波形。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的噪音消除裝置，其特征在于所述噪音消除裝置還包括一接口，其被耦合于所述接收器與所述數(shù)字信號(hào)處理器之間，以處理所述輸入噪音。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的噪音消除裝置，其特征在于所述接口包括一放大器以及一模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器。
全文摘要
一種消除個(gè)人計(jì)算機(jī)環(huán)境中噪音的裝置與方法。該裝置包括一設(shè)置于計(jì)算機(jī)機(jī)箱內(nèi)部的接收器，其在計(jì)算機(jī)機(jī)箱內(nèi)部輸入噪音；一耦合至該接收器并且具有一波形產(chǎn)生裝置的處理器，其產(chǎn)生一為該輸入噪音波形反轉(zhuǎn)的消除波形；以及一揚(yáng)聲器，其被耦合至該處理器以傳送該消除波形。該方法包括輸入一噪音；決定一代表該噪音的周期性波形；產(chǎn)生一消除波形，其為該周期性波形的反轉(zhuǎn)；以及將該消除波形的聲音與該噪音相混合。該消除波形的作用在于消除或補(bǔ)償該噪音。
文檔編號(hào)H04B15/00GK1508666SQ0215632
公開(kāi)日2004年6月30日 申請(qǐng)日期2002年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月13日
發(fā)明者葉垂奇, 朱炳盈, 徐良豪 申請(qǐng)人:華邦電子股份有限公司