一種降噪系統(tǒng)和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及用戶終端的主動降噪技術(shù)，尤其涉及一種降噪系統(tǒng)和方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前的聽筒主動降噪技術(shù)，是根據(jù)MIC錄入的環(huán)境噪聲，在聽筒輸出波形中引入 環(huán)境噪聲的反相疊加波形，來達到抵消人耳處的環(huán)境噪聲的效果。但此技術(shù)不能根據(jù)人耳 位置自動調(diào)節(jié)，在人耳緊貼在聽筒和其他位置的情況下，輸出相位相同的反相疊加波形，而 由于在人耳位置改變后，傳輸?shù)饺硕姆聪喁B加波形，無法與傳輸?shù)饺硕沫h(huán)境噪聲進行 準確反相匹配，降噪效果大打折扣。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的主要目的在于提出一種降噪系統(tǒng)和方法，旨在解決常規(guī)降噪技術(shù)中存在 的不能隨著聽筒位置的變化及時有效進行降噪的問題。
[0004] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種降噪系統(tǒng)，應用在終端中，該系統(tǒng)包括麥克風 MIC、檢測模塊、人耳位置判斷模塊和反向波形調(diào)整模塊。
[0005] MIC，用于檢測在人耳周圍預定范圍內(nèi)的噪聲聲場。
[0006] 檢測模塊，用于根據(jù)從噪聲聲場采集的噪聲信息獲取噪聲波形。
[0007] 人耳位置判斷模塊，用于判斷人耳相對于終端的位置。
[0008] 反向波形調(diào)整模塊，用于根據(jù)人耳相對于終端的位置分別計算噪聲波形到達MIC 和人耳的相位差，并根據(jù)相位差實時調(diào)整反向輸出聲波的波形相位。
[0009] 優(yōu)選地，人耳位置判斷模塊判斷人耳相對于終端的位置是指：
[0010] 通過第一傳感器獲得人耳相對于終端的距離。
[0011] 通過第二傳感器獲得人耳相對地面的第一角度以及應用終端在當前使用狀態(tài)下 相對地面的第二角度。
[0012] 通過第一角度和第二角度確定人耳與終端的夾角。
[0013] 通過人耳相對于終端的距離以及人耳與終端的夾角確定人耳相對于終端的位置。
[0014] 優(yōu)選地，人耳位置判斷模塊通過人耳相對于終端的距離以及所述人耳與終端的夾 角確定人耳相對于終端的位置是指：
[0015] 以第一傳感器的位置作為球心，以人耳相對于終端的距離作為半徑擬合靠近于人 耳半邊的半球形。
[0016] 以球心為人耳與終端的夾角的頂點，以終端的長軸為夾角的第一條邊，根據(jù)該頂 點、第一條邊以及人耳與終端的夾角的角度獲得人耳與終端的夾角的第二條邊。
[0017] 將第二條邊所在的以球心為起點的射線進行延伸，并將做出的人耳與終端的夾角 沿終端的長軸整體向上移動，該射線與半球形的切點確定為人耳相對于終端的位置。
[0018] 優(yōu)選地，
[0019] 第一傳感器包括：光感傳感器、接近傳感器和超聲發(fā)射接收器。
[0020] 第二傳感器包括：重力傳感器、加速度傳感器和陀螺儀。
[0021] 優(yōu)選地，反向波形調(diào)整模塊根據(jù)人耳相對于終端的位置計算噪聲波形到達MIC和 人耳的相位差是指：
[0022] 將人耳相對于終端的位置分別進行傅里葉變換，分別獲得與位置相對應的噪聲的 傳播頻率。
[0023] 根據(jù)該傳播頻率和以下第一關(guān)系式計算到達MIC和人耳的噪聲波長：
[0024] λ = v/f ；
[0025] 其中，λ表不噪聲的波長；v表不聲速；f表不噪聲的傳輸頻率。
[0026] 根據(jù)人耳與終端的距離和以下第二關(guān)系式分別計算MIC和人耳的相位差：
[0027]
[0028] 其中，Φ表示相位差；π為圓周率；Δ X表示人耳與終端的距離；λ表示噪聲的波 長。
[0029] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供了一種降噪方法，該方法包括：
[0030] 檢測在人耳周圍預定范圍內(nèi)的噪聲聲場。
[0031] 根據(jù)從噪聲聲場采集的噪聲信息獲取噪聲波形。
[0032] 判斷人耳相對于終端的位置。
[0033] 根據(jù)人耳相對于終端的位置計算噪聲波形到達麥克風MIC和人耳的相位差，并根 據(jù)該相位差實時調(diào)整反向輸出聲波的波形相位。
[0034] 優(yōu)選地，判斷人耳相對于終端的位置包括：
[0035] 通過第一傳感器獲得人耳相對于終端的距離。
[0036] 通過第二傳感器獲得人耳相對地面的第一角度以及終端在當前使用狀態(tài)下相對 地面的第二角度。
[0037] 通過第一角度和第二角度確定人耳與終端的夾角。
[0038] 通過人耳相對于終端的距離以及人耳與終端的夾角確定人耳相對于終端的位置。
[0039] 優(yōu)選地，通過人耳相對于終端的距離以及人耳與終端的夾角確定人耳相對于終端 的位置包括：
[0040] 以第一傳感器的位置作為球心，以人耳相對于終端的距離作為半徑擬合靠近于人 耳半邊的半球形。
[0041] 以球心為人耳與終端的夾角的頂點，以終端的長軸為夾角的第一條邊，根據(jù)該頂 點、第一條邊以及人耳與終端的夾角的角度獲得人耳與終端的夾角的第二條邊。
[0042] 將第二條邊所在的以球心為起點的射線進行延伸，并將做出的人耳與終端的夾角 沿終端的長軸整體向上移動，該射線與半球形的切點確定為人耳相對于終端的位置。
[0043] 優(yōu)選地，
[0044] 第一傳感器包括：光感傳感器、接近傳感器和超聲發(fā)射接收器。
[0045] 第二傳感器包括：重力傳感器、加速度傳感器和陀螺儀。
[0046] 優(yōu)選地，根據(jù)人耳相對于終端的位置計算噪聲波形到達MIC和人耳的相位差包 括：
[0047] 將人耳相對于終端的位置分別進行傅里葉變換，分別獲得與位置相對應的噪聲的 傳播頻率。
[0048] 根據(jù)傳播頻率和以下第一關(guān)系式計算到達MIC和人耳的噪聲波長：
[0049] λ = v/f ；
[0050] 其中，λ表不噪聲的波長；v表不聲速；f表不噪聲的傳輸頻率。
[0051] 根據(jù)人耳與終端的距離和以下第二關(guān)系式分別計算MIC和人耳的不同的相位差：
[0052]
[0053] 其中，f表示相位差；π為圓周率；Δχ表示人耳與終端的距離；λ表示噪聲的波 長。
[0054] 本發(fā)明提出的降噪系統(tǒng)和方法包括:MIC檢測在人耳周圍預定范圍內(nèi)的噪聲聲 場。檢測模塊根據(jù)從噪聲聲場采集的噪聲信息獲取噪聲波形。人耳位置判斷模塊判斷人耳 相對于終端的位置。反向波形調(diào)整模塊根據(jù)人耳相對于終端的位置分別計算噪聲波形到達 MIC和人耳的相位差，并根據(jù)相位差實時調(diào)整反向輸出聲波的波形相位。通過本發(fā)明的方 案，能夠解決常規(guī)降噪技術(shù)中存在的不能隨著聽筒位置的變化及時有效進行降噪的問題。
【附圖說明】
[0055] 圖1為實現(xiàn)本發(fā)明各個實施例的移動終端的硬件結(jié)構(gòu)示意圖；
[0056] 圖2為如圖1所示的移動終端的無線通信系統(tǒng)示意圖；
[0057] 圖3為本發(fā)明的降噪系統(tǒng)組成框圖；
[0058] 圖4為本發(fā)明實施例的第一角度與第二角度的位置關(guān)系示意圖；
[0059] 圖5為本發(fā)明實施例的人耳相對于終端的位置確定示意圖；
[0060] 圖6為本發(fā)明的降噪方法流程圖。
[0061] 本發(fā)明目的的實現(xiàn)、功能特點及優(yōu)點將結(jié)合實施例，參照附圖做進一步說明。
【具體實施方式】
[0062] 應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0063] 現(xiàn)在將參考附圖描述實現(xiàn)本發(fā)明各個實施例的移動終端。在后續(xù)的描述中，使用 用于表示元件的諸如"模塊"、"部件"或"單元"的后綴僅為了有利于本發(fā)明的說明，其本身 并沒有特定的意義。因此，"模塊〃與〃部件〃可以混合地使用。
[0064] 移動終端可以以各種形式來實施。例如，本發(fā)明中描述的終端可以包括諸如移 動電話、智能電話、筆記本電腦、數(shù)字廣播接收器、PDA(個人數(shù)字助理）、PAD(平板電腦）、 PMP (便攜式多媒體播放器）、導航裝置等等的移動終端以及諸如數(shù)字TV、臺式計算機等等 的固定終端。下面，假設(shè)終端是移動終端。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解的是，除了特別用 于移動目的的元件之外，根據(jù)本發(fā)明的實施方式的構(gòu)造也能夠應用于固定類型的終端。
[0065] 圖1為實現(xiàn)本發(fā)明各個實施例的移動終端的硬件結(jié)構(gòu)示意。
[0066] 移動終端100可以包括無線通信單元110、A/V (音頻/視頻）輸入單元120、用戶 輸入單元130、感測單元140、輸出單元150、存儲器160、接口單元170、控制器180和電源單 元190等等。圖1示出了具有各種組件的移動終端，但是應理解的是，并不要求實施所有示 出的組件?？梢蕴娲貙嵤└嗷蚋俚慕M件。將在下面詳細描述移動終端的元件。
[0067] 無線通信單元110通常包括一個或多個組件，其允許移動終端100與無線通信系 統(tǒng)或網(wǎng)絡(luò)之間的無線電通信。例如，無線通信單元可以包括廣播接收模塊111、移動通信模 塊112、無線