CN103700373A

CN103700373A - 一种穿戴式设备的声音降噪系统及其降噪处理方法

Info

Publication number: CN103700373A
Application number: CN201310709367.6A
Authority: CN
Inventors: 刘兴超
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2013-12-21
Filing date: 2013-12-21
Publication date: 2014-04-02

Abstract

本发明公开了一种穿戴式设备的声音降噪系统及其降噪处理方法，所述的降噪系统包括：外源麦克风，用于采集穿戴式设备周围空气传播的声音信号；一个或多个内源麦克风，用于采集在穿戴式设备与人体接触部分由佩戴者身体传导出来的声音信号；信号处理器，用于对所述外源麦克风和内源麦克风采集到的声音信号进行消噪处理，获得高质量的声音信号。降噪处理方法的步骤包括：通过实验的方式确定内源麦克风对外界噪音不同频率段的增益系数。信号处理器把内源麦克风的声音信号恢复到与外源麦克风采集到的佩戴者发出的声音信号相当的程度。信号处理器将两路声音信号进行消噪处理降低的干扰噪音，得到所需的有效声音信号。

Description

一种穿戴式设备的声音降噪系统及其降噪处理方法

技术领域

本发明涉及穿戴式设备领域，特别涉及一种穿戴式设备的声音降噪系统及其降噪处理方法。

背景技术

在使用穿戴式智能设备的时候，设备需要识别佩戴者的语音指令来进行控制，同时语音也是穿戴式设备中重要的输入方式。当周围环境比较嘈杂的时候，佩戴者的语音指令受到他人谈话、广播等各种外界噪音的干扰，穿戴式设备的语音识别功能受到噪音影响，误操作、误输入就会大大增加。某些类型的穿戴式设备需要辨识佩戴者身体发出的其他声音，比如：吞咽、心跳、肠道蠕动等等，外界噪音也会严重干扰穿戴式设备的这些功能。

另一方面，有时穿戴式设备需要识别外界的声音，如：他人讲话、车站广播等。佩戴者发出的声音就成了噪音，也会干扰穿戴式设备对外界声音的识别功能。因此，将佩戴者发出的声音与外界声音分离在个人穿戴式设备中显得非常重要。目前的穿戴式设备仅有能够采集外界空气传播声音信号的外源麦克风，没有能够采集来自人体声音的内源麦克风，也没有能将上述两种声音信号进行分离的技术，现有技术需要改进和发展。

发明内容

在本发明要解决的技术问题是提供一种穿戴式设备的声音降噪系统及其降噪处理方法，当穿戴式设备需要识别佩戴者发出的声音信号或者需要识别外界声音信号时，通过对外源麦克风和内源麦克风两路声音信号进行处理，降低干扰噪音信号，提高识别的准确率。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案如下：

一种穿戴式设备的声音降噪系统，其中包括：

外源麦克风，用于采集穿戴式设备周围空气传播的声音信号，并将所述声音信号发送至信号处理器，所述声音信号中掺杂有穿戴式设备周围空气传播的噪音信号；

一个或多个内源麦克风，用于采集在穿戴式设备与人体接触部分由佩戴者身体直接传播的声音信号，并将所述声音信号发送至信号处理器；

信号处理器，用于根据所述外源麦克风和内源麦克风采集到的声音信号对声音进行消噪处理，获得消噪处理声音信号。

所述的信号处理器分别与外源麦克风、内源麦克风相连接。

一种穿戴式设备的降噪处理方法，当需要识别佩戴者发出的声音信号时，包括以下步骤：

A、通过事先的实验确定内源麦克风对不同频率外界噪音的增益系数。

B、分别将内源和外源麦克风采集到的声音信号发送至信号处理器，所述信号处理器把内源麦克风采集到的声音信号恢复到与外源麦克风采集的外界声音信号相等的程度。

C、信号处理器将两路声音信号进行处理降低外界噪音信号，得到佩戴者发出的有效声音信号。

当需要识别外界的声音信号时，包括以下步骤：

A、事先通过实验获得内源麦克风在接触身体部分的人体组织对佩戴者发出的声音不同频率段的增益系数。

B、分别将内源和外源麦克风采集到的声音信号发送至信号处理器，所述信号处理器把内源麦克风的声音信号恢复到与外源麦克风采集的佩戴者发出的声音信号相等的程度。

C、信号处理器将两路声音信号进行处理降低佩戴者发出的干扰声音信号，得到外界的有效声音信号。

有益效果：本发明一种穿戴式设备的声音降噪系统及其降噪处理方法，通过内源和外源麦克风分别采集来自人体和来自外界的声音，信号处理器可根据事先实验得到内源麦克风对人体和对外界声音的增益系数，对两路声音信号进行降噪处理后得到高质量的佩戴者发出的声音信号，或者外界的声音信号。

附图说明

图1为本发明一种穿戴式设备的声音降噪系统第一实施例的结构示意图；

图2为本发明一种穿戴式设备的声音降噪系统第二实施例的结构示意图；

图3为本发明一种穿戴式设备的声音降噪系统内源麦克风的结构示意图；

图4为本发明一种穿戴式设备的降噪处理方法的流程图；

具体实施方式

以下结合附图对本发明穿戴式设备降噪系统的实施例进行详细说明，应当理解，以下所说明的实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例一：

图1是具有语音识别功能的智能心率带结构示意图，内源麦克风1放置在紧贴人体胸部的一侧，外源麦克风2放置在朝外的一侧。信号处理器3放置在中间，与内源麦克风1和外源麦克风2都有连接线相连接。图3是内源麦克风1的结构示意图。佩戴者说话的声音通过胸腔传导到内源麦克风1的位置，内源麦克风1朝人体的一侧为金属材料，可以将声音顺畅地传导进来，供麦克风采集来自人体的声音信号。内源麦克风1朝外的一侧为隔音材料，可以将外界的声音进行一定程度上屏蔽。外源麦克风2放置在心率带朝外的一侧，主要采集外界空气中传来的声音信号。

实施例二：

图2是具有语音识别功能的智能眼镜结构示意图，其中配置有两个内源麦克风1，一个放置在眼镜鼻托紧贴鼻梁的位置，另外一个放置在眼镜镜腿内侧紧贴耳朵上方的位置。外源麦克风2放置在镜框朝外的一侧。信号处理器3放置在镜腿的中间部分，与两个内源麦克风1和外源麦克风2都有连接线相连接。鼻托处的内源麦克风主要采集佩戴者鼻梁传导出来的声音信号，镜腿处的内源麦克风则采集了佩戴者头骨传导出来的声音信号。人体不同部位传导出来的声音信号存在一定的差异，比如当佩戴者发出语音指令为浊辅音的发音时，浊辅音主要通过鼻腔发声，鼻梁处的内源麦克风1采集的声音信号就会相对较强。反之，佩戴者发出清辅音的指令时，鼻梁处的内源麦克风1采集的声音信号就会相对较弱。所以，信号处理器3可以根据两个内源麦克风采集的信号差异，来提高识别清辅音浊辅音的正确率。

基于上述穿戴式设备的声音降噪系统，本发明还提供一种上述系统的降噪处理方法，如图4所示，包括以下步骤：

A、通过事先实验的方法确定内源麦克风1对外界噪音不同频率段的增益系数。

B、内源麦克风1和外源麦克风2采集的声音信号分别发送至信号处理器3，信号处理器3把内源麦克风1的声音信号恢复到与外源麦克风2采集的佩戴者发出的声音信号相当的程度。

C、信号处理器3将两路声音信号进行处理降低的干扰噪音，得到所需的有效声音信号。

应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上进行的改进或变换，都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims

1.一种穿戴式设备的声音降噪系统，其特征在于：

内源麦克风，用于采集在穿戴式设备与人体接触部分由佩戴者身体直接传播的声音信号，并将所述声音信号发送至信号处理器；

2.根据权利要求1所述的降噪系统，其特征在于，穿戴式设备佩戴于人体的头部、颈部、躯干部位；内源麦克风紧贴人体，采集佩戴者发出的说话、心跳、吞咽声音信号。

3.根据权利要求2所述的降噪系统，其特征在于，内源麦克风与身体贴合部分采用金属材质来收集佩戴者体内发出的声音；内源麦克风与外界接触部分采用隔音材料来屏蔽外界的噪音。

4.根据权利要求2所述的降噪系统，其特征在于，有多个或者阵列式的内源麦克风，采集人体不同部位传播出的声音信号。

5.根据权利要求1所述降噪系统的降噪处理方法，其特征在于，所述信号处理器包含有非线性音频处理功能，通过实验获得内源麦克风对外界噪音不同频率段的增益系数，将内源和外源麦克风采集的声音信号发送至信号处理器，所述信号处理器把内源麦克风的声音信号恢复到与外源麦克风采集的外界声音信号相当的程度，并将两路声音信号进行处理降低外界噪音信号，得到佩戴者发出的有效声音信号。

6.根据权利要求1所述降噪系统的降噪处理方法，其特征在于，所述信号处理器包含有非线性音频处理功能，通过实验获得内源麦克风在接触身体部分的人体组织对佩戴者发出的声音不同频率段的增益系数，将内源和外源麦克风采集的声音信号发送至信号处理器，所述信号处理器把内源麦克风的声音信号恢复到与外源麦克风采集的佩戴者发出的声音信号相当的程度，并将两路声音信号进行处理降低佩戴者发出的干扰声音信号，得到外界的有效声音信号。