CN104602162A - 用于移动终端的外接降噪装置及其降噪方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种用于移动终端的外接降噪装置及其降噪方法。该外接降噪装置用于外接于移动终端和耳机之间，包括麦克风、预处理模块和主处理模块，麦克风用于采集外部环境噪声，预处理模块用于对外部环境噪声进行预处理，主处理模块用于将预处理后的外部环境噪声加载至移动终端输出的数字音频信号上并发送至耳机，以利用加载的外部环境噪声对直接进入人耳的外部环境噪声进行相消降噪处理。本发明能够对直接进入人耳的音频信号进行有效降噪，成本低且可移植性强。
Description
技术领域
本发明涉及终端与音频数据处理技术领域，具体涉及一种用于移动终端的外接降噪装置及其降噪方法。
背景技术
随着智能手机等移动终端的音频功能越来越完善，使用智能手机插接耳机进行音乐播放或通话等的频率越来越高。当前，业界普遍对移动终端的内置器件进行更好的设计，花费较高成本研发和安装降噪器件，以提升改善音质并听赏感受，但是却忽略了外部环境噪声直接进入人耳时对音频信号的影响，从而使得移动终端设计的再好，最终进入人耳的声音却很糟糕，大大降低用户的使用体验。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例所要解决的技术问题是提供一种用于移动终端的外接降噪装置及其降噪方法，能够对直接进入人耳的音频信号进行有效降噪，成本低且可移植性强、用户使用体验好。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种用于移动终端的外接降噪装置，外接降噪装置用于外接于移动终端和耳机之间，外接降噪装置包括麦克风、预处理模块和主处理模块，麦克风用于采集外部环境噪声，预处理模块连接麦克风，用于对麦克风采集的外部环境噪声进行预处理，主处理模块连接预处理模块，用于将预处理后的外部环境噪声加载至移动终端输出的数字音频信号上，并将加载外部环境噪声的数字音频信号发送至耳机，以利用加载的外部环境噪声对直接进入人耳的外部环境噪声进行相消降噪处理。
其中，外接降噪装置进一步包括第一外接接口和第二外接接口，第一外接接口连接于移动终端与主处理模块之间，用于将移动终端输出的数字音频信号传递至主处理模块，第二外接接口连接于主处理模块与耳机之间，用于将主处理模块输出的加载外部环境噪声的数字音频信号传递至耳机。
其中，第一外接接口和第二外接接口分别设置于外接降噪装置的相对两侧，第一外接接口为可翻转式外接插头，第二外接接口为内藏式插孔。
其中，预处理模块包括模数转换器、低通滤波器以及DSP处理器，模数转换器用于将麦克风采集的模拟噪声信号转换成数字噪声信号，低通滤波器用于对数字噪声信号进行低通滤波，DSP处理器用于对数字噪声信号进行解析，以判断数字噪声信号是否满足主处理模块进行加载的最低数据量要求，若满足最低数据量要求，则将数字噪声信号发送至主处理模块。
其中，麦克风为多个，且分别设置于外接降噪装置的不同位置，预处理模块对多个麦克风采集的多路外部环境噪声进行预处理，主处理模块对预处理后的多路外部环境噪声进行均方差运算，并将运算结果与移动终端输出的数字音频信号进行差分运算，进而将外部环境噪声加载至移动终端输出的数字音频信号上。
其中，麦克风为四个，且分别设置于外接降噪装置未与移动终端和耳机相邻设置的四个侧面上。
为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种基于外接降噪装置的降噪方法，外接降噪装置外接于移动终端和耳机之间，且包括麦克风、连接麦克风的预处理模块以及连接预处理模块的主处理模块，降噪方法包括：通过麦克风采集外部环境噪声；通过预处理模块对麦克风采集的外部环境噪声进行预处理；通过主处理模块将预处理后的外部环境噪声加载至移动终端输出的数字音频信号上，并将加载外部环境噪声的数字音频信号发送至耳机，以利用加载的外部环境噪声对直接进入人耳的外部环境噪声进行相消降噪处理。
其中，外接降噪装置进一步包括第一外接接口和第二外接接口，第一外接接口连接于移动终端与主处理模块之间，第二外接接口连接于主处理模块与耳机之间，通过主处理模块将预处理后的外部环境噪声加载至移动终端输出的数字音频信号上的步骤之前包括：通过第一外接接口将移动终端输出的数字音频信号传递至主处理模块；通过主处理模块将加载外部环境噪声的数字音频信号发送至耳机的步骤包括：通过第二外接接口将主处理模块输出的加载外部环境噪声的数字音频信号传递至耳机。
其中，预处理模块包括模数转换器、低通滤波器以及DSP处理器，通过预处理模块对麦克风采集的外部环境噪声进行预处理的步骤包括：通过模数转换器将麦克风采集的模拟噪声信号转换成数字噪声信号；通过低通滤波器对数字噪声信号进行低通滤波；以及通过DSP处理器对数字噪声信号进行解析，以判断数字噪声信号是否满足主处理模块进行加载的最低数据量要求，若满足，则将数字噪声信号发送至主处理模块。
其中，麦克风为多个，且分别设置于外接降噪装置的不同位置，预处理模块对多个麦克风采集的多路外部环境噪声进行预处理，主处理模块对预处理后的多路外部环境噪声进行均方差运算，并将运算结果与移动终端输出的数字音频信号进行差分运算，进而将外部环境噪声加载至移动终端输出的数字音频信号上。
通过上述技术方案，本发明实施例所产生的有益效果是：能够对直接进入人耳的音频信号进行有效降噪，成本低且可移植性强、用户使用体验好。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：本发明实施例的外接降噪装置用于外接于移动终端和耳机之间，通过麦克风采集外部环境噪声、预处理模块对麦克风采集的外部环境噪声进行预处理以及主处理模块将预处理后的外部环境噪声加载至移动终端输出的数字音频信号上并发送至耳机，从而利用加载的外部环境噪声对直接进入人耳的外部环境噪声进行相消降噪处理，实现对直接进入人耳的外部环境噪声的有效降噪，成本低且可移植性强、用户使用体验好。
附图说明
图1是本发明一实施例的外接降噪装置的结构示意图；
图2是本发明一实施例的预处理模块的结构示意图；
图3是本发明一实施例的降噪方法的流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，本发明以下所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
图1是本发明一实施例的外接降噪装置的结构示意图。如图1所示，外接降噪装置10用于外接于移动终端20和耳机30之间，外接降噪装置10包括麦克风11、与麦克风11连接的预处理模块12以及与预处理模块12连接的主处理模块13，其中各个结构元件之间的连接可以通过接口、电性或其它的形式予以实现。
其中，麦克风11用于采集移动终端20和耳机30所处环境中的外部环境噪声，预处理模块12用于对麦克风11采集的外部环境噪声进行预处理，主处理模块13用于将预处理后的外部环境噪声加载至移动终端20输出的数字音频信号上，并将加载外部环境噪声的数字音频信号发送至耳机30，从而利用加载的外部环境噪声对直接进入人耳的外部环境噪声进行相消降噪处理，实现对直接进入人耳的外部环境噪声的有效降噪。
本实施例的外接降噪装置10由于外接于移动终端20和耳机30之间，也就是说，没有对移动终端20和耳机30的结构进行任何器件的改变，可避免现有技术中研发和安装降噪器件的花费，成本较低且可移植性强，从而大大改善用户的使用体验。
为实现外接降噪装置10分别与移动终端20和耳机30之间的良好连接，请再次参阅图1所示，本实施例进一步设计外接降噪装置10包括第一外接接口14和第二外接接口15。其中：
第一外接接口14连接于移动终端20与主处理模块13之间，从而将移动终端20输出的数字音频信号传递至主处理模块13。
第二外接接口15连接于主处理模块13与耳机30之间，从而将主处理模块13输出的加载外部环境噪声的数字音频信号传递至耳机30，进而利用加载的外部环境噪声对直接进入人耳的外部环境噪声进行相消降噪处理，实现对直接进入人耳的外部环境噪声的有效降噪。
本实施例的外接降噪装置10包括但不限于为矩形体结构，第一外接接口14和第二外接接口15可以分别设置于外接降噪装置10的相对两侧，并且第二外接接口15为内藏式插孔，第一外接接口14为可翻转式外接插头，从而在不使用时可将外接插头翻转入外接降噪装置10预设的凹槽中，减少外接降噪装置10所占空间。
在本实施例中，预处理模块12对麦克风11采集的外部环境噪声进行预处理的过程可以通过以下方式予以实现：
如图2所示，预处理模块12包括模数转换器121、低通滤波器122以及DSP处理器123，其中，模数转换器121用于将麦克风11采集的模拟噪声信号转换成数字噪声信号，低通滤波器122用于对数字噪声信号进行低通滤波，DSP处理器(Digital Signal Processing，数字信号处理器)123用于对数字噪声信号进行解析，以判断数字噪声信号是否满足主处理模块13进行加载的最低数据量要求，若满足，则DSP处理器123将数字噪声信号发送至主处理模块13。
请再次结合图1所示，在上述实施例的基础上，为提高对直接进入人耳的外部环境噪声的降噪效果，本实施例可以设计外接降噪装置10包括多个麦克风11，例如四个麦克风11，可分别设置于矩形体结构的外接降噪装置10未与移动终端20和耳机30相邻设置的四个侧面上，即设置于矩形体结构的外接降噪装置10未具有第一外接接口14和第二外接接口15的四个侧面上。
由于多个麦克风11分别设置于外接降噪装置10的不同位置，因此可采集多路外部环境噪声，对应地，预处理模块12对多个麦克风11采集的多路外部环境噪声进行预处理，主处理模块13可以对预处理后的多路外部环境噪声进行均方差运算，并将运算结果与移动终端20输出的数字音频信号进行差分运算，进而将外部环境噪声加载至移动终端20输出的数字音频信号上，并利用加载的外部环境噪声对直接进入人耳的外部环境噪声进行相消降噪处理，实现降噪。
图3是本发明一实施例的降噪方法的流程图。本实施例的降噪方法基于上述实施例的外接降噪装置10，如图3所示，该降噪方法包括：
步骤S31：通过麦克风采集外部环境噪声。
步骤S32：通过预处理模块对麦克风采集的外部环境噪声进行预处理。
步骤S33：通过主处理模块将预处理后的外部环境噪声加载至移动终端输出的数字音频信号上并发送至耳机，以利用加载的外部环境噪声对直接进入人耳的外部环境噪声进行相消降噪处理。
在步骤S32中，可通过图2所示的预处理模块12对麦克风采集的外部环境噪声进行预处理，具体而言，模数转换器121将麦克风11采集的模拟噪声信号转换成数字噪声信号，低通滤波器122对数字噪声信号进行低通滤波，DSP处理器123对数字噪声信号进行解析，以判断数字噪声信号是否满足主处理模块13进行加载的最低数据量要求，若满足，则DSP处理器123将数字噪声信号发送至主处理模块13。
在步骤S33中，可通过图1所示的第一外接接口14和第二外接接口15将加载外部环境噪声的数字音频信号传递至耳机，具体而言，
第一外接接口14连接于移动终端20与主处理模块13之间，从而将移动终端20输出的数字音频信号传递至主处理模块13。
第二外接接口15连接于主处理模块13与耳机30之间，从而将主处理模块13输出的加载外部环境噪声的数字音频信号传递至耳机30，进而利用加载的外部环境噪声对直接进入人耳的外部环境噪声进行相消降噪处理，实现对直接进入人耳的外部环境噪声的有效降噪。
其中，第一外接接口14和第二外接接口15可以分别设置于外接降噪装置10的相对两侧，并且第二外接接口15为内藏式插孔，第一外接接口14为可翻转式外接插头，从而在不使用时可将外接插头翻转入外接降噪装置10预设的凹槽中，减少外接降噪装置10所占空间。
为提高对直接进入人耳的外部环境噪声的降噪效果，本实施例对于包括多个麦克风11的外接降噪装置10，例如四个麦克风11，降噪方法具体而言：预处理模块12对多个麦克风11采集的多路外部环境噪声进行预处理，主处理模块13可以对预处理后的多路外部环境噪声进行均方差运算，并将运算结果与移动终端20输出的数字音频信号进行差分运算，进而将外部环境噪声加载至移动终端20输出的数字音频信号上，并利用加载的外部环境噪声对直接进入人耳的外部环境噪声进行相消降噪处理，实现对直接进入人耳的外部环境噪声的有效降噪。
图3及上述实施例的降噪方法，可由图1及图2所示实施例的外接降噪装置10的各个结构元件对应执行，因此具有相同的技术效果。
本发明实施例全文所提及的移动终端20可以是智能手机，也可以是具有耳机插接功能的任何终端，包括PDA(Personal Digital Assistant，个人数字助理或平板电脑)等。
另外，以上所描述的外接降噪装置10的各个结构元件之间的连接可以通过接口、电性或其它的形式予以实现。
再次说明，以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，例如各实施例之间技术特征的相互结合，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种用于移动终端的外接降噪装置，其特征在于，所述外接降噪装置用于外接于移动终端和耳机之间，所述外接降噪装置包括麦克风、预处理模块和主处理模块，其中，所述麦克风用于采集外部环境噪声，所述预处理模块连接所述麦克风，用于对所述麦克风采集的所述外部环境噪声进行预处理，所述主处理模块连接所述预处理模块，用于将预处理后的所述外部环境噪声加载至所述移动终端输出的数字音频信号上，并将加载所述外部环境噪声的数字音频信号发送至所述耳机，以利用加载的外部环境噪声对直接进入人耳的外部环境噪声进行相消降噪处理相消降噪处理。
2.根据权利要求1所述的外接降噪装置，其特征在于，所述外接降噪装置进一步包括第一外接接口和第二外接接口，所述第一外接接口连接于所述移动终端与所述主处理模块之间，用于将所述移动终端输出的数字音频信号传递至所述主处理模块，所述第二外接接口连接于所述主处理模块与所述耳机之间，用于将所述主处理模块输出的加载所述外部环境噪声的数字音频信号传递至所述耳机。
3.根据权利要求2所述的外接降噪装置，其特征在于，所述第一外接接口和第二外接接口分别设置于所述外接降噪装置的相对两侧，所述第一外接接口为可翻转式外接插头，所述第二外接接口为内藏式插孔。
4.根据权利要求1所述的外接降噪装置，其特征在于，所述预处理模块包括模数转换器、低通滤波器以及DSP处理器，所述模数转换器用于将所述麦克风采集的模拟噪声信号转换成数字噪声信号，所述低通滤波器用于对所述数字噪声信号进行低通滤波，所述DSP处理器用于对所述数字噪声信号进行解析，以判断所述数字噪声信号是否满足所述主处理模块进行加载的最低数据量要求，若满足所述最低数据量要求，则将所述数字噪声信号发送至所述主处理模块。
5.根据权利要求1所述的外接降噪装置，其特征在于，所述麦克风为多个，且分别设置于所述外接降噪装置的不同位置，所述预处理模块对所述多个麦克风采集的多路外部环境噪声进行预处理，所述主处理模块对预处理后的多路外部环境噪声进行均方差运算，并将运算结果与所述移动终端输出的数字音频信号进行差分运算，进而将所述外部环境噪声加载至所述移动终端输出的数字音频信号上。
6.根据权利要求5所述的外接降噪装置，其特征在于，所述麦克风为四个，且分别设置于所述外接降噪装置未与所述移动终端和所述耳机相邻设置的四个侧面上。
7.一种基于外接降噪装置的降噪方法，其特征在于，所述外接降噪装置外接于移动终端和耳机之间，且包括麦克风、连接所述麦克风的预处理模块以及连接所述预处理模块的主处理模块，所述降噪方法包括：
通过所述麦克风采集外部环境噪声；
通过所述预处理模块对所述麦克风采集的所述外部环境噪声进行预处理；
通过所述主处理模块将预处理后的所述外部环境噪声加载至所述移动终端输出的数字音频信号上，并将加载所述外部环境噪声的数字音频信号发送至所述耳机，以利用加载的外部环境噪声对直接进入人耳的外部环境噪声进行相消降噪处理。
8.根据权利要求7所述的降噪方法，其特征在于，所述外接降噪装置进一步包括第一外接接口和第二外接接口，所述第一外接接口连接于所述移动终端与所述主处理模块之间，所述第二外接接口连接于所述主处理模块与所述耳机之间，
所述通过所述主处理模块将预处理后的所述外部环境噪声加载至所述移动终端输出的数字音频信号上的步骤之前包括：
通过所述第一外接接口将所述移动终端输出的数字音频信号传递至所述主处理模块；
所述通过所述主处理模块将加载所述外部环境噪声的数字音频信号发送至所述耳机的步骤包括：
通过所述第二外接接口将所述主处理模块输出的加载所述外部环境噪声的数字音频信号传递至所述耳机。
9.根据权利要求7所述的降噪方法，其特征在于，所述预处理模块包括模数转换器、低通滤波器以及DSP处理器，所述通过所述预处理模块对所述麦克风采集的所述外部环境噪声进行预处理的步骤包括：
通过所述模数转换器将所述麦克风采集的模拟噪声信号转换成数字噪声信号；
通过所述低通滤波器对数字噪声信号进行低通滤波；以及
通过所述DSP处理器对所述数字噪声信号进行解析，以判断所述数字噪声信号是否满足所述主处理模块进行加载的最低数据量要求，若满足，则将所述数字噪声信号发送至所述主处理模块。
10.根据权利要求7所述的降噪方法，其特征在于，所述麦克风为多个，且分别设置于所述外接降噪装置的不同位置，所述预处理模块对所述多个麦克风采集的多路外部环境噪声进行预处理，所述主处理模块对预处理后的多路外部环境噪声进行均方差运算，并将运算结果与所述移动终端输出的数字音频信号进行差分运算，进而将所述外部环境噪声加载至所述移动终端输出的数字音频信号上。
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| CN104602162B (zh) | 2019-08-09 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |