CN104681022A - 一种声压消除器、声压消除系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种声压消除器，安装于室内玻璃前方第一预设距离处，包括：采集单元，用于采集距室内玻璃前方第一预设距离处的声音信号；反相单元，包括滤波器和陷波器，用于对所述声音信号进行反相处理，得到反相声音信号；播放单元，用于将反相声音信号进行播放；在所述反相声音信号播放后，所述反相声音信号和所述声音信号相互抵消，降低了所述声音信号对所述室内玻璃的声压。本发明的声压消除器能够在不引入干扰源的情况下，实现反激光窃听。

Description

一种声压消除器、声压消除系统及方法

技术领域

本发明涉及信息保密领域，具体涉及一种声压消除器、声压消除系统及方法。

背景技术

现有激光窃听设备通过远程非可视激光照射到欲窃听场所的玻璃上，当室内人员交谈时所产生的声音在玻璃上产生声压而变形，从而使得激光发生偏转，通过光电接收设备可还原出原始的语音。

现有技术通过对玻璃施加噪声干扰达到反窃听目的，将干扰器安装在玻璃上，发送随机混合声波，对谈话现场声波引起的玻璃振动进行掩蔽干扰，阻断窃听源。

从以上描述可见，现有技术存在的缺陷为：

1)干扰源带入新的环境噪声，影响室内人员交谈；

2)干扰器不能根据环境声音情况自适应调整干扰效果，需要人工调整。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种声压消除器、声压消除系统及方法，能够在不引入干扰源的情况下，实现反激光窃听，同时能够自适应调整室内最佳声压消除效果。

第一方面，本发明提供一种声压消除器，包括：

一种声压消除器，其特征在于，安装于室内玻璃前方第一预设距离处，包括：

采集单元，用于采集距室内玻璃前方第一预设距离处的声音信号；

反相单元，包括滤波器和陷波器，用于对所述声音信号进行反相处理，得到反相声音信号；

播放单元，用于将反相声音信号进行播放；

在所述反相声音信号播放后，所述反相声音信号和所述声音信号相互抵消，降低了所述声音信号对所述室内玻璃的声压。

第二方面，本发明提供一种声压消除系统，包括控制器和两个以上的声压消除器；所述声压消除器安装在室内玻璃前方第一预设距离处；

所述每个声压消除器用于将自身产生的声压消除误差发送给所述控制器；

所述控制器用于以所有声压消除器的声压消除误差之和最小为目标，求解各声压消除器的最优参数值，并将所述各声压消除器的最优参数值发送给对应的声压消除器；

所述各声压消除器还用于在收到控制器发送的最优参数值后，按照所述最优参数值调整自身工作参数。

其中，所述系统还包括与所述声压消除器数量相同的加法器，其中每个加法器对应一个声压消除器，所述加法器置于声压消除器一端；

所述加法器用于计算与之对应的声压消除器自身产生的声压消除误差，具体地，

所述每个声压消除器用于将采集单元采集的声音信号和播放单元播放的反相声音信号发送给与所述声压消除器相对应的加法器；

所述每个加法器将接收到的声音信号与反相声音信号相加，得到与之对应的声压消除器的声压消除误差；

所述各加法器将各声压消除器的声压消除误差发送给所述控制器；

所述控制器包括接收单元、总声压消除误差计算单元、最优值计算单元和发送单元；

所述接收单元，用于接收所述各加法器发送的声压消除误差；

所述总声压消除误差计算单元，用于根据各加法器发送的声压消除误差计算所有声压消除器的总声压消除误差；

所述最优值计算单元，用于计算当所述总声压消除误差最小时，各个声压消除器中反相单元的滤波参数和陷波参数的最优取值；

所述发送单元，用于将所述各个声压消除器中反相单元的滤波参数和陷波参数的最优取值发送给所述各个声压消除器；

所述各声压消除器还用于在接收所述控制器发送的反相单元的滤波参数和陷波参数的最优取值之后，根据所述反相单元的滤波参数和陷波参数的最优取值调整所述声压消除器反相单元中的滤波器和陷波器的工作参数取值。

其中，所述加法器还可以置于控制器端，当所述加法器置于控制器端时，所述加法器中设有声音衰退补偿单元；

所述声音衰退补偿单元，用于对接收到的声音信号和反相声音信号进行声音衰退补偿；

在进行声音衰退补偿之后，所述加法器将进行声音衰退补偿后的声音信号和反相声音信号相加，得到与之对应的声压消除器的声压消除误差函数，并将声压消除误差函数发送给所述控制器。

其中，所述声音衰退补偿单元根据所述控制器与所述声压消除器之间的直线距离对接收到的声音信号和反相声音信号进行声音衰退补偿。

其中，所述系统还包括第一测距器、第二测距器和定位器；其中，

所述第一测距器用于测定控制器所在室内空间的长宽高以及所述控制器在该室内空间中的位置；

所述第二测距器用于测定各个声压消除器与所述控制器之间的距离；

所述定位器用于根据所述控制器在室内空间中的位置以及各个声压消除器与所述控制器之间的距离，确定各个声压消除器在该室内空间中的位置。

其中，所述声压消除器和/或加法器与所述控制器之间通过有线或无线的方式进行通信。

其中，所述第一预设距离为15～30cm。

其中，所述控制器采用有源供电，所述声压消除器和加法器采用有线、无线或电池供电。

第三方面，本发明提供一种声压消除方法，包括：

S1.所述每个声压消除器将自身产生的声压消除误差发送给所述控制器；

S2.判断所有声压消除器的声压消除误差之和小于第一预设阈值，若否，执行步骤S21和S3，若是，执行步骤S22；

S21.所述控制器以所有声压消除器的声压消除误差之和最小为目标，求解各声压消除器的最优参数值，并将所述各声压消除器的最优参数值发送给对应的声压消除器；

S3.所述各声压消除器在收到控制器发送的最优参数值后，按照所述最优参数值调整自身工作参数；其中，步骤S3执行完毕后，从步骤S1开始再次执行；

S22.所述各声压消除器按照现有工作参数继续工作。

由上述技术方案可知，本发明所述的声压消除器利用采集单元采集声音，然后将该采集的声音进行反相并播放，即将该采集的声音变成相同振幅，相位差180度的声音进行播放，用于抵消当前位置的环境声音，降低对玻璃的声压，实现反激光窃听的作用。本发明所述的声压消除器并没有引入干扰源，不会影响室内人员交谈。且本发明所述声压消除器利用自身的反相声源抵消自身声源，因此，声压消除效果较好，即反激光窃听效果较好。另外，本发明所述的声压消除系统，可应用于室内多处声压消除，通过控制器与各个声压消除器之间的反馈通信，可以根据环境声音情况自适应调整室内最佳声压消除效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而 易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例一提供的声压消除器的结构示意图；

图2是本发明实施例二提供的声压消除系统的结构示意图；

图3是本发明实施例二提供的声压消除系统的结构示意图；

图4是本发明实施例三提供的声压消除方法的流程图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，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他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1示出了本发明实施例一提供的声压消除器的结构示意图，所述声压消除器安装于室内玻璃前方第一预设距离处，包括：

采集单元11，用于采集距室内玻璃前方第一预设距离处的声音信号；

所述第一预设距离一般取值在15～30cm之间。

反相单元12，包括滤波器和陷波器，用于对所述声音信号进行反相处理，得到反相声音信号；

这里，反相声音信号是指与所述声音信号振幅相同，相位相差180度的声音信号。

播放单元13，用于将反相声音信号进行播放；

在所述反相声音信号播放后，所述反相声音信号和所述声音信号相互抵消，降低了所述声音信号对所述室内玻璃的声压。

本发明实施例所述的声压消除器利用采集单元采集声音，然后将 该采集的声音进行反相并播放，即将该采集的声音变成相同振幅，相位差180度的声音进行播放，用于抵消当前位置的环境声音，降低对玻璃的声压，实现反激光窃听的作用。本实施例所述的声压消除器并没有引入干扰源，不会影响室内人员交谈。且本实施例所述声压消除器利用自身的反相声源抵消自身声源，因此，声压消除效果较好，即反激光窃听效果较好。

图2示出了本发明实施例二提供的声压消除系统的结构示意图，所述声压消除系统包括控制器21和两个以上的声压消除器22，所述声压消除器22安装在室内玻璃前方第一预设距离处；

所述每个声压消除器22用于将自身产生的声压消除误差发送给所述控制器；

所述控制器21用于以所有声压消除器22的声压消除误差之和最小为目标，求解各声压消除器的最优参数值，并将所述各声压消除器的最优参数值发送给对应的声压消除器22；

所述各声压消除器22还用于在收到控制器21发送的最优参数值后，按照所述最优参数值调整自身工作参数。

优选地，图3示出了本发明实施例三提供的声压消除系统的结构示意图，所述声压消除系统包括控制器31和两个以上的声压消除器32，所述声压消除器32安装在室内玻璃前方第一预设距离处；所述系统还包括与所述声压消除器32数量相同的加法器33，其中每个加法器33对应一个声压消除器32，所述加法器33置于声压消除器32一端；

所述加法器33用于计算与之对应的声压消除器自身产生的声压消除误差，具体地，

所述每个声压消除器32用于将采集单元采集的声音信号和播放单元播放的反相声音信号发送给与所述声压消除器32相对应的加法器33；

所述每个加法器33将接收到的声音信号与反相声音信号相加，得到与之对应的声压消除器32的声压消除误差；

所述各加法器33将各声压消除器32的声压消除误差发送给所述控制器31；

所述控制器31包括接收单元311、总声压消除误差计算单元312、最优值计算单元313和发送单元314；

所述接收单元311，用于接收所述各加法器发送的声压消除误差；

所述总声压消除误差计算单元312，用于根据各加法器发送的声压消除误差计算所有声压消除器的总声压消除误差；

所述最优值计算单元313，用于计算当所述总声压消除误差最小时，各个声压消除器中反相单元的滤波参数和陷波参数的最优取值；

所述发送单元314，用于将所述各个声压消除器中反相单元的滤波参数和陷波参数的最优取值发送给所述各个声压消除器；

所述各声压消除器32还用于在接收到所述控制器31发送的反相单元的滤波参数和陷波参数的最优取值之后，根据所述反相单元的滤波参数和陷波参数的最优取值调整所述声压消除器32反相单元中的滤波器和陷波器的工作参数取值。

另外，所述加法器33还可以置于控制器31端，当所述加法器33置于控制器31端时，所述加法器33中设有声音衰退补偿单元331；

所述声音衰退补偿单元331，用于对接收到的声音信号和反相声音信号进行声音衰退补偿；

在进行声音衰退补偿之后，所述加法器33将进行声音衰退补偿后的声音信号和反相声音信号相加，得到与之对应的声压消除器的声压消除误差函数，并将声压消除误差函数发送给所述控制器。

其中，所述声音衰退补偿单元331根据所述控制器与所述声压消除器之间的直线距离对接收到的声音信号和反相声音信号进行声音衰退补偿。

进一步地，所述系统还包括第一测距器34、第二测距器35和定位器36；如图3所示，其中， 

所述第一测距器34用于测定控制器所在室内空间的长宽高以及所 述控制器在该室内空间中的位置；

这里，可以采用激光测量的方式测定控制器31所在室内空间的长宽高以及所述控制器31在该室内空间中的位置。

所述第二测距器35用于测定各个声压消除器32与所述控制器31之间的距离； 

所述定位器36用于根据所述控制器31在室内空间中的位置以及各个声压消除器32与所述控制器31之间的距离，确定各个声压消除器31在该室内空间中的位置。

其中，所述声压消除器32和/或加法器33与所述控制器31之间通过有线或无线的方式进行通信。

其中，所述第一预设距离为15～30cm。

其中，所述控制器31采用有源供电，所述声压消除器32和加法器33采用有线、无线或电池供电。

其中，所述控制器31可安装于室内任意位置。

本实施例所述的声压消除系统，可应用于室内多处声压消除，通过控制器与各个声压消除器之间的反馈通信，可以根据环境声音情况自适应调整室内最佳声压消除效果，同时，本实施例所述声压消除系统中，控制器和各个声压消除器之间可以通过无线方式进行通信，系统安装起来较为方便。

图4示出了本发明实施例四提供的声压消除方法的流程图，本实施例所述的声压消除方法基于实施例三或四所述的声压消除系统，所述实施例四提供的声压消除方法包括：

步骤101：所述每个声压消除器将自身产生的声压消除误差发送给所述控制器。

步骤102：判断所有声压消除器的声压消除误差之和小于第一预设阈值，若否，执行步骤102a和103，若是，执行步骤102b。

步骤102a：所述控制器以所有声压消除器的声压消除误差之和最小为目标，求解各声压消除器的最优参数值，并将所述各声压消除器 的最优参数值发送给对应的声压消除器。

步骤103：所述各声压消除器在收到控制器发送的最优参数值后，按照所述最优参数值调整自身工作参数。其中，步骤103执行完毕后，再次从步骤101开始执行。

步骤102b：所述各声压消除器按照现有工作参数继续工作。

其中，如果满足条件，执行了步骤102b，那么为了能够实时保持最佳声压消除效果，可以规定，如果执行了步骤102b，那么相隔一段固定时间，如10分钟，将会重新执行步骤101。

一般地，所述第一预设阈值设定为6db。

本实施例所述的声压消除方法，可应用于室内多处声压消除，通过控制器与各个声压消除器之间的反馈通信，可以根据环境声音情况自适应调整室内最佳声压消除效果。

以上实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种声压消除器，其特征在于，安装于室内玻璃前方第一预设距离处，包括：

采集单元，用于采集距室内玻璃前方第一预设距离处的声音信号；

反相单元，包括滤波器和陷波器，用于对所述声音信号进行反相处理，得到反相声音信号；

播放单元，用于将反相声音信号进行播放；

在所述反相声音信号播放后，所述反相声音信号和所述声音信号相互抵消，降低了所述声音信号对所述室内玻璃的声压。

2.一种声压消除系统，其特征在于，包括控制器和两个以上如权利要求1所述的声压消除器；所述声压消除器安装在室内玻璃前方第一预设距离处；

所述每个声压消除器用于将自身产生的声压消除误差发送给所述控制器；

所述控制器用于以所有声压消除器的声压消除误差之和最小为目标，求解各声压消除器的最优参数值，并将所述各声压消除器的最优参数值发送给对应的声压消除器；

所述各声压消除器还用于在收到控制器发送的最优参数值后，按照所述最优参数值调整自身工作参数。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述系统还包括与所述声压消除器数量相同的加法器，其中每个加法器对应一个声压消除器，所述加法器置于声压消除器一端；

所述加法器用于计算与之对应的声压消除器自身产生的声压消除误差，具体地，

所述每个声压消除器用于将采集单元采集的声音信号和播放单元播放的反相声音信号发送给与所述声压消除器相对应的加法器；

所述每个加法器将接收到的声音信号与反相声音信号相加，得到与之对应的声压消除器的声压消除误差；

所述各加法器将各声压消除器的声压消除误差发送给所述控制器；

所述控制器包括接收单元、总声压消除误差计算单元、最优值计算单元和发送单元；

所述接收单元，用于接收所述各加法器发送的声压消除误差；

所述总声压消除误差计算单元，用于根据各加法器发送的声压消除误差计算所有声压消除器的总声压消除误差；

所述最优值计算单元，用于计算当所述总声压消除误差最小时，各个声压消除器中反相单元的滤波参数和陷波参数的最优取值；

所述发送单元，用于将所述各个声压消除器中反相单元的滤波参数和陷波参数的最优取值发送给所述各个声压消除器；

所述各声压消除器还用于在接收所述控制器发送的反相单元的滤波参数和陷波参数的最优取值之后，根据所述反相单元的滤波参数和陷波参数的最优取值调整所述声压消除器反相单元中的滤波器和陷波器的工作参数取值。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述加法器还可以置于控制器端，当所述加法器置于控制器端时，所述加法器中设有声音衰退补偿单元；

所述声音衰退补偿单元，用于对接收到的声音信号和反相声音信号进行声音衰退补偿；

在进行声音衰退补偿之后，所述加法器将进行声音衰退补偿后的声音信号和反相声音信号相加，得到与之对应的声压消除器的声压消除误差函数，并将声压消除误差函数发送给所述控制器。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述声音衰退补偿单元根据所述控制器与所述声压消除器之间的直线距离对接收到的声音信号和反相声音信号进行声音衰退补偿。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述系统还包括第一测距器、第二测距器和定位器；其中，

所述第一测距器用于测定控制器所在室内空间的长宽高以及所述控制器在该室内空间中的位置；

所述第二测距器用于测定各个声压消除器与所述控制器之间的距离；

所述定位器用于根据所述控制器在室内空间中的位置以及各个声压消除器与所述控制器之间的距离，确定各个声压消除器在该室内空间中的位置。

7.根据权利要求2～6任一所述的系统，其特征在于，所述声压消除器和/或加法器与所述控制器之间通过有线或无线的方式进行通信。

8.根据权利要求2～6任一所述的系统，其特征在于，所述第一预设距离为15～30cm。

9.根据权利要求2～6任一所述的系统，其特征在于，所述控制器采用有源供电，所述声压消除器和加法器采用有线、无线或电池供电。

10.一种应用权利要求2～6任一所述声压消除系统的声压消除方法，其特征在于，包括：

S1.所述每个声压消除器将自身产生的声压消除误差发送给所述控制器；

S2.判断所有声压消除器的声压消除误差之和小于第一预设阈值，若否，执行步骤S21和S3，若是，执行步骤S22；

S21.所述控制器以所有声压消除器的声压消除误差之和最小为目标，求解各声压消除器的最优参数值，并将所述各声压消除器的最优参数值发送给对应的声压消除器；

S3.所述各声压消除器在收到控制器发送的最优参数值后，按照所述最优参数值调整自身工作参数；其中，步骤S3执行完毕后，从步骤S1开始再次执行；

S22.所述各声压消除器按照现有工作参数继续工作。