CN105120403B - 一种降噪系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种降噪系统和方法，包括：MIC检测在人耳周围预定范围内的噪声声场。检测模块根据从噪声声场采集的噪声信息获取噪声波形。人耳位置判断模块判断人耳相对于终端的位置。反向波形调整模块根据人耳相对于终端的位置分别计算噪声波形到达MIC和人耳的相位差，并根据相位差实时调整反向输出声波的波形相位。通过本发明的方案，能够解决常规降噪技术中存在的不能随着听筒位置的变化及时有效进行降噪的问题。

Description

一种降噪系统和方法

技术领域

本发明涉及用户终端的主动降噪技术，尤其涉及一种降噪系统和方法。

背景技术

目前的听筒主动降噪技术，是根据MIC录入的环境噪声，在听筒输出波形中引入环境噪声的反相叠加波形，来达到抵消人耳处的环境噪声的效果。但此技术不能根据人耳位置自动调节，在人耳紧贴在听筒和其他位置的情况下，输出相位相同的反相叠加波形，而由于在人耳位置改变后，传输到人耳的反相叠加波形，无法与传输到人耳的环境噪声进行准确反相匹配，降噪效果大打折扣。

发明内容

本发明的主要目的在于提出一种降噪系统和方法，旨在解决常规降噪技术中存在的不能随着听筒位置的变化及时有效进行降噪的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种降噪系统，应用在终端中，该系统包括麦克风MIC、检测模块、人耳位置判断模块和反向波形调整模块。

MIC，用于检测在人耳周围预定范围内的噪声声场。

检测模块，用于根据从噪声声场采集的噪声信息获取噪声波形。

人耳位置判断模块，用于判断人耳相对于终端的位置。

反向波形调整模块，用于根据人耳相对于终端的位置分别计算噪声波形到达MIC和人耳的相位差，并根据相位差实时调整反向输出声波的波形相位。

优选地，人耳位置判断模块判断人耳相对于终端的位置是指：

通过第一传感器获得人耳相对于终端的距离。

通过第二传感器获得人耳相对地面的第一角度以及应用终端在当前使用状态下相对地面的第二角度。

通过第一角度和第二角度确定人耳与终端的夹角。

通过人耳相对于终端的距离以及人耳与终端的夹角确定人耳相对于终端的位置。

优选地，人耳位置判断模块通过人耳相对于终端的距离以及所述人耳与终端的夹角确定人耳相对于终端的位置是指：

以第一传感器的位置作为球心，以人耳相对于终端的距离作为半径拟合靠近于人耳半边的半球形。

以球心为人耳与终端的夹角的顶点，以终端的长轴为夹角的第一条边，根据该顶点、第一条边以及人耳与终端的夹角的角度获得人耳与终端的夹角的第二条边。

将第二条边所在的以球心为起点的射线进行延伸，并将做出的人耳与终端的夹角沿终端的长轴整体向上移动，该射线与半球形的切点确定为人耳相对于终端的位置。

优选地，

第一传感器包括：光感传感器、接近传感器和超声发射接收器。

第二传感器包括：重力传感器、加速度传感器和陀螺仪。

优选地，反向波形调整模块根据人耳相对于终端的位置计算噪声波形到达MIC和人耳的相位差是指：

将人耳相对于终端的位置分别进行傅里叶变换，分别获得与位置相对应的噪声的传播频率。

根据该传播频率和以下第一关系式计算到达MIC和人耳的噪声波长：

λ＝v/f；

其中，λ表示噪声的波长；v表示声速；f表示噪声的传输频率。

根据人耳与终端的距离和以下第二关系式分别计算MIC和人耳的相位差：

其中，表示相位差；π为圆周率；Δx表示人耳与终端的距离；λ表示噪声的波长。

为实现上述目的，本发明还提供了一种降噪方法，该方法包括：

检测在人耳周围预定范围内的噪声声场。

根据从噪声声场采集的噪声信息获取噪声波形。

判断人耳相对于终端的位置。

根据人耳相对于终端的位置计算噪声波形到达麦克风MIC和人耳的相位差，并根据该相位差实时调整反向输出声波的波形相位。

优选地，判断人耳相对于终端的位置包括：

通过第一传感器获得人耳相对于终端的距离。

通过第二传感器获得人耳相对地面的第一角度以及终端在当前使用状态下相对地面的第二角度。

通过第一角度和第二角度确定人耳与终端的夹角。

通过人耳相对于终端的距离以及人耳与终端的夹角确定人耳相对于终端的位置。

优选地，通过人耳相对于终端的距离以及人耳与终端的夹角确定人耳相对于终端的位置包括：

以第一传感器的位置作为球心，以人耳相对于终端的距离作为半径拟合靠近于人耳半边的半球形。

以球心为人耳与终端的夹角的顶点，以终端的长轴为夹角的第一条边，根据该顶点、第一条边以及人耳与终端的夹角的角度获得人耳与终端的夹角的第二条边。

将第二条边所在的以球心为起点的射线进行延伸，并将做出的人耳与终端的夹角沿终端的长轴整体向上移动，该射线与半球形的切点确定为人耳相对于终端的位置。

优选地，

第一传感器包括：光感传感器、接近传感器和超声发射接收器。

第二传感器包括：重力传感器、加速度传感器和陀螺仪。

优选地，根据人耳相对于终端的位置计算噪声波形到达MIC和人耳的相位差包括：

将人耳相对于终端的位置分别进行傅里叶变换，分别获得与位置相对应的噪声的传播频率。

根据传播频率和以下第一关系式计算到达MIC和人耳的噪声波长：

λ＝v/f；

其中，λ表示噪声的波长；v表示声速；f表示噪声的传输频率。

根据人耳与终端的距离和以下第二关系式分别计算MIC和人耳的不同的相位差：

其中，表示相位差；π为圆周率；Δx表示人耳与终端的距离；λ表示噪声的波长。

本发明提出的降噪系统和方法包括：MIC检测在人耳周围预定范围内的噪声声场。检测模块根据从噪声声场采集的噪声信息获取噪声波形。人耳位置判断模块判断人耳相对于终端的位置。反向波形调整模块根据人耳相对于终端的位置分别计算噪声波形到达MIC和人耳的相位差，并根据相位差实时调整反向输出声波的波形相位。通过本发明的方案，能够解决常规降噪技术中存在的不能随着听筒位置的变化及时有效进行降噪的问题。

附图说明

图1为实现本发明各个实施例的移动终端的硬件结构示意图；

图2为如图1所示的移动终端的无线通信系统示意图；

图3为本发明的降噪系统组成框图；

图4为本发明实施例的第一角度与第二角度的位置关系示意图；

图5为本发明实施例的人耳相对于终端的位置确定示意图；

图6为本发明的降噪方法流程图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

现在将参考附图描述实现本发明各个实施例的移动终端。在后续的描述中，使用用于表示元件的诸如“模块”、“部件”或“单元”的后缀仅为了有利于本发明的说明，其本身并没有特定的意义。因此，"模块"与"部件"可以混合地使用。

移动终端可以以各种形式来实施。例如，本发明中描述的终端可以包括诸如移动电话、智能电话、笔记本电脑、数字广播接收器、PDA(个人数字助理)、PAD(平板电脑)、PMP(便携式多媒体播放器)、导航装置等等的移动终端以及诸如数字TV、台式计算机等等的固定终端。下面，假设终端是移动终端。然而，本领域技术人员将理解的是，除了特别用于移动目的的元件之外，根据本发明的实施方式的构造也能够应用于固定类型的终端。

图1为实现本发明各个实施例的移动终端的硬件结构示意。

移动终端100可以包括无线通信单元110、A/V(音频/视频)输入单元120、用户输入单元130、感测单元140、输出单元150、存储器160、接口单元170、控制器180和电源单元190等等。图1示出了具有各种组件的移动终端，但是应理解的是，并不要求实施所有示出的组件。可以替代地实施更多或更少的组件。将在下面详细描述移动终端的元件。

无线通信单元110通常包括一个或多个组件，其允许移动终端100与无线通信系统或网络之间的无线电通信。例如，无线通信单元可以包括广播接收模块111、移动通信模块112、无线互联网模块113、短程通信模块114和位置信息模块115中的至少一个。

广播接收模块111经由广播信道从外部广播管理服务器接收广播信号和/或广播相关信息。广播信道可以包括卫星信道和/或地面信道。广播管理服务器可以是生成并发送广播信号和/或广播相关信息的服务器或者接收之前生成的广播信号和/或广播相关信息并且将其发送给终端的服务器。广播信号可以包括TV广播信号、无线电广播信号、数据广播信号等等。而且，广播信号可以进一步包括与TV或无线电广播信号组合的广播信号。广播相关信息也可以经由移动通信网络提供，并且在该情况下，广播相关信息可以由移动通信模块112来接收。广播信号可以以各种形式存在，例如，其可以以数字多媒体广播(DMB)的电子节目指南(EPG)、数字视频广播手持(DVB-H)的电子服务指南(ESG)等等的形式而存在。广播接收模块111可以通过使用各种类型的广播系统接收信号广播。特别地，广播接收模块111可以通过使用诸如多媒体广播-地面(DMB-T)、数字多媒体广播-卫星(DMB-S)、数字视频广播-手持(DVB-H)，前向链路媒体(MediaFLO^@)的数据广播系统、地面数字广播综合服务(ISDB-T)等等的数字广播系统接收数字广播。广播接收模块111可以被构造为适合提供广播信号的各种广播系统以及上述数字广播系统。经由广播接收模块111接收的广播信号和/或广播相关信息可以存储在存储器160(或者其它类型的存储介质)中。

移动通信模块112将无线电信号发送到基站(例如，接入点、节点B等等)、外部终端以及服务器中的至少一个和/或从其接收无线电信号。这样的无线电信号可以包括语音通话信号、视频通话信号、或者根据文本和/或多媒体消息发送和/或接收的各种类型的数据。

无线互联网模块113支持移动终端的无线互联网接入。该模块可以内部或外部地耦接到终端。该模块所涉及的无线互联网接入技术可以包括WLAN(无线LAN)(Wi-Fi)、Wibro(无线宽带)、Wimax(全球微波互联接入)、HSDPA(高速下行链路分组接入)等等。

短程通信模块114是用于支持短程通信的模块。短程通信技术的一些示例包括蓝牙^TM、射频识别(RFID)、红外数据协会(IrDA)、超宽带(UWB)、紫蜂^TM等等。

位置信息模块115是用于检查或获取移动终端的位置信息的模块。位置信息模块的典型示例是GPS(全球定位系统)。根据当前的技术，GPS模块115计算来自三个或更多卫星的距离信息和准确的时间信息并且对于计算的信息应用三角测量法，从而根据经度、纬度和高度准确地计算三维当前位置信息。当前，用于计算位置和时间信息的方法使用三颗卫星并且通过使用另外的一颗卫星校正计算出的位置和时间信息的误差。此外，GPS模块115能够通过实时地连续计算当前位置信息来计算速度信息。

A/V输入单元120用于接收音频或视频信号。A/V输入单元120可以包括相机121和麦克风122，相机121对在视频捕获模式或图像捕获模式中由图像捕获装置获得的静态图片或视频的图像数据进行处理。处理后的图像帧可以显示在显示单元151上。经相机121处理后的图像帧可以存储在存储器160(或其它存储介质)中或者经由无线通信单元110进行发送，可以根据移动终端的构造提供两个或更多相机121。麦克风122可以在电话通话模式、记录模式、语音识别模式等等运行模式中经由麦克风接收声音(音频数据)，并且能够将这样的声音处理为音频数据。处理后的音频(语音)数据可以在电话通话模式的情况下转换为可经由移动通信模块112发送到移动通信基站的格式输出。麦克风122可以实施各种类型的噪声消除(或抑制)算法以消除(或抑制)在接收和发送音频信号的过程中产生的噪声或者干扰。

用户输入单元130可以根据用户输入的命令生成键输入数据以控制移动终端的各种操作。用户输入单元130允许用户输入各种类型的信息，并且可以包括键盘、锅仔片、触摸板(例如，检测由于被接触而导致的电阻、压力、电容等等的变化的触敏组件)、滚轮、摇杆等等。特别地，当触摸板以层的形式叠加在显示单元151上时，可以形成触摸屏。

感测单元140检测移动终端100的当前状态，(例如，移动终端100的打开或关闭状态)、移动终端100的位置、用户对于移动终端100的接触(即，触摸输入)的有无、移动终端100的取向、移动终端100的加速或减速移动和方向等等，并且生成用于控制移动终端100的操作的命令或信号。例如，当移动终端100实施为滑动型移动电话时，感测单元140可以感测该滑动型电话是打开还是关闭。另外，感测单元140能够检测电源单元190是否提供电力或者接口单元170是否与外部装置耦接。感测单元140可以包括接近传感器141将在下面结合触摸屏来对此进行描述。

接口单元170用作至少一个外部装置与移动终端100连接可以通过的接口。例如，外部装置可以包括有线或无线头戴式耳机端口、外部电源(或电池充电器)端口、有线或无线数据端口、存储卡端口、用于连接具有识别模块的装置的端口、音频输入/输出(I/O)端口、视频I/O端口、耳机端口等等。识别模块可以是存储用于验证用户使用移动终端100的各种信息并且可以包括用户识别模块(UIM)、客户识别模块(SIM)、通用客户识别模块(USIM)等等。另外，具有识别模块的装置(下面称为"识别装置")可以采取智能卡的形式，因此，识别装置可以经由端口或其它连接装置与移动终端100连接。接口单元170可以用于接收来自外部装置的输入(例如，数据信息、电力等等)并且将接收到的输入传输到移动终端100内的一个或多个元件或者可以用于在移动终端和外部装置之间传输数据。

另外，当移动终端100与外部底座连接时，接口单元170可以用作允许通过其将电力从底座提供到移动终端100的路径或者可以用作允许从底座输入的各种命令信号通过其传输到移动终端的路径。从底座输入的各种命令信号或电力可以用作用于识别移动终端是否准确地安装在底座上的信号。输出单元150被构造为以视觉、音频和/或触觉方式提供输出信号(例如，音频信号、视频信号、警报信号、振动信号等等)。输出单元150可以包括显示单元151、音频输出模块152、警报单元153等等。

显示单元151可以显示在移动终端100中处理的信息。例如，当移动终端100处于电话通话模式时，显示单元151可以显示与通话或其它通信(例如，文本消息收发、多媒体文件下载等等)相关的用户界面(UI)或图形用户界面(GUI)。当移动终端100处于视频通话模式或者图像捕获模式时，显示单元151可以显示捕获的图像和/或接收的图像、示出视频或图像以及相关功能的UI或GUI等等。

同时，当显示单元151和触摸板以层的形式彼此叠加以形成触摸屏时，显示单元151可以用作输入装置和输出装置。显示单元151可以包括液晶显示器(LCD)、薄膜晶体管LCD(TFT-LCD)、有机发光二极管(OLED)显示器、柔性显示器、三维(3D)显示器等等中的至少一种。这些显示器中的一些可以被构造为透明状以允许用户从外部观看，这可以称为透明显示器，典型的透明显示器可以例如为TOLED(透明有机发光二极管)显示器等等。根据特定想要的实施方式，移动终端100可以包括两个或更多显示单元(或其它显示装置)，例如，移动终端可以包括外部显示单元(未示出)和内部显示单元(未示出)。触摸屏可用于检测触摸输入压力以及触摸输入位置和触摸输入面积。

音频输出模块152可以在移动终端处于呼叫信号接收模式、通话模式、记录模式、语音识别模式、广播接收模式等等模式下时，将无线通信单元110接收的或者在存储器160中存储的音频数据转换音频信号并且输出为声音。而且，音频输出模块152可以提供与移动终端100执行的特定功能相关的音频输出(例如，呼叫信号接收声音、消息接收声音等等)。音频输出模块152可以包括扬声器、蜂鸣器等等。

警报单元153可以提供输出以将事件的发生通知给移动终端100。典型的事件可以包括呼叫接收、消息接收、键信号输入、触摸输入等等。除了音频或视频输出之外，警报单元153可以以不同的方式提供输出以通知事件的发生。例如，警报单元153可以以振动的形式提供输出，当接收到呼叫、消息或一些其它进入通信(incomingcommunication)时，警报单元153可以提供触觉输出(即，振动)以将其通知给用户。通过提供这样的触觉输出，即使在用户的移动电话处于用户的口袋中时，用户也能够识别出各种事件的发生。警报单元153也可以经由显示单元151或音频输出模块152提供通知事件的发生的输出。

存储器160可以存储由控制器180执行的处理和控制操作的软件程序等等，或者可以暂时地存储己经输出或将要输出的数据(例如，电话簿、消息、静态图像、视频等等)。而且，存储器160可以存储关于当触摸施加到触摸屏时输出的各种方式的振动和音频信号的数据。

存储器160可以包括至少一种类型的存储介质，所述存储介质包括闪存、硬盘、多媒体卡、卡型存储器(例如，SD或DX存储器等等)、随机访问存储器(RAM)、静态随机访问存储器(SRAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、可编程只读存储器(PROM)、磁性存储器、磁盘、光盘等等。而且，移动终端100可以与通过网络连接执行存储器160的存储功能的网络存储装置协作。

控制器180通常控制移动终端的总体操作。例如，控制器180执行与语音通话、数据通信、视频通话等等相关的控制和处理。另外，控制器180可以包括用于再现(或回放)多媒体数据的多媒体模块181，多媒体模块181可以构造在控制器180内，或者可以构造为与控制器180分离。控制器180可以执行模式识别处理，以将在触摸屏上执行的手写输入或者图片绘制输入识别为字符或图像。

电源单元190在控制器180的控制下接收外部电力或内部电力并且提供操作各元件和组件所需的适当的电力。

这里描述的各种实施方式可以以使用例如计算机软件、硬件或其任何组合的计算机可读介质来实施。对于硬件实施，这里描述的实施方式可以通过使用特定用途集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理装置(DSPD)、可编程逻辑装置(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、处理器、控制器、微控制器、微处理器、被设计为执行这里描述的功能的电子单元中的至少一种来实施，在一些情况下，这样的实施方式可以在控制器180中实施。对于软件实施，诸如过程或功能的实施方式可以与允许执行至少一种功能或操作的单独的软件模块来实施。软件代码可以由以任何适当的编程语言编写的软件应用程序(或程序)来实施，软件代码可以存储在存储器160中并且由控制器180执行。

至此，己经按照其功能描述了移动终端。下面，为了简要起见，将描述诸如折叠型、直板型、摆动型、滑动型移动终端等等的各种类型的移动终端中的滑动型移动终端作为示例。因此，本发明能够应用于任何类型的移动终端，并且不限于滑动型移动终端。

如图1中所示的移动终端100可以被构造为利用经由帧或分组发送数据的诸如有线和无线通信系统以及基于卫星的通信系统来操作。

现在将参考图2描述其中根据本发明的移动终端能够操作的通信系统。

这样的通信系统可以使用不同的空中接口和/或物理层。例如，由通信系统使用的空中接口包括例如频分多址(FDMA)、时分多址(TDMA)、码分多址(CDMA)和通用移动通信系统(UMTS)(特别地，长期演进(LTE))、全球移动通信系统(GSM)等等。作为非限制性示例，下面的描述涉及CDMA通信系统，但是这样的教导同样适用于其它类型的系统。

参考图2，CDMA无线通信系统可以包括多个移动终端100、多个基站(BS)270、基站控制器(BSC)275和移动交换中心(MSC)280。MSC280被构造为与公共电话交换网络(PSTN)290形成接口。MSC280还被构造为与可以经由回程线路耦接到基站270的BSC275形成接口。回程线路可以根据若干己知的接口中的任一种来构造，所述接口包括例如E1/T1、ATM，IP、PPP、帧中继、HDSL、ADSL或xDSL。将理解的是，如图2中所示的系统可以包括多个BSC275。

每个BS270可以服务一个或多个分区(或区域)，由多向天线或指向特定方向的天线覆盖的每个分区放射状地远离BS270。或者，每个分区可以由用于分集接收的两个或更多天线覆盖。每个BS270可以被构造为支持多个频率分配，并且每个频率分配具有特定频谱(例如，1.25MHz,5MHz等等)。

分区与频率分配的交叉可以被称为CDMA信道。BS270也可以被称为基站收发器子系统(BTS)或者其它等效术语。在这样的情况下，术语"基站"可以用于笼统地表示单个BSC275和至少一个BS270。基站也可以被称为"蜂窝站"。或者，特定BS270的各分区可以被称为多个蜂窝站。

如图2中所示，广播发射器(BT)295将广播信号发送给在系统内操作的移动终端100。如图1中所示的广播接收模块111被设置在移动终端100处以接收由BT295发送的广播信号。在图2中，示出了几个全球定位系统(GPS)卫星300。卫星300帮助定位多个移动终端100中的至少一个。

在图2中，描绘了多个卫星300，但是理解的是，可以利用任何数目的卫星获得有用的定位信息。如图1中所示的GPS模块115通常被构造为与卫星300配合以获得想要的定位信息。替代GPS跟踪技术或者在GPS跟踪技术之外，可以使用可以跟踪移动终端的位置的其它技术。另外，至少一个GPS卫星300可以选择性地或者额外地处理卫星DMB传输。

作为无线通信系统的一个典型操作，BS270接收来自各种移动终端100的反向链路信号。移动终端100通常参与通话、消息收发和其它类型的通信。特定基站270接收的每个反向链路信号被在特定BS270内进行处理。获得的数据被转发给相关的BSC275。BSC提供通话资源分配和包括BS270之间的软切换过程的协调的移动管理功能。BSC275还将接收到的数据路由到MSC280，其提供用于与PSTN290形成接口的额外的路由服务。类似地，PSTN290与MSC280形成接口，MSC与BSC275形成接口，并且BSC275相应地控制BS270以将正向链路信号发送到移动终端100。

基于上述移动终端硬件结构以及通信系统，提出本发明方法各个实施例。

如图3所示，本发明提供了一种降噪系统01，应用在终端中，该系统包括麦克风MIC02、检测模块03、人耳位置判断模块04和反向波形调整模块05。

该系统可以整体安装在图1所述的移动终端中，也可以利用图1中的移动终端中的现有组件来组合本发明的降噪系统。

MIC 02，用于检测在人耳周围预定范围内的噪声声场。

在本发明实施例中MIC 02为一个纠错麦克风，该纠错麦克风中MIC 02的功能可以直接利用图1所示的移动终端中的麦克风122来实现。

另外，由于听筒输出功率较小，因此，需要保证MIC 02在听筒声音能覆盖(声音与距离平方成反比，衰减较快)的范围内。基于这一点，MIC 02一般放置于终端听筒的同一平面上，并且位于与该终端听筒的距离小于或等于5mm的范围内，以便更好的检测人耳附近的噪声声场。

检测模块03，用于根据从噪声声场采集的噪声信息获取噪声波形。

在本发明实施例中，在检测模块03根据噪声信息获取噪声波形之前，需要先将噪声声场中的噪声与人声进行区分，并对其中的噪声进行提取和处理，获得该噪声信息。

人耳位置判断模块04，用于判断人耳相对于终端的位置。

由于传输到人耳的噪声波形与人耳相对于终端的位置息息相关，因此，为了获得与传输到人耳的噪声相匹配的反相叠加波形，我们必须获得人耳相对于终端的准确位置。

在本发明实施例中，获得人耳相对于终端的准确位置的实现思路为：获得人耳与终端之间的距离，以及人耳相对于终端的角度，通过该距离和角度确定人耳相对于终端的位置。具体地可以通过以下步骤来实现：

优选地，人耳位置判断模块04判断人耳相对于终端的位置是指：

S101、通过第一传感器获得人耳相对于终端的距离。

首先我们获得人耳与终端之间的距离，这个距离是通过现有的距离检测装置，即上述的第一传感器，对人耳到终端之间的距离进行检测获得的。在具体实施方式中，我们检测人耳到终端的距离实际上是检测人耳到听筒的距离，因此，该第一传感器的安装位置一般距离听筒很近，以便准确检测人耳到听筒之间的距离。

优选地，

第一传感器包括：光感传感器、接近传感器和超声发射接收器。

在本发明实施例中，第一传感器包括光感传感器、接近传感器和超声发射接收器等几种传感器，但不限于此，任何适用于本发明方案，并且能实现检测人耳相对于终端的距离的装置或仪器都在本发明保护范围之内。并且，为了更准确的检测人耳相对于终端的距离，在终端上可以安装多个第一传感器，通过多个第一传感器检测的距离的平均值来确定人耳相对于终端的距离。

具体地，当运用光感传感器检测距离时，可通过检测传感器周围磁场的变化判断人耳和移动终端的距离。当运用接近传感器检测距离时，可通过检测传感器周围红外线或光线的变化判断人耳和移动终端的距离。当运用超声发射接收器检测距离时，可通过检测超声发射接收器将超声波发送出去以及接收该超声波的时间差判断人耳和移动终端的距离。

S102、通过第二传感器获得人耳相对地面的第一角度以及应用终端在当前使用状态下相对地面的第二角度。

通过上述步骤获得了人耳与终端之间的距离以后，我们将进一步获得人耳相对于终端的角度，并且，这个角度也是通过现有的角度检测装置，即上述的第二传感器，对人耳相对于终端的角度进行检测获得的。在本发明实施例中，由于直接检测人耳与终端的夹角并不容易实现，因此，在本发明方案中通过分别检测人耳相对于地面的夹角，以及终端相对于地面的夹角，然后通过对这两个相对于地面的夹角进行处理获得人耳与终端的夹角。

另外，需要说明的是，在三维空间中，由于人耳以及终端相对于地面的夹角从不同的角度来测量就会获得不同的夹角，因此，为了实现本发明的方案，这里需要确定的是，人耳相对于地面的角度是指人耳偏向于终端一侧时，人耳所在平面与地面的夹角，具体来说是指人耳的耳廓正面所在平面与地面的夹角，并不是与耳廓平面垂直的平面与地面的夹角。同理，终端相对于地面的角度是指用户在使用该终端，将该终端偏向于人耳一侧时，终端的正面屏幕所在平面与地面的夹角，并不是与终端的正面屏幕垂直的平面与地面的夹角。

优选地，

第二传感器包括：重力传感器、加速度传感器和陀螺仪。

同理，在本发明实施例中，第二传感器包括重力传感器、加速度传感器和陀螺仪等几种传感器，但也不限于此，任何适用于本发明方案，并且能实现检测角度的装置或仪器都在本发明保护范围之内。并且，为了更准确的检测人耳及终端相对于地面的角度，在终端上可以安装多个第二传感器，通过多个第二传感器检测的角度的平均值来确定人耳及终端相对于地面的角度。

这里需要说明的是，为了准确测定人耳与终端的相对位置，第二传感器通常与第一传感器的位置很近，在进行计算时通常将第一传感器与第二传感器看作在同一位置，即忽略两者的位置差。

S103、通过第一角度和第二角度确定人耳与终端的夹角。

在上述步骤中分别获得人耳与地面之间的第一角度以及终端与地面之间的第二角度之后，需要对第一角度和第二角度进行处理获得人耳与终端的夹角，在这里，对第一角度和第二角度进行处理是指：一般情况下，获得的第一角度与第二角度的位置关系如图4所述，其中a为第一角度的角度值，b为第二角度的角度值，而人耳与终端的夹角的角度值为c，从图4可知，角度a、b、c正好为三角形的三个顶角，因此，在已知a与b的情况下，c的角度值即为：180°-a-b，从而，我们通过第一角度和第二角度确定出人耳与终端的夹角。

S104、通过人耳相对于终端的距离以及人耳与终端的夹角确定人耳相对于终端的位置。

优选地，人耳位置判断模块通过人耳相对于终端的距离以及所述人耳与终端的夹角确定人耳相对于终端的位置是指：

S201、以第一传感器的位置作为球心，以人耳相对于终端的距离作为半径拟合靠近于人耳半边的半球形。

S202、以球心为人耳与终端的夹角的顶点，以终端的长轴为夹角的第一条边，根据该顶点、第一条边以及人耳与终端的夹角的角度获得人耳与终端的夹角的第二条边。

S203、将第二条边所在的以球心为起点的射线进行延伸，并将做出的人耳与终端的夹角沿终端的长轴整体向上移动，该射线与半球形的切点确定为人耳相对于终端的位置。

下面结合图5，通过具体实施例来说明上述方案。

如图5所示，假设第一传感器位于终端中的位置O处，这里以O为球心，以测得的人耳相对于终端的距离作为半径拟合出一个球形，由于我们只用到靠近人耳的一侧的半球，因此，我们只画出靠近人耳的一侧的半球形。该半球形确定以后，我们就确定了人耳到终端的距离范围，下面将在该范围内对人耳的具体位置进行确定，这里我们仍以终端为基准，在上述步骤中确定了人耳与终端的夹角c的基础上，我们仍以O点为该夹角的顶点做出该角度为c的夹角，首先我们做出终端的长轴，作为该夹角的一个边，即上述的第一条边，如图5中所示的直线x，这里需要说明的是，终端的长轴指的是通过终端的第一传感器的位置O做地面的垂线，然后将该垂线向该终端的方向倾斜角度b，正好落在该终端所在平面上，此刻获得的这个直线作为终端的长轴。在获得了该夹角的一条边x和该边与另一边的夹角c以后，我们就可以做出该夹角的另一条边，如图5中所示的直线y，从而我们做出了人耳与终端的整个夹角，下面我们将做出的人耳与终端的夹角沿终端的长轴整体向上移动，如图5中所示的虚线部分的x’、y’和c’，射线y’与半球形的切点M确定为人耳相对于终端的位置。

通过上述实施例，我们便可以得到人耳与终端的准确的位置信息。

需要说明的是，上述内容仅是本发明的一种具体实施例，任何与上述实施例相同或相似的方案，以及上述实施例的变体都在本发明的保护范围之内，并且上述实施例和本发明涉及的任何基本方案特征的任意组合也均在本发明的保护范围之内。

反向波形调整模块05，用于根据人耳相对于终端的位置分别计算噪声波形到达MIC和人耳的相位差，并根据相位差实时调整反向输出声波的波形相位。

在通过上述方案获得了人耳相对于终端的准确位置信息之后，我们就可以根据该位置信息获得与传输到人耳的噪声相匹配的反相叠加波形，这里的反相叠加波形是通过计算噪声波形到达MIC和人耳的相位差来获得的。具体方案如下。

优选地，反向波形调整模块根据人耳相对于终端的位置计算噪声波形到达MIC和人耳的相位差是指：

S301、将人耳相对于终端的位置分别进行傅里叶变换，分别获得与位置相对应的噪声的传播频率。

S302、根据该传播频率和以下第一关系式计算到达MIC和人耳的噪声波长：

λ＝v/f；

其中，λ表示噪声的波长；v表示声速；f表示噪声的传输频率。

S303、根据人耳与终端的距离和以下第二关系式分别计算MIC和人耳的相位差：

其中，表示相位差；π为圆周率；Δx表示人耳与终端的距离；λ表示噪声的波长。

通过以上方案我们便可以获得噪声波形到达MIC和人耳的相位差，从而获得与传输到人耳的噪声相匹配的反相叠加波形。

优选地，该系统还包括播放模块06，用于将经过相位调整的反向输出声波输出到听筒上。

通过本发明的方案，能够自动跟随人耳的不同位置，实时调整主动降噪波形，使主动降噪效果更好，可提高用户在不同握持姿势下的听感。

为实现上述目的，本发明还提供了一种降噪方法，如图6所示，该方法包括：

S401、检测在人耳周围预定范围内的噪声声场。

S402、根据从噪声声场采集的噪声信息获取噪声波形。

S403、判断人耳相对于终端的位置。

优选地，判断人耳相对于终端的位置包括：

S4031、通过第一传感器获得人耳相对于终端的距离。

优选地，

第一传感器包括：光感传感器、接近传感器和超声发射接收器。

S4032、通过第二传感器获得人耳相对地面的第一角度以及终端在当前使用状态下相对地面的第二角度。

优选地，

第二传感器包括：重力传感器、加速度传感器和陀螺仪。

S4033、通过第一角度和第二角度确定人耳与终端的夹角。

S4034、通过人耳相对于终端的距离以及人耳与终端的夹角确定人耳相对于终端的位置。

优选地，通过人耳相对于终端的距离以及人耳与终端的夹角确定人耳相对于终端的位置包括：

S40341、以第一传感器的位置作为球心，以人耳相对于终端的距离作为半径拟合靠近于人耳半边的半球形。

S40342、以球心为人耳与终端的夹角的顶点，以终端的长轴为夹角的第一条边，根据该顶点、第一条边以及人耳与终端的夹角的角度获得人耳与终端的夹角的第二条边。

S40343、将第二条边所在的以球心为起点的射线进行延伸，并将做出的人耳与终端的夹角沿终端的长轴整体向上移动，该射线与半球形的切点确定为人耳相对于终端的位置。

S404、根据人耳相对于终端的位置计算噪声波形到达MIC和人耳的相位差，并根据该相位差实时调整反向输出声波的波形相位。

优选地，根据人耳相对于终端的位置计算噪声波形到达MIC和人耳的相位差包括：

S4041、将人耳相对于终端的位置分别进行傅里叶变换，分别获得与位置相对应的噪声的传播频率。

S4042、根据传播频率和以下第一关系式计算到达MIC和人耳的噪声波长：

λ＝v/f；

其中，λ表示噪声的波长；v表示声速；f表示噪声的传输频率。

S4043、根据人耳与终端的距离和以下第二关系式分别计算MIC和人耳的不同的相位差：

其中，表示相位差；π为圆周率；Δx表示人耳与终端的距离；λ表示噪声的波长。

这里需要说明的是，在本发明的方法方案中，每一步骤的具体实施例与上述的系统方案中都完全相同，这里不再赘述，相应的具体实施例可参考系统方案中的描述。

本发明提出的降噪系统和方法包括：MIC检测在人耳周围预定范围内的噪声声场。检测模块根据从噪声声场采集的噪声信息获取噪声波形。人耳位置判断模块判断人耳相对于终端的位置。反向波形调整模块根据人耳相对于终端的位置分别计算噪声波形到达MIC和人耳的相位差，并根据相位差实时调整反向输出声波的波形相位。通过本发明的方案，能够解决常规降噪技术中存在的不能随着听筒位置的变化及时有效进行降噪的问题。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

以上仅为本发明的优选实施例，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，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)

1.一种降噪系统，应用在终端中，其特征在于，所述系统包括麦克风MIC、检测模块、人耳位置判断模块和反向波形调整模块；

所述MIC，用于检测在人耳周围预定范围内的噪声声场；

所述检测模块，用于根据从所述噪声声场采集的噪声信息获取噪声波形；

所述人耳位置判断模块，用于判断人耳相对于所述终端的位置；

所述反向波形调整模块，用于根据所述人耳相对于所述终端的位置分别计算所述噪声波形到达所述MIC和所述人耳的相位差，并根据所述相位差实时调整反向输出声波的波形相位；

所述人耳位置判断模块判断人耳相对于终端的位置是指：

通过第一传感器获得所述人耳相对于所述终端的距离；

通过第二传感器获得所述人耳相对地面的第一角度以及所述终端在当前使用状态下相对地面的第二角度；

通过所述第一角度和所述第二角度确定所述人耳与所述终端的夹角；

通过所述人耳相对于所述终端的距离以及所述人耳与所述终端的夹角确定所述人耳相对于所述终端的位置。

2.如权利要求1所述的降噪系统，其特征在于，

所述MIC设置在终端听筒的同一平面上，并且与所述终端听筒的距离小于或等于5mm。

3.如权利要求1所述的降噪系统，其特征在于，所述人耳位置判断模块通过所述人耳相对于所述终端的距离以及所述人耳与所述终端的夹角确定所述人耳相对于所述终端的位置是指：

以所述第一传感器的位置作为球心，以所述人耳相对于所述终端的距离作为半径拟合靠近于所述人耳半边的半球形；

以所述球心为所述人耳与所述终端的夹角的顶点，以所述终端的长轴为所述夹角的第一条边，根据所述顶点、所述第一条边以及所述人耳与所述终端的夹角的角度获得所述人耳与所述终端的夹角的第二条边；

将所述第二条边所在的以所述球心为起点的射线进行延伸，并将做出的人耳与终端的所述夹角沿所述终端的长轴整体向上移动，所述射线与所述半球形的切点确定为人耳相对于终端的位置。

4.如权利要求1所述的降噪系统，其特征在于，

所述第一传感器包括：光感传感器、接近传感器和超声发射接收器；

所述第二传感器包括：重力传感器、加速度传感器和陀螺仪。

5.如权利要求1所述的降噪系统，其特征在于，所述反向波形调整模块根据所述人耳相对于终端的位置计算所述噪声波形到达所述MIC和所述人耳的相位差是指：

将所述人耳相对于所述终端的位置分别进行傅里叶变换，分别获得与所述位置相对应的所述噪声的传播频率；

根据所述传播频率和以下第一关系式计算到达所述MIC和所述人耳的噪声波长：

λ＝v/f；

其中，λ表示噪声的波长；v表示声速；f表示所述噪声的传输频率；

根据所述人耳与所述终端的距离和以下第二关系式分别计算所述MIC和所述人耳的相位差：

其中，表示相位差；π为圆周率；Δx表示所述人耳与所述终端的距离；λ表示所述噪声的波长。

6.一种降噪方法，其特征在于，所述方法包括：

检测在人耳周围预定范围内的噪声声场；

根据从所述噪声声场采集的噪声信息获取噪声波形；

判断人耳相对于终端的位置；

根据所述人耳相对于所述终端的位置计算所述噪声波形到达麦克风MIC和人耳的相位差，并根据所述相位差实时调整反向输出声波的波形相位；

所述判断人耳相对于终端的位置包括：

通过第一传感器获得所述人耳相对于所述终端的距离；

通过第二传感器获得所述人耳相对地面的第一角度以及所述终端在当前使用状态下相对地面的第二角度；

通过所述第一角度和所述第二角度确定所述人耳与所述终端的夹角；

通过所述人耳相对于所述终端的距离以及所述人耳与所述终端的夹角确定所述人耳相对于所述终端的位置。

7.如权利要求6所述的降噪方法，其特征在于，其中，

所述MIC设置在终端听筒的同一平面上，并且与所述终端听筒的距离小于或等于5mm。

8.如权利要求6所述的降噪方法，其特征在于，所述通过所述人耳相对于所述终端的距离以及所述人耳与所述终端的夹角确定所述人耳相对于所述终端的位置包括：

以所述第一传感器的位置作为球心，以所述人耳相对于所述终端的距离作为半径拟合靠近于所述人耳半边的半球形；

以所述球心为所述人耳与所述终端的夹角的顶点，以所述终端的长轴为所述夹角的第一条边，根据所述顶点、所述第一条边以及所述人耳与所述终端的夹角的角度获得所述人耳与所述终端的夹角的第二条边；

将所述第二条边所在的以所述球心为起点的射线进行延伸，并将做出的人耳与终端的所述夹角沿所述终端的长轴整体向上移动，所述射线与所述半球形的切点确定为人耳相对于终端的位置。

9.如权利要求6所述的降噪方法，其特征在于，

所述第一传感器包括：光感传感器、接近传感器和超声发射接收器；

所述第二传感器包括：重力传感器、加速度传感器和陀螺仪。

10.如权利要求6所述的降噪方法，其特征在于，所述根据所述人耳相对于终端的位置计算所述噪声波形到达所述MIC和所述人耳的相位差包括：

将所述人耳相对于所述终端的位置分别进行傅里叶变换，分别获得与所述位置相对应的所述噪声的传播频率；

根据所述传播频率和以下第一关系式计算到达所述MIC和所述人耳的噪声波长：

λ＝v/f；

其中，λ表示噪声的波长；v表示声速；f表示所述噪声的传输频率；

根据所述人耳与所述终端的距离和以下第二关系式分别计算所述MIC和所述人耳的不同的相位差：

其中，表示相位差；π为圆周率；Δx表示所述人耳与所述终端的距离；λ表示所述噪声的波长。