CN105304077A - 一种声波处理方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及音频技术领域，具体提供了一种声波处理方法及装置，该声波处理方法包括：向外界环境发射原始声波；从所述外界环境中获取环境声波，所述环境声波包括所述原始声波和由所述原始声波反射回的回音波；对所述环境声波进行处理，以得到抵消波；向所述外界环境发射所述抵消波，以抵消所述回音波。上述声波处理方法通过在向外界环境发射原始声波时，获取环境声波，并对该环境声波进行处理，得到抵消波后向外界环境发射该抵消波，以便使该抵消波和回音波相互抵消，进而达到抑制回音的目的，提高音箱等设备的播放效果。

Description

一种声波处理方法及装置

技术领域

本发明涉及音频技术领域，尤其涉及一种声波处理方法及装置。

背景技术

音箱等其他音响设备是人们日常生活中的一种常用设备，其作用是把音频电能转换成相应的声能，并把它辐射到空气中使人耳能听到。传统的音箱主要包括音乐播放器、音频放大器以及扬声器，当用户打开音乐播放器听歌时，音乐播放器首先输出一个音频信号，该音频信号经过音频放大器进行放大处理后，再输送到扬声器中由扬声器推动产生声波，使用户能听到悦耳的音乐。

但是，由于音箱一般放置在相对比较密闭的空间(譬如房间、影院等)，扬声器发出的声波碰到墙壁就必然会反弹，导致出现回音，并且空间越大，回音现象越严重，这种情况下，用户听到的声音除了歌声外还混杂着回音，造成声音含混不清，大大影响其播放效果。

发明内容

本发明的目的在于提供一种声波处理方法及装置，以解决目前声音播放过程中混杂有回音，导致声音播放效果差的技术问题。

本发明实施例提供一种声波处理方法及装置，包括以下步骤：

向外界环境发射原始声波；

从所述外界环境中获取环境声波，所述环境声波包括所述原始声波和由所述原始声波反射回的回音波；

对所述环境声波进行处理，以得到抵消波；

向所述外界环境发射所述抵消波，以抵消所述回音波。

进一步地，所述抵消波包括反向回音波；所述对所述环境声波进行处理，以得到抵消波的步骤包括：

将所述环境声波转换为混合波电信号；

对所述混合波电信号进行处理，得到反向回音波电信号；

将所述反向回音波电信号转换为相应的反向回音波。

进一步地，所述对所述混合波电信号进行理，得到反向回音波电信号的步骤包括：

对所述混合波电信号进行过滤，得到回音波电信号；

对所述回音波电信号进行波形反向，得到相位相反的反向回音波电信号。

进一步地，所述向外界环境发射原始声波前，所述声波处理方法还包括：获取并保存音频信号；

将所述音频信号转换为相应的原始声波；

所述对所述混合波电信号进行过滤，得到回音波电信号的步骤具体为：利用所述保存的音频信号对所述混合波电信号进行过滤，得到回音波电信号。

进一步地，所述利用所述保存的音频信号对所述混合波电信号进行过滤，得到回音波电信号的步骤包括：

获取所述保存的音频信号和所述混合波电信号；

将所述保存的音频信号和所述混合波电信号进行比较，过滤掉所述混合波电信号中与所述保存的音频信号波形相同的电信号，得到回音波电信号。

相应的，本发明实施例还提供一种声波处理装置，包括：

声波发射模块，用于向外界环境发射原始声波；

获取模块，用于从所述外界环境中获取环境声波，所述环境声波包括所述原始声波和由所述原始声波反射回的回音波；

处理模块，用于对所述环境声波进行处理，得到抵消波；

所述声波发射模块，还用于向所述外界环境发射所述抵消波，以抵消所述回音波。

进一步地，所述抵消波包括反向回音波；所述处理模块包括：

第一转换子模块，用于将所述环境声波转换为混合波电信号；

处理子模块，用于对所述混合波电信号进行处理，得到反向回音波电信号；

第二转换子模块，用于将所述反向回音波电信号转换为相应的反向回音波。

进一步地，所述处理子模块包括：

波形过滤单元，用于对所述混合波电信号进行过滤，得到回音波电信号；

波形反向单元，用于对所述回音波电信号进行波形反向，得到相位相反的反向回音波电信号。

进一步地，所述声波处理装置还包括：音频播放模块、音频存储模块和第三转换子模块，所述音频播放模块用于在向外界环境发射原始声波前，获取音频信号；所述音频存储模块用于保存所述音频信号；所述第三转换子模块用于将所述获取的音频信号转换为相应的原始声波；

所述波形过滤单元具体用于：利用所述保存的音频信号对所述混合波电信号进行过滤，得到回音波电信号。

进一步地，所述波形过滤单元包括：

过滤获取子单元，用于获取所述保存的音频信号和所述混合波电信号；

过滤子单元，用于将所述保存的音频信号和所述混合波电信号进行比较，过滤掉所述混合波电信号中与所述保存的音频信号波形相同的电信号，得到回音波电信号。

本发明实施例通过在向外界环境发射原始声波时，获取环境声波，并对该环境声波进行处理，得到抵消波后向外界环境发射该抵消波，以便使该抵消波和回音波相互抵消，进而达到抑制回音的目的，还原清晰、原汁原味的声音，提高音箱等设备的播放效果。

附图说明

下面结合附图，通过对本发明的具体实施方式详细描述，将使本发明的技术方案及其它有益效果显而易见。

图1是本发明第一实施例提供的声波处理方法的流程示意图。

图2为本发明第二实施例提供的声波处理装置的结构示意图。

图3是本发明第二实施例提供的一种处理子模块的结构示意图。

图4是本发明第二实施例提供的另一种处理子模块的结构示意图。

图5是本发明第三实施例提供的音箱系统结构示意图。

具体实施方式

请参照图式，其中相同的组件符号代表相同的组件，本发明的原理是以实施在一适当的运算环境中来举例说明。以下的说明是基于所例示的本发明具体实施例，其不应被视为限制本发明未在此详述的其它具体实施例。

第一实施例

请参见图1，本实施例提供了一种声波处理方法，具体流程可以如下：

S101、向外界环境发射原始声波。

例如，具体可以通过计算机、手机、平板电脑、MP3等终端设备向外界环境发射原始声波。

该原始声波可以为音乐、录音、广播、QQ语音等。

S102、从外界环境中获取环境声波，该环境声波包括该原始声波和由该原始声波反射回的回音波。

例如，具体可以通过麦克风、拾音器等传声器进行获取，其获取性能的优劣可以通过该传声器的灵敏度、频率响应、指向性、信噪比及失真度等指标来衡量，获取性能越好，能量损失越小。

S103、对该环境声波进行处理，得到抵消波。

具体的，该抵消波包括反向回音波，则对该环境声波进行处理，得到抵消波的操作可以如下：

1)将该环境声波转换为混合波电信号。

具体的，该混合波电信号包括与该原始声波对应的音频信号，以及与该回音波对应的回音波电信号。将环境声波转换为混合波电信号即为将机械波转换为电流。较佳的，可以通过振膜和电磁振荡电路将环境声波转换为混合波电信号。

2)对该混合波电信号进行处理，得到反向回音波电信号。

优选的，该步骤2)中对混合波电信号进行处理的方式可以有两种，

第一种处理方式(即先过滤后反向)：

(A1)对该混合波电信号进行过滤，得到回音波电信号。

为实现在过滤过程中得到所需的回音波电信号，

向外界环境发射原始声波前，该声波处理方法还包括：获取并保存音频信号。

将该获取的音频信号转换为相应的原始声波。

例如，可以通过用户手动或自动操作得到相关数据，根据这些数据获取对应的音频信号，并将该音频信号进行备份存储。可以通过电磁振荡电路将音频信号转换为原始声波。

上述(A1)的步骤具体可以为：利用保存的音频信号对该混合波电信号进行过滤，得到回音波电信号。

进一步地，利用保存的音频信号对该混合波电信号进行过滤，得到回音波电信号的步骤可以包括：

获取保存的音频信号和该混合波电信号。

将保存的音频信号和该混合波电信号进行比较，过滤掉混合波电信号中与保存的音频信号波形相同的电信号，得到回音波电信号。

例如，可以通过滤波电路对混合波电信号进行过滤，限定不能通过特定频段的信号。该滤波电路可以仅由无源元件(电阻、电容、电感)组成，譬如倒L型、LC滤波、LCπ型滤波和RCπ型滤波等，还可以由无源元件和有源元件(双极型管、单极型管、集成运放)组合形成，譬如有源RC滤波等。

(A2)对该回音波电信号进行波形反向，得到相位相反的反向回音波电信号。

例如，可以通过设置三极管来实现波形反向，具体的，使回音波电信号从三极管的基极输入，从三极管的集电极输出，即可得到反向回音波电信号，该反向回音波电信号的波与回音波电信号的波相位相反，频率和振幅相同。

需要说明的是，该环境声波不仅包括原始声波和回音波，还可以包括噪音反射后的噪音回音，该噪音主要为听音乐的时候，周围人的说话声、小孩的吵闹声等，由于上述声波处理方法中只需过滤掉混合波电信号中和音频信号波形相同的电信号，故此时噪音回音电信号和回音波电信号同时被保留下来，之后再将其经过反向处理，可得到抵消波，该抵消波包括反向噪音回音电信号和反向回音波电信号，从而既可以消除回音波，又可以消除噪音回音，达到抑制回音的目的。

第二种处理方式(即先反向后过滤)：

(B1)对该混合波电信号进行波形反向，得到相位相反的反向混合波电信号。

同样的，可以使混合波电信号从三极管的基极输入，从三极管的集电极输出，即可得到反向混合波电信号。

(B2)对该反向混合波电信号进行过滤，得到反向回音波电信号。

为实现在过滤过程中得到所需的反向回音波电信号，

向外界环境发射原始声波前，该声波处理方法还包括：获取并保存音频信号。

将该获取的音频信号转换为相应的原始声波。

将该保存的音频信号进行波形反向，得到反向音频信号

上述(B2)的步骤具体可以为：利用该反向音频信号对该反向混合波电信号进行过滤，得到反向回音波电信号。

进一步地，利用该反向音频信号对该反向混合波电信号进行过滤，得到反向回音波电信号的步骤可以包括：

获取该反向音频信号和该反向混合波电信号。

将该反向音频信号和该反向混合波电信号进行比较，过滤掉反向混合波电信号中与反向音频信号波形相同的电信号，得到反向回音波电信号。

3)将该反向回音波电信号转化为相应的反向回音波。

同样的，可以通过电磁振荡电路和振膜将反向回音波电信号转化为反向回音波。

S104、向外界环境发射该抵消波，以抵消回音波。

例如，可以通过扬声器、喇叭等播放设备向外界环境发射该抵消波。

此外，该声波处理方法中，在将该音频信号和反向回音波信号转换为相应的原始声波和反向回音波之前，还可以对该音频信号和反向回音波信号进行放大处理，避免提供的音频信号和反向回音波信号功率太小，无法直接驱动负载。

由上可知，本实施例通过在向外界环境发射原始声波时，获取环境声波，并对该环境声波进行处理，得到抵消波后向外界环境发射该抵消波，以便使该抵消波和回音波相互抵消，进而达到抑制回音的目的，还原清晰、原汁原味的声音，提高音箱等设备的播放效果。

第二实施例

为便于更好的实施本发明第一实施例提供的声波处理方法，本实施例还提供了一种声波处理装置，其中名词的含义与上述声波处理方法中相同，具体实现细节可以参考方法实施例中的说明。

请参阅图2至图4，图2至图4具体描述了本实施例的声波处理装置，其可以包括：

声波发射模块10，用于向外界环境发射原始声波。

获取模块20，用于从外界环境中获取环境声波，该环境声波包括该原始声波，以及由该原始声波反射回的回音波。

处理模块30，用于对该环境声波进行处理，得到抵消波。

该声波发射模块10，还用于向外界环境发射该抵消波，以抵消该回音波。

本实施例中，该抵消波包括反向回音波。

具体的，如图2所示，该处理模块30可以包括：

第一转换子模块31，用于将该环境声波转换为混合波电信号，该混合波电信号包括与该原始声波对应的音频信号，以及与该回音波对应的回音波电信号。

处理子模块32，用于对该混合波电信号进行处理，得到反向回音波电信号。

第二转换子模块33，用于将该反向回音波电信号转换为相应的反向回音波。

本实施例中，为实现在过滤过程中得到所需的反向回音波电信号，该声波处理装置还包括：音频播放模块40、音频存储模块50和第三转换子模块60，该音频播放模块40用于在向外界环境发射原始声波前，获取音频信号。该音频存储模块50用于保存该音频信号。该第三转换子模块60用于将该获取的音频信号转换为相应的原始声波。

在上述声波处理装置中，请参阅图3，对应于上述第一实施例中步骤(2)的第一种实现方式(即先过滤后反向)，该处理子模块32具体可以包括：

波形过滤单元321A，用于对该混合波电信号进行过滤，得到回音波电信号。

波形反向单元322A，用于对该回音波电信号进行波形反向，得到相位相反的反向回音波电信号。

优选的，该波形过滤单元321A可以包括：

过滤获取子单元3211A，用于获取该保存的音频信号和该混合波电信号。

过滤子单元3212A，用于将该保存的音频信号和该混合波电信号进行比较，过滤掉该混合波电信号中与该保存的音频信号波形相同的电信号，得到回音波电信号。

请参阅图4，对应于上述第一实施例中步骤(2)的第二种实现方式(即先反向后过滤)，该处理子模块32可以包括：

波形反向单元322B，用于对该混合波电信号进行波形反向，得到相位相反的反向混合波电信号。

波形过滤单元321B，用于对该反向混合波电信号进行过滤，得到反向回音波电信号。

优选的，该波形反向单元322B包括：

反向获取子单元3221B，用于获取该保存的音频信号和该混合波电信号。

反向子单元3222B，用于将获取的音频信号和混合波电信号进行反向，得到相位相反的反向音频信号和反向混合波电信号。

此外，本实施例所描述的声波处理装置还可以包括功率放大模块(图中未示出)，该功率放大模块用于在将该音频信号和反向回音波信号转换为相应的原始声波和反向回音波之前，还对该音频信号和反向回音波信号进行放大处理。

需要说明的是，本发明实施例提供的声波处理装置可以为计算机、平板电脑、手机、音箱等设备，该声波处理装置与上文第一实施例中的声波处理方法属于同一构思。对该声波处理装置而言，各功能单元或模块可以是各个单元或模块单独物理存在，也可以两个或两个以上单元或模块集成在一个单元或模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。

由上可知，本实施例的声波发射模块在向外界环境发射原始声波时，通过设置获取模块获取环境声波，并通过处理模块对该环境声波进行处理，得到抵消波后向外界环境发射该抵消波，以使该抵消波和回音波相互抵消，进而达到抑制回音的目的，还原清晰、原汁原味的声音，提高音箱等设备的播放效果。

第三实施例

上述声波处理装置具体可以应用于音箱系统中，以下将作进一步详细说明。

请参阅图5，本实施例中，该音箱系统可以包括：

扬声器701，用于将音频信号转换为原始声波，并向外界环境发射该原始声波。

麦克风702，用于接收环境声波，并将该环境声波转换为混合波电信号。

处理器，用于对该混合波电信号进行处理，得到反向回音波电信号。

该扬声器701还用于将该反向回音波电信号转换为反向回音波，并向外界环境发射该反向回音波，以抵消该回音波。

具体的，该抵消波包括反向回音波，该处理器具体包括：

波形过滤器7031，用于对该混合波电信号进行处理，得到反向回音波电信号。

波形反转器7032，用于将该反向回音波电信号转换为相应的反向回音波。

音乐播放器7033，用于向外界环境发射原始声波前，获取并保存音频信号。

音频放大器7034，用于在将该音频信号和反向回音波信号转换为相应的原始声波和反向回音波之前，对该音频信号和反向回音波信号进行放大处理。

该音箱系统的工作过程具体为：首先，用户通过音乐播放器7033选择并保存需要播放的音乐的音频信号，音频放大器7034获取该音频信号后对其进行放大处理。接着，扬声器701获取该放大后的音频信号并将其转换为原始声波进行播放，在播放过程中，麦克风702获取原始声波以及由该原始声波反射回的回音波，并将其转换为混合波电信号。然后，波形过滤器7031和波形反转器7032根据获取的该混合波电信号和保存的音频信号，进行相应的过滤和反向处理，得到反向回音波电信号。最后，音频放大器7034获取该反向回音波电信号并将其进行放大后传送给扬声器701，通过扬声器701将反向回音波电信号转换为反向回音波进行播放。

由上可知，本实施例在扬声器701播放音乐时，通过在播放过程中，设置麦克风702获取环境声波并将其转换为混合波电信号，同时，通过处理器对该混合波电信号进行处理，得到反向回音波电信号，并通过扬声器701将其转换为反向回音波，从而使在播放时不可避免产生的回音波和该反向回音波相抵消，进而达到抑制回音的目的,还原清晰、原汁原味的声音，提高音箱系统的播放效果。

本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：只读存储器(ROM，ReadOnlyMemory)、随机存取记忆体(RAM，RandomAccessMemory)、磁盘或光盘等。

以上对本发明实施例所提供的一种声波处理方法及装置进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种声波处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

向外界环境发射原始声波；

从所述外界环境中获取环境声波，所述环境声波包括所述原始声波和由所述原始声波反射回的回音波；

对所述环境声波进行处理，以得到抵消波；

向所述外界环境发射所述抵消波，以抵消所述回音波。

2.根据权利要求1所述的声波处理方法，其特征在于，所述抵消波包括反向回音波；所述对所述环境声波进行处理，以得到抵消波的步骤包括：

将所述环境声波转换为混合波电信号；

对所述混合波电信号进行处理，得到反向回音波电信号；

将所述反向回音波电信号转换为相应的反向回音波。

3.根据权利要求2所述的声波处理方法，其特征在于，

所述对所述混合波电信号进行理，得到反向回音波电信号的步骤包括：

对所述混合波电信号进行过滤，得到回音波电信号；

对所述回音波电信号进行波形反向，得到相位相反的反向回音波电信号。

4.根据权利要求3所述的声波处理方法，其特征在于，所述向外界环境发射原始声波前，所述声波处理方法还包括：获取并保存音频信号；

将所述音频信号转换为相应的原始声波；

所述对所述混合波电信号进行过滤，得到回音波电信号的步骤具体为：利用所述保存的音频信号对所述混合波电信号进行过滤，得到回音波电信号。

5.根据权利要求4所述的声波处理方法，其特征在于，所述利用所述保存的音频信号对所述混合波电信号进行过滤，得到回音波电信号的步骤包括：

获取所述保存的音频信号和所述混合波电信号；

将所述保存的音频信号和所述混合波电信号进行比较，过滤掉所述混合波电信号中与所述保存的音频信号波形相同的电信号，得到回音波电信号。

6.一种声波处理装置，其特征在于，包括：

声波发射模块，用于向外界环境发射原始声波；

获取模块，用于从所述外界环境中获取环境声波，所述环境声波包括所述原始声波和由所述原始声波反射回的回音波；

处理模块，用于对所述环境声波进行处理，得到抵消波；

所述声波发射模块，还用于向所述外界环境发射所述抵消波，以抵消所述回音波。

7.根据权利要求6所述的声波处理装置，其特征在于，所述抵消波包括反向回音波；所述处理模块包括：

第一转换子模块，用于将所述环境声波转换为混合波电信号；

处理子模块，用于对所述混合波电信号进行处理，得到反向回音波电信号；

第二转换子模块，用于将所述反向回音波电信号转换为相应的反向回音波。

8.根据权利要求7所述的声波处理装置，其特征在于，所述处理子模块包括：

波形过滤单元，用于对所述混合波电信号进行过滤，得到回音波电信号；

波形反向单元，用于对所述回音波电信号进行波形反向，得到相位相反的反向回音波电信号。

9.根据权利要求8所述的声波处理装置，其特征在于，所述声波处理装置还包括：音频播放模块、音频存储模块和第三转换子模块，所述音频播放模块用于在向外界环境发射原始声波前，获取音频信号；所述音频存储模块用于保存所述音频信号；所述第三转换子模块用于将所述获取的音频信号转换为相应的原始声波；

所述波形过滤单元具体用于：利用所述保存的音频信号对所述混合波电信号进行过滤，得到回音波电信号。

10.根据权利要求9所述的声波处理装置，其特征在于，所述波形过滤单元包括：

过滤获取子单元，用于获取所述保存的音频信号和所述混合波电信号

过滤子单元，用于将所述保存的音频信号和所述混合波电信号进行比过滤掉所述混合波电信号中与所述保存的音频信号波形相同的电信号，得音波电信号。