CN106952652A - 降噪的控制方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明适用于降噪技术领域，提供了自适应降噪的方法及装置，包括：获取定位点，所述定位点为用户所处地理位置的定位坐标；在噪音地图中划设基于所述定位点的参考范围；从所述噪音地图中获取所述参考范围内的噪音值的变化情况，根据所述噪音值的变化情况确定定位更新频率；以所述定位更新频率实时更新所述定位点，并基于实时更新的所述定位点，在所述噪音地图中实时提取对应的噪音值作为本地噪音值；根据所述本地噪音值，调节降噪增益系数，并基于所述降噪增益系数，采用主动降噪方式对环境噪音进行降噪。使得用户无需手动调节降噪等级，提高了降噪的准确性和便捷性。

Description

降噪的控制方法及系统

技术领域

本发明属于降噪技术领域，尤其涉及降噪的控制方法及系统。

背景技术

在现代社会中，噪音污染对人们的影响越来越大，因此很多降噪的控制系统和方法应运而生。

用户在使用现有的降噪设备时需要手动开启和关闭，而且由于不同的环境中噪音的大小不同，因此在不同的环境中需要改变降噪的等级，现有的降噪设备需要手动去设置降噪的等级。这给用户造成了不便，而且用户手动调节降噪等级往往可能造成降噪等级偏高或偏低，这也影响了降噪设备的降噪效果。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种降噪的控制方法及装置，以解决现有的降噪设备需要采集环境噪音，并根据环境噪音的变化手动调节降噪等级的问题。

第一方面，提供了一种降噪的控制方法，包括：获取定位点，所述定位点为用户所处地理位置的定位坐标；在噪音地图中划设基于所述定位点的参考范围；从所述噪音地图中获取所述参考范围内的噪音值的变化情况，根据所述噪音值的变化情况确定定位更新频率；以所述定位更新频率实时更新所述定位点，并基于实时更新的所述定位点，在所述噪音地图中实时提取对应的噪音值作为本地噪音值；根据所述本地噪音值，调节降噪增益系数，并基于所述降噪增益系数，采用主动降噪方式对环境噪音进行降噪。

第二方面，提供了一种降噪的控制系统，包括：定位单元，用于获取定位点，所述定位点为用户所处地理位置的定位坐标；划设单元，用于在噪音地图中划设基于所述定位点的参考范围；频率计算单元，用于从所述噪音地图中获取所述参考范围内的噪音值的变化情况，根据所述噪音值的变化情况确定定位更新频率；提取单元，用于以所述定位更新频率实时更新所述定位点，并基于实时更新的所述定位点，在所述噪音地图中实时提取对应的噪音值作为本地噪音值；降噪单元，用于根据所述本地噪音值，调节降噪增益系数，并基于所述降噪增益系数，采用主动降噪方式对环境噪音进行降噪。

在本发明实施例中，通过获取定位点，定位点为用户所处地理位置的定位坐标；在噪音地图中划设基于定位点的参考范围；从噪音地图中获取参考范围内的噪音值的变化情况，根据噪音值的变化情况确定定位更新频率；以定位更新频率实时更新定位点，并基于实时更新的定位点，在噪音地图中实时提取对应的噪音值作为本地噪音值；根据本地噪音值，调节降噪增益系数，并基于降噪增益系数，采用主动降噪方式对环境噪音进行降噪。使得用户无需手动调节降噪等级，提高了降噪的准确性和便捷性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，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，下面描述中的附图仅仅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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的降噪的控制方法的实现流程图；

图2是本发明实施例提供的降噪的控制方法S3的具体实现流程图；

图3是本发明实施例提供的一个预设的方差-频率对照表；

图4是本发明实施例提供的降噪的控制方法S5的具体实现流程图；

图5是本发明实施例提供的验证噪音地图准确性的实现流程图；

图6是本发明实施例提供的降噪的控制系统的结构框图。

具体实施方式

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。

本发明实施例获取噪音地图；获取噪音地图，所述噪音地图包括位置信息、时间信息以及与所述位置信息和时间信息对应的噪音值；获取定位点，所述定位点为用户在噪音地图中的定位坐标；根据所述定位点在噪音地图中划设参考范围；根据所述噪音地图中所述参考范围内的所述噪音值的变化情况，计算定位更新频率；以所述定位更新频率更新所述定位点，并在所述噪音地图中提取所述定位点对应的本地噪音值；根据所述本地噪音值，调节降噪增益系数；根据所述降噪增益系数，采用主动降噪方式对环境噪音进行降噪。

图1示出了本发明实施例提供的降噪的控制方法的实现流程，详述如下：

步骤S1：获取定位点，所述定位点为用户所处地理位置的定位坐标。

在本发明实施例中，运用GPS定位系统以确定定位点，并且噪音地图也是基于GPS定位系统的定位坐标绘制而成的，因此在获取定位点之后，噪音地图可以准确地显示用户所在的位置。需要说明地，本发明的技术方案不局限于使用GPS定位系统以确定定位点。

步骤S2：在噪音地图中划设基于所述定位点的参考范围。

在本发明实施例中，噪音地图是事先绘制好的，并已经上传到云端服务器，因此用户在使用本发明的降噪控制方法时，需要首先将噪音地图下载到客户端中以获取噪音地图。

具体地，噪音地图包括位置信息以及与位置信息相对应的噪音值，位置信息包括GPS定位坐标，噪音值包括分贝数，因此本发明实施例中的噪音地图可以表示出各个GPS定位坐标所对应的分贝数。

进一步地，由于同一GPS定位坐标上的分贝数并不是恒定不变的，因此本发明实施例所用的噪音地图还包括时间信息。时间信息包括月、日、小时、分钟。因此本发明实施例所用的噪音地图可以动态的反应出噪音值在各个位置上的分布情况。噪音地图是依据海量的用户上传的位置信息、时间信息以及噪音值绘制出的，因此可以客观并且实时的反映出具体时间下具体位置的噪音情况。

在本发明实施例中，当获取用户在噪音地图中的定位坐标以后，以用户的定位坐标为中点，以预设长度为半径划设出一个参考范围。

进一步地，作为参考范围半径的预设长度与用户的使用情境有关。使用情境可以通过GPS定位自动测速而确定，也可以通过接收用户在使用噪音地图时的设置而确定。需要说明地，使用情境的确定并不仅仅限于这两种方式。

具体地，在本发明实施例中，用户在使用噪音地图时，可以选择使用情境，使用情境包括：骑行、跑步、步行以及室内。不同的使用情境由于运动速度不同，因此对应的预设长度也不同，使用情境的运动速度越快，该使用情境对应的预设长度就越长。

例如，若用户选择使用情境是骑行，那么预设长度为500米；若用户选择使用情境是跑步，那么预设长度为300米；若用户选择使用情境是步行，那么预设长度为50米；若用户选择使用情境是室内，那么预设长度为5米。需要注意地，本发明并不仅仅局限于这四种使用情境，使用情境与预设长度的对应关系也是可以根据用户的需求进行更改的。

步骤S3：从所述噪音地图中获取所述参考范围内的噪音值的变化情况，根据所述噪音值的变化情况确定定位更新频率。

由于在不同的参考范围内噪音值的变化情况不同，获取定位点的频率也应该根据参考范围内噪音值的不同而有所区别。

例如在一个公园里，由于大量树木的存在起到了阻碍声音传播的作用，并且由于公园管理者人为地将公园划设为不同的功能区域，因此一个公园可能在一个较小的范围内出现差别很大的噪音值。此时应该提高定位更新频率以从噪音地图中获取更为准确的噪音值。

而例如在上午9点左右的CBD商务区中，由于是上班高峰期，车辆和行人都处于整个城市以及整天当中的峰值，因此可能在一个很大的范围内噪音值很大但是噪音值的变化却很小。此时应该降低定位更新频率以达到节约终端能耗的作用。

图2示出了本发明实施例提供的降噪的控制方法S3的具体实现流程，详述如下：

步骤S31：计算所述参考范围内噪音值的方差。

在本发明实施例中，在根据用户的使用情境划设参考范围以后，由于不同的参考范围内噪音值的变化情况不同，又因为方差是反应变化情况的重要参数，因此在本发明实施例中需要计算参考范围内噪音值的方差。

具体地，将参考范围划分为1000个相同面积的区域作为特征区域，选取每个特征区域的中点的定位坐标作为特征点，计算1000个特征点所对应的噪音值的方差作为参考范围的噪音值方差。

步骤S32：获取方差与定位更新频率的映射规则。

如图3所示，本发明实施例提供的一个预设的方差-频率对照表作为获取方差与定位更新频率的映射规则。该方差-频率对照表描述出参考范围内噪音值的方差与定位更新频率的对应关系。值得注意的是，本方差-频率对照表并不是确定方差与定位更新频率的映射规则的唯一方式。

步骤S33：根据所述参考范围内的噪音值的方差，基于所述方差与定位更新频率的映射规则，获取与所述参考范围内的噪音值的方差具备映射关系的定位更新频率。

进一步地，从方差-频率对照表中查询与噪音值的方差具备映射关系的定位更新频率。

步骤S4：以所述定位更新频率实时更新所述定位点，并基于实时更新的所述定位点，在所述噪音地图中实时提取对应的噪音值作为本地噪音值。

进一步地，在计算出定位更新频率之后，根据该定位更新频率获取定位点，并从噪音地图中获取与定位点和时间信息对应的噪音值作为本地噪音值。

步骤S5：根据所述本地噪音值，调节降噪增益系数，并基于所述降噪增益系数，采用主动降噪方式对环境噪音进行降噪。

在本发明实施例中，通过非线性变换方式，根据本地噪音值计算降噪增益系数。

图4示出了本发明实施例提供的降噪的控制方法S5的具体实现流程，详述如下：

步骤S51：设定噪音值区间。

在本发明实施例中，将本地噪音值分为4个噪音值区间，其中分隔点包括：100db、80db、60db，因此噪音值区间包括：噪音值大于等于100db、噪音值小于100db并且大于等于80db、噪音值小于80db 并且大于等于60db，以及噪音值小于60db。

步骤S52：为各个噪音值区间赋予降噪增益系数。

进一步地，在本实施例中每个噪音值区间对应1个降噪增益系数。可以理解地，属于同一个噪音值区间的本地噪音值尽管不完全相同，但对应同一个降噪增益系数。

进一步地，在本发明实施例中，噪音值区间为噪音值大于等于 100db对应的降噪增益系数为1；噪音值区间为噪音值小于100db并且大于等于80db对应的降噪增益系数为0.8；噪音值区间为噪音值小于80db并且大于等于60db对应的降噪增益系数为0.5；以及噪音值小于60db对应的降噪增益系数为0。

进一步地，降噪增益系数为1时，在后续操作中通过调节滤波器实现降噪30db；降噪增益系数为0.8时，在后续操作中通过调节滤波器实现降噪20db；降噪增益系数为0.5时，在后续操作中通过调节滤波器实现降噪10db；降噪增益系数为0时，在后续操作中通过调节滤波器不降噪。

步骤S53：根据所述本地噪音值对应的噪音值区间，确定所述本地噪音值对应的降噪增益系数。

在本发明实施例中，根据本地噪音值实际落入的噪音值区间，确定本地噪音值对应的降噪增益系数。如本地噪音值为75db，则落入噪音值区间：噪音值小于80db并且大于等于60db，因此对应的降噪增益系数为0.5，在后续的降噪过程中会被降噪10db。

在本发明实施例中，将收集到的环境声音经过数字信号模块反向处理后，通过扬声器转换成声音信号，反向抵消原来的噪音从而实现降噪。

进一步地，数字信号模块中存在一个数字滤波器，自动根据已经计算出的降噪增益系数设置数字滤波器，从而计算出用于抵消环境声音的数字信号。

在本发明实施例中，由于考虑到基于种种客观因素导致的噪音地图不能准确反应本地真实噪音的情况，本发明实施例设计了一个验证噪音地图是否准确的步骤和模块。图5示出了本发明实施例提供的验证噪音地图准确性的实现流程，详述如下：

步骤S61：测量本地实际噪音值，所述测量本地实际噪音值包括直接测量环境中的分贝数。

在本发明实施例中，通过采集环境中的实际的声音，测量出实际的噪音值作为本地实际噪音值。可以理解地，由于在现有技术当中，测量环境噪音的技术已经相当成熟，因此本地实际噪音值可以客观的反应用户所在地的噪音情况。

具体地，在本发明实施例中采用“分贝”作为本地实际噪音值的单位。

可以理解地，由于直接采集环境中的实际的声音需要占用很多处理器内存，对于终端的能耗以及处理其他事物的能力都有很大的影响，因此测量本地实际噪音值不宜过于频繁。在本发明实施例中，每3分钟测量一次本地实际噪音值以验证噪音地图的准确性。

步骤S62：设定差异阈值。

在本发明实施例中，差异阈值指噪音地图中的本地噪音值与本地实际噪音值的差错允许的极限。差异阈值由用户根据自己对于噪音地图精准度的要求而设置。

步骤S63：检测所述噪音地图中的所述本地噪音值与所述本地实际噪音值的差值是否大于所述差异阈值。

步骤S64：若所述噪音地图中的所述本地噪音值与所述本地实际噪音值的差值大于所述差异阈值，则停止使用所述噪音地图，根据所述本地实际噪音值调节所述降噪增益系数。

在本发明实施例中，如果述噪音地图中的本地噪音值与本地实际噪音值的差值大于差异阈值，说明噪音地图出现的差错不符合用户对于噪音地图的精度的要求，因此不再使用噪音地图。

进一步地，用户可以根据采集到的本地实际噪音值并基于现有的自适应算法调节降噪增益系数，从而根据降噪增益系数调节滤波器以降噪。

需要注意的是，通过直接采集本地实际噪音值并基于现有的自适应算法调节降噪增益系数对于终端CPU的处理能力要求很高，且能耗非常大。用户可以根据自己终端的计算能力选择是否需要关闭降噪功能。

步骤S65：若所述噪音地图中的所述本地噪音值与所述本地实际噪音值的差值小于或等于所述差异阈值，则继续使用所述噪音地图提取所述定位点对应的本地噪音值，以调节所述降噪增益系数。

在本发明实施例中，如果述噪音地图中的本地噪音值与本地实际噪音值的差值小于或等于差异阈值，说明噪音地图出现的差错符合用户对于噪音地图的精度的要求，因此继续使用噪音地图。

需要注意的是，通过噪音地图计算降噪增益系数对于终端的处理能力要求很低，功耗较小，并且不影响终端使用其他应用程序。

具体地，使用噪音地图以确定降噪增益系数的方法已在上文进行详细说明，在此不再赘述。

对应于上文实施例所述的降噪的控制方法，图6示出了本发明实施例提供的降噪的控制系统的结构框图。

参见图6，该降噪的控制系统包括：

定位单元701，用于获取定位点，所述定位点为用户所处地理位置的定位坐标。

划设单元702，用于在噪音地图中划设基于所述定位点的参考范围。

频率计算单元703，用于从所述噪音地图中获取所述参考范围内的噪音值的变化情况，根据所述噪音值的变化情况确定定位更新频率。

提取单元704，用于以所述定位更新频率实时更新所述定位点，并基于实时更新的所述定位点，在所述噪音地图中实时提取对应的噪音值作为本地噪音值。

降噪单元705，用于根据所述本地噪音值，调节降噪增益系数，并基于所述降噪增益系数，采用主动降噪方式对环境噪音进行降噪。

进一步地，定位单元，包括：

方差计算子单元，用于计算所述参考范围内噪音值的方差。

规则获取子单元，用于获取方差与定位更新频率的映射规则。

频率计算子单元，用于根据所述参考范围内的噪音值的方差，基于所述方差与定位更新频率的映射规则，获取与所述参考范围内的噪音值的方差具备映射关系的定位更新频率。

进一步地，降噪单元具体用于：

通过非线性变换方式，根据所述本地噪音值计算所述降噪增益系数。

进一步地，降噪单元包括：

分区间子单元，用于设定噪音值区间。

赋值子单元，用于为各个噪音值区间赋予降噪增益系数。

确定增益子单元，用于根据所述本地噪音值对应的噪音值区间，确定所述本地噪音值对应的降噪增益系数。

进一步地，系统还包括：

测量子单元，用于测量本地实际噪音值，所述测量本地实际噪音值包括直接测量环境中的分贝数。

阈值设定子单元，用于设定差异阈值。

检测子单元，用于检测所述噪音地图中的所述本地噪音值与所述本地实际噪音值的差值是否大于所述差异阈值。

第一判定子单元，用于若所述噪音地图中的所述本地噪音值与所述本地实际噪音值的差值大于所述差异阈值，则停止使用所述噪音地图，根据所述本地实际噪音值调节所述降噪增益系数。

第二判定子单元，用于若所述噪音地图中的所述本地噪音值与所述本地实际噪音值的差值小于或等于所述差异阈值，则继续使用所述噪音地图提取所述定位点对应的本地噪音值，以调节所述降噪增益系数。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

在本发明所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的系统实施例仅仅是示意性的，例如，模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。

作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实施例的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或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中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等) 或处理器(processor)执行本发明实施例各个实施例方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM， Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上实施例仅用以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；而这些修改或者替换，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，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种降噪的控制方法，其特征在于，包括：

获取定位点，所述定位点为用户所处地理位置的定位坐标；

在噪音地图中划设基于所述定位点的参考范围；

从所述噪音地图中获取所述参考范围内的噪音值的变化情况，根据所述噪音值的变化情况确定定位更新频率；

以所述定位更新频率实时更新所述定位点，并基于实时更新的所述定位点，在所述噪音地图中实时提取对应的噪音值作为本地噪音值；

根据所述本地噪音值，调节降噪增益系数，并基于所述降噪增益系数，采用主动降噪方式对环境噪音进行降噪。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述噪音值的变化情况确定定位更新频率，包括：

计算所述参考范围内噪音值的方差；

获取方差与定位更新频率的映射规则；

根据所述参考范围内的噪音值的方差，基于所述方差与定位更新频率的映射规则，获取与所述参考范围内的噪音值的方差具备映射关系的定位更新频率。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述本地噪音值，调节降噪增益系数包括：

通过非线性变换方式，根据所述本地噪音值计算所述降噪增益系数。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述通过非线性变换方式，根据所述本地噪音值计算所述降噪增益系数，包括：

设定噪音值区间；

为各个噪音值区间赋予降噪增益系数；

根据所述本地噪音值对应的噪音值区间，确定所述本地噪音值对应的降噪增益系数。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

测量本地实际噪音值，所述测量本地实际噪音值包括直接测量环境中的分贝数；

设定差异阈值；

检测所述噪音地图中的所述本地噪音值与所述本地实际噪音值的差值是否大于所述差异阈值；

若所述噪音地图中的所述本地噪音值与所述本地实际噪音值的差值大于所述差异阈值，则停止使用所述噪音地图，根据所述本地实际噪音值调节所述降噪增益系数；

若所述噪音地图中的所述本地噪音值与所述本地实际噪音值的差值小于或等于所述差异阈值，则继续使用所述噪音地图提取所述定位点对应的本地噪音值，以调节所述降噪增益系数。

6.一种降噪的控制系统，其特征在于，包括：

定位单元，用于获取定位点，所述定位点为用户所处地理位置的定位坐标；

划设单元，用于在噪音地图中划设基于所述定位点的参考范围；

频率计算单元，用于从所述噪音地图中获取所述参考范围内的噪音值的变化情况，根据所述噪音值的变化情况确定定位更新频率；

提取单元，用于以所述定位更新频率实时更新所述定位点，并基于实时更新的所述定位点，在所述噪音地图中实时提取对应的噪音值作为本地噪音值；

降噪单元，用于根据所述本地噪音值，调节降噪增益系数，并基于所述降噪增益系数，采用主动降噪方式对环境噪音进行降噪。

7.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述定位单元，包括：

方差计算子单元，用于计算所述参考范围内噪音值的方差；

规则获取子单元，用于获取方差与定位更新频率的映射规则；

频率计算子单元，用于根据所述参考范围内的噪音值的方差，基于所述方差与定位更新频率的映射规则，获取与所述参考范围内的噪音值的方差具备映射关系的定位更新频率。

8.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述降噪单元具体用于：

通过非线性变换方式，根据所述本地噪音值计算所述降噪增益系数。

9.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述降噪单元包括：

分区间子单元，用于设定噪音值区间；

赋值子单元，用于为各个噪音值区间赋予降噪增益系数；

确定增益子单元，用于根据所述本地噪音值对应的噪音值区间，确定所述本地噪音值对应的降噪增益系数。

10.如权利要求6所述的系统，其特征在于，还包括：

测量子单元，用于测量本地实际噪音值，所述测量本地实际噪音值包括直接测量环境中的分贝数；

阈值设定子单元，用于设定差异阈值；

检测子单元，用于检测所述噪音地图中的所述本地噪音值与所述本地实际噪音值的差值是否大于所述差异阈值；

第一判定子单元，用于若所述噪音地图中的所述本地噪音值与所述本地实际噪音值的差值大于所述差异阈值，则停止使用所述噪音地图，根据所述本地实际噪音值调节所述降噪增益系数；

第二判定子单元，用于若所述噪音地图中的所述本地噪音值与所述本地实际噪音值的差值小于或等于所述差异阈值，则继续使用所述噪音地图提取所述定位点对应的本地噪音值，以调节所述降噪增益系数。