CN108401204A - 一种新型主动降噪耳机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种新型主动降噪耳机，包括气压传感器，用于测试耳机所处环境的大气压力值；音频采集模块，对声音进行采集而转换成第一音频；音频输入输出模块，用于与智能终端数据交互、输入第二音频和输出第一音频；降噪处理模块，根据气压传感器测出大气压力值选取相应的降噪参数对第一音频和第二音频进行降噪处理；以及扬声器，用于将经降噪处理后的第二音频播放出来；所述气压传感器、音频采集模块、音频输入输出模块和扬声器均与降噪处理模块连接。本发明能根据气压传感器测出的大气压力值选取相应的降噪参数对音频信号进行降噪处理，降噪效果好，能满足用户的降噪要求，为用户带来更良好的体验。
Description
技术领域
本发明涉及耳机技术领域，特别涉及一种新型主动降噪耳机。
背景技术
耳机在人们的寻常生活和工作中已经得到了广泛应用，耳机除了用来欣赏音乐，娱乐的功能之外，也被广泛的应用于隔离噪声，保持相对安静的环境，但是耳机对低频噪声的隔噪效果和能力是有局限性的。
主动降噪技术采用的方法是产生一个与外界噪声幅度相同相位相反的信号来抵消进入耳机的噪声。但是目前耳机中采用的主动降噪技术都只有恒定的降噪曲线，由于不同气压条件下，声音传播的差异很大，对音质也有较大影响，恒定的降噪曲线很难满足用户的降噪要求。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，针对上述现有技术中的不足，提供一种新型主动降噪耳机，其能根据气压传感器测出的大气压力值选取相应的降噪参数对音频信号进行降噪处理，降噪效果好，能满足用户的降噪要求。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：
一种新型主动降噪耳机，包括：
气压传感器，用于测试耳机所处环境的大气压力值；
音频采集模块，对声音进行采集而转换成第一音频；
音频输入输出模块，用于与智能终端数据交互、输入第二音频和输出第一音频；
降噪处理模块，根据气压传感器测出大气压力值选取相应的降噪参数对第一音频和第二音频进行降噪处理；以及
扬声器，用于将经降噪处理后的第二音频播放出来；
所述气压传感器、音频采集模块、音频输入输出模块和扬声器均与降噪处理模块连接。
作为一种优选方案，所述降噪处理模块包括滤波器，所述降噪参数为滤波器系数。
作为一种优选方案，所述滤波器系数包括第一滤波器系数和第二滤波器系数，所述第一滤波器系数为气压传感器测出大气压力值为1时的滤波器系数，所述第二滤波器系数为气压传感器测出大气压力值不为1时的滤波器系数。
作为一种优选方案，所述第一滤波器系数为原始滤波器系数，所述第二滤波器系数为根据气压传感器测出大气压力值对原始滤波器系数进行修正后得到的滤波器系数。
作为一种优选方案，所述第二滤波器系数的测算方法，基于气压传感器、滤波器、麦克风、扬声器和人工耳，所述滤波器的滤波器系数为第一滤波器系数，该方法包括以下步骤：
1）使气压传感器测出的大气压力值为一固定值，然后播放一段噪声音频，人工耳对噪声音频拾音测算，得到第一频响曲线；
2）麦克风对噪声音频进行拾音测算，得到第二频响曲线；
3）噪声音频经滤波器用第一滤波器系数滤波处理之后，通过扬声器播放，人工耳对经滤波处理后的噪声音频拾音测算，得到第三频响曲线；
4）用第一频响曲线减去第二频响曲线与第三频响曲线之和，得到第二滤波器系数。
作为一种优选方案，所述固定值为0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.1、1.2、1.3或1.4。
作为一种优选方案，所述噪声音频的频率范围为20-20000HZ。
作为一种优选方案，所述第一滤波器系数根据音频频段划分为第一低频段滤波器系数、第一中频段滤波器系数和第一高频段滤波器系数，所述第二滤波器系数根据音频频段划分为第二低频段滤波器系数、第二中频段滤波器系数和第二高频段滤波器系数。
作为一种优选方案，所述低频段的频率范围为20-200HZ，中频段的频率范围为201-2000HZ，高频段的频率范围为2001-20000HZ。
作为一种优选方案，所述新型主动降噪耳机还包括电源管理模块，所述电源管理模块分别与气压传感器和降噪处理模块连接。
本发明的有益效果是：通过气压传感器、音频采集模块、音频输入输出模块、降噪处理模块和扬声器的配合，实现根据气压传感器测出的大气压力值选取相应的降噪参数对音频信号进行降噪处理，降噪效果好，能满足用户的降噪要求，为用户带来更良好的体验。
附图说明
图1为本发明之实施例的组装结构示意图；
图2为不同大气压力值时的滤波器系数列表；
图中： 1-气压传感器，2-音频采集模块，3-音频输入输出模块，4-降噪处理模块，5-扬声器，6-电源管理模块。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作进一步详细说明。
如图1所示，一种新型主动降噪耳机，包括：
气压传感器1，用于测试耳机所处环境的大气压力值；
音频采集模块2，对声音进行采集而转换成第一音频；
音频输入输出模块3，用于与智能终端数据交互、输入第二音频和输出第一音频；
降噪处理模块4，根据气压传感器1测出大气压力值选取相应的降噪参数对第一音频和第二音频进行降噪处理；
扬声器5，用于将经降噪处理后的第二音频播放出来；以及
电源管理模块6，用于向气压传感器1和降噪处理模块4合理配置电压；
所述气压传感器1、音频采集模块2、音频输入输出模块3和扬声器5均与降噪处理模块4连接，所述电源管理模块6分别与气压传感器1和降噪处理模块4连接。
所述降噪处理模块4包括滤波器，所述降噪参数为滤波器系数。
所述滤波器系数包括第一滤波器系数和第二滤波器系数，所述第一滤波器系数为气压传感器1测出大气压力值为1时的滤波器系数，所述第二滤波器系数为气压传感器1测出大气压力值不为1时的滤波器系数。
所述第一滤波器系数为原始滤波器系数，所述第二滤波器系数为根据气压传感器1测出大气压力值对原始滤波器系数进行修正后得到的滤波器系数。
所述第二滤波器系数的测算方法，基于气压传感器1、滤波器、麦克风、扬声器5和人工耳，所述滤波器的滤波器系数为第一滤波器系数，该方法包括以下步骤：
1）使气压传感器1测出的大气压力值为一固定值，然后播放一段噪声音频，人工耳对噪声音频拾音测算，得到第一频响曲线；其中，固定值为0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.1、1.2、1.3或1.4，所述噪声音频的频率范围为20-20000HZ；
2）麦克风对噪声音频进行拾音测算，得到第二频响曲线；
3）噪声音频经滤波器用第一滤波器系数滤波处理之后，通过扬声器5播放，人工耳对经滤波处理后的噪声音频拾音测算，得到第三频响曲线；
4）用第一频响曲线减去第二频响曲线与第三频响曲线之和，得到第二滤波器系数。
由于气压对音频的影响非线性化，将音频划分为低中高三个频段，以频率范围20-200HZ划为低频段、以频率范围201-2000HZ划为中频段和以频率范围2001-20000HZ划为高频段。
所述第一滤波器系数根据音频频段划分为第一低频段滤波器系数、第一中频段滤波器系数和第一高频段滤波器系数，
所述第二滤波器系数根据音频频段划分为第二低频段滤波器系数、第二中频段滤波器系数和第二高频段滤波器系数。
所述第二滤波器系数的测算方法，基于气压传感器1、滤波器、麦克风、扬声器5和人工耳，所述滤波器的滤波器系数为第一滤波器系数，该方法包括以下步骤：
1）使气压传感器1测出的大气压力值为一固定值，然后播放一段噪声音频，人工耳对噪声音频拾音测算，得到第一频响曲线，将第一频响曲线划分为第一低频段频响曲线、第一中频段频响曲线和第一高频段频响曲线；
2）麦克风对噪声音频进行拾音测算，得到第二频响曲线，将第二频响曲线划分为第二低频段频响曲线、第二中频段频响曲线和第二高频段频响曲线；
3）滤波器将噪声音频划分为低频段音频、中频段音频和高频段音频，然后分别用第一低频段滤波器系数、第一中频段滤波器系数和第一高频段滤波器系数对相应频段的噪声音频进行滤波处理之后，通过扬声器5播放，人工耳对经滤波处理后的噪声音频拾音测算，得到第三低频段频响曲线、第三中频段频响曲线和第三高频段频响曲线；
4）用第一低频段频响曲线减去第二低频段频响曲线与第三低频段频响曲线之和，得到第二低频段滤波器系数；用第一低频段频响曲线减去第二低频段频响曲线与第三低频段频响曲线之和，得到第二低频段滤波器系数；用第一中频段频响曲线减去第二中频段频响曲线与第三中频段频响曲线之和，得到第二中频段滤波器系数；用第一高频段频响曲线减去第二高频段频响曲线与第三高频段频响曲线之和，得到第二高频段滤波器系数。
将大气压力值、第一滤波器系数和由上述方法测算得到的第二滤波器系数的数据整理得出如图2所示的列表，并将这些数据记录于降噪处理模块4中，如此降噪处理模块4便能根据气压传感器1测出大气压力值选取相应的滤波器系数对第一音频和第二音频进行降噪处理，使降噪效果更好，更满足用户的降噪要求，为用户带来更良好的体验。
第一工作模式：音频采集模块2对声音进行采集并转换成第一音频，然后将第一音频发送至降噪处理模块4，与此同时，气压传感器1将测出的大气压力值发送至降噪处理模块4，降噪处理模块4中的滤波器将第一音频划分为低频段、中频段和高频段，降噪处理模块4根据测算得到的大气压力值和频段选取适合的滤波器系数对第一音频进行滤波处理，然后将经滤波处理的第一音频发送至音频输入输出模块3中输出至智能终端。
第二工作模式：智能终端通过音频输入输出模块3向降噪处理模块4输入第二音频，与此同时，气压传感器1将测出的大气压力值发送至降噪处理模块4，降噪处理模块4中的滤波器将第一音频划分为低频段、中频段和高频段，降噪处理模块4根据测算得到的大气压力值和频段选取适合的滤波器系数对第二音频进行滤波处理，然后降噪处理模块4将经滤波处理的第二音频发送至扬声器5中播放出来。
以上所述，仅是本发明较佳实施方式，凡是依据本发明的技术方案对以上的实施方式所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。
Claims (10)
1.一种新型主动降噪耳机，其特征在于：包括：
气压传感器，用于测试耳机所处环境的大气压力值；
音频采集模块，对声音进行采集而转换成第一音频；
音频输入输出模块，用于与智能终端数据交互、输入第二音频和输出第一音频；
降噪处理模块，根据气压传感器测出大气压力值选取相应的降噪参数对第一音频和第二音频进行降噪处理；以及
扬声器，用于将经降噪处理后的第二音频播放出来；
所述气压传感器、音频采集模块、音频输入输出模块和扬声器均与降噪处理模块连接。
2.根据权利要求1所述的一种新型主动降噪耳机，其特征在于：所述降噪处理模块包括滤波器，所述降噪参数为滤波器系数。
3.根据权利要求2所述的一种新型主动降噪耳机，其特征在于：所述滤波器系数包括第一滤波器系数和第二滤波器系数，所述第一滤波器系数为气压传感器测出大气压力值为1时的滤波器系数，所述第二滤波器系数为气压传感器测出大气压力值不为1时的滤波器系数。
4.根据权利要求3所述的一种新型主动降噪耳机，其特征在于：所述第一滤波器系数为原始滤波器系数，所述第二滤波器系数为根据气压传感器测出大气压力值对原始滤波器系数进行修正后得到的滤波器系数。
5.根据权利要求4所述的一种新型主动降噪耳机，其特征在于：所述第二滤波器系数的测算方法，基于气压传感器、滤波器、麦克风、扬声器和人工耳，所述滤波器的滤波器系数为第一滤波器系数，该方法包括以下步骤：
1）使气压传感器测出的大气压力值为一固定值，然后播放一段噪声音频，人工耳对噪声音频拾音测算，得到第一频响曲线；
2）麦克风对噪声音频进行拾音测算，得到第二频响曲线；
3）噪声音频经滤波器用第一滤波器系数滤波处理之后，通过扬声器播放，人工耳对经滤波处理后的噪声音频拾音测算，得到第三频响曲线；
4）用第一频响曲线减去第二频响曲线与第三频响曲线之和，得到第二滤波器系数。
6.根据权利要求5所述的一种新型主动降噪耳机，其特征在于：所述固定值为0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.1、1.2、1.3或1.4。
7.根据权利要求5所述的一种新型主动降噪耳机，其特征在于：所述噪声音频的频率范围为20-20000HZ。
8.根据权利要求5所述的一种新型主动降噪耳机，其特征在于：所述第一滤波器系数根据音频频段划分为第一低频段滤波器系数、第一中频段滤波器系数和第一高频段滤波器系数，所述第二滤波器系数根据音频频段划分为第二低频段滤波器系数、第二中频段滤波器系数和第二高频段滤波器系数。
9.根据权利要求8所述的一种新型主动降噪耳机，其特征在于：所述低频段的频率范围为20-200HZ，中频段的频率范围为201-2000HZ，高频段的频率范围为2001-20000HZ。
10.根据权利要求1所述的一种新型主动降噪耳机，其特征在于：还包括电源管理模块，所述电源管理模块分别与气压传感器和降噪处理模块连接。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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