CN111491234B - 一种头戴式降噪耳机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种头戴式降噪耳机,包括温度传感器,用于测试温度值;湿度传感器,用于测试湿度值;噪声采集模块,用于采集耳机所处环境的噪声并将噪声转换成第一音频信号;音频输入模块,用于在与智能终端数据交互的情况下输入第二音频信号;主控模块,包括数据存储模块和降噪处理模块;所述数据存储模块用于存储降噪参数;所述降噪处理模块用于根据第一音频信号生成反向音频信号以及用于根据温度传感器和湿度传感器测出温度值和湿度值选取相应的降噪参数对第二音频信号进行降噪处理;音频播放模块,用于将经降噪处理的第二音频信号叠加反向音频信号播放出来。本发明能根据温度和湿度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。
Description
技术领域
本发明涉及耳机技术领域,特别涉及一种头戴式降噪耳机。
背景技术
随着生活水平的提高,人们对音乐的要求也越来越高,在嘈杂的环境中,也想有一个极致的音乐体验,降噪耳机日渐走进了人们的生活。降噪耳机是指利用某种方法达到降低噪音的一种耳机。目前降噪耳机有两种分别为:主动降噪耳机和被动降噪耳机。主动降噪功能就是通过降噪系统产生与外界噪音相等的反向声波,将噪音中和,从而实现降噪的效果。被动式降噪耳机主要通过包围耳朵形成封闭空间,或者采用海绵耳套等隔音材料来阻挡外界噪声。
无论是主动降噪头戴式耳机还是被动降噪头戴式耳机,耳套都是一个至关重要的耳机部件,耳套的组成部分包含外皮、中布、海绵填充物等组成。海绵的吸声系数对声学特性有较大影响,而温湿度变化会引起海绵的吸声系数变化。目前耳套都是在恒温恒湿的环境下制作和测试的,同样耳机组装完成后的校准环境也是在恒温恒湿的环境下完成的,而目前头戴式降噪耳机中采用的主动降噪技术都只有恒定的降噪曲线,但用户使用头戴式耳机的场景千变万化,温湿度变化各异,会影响现有头戴式降噪耳机的降噪性能,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,提供一种头戴式降噪耳机,其能根据头戴式耳机使用环境的温度和湿度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:
一种头戴式降噪耳机,包括
温度传感器,用于测试耳机所处环境的温度值;
湿度传感器,用于测试耳机所处环境的湿度值;
噪声采集模块,用于采集耳机所处环境的噪声并将噪声转换成第一音频信号;
音频输入模块,用于与智能终端数据交互并在与智能终端数据交互的情况下输入第二音频信号;
主控模块,包括数据存储模块和降噪处理模块;
所述数据存储模块用于存储降噪参数;
所述降噪处理模块用于根据第一音频信号生成与第一音频信号幅度相同相位相反的反向音频信号以及用于根据温度传感器和湿度传感器测出温度值和湿度值选取相应的降噪参数对第二音频信号进行降噪处理;
音频播放模块,用于将经降噪处理的第二音频信号叠加反向音频信号播放出来;
所述温度传感器、湿度传感器、噪声采集模块和音频输入模块均与主控模块电连接。
作为一种优选方案,所述降噪处理的方法,包括以下步骤:
1)降噪处理模块将第二音频信号转换为第一频响曲线;
2)降噪处理模块对第一频响曲线进行滤波处理,得到第二频响曲线;
3)降噪处理模块根据温度传感器和湿度传感器测出温度值和湿度值在数据存储模块中调出相应的降噪参数;
4)降噪处理模块将第二频响曲线加上降噪参数,得到第三频响曲线,即经降噪处理的第二音频信号。
作为一种优选方案,所述降噪参数的测算方法,基于人工耳、温湿度调节箱和头戴式耳机,所述头戴式耳机包括降噪模块和扬声器,方法包括以下步骤:
1)使头戴式耳机置于人工耳上,放入温湿度调节箱内,并使温湿度调节箱内的温度值为25℃以及湿度为50%,头戴式耳机中的降噪模块对一段噪声音频进行滤波处理,经第二扬声器播放,人工耳对经滤波处理后的噪声音频拾音测算,得到第一降噪频响曲线;
2)使温湿度调节箱内的温度值和湿度值为固定值,头戴式耳机中的降噪模块对同一段噪声音频进行滤波处理,经第二扬声器播放,人工耳对经滤波处理后的噪声音频拾音测算,得到第二降噪频响曲线;
3)用第一降噪频响曲线减去第二降噪频响曲线,得到降噪参数。
作为一种优选方案,所述湿度的固定值为10%~90%中的任一数值。
作为一种优选方案,所述温度的固定值为-40℃~40℃中的任一数值。
作为一种优选方案,当湿度的固定值为50%时,所述温度的固定值不为25℃;当温度的固定值为25℃时,所述湿度的固定值不为50%。
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,所述降噪参数分为低频段降噪参数、中频段降噪参数和高频段降噪参数。
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,所述头戴式降噪耳机还包括用于控制温度传感器和湿度传感器的检测功能开关的控制开关,所述控制开关与主控模块电连接。
本发明的有益效果是:通过温度传感器、湿度传感器、音频输入模块、主控模块和音频播放模块的配合能实现根据头戴式耳机使用环境的温度和湿度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为本发明之降噪处理的方法的流程框架图;
图3为本发明之降噪参数的测算方法的流程框架图;
图4为本发明之降噪参数的测算方法的流程框架图(音频划分为低频段、中频段和高频段);
图5为本发明之不同温度值和湿度值时的降噪参数列表;
图6为本发明之降噪处理的方法的流程框架图(音频划分为低频段、中频段和高频段)。
图中:1-温度传感器,2-湿度传感器,3-噪声采集模块,4-音频输入模块,5-主控模块,51-数据存储模块,52-降噪处理模块,6-音频播放模块,7-控制开关。
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,一种头戴式降噪耳机,包括
温度传感器1,用于测试耳机所处环境的温度值;
湿度传感器2,用于测试耳机所处环境的湿度值;
噪声采集模块3,用于采集耳机所处环境的噪声并将噪声转换成第一音频信号;
音频输入模块4,用于与智能终端数据交互并在与智能终端数据交互的情况下输入第二音频信号;
主控模块5,包括数据存储模块51和降噪处理模块52;
所述数据存储模块51用于存储降噪参数;
所述降噪处理模块52用于根据第一音频信号生成与第一音频信号幅度相同相位相反的反向音频信号以及用于根据温度传感器1和湿度传感器2测出温度值和湿度值选取相应的降噪参数对第二音频信号进行降噪处理;
音频播放模块6,用于将经降噪处理的第二音频信号叠加反向音频信号播放出来;
所述温度传感器1、湿度传感器2、噪声采集模块3、音频输入模块4和音频播放模块6均与主控模块5电连接。
作为一种优选方案,所述头戴式降噪耳机还包括用于控制温度传感器1和湿度传感器2的检测功能开关的控制开关7,所述控制开关7与主控模块5电连接。
如图2所示,所述降噪处理的方法,包括以下步骤:
1)降噪处理模块52将第二音频信号转换为第一频响曲线;
2)降噪处理模块52对第一频响曲线进行滤波处理,得到第二频响曲线;
3)降噪处理模块52根据温度传感器1和湿度传感器2测出温度值和湿度值在数据存储模块51中调出相应的降噪参数;
4)降噪处理模块52将第二频响曲线加上降噪参数,得到第三频响曲线,即经降噪处理的第二音频信号。
如图3所示,所述降噪参数的测算方法,基于人工耳、温湿度调节箱和头戴式耳机,所述头戴式耳机包括降噪模块和扬声器,方法包括以下步骤:
1)使头戴式耳机置于人工耳上,放入温湿度调节箱内,并使温湿度调节箱内的温度值为25℃以及湿度为50%,头戴式耳机中的降噪模块对一段噪声音频进行滤波处理,经第二扬声器播放,人工耳对经滤波处理后的噪声音频拾音测算,得到第一降噪频响曲线;
2)使温湿度调节箱内的温度值和湿度值为固定值,头戴式耳机中的降噪模块对同一段噪声音频进行滤波处理,经第二扬声器播放,人工耳对经滤波处理后的噪声音频拾音测算,得到第二降噪频响曲线;其中,所述湿度的固定值为10%~90%中的任一数值;所述温度的固定值为-40℃~40℃中的任一数值;当湿度的固定值为50%时,所述温度的固定值不为25℃;当温度的固定值为25℃时,所述湿度的固定值不为50%;
3)用第一降噪频响曲线减去第二降噪频响曲线,得到降噪参数。
作为一种优选方案,所述噪声音频的频率范围为20~20000HZ。
由于温度和湿度对头戴式耳机的声学影响非线性化,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。
作为一种优选方案,所述降噪参数分为低频段降噪参数、中频段降噪参数和高频段降噪参数。
如图4所示,所述降噪参数的测算方法,基于人工耳、温湿度调节箱和头戴式耳机,所述头戴式耳机包括降噪模块和扬声器,方法包括以下步骤:
1)使头戴式耳机置于人工耳上,放入温湿度调节箱内,并使温湿度调节箱内的温度值为25℃以及湿度为50%,头戴式耳机中的降噪模块对一段噪声音频进行滤波处理,经第二扬声器播放,人工耳对经滤波处理后的噪声音频拾音测算,得到第一降噪频响曲线,将第一降噪频响曲线划分为第一低频段降噪频响曲线、第一中频段降噪频响曲线和第一高频段降噪频响曲线;
2)使温湿度调节箱内的温度值和湿度值为固定值,头戴式耳机中的降噪模块对同一段噪声音频进行滤波处理,经第二扬声器播放,人工耳对经滤波处理后的噪声音频拾音测算,得到第二降噪频响曲线,将第二降噪频响曲线划分为第一低频段降噪频响曲线、第二中频段降噪频响曲线和第二高频段降噪频响曲线;
3)用第一低频段降噪频响曲线减去第二低频段降噪频响曲线,得到低频段降噪参数;用第一中频段降噪频响曲线减去第二中频段降噪频响曲线,得到中频段降噪参数;用第一高频段降噪频响曲线减去第二高频段降噪频响曲线,得到高频段降噪参数。
将温度值、湿度值和由上述方法测算得到的降噪参数的数据整理得出如图5所示的列表,并将这些数据记录于数据存储模块51中,如此降噪处理模块52便能根据温度传感器1和湿度传感器2测出温度值和湿度值选取相应的降噪参数对第二音频信号进行降噪处理。
如图6所示,所述降噪处理的方法,包括以下步骤:
1)降噪处理模块52将第二音频信号转换为第一频响曲线;
2)降噪处理模块52对第一频响曲线进行滤波处理,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)降噪处理模块52根据温度传感器1和湿度传感器2测出温度值和湿度值在数据存储模块51中调出相应的低频段降噪参数、中频段降噪参数和高频段降噪参数;
4)降噪处理模块52将第二低频段频响曲线加上低频段降噪参数、第二中频段频响曲线加上中频段降噪参数和第二高频段频响曲线加上高频段降噪参数,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;
5)将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汇聚起来便可得到第三频响曲线,即经降噪处理后的第二音频信号。
本发明的有益效果是:通过温度传感器1、湿度传感器2、音频输入模块4、主控模块5和音频播放模块6的配合能实现根据头戴式耳机使用环境的温度和湿度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。
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 (8)
1.一种头戴式降噪耳机,其特征在于:包括
温度传感器,用于测试耳机所处环境的温度值;
湿度传感器,用于测试耳机所处环境的湿度值;
噪声采集模块,用于采集耳机所处环境的噪声并将噪声转换成第一音频信号;
音频输入模块,用于与智能终端数据交互并在与智能终端数据交互的情况下输入第二音频信号;
主控模块,包括数据存储模块和降噪处理模块;
所述数据存储模块用于存储降噪参数;
所述降噪处理模块用于根据第一音频信号生成与第一音频信号幅度相同相位相反的反向音频信号以及用于根据温度传感器和湿度传感器测出温度值和湿度值选取相应的降噪参数对第二音频信号进行降噪处理;
音频播放模块,用于将经降噪处理的第二音频信号叠加反向音频信号播放出来;
所述温度传感器、湿度传感器、噪声采集模块和音频输入模块均与主控模块电连接;
所述降噪处理的方法,包括以下步骤:1)降噪处理模块将第二音频信号转换为第一频响曲线;2)降噪处理模块对第一频响曲线进行滤波处理,得到第二频响曲线;3)降噪处理模块根据温度传感器和湿度传感器测出温度值和湿度值在数据存储模块中调出相应的降噪参数;4)降噪处理模块将第二频响曲线加上降噪参数,得到第三频响曲线,即经降噪处理的第二音频信号;
所述降噪参数的测算方法,基于人工耳、温湿度调节箱和头戴式耳机,所述头戴式耳机包括降噪模块和扬声器,方法包括以下步骤:1)使头戴式耳机置于人工耳上,放入温湿度调节箱内,并使温湿度调节箱内的温度值为25℃以及湿度为50%,头戴式耳机中的降噪模块对一段噪声音频进行滤波处理,经第二扬声器播放,人工耳对经滤波处理后的噪声音频拾音测算,得到第一降噪频响曲线;2)使温湿度调节箱内的温度值和湿度值为固定值,头戴式耳机中的降噪模块对同一段噪声音频进行滤波处理,经第二扬声器播放,人工耳对经滤波处理后的噪声音频拾音测算,得到第二降噪频响曲线;3)用第一降噪频响曲线减去第二降噪频响曲线,得到降噪参数。
2.根据权利要求1所述的一种头戴式降噪耳机,其特征在于:所述湿度的固定值为10%~90%中的任一数值。
3.根据权利要求2所述的一种头戴式降噪耳机,其特征在于:所述温度的固定值为-40℃~40℃中的任一数值。
4.根据权利要求3所述的一种头戴式降噪耳机,其特征在于:当湿度的固定值为50%时,所述温度的固定值不为25℃;当温度的固定值为25℃时,所述湿度的固定值不为50%。
5.根据权利要求4所述的一种头戴式降噪耳机,其特征在于:所述噪声音频的频率范围为20~20000HZ。
6.根据权利要求5所述的一种头戴式降噪耳机,其特征在于:所述降噪参数分为低频段降噪参数、中频段降噪参数和高频段降噪参数。
7.根据权利要求6所述的一种头戴式降噪耳机,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。
8.根据权利要求1所述的一种头戴式降噪耳机,其特征在于:还包括用于控制温度传感器和湿度传感器的检测功能开关的控制开关,所述控制开关与主控模块电连接。
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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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