CN113163281B - 麦克风及麦克风的降噪系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及麦克风技术领域，公开了一种麦克风及麦克风的降噪系统，所述麦克风包括：主体、第一麦克风和第二麦克风，主体具有用于靠近嘴巴设置的预设发音参考点，第一麦克风和第二麦克风沿远离预设发音参考点的方向依次且呈一定夹角排列，主体沿远离预设发音参考点的方向弯折延伸，以使预设发音参考点在第一麦克风的拾音角度范围内，且不在第二麦克风的拾音范围内。通过第一麦克风、第二麦克风分别与预设发音参考点形成相对摆放位置，并采集第一拾音范围的第一语音信息和第二拾音范围的第二语音信息，对第一语音信息和第二语音信息通过减法运算达到降噪效果，相对于现有技术通过单麦降噪，能够最大程度保留人声的同时有效消除声音信息中的噪音。

Description

麦克风及麦克风的降噪系统
技术领域
本发明涉及麦克风技术领域，尤其涉及麦克风及麦克风的降噪系统。
背景技术
随着社会的不断进步，人们的生活水平也在不断提高，随之而来的就是周围环境中存在着各种各样的噪音，而人们有时在工作或者沟通时需要安静的环境，以保证自己的谈话内容能够足够清晰发送至对方，最好的解决办法就是从源头进行处理，即将谈话内容发送至接收设备时就能足够清晰，因此，人们想到了使用耳机来接收自己的谈话内容，但是耳机在接收谈话内容时会伴有周围环境的噪音，使得对方听到的声音中含有噪音，而目前常用降噪的技术方案是采用单麦降噪，即将人声和噪音进行分离，并将分离出的噪音进行降噪处理，但是该方案对周围的噪声无法消除干净，且对非稳态噪声无法进行分离消噪。
上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种麦克风及麦克风的降噪系统，旨在解决无法有效消除声音中的噪音的技术问题。
为实现上述目的，本发明提出一种麦克风及麦克风的降噪系统，所述麦克风包括：主体、第一麦克风和第二麦克风，所述主体具有用于靠近嘴巴设置的预设发音参考点，所述第一麦克风以及第二麦克风沿远离所述预设发音参考点的方向依次排列，所述主体沿远离所述预设发音参考点的方向弯折延伸，以使得预设发音参考点在第一拾音麦克风的拾音角度范围内，以及预设发音参考点在第二拾音角度范围外。
可选地，所述第一麦克风和第二麦克风拾音角度为-45°到+45°，总计拾音角度90°。
可选地，所述第一麦克风以及第二麦克风设有角度与衰减值的对应关系。
可选地，所述第一麦克风与第二麦克风依次摆放，第一麦克风与第二麦克风拾音中线夹角15°。
可选地，所述第一麦克风紧靠第二麦克风。
此外，为实现上述目的，本发明还提出一种麦克风的降噪系统，所述麦克风的降噪系统包括依次连接的麦克风模块、运算模块、主芯片模块以及输出模块，其中，所述麦克风模块包括如权利要求1至5中任一项所述的第一麦克风和第二麦克风；
所述第一麦克风，用于获取第一拾音范围的第一语音信息，其中语音信息包括人声信息和噪声信息；
所述第二麦克风，用于获取第二拾音范围的第二语音信息，其中，语音信息包括少量的人声信息和噪声信息；
所述第一麦克风，还用于将所述第一语音信息中的人声信息以及噪声信息发送至所述运算模块；
所述第二麦克风，还用于将所述第二语音信息中的人声信息以及噪声信息发送至所述运算模块；
所述运算模块，用于根据所述第一语音信息中的人声信息以及噪声信息和第二语音信息中的人声信息以及噪声信息进行减法运算，从而消除噪声，保留人声，并将处理后的信息发送至主芯片模块；
所述主芯片模块，用于将根据运算模块发送处理后的信息，进行二次降噪处理，增强人声，从而得到目标人声信息，最大程度的降噪，并将信息发送至输出模块；
所述输出模块，用于将主芯片模块发送的信息进行输出。
本发明提出一种麦克风，所述麦克风包括：主体、第一麦克风和第二麦克风，所述主体具有用于靠近嘴巴设置的预设发音参考点，所述第一麦克风以及第二麦克风沿远离所述预设发音参考点的方向依次排列，所述主体沿远离所述预设发音参考点的方向弯折延伸，以使得预设发音参考点在第一麦克风的拾音角度范围内，在第二麦克风的拾音角度范围外。本发明通过将预设发音参考点放置在第一麦克风的拾音角度范围内，在第二麦克风的拾音角度范围外，这样可以实现清晰的拾取人声，且通过将两个麦克风靠近摆放，使得第一麦克风和第二麦克风拾取到相同的噪声，将第一麦克风和第二麦克风拾取到的信息发送至运算模块，经运算模块后得到降噪后的信息，再将降噪后的信息发送至主芯片模块，进行二次降噪，从而实现有效消除声音信息中的噪音。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，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的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明麦克风及麦克风的降噪系统一实施例的结构示意图；
图2为本发明麦克风及麦克风的降噪系统一实施例的麦克风的灵敏度图；
图3为本发明麦克风及麦克风的降噪系统一实施例的结构框图；
图4为本发明麦克风及麦克风的降噪系统一实施例的减法电路图；
图5为本发明麦克风及麦克风的降噪系统一实施例的降噪效果图。
附图标号说明：
Figure BDA0002948432290000031
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
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
本发明提出一种麦克风及麦克风的降噪系统。
参照图1，在本发明实施例中，所述麦克风包括：主体100、第一麦克风20和第二麦克风30，所述主体具有用于靠近嘴巴设置的预设发音参考点10，所述第一麦克风20以及第二麦克风30沿远离所述预设发音参考点10的方向依次排列，所述主体沿远离所述预设发音参考点10的方向弯折延伸，以使得所述预设发音参考点10在第一麦克风的拾音角度范围130内，在第二麦克风的拾音角度范围140外；
需要说明的是，所述预设发音参考点10指的是在声音源发出人声的位置选取的点，所述预设发音参考点10用于描述所述第一麦克风20与所述第二麦克风30相对于发生源的位置关系，本实施例的声音源为嘴巴，那么所述预设发音参考点10可以为嘴巴的中心位置，也可以为嘴巴的其他位置，本实施例的声音源的位置以嘴巴的中心为例进行说明。
应当理解的是，所述第一麦克风20为远离预设发音参考点10且在所述麦克风前端的麦克风，且所述第一麦克风20的位置是沿远离所述预设发音参考点10的方向进行设置的，使得预设发音参考点10在第一麦克风20的拾音角度范围130内，从而使得第一麦克风20可以拾取人声，所述人声指的是佩戴耳机的人说话的声音，所述噪声指的是除了佩戴耳机的人说话的声音。
所述第二麦克风30为远离预设发音参考点10且与所述第一麦克风20依次排列的麦克风，所述第二麦克风30紧靠第一麦克风20摆放，使得第一麦克风20与第二麦克风30中心距离最小，可以拾取与第一麦克风20相同的噪声，所述第二麦克风30与第一麦克风20呈角度摆放，使得预设发音参考点10在第二麦克风30的拾音角度140范围外，使得第二麦克风30仅拾取少量人声，所述第一麦克风20与所述第二麦克风30的灵敏度需要保持一致，以确保拾取到的噪音相等，且可以正常拾取人声。
进一步的，所述第一麦克风拾音角度130和第二麦克风拾音角度140为-45°到+45°，总计拾音角度90°。
应当理解的是，所述麦克风拾音角度为可选的，不限于-45°至+45°。
可以理解的是，所述双指向麦指的是所述第一麦克风20和所述第二麦克风30，由于麦克风只能拾取正前方和正后方的固定角度范围内的声音，因此需使用双指向麦，第一麦克风的拾音角度130等于90°，且所述第二麦克风的拾音角度140等于90°。
进一步的，所述第一麦克风20与第二麦克风30依次摆放，第一麦克风与第二麦克风拾音中线夹角50为15°。
可以理解的是，所述第一麦克风与第二麦克风中心距离40是所述第一麦克风20中心与第二麦克风30中心之间的距离，所述第一麦克风与第二麦克风拾音中线的夹角50是所述第一麦克风20与第二麦克风30的拾音的中线的延长线相角所呈的角度，其中第一麦克风与第二麦克风中心距离40越小越好，可以保证拾取到相同的噪声，第一麦克风20与第二麦克风30拾音中线的夹角50越小越好，角度越小，第一麦克风20与第二麦克风30拾取到的噪声可以保证几乎相同，但是角度越小也会导致人声也几乎相同，经过运算模块后会导致人声也被消除了，因此，第一麦克风与第二麦克风拾音中线的夹角50在本实施例中设置为15°，可以保证有效的拾取人声的同时，最大程度的降低噪声。
进一步的，所述第一麦克风20以及第二麦克风30设有角度与衰减值的对应关系。
参照图2，应当理解的是，在麦克风的正前方0°的声音，此时麦克风的灵敏度最大，声音的角度往左右偏移，角度慢慢变大，灵敏度慢慢变小，直到±90°的时候灵敏度达到最小，再从±90°向后方角度偏移，此时麦克风的灵敏度又慢慢加大，直到后方0°的时候，此时的灵敏度达到最大，与正前方0°的灵敏度相同。所述的对应关系指的是不同的角度对应不同的灵敏度。
可以理解的是，在麦克风的正前方0°的声音，若声音的角度往左右偏移45°，灵敏度降低6dB，对应角度为拾音角度90°(从+45°到-45°之间)，即第一麦克风的拾音角度130拾音角度为90°、第二麦克风的拾音角度140拾音角度为90°。
进一步的，所述第一麦克风20紧靠第二麦克风30。
可以理解的是，通过摆放第一麦克风20和第二麦克风30的相对角度，可以实现从同一发声源发出的声音，第一麦克风20与第二麦克风30拾取到的声音幅度是不同的，使预设发音参考点10在第一麦克风的拾音角度130范围内，在第二麦克风的拾音角度140范围外，这样可以导致同样从预设发音参考点10发出的声音，第一麦克风20可以正常拾取，而第二麦克风30无法正常拾取，但是相对于远端的噪声，由于第一麦克风20与第二麦克风30紧靠在一起，所以拾取到的噪声几乎相同。
本实施例提出一种麦克风，所述麦克风包括：主体、第一麦克风和第二麦克风，所述主体具有用于靠近嘴巴设置的预设发音参考点，所述第一麦克风以及第二麦克风沿远离所述预设发音参考点的方向依次排列，所述主体沿远离所述预设发音参考点的方向弯折延伸，以使得所述预设发音参考点在第一麦克风的拾音角度范围内，在第二麦克风的拾音角度范围外。本实施例通过所述第一麦克风可以正常拾取人声，所述第二麦克风无法拾取人声，且第一麦克风和第二麦克风拾取相同的噪声，并将拾取到的信息发送给运算模块，所述运算模块通过一个减法运算，将噪声消除，保留人声，从而能够有效消除声音信息中的噪音。
进一步地，参照图3，提出了一种麦克风的降噪系统。
在本实施例中，所述第一麦克风20拾取第一语音信息中的人声信息及噪声信息，并将拾取到的信息发送至所述运算模块90。所述的人声主要通过摆放麦克风的角度，使得预设发音参考点10在第一麦克风的拾音角度130范围内，从而可以正常拾取人声。
所述第二麦克风30拾取第二语音信息中的噪声信息以及少量的人声信息，并将拾取到的信息发送至所述运算模块90，通过摆放第二麦克风30的角度，使得预设发音参考点10在第二麦克风的拾音角度140范围外，从而抑制第二麦克风30对人声的拾取，从而仅拾取噪声。
所述运算模块90用于根据第一语音信息中的人声信息及噪声信息和第二语音信息中的噪声信息以及少量的人声信息进行减法运算，从而消除大部分的噪声，得到目标人声信息，并将所述目标人声信息发送至所述主芯片模块70，所述主芯片模块70进行二次降噪后再发送至所述输出模块80。由于所述第一麦克风20和所述第二麦克风30的位置无限趋近，因此，处理后的第一噪声和所述处理后的第二噪声相同，因此将所述第一语音信息减去所述第二语音信息后，获得的所述目标人声信息即第一麦克风20拾取到的声音为第一麦克风人声+第一麦克风噪声，第二麦克风30拾取到的声音为第二麦克风人声+第二麦克风噪声，由于两个麦克风紧挨在一起，所以第一麦克风噪声＝第二麦克风噪声，由于预设发音参考点10在第二麦克风30的拾音角度范围外，所以第一麦克风人声＝0，所以第一麦克风人声-第二麦克风人声＝第一麦克风人声，从而最大程度的保留人声，有效消除周围噪声，实现良好的降噪效果，如图4所示，所述图4为本发明麦克风及麦克风的降噪系统一实施例的减法电路图，所述第一麦克风20与所述运算模块90的负极连接，所述第二麦克风30与所述运算模块90的正极连接，在获得所述第一语音信息和所述第二语音信息后，将所述第一语音信息和所述第二语音信息传输至运算模块90，所述运算模块90对所述当前传输的语音信息进行减法运算，输出目标人声信息，并将所述目标人声信息发送至主芯片模块进行二次降噪，再降噪后的信息发送至所述的输出模块80。
参考图5，在根据运算模块90对第一噪音信息和第二噪音信息进行降噪后，得到未降噪和降噪的效果对比图，为测试方便噪声选用1KHz声音。其中外圈第一麦克风20、第二麦克风30，未经过运算模块90测试曲线。内圈为第一麦克风20、第二麦克风30，经过运算模块90测试曲线，每内缩一圈，声音减小3dB，由图5可知，得到的曲线平均降低了17dB，从而实现良好的降噪效果。
本实施例通过获取第一拾音范围的第一语音信息和第二拾音范围的第二语音信息，并将所述第一语音信息中的人声信息以及噪声信息和第二语音信息中的人声信息以及噪声信息发送至运算模块，以使所述运算模块根据所述第一语音信息中的人声信息以及噪声信息和所述第二语音信息中的人声信息以及噪声信息进行减法运算，以得到目标人声信息，从而有效降低声音信息中的噪音。
本发明所述麦克风和麦克风的降噪装置的其他实施例或具有实现方法可参照上述各方法实施例，此处不在赘余。
以上所述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，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (3)

1.一种麦克风，其特征在于，所述麦克风包括主体、第一麦克风和第二麦克风，所述主体具有用于靠近嘴巴设置的预设发音参考点，所述第一麦克风以及第二麦克风沿远离所述预设发音参考点的方向依次排列，所述主体沿远离所述预设发音参考点的方向弯折延伸，以使得所述预设发音参考点在第一麦克风的拾音角度范围内，在第二麦克风的拾音角度范围外；
所述第一麦克风和第二麦克风拾音角度为-45°到+45°，总计拾音角度90°；
所述第一麦克风与第二麦克风依次摆放，第一麦克风与第二麦克风拾音中线夹角15°。
2.如权利要求1所述的麦克风，其特征在于，所述第一麦克风紧靠第二麦克风。
3.一种麦克风的降噪系统，其特征在于，所述麦克风的降噪系统包括依次连接的麦克风模块、运算模块、主芯片模块以及输出模块，其中，所述麦克风模块包括如权利要求1或2中任一项所述麦克风，所述麦克风包括第一麦克风和第二麦克风；
所述第一麦克风，用于获取第一拾音范围的第一语音信息，其中语音信息包括人声信息和噪声信息；
所述第二麦克风，用于获取第二拾音范围的第二语音信息，其中，语音信息包括少量的人声信息和噪声信息；
所述第一麦克风，还用于将所述第一语音信息中的人声信息以及噪声信息发送至所述运算模块；
所述第二麦克风，还用于将所述第二语音信息中的人声信息以及噪声信息发送至所述运算模块；
所述运算模块，用于根据所述第一语音信息中的人声信息以及噪声信息和第二语音信息中的人声信息以及噪声信息进行减法运算，从而消除噪声，保留人声，并将处理后的信息发送至主芯片模块；
所述主芯片模块，用于将根据运算模块发送处理后的信息，进行二次降噪处理，增强人声，从而得到目标人声信息，最大程度的降噪，并将信息发送至输出模块；
所述输出模块，用于将主芯片模块发送的信息进行输出。
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