CN204652616U - 一种降噪模块耳机 - Google Patents
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Abstract
一种降噪模块耳机，包括一支耳麦，耳麦内安装第一麦克风，耳麦通过一连接杆接出第二麦克风，第二麦克风与耳麦内安装的第一麦克风是并联的音频输入，第二麦克风信号输入至语音输入设备，连接杆长度为13-16cm，连接杆在耳麦的耳机上能够活动转动270度的角；第二麦克风和耳麦内安装的第一麦克风的信号输入至滤波、数字变换和拾音噪声处理模块。抑制相对远距离的环境噪声(14)提供改进的用户体验。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种降噪耳机，尤其是用双麦克风降噪技术用于耳机设计减少噪音是的装置。
背景技术
呼叫中心、开放式办公环境使用耳机作为音频输入的设备经常在噪声环境中使用。背景噪声在所述的使用环境中从不同位置发出。常见实例如呼叫中心、办公场所内的其他话音。在所述环境中的强背景噪音可使用户的语音在远端的接听者听来模糊不清，降低了语音通话的质量，同时也影响通话过程的保密性。在所述应用场景中，需要在耳机设计中采用抑制背景噪声的技术以提高通话质量。
已有的降低噪音技术多用于音乐类耳机通过声波抵消的原理辅以封闭的耳麦设计降低背景噪声，滤除背景噪声提供耳机使用者更细致、清晰的聆听感受。然而虽然有环境降噪技术，如根据公开的技术将音频信号通过所述SSP(Selective Source Pickup)算法的处理，已经是具有比较标准的软件模块，能抑制背景噪声，提高使用者语音质量。但未有耳机、尤其是话务耳机的应用。
本实用新型设计采用主动降噪技术通过双Microphone结构设计应用于话务耳机，一种检测和抑制背景噪声的技术应用于双端通话耳机设计。
实用新型内容
本实用新型是目的是，提出一种降噪模块耳机，采用一种双Microphone结构设计，由所述的一种Microphone结构设计作为音频输入装置区分远端的噪声源与近端的装置出发出的声音。所述技术应用于话务耳机设计，利用SSP(Selective Source Pickup)算法模块的处理能够较好地抑制背景噪声并提供改进的用户体验。
本实用新型的技术方案是，一种降噪模块耳机，其特征是包括一支耳麦，耳麦内安装第一麦克风，耳麦通过一连接杆接出第二麦克风，第二麦克风与耳麦内安装的第一麦克风是并联的音频输入，第二麦克风信号输入至语音输入设备，第二麦克风和耳麦内安装的第一麦克风的信号输入至滤波、数字变换和拾音噪声处理模块。
进一步的，耳麦内安装的第一麦克风耳麦的耳机相邻侧，并与耳机之间设有声隔离材料，第二麦克风通过连接杆17置于佩戴者的口部。连接杆17长度为13-16cm,连接杆在耳麦的耳机上能够活动转动270度的角；
主、副Microphone(分别对应第二与第一麦克风)在耳机中的相对位置、方向的确立；对来自两个Microphone的输入音频信号进行SSP(Selective Source Pickup)算法处理；基于算法处理，有效抑制背景噪声。主Microphone(18)选择全向型，指向耳机佩戴者的嘴部，通过调节Boom使其保持与通话者的嘴距离在两、三指之间；
副Microphone(20)选择全向型，位置固定与主Microphone(18)成180°相位关系，拾取外部环境噪声；
确立所述主、副Microphone的相对位置，主、副Microphone的校准使其保持参数的一致性；对来自两个Microphone的音频信号通过校正因子放大所述两个音频信号；滤波、数字变换和拾音噪声处理模块将所述音频信号分别进行滤波处理；将所述滤波处理的音频信号变换到数字域；
在所述数字域对所述的音频信号进行FFT、DCT、DFT、小波变换或前述变换的任何组合；
将所述变换的音频信号通过所述SSP(Selective Source Pickup即拾音噪声处理软件模块)算法的处理，抑制背景噪声，提高使用者通过耳机通话的质量。
本实用新型的有益效果：本实用新型降噪模块耳机设备包括响应于音频源而输出多个音频信号的多个Microphone传感器，包括所述设备中的处理器经配置以进一步处理所输出的多个音频信号，通过比较所变换音频信号的特征提取近端语音信号抑制远端背景噪声。通过一种软件媒体(包含可由处理器执行的指令代码)：用于将来自多个Microphone传感器的多个音频信号变换到数字域的代码；用于降噪算法处理的代码。通过将来自两个Microphone(18、20)的音频信号，其中一个主Microphone(18)拾取通话者(15)的语音输入，另外一个副Microphone(20)拾取环境噪声(14)，变换到数字域进行相关的语音DSP(16)处理，通过DSP运算处理提取紧邻主Microphone的通话者语音(15)，抑制相对远距离的环境噪声(14)。所述技术应用于呼叫中心用耳机的设计和语音增强的智能语音输入设备，有效地抑制背景噪声并提供改进的用户体验。
附图说明
图1为本实用新型结构示意图；
图2为本实用新型一只耳机16与连杆Microphone的结构示意；
图3为本实用新型连杆Microphone在耳机上旋转的结构示意图；
图4为本实用新型应用的示范应用音频环境的图。
具体实施方式
图1为本实用新型应用的示范应用音频环境的图，音频环境包括耳机16的音频输入装置、耳机使用者12的嘴的近场音频源15和远场背景音频源14。耳机16受到近场音频源15和远场音频源14的影响。远场音频源14比近场音频源15距离音频输入装置更远。音频源14、15为可发出声音的任何物。如话务员语音。第二麦克风和耳麦内安装的第一麦克风的信号输入至滤波、数字变换和拾音噪声处理模块。
耳机16使用Microphone阵列估计音频源14、15的相近度，其后耳机16中的噪声抑制模块抑制被识别为远场的音频信号。
在图1所示的实例中，Microphone阵列包括耳机中的第一音频Microphone 18和第二音频Microphone 20。Microphone 18、20被分隔开，其间隔为13.5cm。在标称佩戴位置处，第一Microphone 18比第二Microphone 20更接近使用者的嘴。因此，来自使用者的嘴所经Microphone 18产生的音频信号比由Microphone 20拾取的相同信号强。由此所检测音频信号之间的差值在1dB～3dB或更大的范围，取决于嘴到Microphone 18、20的相对距离。此外，信号电平差与信号频率相关，通常较高信号频率由于衍射效应而产生较高信号电平差。对于远场音频源14，因为Microphone传感器18、20相距于远场源14的距离彼此接近，所以Microphone传感器18、20以大致相同的信号电平拾取而不管远场音频源的到达方向。结果，耳机16检测并比较两个Microphone传感器18、20处的信号强度以估计音频源相似度，经过算法处理从Microphone传感器18产生的音频信号中滤除背景噪声，达到抑制背景噪声的目的。
所示耳机16为有线话务耳机，其具有在装置与耳机16之间承载音频信号的导体。所述耳机16包括耳机主体和用于允许耳机16被用户舒适地佩戴的头戴固定装置。吊臂包括于耳机16中以用于将Microphone传感器18放置得较靠近使用者的嘴，同时吊臂360°旋转及柔软可弯曲性装置方便使用者调整Microphone传感器18距离嘴的距离。第二Microphone传感器20固定在耳机16主体中。
因为第一Microphone传感器18比第二Microphone传感器20相对靠近音频源15，所以在Microphone传感器18、20处从音频源15接收到的声音可测量地幅度不同。此幅度的差由耳机16用以确定音频源是在耳机附近还是远端。
因为Microphone传感器18、20相对于远场音频源14的距离而彼此靠近，所以其以大致相同的幅度水平拾取音频信号而不管音频信号的到达方向如何。由此，系统检测两个Microphone传感器18、20接收到的信号电平能够估计音频源的相似度。拾音噪声处理模块的工作过程如下：基于麦克风阵列每一Microphone传感器提供一个单独的音频信号。每一音频信号表示在特定Microphone传感器处所接收的声音。对每一音频信号进行预调，预调可包括对音频信号进行带通滤波以滤除可听范围以外的信号。同时，考虑Microphone传感器个体灵敏度的差异，对输入音频信号经放大、校正后，来自Microphone传感器的音频信号电平能够更准确地表示音频信号幅度。放大、校正因子可在耳机制造期间通过自动测试装置进行，也可对来料Microphone增加匹配、筛选过程，或在耳机操作期间经由自动增益匹配机制校准Microphone传感器以估计校正因子。音频输入信号作为最初模拟信号从Microphone传感器接收通过模/数(A/D)转换器转换成数字音频信号。可对模拟音频信号、数字化的音频信号或在数字和模拟域的任何组合进行上述的信号预调节。
通过对所述Microphone 18、20传感器输入的音频信号预调节后的信号每一者数字化成数字音频格式，例如PCM(脉冲编码)。更进一步地对数字化编码后的音频信号进行波束成形和平滑处理以改进后续算法的准确度。接着音频信号在数字域通过一种或多种算法模块的处理识别近场、远场音频信号，依据近场、远场信号的相关度，噪音抑制模块施加不同的抑制量。另一种音频信号处理的方式，将传感信号变换到频域，通过比较传入音频的频率分量来确定音频源的相关度，噪声抑制模块施加不同的抑制量，达到减小噪声的目的。可使用快速傅里叶变换(FFT)、离散傅里叶变换(DFT)、离散余弦变换(DCT)、小波变换或任何其他合适的变换执行上述信号的频域变换。
所述的信号处理算法可个别地在数字域或频率域进行处理，或任何合适的组合一起使用以实现背景噪声抑制。所述SSP(Selective Source Pickup即拾音噪声处理软件模块)具有商业化的模块，可以架构于一个CPU(包括ARM)加存储并DSP芯片上。
Claims (3)
1.一种降噪模块耳机，其特征是包括一支耳麦，耳麦内安装第一麦克风，耳麦通过一连接杆接出第二麦克风，第二麦克风与耳麦内安装的第一麦克风是并联的音频输入，第二麦克风信号输入至语音输入设备，第二麦克风和耳麦内安装的第一麦克风的信号输入至滤波、数字变换和拾音噪声处理模块。
2.根据权利要求1所述的降噪模块耳机，其特征是耳麦内安装的第一麦克风耳麦的耳机相邻侧，并与耳机之间设有声隔离材料，第二麦克风通过连接杆置于佩戴者的口部。
3.根据权利要求1所述的降噪模块耳机，其特征是连接杆长度为13-16cm，连接杆在耳麦的耳机上能够活动转动270度的角。
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