房屋智能有源降噪的方法及裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種房屋智能有源降噪的方法及裝置，該方法包括：步驟S01：采集一預定區(qū)域的聲音信號，并轉為數(shù)字聲音信號；步驟S02：將所述的數(shù)字聲音信號進行FFT轉換，把聲音信號由時域轉換為頻域，對整個聲音信號的頻譜進行分析，根據(jù)用戶設定的工作模式，把整個聲音信號的頻譜中非噪音的聲音頻譜處理掉，剩下的頻普通過等幅反相位計算，并加上人耳聽覺特性自適應算法，得出新的聲音頻譜；步驟S03：將新的聲音頻譜經(jīng)過反FFT運算，疊加合成后變?yōu)闀r域信號；步驟S04：將步驟S03所得的時域信號轉換為模擬信號經(jīng)一發(fā)聲單元發(fā)出。本發(fā)明能有效消除噪聲污染。
【專利說明】房屋智能有源降噪的方法及裝置
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及噪聲消除【技術領域】，特別是一種房屋智能有源降噪的方法及裝置。
【背景技術】
[0002]噪音與固體廢氣物和大氣污染并列為城市里面三大污染源。城市居民區(qū)最大噪音污染源來源于汽車形式在馬路上的噪音、以及文體娛樂、房屋裝修裝飾。特別是靠馬路的居民區(qū)，學校、醫(yī)院.或者辦公大樓、馬路噪音污染就更嚴重，這些噪音呈現(xiàn)低頻率、突發(fā)、聲強聞等特點。
[0003]目前城市房屋普遍采用鋼筋混凝土+環(huán)保磚結構建設的，對中低頻可聽聲波有阻隔作用，馬路上的噪音一般通過窗戶傳播到室內來。目前居民區(qū)普遍采用隔離噪音的方式是采用真空玻璃，真空鋁合金玻璃利用聲音在真空中不能傳播的原理來阻斷噪音的傳播，從而達到降低噪音的目的。同樣用戶降低噪音，目前有些還有采用耳塞的方式來降低噪音。
[0004]在降低噪音的方法中還有采用采集現(xiàn)場聲音然后跟數(shù)據(jù)庫中的噪音進行對比，有符合的則播放反向場景聲音來消除源噪音。如果沒有符合噪音的則反向轉換生成新的反向場景噪音聲波，然后把該生成的反向聲波存儲在數(shù)據(jù)庫中。進而播放該噪音場景文件來消除噪音。
[0005]雖然鋁合金真空玻璃可以阻斷噪音的傳播，但是也存在一些問題。
[0006](I)、降噪效果不理想:市場上面商用的真空玻璃降低噪音一般能夠降低噪音20-30dB，但是這只是針對較高頻率才能達到以上效果。但是對于中低頻效果不理想，對這個頻率段，只能降低5-20dB。
[0007](2)、價格昂貴:真空玻璃鋁合金窗，價格昂貴。
[0008](3)、壽命短:真空玻璃由兩層玻璃組成，兩層玻璃間為真空，因為內部真空,本身就承受了一個大氣壓(約為十米水柱/平方厘米的壓力)，如果玻璃受到外力撞擊后，容易破裂漏氣，真空一旦被破壞，降噪效果就消失了。
[0009](4)、舒適性差:真空玻璃的降噪效果只有在窗戶關閉的情況下才能起到作用，目前大部分的房屋都沒有裝設中央空調設備，房屋的通風換氣必須打開窗戶。這就意味著房屋在通風換氣的時候真空玻璃沒有降噪效果。房屋內的空氣如果沒有外力作用通風一遍所要花費的時間是很長的。這樣為了通風換氣就不得不忍受噪音。房屋室內外空氣的對流是使人在室內感覺最舒適的一個狀態(tài)(室外的新鮮空氣進入室內)，要保持空氣對流就必須要打開窗戶(沒有裝中央空調的情況下)，而打開窗戶，真空玻璃的降噪效果就消失了。
[0010]雖然采用播放反向場景聲音的方法能夠消除噪音，但存在如下問題:
(I)、實時性差，降噪效果不理想:因為采集聲波后與數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)對比，查找，如果找到了就進行播放，如果沒有找到還需要有計算，然后產(chǎn)生場景聲音文件，最后再播放該場景聲音來消除噪音，則這樣耗費太多時間，因為聲音的傳播速度可以達到346M/S，則從采集信號開始到最后播放場景噪音，則聲音已經(jīng)傳播很遠的距離了，這樣反向聲音與實際的噪音聲音進行對沖，存在一個角度，則互相抵消的效果就差，導致降噪效果不理想。[0011](2)、準確讀不夠，采用反向聲波在一些情況下會增加噪音:人耳對聲音的聽覺特性是非線性的，人耳對噪音的大小感受不單取決于聲強值的大小、也受到噪音頻率的影響，同樣兩個噪音，兩者頻率不一樣，噪音的幅值也不一樣(聲強值)，但人耳感覺起來是一樣的，人耳對1000-8000HZ的噪音非常敏感，感受比其它的噪音要強烈，在播放反向場景聲音方法中，聲音采集的過程，一般是采用聲音的相似度閥值來進行判斷，這種相似度閥值的判斷沒有考慮到人耳的聽覺特性，不同頻率的噪音和不同幅值的噪音生成不同閥值的反向場景聲音，在播放這些場景聲音時，新的場景聲音與原的噪音聲音進行混響對沖，雖然形式上噪音減少了，但是人耳卻感覺噪音更大了。
(3)、適應性差，所有聲音都會減少，也包括我們需要的聲音:噪音這個是一個廣泛的定義，一個聲音在一個情況下可能是噪音，在另外一種情況下也可能不是噪音，比如室外的人在朝窗戶與室內的人在對話，或者室外有人在講話，這個聲音有的時候可能會是噪音，有的情況下可能不是噪音，一個聲音是否是噪音隨著不同人或者同一個人不同時間段判斷是完全不一樣的，那么采用播放反向場景聲音的方法在任何的情況下，不管這些聲音是否是你需要的，他都列為噪音，都列為消除對象。此種方法在實踐中大部分情況是沒有辦法使用的。
【發(fā)明內容】
[0012]有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種房屋智能有源降噪的方法，能有效消除噪聲污染。
[0013]本發(fā)明采用以下方案實現(xiàn):一種房屋智能有源降噪的方法，其特征在于包括以下步驟:
步驟SOl:采集一預定區(qū)域的聲音信號，并轉為數(shù)字聲音信號；
步驟S02:將所述的數(shù)字聲音信號進行FFT轉換，把聲音信號由時域轉換為頻域，對整個聲音信號的頻譜進行分析，根據(jù)用戶設定的工作模式，把整個聲音信號的頻譜中非噪音的聲音頻譜處理掉，剩下的頻普通過等幅反相位計算，并加上人耳聽覺特性自適應算法，得出新的聲音頻譜；
步驟S03:將新的聲音頻譜經(jīng)過反FFT運算，疊加合成后變?yōu)闀r域信號；
步驟S04:將步驟S03所得的時域信號轉換為模擬信號經(jīng)一發(fā)聲單元發(fā)出。
[0014]在本發(fā)明一實施例中，所述步驟SOl中所述采集一預定區(qū)域的聲音信號的實現(xiàn)方式是通過在外部噪音傳送到室內的通道上面設置聲音檢測轉換單元實現(xiàn)，該聲音檢測轉換單元通過麥克風采集聲音信號，并轉換成模擬電信號。
[0015]在本發(fā)明一實施例中，所述工作模式包括:
室外純靜音模式:該模式是把所有室外的聲音都列為噪音，所有室外聲音都消除，而對室內的聲音不作為噪音，不進行消除；
室內外純靜音模式:該模式是把室內和室外的聲音都列為噪音，都進行消除；
室內純靜音模式；該模式把室內的聲音列為噪音進行消除，把室外噪音不列為噪音不進行消除；
允許室外講話聲音過濾模式:該模式是把室外的人講話的聲音以外的聲音都列為需要消除的聲音，對室外人講話的聲音不列為噪音，不進行消除，對室內的任何聲音都列為噪音進行消除；
允許室內講話聲音過濾模式:該模式是把室內的人講話的聲音以外的聲音都列為需要消除的聲音，對室外人講話的聲音不列為噪音，不進行減少消除，把室外的任何聲音都列為噪音進行消除；
允許室內外講話聲音過濾模式:該模式把室內外的人講話的聲音都不列為噪音信號不進行消除，對其它聲音都列為噪音信號進行消除。
[0016]本發(fā)明另一目的是提供一種房屋智能有源降噪的裝置，該裝置包括音頻收發(fā)信號處理模塊，該音頻收發(fā)信號處理模塊包括:
為該音頻收發(fā)信號處理模塊供電的電源模塊；
聲音檢測轉換單元，用以采集一預定區(qū)域的聲音信號，并轉變?yōu)槟M電信號；
音頻處理單元，用以將所述的模擬電信號轉變?yōu)閿?shù)字聲音信號；
數(shù)字信號處理器單元；用以將所述的數(shù)字聲音信號進行FFT轉換，把聲音信號由時域轉換為頻域，對整個聲音信號的頻譜進行分析，根據(jù)用戶設定的工作模式，把整個聲音信號的頻譜中非噪音的聲音頻譜處理掉，剩下的頻普通過等幅反相位計算，并加上人耳聽覺特性自適應算法，得出新的聲音頻譜；將新的聲音頻譜經(jīng)過反FFT運算，疊加合成后變?yōu)闀r域信號，所述的時域信號經(jīng)所述音頻處理單元轉換為模擬信號；以及聲音播放單元，用以播放模擬信號。
[0017]在本發(fā)明一實施例中，所述的數(shù)字信號處理單元還連接有一無線通信單元，用以實現(xiàn)無線遠程控制。
[0018]在本發(fā)明一實施例中，該裝置還包括:用戶界面模塊，該用戶界面模塊包括另一音頻收發(fā)信號處理模塊，該另一音頻收發(fā)信號處理模塊的數(shù)字信號處理單元還連接有與所述無線通信單元通信的無線通信模塊、人機交互模塊以及存儲單元。
[0019]在本發(fā)明一實施例中，還包括移動終端，所述的移動終端設置有應用軟件，該應用軟件通過該移動終端對所述音頻收發(fā)信號處理模塊的工作狀態(tài)和模式進行控制、監(jiān)視。
[0020]在本發(fā)明一實施例中，所述的移動終端對所述音頻收發(fā)信號處理模塊的的通信方式采用W1-FI或者藍牙。
[0021]在本發(fā)明一實施例中，所述采集一預定區(qū)域的聲音信號的實現(xiàn)方式是通過在外部噪音傳送到室內的通道上面設置聲音檢測轉換單元實現(xiàn)，該聲音檢測轉換單元通過麥克風采集聲音信號，并轉換成模擬電信號。
[0022]在本發(fā)明一實施例中，所述工作模式包括:
室外純靜音模式:該模式是把所有室外的聲音都列為噪音，所有室外聲音都消除，而對室內的聲音不作為噪音，不進行消除；
室內外純靜音模式:該模式是把室內和室外的聲音都列為噪音，都進行消除；
室內純靜音模式；該模式把室內的聲音列為噪音進行消除，把室外噪音不列為噪音不進行消除；
允許室外講話聲音過濾模式:該模式是把室外的人講話的聲音以外的聲音都列為需要消除的聲音，對室外人講話的聲音不列為噪音，不進行消除，對室內的任何聲音都列為噪音進行消除；
允許室內講話聲音過濾模式:該模式是把室內的人講話的聲音以外的聲音都列為需要消除的聲音，對室外人講話的聲音不列為噪音，不進行減少消除，把室外的任何聲音都列為噪音進行消除；
允許室內外講話聲音過濾模式:該模式把室內外的人講話的聲音都不列為噪音信號不進行消除，對其它聲音都列為噪音信號進行消除。
[0023]本發(fā)明有如下有益效果:
(I)、降噪無頻率選擇性:這種主動降噪與傳統(tǒng)隔聲窗等被動降噪相比較，一個優(yōu)勢是對各個頻率段的噪音都有良好的降噪效果，隔聲窗一般對中高頻降噪效果好，但對中低頻降噪效果不好。而該降噪設備對全頻率段的噪音都有比較好的降噪效果。
[0024](2)、實現(xiàn)成本低廉:傳統(tǒng)的真空玻璃隔聲窗價格昂貴，一般在300-800元/平方米。比單層玻璃成本增高1.5倍以上。這一方面是因為真空玻璃產(chǎn)量少，用戶少，另外一個方面是因為材料和制造本身的成本就高。
[0025](3)、環(huán)保性:真空玻璃的生產(chǎn)需要消耗大量的能源，由于重量重、體積大，在運輸和安裝過程中也消耗大量能源，由生產(chǎn)到運輸安裝、倉儲等都消耗大量能源，大量排放C02，本身就不是一個環(huán)保性的產(chǎn)品，而本產(chǎn)品體積小，重量輕，不管是生產(chǎn)還是運輸，消耗的物質資源和消耗的能源都非常少。只是在工作過程中消耗很少的電能。
[0026](4)、壽命長:壽命比真空玻璃長得多。
[0027](5)、靈活性高:產(chǎn)品與真空玻璃隔聲窗戶相比具有很強的適應性，不管是安裝、還是使用、以及更換都非常簡單方便，只需要一個電源插座，安裝在插座上即可。不需要裝業(yè)人員安裝。
[0028]與播放反向噪音對比有如下優(yōu)勢:
1、實時性好:本方案把采集的信息直接進行FFT轉換，由時域轉換到頻域來直接計算，所采用的數(shù)字信號處理器(DSP)，都配備了 FFT硬件加速器，能夠非?？焖俚倪M行轉換，然后進行實時計算，比反向噪音的方法中采用數(shù)據(jù)庫對比的方法，如果沒有反向場景聲音文件還要反向生成然后存儲要快得多，本方案從采集噪音信號到生成等幅反相噪音信號聲音所產(chǎn)生的時間噪音只傳播了 0.9CM距離(假定聲音傳播速度為346M/S)。
[0029]2、準確性好；本方案準確度好，采用頻域算法，還有人耳聽覺特性自適應算法，人耳對噪音的聽覺感應是非線性的，同樣的85dB的兩個不同頻率的噪音，人耳感覺是不一樣的，人耳對1000-8000HZ這一頻段的噪音感受特別強烈，本方案把人耳的聽覺特性算法應用在噪音計算中，而不采用準確度不高的相似度閥值來判斷。能夠準確的使噪音降低。
[0030]3、適應性好:與播放反向場景噪音相比較，該方案用戶可以根據(jù)自己的需要設定工作模式，該方案可以采用室外純靜音模式、室內純靜音模式、室內外純靜音模式、允許室外講話聲音過濾模式、允許室內講話聲音過濾模式、允許室內外講話聲音過濾模式、用戶可以根據(jù)自己需要來選擇性的減少自己不需要的聲音而保留自己需要的聲音。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0031]圖1是本發(fā)明方法流程示意圖。
[0032]圖2是本發(fā)明裝置電路結構原理圖。
[0033]圖3是本發(fā)明另一實施例硬件電路原理框圖。
[0034]圖4是本發(fā)明再一實施例系統(tǒng)架構原理不意圖?！揪唧w實施方式】
[0035]下面結合附圖及實施例對本發(fā)明做進一步說明。
[0036]如圖1所示，本實施例提供一種房屋智能有源降噪的方法，其特征在于包括以下步驟:步驟SOl:采集一預定區(qū)域的聲音信號，并轉為數(shù)字聲音信號；步驟S02:將所述的數(shù)字聲音信號進行FFT轉換，把聲音信號由時域轉換為頻域，對整個聲音信號的頻譜進行分析，根據(jù)用戶設定的工作模式，把整個聲音信號的頻譜中非噪音的聲音頻譜處理掉，剩下的頻普通過等幅反相位計算，并加上人耳聽覺特性自適應算法，得出新的聲音頻譜；步驟S03:將新的聲音頻譜經(jīng)過反FFT運算，疊加合成后變?yōu)闀r域信號；步驟S04:將步驟S03所得的時域信號轉換為模擬信號經(jīng)一發(fā)聲單元發(fā)出。
[0037]如圖2所示，本發(fā)明提供一種房屋智能有源降噪的裝置，其特征在于:該裝置包括音頻收發(fā)信號處理模塊，該音頻收發(fā)信號處理模塊包括:為該音頻收發(fā)信號處理模塊供電的電源模塊；聲音檢測轉換單元，用以采集一預定區(qū)域的聲音信號，并轉變?yōu)槟M電信號；音頻處理單元，用以將所述的模擬電信號轉變?yōu)閿?shù)字聲音信號；數(shù)字信號處理器單元；用以將所述的數(shù)字聲音信號進行FFT轉換，把聲音信號由時域轉換為頻域，對整個聲音信號的頻譜進行分析，根據(jù)用戶設定的工作模式，把整個聲音信號的頻譜中非噪音的聲音頻譜處理掉，剩下的頻普通過等幅反相位計算，并加上人耳聽覺特性自適應算法，得出新的聲音頻譜；將新的聲音頻譜經(jīng)過反FFT運算，疊加合成后變?yōu)闀r域信號，所述的時域信號經(jīng)所述音頻處理單元轉換為模擬信號；以及聲音播放單元，用以播放模擬信號。
[0038]如圖3所示，在本發(fā)明另一實施例中，所述的該裝置還包括:用戶界面模塊，該用戶界面模塊包括另一音頻收發(fā)信號處理模塊，該另一音頻收發(fā)信號處理模塊的數(shù)字信號處理單元還連接有與所述無線通信單元通信的無線通信模塊、人機交互模塊以及存儲單元。
[0039]如圖4所示，在本發(fā)明一實施例中，還包括移動終端，所述的移動終端設置有應用軟件，該應用軟件通過該移動終端對所述音頻收發(fā)信號處理模塊的工作狀態(tài)和模式進行控制、監(jiān)視。下面為了讓一般技術人員更好的理解本發(fā)明，現(xiàn)結合該實施例具體說明如下；
本實施例中，該裝置由設置有應用軟件的移動終端、音頻收發(fā)信號處理模塊、用戶界面模塊三部分組成。
[0040]請繼續(xù)參見圖4，其中音頻收發(fā)信號處理模塊由電源模塊、聲音檢測轉換單元、聲音播放單元、音頻處理單元(音頻A/D，D/A轉換芯片)、數(shù)字信號處理器單元、無線通信單元組成。圖中電源模塊的作用是為主音頻收發(fā)信號處理模塊中的其它各個單元工作提供穩(wěn)定可靠的電源。它由電源芯片構成。工作電源采用110-220VAC電源。聲音檢測轉換單元主要作用是檢測噪音信號，把噪音信號轉變?yōu)橄鄳哪M電信號。本實施例中采用麥克風來實現(xiàn)。聲音播放單兀把模擬電信號轉換為相應的聲音信號；本實施例中米用揚聲器來實現(xiàn)。無線通信單元功能主要是主音頻收發(fā)信號處理模塊與用戶界面模塊進行通信，使用藍牙通信方式進行通信。音頻處理單元(音頻A/D，D/A轉換芯片)把聲音檢測轉換單元所檢測到的噪音信號轉換后的電信號進行A/D轉換；然后把此轉換后的數(shù)字信號傳遞給數(shù)字信號處理單元。另外一方面，把數(shù)字信號處理單元發(fā)出的數(shù)字信號轉換為模擬信號，最后傳輸?shù)铰曇舨シ艈卧羞M行播放。數(shù)字信號處理器單元:該單元的功能在于控制整個主音頻收發(fā)信號處理模塊各個單元的工作，對音頻處理芯片處理后的數(shù)字聲音信號進行FFT轉換，把噪音信號由時域轉換為頻域，對整個聲音頻譜進行分析，根據(jù)用戶設定的工作模式，對此聲音頻譜進行計算，把整個聲音頻譜中非噪音聲音頻譜處理掉，剩下的頻普通過等幅反相位計算，得出新的聲音頻譜。該新聲音頻譜經(jīng)過反FFT運算，疊加合成后變?yōu)闀r域信號，此時域信號傳輸?shù)揭纛l處理芯片中進行D/A轉換。
[0041]要說明的是該音頻收發(fā)信號處理模塊工作原理如下:音頻收發(fā)模塊一般安裝在窗戶中央靠室內的樓板上，或者安裝在房屋門匡上方，根據(jù)室外噪音傳入室內的通道位置進行安裝。系統(tǒng)電源通電后，在數(shù)字信號處理單元的控制下，整個主音頻收發(fā)信號處理模塊進行初始化各個系統(tǒng)，初始化完成后，整個系統(tǒng)開始工作，在用戶界面模塊或者設置有應用軟件的移動終端的設定下，如果音頻收發(fā)信號處理模塊處于工作狀態(tài)下，當窗戶室外的噪音信號通過音頻收發(fā)模塊時，聲音檢測轉換單元然后把噪音信號變?yōu)殡妷盒盘枺撾妷盒盘杺鬏數(shù)揭纛l處理芯片進行A/D轉換，把電壓信號轉變?yōu)閿?shù)字信號。轉換完成的數(shù)字信號傳輸?shù)綌?shù)字信號處理器中，數(shù)字信號處理器對該數(shù)字聲音信號進行FFT轉換，把噪音信號由時域轉換為頻域，對整個聲音頻譜進行分析，根據(jù)用戶設定的工作模式，對此聲音頻譜進行計算，把整個聲音頻譜中非噪音聲音頻譜處理掉，剩下的頻普通過等幅反相位計算然后加上人耳聽覺特性自適應算法，得出新的聲音頻譜。該新聲音頻譜經(jīng)過反FFT運算,疊加合成后變?yōu)闀r域信號，此時域信號傳輸?shù)揭纛l處理芯片中進行D/A轉換。轉換后的模擬電信號傳輸聲音播放單元，該單元發(fā)出聲音該聲音與噪音的頻譜存在180度相位差，為與噪音信號等幅反相位的信號，該信號與噪音信號中和。從而降低室外的噪音傳入室內。從而降低整個室內的噪音。
[0042]本實施例中，所述的移動終端包括手機或平板電腦，在該手機或平板電腦上設置應用軟件，該應用軟件主要功能是通過用戶界面模塊的通信單元對音頻收發(fā)信號處理模塊的工作狀態(tài)和模式進行控制、監(jiān)視。它可以在ANDROID，IPHONE等主流OS上運行，用戶下載該程序在自己的智能手機或者電腦終端軟件上，然后通過W1-FI或者藍牙與處理模塊進行通信，對用戶界面模塊的工作模式進行設定，用戶界面模塊和音頻收發(fā)信號處理模塊把兩者工作參數(shù)信息實時傳遞到軟件上。方便用戶管理和控制音頻收發(fā)信號處理模塊。
[0043]用戶界面模塊由電源模塊、聲音檢測轉換單元、聲音播放單元、音頻處理單元(音頻A/D，D/A轉換芯片)、數(shù)字信號處理器單元、無線通信單元組成、LED顯示器以及按鈕、存儲單元組成。其中，電源模塊的作用是為主音頻收發(fā)信號處理模塊中的其它各個單元工作。提供穩(wěn)定可靠的電源。它由電源芯片構成。聲音檢測轉換單元主要作用是檢測噪音信號，把噪音信號轉變?yōu)橄鄳哪M電信號。采用麥克風來實現(xiàn)。聲音播放單元把模擬電信號轉換為相應的聲音信號，本實施例采用揚聲器來實現(xiàn)。無線通信單元:無線通信單元功能主要是手機軟件或者平板電腦軟件與用戶界面模塊進行通信，它使用藍牙通信或者W1-FI通信方式。用戶可以自行選擇兩種通信方式中的一種。音頻處理單元(音頻A/D，D/A轉換芯片):音頻處理單元把聲音檢測轉換單元所檢測到的噪音信號轉換后的電信號進行A/D轉換。然后把此轉換后的數(shù)字信號傳遞給數(shù)字信號處理單元。另外一方面，把數(shù)字信號處理單元發(fā)出的數(shù)字信號轉換為模擬信號，然后傳輸?shù)铰曇舨シ艈卧?。本實施例中，該聲音播放單元采用音頻芯片來實現(xiàn)。數(shù)字信號處理器單元:該單元的功能有兩個方面一方面管理各個音頻收發(fā)信號處理模塊的運行工作。另外一方面管理自身系統(tǒng)的運行方式以及對自身收發(fā)信號處理模塊各個單元的工作進行控制，對音頻處理芯片處理后的數(shù)字聲音信號進行FFT轉換，把噪音信號由時域轉換為頻域，對整個聲音頻譜進行分析，根據(jù)用戶設定的工作模式，對此聲音頻譜進行計算，把整個聲音頻譜中非噪音聲音頻譜處理掉，剩下的頻普通過等幅反相位計算，得出新的聲音頻譜。該新聲音頻譜經(jīng)過反FFT運算，疊加合成后變?yōu)闀r域信號，此時域信號傳輸?shù)揭纛l處理芯片中進行D/A轉換。存儲單元:存儲單元主要作用是存儲整個系統(tǒng)運行的程序以及存儲系統(tǒng)信息參數(shù)，它由RAM和ROM所組成，ROM主要功能是存儲系統(tǒng)運行的程序以及工作參數(shù)，RAM為正常系統(tǒng)工作時程序的工作場所。本實施例中，人機交互模塊是由LED顯示器以及按鈕構成，該LED顯示器以及按鈕的功能與手機軟件功能一樣，顯示器主要顯示系統(tǒng)的各運行參數(shù)以及通過按鈕對各參數(shù)值以及工作模式進行設定，為人機接口。
[0044]其中該用戶界面模塊工作原理:電源接通后，系統(tǒng)數(shù)字信號處理單元進行系統(tǒng)的初始化，用戶界面模塊從存儲單元的ROM中裝載程序到RAM中，初始化完成后，系統(tǒng)開始正常工作。一方面與各音頻收發(fā)信號處理模塊進行信息交換，控制各音頻收發(fā)信號處理模塊的工作模式。另外一個方面當有噪音信號通過用戶界面模塊時，聲音檢測轉換單元然后把噪音信號變?yōu)殡妷盒盘枺撾妷盒盘杺鬏數(shù)揭纛l處理芯片進行A/D轉換，把電壓信號轉變?yōu)閿?shù)字信號。轉換完成的數(shù)字信號傳輸?shù)綌?shù)字信號處理器中，數(shù)字信號處理器對該數(shù)字聲音信號進行FFT轉換，把噪音信號由時域轉換為頻域，對整個聲音頻譜進行分析，根據(jù)用戶設定的工作模式，對此聲音頻譜進行計算，把整個聲音頻譜中非噪音聲音頻譜處理掉，剩下的頻普通過等幅反相位計算然后加上人耳聽覺特性自適應算法，得出新的聲音頻譜。該新聲音頻譜經(jīng)過反FFT運算，疊加合成后變?yōu)闀r域信號，此時域信號傳輸?shù)揭纛l處理芯片中進行D/A轉換。轉換后的模擬電信號傳輸聲音播放單元，該單元發(fā)出聲音與噪音的頻譜存在180度相位差，為與噪音信號等幅值反相位的信號，該信號與噪音信號中和。從而降低室外的噪音傳入室內。從而降低室內的噪音。
[0045]當用戶打開手機軟件時，用戶界面模塊與與用戶手機建立通信，用戶界面模塊把工作參數(shù)信息傳遞到用戶手機軟件上，用戶可以實時查看和設定工作模式，當用戶設定工作參數(shù)模式后，用戶界面模塊收到信息，然后經(jīng)過運算，把命令傳送到各個用戶界面模塊。每一塊用戶界面模塊可以最多管理65526個音頻收發(fā)信號處理模塊。
[0046]還需強調的是，主音頻收發(fā)信號處理模塊一般安裝在外部噪音傳送到室內的通道上面，比如窗戶，門口，還有室內其它房間內的噪音傳輸?shù)揭察o的室內的通道上，一般噪音傳輸?shù)耐ǖ罏殚T和窗戶，從這些通道傳輸過來的噪音主音頻收發(fā)信號處理模塊傳感器在接受到這些噪音信號的時候，能夠計算，發(fā)出等幅反相位的噪音，與原噪音中和，達到降低噪音傳入室內的效果。
[0047]用戶界面模塊安裝在室內的有帶插座的墻壁上，一些低頻率的噪音通過墻壁傳入室內，用戶界面模塊的傳感器探測到，然后經(jīng)過計算，發(fā)出等幅反相位的噪音，與原噪音中和，達到降低噪音傳入室內的效果。
[0048]手機軟件或者平板電腦終端軟件:使用藍牙或者W1-FI的無線通信方式與用戶界面模塊來進行通信，用戶在軟件上可以控制用戶界面模塊工作方式，用戶界面模塊的工作參數(shù)也可以傳輸?shù)绞謾C軟件上，用戶也可以控制用戶界面模塊的開機與關機，用戶界面模塊通過藍牙或者W1-FI的無線網(wǎng)絡通信形式與各主音頻收發(fā)信號處理模塊進行信息傳輸，控制各主音頻收發(fā)信號處理模塊的工作方式和進行工作信息交換。[0049]以一個房間為例,如果有6個窗戶和兩個門，那么要防止外部的噪音傳輸?shù)绞覂龋敲窗惭b8個主音頻收發(fā)信號處理模塊到窗戶和兩個門的位置，然后安裝一個用戶界面模塊，用戶界面模塊管理8個主音頻收發(fā)信號處理模塊的工作。
[0050]用戶可以選擇以下幾種方式來工作:室外純靜音模式、室內外純靜音模式、室內純靜音模式、允許室外講話聲音過濾模式、允許室內講話聲音過濾模式、允許室內外講話聲音過濾模式。
[0051]室外純靜音模式:該模式是減少任何室外傳入室內的聲音。把所有室外的聲音都列為噪音。所有室外聲音都減少消除。而對室內的聲音不作為噪音，不進行消除。
[0052]室內外純靜音模式:該模式是把室內和室外的聲音都列為噪音，都進行消除。
[0053]室內純靜音模式；該模式把室內的聲音列為噪音進行消除，把室外噪音不列為噪音不進行消除。
[0054]允許室外講話聲音過濾模式:該模式是把室外的人講話的聲音以外的聲音都列為需要消除的聲音。對室外人講話的聲音不列為噪音，不進行減少消除。對室內的任何聲音都列為噪音進行消除。
[0055]允許室內講話聲音過濾模式:該模式是把室內的人講話的聲音以外的聲音都列為需要消除的聲音。對室外人講話的聲音不列為噪音，不進行減少消除。把室外的任何聲音都列為噪音進行消除。
[0056]允許室內外講話聲音過濾模式:該模式把室內外的人講話的聲音都不列為噪音信號不進行消除，對其它聲音都列為噪音信號進行消除。
[0057]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，凡依本發(fā)明申請專利范圍所做的均等變化與修飾，皆應屬本發(fā)明的涵蓋范圍。
【權利要求】
1.一種房屋智能有源降噪的方法，其特征在于包括以下步驟: 步驟SOl:采集一預定區(qū)域的聲音信號，并轉為數(shù)字聲音信號； 步驟S02:將所述的數(shù)字聲音信號進行FFT轉換，把聲音信號由時域轉換為頻域，對整個聲音信號的頻譜進行分析，根據(jù)用戶設定的工作模式，把整個聲音信號的頻譜中非噪音的聲音頻譜處理掉，剩下的頻普通過等幅反相位計算，并加上人耳聽覺特性自適應算法，得出新的聲音頻譜； 步驟S03:將新的聲音頻譜經(jīng)過反FFT運算，疊加合成后變?yōu)闀r域信號； 步驟S04:將步驟S03所得的時域信號轉換為模擬信號經(jīng)一發(fā)聲單元發(fā)出。
2.根據(jù)權利要求1所述的房屋智能有源降噪的方法，其特征在于:所述步驟SOl中所述采集一預定區(qū)域的聲音信號的實現(xiàn)方式是通過在外部噪音傳送到室內的通道上面設置聲音檢測轉換單元實現(xiàn)，該聲音檢測轉換單元通過麥克風采集聲音信號，并轉換成模擬電信號。
3.根據(jù)權利要求1所述的房屋智能有源降噪的方法，其特征在于:所述工作模式包括: 室外純靜音模式:該模式是把所有室外的聲音都列為噪音，所有室外聲音都消除，而對室內的聲音不作為噪音，不進行消除； 室內外純靜音模式:該模式是把室內和室外的聲音都列為噪音，都進行消除； 室內純靜音模式；該模式把室內的聲音列為噪音進行消除，把室外噪音不列為噪音不進行消除； 允許室外講話聲音過濾模式:該模式是把室外的人講話的聲音以外的聲音都列為需要消除的聲音，對室外人講話的聲音不列為噪音，不進行消除，對室內的任何聲音都列為噪音進行消除； 允許室內講話聲音過濾模式:該模式是把室內的人講話的聲音以外的聲音都列為需要消除的聲音，對室外人講話的聲音不列為噪音，不進行減少消除，把室外的任何聲音都列為噪音進行消除； 允許室內外講話聲音過濾模式:該模式把室內外的人講話的聲音都不列為噪音信號不進行消除，對其它聲音都列為噪音信號進行消除。
4.一種房屋智能有源降噪的裝置，其特征在于:該裝置包括音頻收發(fā)信號處理模塊，該音頻收發(fā)信號處理模塊包括: 為該音頻收發(fā)信號處理模塊供電的電源模塊； 聲音檢測轉換單元，用以采集一預定區(qū)域的聲音信號，并轉變?yōu)槟M電信號； 音頻處理單元，用以將所述的模擬電信號轉變?yōu)閿?shù)字聲音信號； 數(shù)字信號處理器單元；用以將所述的數(shù)字聲音信號進行FFT轉換，把聲音信號由時域轉換為頻域，對整個聲音信號的頻譜進行分析，根據(jù)用戶設定的工作模式，把整個聲音信號的頻譜中非噪音的聲音頻譜處理掉，剩下的頻普通過等幅反相位計算，并加上人耳聽覺特性自適應算法，得出新的聲音頻譜；將新的聲音頻譜經(jīng)過反FFT運算，疊加合成后變?yōu)闀r域信號，所述的時域信號經(jīng)所述音頻處理單元轉換為模擬信號；以及聲音播放單元，用以播放模擬信號。
5.根據(jù)權利要求4所述的房屋智能有源降噪的裝置，其特征在于:所述的數(shù)字信號處理單元還連接有一無線通信單元，用以實現(xiàn)無線遠程控制。
6.根據(jù)權利要求5所述的房屋智能有源降噪的裝置，其特征在于:該裝置還包括 用戶界面模塊，該用戶界面模塊包括另一音頻收發(fā)信號處理模塊，該另一音頻收發(fā)信號處理模塊的數(shù)字信號處理單元還連接有與所述無線通信單元通信的無線通信模塊、人機交互模塊以及存儲單元。
7.根據(jù)權利要求6所述的房屋智能有源降噪的裝置，其特征在于:還包括移動終端，所述的移動終端設置有應用軟件，該應用軟件通過該移動終端對所述音頻收發(fā)信號處理模塊的工作狀態(tài)和模式進行控制、監(jiān)視。
8.根據(jù)權利要求7所述的房屋智能有源降噪的裝置，其特征在于:所述的移動終端對所述音頻收發(fā)信號處理模塊的的通信方式采用W1-FI或者藍牙。
9.根據(jù)權利要求4所述的房屋智能有源降噪的裝置，其特征在于:所述采集一預定區(qū)域的聲音信號的實現(xiàn)方式是通過在外部噪音傳送到室內的通道上面設置聲音檢測轉換單元實現(xiàn)，該聲音檢測轉換單元通過麥克風采集聲音信號，并轉換成模擬電信號。
10.根據(jù)權利要求4所述的房 屋智能有源降噪的方法，其特征在于:所述工作模式包括: 室外純靜音模式:該模式是把所有室外的聲音都列為噪音，所有室外聲音都消除，而對室內的聲音不作為噪音，不進行消除； 室內外純靜音模式:該模式是把室內和室外的聲音都列為噪音，都進行消除； 室內純靜音模式；該模式把室內的聲音列為噪音進行消除，把室外噪音不列為噪音不進行消除； 允許室外講話聲音過濾模式:該模式是把室外的人講話的聲音以外的聲音都列為需要消除的聲音，對室外人講話的聲音不列為噪音，不進行消除，對室內的任何聲音都列為噪音進行消除； 允許室內講話聲音過濾模式:該模式是把室內的人講話的聲音以外的聲音都列為需要消除的聲音，對室外人講話的聲音不列為噪音，不進行減少消除，把室外的任何聲音都列為噪音進行消除； 允許室內外講話聲音過濾模式:該模式把室內外的人講話的聲音都不列為噪音信號不進行消除，對其它聲音都列為噪音信號進行消除。
【文檔編號】G10L21/0224GK103745728SQ201410007863
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2014年1月8日 優(yōu)先權日:2014年1月8日
【發(fā)明者】葉蘭玉 申請人:葉蘭玉