本實(shí)用新型涉及降噪領(lǐng)域，具體而言，涉及一種降噪裝置。

背景技術(shù)：

噪聲，也稱噪音，是讓聽到它的人和自然界帶來煩惱的、不受歡迎的聲音。影響人們工作學(xué)習(xí)休息的聲音都稱為噪聲。對噪聲的感受因各人的感覺、習(xí)慣等而不同，因此噪聲有時(shí)是一個(gè)主觀的感受。一般來說人們將影響人的交談或思考的環(huán)境聲音稱為噪聲。

雖然我們使用的耳機(jī)產(chǎn)品越來越高檔，享受音樂的品質(zhì)也越來越高，但不過不得不承認(rèn)的是城市的噪聲污染越來越嚴(yán)重，在室外使用普通耳機(jī)耳塞，只能提高音量來蓋過噪聲，這樣一來不但不能享受美妙的音樂，對自己的聽力也有很大的影響，你也許很快就會(huì)感到聽覺疲勞。很多便攜式耳機(jī)越來越考慮到隔音的問題，但終歸是治標(biāo)不治本的辦法，在外界聆聽音樂總歸是要同很多噪聲一起“享受”的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型提供了一種降噪裝置，以至少解決相關(guān)技術(shù)中環(huán)境噪聲難以消除的問題。

根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)方面，提供了一種降噪裝置，包括：采集模塊，用于采集環(huán)境噪聲信號；生成模塊，用于生成所述環(huán)境噪聲信號的反相信號；降噪模塊，用于播放所述反相信號，以實(shí)現(xiàn)對所述環(huán)境噪聲信號的降噪。

可選地，生成模塊包括：篩選單元，用于將所述環(huán)境噪聲信號與噪聲樣本庫中的預(yù)設(shè)噪聲樣本進(jìn)行特征比對，篩選出與所述環(huán)境噪聲信號特征匹配的一個(gè)或者多個(gè)噪聲樣本；生成單元，用于根據(jù)所述一個(gè)或者多個(gè)噪聲樣本，生成所述環(huán)境噪聲信號的反相信號。

可選地，所述裝置還包括：獲取模塊，用于通過麥克風(fēng)采集噪聲樣本或者通過數(shù)據(jù)接口接收噪聲樣本；存儲(chǔ)模塊，用于將噪聲樣本存儲(chǔ)至所述噪聲樣本庫。

可選地，所述裝置還包括：選擇模塊，用于從所述噪聲樣本庫中選擇部分或者全部噪聲樣本作為所述預(yù)設(shè)噪聲樣本。

可選地，生成單元包括：第一生成子單元，用于直接生成與所述環(huán)境噪聲信號的幅度相同、與所述一個(gè)或者多個(gè)噪聲樣本的相位相反的所述環(huán)境噪聲信號的反相信號；或者第二生成子單元，用于在所述噪聲樣本庫中存儲(chǔ)有與所述一個(gè)或者多個(gè)噪聲樣本對應(yīng)的一個(gè)或者多個(gè)反相信號樣本的情況下，讀取所述一個(gè)或者多個(gè)反相信號樣本并調(diào)整所述一個(gè)或者多個(gè)反相信號樣本的幅度，得到所述環(huán)境噪聲信號的反相信號。

通過本實(shí)用新型，采用采集環(huán)境噪聲信號；生成環(huán)境噪聲信號的反相信號；播放反相信號，以實(shí)現(xiàn)對環(huán)境噪聲信號的降噪的方式，解決了環(huán)境噪聲難以消除的問題，實(shí)現(xiàn)了環(huán)境噪聲的降噪。

附圖說明

此處所說明的附圖用來提供對本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請的一部分，本實(shí)用新型的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本實(shí)用新型，并不構(gòu)成對本實(shí)用新型的不當(dāng)限定。在附圖中：

圖1是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的降噪方法的流程圖；

圖2是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的降噪方法的示意圖一；

圖3是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的降噪方法的示意圖二；

圖4是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的降噪裝置的結(jié)構(gòu)框圖；

圖5是根據(jù)本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例的降噪裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下文中將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來詳細(xì)說明本實(shí)用新型。需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。

需要說明的是，本實(shí)用新型的說明書和權(quán)利要求書及上述附圖中的術(shù)語“第一”、“第二”等是用于區(qū)別類似的對象，而不必用于描述特定的順序或先后次序。

在本實(shí)施例中提供了一種降噪方法，圖1是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的降噪方法的流程圖，如圖1所示，該流程包括如下步驟：

步驟S101，采集環(huán)境噪聲信號；

步驟S102，生成環(huán)境噪聲信號的反相信號；

步驟S103，播放反相信號，以實(shí)現(xiàn)對環(huán)境噪聲信號的降噪。

通過上述步驟，由于聲音的傳播是通過介質(zhì)的振動(dòng)來實(shí)現(xiàn)，波與波之間如果呈反相則會(huì)在理論條件下實(shí)現(xiàn)抵消。這就好比平靜的湖中兩組不同方向的波浪相互抵消一個(gè)道理。因此，播放與環(huán)境噪聲信號的相位相反的反相信號，則能夠全部或者部分抵消掉環(huán)境噪聲信號?？梢姡ㄟ^本實(shí)用新型，解決了環(huán)境噪聲難以消除的問題，實(shí)現(xiàn)了環(huán)境噪聲的降噪。

在本實(shí)用新型實(shí)施例中，采集環(huán)境噪聲信號采用拾音器(即麥克風(fēng))，生成反相信號采用高速處理芯片，播放反相信號使用高保真揚(yáng)聲器(或稱為高還原度揚(yáng)聲器)。

圖2是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的降噪方法的示意圖一，如圖2所示，采集到環(huán)境噪聲信號之后，生成與該環(huán)境噪聲信號的相位完全相反的反相信號，并播放該反相信號。根據(jù)相關(guān)技術(shù)中的波形變換可知，任何一個(gè)模擬信號，可以分解為多個(gè)正弦信號和/或余弦信號的疊加；因此，在獲得環(huán)境噪聲信號之后，將環(huán)境噪聲信號分解為多個(gè)正/余弦信號，并為每個(gè)正/余弦信號生成相位相差180°的反相信號(在實(shí)際信號處理過程中，相當(dāng)于把各個(gè)正/余弦信號分別提前或者滯后180°的相位)，同時(shí)保持對應(yīng)的正/余弦信號與其反相信號的幅度相同，則可以完全抵消環(huán)境噪聲。

圖3是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的降噪方法的示意圖二，如圖3所示，可選地，生成環(huán)境噪聲信號的反相信號時(shí)，還可以將環(huán)境噪聲信號與噪聲樣本庫中的預(yù)設(shè)噪聲樣本進(jìn)行特征比對，篩選出與環(huán)境噪聲信號特征匹配的一個(gè)或者多個(gè)噪聲樣本；根據(jù)一個(gè)或者多個(gè)噪聲樣本，生成環(huán)境噪聲信號的反相信號。通過該方式，可以對特定的環(huán)境噪聲信號進(jìn)行降噪。

可選地，在將環(huán)境噪聲信號與預(yù)設(shè)噪聲樣本進(jìn)行特征比對之前，可以通過麥克風(fēng)采集噪聲樣本或者通過數(shù)據(jù)接口接收噪聲樣本；將噪聲樣本存儲(chǔ)至噪聲樣本庫。其中，數(shù)據(jù)接口包括但不限于：有線數(shù)據(jù)接口或者無線數(shù)據(jù)接口。通過麥克風(fēng)采集噪聲樣本的方式，適用于比較固定的場景的環(huán)境降噪，例如，位于馬路旁的場景下，通過采集汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的噪聲樣本，能夠?qū)崿F(xiàn)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲的精確降噪。

可選地，在將環(huán)境噪聲信號與噪聲樣本庫中的預(yù)設(shè)噪聲樣本進(jìn)行特征比對之前，還可以從噪聲樣本庫中選擇部分或者全部噪聲樣本作為預(yù)設(shè)噪聲樣本。通過該方式，用戶可以自主選擇需要對哪些噪聲進(jìn)行降噪。

可選地，環(huán)境噪聲信號的反相信號可以是實(shí)時(shí)生成的，可以是預(yù)先與噪聲樣本對應(yīng)存儲(chǔ)在噪聲樣本庫中的。此時(shí)，根據(jù)一個(gè)或者多個(gè)噪聲樣本，生成環(huán)境噪聲信號的反相信號時(shí)，可以直接生成與環(huán)境噪聲信號的幅度相同、與一個(gè)或者多個(gè)噪聲樣本的相位相反的環(huán)境噪聲信號的反相信號；或者在噪聲樣本庫中存儲(chǔ)有與一個(gè)或者多個(gè)噪聲樣本對應(yīng)的一個(gè)或者多個(gè)反相信號樣本的情況下，還可以讀取一個(gè)或者多個(gè)反相信號樣本并調(diào)整一個(gè)或者多個(gè)反相信號樣本的幅度，得到環(huán)境噪聲信號的反相信號。其中，預(yù)先存儲(chǔ)環(huán)境噪聲樣本的反相信號，可以提高反相信號的生成效率，即在生成時(shí)，只需要調(diào)整反相信號的幅度即可。

通過以上的實(shí)施方式的描述，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以清楚地了解到根據(jù)上述實(shí)施例的方法可借助軟件加必需的通用硬件平臺的方式來實(shí)現(xiàn)，當(dāng)然也可以通過硬件，但很多情況下前者是更佳的實(shí)施方式?；谶@樣的理解，本實(shí)用新型的技術(shù)方案本質(zhì)上或者說對現(xiàn)有技術(shù)做出貢獻(xiàn)的部分可以以軟件產(chǎn)品的形式體現(xiàn)出來，該計(jì)算機(jī)軟件產(chǎn)品存儲(chǔ)在一個(gè)存儲(chǔ)介質(zhì)(如ROM/RAM、磁碟、光盤)中，包括若干指令用以使得一臺終端設(shè)備(可以是手機(jī)，計(jì)算機(jī)，服務(wù)器，或者網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等)執(zhí)行本實(shí)用新型各個(gè)實(shí)施例所述的方法。

在本實(shí)施例中還提供了一種降噪裝置，該裝置用于實(shí)現(xiàn)上述實(shí)施例及優(yōu)選實(shí)施方式，已經(jīng)進(jìn)行過說明的不再贅述。如以下所使用的，術(shù)語“模塊”可以實(shí)現(xiàn)預(yù)定功能的軟件和/或硬件的組合。盡管以下實(shí)施例所描述的裝置較佳地以軟件來實(shí)現(xiàn)，但是硬件，或者軟件和硬件的組合的實(shí)現(xiàn)也是可能并被構(gòu)想的。

圖4是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的降噪裝置的結(jié)構(gòu)框圖，如圖4所示，該裝置包括：采集模塊41、生成模塊42和降噪模塊43，其中，采集模塊41，用于采集環(huán)境噪聲信號；生成模塊42，耦合至采集模塊41，用于生成環(huán)境噪聲信號的反相信號；降噪模塊43，耦合至生成模塊42，用于播放反相信號，以實(shí)現(xiàn)對環(huán)境噪聲信號的降噪。

通過上述結(jié)構(gòu)，解決了環(huán)境噪聲難以降噪的技術(shù)問題。該裝置可以設(shè)置在音頻播放位置，例如，在將該裝置應(yīng)用在耳機(jī)上時(shí)，采集模塊41為一個(gè)或者多個(gè)拾音器，設(shè)置在耳機(jī)罩內(nèi)和/或者耳機(jī)罩外；生成模塊42為高速處理芯片，可以設(shè)置在耳機(jī)的電路板上；降噪模塊43為一個(gè)或者多個(gè)揚(yáng)聲器，設(shè)置在耳機(jī)罩內(nèi)。

可選地，生成模塊42包括：篩選單元，用于將環(huán)境噪聲信號與噪聲樣本庫中的預(yù)設(shè)噪聲樣本進(jìn)行特征比對，篩選出與環(huán)境噪聲信號特征匹配的一個(gè)或者多個(gè)噪聲樣本；生成單元，耦合至篩選單元，用于根據(jù)一個(gè)或者多個(gè)噪聲樣本，生成環(huán)境噪聲信號的反相信號。

可選地，裝置還可以包括：獲取模塊，用于通過麥克風(fēng)采集噪聲樣本或者通過數(shù)據(jù)接口接收噪聲樣本；存儲(chǔ)模塊，耦合至獲取模塊和篩選單元，用于將噪聲樣本存儲(chǔ)至噪聲樣本庫。

可選地，裝置還包括：選擇模塊，耦合至所述篩選單元，用于從噪聲樣本庫中選擇部分或者全部噪聲樣本作為預(yù)設(shè)噪聲樣本。

可選地，生成單元包括：第一生成子單元，用于直接生成與環(huán)境噪聲信號的幅度相同、與一個(gè)或者多個(gè)噪聲樣本的相位相反的環(huán)境噪聲信號的反相信號；或者第二生成子單元，用于在噪聲樣本庫中存儲(chǔ)有與一個(gè)或者多個(gè)噪聲樣本對應(yīng)的一個(gè)或者多個(gè)反相信號樣本的情況下，讀取一個(gè)或者多個(gè)反相信號樣本并調(diào)整一個(gè)或者多個(gè)反相信號樣本的幅度，得到環(huán)境噪聲信號的反相信號。

需要說明的是，上述各個(gè)模塊是可以通過軟件或硬件來實(shí)現(xiàn)的，對于后者，可以通過以下方式實(shí)現(xiàn)，但不限于此：上述模塊均位于同一處理器中；或者，上述模塊分別位于多個(gè)處理器中。

本實(shí)用新型的實(shí)施例還提供了一種軟件，該軟件用于執(zhí)行上述實(shí)施例及優(yōu)選實(shí)施方式中描述的技術(shù)方案。

本實(shí)用新型的實(shí)施例還提供了一種存儲(chǔ)介質(zhì)。在本實(shí)施例中，上述存儲(chǔ)介質(zhì)可以被設(shè)置為存儲(chǔ)用于執(zhí)行以下步驟的程序代碼：

步驟S101，采集環(huán)境噪聲信號；

步驟S102，生成環(huán)境噪聲信號的反相信號；

步驟S103，播放反相信號，以實(shí)現(xiàn)對環(huán)境噪聲信號的降噪。

可選地，在本實(shí)施例中，上述存儲(chǔ)介質(zhì)可以包括但不限于：U盤、只讀存儲(chǔ)器(Read-Only Memory，簡稱為ROM)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(Random Access Memory，簡稱為RAM)、移動(dòng)硬盤、磁碟或者光盤等各種可以存儲(chǔ)程序代碼的介質(zhì)。

可選地，本實(shí)施例中的具體示例可以參考上述實(shí)施例及可選實(shí)施方式中所描述的示例，本實(shí)施例在此不再贅述。

為了使本實(shí)用新型實(shí)施例的描述更加清楚，下面結(jié)合優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行描述和說明。

相關(guān)技術(shù)中降噪耳機(jī)分為兩種：被動(dòng)降噪耳機(jī)和主動(dòng)降噪耳機(jī)，其中，被動(dòng)式降噪耳機(jī)主要通過包圍耳朵形成封閉空間，或者采用硅膠耳塞等隔音材料來阻擋外界噪聲。由于噪聲沒有經(jīng)過降噪電路芯片處理，一般只能阻隔高頻噪聲，對低頻噪聲降噪效果不明顯。

耳機(jī)主動(dòng)降噪(Active Noise Cancellation，簡稱為ANC)，是指采集環(huán)境噪音，并產(chǎn)生與噪音反相(相位相反)的信號用耳機(jī)等裝置回放，用以抵消噪音的技術(shù)。這種方法基于疊加原理，當(dāng)波形相同、相位相差180。的兩個(gè)信號相互疊加時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生干涉相消現(xiàn)象。

大部分ANC系統(tǒng)采用兩種主要結(jié)構(gòu)中的一種：前饋式和反饋式。在前饋式系統(tǒng)中，采樣麥克風(fēng)位于耳機(jī)外部，用以采集進(jìn)入耳機(jī)的噪音，喇叭用以播放反相信號，用以抵消噪音。在反饋式系統(tǒng)中，麥克風(fēng)位于耳機(jī)內(nèi)部，采集所謂的“誤差信號”，這就是說，麥克風(fēng)采集了正常播放的音樂信號與殘留噪音混合的信號，把正常播放的音樂信號減去后，就得到了殘留的噪音。通過恰當(dāng)?shù)姆答侂娐罚梢允拐`差信號與正常音樂的差別盡可能減小，也就是說，降低了噪音。

主動(dòng)降噪的聲音頻率范圍一般在是100Hz-1kHz這個(gè)頻段的，而大部分環(huán)境和車輛噪音是在100Hz-1kHz范圍內(nèi)，所以對環(huán)境車輛噪音降噪效果非常明顯。ANC系統(tǒng)產(chǎn)生的降噪信號，是對所有這個(gè)范圍內(nèi)的聲音都有抵消效果的，也就是說，可能我們所需要的有用信號，也被抵消掉了。這樣不夠智能。我們希望有一項(xiàng)技術(shù)可以識別噪音，保留我們所需要的聲音信號。

在本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例中，提供了一種在相關(guān)技術(shù)中的ANC降噪基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)的智能降噪技術(shù)。ANC主動(dòng)降噪的原理就是收集噪音信號，然后產(chǎn)生一個(gè)與噪音信號反相的消音信號，從而抵消噪音。但是收集噪音的這個(gè)過程并不是智能的，它是有一個(gè)預(yù)設(shè)的噪音頻段的，一般為100Hz-1kHz。這屬于低音頻段。我們平常所謂的噪音，比如車輛、飛機(jī)、地鐵等噪音，都屬于這個(gè)頻段。在這個(gè)預(yù)設(shè)頻段里面的所有聲音，都會(huì)被抵消掉，包括噪音及有用聲音。也就是說，有用聲音可能也被消掉了。本實(shí)用新型的技術(shù)改進(jìn)之處在于，我們可以預(yù)設(shè)一些噪音的特性。比如車輛、飛機(jī)、地鐵等噪音，它們其實(shí)是比較有特點(diǎn)的。我們可以在音頻處理系統(tǒng)里預(yù)設(shè)這些典型噪音的波形。其原理就是對噪聲的波形樣本進(jìn)行取樣以后，在后期的處理中對整段素材的波形和采樣噪聲樣本分析，自動(dòng)去除噪聲。當(dāng)麥克風(fēng)捕捉到這些噪音時(shí)，再通過降噪系統(tǒng)輸出反相波形來抵消。合適的算法能夠分析出背景中聽得見和聽不見的噪音，接著通過一種特定的算法產(chǎn)生信號，與原信號相位偏移或相反。這種相位反向的聲波放大到與原信號振幅成比例后相疊加，產(chǎn)生相消干涉。這樣就有效地減小了背景噪音。

這樣就可以單獨(dú)的過濾掉噪音，而我們需要的有用聲音就被保留下來了。我們降噪的對象主要集中在1kHz及以下。主動(dòng)降噪對于相位比較敏感。而在耳機(jī)和耳廓/耳道形成的狹窄閉空間內(nèi)，不可避免地由于人耳個(gè)體差異或佩帶差異會(huì)引起相位的偏差，但是此時(shí)波長較長的低頻成分的相位相對高頻成分更加穩(wěn)定。

在本優(yōu)選實(shí)施例中，還可以根據(jù)顧客的需求自定義化。比如嬰兒的哭聲、裝修的聲音、火車經(jīng)過的聲音，我們都可以預(yù)錄在系統(tǒng)里，并產(chǎn)生反相音頻，根據(jù)兩聲波反相疊加時(shí)，會(huì)產(chǎn)生干涉相消的原理，從而實(shí)現(xiàn)“智能降噪”。

圖5提供了一種反饋式降噪耳機(jī)的結(jié)構(gòu)，該降噪耳機(jī)的降噪裝置包括原始音頻信號51、麥克風(fēng)52、處理芯片53和揚(yáng)聲器54，其中，麥克風(fēng)52盡量靠近人耳內(nèi)部，用于采集與人耳聽到的聲音相似的聲音，相當(dāng)于原始音頻信號51與環(huán)境噪聲信號合成的聲音信號；處理芯片53一方面采集原始音頻信號51，一方面采集麥克風(fēng)52的聲音信號，并將兩個(gè)聲音信號進(jìn)行對比，則能夠得到環(huán)境噪聲信號。之后，處理芯片53則可以生成環(huán)境噪聲信號的反相信號，并通過揚(yáng)聲器54播放出來，實(shí)現(xiàn)對環(huán)境聲音的降噪。在處理芯片53生成環(huán)境噪聲信號的反相信號時(shí)，并不是像“主動(dòng)降噪”那樣，把一個(gè)頻段范圍內(nèi)的噪音都抵消掉，而是“有選擇的”的去抵消噪音，就是前面提到的我們預(yù)設(shè)的噪音樣本，并將生成符合噪聲樣本的噪聲的反相信號，從而針對性的消除特定的噪聲。

綜上所述，通過上述方式，解決了相關(guān)技術(shù)中環(huán)境噪聲難以消除的技術(shù)問題，實(shí)現(xiàn)了環(huán)境噪聲，尤其是特定的環(huán)境噪聲的降噪，有效提高聽歌清晰度，而對有用聲音信息進(jìn)行保留。

顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明白，上述的本實(shí)用新型的各模塊或各步驟可以用通用的計(jì)算裝置來實(shí)現(xiàn)，它們可以集中在單個(gè)的計(jì)算裝置上，或者分布在多個(gè)計(jì)算裝置所組成的網(wǎng)絡(luò)上，可選地，它們可以用計(jì)算裝置可執(zhí)行的程序代碼來實(shí)現(xiàn)，從而，可以將它們存儲(chǔ)在存儲(chǔ)裝置中由計(jì)算裝置來執(zhí)行，并且在某些情況下，可以以不同于此處的順序執(zhí)行所示出或描述的步驟，或者將它們分別制作成各個(gè)集成電路模塊，或者將它們中的多個(gè)模塊或步驟制作成單個(gè)集成電路模塊來實(shí)現(xiàn)。這樣，本實(shí)用新型不限制于任何特定的硬件和軟件結(jié)合。

以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本實(shí)用新型，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本實(shí)用新型可以有各種更改和變化。凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。