[发明专利]有源噪声控制系统及其设计方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及一种有源噪声控制系统及其设计方法，尤其涉及一种运用在手机等便携式通讯产品领域的有源噪声控制系统及其设计方法。

【背景技术】

随着无线通讯的发展，全球移动电话用户越来越多，用户对移动电话的要求已不仅满足于通话，而且要能够提供高质量的通话效果，尤其是目前移动多媒体技术的发展，移动电话的通话质量更显重要。

由于大量环境噪声的存在，手机等通讯设备的受话器在播放语音时普遍信噪比不够高，特别是在街道汽车等高噪声环境中，需要提高音量才能使本地手机用户听清，但这样又可能损伤听力，或使私人通话失去私密性。常见的解决方法是采用前馈式主动噪声控制的自动降噪耳机来改善通讯质量。

然而，相关技术的自动降噪耳机，其麦克风固定置于耳机外接插孔的连线上，其位置会随连线的移动而移动，导致麦克风采集到的环境噪声相位有变化。而前馈式主动噪声控制对于信号的相位非常敏感，易导致系统性能降低或失效。

而手机不同于耳机，若只用手机本身降噪，在使用过程中，手机与人耳往往结合的并不紧密，存在次级声反馈现象。次级声反馈现象是指受话器(次级声源)发声以消除环境噪声，以及回放远端音频的时候，又传播回环境噪声采集装置处，被误认为是外部的环境噪声处理，导致对系统有害的反馈现象。这种现象往往被其它消噪方法所忽视，导致消噪效果降低、不稳定乃至失效。另外，相关技术的降噪方法都没有考虑风噪对麦克风的影响。风噪是在麦克风附近的空气湍流造成麦克风的误采集，并不像一般环境噪声会传播到人耳内，是一种有害的干扰，进而影响降噪效果。

因此，实有必要提出一种新的有源噪声控制系统及方法解决上述问题。

【发明内容】

本发明需解决的技术问题是提供一种消噪效果好的有源噪声控制系统及其设计方法。

根据上述的技术问题，设计了一种有源噪声控制系统，其目的是这样实现的：

一种有源噪声控制系统，其包括：

环境噪声采集装置、与所述环境噪声采集装置电连接的高速模数转换装置、回放音频接收装置、分别与所述高速模数转换装置和所述回放音频接收装置电连接的信号处理装置、与所述信号处理装置电连接的高速数模转换装置、与所述高速数模转换装置电连接的功率放大装置和电连接在所述功率放大装置上的受话器，其中，

所述信号处理装置包括：

环境噪声数字信号输入端，接收带风噪环境噪声数字信号；

回放音频数字信号输入端，接收需要被回放的回放音频数字信号；

风噪信号滤除模块，其包括高通滤波器，滤除所述带风噪环境噪声数字信号中的风噪，得到无风噪环境噪声数字信号并输出；

基于次级声反馈通路的反相滤波模块，其包括数字反相滤波器，将所述无风噪环境噪声数字信号经所述数字反相滤波器处理得到反相环境噪声数字信号并输出；

回放音频增益调整模块，将所述回放音频数字信号进行增益调整得到增益调整后回放音频数字信号并输出；

基于次级通路的频率响应补偿模块，其包括频率响应补偿滤波器，将所述增益调整后回放音频数字信号进行频率响应补偿得到频率响应补偿后回放音频数字信号并输出；

系数存储模块，用于预先存储所述反相滤波器和所述频率响应补偿滤波器的系数；

信号叠加模块，将所述反相环境噪声数字信号和所述频率响应补偿后回放音频数字信号进行信号叠加得到所述混合音频数字信号；

混合音频数字信号输出端，将所述混合音频数字信号输出。

优选的，所述数字反相滤波器和所述频率响应补偿滤波器皆为FIR型数字滤波器。

优选的，所述高通滤波器的通带起始频率为200Hz的。

本发明还提供了一种基于本发明所述的有源噪声控制系统的设计方法，该方法包括如下步骤：

步骤A、提供一环境噪声采集装置；

提供一高速模数转换装置；

提供一回放音频接收装置；

提供一信号处理装置，其包括环境噪声数字信号输入端、回放音频数字信号输入端、风噪信号滤除模块、基于次级声反馈通路的反相滤波模块、回放音频增益调整模块、基于次级通路的频率响应补偿模块、系数存储模块、信号叠加模块、混合音频数字信号输出端，其中，所述风噪信号滤除模块包括高通滤波器，所述基于次级声反馈通路的反相滤波模块包括数字反相滤波器，所述基于次级通路的频率响应补偿模块包括频率响应补偿滤波器；

提供一高速数模转换装置；

提供一功率放大装置；

提供一受话器；

提供一扬声器；