[发明专利]一种基于耳廓特征位置自动辨识跟踪的主动降噪装置

说明书

本发明公开了一种耳廓特征位置自动辨识跟踪的主动降噪装置，包括设置在睡眠区域的识别系统、传声器系统、机电系统、声源系统以及控制系统，所述识别系统用于采集耳廓特征位置；所述传声器系统用于采集声场参数；所述控制系统用于对所述耳廓特征位置以及所述声场参数进行处理，得到外耳坐标和反相位声波信息，并将所述所述外耳坐标和所述反相位声波信息发生至所述机电系统和所述声源系统，所述机电系统控制所述声源系统跟踪耳部位置并输出所述反相位声波以抵消人耳位置的噪声。本发明全角度自动跟踪识别人耳位置(耳廓)的特征参数识别，并跟踪人耳3D定位并发出反相位声波，对到达耳边的噪声给以抵消，实现非接触式主动降噪。

技术领域

本发明涉及噪声控制领域，特别是涉及一种基于耳廓特征位置自动辨识跟踪的主动降噪装置。

背景技术

现有主动噪声消减(Active Noise Cancellation，ANC)技术是针对环境低频噪声给以反相位的声源叠加从而达到降噪的效果。目前市场上诸如Bose，Sony等都推出了主动降噪耳机/耳罩，但其使用有一定局限性。噪声环境下工作时长期佩戴耳机和耳罩，由于耳机/耳罩接触面与皮肤接合，存在力的压迫，会影响人体耳廓、外耳道皮肤的正常热交换，长时间佩戴会导致人体的不适甚至诱发外耳道炎等。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于耳廓特征位置自动辨识跟踪的主动降噪装置，用以实现降噪装置与人体的分离，在自由空间内接近外耳道口位置形成声场消减或抑制，从而使人脱离了耳罩/耳机在噪声环境下更加自由。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种耳廓特征位置自动辨识跟踪的主动降噪装置，包括设置在睡眠区域的识别系统、传声器系统、机电系统、声源系统以及控制系统，所述控制系统分别与所述识别系统、所述传声器系统、所述机电系统以及所述声源系统连接；

所述识别系统用于采集耳廓特征位置；所述传声器系统用于采集声场参数；所述控制系统用于对所述耳廓特征位置以及所述声场参数进行处理，得到外耳坐标和反相位声波信息，并将所述所述外耳坐标和所述反相位声波信息发生至所述机电系统和所述声源系统，所述机电系统控制所述声源系统跟踪耳部位置并输出所述反相位声波以抵消人耳位置的噪声。

可选地，所述识别系统包括两个摄像头，两个摄像头位于头部上方两侧与水平位置成45度夹角处，分别对焦于左右两侧耳廓位置。

可选地，两个摄像头固定于睡眠区的支架两侧，与耳部位置距离不小于50cm。

可选地，所述传声器系统包括两个用于自由声场测量的传声器，两个传声器位于头顶上方30cm，固定于睡眠区头顶上方。

可选地，所述控制系统集成设置于睡眠区床板两侧。

可选地，所述控制系统为基于FxLMS算法的前馈有源噪声控制。

可选地，所述声源系统包括两个扬声器。

可选地，两个扬声器固定于睡眠区顶部两侧，与头部距离不小于1m。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

本发明提供了一种耳廓特征位置自动辨识跟踪的主动降噪装置，包括设置在睡眠区域的识别系统、传声器系统、机电系统、声源系统以及控制系统，所述识别系统用于采集耳廓特征位置；所述传声器系统用于采集声场参数；所述控制系统用于对所述耳廓特征位置以及所述声场参数进行处理，得到外耳坐标和反相位声波信息，并将所述所述外耳坐标和所述反相位声波信息发生至所述机电系统和所述声源系统，所述机电系统控制所述声源系统跟踪耳部位置并输出所述反相位声波以抵消人耳位置的噪声。本发明全角度自动跟踪识别人耳位置(耳廓)的特征参数识别，并跟踪人耳3D定位并发出反相位声波，对到达耳边的噪声给以抵消，实现非接触式主动降噪。本发明在自由空间内接近外耳道口位置形成声场消减或抑制，从而使人脱离了耳罩/耳机在噪声环境下更加自由。