[发明专利]一种主动式降噪可穿戴设备

摘要

本发明为了提供一种降低外部噪声干扰的可穿戴设备，提供了一种主动式降噪的可穿戴设备。该可穿戴设备包括多个检测单元以及承载所述检测单元的带体或壳体，该可穿戴设备还包括设置于检测单元附近的主动式降噪模块。本发明提高了可穿戴设备在嘈杂环境下的检测精度和稳定度，尤其是提高了依靠声音检测的可穿戴设备，例如心跳检测的医疗类可穿戴设备、依靠语音输入的可穿戴计算机等对噪声的抑制能力。

主权项

一种主动式降噪可穿戴设备，该可穿戴设备包括多个检测单元以及承载所述检测单元的带体或壳体，其特征在于，该可穿戴设备还包括设置于检测单元附近的主动式降噪模块，所述主动式降噪模块包括控制单元、噪声采集单元、噪声分类单元、开关矩阵、包络分析单元、包络处理单元、第一反相谱生成单元、噪声谱生成单元、噪声谱处理单元、第二反相谱生成单元、降噪输出单元，所述控制单元控制开关矩阵中的各个开关的闭合或打开并控制其他所述单元的参数设置，所述噪声采集单元采集噪声信号，噪声分类单元对所述噪声信号按照预定规则进行分类，开关矩阵用于选择被分类后的噪声信号的输出与否，噪声谱生成单元用于对开关矩阵输出的噪声信号生成噪声谱，噪声谱处理单元用于对噪声谱进行数字化处理，第二反相谱生成单元根据噪声谱处理单元的输出产生第二降噪信号，降噪输出单元用于将第二降噪信号发射出去，与噪声信号进行叠加抵消；所述包络分析单元用于分析开关矩阵输出的信号的包络是否具有重复性并将其中具有重复性包络的信号输出，所述包络处理单元用于根据包络分析单元的输出进行数字化，所述第一反相谱生成单元根据数字化后的信号产生第一降噪信号；包络分析单元首先对输入包络分析单元的噪声信号按照一定时间间隔进行采样，然后将采样得到的幅值点连线成包络线；得到包络线后，确定极大值之间的间隔是否有重复甚至是规律性的重复，如果存在，则表明被输入包络分析单元的噪声信号存在重复性的声音；存在重复性的声音一般不被认为是语音信号，因此确定该重复性的声音是应当被消除掉的；若表明被输入包络分析单元的噪声信号存在重复性的声音，则包络分析单元将周期性重复的包络幅值构成的包络线输出到包络处理单元，进行数字化处理这些后续处理；否则，包络分析单元输出的信号将直接进入噪声谱生成单元而跳过包络处理单元和第一反相谱生成单元；当从包络分析单元输出的具有周期性重复特征的包络信号被输入到包络处理单元后，包络处理单元对该输入的信号进行数字化；在该数字化过程中，以包络的重复周期以及极值为二维数据组成二维矩阵；然后，将该数字化的二维矩阵输出到第一反相谱生成单元；该第一反相谱生成单元包括矩阵变换单元和信号生成单元，其中矩阵变换单元对上述二维矩阵进行取反操作，信号生成单元通过IFFT根据取反后得到的新的二维矩阵产生时域的波形，该波形在产生过程中量化尺度与上述时间间隔相同；然后，该时域波形被通过降噪输出单元发送出去，以消除待处理的噪声信号中的周期性重复噪声。