CN110830862A - 一种自适应降噪的降噪耳机 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种自适应降噪的降噪耳机，包括控制器、麦克风、喇叭和三轴加速度传感器，所述控制器包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时能够实现以下步骤：通过麦克风采集环境噪声，并根据环境噪声生成反向声波后通过喇叭输出；接收来自三轴加速度传感器的三轴加速度分量信号，并根据所述三轴加速度分量信号判断人体运动场景，并根据不同的人体运动场景来改变人耳处环境噪声中处于不同频率范围内的音频的幅度，而处于不同频率范围内的音频被改变幅度后，人耳处的环境噪声能达到不同的降噪效果，这样用户戴着降噪耳机处于不同人体运动场景时，降噪耳机能自动实现不同的降噪效果。

Description

一种自适应降噪的降噪耳机
技术领域
本发明涉及降噪耳机技术领域，特别涉及一种自适应降噪的降噪耳机。
背景技术
近几年来智能耳机产品发展迅速，尤其是降噪耳机呈现出一种陡增趋势。目前降噪耳机大多是主动式降噪耳机，其通过降噪***产生与外界噪声相等的反向声波，利用该反向声波将外界噪声消除，从而实现降噪的效果。
目前市面上的降噪耳机在不同人体运动场景下都执行同样的降噪模式，即降噪耳机在不同人体运动场景下不能实现不同的降噪效果，但用户在不同人体运动场景下，例如跑步、静止或乘车状态下，所需的降噪效果是不同的，因此现有的降噪耳机难以满足用户的需求。
发明内容
本发明要解决的技术问题是如何令降噪耳机能在不同的人体运动场景下自动实现不同的降噪效果，实现自适应降噪。
为解决上述技术问题，本发明提供一种自适应降噪的降噪耳机，包括控制器、麦克风和喇叭，所述控制器包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时能够实现以下步骤：通过麦克风采集环境噪声，并根据环境噪声生成反向声波后通过喇叭输出；
还包括三轴加速度传感器，所述计算机程序被处理器执行时还能够实现以下步骤：接收来自三轴加速度传感器的三轴加速度分量信号，并根据所述三轴加速度分量信号判断人体运动场景，并根据不同的人体运动场景来改变人耳处环境噪声中处于不同频率范围内的音频的幅度。
优选地，所述环境噪声中的音频包括人声和其他噪声。
优选地，若根据所述三轴加速度分量信号判断人体运动场景处于运动状态，则以环境噪声中的人声和其他噪声为样本产生反向声波，所述反向声波与样本的波形相反，再降低该反向声波的幅度，然后将降幅后的反向声波与环境噪声叠加以降低人耳处人声和其他噪声的幅度。
优选地，若所述三轴加速度分量信号当中，在X轴、Y轴或Z轴上的加速度分量大于预设值并呈现周期性规律，则判断人体运动场景处于运动状态。
优选地，若根据所述三轴加速度分量信号判断人体运动场景处于静止状态，则以环境噪声中的人声为样本产生反向声波，所述反向声波与样本的波形相反，再降低该反向声波的幅度，然后将降幅后的反向声波与环境噪声叠加以降低人耳处人声的幅度，并以环境噪声中的其他噪声为样本产生反向声波，所述反向声波与样本的波形相反，然后将该反向声波与环境噪声叠加以消除人耳处的其他噪声。
优选地，若所述三轴加速度分量信号当中，在X轴、Y轴和Z轴上的加速度分量都小于预设值，则判断人体运动场景处于静止状态。
优选地，若根据所述三轴加速度分量信号判断人体运动场景处于乘车状态，则以环境噪声中的人声和其他噪声为样本产生反向声波，所述反向声波与样本的波形相反，然后将该反向声波与环境噪声叠加以消除人耳处的人声和其他噪声。
优选地，若所述三轴加速度分量信号当中，在X轴、Y轴或Z轴上的加速度分量大于预设值，并且加速度分量最大的轴上的数据呈现无周期性规律，则判断人体运动场景处于乘车状态。
本发明具有以下有益效果：由于控制器会根据三轴加速度分量信号判断人体运动场景，并根据不同的人体运动场景来改变人耳处环境噪声中处于不同频率范围内的音频的幅度，而处于不同频率范围内的音频被改变幅度后，人耳处的环境噪声能达到不同的降噪效果，这样用户戴着降噪耳机处于不同人体运动场景时，降噪耳机能自动实现不同的降噪效果。
附图说明
图1是自适应降噪的降噪耳机的结构框图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本申请的示例性实施例。虽然附图中显示了本申请的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本申请而不应被这里阐述的实施例所限制。相反地，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本申请，并且能够将本申请的范围完整地传达给本领域的技术人员。
如图1所示，降噪耳机内部设有控制器1、麦克风2、喇叭3和三轴加速度传感器4，控制器1通过麦克风2采集环境噪声，并根据环境噪声生成反向声波后通过喇叭3输出，反向声波与环境噪声相互抵消，从而实现降噪功能。本实施例中，控制器1优选为TM2317主动降噪芯片。三轴加速度传感器4是一种能够测量三轴(X轴、Y轴和Z轴)加速度分量，并将相应的三轴加速度分量转换成可输出信号的传感器，三轴加速度传感器4是现有常规的器件，在此不再赘述其具体结构和工作原理。
环境噪声中，通常由人声和其他噪声构成，其中人声的频率范围一般处于85Hz～1100Hz内。本实施例的降噪耳机可根据不同的人体运动场景来改变人耳处环境噪声中人声和其他噪声的幅度，从而在不同人体运动场景下实现不同的降噪效果，具体地：
若用户戴着降噪耳机处于运动状态，则三轴加速度传感器4所测得的三轴加速度分量当中，在X轴、Y轴或Z轴上的加速度分量大于预设值并呈现周期性规律，三轴加速度传感器4输出对应的信号至控制器1，控制器1在接收到来自三轴加速度传感器4的该信号后，根据该信号判断出人体运动场景处于运动状态，控制器1以环境噪声中的人声和其他噪声为样本产生反向声波，所述反向声波与样本的波形相反，再降低该反向声波的幅度，然后将降幅后的反向声波与环境噪声叠加以降低人耳处人声和其他噪声的幅度，从而对部分人声和其他噪声进行降噪，使得降噪耳机仅减少部分环境噪声，这样用户在运动时能听到部分环境噪声，这样在意外发生时用户能及时作出反应以避免危险状况发生；
若用户戴着降噪耳机处于静止状态，则三轴加速度传感器4所测得的三轴加速度分量当中，在X轴、Y轴和Z轴上的加速度分量都小于预设值，三轴加速度传感器4输出对应的信号至控制器1，控制器1在接收到来自三轴加速度传感器4的该信号后，根据该信号判断出人体运动场景处于静止状态，控制器1以环境噪声中的人声为样本产生反向声波，所述反向声波与样本的波形相反，再降低该反向声波的幅度，然后将降幅后的反向声波与环境噪声叠加以降低人耳处人声的幅度，从而对部分人声进行降噪，并以环境噪声中的其他噪声为样本产生反向声波，所述反向声波与样本的波形相反，然后将早该反向声波与环境噪声叠加以消除人耳处的其他噪声，这样在用户静止不动时，降噪耳机保留人声但消除了其他噪声，避免用户错过重要通知；
若用户戴着降噪耳机处于乘车状态，则三轴加速度传感器4所测得的三轴加速的分量当中，在X轴、Y轴或Z轴上的加速度分量大于预设值，并且加速度分量最大的轴上的数据呈现无周期性规律，三轴加速度传感器4输出对应的信号至控制器1，控制器1在接收到来自三轴加速度传感器4的该信号后，根据该信号判断出人体运动场景处于乘车状态，控制器1以环境噪声中的人声和其他噪声为样本产生反向声波，所述反向声波与样本的波形相反，然后将该反向声波与环境噪声叠加以消除人耳处的人声和其他噪声，使得降噪耳机基本屏蔽环境噪声，这样在用户乘车时基本听不到环境噪声，从而有非常好的降噪体验。
由于控制器1会根据三轴加速度分量信号判断人体运动场景，并根据不同的人体运动场景来改变人耳处环境噪声中处于不同频率范围内的音频的幅度，而处于不同频率范围内的音频被改变幅度后，人耳处的环境噪声能达到不同的降噪效果，这样用户戴着降噪耳机处于不同人体运动场景时，降噪耳机能自动实现不同的降噪效果。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对本申请保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本申请作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本申请的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本申请技术方案的实质和范围。

Claims (8)

1.一种自适应降噪的降噪耳机，包括控制器、麦克风和喇叭，所述控制器包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时能够实现以下步骤：通过麦克风采集环境噪声，并根据环境噪声生成反向声波后通过喇叭输出；
其特征是，还包括三轴加速度传感器，所述计算机程序被处理器执行时还能够实现以下步骤：接收来自三轴加速度传感器的三轴加速度分量信号，并根据所述三轴加速度分量信号判断人体运动场景，并根据不同的人体运动场景来改变人耳处环境噪声中处于不同频率范围内的音频的幅度。
2.根据权利要求1所述的自适应降噪的降噪耳机，其特征是：所述环境噪声中的音频包括人声和其他噪声。
3.根据权利要求2所述的自适应降噪的降噪耳机，其特征是：若根据所述三轴加速度分量信号判断人体运动场景处于运动状态，则以环境噪声中的人声和其他噪声为样本产生反向声波，所述反向声波与样本的波形相反，再降低该反向声波的幅度，然后将降幅后的反向声波与环境噪声叠加以降低人耳处人声和其他噪声的幅度。
4.根据权利要求3所述的自适应降噪的降噪耳机，其特征是：若所述三轴加速度分量信号当中，在X轴、Y轴或Z轴上的加速度分量大于预设值并呈现周期性规律，则判断人体运动场景处于运动状态。
5.根据权利要求2所述的自适应降噪的降噪耳机，其特征是：若根据所述三轴加速度分量信号判断人体运动场景处于静止状态，则以环境噪声中的人声为样本产生反向声波，所述反向声波与样本的波形相反，再降低该反向声波的幅度，然后将降幅后的反向声波与环境噪声叠加以降低人耳处人声的幅度，并以环境噪声中的其他噪声为样本产生反向声波，所述反向声波与样本的波形相反，然后将该反向声波与环境噪声叠加以消除人耳处的其他噪声。
6.根据权利要求5所述的自适应降噪的降噪耳机，其特征是：若所述三轴加速度分量信号当中，在X轴、Y轴和Z轴上的加速度分量都小于预设值，则判断人体运动场景处于静止状态。
7.根据权利要求2所述的自适应降噪的降噪耳机，其特征是：若根据所述三轴加速度分量信号判断人体运动场景处于乘车状态，则以环境噪声中的人声和其他噪声为样本产生反向声波，所述反向声波与样本的波形相反，然后将该反向声波与环境噪声叠加以消除人耳处的人声和其他噪声。
8.根据权利要求7所述的自适应降噪的降噪耳机，其特征是：若所述三轴加速度分量信号当中，在X轴、Y轴或Z轴上的加速度分量大于预设值，并且加速度分量最大的轴上的数据呈现无周期性规律，则判断人体运动场景处于乘车状态。
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