CN112153505A - 降噪***及降噪方法 - Google Patents

Abstract

一种降噪***，用于电子装置。电子装置包括壳体。降噪***包括第一麦克风、第二麦克风以及处理器电路。第一及第二麦克风设置于壳体内。第一麦克风用于产生第一声音信号。第二麦克风相对于第一麦克风远离壳体处。第二麦克风用于产生第二声音信号。处理器电路耦接至第一麦克风以及第二麦克风。处理器电路接收来自第一麦克风的第一声音信号及第二麦克风的第二声音信号。处理器电路用于计算第一声音信号及第二声音信号之差值以取得等化增益，并且依据等化增益来调整第一声音信号以产生第三声音信号。另外，一种降噪方法亦被提出。本发明的降噪***及降噪方法可有效降低噪音对电子装置的影响。

Description

降噪***及降噪方法

技术领域

本发明是有关于一种信号处理***及信号处理方法，且特别是有关于一种降噪***及降噪方法。

背景技术

许多机电、光学装置，因为应用情境与功能需求，因此将麦克风内建至装置内部或外观结构上，而机构、电子、光学等结构或元件时常会在***运作时产生震动、或产生音频噪音，使得内建的麦克风容易接收到此噪音，因而影响麦克风正常功能。以投影机为例，投影机在开机使用时难免会产生不可避免的噪音，麦克风会将这些噪音同装置外部的环境音一同接收。因此，如何减低***内部装置震动或产生的音频噪音的影响，并增强正确的外界声音信号，确保应用功能与改善使用者感受是一个重要的课题。

“背景技术”段落只是用来帮助了解本发明内容，因此在“背景技术”段落所揭露的内容可能包含一些没有构成所属技术领域中的技术人员所知道的已知技术。在“背景技术”段落所揭露的内容，不代表该内容或者本发明一个或多个实施例所要解决的问题，在本发明申请前已被所属技术领域中的技术人员所知晓或认知。

发明内容

本发明提供一种降噪***及降噪方法，可有效降低噪音对电子装置的影响。

本发明的其他目的和优点可以从本发明所揭露的技术特征中得到进一步的了解。

为达上述之一或部分或全部目的或是其他目的，本发明的一实施例提出一种降噪***，用于电子装置。电子装置包括壳体。降噪***包括第一麦克风、第二麦克风以及处理器电路。第一麦克风设置于壳体内。第一麦克风用于产生第一声音信号。第二麦克风设置于壳体内，且第二麦克风相对于第一麦克风远离壳体处。第二麦克风用于产生第二声音信号。处理器电路耦接至第一麦克风以及第二麦克风。处理器电路接收来自第一麦克风的第一声音信号及第二麦克风的第二声音信号。处理器电路用于计算第一声音信号及第二声音信号的差值以取得等化增益，并且依据等化增益来调整第一声音信号以产生第三声音信号。

为达上述之一或部分或全部目的或是其他目的，本发明的另一实施例提出一种降噪方法，适用于电子装置。电子装置包括壳体及配置于壳体内的降噪***。降噪***包括第一麦克风、第二麦克风以及处理器电路。所述降噪方法包括：透过第一麦克风产生第一声音信号；透过第二麦克风产生第二声音信号；透过处理器电路计算第一声音信号及第二声音信号的差值以取得等化增益；以及透过处理器电路依据等化增益来调整第一声音信号以产生第三声音信号。

基于上述，本发明的实施例至少具有以下其中一个优点或功效。处理器电路依据等化增益来调整第一声音信号以产生第三声音信号，可有效降低噪音对电子装置的影响。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。

附图说明

图1绘示本发明一实施例的降噪***的概要示意图。

图2绘示图1实施例的降噪***设置于电子装置的概要示意图。

图3绘示图1实施例的不同麦克风接收的信号强度的概要示意图。

图4绘示图1实施例的不同麦克风在实际应用时接收的信号强度的概要示意图。

图5绘示图1实施例的利用等化增益来调整第一声音信号的信号强度的概要示意图。

图6绘示本发明一实施例的降噪方法的步骤流程图。

具体实施方式

有关本发明之前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考附图之一较佳实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的方向用语，例如：上、下、左、右、前或后等，仅是参考附图的方向。因此，使用的方向用语是用来说明并非用来限制本发明。

图1绘示本发明一实施例的降噪***的概要示意图。图2绘示图1实施例的降噪***设置于电子装置的概要示意图。请参考图1及图2。降噪***100包括第一麦克风110、第二麦克风120、处理器电路130、第一类比数字转换器电路140以及第二类比数字转换器电路150，第一类比数字转换器电路140耦接在第一麦克风110与处理器电路130之间，第二类比数字转换器电路150耦接在第二麦克风120与处理器电路130之间。电子装置200包括壳体210及振动元件220。第一麦克风110、第二麦克风120及振动元件220设置于壳体210内。在一实施例中，壳体210可包括一收音孔(未绘示)，第一麦克风110设置于壳体210内，并透过所述收音孔从电子装置200的外部接收环境音400，或是第一麦克风110直接设置于壳体210的开孔(未绘示)上，用于直接接收电子装置200的外部的环境音400。第二麦克风120相对于第一麦克风110远离壳体210处。第一麦克风110相对于第二麦克风120设置于远离振动元件220处，且第二麦克风120相对于第一麦克风110设置于邻近振动元件220处。

在本实施例中，处理器电路130、第一类比数字转换器电路140以及第二类比数字转换器电路150可为电子装置200内的电路(未绘示)，其中第一类比数字转换器电路140以及第二类比数字转换器电路150可例如为配置在电子装置200的主电路板(未绘示)的电路，或者第一类比数字转换器电路140以及第二类比数字转换器电路150可例如为配置在电子装置200内的独立电路。其中，处理器电路130可以是中央处理单元(Central ProcessingUnit，CPU)，或是其他可编程之一般用途或特殊用途的微处理器(Microprocessor)、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、可编程控制器、特殊应用集成电路(Application Specific Integrated Circuits，ASIC)、可编程逻辑装置(ProgrammableLogic Device，PLD)、现场可编程逻辑闸阵列(Field Programmable Gate Array，FPGA)或其他类似装置或这些装置的组合等，本发明并不局限于此。处理器电路130、第一类比数字转换器电路140以及第二类比数字转换器电路150可分别由所属技术领域的任一种处理器电路以及类比数字转换器电路来加以实施，本发明并不加以限制。其实施方式可以由所属技术领域的通常知识获致足够的教示、建议与实施说明。

在本实施例中，电子装置200例如是投影机，振动元件220例如是投影机的风扇、滤色轮、荧光粉轮或驱动投影镜头进行对焦、调焦作动的马达等元件，但本发明不限于此。处理器电路130例如是投影机内部的处理器晶片。振动元件220于运作时会产生噪音300。第一麦克风110接收来自振动元件220的噪音300及来自壳体210外的环境音400而产生第一声音信号S1，第二麦克风120接收来自振动元件220的噪音300及来自壳体210外的环境音400而产生第二声音信号S2。

第一麦克风110及第二麦克风120在同一时间收到的音频有噪音300与环境音400。第一麦克风110靠近外界环境收音处，第二麦克风120靠近振动元件220处。第一麦克风110及第二麦克风120与噪音300、环境音400的音源分别有不同的距离，因此，分别可以接收到不同强度的声音输入。图3绘示图1实施例的不同麦克风接收的信号强度的概要示意图。请参考图3，以频率为8KHz的噪音300及频率为13KHz的环境音400为例，因为第一麦克风110距离振动元件220较远，所以接收到的噪音300较小，距离外界音源近，所以相对接收到的环境音400较大。第二麦克风120距离振动元件220较近，所以接收到的噪音300较大，距离外界音源远，所以相对接收到的环境音400较小。第一麦克风110及第二麦克风120分别接收到的声音的信号强度如图3所示，借由第一麦克风110及第二麦克风120的收音比较，即可区分出8KHz为***噪音，13KHz是外界环境的声音，即环境中的声音源。

图4绘示图1实施例的不同麦克风在实际应用时接收的信号强度的概要示意图。请参考图4，实际应用时，麦克风所接收的声音频段为连续的，如图1、图2及图4所示。第一麦克风110接收壳体210内的噪音300及壳体210外的环境音400而产生第一声音信号S1，第二麦克风120接收壳体210内的噪音300及壳体210外的环境音400而产生第二声音信号S2。

第一类比数字转换器电路140接收来自第一麦克风110的第一声音信号S1，用于将第一声音信号S1的格式从类比转换为数字，并且将数字的第一声音信号S1传递给处理器电路130。第二类比数字转换器电路150接收来自第二麦克风120的第一声音信号S2，用于将第二声音信号S2的格式从类比转换为数字，并且将数字的第二声音信号S2传递给处理器电路130。处理器电路130通过第一类比数字转换器电路140接收来自第一麦克风110的第一声音信号S1，并且通过第二类比数字转换器电路150接收来自第二麦克风120的第二声音信号S2。处理器电路130计算第一声音信号S1及第二声音信号S2的差值以取得等化增益EQ。

因为已知第一麦克风110接收到的环境音400会大于第二麦克风120接收到的环境音400，第二麦克风120接收到的噪音300会大于第一麦克风110接收到的噪音300。因此，处理器电路130计算第一声音信号S1及第二声音信号S2的差值，作为等化增益EQ，如图4所示，第一声音信号S1及第二声音信号S2相减后为正值的部分是环境音400，相减后为负值的区域是噪音300。因此，等化增益EQ在第一频带BW1为正，且在第二频带BW2为负。第一频带BW1可以连续或不连续，第二频带BW2可以连续或不连续。

图5绘示图1实施例的利用等化增益来调整第一声音信号的信号强度的概要示意图。请参考图1、图4及图5，处理器电路130依据等化增益EQ来调整第一声音信号S1以产生第三声音信号S3。等化增益EQ在第一频带BW1为正，且在第二频带BW2为负。即在第一频带BW1中，处理器电路130依据等化增益EQ，增强第一声音信号S1。在第二频带BW2中，处理器电路130依据等化增益EQ，减弱第一声音信号S1，并得到如图5中第三声音信号S3。

具体而言，由第一声音信号S1、第二声音信号S2强度相减后可以得出噪音300及环境音400于频域上的强度与比例。将此曲线定义为等化增益EQ，用于加权第一声音信号S1，例如将第一声音信号S1乘上等化增益EQ，可以得出第三声音信号S3。第三声音信号S3在第二频带BW2(***噪音较强的频域)被衰减，在第一频带BW1(环境音较强的频域)被增强。处理器电路130借此降低第一声音信号S1的噪音并加强第一声音信号S1的环境音。

在本实施例中，第三声音信号S3是经调整过后的信号，其噪音已被衰减，环境音已被加强，可用作录音、辨识等等其他应用。例如，环境音400例如为使用者的语音，透过第一麦克风110接收使用者的语音后，透过处理器电路130依据等化增益EQ来调整并产生第三声音信号S3，即语音被加强的声音信号。而电子装置200可包括储存单元(未绘示)，用于储存被处理器电路130调整出的第三声音信号S3，如此可录制已滤除噪音的第三声音信号S3；电子装置200可包括语音辨识单元(未绘示)，用于对第三声音信号S3进行语音辨识操作。第三声音信号S3已经滤除噪音，因此可以大幅提升语音辨识的正确性。

具有降噪***100的电子装置200还可使用于即时通讯，例如语音会议室***、车内即时通讯***。会议室***或即时通讯***的通讯单元与电子装置200连接，可将降噪***100处理完的第三声音信号S3送至云端交换***以进行即时通讯，处理过之后的第三声音信号S3已经滤除噪音(***噪音、车内的音乐)，可以大幅提升通话品质。

图6绘示本发明一实施例的降噪方法的步骤流程图。请参考图1及图6，本实施例的降噪方法至少用于图1的降噪***100及图2的电子装置200，惟本发明并不加以限制。在步骤S100中，透过第一麦克风110产生第一声音信号S1。在步骤S110中，透过第二麦克风120产生第二声音信号S2。在步骤S120中，透过处理器电路130计算第一声音信号S1及第二声音信号S2的差值以取得等化增益EQ。在步骤S130中，透过处理器电路130依据等化增益EQ来调整第一声音信号S1以产生第三声音信号S3。另外，本发明的实施例的降噪方法可以由图1至图5实施例的叙述中获致足够的教示、建议与实施说明。

综上所述，本发明的实施例至少具有以下其中一个优点或功效。处理器电路依据等化增益来调整第一声音信号以产生第三声音信号。第三声音信号是经调整过后的信号，其噪音已被衰减，语音信号已被加强。在有噪音的空间，可借由本发明的实施例的降噪方法来滤除噪音，加强信号品质。在播放音乐的车内讲电话，可利用本发明的实施例的降噪***判断音乐或人讲话的声音，降低音乐的加权，强化人声加权，提升对话品质。在有麦克风的***装置，例如投影机内置麦克风，可借由本发明的实施例的降噪方法来滤除风扇、转轮等噪音，加强信号品质。在播放、接收同***的装置，例如手机、收录音机等，可借由本发明的实施例的降噪方法来减少回声。

惟以上所述者，仅为本发明的较佳实施例而已，当不能以此限定本发明实施的范围，即凡是依本发明权利要求书及发明内容所作之简单的等效变化与修改，皆仍属本发明专利涵盖的范围内。另外本发明的任一实施例或权利要求不须达成本发明所揭露的全部目的或优点或特点。此外，摘要和发明名称仅是用来辅助专利文件检索之用，并非用来限制本发明之权利范围。此外，本说明书或权利要求书中提及的“第一”、“第二”等用语仅用于命名元件(element)的名称或区别不同实施例或范围，而并非用来限制元件数量上的上限或下限。

附图标记说明：

100：降噪***

110：第一麦克风

120：第二麦克风

130：处理器电路

140：第一类比数字转换器电路

150：第二类比数字转换器电路

200：电子装置

210：壳体

220：振动元件

300：噪音

400：环境音

BW1：第一频带

BW2：第二频带

EQ：等化增益

S1：第一声音信号

S2：第二声音信号

S3：第三声音信号

S100、S110、S120、S130：步骤。

Claims (10)

1.一种降噪***，用于电子装置，其特征在于，所述电子装置包括壳体，所述降噪***包括第一麦克风、第二麦克风以及处理器电路，其中，

所述第一麦克风设置于所述壳体内，用于产生第一声音信号；

所述第二麦克风设置于所述壳体内，且所述第二麦克风相对于所述第一麦克风远离所述壳体处，用于产生第二声音信号；以及

所述处理器电路耦接至所述第一麦克风以及所述第二麦克风并接收来自所述第一麦克风的所述第一声音信号及所述第二麦克风的所述第二声音信号，所述处理器电路用于计算所述第一声音信号及所述第二声音信号的差值以取得等化增益，并且依据所述等化增益来调整所述第一声音信号以产生第三声音信号。

2.根据权利要求1所述的降噪***，其特征在于，所述等化增益在第一频带为正，且在第二频带为负，其中在所述第一频带中，所述第一声音信号依据所述等化增益被增强，以及在所述第二频带中，所述第一声音信号依据所述等化增益被减弱。

3.根据权利要求1所述的降噪***，其特征在于，所述电子装置还包括至少一振动元件，所述至少一振动元件设置于所述壳体内，以及所述第一麦克风相对于所述第二麦克风设置于远离所述至少一振动元件处，且所述第二麦克风相对于所述第一麦克风设置于邻近所述至少一振动元件处。

4.根据权利要求3所述的降噪***，其特征在于，所述至少一振动元件产生噪音，且所述第一麦克风接收所述噪音及所述壳体外的环境音而产生所述第一声音信号，所述第二麦克风接收所述噪音及所述壳体外的所述环境音而产生所述第二声音信号。

5.根据权利要求3所述的降噪***，其特征在于，所述电子装置是投影机，所述至少一振动元件是所述投影机的风扇、滤色轮、荧光粉轮或驱动投影镜头进行对焦、调焦作动的马达。

6.根据权利要求1所述的降噪***，其特征在于，所述降噪***还包括：

第一类比数字转换器电路，其耦接在所述第一麦克风与所述处理器电路之间，用于将所述第一声音信号的格式从类比转换为数字，并且将数字的所述第一声音信号传递给所述处理器电路；以及

第二类比数字转换器电路，其耦接在所述第二麦克风与所述处理器电路之间，用于将所述第二声音信号的格式从类比转换为数字，并且将数字的所述第二声音信号传递给所述处理器电路。

7.一种降噪方法，用于电子装置，其特征在于，所述电子装置包括壳体及配置于所述壳体内的降噪***，所述降噪***包括第一麦克风、第二麦克风以及处理器电路，所述降噪方法包括：

透过所述第一麦克风产生第一声音信号；

透过所述第二麦克风产生第二声音信号；

透过所述处理器电路计算所述第一声音信号及所述第二声音信号的差值以取得等化增益；以及

透过所述处理器电路依据所述等化增益来调整所述第一声音信号以产生第三声音信号。

8.根据权利要求7所述的降噪方法，其特征在于，透过所述处理器电路依据所述等化增益来调整所述第一声音信号以产生所述第三声音信号的步骤包括：

在第一频带中，使所述第一声音信号依据所述等化增益被增强；以及

在第二频带中，使所述第一声音信号依据所述等化增益被减弱，其中所述等化增益在所述第一频带为正，且在所述第二频带为负。

9.根据权利要求7所述的降噪方法，其特征在于，所述电子装置还包括至少一振动元件，所述至少一振动元件设置于所述壳体内，所述至少一振动元件产生噪音，透过所述第一麦克风产生第一声音信号的步骤包括：

透过所述第一麦克风接收所述噪音及所述壳体外的环境音而产生所述第一声音信号。

10.根据权利要求9所述的降噪方法，其特征在于，透过所述第二麦克风产生所述第二声音信号的步骤包括：

透过所述第二麦克风接收所述噪音及所述壳体外的所述环境音而产生所述第二声音信号。

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