教学场景下的自动化噪音消除方法技术
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及噪声处理领域，更具体地，涉及一种教学场景下的自动化噪音消除方法。
技术介绍
主动降噪，是指采集环境噪音，并产生与噪音反相的信号用降噪装置回放，用以抵消噪音的技术。典型主动降噪(ANC)耳机的降噪系统由下列部份组成：1)用以采集噪音的麦克风系统；2)电子控制部份，用以处理声音信号，并生成降噪信号；3)喇叭系统，用以产生降噪声音信号。大部分ANC系统采用两种主要结构中的一种：前馈式或反馈式。例如，现有技术中，例如日本专利公开号JP078558A公开了一种舒适睡眠设备，包括：设于头部两侧用于监测环境声压的第一声压监测器、用于监测耳朵附近残留声压的第二声压监测器、用于计算声波信号的一计算单元以及发出该声波信号的生成设备。环境噪声可被声波信号所抵消从而达到降噪的目的，而且第二声压监测器监测耳朵附近的残留声压，可进一步校准声波信号以提高降噪效果。第二声压监测器虽然可对降噪的声波信号进行校准，以使第二声压监测器所在位置的声压降至最低。现有的主动降噪技术方案主要集中于如何抵消固定声源的噪声。实际生活和工作中，噪声源的移动给主动降噪技术带来了新的挑战，尤其是对于教学环境这样的具有移动式的噪声源以及固定式的噪声源及它们中至少一个的回声的环境中。经检索，现有技术中，申请号为CN200820149499.2公开了一种教室噪声监控装置，其中，在各个需要噪声监控的教室或者宿舍内分别安装一声控开关A，各声控开关A的两端分别与电源连接，在噪声监控室内安装的指示灯C分别串接在与其相对应的声控开关A的电路中。在各个噪声监控开关与电源之间的电路上串接有开关B。在各个声控开关与电...
【技术保护点】
一种教学场景下的自动化噪音消除方法，用于借助于教学环境噪音自动消除系统进行噪音衰减，所述教学环境噪音自动消除系统包括：教学场景噪声检测单元、至少一个固定式噪声产生单元、至少一个移动噪声源以及教学场景噪声降低设备，所述教学场景噪声检测单元检测所述固定式噪声源和所述移动式噪声源产生的噪声的分贝数，并控制所述教学场景噪声降低设备进行主动式降噪，所述方法包括：(1)检测教学场景的预定区域内的噪声分贝数；(2)将检测得到的所述噪声分贝数与预设阈值进行比较；(3)根据比较结果，对固定式噪声源和移动噪声源进行主动降噪。
【技术特征摘要】
1.一种教学场景下的自动化噪音消除方法，用于借助于教学环境噪音自动消除系统进行噪音衰减，所述教学环境噪音自动消除系统包括：教学场景噪声检测单元、至少一个固定式噪声产生单元、至少一个移动噪声源以及教学场景噪声降低设备，所述教学场景噪声检测单元检测所述固定式噪声源和所述移动式噪声源产生的噪声的分贝数，并控制所述教学场景噪声降低设备进行主动式降噪，所述方法包括：(1)检测教学场景的预定区域内的噪声分贝数；(2)将检测得到的所述噪声分贝数与预设阈值进行比较；(3)根据比较结果，对固定式噪声源和移动噪声源进行主动降噪。2.根据权利要求1所述的自动化噪音消除方法，其特征在于，所述教学场景噪声降低设备包括：交互接口单元、第一降噪单元以及第二降噪单元，其中所述交互接口单元分别与第一降噪单元以及第二降噪单元连接，所述交互接口单元用于从所述环境监控系统接收降噪指令并控制所述第一降噪单元和/或所述第二降噪单元进行主动降噪，所述第一降噪单元用于对移动噪声源的噪声进行主动抑制，所述固定式噪声源的降噪单元用于对位置绝对不变的噪声源的噪声进行主动抑制，所述位置绝对不变表示所述固定式噪声源被固定于某处空间位置且该位置不随时间改变。3.根据权利要求2所述的自动化噪音消除方法，其特征在于，所述第一降噪单元包括：第一噪声采集与位置关联单元，包括第一噪声采集子单元、第一回波获取子单元、第一电子地图获取子单元、第一标识物体获取子单元和第一位置关联子单元，其中所述第一噪声采集子单元用于在第M个时刻采集所述设备第一周围预定范围内的全部噪声源的噪声信号，所述第一回波获取子单元用于在所述第一噪声采集子单元完成上述采集后，向所述第一周围预定范围发射超声波信号并采集该超声波信号的回波，所述第一电子地图获取子单元用于获得第M个时刻的所述第一周围预定范围内的、包括可行动路径信息在内的电子地图；所述第一标识物体获取子单元用于基于所述电子地图获取可行动路径信息指示的各可行动路径上的、被标识于所述电子地图上的标识，所述第一位置关联子单元用于根据所述第一标识物体获取子单元确定的标识、基于所述第一回波获取子单元确定的各噪声源的回波信号确定的各噪声源相对于所述自动化噪音消除方法的方向和距离，建立各个噪声源与电子地图上各个标识之间的一一对应的映射关系，所述M为正整数；可移动噪声源筛选单元，用于在第Q个时刻之前的Z个时刻内，采集所述全部噪声源的位置变化信息，以从所述全部噪声源中去除在此Z个时刻内位置未发生变化的噪声源，使所述全部噪声源中的剩余噪声源构成备选移动噪声源集；特定可移动噪声源集确定单元，用于将所述全部噪声信号中感兴趣的部分频段设为特定噪声信号，从所述备选移动噪声源集中确定发出该特定噪声信号的至少一个移动噪声源，即特定可移动噪声源集；可行动路径获取单元，用于获得所述环境监控系统所在位置的第二周围预定范围内的可行动路径信息，以及在第N个时刻以前采集所述特定可移动噪声源集在第N个时刻的前P个时刻的第一位置信息集以及在第N个时刻以前采集智能教学场景监控系统在第N个时刻的前P个时刻的第二位置信息集，所述可行动路径信息包括道路信息，其中N-M>P，且N和P均为正整数，所述第二周围预定范围属于所述第一周围预定范围的一部分；噪声源路径确定单元，用于根据所述可行动路径获取单元获得的可行动路径信息以及第一位置信息集，通过拟合的方式确定该特定可移动噪声源集包括的各个特定可移动噪声源在第N+1个时刻相对于所述可行动路径的第一预计位置信息集，所述第一预计位置信息集包括各个特定可移动噪声源在第N+1个时刻的预计位置信息；智能教学场景监控系统路径确定单元，用于根据所述可行动路径获取单元获得的可行动路径信息以及第二位置信息集，通过拟合的方式确定所述智能教学场景监控系统在第N+1个时刻相对于所述可行动路径的第二预计位置信息；可移动降噪启动判断单元，用于根据所述噪声源路径确定单元获得的第一预计位置信息集，计算在第N+1个时刻所述特定可移动噪声源集包括的各个特定可移动噪声源的位置与所述智能教学场景监控系统的第二预计位置信息之间的至少一个差值，确定该至少一个差值与预设距离差之间的比较结果，根据该比较结果将以阈值距离小于预设距离差的所述特定可移动噪声源集中的特定可移动噪声源确定为待主动降噪的可移动噪声源；第一方向调整单元，用于基于第一预计位置信息集中的所述待主动降噪的可移动噪声源在第N+1个时刻的位置以及所述智能教学场景监控系统在第N+1个时刻的第二预计位置信息，确定所述第二噪声采集单元采集所述待主动降噪的可移动噪声源的噪声时声音传感器的朝向角；第二噪声采集单元，包括多个声音传感器，所述第二噪声采集单元用于根据所述第一方向调整单元确定的朝向角控制所述声音传感器采集所述待主动降噪的可移动噪声源的噪声信号，至少一个所述待主动降噪的可移动噪声源的噪声信号构成待主动降噪的可移动噪声源噪声集；第一抑制频谱生成单元，用于根据待主动降噪的可移动噪声源噪声集涉及的各个所述待主动降噪的可移动噪声源的噪声信号，对应地产生第一反相噪声信号集，该第一反相噪声信号集包括多个第一反相噪声信号，且各第一反相噪声信号的相位和与该第一反相噪声信号对应的所述待主动降噪的可移动噪声源的噪声信号的相位相差180度；第一合成与抑制单元，用于在第N+1个时刻向所述待主动降噪的可移动噪声源集的每一个所述待主动降噪的可移动噪声源，按照所述方向调整单元确定的与该待主动降噪的可移动噪声源对应的朝向角，发射由所述第一抑制频谱生成单元产生的、与所述待主动降噪的可移动噪声源对应的第一反相噪声信号。4.根据权利要求3所述的自动化噪音消除方法，其特征在于，所述可行动路径获取单元包括GPS子单元，用于在第N个时刻以前采集所述特定可移动噪声源集在第N个时刻的前P个时刻的第一位置信息集以及在第N个时刻以前采集智能教学场景监控系统在第N个时刻的前P个时刻的第二位置信息集。5.根据权利要求1-4之一所述的自动化噪音消除方法，其特征在于，所述第二降噪单元包括：固定式噪声源筛选单元，用于在第Q个时刻之前的Z个时刻内，采集预定区域内全部噪声源的位置变化信息，以从所述全部噪声源中去除在此Z个时刻内位置发生变化的噪声源，使所述全部噪声源中的剩余噪声源构成备选固定式噪声源集，所述固定式噪声源的位置不随时间改变；固定式噪声源方向确定单元，用于从所述备选固定式噪声源集中，获得期望对固定式噪声源进行主动降噪的指定方向；GIS信息获取单元，用于根据所述智能教学场景监控系统所处位置获得所述指定方向上的固定式噪声源的地理位置信息，进而获得所述固定式噪声源相对于所述智能教学场景监控系统的角度，且当所述固定式噪声源为多个时，该角度为与多个所述固定式噪声源一一对应；第二方向调整单元，用于根据所述GIS信息获取单元获得的角度确定并调整第三噪声采集单元内的声音采集传感器的噪声采集角度；第三噪声采集单元，包括多个声音采集传感器，用于根据所述第二方向调整单元对所述声音采集传感器的采集角度的调整，获...
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