基于远程麦克风技术的鼾声有源噪声控制系统及实现方法技术方案

本发明专利技术提供一种基于远程麦克风技术的鼾声有源噪声控制系统，安装在床头，包括：第一有源噪声控制子系统以及第二有源噪声控制子系统，分别固定在床头上以及安装在降噪箱体(11，12)内，可独立运行；第一有源噪声控制子系统以及第二有源噪声控制子系统均分别包括：参考传声器(B1，B2)、多个次级扬声器(A1，A2，A3，A4，A5，A6，A7，A8)、多个误差传声器(E1，E2，E3，E4)及一个主动噪声控制器(C1)。还公开了相应的实现方法和使用方法，使用远程麦克风技术，保证睡觉舒适性，增大了误差麦克风与打鼾者伴侣的左、右耳朵之间的距离，即使不在打鼾者伴侣的左、右耳处摆放误差麦克风，也能在其左、右耳处获得最大降噪量并形成一定范围静音区。

Snoring active noise control system based on remote microphone technology and its implementation

【技术实现步骤摘要】
基于远程麦克风技术的鼾声有源噪声控制系统及实现方法
本专利技术属于有源噪声控制
，特别是一种基于远程麦克风技术的鼾声有源噪声控制系统及其实现方法。
技术介绍
鼾声是日常生活中普遍存在的一种噪声，俗称“打呼噜”，是由人们在熟睡后因呼吸不畅而导致的不同程度的空气交换阻塞所引起，并且是一种普遍存在的睡眠现象。鼾声虽然是间歇性的，但其声压级可高达90-100dB。当打鼾者的伴侣处于如此的噪声环境下时，其睡眠质量将严重受损，进而影响第二天的正常工作和生活，长此以往对其身心健康也将构成威胁。现有技术还没有行之有效医疗手段可以根治鼾症。为减少鼾声对打鼾者伴侣睡眠的危害，现有一些有源降噪耳塞/耳机可供其在睡觉时佩戴，但睡觉时佩戴此类设备容易脱落。长期佩戴这种设备会使人产生不适感，可能还会引发耳道感染(外耳道炎或中耳炎)，导致听力下降，甚至引发脑膜炎等。此外，也可使用止鼾器(牙套、腕带式止鼾器、耳挂式止鼾器等)通过干扰打鼾者的睡眠来减少鼾声。当止鼾器监测到人体开始打鼾时，可以通过电击或声音震动的方式来唤醒打鼾者，此方法虽然能够暂时止住鼾声，但毫无疑问它是以牺牲打鼾者的睡眠质量为代价，因此也不是解决鼾声困扰的最佳方案。现有一些有源降噪床头，通过在床头上布置扬声器作为次级声源来降低鼾声，但降噪床头仅对300Hz以下的鼾声有3-5dB的降噪效果，且降噪范围较小，仅局限于人的左右耳朵，没有考虑人头旋转甚至左右移动时的降噪性能。此外，US8325934B2公开了一种降噪枕头，然而该降噪枕头也仅是对打鼾者伴侣处于平躺状态时的左、右耳朵进行降噪，没有考虑人头活动的情况，因此降噪后形成的静音区范围比较有限。综上，考虑到人类在进入睡眠状态后，为避免身体出现疲劳，会无意识的进行睡姿调节，打鼾者伴侣的头部偏离最大降噪量的位置越远，其听到的鼾声将越明显，越容易影响其睡眠。因此，扩大鼾声降噪的静音区范围，为打鼾者伴侣提供舒适自在的睡眠空间是十分必要的。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术的缺陷，提出一种远程基于麦克风技术的鼾声有源噪声控制系统及其实现方法，在双人床的床头安装鼾声有源噪声控制系统，用于对鼾声降噪，利用远程麦克风技术，在打鼾者伴侣的头部区域形成一定范围的静音区，保证降噪的同时又不影响其头部的旋转或左右移动。本专利技术的目的在于提供一种基于远程麦克风技术的鼾声有源噪声控制系统，安装在床头，包括：第一有源噪声控制子系统以及第二有源噪声控制子系统，所述第一有源噪声控制子系统以及第二有源噪声控制子系统分别针对打鼾者伴侣睡在床的左半边或右半边的情况进行降噪，所述第一有源噪声控制子系统以及第二有源噪声控制子系统均由两部分构成，其中一部分固定在床头上，另一部分安装在降噪箱体(11，12)内，所述降噪箱体(11，12)布置在床头中部；所述第一有源噪声控制子系统以及第二有源噪声控制子系统可独立运行，打鼾者伴侣可使用面向自己的子系统对鼾声降噪，而不影响打鼾者的睡眠。优选的，所述第一有源噪声控制子系统以及第二有源噪声控制子系统均分别包括：参考传声器(B1，B2)，内置于降噪箱体(11，12)中，用于采集原始鼾声信号，并将其用作有源噪声控制器(C1)的输入信号；多个次级扬声器(A1，A2，A3，A4，A5，A6，A7，A8)，分别置于床头以及旋转式降噪箱体内，位于床头上和旋转式降噪箱体内的所述多个次级扬声器相互配合对打鼾者伴侣的左耳朵和右耳朵位置进行降噪，并在其头部区域形成一定范围的静音区；多个误差传声器(E1，E2，E3，E4)，所述多个误差传声器均固定在所述床头上，使用远程麦克风技术增大打鼾者伴侣左、右耳朵与所述误差麦克风的距离，在实现降噪的同时不影响其头部的旋转或左右移动，从而提供安静舒适的睡眠环境；以及一个有源噪声控制器(C1)，内置于降噪箱体(11，12)中，所述有源噪声控制器(C1)的输出端与次级扬声器(A1，A2，A3，A4，A5，A6，A7，A8)相连接，所述第一有源噪声控制子系统以及第二有源噪声控制子系统共用所述有源噪声控制器。优选的，所述参考传声器(B1，B2)为参考麦克风，分别置于所述第一有源噪声控制子系统以及第二有源噪声控制子系统各自的降噪箱体内。优选的，所述次级扬声器(A1，A2，A3，A4，A5，A6，A7，A8)具有八个，其中四个次级扬声器(A1，A2，A3，A4)设置在第一有源噪声控制子系统内，另外四个次级扬声器(A5，A6，A7，A8)设置在第二有源噪声控制子系统内，每四个次级扬声器中的两个(A3，A4或A7，A8)嵌在床头内正对人头的位置，另外两个(A1，A2或A5，A6)置于床头中间的对应第一有源噪声控制子系统以及第二有源噪声控制子系统的降噪箱体内。优选的，所述第一有源噪声控制子系统以及第二有源噪声控制子系统分别具有两个误差传声器(E1，E2或E3，E4)，分别位于床头上所述多个次级扬声器(A3，A4或A7，A8)的正下方。优选的，所述降噪箱体(11，12)的两面均设有控制面板(F)，供打鼾者伴侣使用并控制所述有源噪声控制系统。优选的，所述降噪箱体(11，12)为旋转式的，所述旋转式降噪箱体镶嵌在床头内，其一端与床头的横梁连接，另一端可通过转轴(G)从床头内旋出使整个旋转式降噪箱体平稳地放置在床上，位于打鼾者及其伴侣的枕头之间；不使用有源噪声控制系统时，旋转式降噪箱体镶嵌在床头内，需要对鼾声进行降噪时，可将旋转式降噪箱体从床头内旋出，旋出后所述降噪箱体平稳放置在床上，位于打鼾者及其伴侣的枕头之间。优选的，所述降噪箱体(11，12)的内部可放置所述参考传声器、次级扬声器和有源噪声控制器。优选的，所述降噪箱体(11，12)内部填充吸音棉吸声材料。本专利技术的目的还在于提供一种基于远程麦克风技术的鼾声有源噪声控制系统的实现方法，包括：步骤1：计算最优观测滤波器Oopt，包括：步骤11，摆放误差麦克风：在只存在原始鼾声的初级声场中，在打鼾者伴侣的左、右耳朵位置摆放误差麦克风，将它们视为虚拟误差麦克风；将床头上打鼾者伴侣一侧的子系统中安装的误差麦克风视为物理误差麦克风；步骤12，计算最优观测滤波器Oopt：利用物理误差麦克风和虚拟误差麦克风采集初级声场中的原始鼾声信号dm(n)和dv(n)，并用采集到的信号计算从物理麦克风到虚拟麦克风的最优观测滤波器Oopt；步骤13，移除虚拟误差麦克风：得到最优观测滤波器Oopt后，移除打鼾者伴侣的左、右耳朵位置的虚拟误差麦克风，保留床头上子系统中的物理误差麦克风；步骤2：对打鼾者伴侣头部区域的原始鼾声dv(n)进行降噪。步骤21，所述有源噪声控制器(C1)驱动次级扬声器(A1，A2，A3，A4或A5，A6，A7，A8)发声：参考传声器(B1或B2)将采集的原始鼾声信号x(n)传输到所述有源噪声控制器(C1)中，所述有源噪声控制器(C1)驱动面向打鼾者伴侣的次级扬声器发出次级声波ym(n)与床头上物理误差麦克风位置的原始鼾声本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于远程麦克风技术的鼾声有源噪声控制系统，安装在床头，其特征在于包括：/n第一有源噪声控制子系统以及第二有源噪声控制子系统，所述第一有源噪声控制子系统以及第二有源噪声控制子系统分别针对打鼾者伴侣睡在床的左半边或右半边的情况进行降噪，所述第一有源噪声控制子系统以及第二有源噪声控制子系统均由两部分构成，其中一部分固定在床头上，另一部分安装在降噪箱体(11，12)内，所述降噪箱体(11，12)布置在床头中部；所述第一有源噪声控制子系统以及第二有源噪声控制子系统可独立运行，打鼾者伴侣可使用面向自己的子系统对鼾声降噪，而不影响打鼾者的睡眠。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于远程麦克风技术的鼾声有源噪声控制系统，安装在床头，其特征在于包括：
第一有源噪声控制子系统以及第二有源噪声控制子系统，所述第一有源噪声控制子系统以及第二有源噪声控制子系统分别针对打鼾者伴侣睡在床的左半边或右半边的情况进行降噪，所述第一有源噪声控制子系统以及第二有源噪声控制子系统均由两部分构成，其中一部分固定在床头上，另一部分安装在降噪箱体(11，12)内，所述降噪箱体(11，12)布置在床头中部；所述第一有源噪声控制子系统以及第二有源噪声控制子系统可独立运行，打鼾者伴侣可使用面向自己的子系统对鼾声降噪，而不影响打鼾者的睡眠。


2.根据权利要求1所述的一种基于远程麦克风技术的鼾声有源噪声控制系统，其特征在于所述第一有源噪声控制子系统以及第二有源噪声控制子系统均分别包括：
参考传声器(B1，B2)，内置于降噪箱体(11，12)中，用于采集原始鼾声信号，并将其用作有源噪声控制器(C1)的输入信号；
多个次级扬声器(A1，A2，A3，A4，A5，A6，A7，A8)，分别置于床头以及旋转式降噪箱体内，位于床头上和旋转式降噪箱体内的所述多个次级扬声器相互配合对打鼾者伴侣的左耳朵和右耳朵位置进行降噪，并在其头部区域形成一定范围的静音区；
多个误差传声器(E1，E2，E3，E4)，所述多个误差传声器均固定在所述床头上，使用远程麦克风技术增大打鼾者伴侣左、右耳朵与所述误差麦克风的距离，在实现降噪的同时不影响其头部的旋转或左右移动，从而提供安静舒适的睡眠环境；以及
一个有源噪声控制器(C1)，内置于降噪箱体(11，12)中，所述有源噪声控制器(C1)的输出端与次级扬声器(A1，A2，A3，A4，A5，A6，A7，A8)相连接，所述第一有源噪声控制子系统以及第二有源噪声控制子系统共用所述有源噪声控制器。


3.根据权利要求2所述的一种基于远程麦克风技术的鼾声有源噪声控制系统，其特征在于：所述参考传声器(B1，B2)为参考麦克风，分别置于所述第一有源噪声控制子系统以及第二有源噪声控制子系统各自的降噪箱体内。


4.根据权利要求2所述的一种基于远程麦克风技术的鼾声有源噪声控制系统，其特征在于：所述次级扬声器(A1，A2，A3，A4，A5，A6，A7，A8)具有八个，其中四个次级扬声器(A1，A2，A3，A4)设置在第一有源噪声控制子系统内，另外四个次级扬声器(A5，A6，A7，A8)设置在第二有源噪声控制子系统内，每四个次级扬声器中的两个(A3，A4或A7，A8)嵌在床头内正对人头的位置，另外两个(A1，A2或A5，A6)置于床头中间的对应第一有源噪声控制子系统以及第二有源噪声控制子系统的降噪箱体内。


5.根据权利要求2所述的一种基于远程麦克风技术的鼾声有源噪声控制系统，其特征在于：所述第一有源噪声控制子系统以及第二有源噪声控制子系统分别具有两个误差传声器(E1，E2或E3，E4)。


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【专利技术属性】
技术研发人员：张宏伟，唐瑜，
申请(专利权)人：北京驭声科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11