一种基于麦克风阵列降噪的机内通话系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于麦克风阵列降噪的机内通话系统，包括耳机话筒组、机通控制盒；耳机话筒组包括头戴式耳机，头戴式耳机上设有两组麦克风；机通控制盒对两组麦克风采集的两路音频信号，进行差分放大，提取人声，再通过语音降噪和增强算法抑制噪声。本发明专利技术通过在机载耳机放置多个麦克风，当语音和周围环境信息被多个麦克风聚集时，麦克风阵列可以在期望方向上有效地形成一个波束去拾取波束内的信号，并且通过机通控制盒内的麦克阵列算法对麦克阵列采集的声音滤除波束外的噪声，从而达到同时提取声源和抑制噪声的目的，实现机内通话清晰。实现机内通话清晰。实现机内通话清晰。

【技术实现步骤摘要】
一种基于麦克风阵列降噪的机内通话系统


[0001]本专利技术涉及飞机通讯
，具体为一种基于麦克风阵列降噪的机内通话系统。

技术介绍

[0002]机内通话系统是实现飞机内部成员之间、飞机之间、飞机与地面间进行通信的重要装置，其通话性能指标直接影响各成员之间的信息交互，以及飞机对外通信。而各直升机、歼击机、反潜机、预警机等机内噪声环境复杂，话音信号处理传输过程中存在话音质量差、噪声大、话音延迟等问题，如何减少话音噪声，降低话音传输延迟是提高机内通话系统通话性能的关键。
[0003]我国最早的机内通话系统均采用模拟机通控制盒，飞机内部的话音传输均采用模拟线相连、开关控制线路切换，机内的噪声及干扰无法滤除，通话效果较差。随着电子技术的发展，机内通话器逐步被数字机通控制盒取代，数字机通将耳机话筒采集的模拟话音信号放大后，进行模数转化为数字信号，再通过处理器的降噪算法进行降噪处理，在对端进行数模转换为模拟信号后放大给对端收听，实现机内通话。数字机通提高了机内通话传输的抗干扰能力和话音质量，但其仍为基于单麦克机通设备拾取语音架构，对来自多个方向的噪声，单通道增强算法对低信噪比信号的处理使语音失真变大，而且对非平稳噪声的滤除效果较差，会形成残留噪声，而且由于算法所需计算时间较长，形成的延时较大。基于麦克风阵列降噪的机内通话系统利用麦克风阵列和降噪算法进一步提取声源、抑制噪声，提高语音降噪效果、抗干扰能力，已成为机内通话系统的主要发展方向。

技术实现思路

[0004]本专利技术是一种基于麦克风阵列降噪的机内通话系统，对现有机内通话系统普遍存在的噪声大、失真大、延迟大的问题进一步改良，抑制噪声、降低话音延迟，提高通话性能；
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术提供以下的技术方案：
[0006]本专利技术提供了一种基于麦克风阵列降噪的机内通话系统，
[0007]包括耳机话筒组、机通控制盒；
[0008]所述耳机话筒组包括头戴式耳机，所述头戴式耳机上设有两组麦克风，一组所述麦克风为用户通话时使用的麦克风，用于收集人声，而另一组所述麦克风，具备背景噪声采集功能，方便采集周围环境噪音；
[0009]所述机通控制盒对两组所述麦克风采集的两路音频信号，进行差分放大，提取人声，再通过语音降噪和增强算法抑制噪声。
[0010]可选的，所述耳机话筒组还包括左发声单元、右发声单元、耳垫、送话器、插头导线，所述头戴式耳机用以固定所述左发声单元、右发声单元，将所述左发声单元、右发声单元置于头的两侧，便于佩戴；
[0011]所述左发声单元包含左机壳、降噪模块，所述左发声单元用以语音降噪、左耳发声
功能；
[0012]所述右发声单元包含右机壳、降噪单元、双膜送话器，所述右发声单元用以语音降噪、右耳发声、环境噪声参考信号采集功能；
[0013]所述送话器用于采集人语音信号；
[0014]所述插头导线用于对外接口信号连接；
[0015]所述耳垫是头部与所述左发声单元、右发声单元接触的部件，所述耳垫用以将低频反射回来，保证低频的重放。
[0016]可选的，所述左发声单元还包括受话器、固定舱、阻尼膜、阻尼毡，所述降噪模块包括降噪咪头、降静噪电路板，所述左机壳内设置有两组受话器，两组所述受话器可直接将音频电信号转化为人耳能听到的低频声波；
[0017]所述降噪咪头可采集所述固定舱内环境噪声，并将其转化为电信号送给所述降静噪电路板进行处理，所述降静噪电路处理完成后，产生与噪声相位相反、振幅相同的电信号，并通过所述受话器发出声波来抵消噪声，所述阻尼膜及所述阻尼毡固定安装在所述固定舱上，用于吸收所述固定舱内的噪声。
[0018]可选的，所述右发声单元结构组成、设计原理与所述左发声单元相似，所述双膜送话器，用于接收外部环境噪声，并将其输出给所述机通控制盒，所述机通控制盒可根据接收的所述双膜送话器的主麦信号与副麦的噪声参考信号，经内部运算处理实现主动降噪功能。
[0019]可选的，所述头戴式耳机上设置有耳罩，所述耳罩设计为压耳式耳罩，所述耳罩内部填充海绵，外面蒙上绒布，其对中频和高频信号有吸收作用，它使耳朵与振膜形成一段距离，并在耳机和头部间形成一个腔室，形成较好的空间感，增加人耳的舒适度。
[0020]可选的，所述机通控制盒包括主控单元、滤波转接板、导光面板、壳体、连接器、滤波器，所述连接器、滤波器安装在所述壳体上；
[0021]所述机通控制盒的电源通过所述连接器进入到所述滤波器，滤波后连接到所述主控单元，所述主控单元板上的隔离电源模块经过DC/DC转换后为设备供电；
[0022]所述机通控制盒为所述导光面板提供的背光供电信号经过所述滤波转接板后，再接到所述导光面板，用来改进电磁兼容性能；
[0023]所述机通控制盒的RS485信号、模拟音频信号，通过所述机通控制盒的所述连接器后接到所述主控单元，主控单元进行进一步的处理，用于实现设备的功能；
[0024]所述主控单元的核心为处理器和FPGA，处理器具有良好音频处理能力，FPGA用以实现协议解析、接口适配、逻辑控制功能。
[0025]本专利技术有益效果
[0026]本专利技术通过在机载耳机放置多个麦克风，当语音和周围环境信息被多个麦克风聚集时，麦克风阵列可以在期望方向上有效地形成一个波束去拾取波束内的信号，并且通过机通控制盒内的麦克阵列算法对麦克阵列采集的声音滤除波束外的噪声，从而达到同时提取声源和抑制噪声的目的，实现机内通话清晰。
附图说明
[0027]图1为本专利技术耳机话筒组结构示意图。
[0028]图2为本专利技术机通控制盒结构示意图。
[0029]附图标记说明：1
‑
耳机话筒组，2
‑
头戴式耳机，3
‑
左发声单元，4
‑
右发声单元，5
‑
耳垫，6
‑
送话器，7
‑
插头导线，8
‑
机通控制盒，9
‑
主控单元，10
‑
滤波转接板，11
‑
导光面板，12
‑
壳体，13
‑
滤波器，14
‑
上盖板，15
‑
下盖板。
具体实施方式
[0030]下面将结合本专利技术的实施例中的附图，对本专利技术的实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0031]实施例
[0032]如图1
‑
图2所示，本专利技术提供了一种基于麦克风阵列降噪的机内通话系统，
[0033]包括耳机话筒组1、机通控制盒8；
[0034]所述耳机话筒组1包括头戴式耳机2，所述头戴式耳机2上设有两本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于麦克风阵列降噪的机内通话系统，其特征在于，包括耳机话筒组、机通控制盒；所述耳机话筒组包括头戴式耳机，所述头戴式耳机上设有两组麦克风，一组所述麦克风为用户通话时使用的麦克风，用于收集人声，而另一组所述麦克风，具备背景噪声采集功能，方便采集周围环境噪音；所述机通控制盒对两组所述麦克风采集的两路音频信号，进行差分放大，提取人声，再通过语音降噪和增强算法抑制噪声。2.根据权利要求1所述的一种基于麦克风阵列降噪的机内通话系统，其特征在于，所述耳机话筒组还包括左发声单元、右发声单元、耳垫、送话器、插头导线，所述头戴式耳机用以固定所述左发声单元、右发声单元，将所述左发声单元、右发声单元置于头的两侧，便于佩戴；所述左发声单元包含左机壳、降噪模块，所述左发声单元用以语音降噪、左耳发声功能；所述右发声单元包含右机壳、降噪单元、双膜送话器，所述右发声单元用以语音降噪、右耳发声、环境噪声参考信号采集功能；所述送话器用于采集人语音信号；所述插头导线用于对外接口信号连接；所述耳垫是头部与所述左发声单元、右发声单元接触的部件，所述耳垫用以将低频反射回来，保证低频的重放。3.根据权利要求2所述的一种基于麦克风阵列降噪的机内通话系统，其特征在于，所述左发声单元还包括受话器、固定舱、阻尼膜、阻尼毡，所述降噪模块包括降噪咪头、降静噪电路板，所述左机壳内设置有两组受话器，两组所述受话器可直接将音频电信号转化为人耳能听到的低频声波；所述降噪咪头可采集所述固定舱内环境噪声，并将其转化为电信号送给所述降静噪电路板进行处理，所述降静噪电路处理完成后，产生与噪声相位相反、振幅相同的电信号，并通过所述受话器发出...

【专利技术属性】
技术研发人员：王子斌，吴斌，颜凌松，
申请(专利权)人：江西扬声电子有限公司，
类型：发明
国别省市：