一种主动降噪方法、系统、装置、头盔及可穿戴服装制造方法及图纸

本发明专利技术涉及主动降噪技术领域，特别涉及一种主动降噪方法、系统、装置、头盔及可穿戴服装。所述方法包括：步骤1)获取设置在三维空间中的待降噪区域内若干麦克风采集的声信号；步骤2)所述三维空间中的待降噪区域内设置有若干扬声器，每个扬声器基于所有麦克风的声信号、相对于各麦克风的扬声传递路径和相对于各麦克风的主动降噪参数，确定扬声器的降噪信号；步骤3)驱动每一个扬声器输出该降噪信号，以降低由所述三维空间中的噪声源区域传入所述待降噪区域内的噪声。无论噪声源的方位和距离相对于主动降噪装置是否固定和一致，本发明专利技术都能够实现待降噪区域内的精准降噪，其降噪效果不受噪声源的方位和距离变化而影响。果不受噪声源的方位和距离变化而影响。果不受噪声源的方位和距离变化而影响。

【技术实现步骤摘要】
一种主动降噪方法、系统、装置、头盔及可穿戴服装


[0001]本专利技术涉及主动降噪
，特别涉及一种主动降噪方法、系统、装置、头盔及可穿戴服装。

技术介绍

[0002]目前，主动降噪技术广泛应用于耳机之上。相比于主动降噪耳机针对用户耳道“点”状区域进行降噪这一场景，在三维空间中对目标区域全局进行主动降噪的技术难度呈几何倍数增长。
[0003]现有主动降噪技术：通常是基于噪声源与目标降噪区域(如人耳)之间的声学传递方程来设计主动降噪滤波器的参数，然而面对的噪声位置未知，且人耳位置难测量的情况，该传递方程基本上不可能测量，所以在工程上不得不将其简化，一方面损失了精度；另一方面如图4所示，在横轴显示的频率上，将主动降噪功能在不同噪声源方向，即噪声源与人耳的相对角度从0度到360度的情况下均测试一遍，阴影区域代表所有测试结果，箭头指出的线条代表不同角度下降噪效果的均值，可以明显的看出，主动降噪效果与噪声源方向有极大的关系，例如在200Hz的情况下，不同角度下最高存在着
±
20dB降噪深度的差距。
[0004]因此，噪声源与目标降噪区域之间的相对距离、方位关系的变化将影响现有主动降噪装置的实际降噪效果。在设计三维空间声场的主动降噪系统时，需要考虑上述问题，但这种非一致性差异通常是难以预先确定的，因此其无法保证在任何应用条件下均在目标区域范围内实现最为有效的降噪。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于，克服现有主动降噪技术通过目标降噪区域与噪声源之间的声学传递方程确定减噪信号，导致的主动降噪技术受噪声源与目标降噪区域之间的相对距离和方位关系的变化的影响，而无法达到最佳降噪效果的问题，从而提出一种主动降噪方法、系统、装置、头盔及可穿戴服装。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术的技术方案所提供的主动降噪方法，包括以下步骤：
[0007]步骤1)获取设置在三维空间中的待降噪区域内若干麦克风采集的声信号；
[0008]步骤2)所述三维空间中的待降噪区域内设置有若干扬声器，每个扬声器基于所有麦克风的声信号、相对于各麦克风的扬声传递路径和相对于各麦克风的主动降噪参数，确定扬声器的降噪信号；
[0009]步骤3)驱动每一个扬声器输出该降噪信号，以降低由所述三维空间中的噪声源区域传入所述待降噪区域内的噪声。
[0010]作为上述方法的一种改进，所述噪声源区域与所述待降噪区域的在三维空间中的相对位置非固定。
[0011]作为上述方法的一种改进，当所述扬声器数量与所述麦克风的数量不相等时，所述步骤2)具体包括：
[0012]步骤2
‑
1)将所有麦克风的声信号组成声信号向量组x；获取所有扬声器分别相对于各麦克风的扬声传递路径，并组成扬声传递路径矩阵[G]；获取所有＝扬声器分别相对于各麦克风的主动降噪参数，并组成主动降噪参数矩阵[W]；
[0013]步骤2
‑
2)获取所述扬声传递路径矩阵[G]与所述主动降噪参数矩阵[W]的乘积，并与单位矩阵I相加，以获取第一广义方阵；其中，所述单位矩阵I的行数和列数与所述乘积相同；
[0014]步骤2
‑
3)通过所述第一广义方阵的逆矩阵与所述主动降噪参数矩阵[W]和所述声信号向量组x相乘，获得降噪信号向量组y；其中，所述降噪信号向量组y包括：与所述若干扬声器一一对应的若干降噪信号。
[0015]作为上述方法的一种改进，当所述扬声器数量与所述麦克风的数量相等时，所述步骤2)具体包括：
[0016]步骤2
‑
1)将所有麦克风的声信号组成声信号向量组x；获取所有扬声器分别相对于各麦克风的扬声传递路径，并组成扬声传递路径矩阵[G]；获取所有扬声器分别相对于各麦克风的主动降噪参数，并组成主动降噪参数矩阵[W]；
[0017]步骤2
‑
2)获取所述主动降噪参数矩阵[W]的逆矩阵，并与所述扬声传递路径矩阵[G]相加，以获得第二广义矩阵；
[0018]步骤2
‑
3)通过所述第二广义矩阵的逆矩阵与所述声信号向量组x相乘，获得降噪信号向量组y；其中，所述降噪信号向量组y包括：与所述若干扬声器一一对应的若干降噪信号。
[0019]为实现本专利技术的再一目的，本专利技术提供一种主动降噪系统，包括：若干麦克风和若干扬声器，所述装置还包括：接收模块、计算模块和降噪模块，其中，所述若干麦克风和若干扬声器设置在三维空间中的待降噪区域内；
[0020]所述接收模块，用于获取设置在三维空间中的待降噪区域内若干麦克风采集的声信号；
[0021]所述计算模块，利用所有麦克风的声信号、每个扬声器相对于各麦克风的扬声传递路径和每个扬声器基于相对于各麦克风的主动降噪参数，确定扬声器的降噪信号；
[0022]所述降噪模块，用于驱动每一个扬声器输出该降噪信号，以降低由所述三维空间中的噪声源区域传入所述待降噪区域内的噪声。
[0023]作为上述系统的一种改进，当所述扬声器数量与所述麦克风的数量不相等时，所述计算模块，用于将所有麦克风的声信号组成声信号向量组x；获取所有扬声器分别相对于各麦克风的扬声传递路径，并组成扬声传递路径矩阵[G]；获取所有＝扬声器分别相对于各麦克风的主动降噪参数，并组成主动降噪参数矩阵[W]；用于获取所述扬声传递路径矩阵[G]与所述主动降噪参数矩阵[W]的乘积，并与单位矩阵I相加，以获取第一广义方阵；其中，所述单位矩阵I的行数和列数与所述乘积相同；用于使所述第一广义方阵的逆矩阵与所述主动降噪参数矩阵[W]和所述声信号向量组x相乘，以获得降噪信号向量组y；其中，所述降噪信号向量组y包括：与所述若干扬声器一一对应的若干降噪信号；
[0024]当所述若干等于所述若干时，所述计算模块，用于将所有麦克风的声信号组成声信号向量组x；获取所有扬声器分别相对于各麦克风的扬声传递路径，并组成扬声传递路径矩阵[G]；获取所有扬声器分别相对于各麦克风的主动降噪参数，并组成主动降噪参数矩阵
[W]；用于获取所述主动降噪参数矩阵[W]的逆矩阵，并与所述扬声传递路径矩阵[G]相加，以获得第二广义矩阵；用于使所述第二广义矩阵的逆矩阵与所述声信号向量组x相乘，以获得降噪信号向量组y；其中，所述降噪信号向量组y包括：与所述若干扬声器一一对应的若干降噪信号。
[0025]为实现本专利技术的再一目的，本专利技术提供一种主动降噪装置，所述装置包括：若干麦克风、若干扬声器和主动降噪滤波器，其中，所述若干麦克风和若干扬声器设置在三维空间中的待降噪区域内；
[0026]所述若干麦克风，用于采集所述待降噪区域内的若干声信号；
[0027]所述若干扬声器，用于分别输出与其对应的若干降噪信号，以降低由所述三维空间中的噪声源区域传入所述待降噪区域内的噪声；
[0028]所述主动降噪滤波器，基于所述若干声信号、所有扬声器分别相对于各麦克风的扬声传递路径和所有扬声器分别相对于各麦克风的主动降噪参数，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种主动降噪方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1)获取设置在三维空间中的待降噪区域内若干麦克风采集的声信号；步骤2)所述三维空间中的待降噪区域内设置有若干扬声器，每个扬声器基于所有麦克风的声信号、相对于各麦克风的扬声传递路径和相对于各麦克风的主动降噪参数，确定扬声器的降噪信号；步骤3)驱动每一个扬声器输出该降噪信号，以降低由所述三维空间中的噪声源区域传入所述待降噪区域内的噪声。2.根据权利要求1所述的主动降噪方法，其特征在于，所述噪声源区域与所述待降噪区域的在三维空间中的相对位置非固定。3.根据权利要求1所述的主动降噪方法，其特征在于，当所述扬声器数量与所述麦克风的数量不相等时，所述步骤2)具体包括：步骤2
‑
1)将所有麦克风的声信号组成声信号向量组x；获取所有扬声器分别相对于各麦克风的扬声传递路径，并组成扬声传递路径矩阵[G]；获取所有＝扬声器分别相对于各麦克风的主动降噪参数，并组成主动降噪参数矩阵[W]；步骤2
‑
2)获取所述扬声传递路径矩阵[G]与所述主动降噪参数矩阵[W]的乘积，并与单位矩阵I相加，以获取第一广义方阵；其中，所述单位矩阵I的行数和列数与所述乘积相同；步骤2
‑
3)通过所述第一广义方阵的逆矩阵与所述主动降噪参数矩阵[W]和所述声信号向量组x相乘，获得降噪信号向量组y；其中，所述降噪信号向量组y包括：与所述若干扬声器一一对应的若干降噪信号。4.根据权利要求1所述的主动降噪方法，其特征在于，当所述扬声器数量与所述麦克风的数量相等时，所述步骤2)具体包括：步骤2
‑
1)将所有麦克风的声信号组成声信号向量组x；获取所有扬声器分别相对于各麦克风的扬声传递路径，并组成扬声传递路径矩阵[G]；获取所有扬声器分别相对于各麦克风的主动降噪参数，并组成主动降噪参数矩阵[W]；步骤2
‑
2)获取所述主动降噪参数矩阵[W]的逆矩阵，并与所述扬声传递路径矩阵[G]相加，以获得第二广义矩阵；步骤2
‑
3)通过所述第二广义矩阵的逆矩阵与所述声信号向量组x相乘，获得降噪信号向量组y；其中，所述降噪信号向量组y包括：与所述若干扬声器一一对应的若干降噪信号。5.一种主动降噪系统，包括：若干麦克风和若干扬声器，其特征在于，所述装置还包括：接收模块、计算模块和降噪模块，其中，所述若干麦克风和若干扬声器设置在三维空间中的待降噪区域内；所述接收模块，用于获取设置在三维空间中的待降噪区域内若干麦克风采集的声信号；所述计算模块，利用所有麦克风的声信号、每个扬声器相对于各麦克风的扬声传递路径和每个扬声器基于相对于各麦克风的主动降噪参数，确定扬声器的降噪信号；所述降噪模块，用于驱动每一个扬声器输出该降噪信号，以降低由所述三维空间中的噪声源区域传入所述待降噪区域内的噪声。6.根据权利要求5所述的主动降噪系统，其特征在于，当所述扬声器数量与所述麦克风的数量不相等时，所述计算模块，用于将所有麦克风
的声信号组成声信号向量组x；获取所有扬声器分别相对于各麦克风的扬声传递路径，并组成扬声传递路径矩阵[G]；获取所有＝扬声器分别相对于各麦克风的主动降噪参数，并组成主动降噪参数矩阵[W]；用于获取所述扬声传递路径矩阵[G]与所述主动降噪参数矩阵[W]的乘积，...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐海涛，何双亮，薛长斌，徐启涵，黄云，李鹏伟，田长盛，
申请(专利权)人：中国人民解放军六三九一九部队，
类型：发明
国别省市：