一种降低环境噪声的装置及方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及音频处理的装置及方法，准确地说是一种对环境噪声进行消除的装置 及方法。
【背景技术】
[0002] 在通信设备对音频的采集过程中，必然会掺杂有环境噪音，例如人们在室外用手 机通话时，会掺杂有汽车的声音、别人的说话声音、周围环境的嘈杂声，这都会影响到通话 的质量。
[0003] 而在目前的音频信号处理过程中，对于这些噪音是难以处理的，因为人所发出的 语音，其频段位于环境的噪音的频段内，要消除噪音，就会把人的语音一起消除，否则，必然 会含有噪音。
【发明内容】
[0004] 基于此，本发明提出了一种降低环境噪音的装置及方法，该方法利用噪音本身的 特点进行噪音的消除，可有效清除人们周围环境的噪音，提高通信质量。
[0005] 本发明的另一个目的在提供一种降低环境噪音的装置及方法，该装置及方法结构 简单、实用，可广泛应用于各种通信设备中。
[0006] 本发明的思路是这样的：音频数据实际上就是由很多频率的正弦波叠加在一起而 形成的波，对于噪音也是如此，正弦波和余弦波恰好可以互相抵消，如果能制造一种对应于 噪音的余弦波，则可以消除噪声。
[0007] 因此，为达到上述目的，本发明是这样实现的： 一种降低环境噪声的装置，其包括麦克风、移相处理模块及合成模块，所述麦克风采集 噪音信号，并将采集的噪音信号输入到移相处理模块，通过移相处理模块进行移相处理，再 输入到合成模块中，将移相后的噪音信号和音频信号进行合成，利用正弦波和余弦波互相 抵消的方法消除音频信号中的噪音。
[0008] 所述麦克风，具有两个，分别对应左右声道的噪音信号进行采集。
[0009]所述移相处理模块，输出分两路，对噪音信号进行移相处理后，输出到两个合成模 块中，两个合成模块，一个对左声道信号进行合成，一个对右声道的信号进行合成。
[0010] 所述合成模块后，还连接有低通滤波器和高通滤波器，合成后的音频信号经过对 音频进行低通滤波和高通滤波后，对噪音进行进一步的控制。
[0011] 一种降低环境噪声的方法，该方法包括如下步骤： 1、 采集噪音信号；通过麦克风采用噪音信号； 2、 移相处理；将麦克风采集的噪音信号传送到移相处理模块进行移相处理，得到移相 后的噪音信号； 3、 信号合成；将移相后的噪音信号与音频信号进行叠加，得到合成后的音频信号； 4、 输出。
[0012] 所述步骤1中，采集两路噪音信号，分别对应于左右声道进行采集。
[0013]所述步骤2中，移相处理模块将噪音信号进行180°移相，以生成余弦波的噪音信 号。
[0014]所述的移相是通过傅立叶变换进行移相处理。
[0015]所述步骤3中，分左右声道两路，对噪音信号和音频信号进行叠加。
[0016]所述步骤3中，合成后的音频信号一路经过低通滤波器，去除低频分量，一路经过 高通滤波器，去除高频分量，然后再将两路音频信号进行叠加输出。
[0017]本发明通过噪音的叠加，对通信中的噪音信号进行消除，可有效清除人们周围环 境的噪音，提高通信质量，这样在通信过程中，人们基本听不到噪音信号。
[0018] 而且该装置结构简单、易于实现，可广泛应用于各种通信设备中。
【附图说明】
[0019] 图1为本发明实施的结构示意图。
[0020] 图2为本发明实施的控制过程示意图。
[0021] 图3为本发明实施的移相处理的软件控制流程图。 图4为本发明实施的后续滤波处理的结构示意图。
【具体实施方式】
[0022] 下面，结合附图所示，对本发明的具体实施做详细说明。
[0023] 图1、图2所示，为实现本发明的一种结构示意图，在图1中，通过左右2路麦克风 采集周围环境噪音信号，得到环境噪音音源，然后将采集的环境噪音信号输入到移相处理 模块，进行音频相位的移相处理；对噪音信号移相处理后，再输出到合成处理模块进行音频 合成处理，即将音频信号和移相后的噪音信号进行合成。
[0024]其中，L代表输入的左声道音频，R代表输入的右声道音频，MICL代表左麦克风音 频，MICR代表右麦克风音频，MICL-代表相移处理后左麦克风音频，MICR-代表相移处理 后右麦克风音频，L+代表合成后的左声道音频，R+代表合成后的右声道音频。
[0025] 图3所示，为移相模块进行移相处理的软件控制流程图，对于输入移相模块的信 号，先进行傅立叶变换，然后再获取信号的相位，对相位进行位移，通常是位移180°，以得 到余弦波，移相后再进行傅立叶反变换，移相处理模块算法实现描述如下： 定义输入信号为yl，移相B度处理后的信号为y2。
[0026] 假定yl在进行傅立叶变换后表示为：yl=yl.R+jyl.X， 其中，R和X都为实数，R为实部表示信号的幅值，X为虚部表示相位，j是^1|。
[0027] 假定y2在进行傅立叶变换后表示为：y2 =y2.R+jy2.X， yl可以表不为： yl=YXe" (jA);其中A为相角；y2可以表不为： y2 =YXe"(j(A-B)) 因此，yl=Y(sinA+jcosA) 与前面的对照之后，可以得到：yl. R = YXsinA yl. X = YXcosA 同理，y2 = Y[sin (A_B)+jcos (A_B)] 这样y2. R=YX sin (A_B)=YX sinAX cosB-YX cosAX sinB y2. X = YX cos (A-B) = YX cosAX cosB+YX sinAX sinB 将yl代入，就会有 y2. R = yl. R*cosB_yl. X*sinB y2. X = yl. R*sinB+yl. X*cosB 至此，就实现将yl移相B度了。
[0028] 合成后的音频信号可以直接进行输出，所输出的音频信号基本没有噪音了。
[0029] 再结合图4所示，为了对噪音进行进一步的控制，合成后的音频信号再经过低通 滤波器和高通滤波器对音频进行低通滤波和高通滤波，去除合成后音频信号中的低频分量 和高频分量；同时降噪过后的音频信号在消噪的过程当中会有一定的损失，因此在降噪后 要对音频信号进行平滑处理。
[0030] 为了防止音频处理后越限，低通滤波器和高通滤波器后还设置有增益调整模块， 增益调整模块会把越限部分的音频增益进行适当的调整，然后再进行音频输出。
[0031] 图中，nL+为输出的左声道信号，nR+为输出的右声道信号。
[0032] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精 神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种降低环境噪声的装置，其特征在于所述装置包括麦克风、移相处理模块及合成 模块，所述麦克风采集噪音信号，并将采集的噪音信号输入到移相处理模块，通过移相处理 模块进行移相处理，再输入到合成模块中，将移相后的噪音信号和音频信号进行合成，利用 正弦波和余弦波互相抵消的方法消除音频信号中的噪音。
2. 如权利要求1所述的降低环境噪声的装置，其特征在于所述麦克风，具有两个，分别 对应左右声道的噪音信号进行采集。
【专利摘要】本发明是一种降低环境噪声的装置及方法，该装置包括麦克风、移相处理模块及合成模块，所述麦克风采集噪音信号，并将采集的噪音信号输入到移相处理模块，通过移相处理模块进行移相处理，再输入到合成模块中，将移相后的噪音信号和音频信号进行合成，利用正弦波和余弦波互相抵消的方法消除音频信号中的噪音。
【IPC分类】G10L21-0232, G10L21-0272
【公开号】CN104575514
【申请号】CN201310513231
【发明人】不公告发明人
【申请人】西安群丰电子信息科技有限公司
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2013年10月25日