一种送受话器的制作方法

本文涉及但不限于降噪技术，尤指一种送受话器。

背景技术：

军事噪声的声场条件复杂，环境噪声对语音通讯系统的干扰可导致指令传输的错误或不完整，影响作业现场作业人员之间的语音信息交流，对作战部署和信息交互有着不可忽视的影响。

相关技术中，送受话器主要包括：手柄式送受话器、头戴式双耳送受话器(开放式作战区域使用)或乘载员通信帽(封闭式装甲车乘员舱内使用)；图1相关技术中头戴式双耳送受话器的示意图，图2为相关技术中乘载员通信帽示意图，在图1所示的头戴式双耳送受话器和图2所示的乘载员通信帽中，送话器由通过送话软管连接的音频采集装置构成；根据耳朵分布，受话器主要包括左耳受话器和右耳受话器；送话器大多采用动圈式话筒，采集到的话音清晰度不高、低频部分损失较大，而且声音经还原后播放辨识度不高，尤其在环境噪声较恶劣的环境下，通信质量大大降低；有的送话器采用电容式话筒，音频幅频特性较好，但是环境噪音与话音一同被采集进来，在环境噪音较大时采集的话音信噪比较差，声音经还原后辨识度也不高，大大影响通信质量；另外，上述送受话器般采用物理隔音方式，降低受话时的环境噪音，物理隔音方式对隔声贡献量随隔音材料的密度不同而不同，一般能做到15分贝(dB)～20dB，选用较好隔音材料的送受话器隔音量在25dB左右；对于高于110dB的环境噪音，仍然无法有效消除或抑制噪声，严重影响通信质量。此外，作业人员佩戴现有的送受话器时，与其他作业人员只能通过送受话方式进行通信，不能与未佩戴送受话器的作业人员进行通信，也无法很好得感知周围环境声音。

在语音通讯时，如何降低环境噪音、改善送受话器的通信质量，保护作业人员的听力，是目前需要解决的重要问题。

技术实现要素：

以下是对本文详细描述的主题的概述。本概述并非是为了限制权利要求的保护范围。

本实用新型实施例提供一种送受话器，能够提升送受话器的通信质量。

本实用新型实施例提供了一种送受话器，包括左耳受话器、右耳受话器、与左耳受话器或右耳受话器通过第一端部连接的送话软管，还包括：

第一送话单元、第二送话单元、分离器、滤波器、增益单元、信号处理器和混音器；其中，

第一送话单元包括指向性电容式话筒，用于采集第一音频；

第二送话单元包括全向性电容式话筒，用于采集第二音频；

分离器用于：区分识别第二音频中的噪声信号和本地受话音频；

滤波器用于：根据噪声信号的幅值和频率，对噪声信号进行滤波处理；

增益单元用于：对噪声信号进行增益控制处理；

信号处理器用于：对分离器分离获得的本地受话音频进行幅度和频率调整；

混音器用于：将完成滤波处理的噪声信号和完成幅度和频率调整的本地受话音频进行混音处理，获得输出至受话器的受话音频。

可选的，所述送受话器还包括降噪电路和相关器；其中，

降噪电路用于：根据第二送话单元采集到的第二音频确定环境中的噪声信号，根据确定的噪声信号对播放的来自其他送收话器的通信受话音频进行降噪处理；

相关器用于：根据第二送话单元采集到的第二音频对第一送话单元采集的第一音频进行相关性处理，获得降噪后的送话音频。

可选的，所述混音器还与所述降噪电路的输出端连接，用于：

将完成所述降噪处理的所述通信受话音频，与输出至受话器的受话音频进行混音处理。

可选的，所述指向性电容式话筒设置于所述送话软管的第二端部。

可选的，所述第二送话单元包含的全向性电容式话筒的个数为一个或两个。

可选的，全向性电容式话筒包括第一全向性电容式话筒和第二全向性电容式话筒，所述第一全向性电容式话筒和所述第二全向性电容式话筒以对称方式，分别设置于第一受话器和第二受话器上；

其中，所述第一受话器为左耳受话器或右耳受话器；所述第二受话器为所述送受话器中除第一受话器以外的另一受话器。

可选的，所述送话软管的第一端部设置于所述第一受话器时，所述第一全向性电容式话筒设置于所述送话软管的第一端部区域；

所述送话软管的第一端部设置于所述第二受话器时，所述第二全向性电容式话筒设置于所述送话软管的第一端部区域。

可选的，所述第二送话单元中全向性电容式话筒只有一个时，所述全向性电容式话筒设置于第一受话器或第二受话器上；

其中，所述第一受话器为左耳受话器或右耳受话器；所述第二受话器为所述送受话器中除第一受话器以外的另一受话器。

可选的，所述送话软管的第一端部设置于所述第一受话器时，所述全向性电容式话筒设置于所述送话软管的第一端部区域，或者，所述全向性电容式话筒设置于所述第二受话器中与所述送话软管的第一端部区域成对称的区域。

可选的，还包括：设置于所述降噪电路与所述第二送话单元之间的控制开关，所述送受话器还包括：检测电路和比较器；其中，

所述检测电路用于：检测所述第二音频的幅值；

所述比较器用于：比较所述检测电路检测到所述第二音频的幅值和给定幅值，当所述检测到的所述第二音频的幅值大于所述给定幅值时输出控制所述控制开关断开的信号，当所述检测到的幅值不大于所述给定幅值时输出控制所述控制开关闭合的信号。

与相关技术相比，本申请技术方案包括：包括左耳受话器、右耳受话器、与左耳受话器或右耳受话器通过第一端部连接的送话软管，其特征在于，还包括：第一送话单元、第二送话单元、分离器、滤波器、增益单元、信号处理器和混音器；其中，第一送话单元包括指向性电容式话筒，用于采集第一音频；第二送话单元包括全向性电容式话筒，用于采集第二音频；分离器用于：区分识别第二音频中的噪声信号和本地受话音频；滤波器用于：根据噪声信号的幅值和频率，对噪声信号进行滤波处理；增益单元用于：对噪声信号进行增益控制处理；信号处理器用于：对分离器分离获得的本地受话音频进行幅度和频率调整；混音器用于：将完成滤波处理的噪声信号和完成幅度和频率调整的本地受话音频进行混音处理，获得输出至受话器的受话音频。本实用新型实施例提升了送受话器的通信质量。

本实用新型实施例提升了送受话器的通信质量。本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本实用新型技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本实用新型的技术方案，并不构成对本实用新型技术方案的限制。

图1相关技术中头戴式双耳送受话器的示意图；

图2为相关技术中乘载员通信帽示意图；

图3为本实用新型实施例送受话器的结构框图；

图4为本实用新型一可选应用示例降噪处理的方法流程图；

图5为本实用新型另一可选应用示例降噪处理的方法流程图；

图6为本实用新型一可选应用示例话音处理的方法流程图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行。并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

图3为本实用新型实施例送受话器的结构框图，如图3所示，左耳受话器、右耳受话器、与左耳受话器或右耳受话器通过第一端部连接的送话软管，送受话器3还包括：第一送话单元31、第二送话单元32、分离器33、滤波器34、增益单元35、信号处理器36和混音器37；其中，

第一送话单元31包括指向性电容式话筒，用于采集第一音频；

第二送话单元32包括全向性电容式话筒，用于采集第二音频；

需要说明的是，本实用新型实施例：采集的第一音频一般主要指作业人员的话音，可以包括距离距作业人员嘴部1～5厘米(cm)左右的音频，根据话筒拾音距离不同有差异。第二音频指作业人员周围环境声音，一般与作业人员存在1～3m距离的音频，灵敏度高的拾音器距离能到5～7m，甚至10m。

分离器33用于：区分识别第二音频中的噪声信号和本地受话音频；

滤波器34用于：根据噪声信号的幅值和频率，对噪声信号进行滤波处理；

增益单元35用于：对噪声信号进行增益控制处理；

信号处理器36用于：对分离器分离获得的本地受话音频进行幅度和频率调整；这里，通过幅度和频率的调整，可以实现本地受话音频的话音增强；

混音器37与滤波器和信号处理器连接，用于：将完成滤波处理的噪声信号和完成幅度和频率调整的本地受话音频进行混音处理，获得输出至受话器的受话音频。

可选的，本实用新型实施例所述送受话器还包括降噪电路38和相关器39；

降噪电路38用于：根据第二送话单元采集到的第二音频确定环境中的噪声信号，根据确定的噪声信号对播放的来自其他送收话器的通信受话音频进行降噪处理；

降噪电路38的具体处理包括：对确定的噪声信号进行180度的相位反转后在受话器中播放，将播放的相位反转后的噪声信号与受话器中播放的通信受话话音进行叠加，实现对受话器音腔中的噪音进行处理。

需要说明的是，本发明实施例对噪声信号进行相位反转后，基于人耳对高频和低频音频信号的敏感度及送受话器的隔音特性，本领域技术人员可以对不同频率的噪声信号进行相应的幅值调整；一般的，对高频的音频信号进行较大的幅值调整。

相关器39用于：根据第二送话单元采集到的第二音频对第一送话单元采集的第一音频进行相关性处理，获得降噪后的送话音频；

需要说明的是，本发明实施例分离器33、滤波器34、增益单元35、信号处理器36和混音器37、降噪电路38和相关器39可以通过相关技术中已有的电子线路、集成电路或嵌入式芯片构成。

需要说明的是，本实用新型实施例指向性电容式话筒设置的位置较全向性电容式话筒更靠近进行送话操作的工作人员的发声位置。

可选的，本实用新型实施例指向性电容式话筒301设置于所述送话软管的第二端部。

可选的，本实用新型实施例第二送话单元32包含一个或两个全向性电容式话筒302。

可选的，本实用新型实施例第二送话单元32包含第一全向性电容式话筒302-1和第二全向性电容式话筒302-2时，所述第一全向性电容式话筒302-1和所述第二全向性电容式话筒302-2以对称方式，分别设置于第一受话器和第二受话器上；其中，所述第一受话器为左耳受话器或右耳受话器；所述第二受话器为所述送受话器中除第一受话器以外的另一受话器。

可选的，本实用新型实施例：

所述送话软管的第一端部设置于所述第一受话器时，所述第一全向性电容式话筒设置于所述送话软管的第一端部区域；

所述送话软管的第一端部设置于所述第二受话器时，所述第二全向性电容式话筒设置于所述送话软管的第一端部区域。

需要说明的是，本实用新型实施例送话软管的第一端部区域的覆盖范围可以由本领域技术人员根据采集第二音频的目的进行分析确定。

可选的，本实用新型实施例第二送话单元32中全向性电容式话筒只有一个时，所述全向性电容式话筒设置于第一受话器或第二受话器；其中，所述第一受话器为左耳受话器或右耳受话器；所述第二受话器为所述送受话器中除第一受话器以外的另一受话器。

可选的，本实用新型实施例所述送话软管的第一端部设置于所述第一受话器时，所述全向性电容式话筒设置于所述送话软管的第一端部区域，或者，所述全向性电容式话筒设置于所述第二受话器中与所述送话软管的第一端部区域成对称的区域。

可选的，本实用新型实施例降噪电路与所述第二送话单元之间还设置有控制开关，所述送受话器还包括：检测电路310和比较器311；其中，

所述检测电路310用于：检测所述第二音频的幅值；

所述比较器311用于：比较所述检测电路检测到所述第二音频的幅值和给定幅值，当所述检测到的所述第二音频的幅值大于所述给定幅值时输出控制所述控制开关断开的信号，当所述检测到的幅值不大于所述给定幅值时输出控制所述控制开关闭合的信号。

以下通过应用示例对本实用新型实施例方法进行清楚详细的说明，应用示例仅用于陈述本实用新型，并不用于限定本实用新型的保护范围。

应用示例

本实用新型应用示例基于相关技术中已有的送受话器的声学结构布局，选用指向性电容式话筒用于第一音频的采集，选用全向性电容式话筒用于第二音频的采集，通过第一音频和第二音频中环境噪音的相关性对第一音频进行降噪处理，滤除送话话音中的环境噪音，提高送话话音信噪比；

本实用新型应用示例通过选用全向性电容式话筒作为前馈降噪的参考信号，对噪音信号进行180度反转及幅值调整，然后输出到受话器中播放，与受话器音腔中的噪声进行抵消，降低环境噪声对受话话音的影响，实现主动降噪处理；

本实用新型应用示例可以在送受话器的送话软管的根部位置，布置一个全向性电容式话筒，在送受话器另一侧对称位置同样布置一个全向性电容式话筒，全向性电容式话筒的采集方向为作业人员发出送话话音前方，用于拾取环境噪音和作为前馈降噪的参考信号；

本实用新型应用示例在将第一音频送往远端播放前，根据第二音频(环境噪音)的频率、幅值和相位对第一音频进行相关性处理，滤除送话话音中的环境噪音，提高话音信噪比；需要说明的是，在获得第二音频和第一音频后，如何进行相关性处理为本领域技术人员的惯用技术手段。

本实用新型应用示例还包括：将采集到的第二音频作为对送受话器音腔中的声音进行降噪处理的前馈参考信号，将第二音频的相位进行180度反转及幅值调整后，与受话话音进行混音处理后，在受话器中播放，实现对受话器音腔中的噪声进行抵消，实现主动降噪处理；

可选的，本实用新型应用示例还可以通过优化送受话器的材料、与人耳或头面部的贴合度，提高送受话器物理隔声量，保障送受话器音腔的相对独立，提高主动降噪的性能。

图4为本实用新型一可选应用示例降噪处理的方法流程图，如图4所示，包括：

步骤401、指向性电容式话筒拾取作业人员的送话话音，并进行信号调理；

步骤402、全向性电容式话筒拾取环境中的噪声信号(第二音频)；

步骤403、根据噪声信号的幅频特性，对送话话音做相关性处理后，输出送话音频；本实用新型应用示例通过相关性处理滤除话音噪音中的环境噪音。

图5为本实用新型另一可选应用示例降噪处理的方法流程图，如图5所示，包括：

步骤501、全向性电容式话筒拾取第二音频；

步骤502、从拾取的第二音频中确定环境中的噪声信号；

步骤503、对噪声信号进行180度的相位反转；

步骤504、将相位反转后的噪声信号在受话器中播放，与受话话音进行叠加处理。本发明应用示例将受话话音与原始的噪声信号进行叠加，达到噪声消除的目的。

图6为本实用新型一可选应用示例话音处理的方法流程图，如图6所示，包括：

步骤601、全向性电容式话筒拾取第二音频，将第二音频发往分离器；

步骤602、分离器区分识别第二音频中的噪声信号和本地受话音频，将噪声信号发往滤波器，将本地受话音频发往信号处理器；具体的，根据人类话音特征对环境声音进行辨识，将非人声音信号分离后送入滤波器，对分离出的人话音信号送入信号处理器；

步骤603、滤波器根据噪声信号的幅值和频率进行信号滤波处理，对稳态噪声进行自动增益控制，以压缩噪声信号的幅值；具体的，滤波处理包括：对超过85dB的脉冲噪声、人耳辨识频率范围300Hz～4000Hz以外的声音信号进行滤除；

步骤604、信号处理器对分离器分离获得的本地受话音频进行幅度和频率调整；具体包括：对话音信号提高增益、频率补偿，使本地话音音量提高到人耳可接受范围，利用人耳对高频话音更易于辨识的特点将低频话音的频率适当提高，以提高话音辨识度，实现话音增强；

步骤605、将完成滤波处理和增益控制处理的噪声信号、完成幅度和频率调整的本地受话音频、和完成音频降噪处理的通信受话音频、接收到的来自其他送收话器的通信受话音频进行混音处理，获得输出至受话器的受话音频；本发明实施例受话音频参照相关技术输出至受话器中。即将处理后的环境声音信号和本地话音信号进行混音，与受话话音一并送至受话器(气导受话器)播放出来，实现对环境声音的侦听和对人声音的增强；

可选的，本实用新型实施例在环境声音采集和回放通道上保持与人体感官一致：左耳罩拾取的声音左耳回放、右耳罩拾取的声音右耳回放。同时在动态压缩、话音增强、混音回放等处理过程中，使左右拾取的声音维持在相位上的差异性。

本领域普通技术人员可以理解上述方法中的全部或部分步骤可通过程序来指令相关硬件(例如降噪电路)完成，所述程序可以存储于计算机可读存储介质中，如只读存储器、磁盘或光盘等。可选地，上述实施例的全部或部分步骤也可以使用一个或多个集成电路来实现。相应地，上述实施例中的每个模块/单元可以采用硬件的形式实现，例如通过集成电路来实现其相应功能，也可以采用软件功能模块的形式实现，例如通过降噪电路执行存储于存储器中的程序/指令来实现其相应功能。本实用新型不限制于任何特定形式的硬件和软件的结合。

虽然本实用新型所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本实用新型而采用的实施方式，并非用以限定本实用新型。任何本实用新型所属领域内的技术人员，在不脱离本实用新型所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本实用新型的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。