教学场景下的自动化噪音消除方法与流程

本发明涉及噪声处理领域，更具体地，涉及一种教学场景下的自动化噪音消除方法。

背景技术：

主动降噪，是指采集环境噪音，并产生与噪音反相的信号用降噪装置回放，用以抵消噪音的技术。典型主动降噪(ANC)耳机的降噪系统由下列部份组成：1)用以采集噪音的麦克风系统；2)电子控制部份，用以处理声音信号，并生成降噪信号；3)喇叭系统，用以产生降噪声音信号。大部分ANC系统采用两种主要结构中的一种：前馈式或反馈式。例如，现有技术中，例如日本专利公开号JP078558A公开了一种舒适睡眠设备，包括：设于头部两侧用于监测环境声压的第一声压监测器、用于监测耳朵附近残留声压的第二声压监测器、用于计算声波信号的一计算单元以及发出该声波信号的生成设备。环境噪声可被声波信号所抵消从而达到降噪的目的，而且第二声压监测器监测耳朵附近的残留声压，可进一步校准声波信号以提高降噪效果。第二声压监测器虽然可对降噪的声波信号进行校准，以使第二声压监测器所在位置的声压降至最低。

现有的主动降噪技术方案主要集中于如何抵消固定声源的噪声。实际生活和工作中，噪声源的移动给主动降噪技术带来了新的挑战，尤其是对于教学环境这样的具有移动式的噪声源以及固定式的噪声源及它们中至少一个的回声的环境中。经检索，现有技术中，申请号为CN200820149499.2公开了一种教室噪声监控装置，其中，在各个需要噪声监控的教室或者宿舍内分别安装一声控开关A，各声控开关A的两端分别与电源连接，在噪声监控室内安装的指示灯C分别串接在与其相对应的声控开关A的电路中。在各个噪声监控开关与电源之间的电路上串接有开关B。在各个声控开关与电源之间的电路上设有电铃。然而，该技术仅仅是针对教学环境噪声的降噪范围和效果均有限。

技术实现要素：

为了提高教学场景下的噪音消除效果，尤其是改善一定自然范围的区域(例如操场和教学楼等学校围墙范围内的区域)内的降噪效果，本发明提供了一种教学场景下的自动化噪音消除方法，用于借助于教学环境噪音自动消除系统对教学楼、操场进行噪音衰减，以使得教学环境相对宁静，所述教学环境噪音自动消除系统包括：教学场景噪声检测单元、至少一个固定式噪声产生单元、至少一个移动噪声源以及教学场景噪声降低设备，所述教学场景噪声检测单元检测所述固定式噪声源和所述移动式噪声源产生的噪声的分贝数，并控制所述教学场景噪声降低设备进行主动式降噪，所述方法包括：

(1)检测教学场景的预定区域内的噪声分贝数；

(2)将检测得到的所述噪声分贝数与预设阈值进行比较；

(3)根据比较结果，对固定式噪声源和移动噪声源进行主动降噪。

进一步地，所述教学场景噪声降低设备包括：交互接口单元、第一降噪单元以及第二降噪单元，其中所述交互接口单元分别与第一降噪单元以及第二降噪单元连接，所述交互接口单元用于从所述环境监控系统接收降噪指令并控制所述第一降噪单元和/或所述第二降噪单元进行主动降噪，所述第一降噪单元用于对移动噪声源的噪声进行主动抑制，所述固定式噪声源的降噪单元用于对位置绝对不变的噪声源的噪声进行主动抑制，所述位置绝对不变表示所述固定式噪声源被固定于某处空间位置且该位置不随时间改变。

进一步地，所述第一降噪单元包括：

第一噪声采集与位置关联单元，包括第一噪声采集子单元、第一回波获取子单元、第一电子地图获取子单元、第一标识物体获取子单元和第一位置关联子单元，其中所述第一噪声采集子单元用于在第M个时刻采集所述设备第一周围预定范围内的全部噪声源的噪声信号，所述第一回波获取子单元用于在所述第一噪声采集子单元完成上述采集后，向所述第一周围预定范围发射超声波信号并采集该超声波信号的回波，所述第一电子地图获取子单元用于获得第M个时刻的所述第一周围预定范围内的、包括可行动路径信息在内的电子地图；所述第一标识物体获取子单元用于基于所述电子地图获取可行动路径信息指示的各可行动路径上的、被标识于所述电子地图上的标识，所述第一位置关联子单元用于根据所述第一标识物体获取子单元确定的标识、基于所述第一回波获取子单元确定的各噪声源的回波信号确定的各噪声源相对于所述智能教学场景监控系统的方向和距离，建立各个噪声源与电子地图上各个标识之间的一一对应的映射关系，所述M为正整数；

可移动噪声源筛选单元，用于在第Q个时刻之前的Z个时刻内，采集所述全部噪声源的位置变化信息，以从所述全部噪声源中去除在此Z个时刻内位置未发生变化的噪声源，使所述全部噪声源中的剩余噪声源构成备选移动噪声源集；

特定可移动噪声源集确定单元，用于将所述全部噪声信号中感兴趣的部分频段设为特定噪声信号，从所述备选移动噪声源集中确定发出该特定噪声信号的至少一个移动噪声源，即特定可移动噪声源集；

可行动路径获取单元，用于获得所述环境监控系统所在位置的第二周围预定范围内的可行动路径信息，以及在第N个时刻以前采集所述特定可移动噪声源集在第N个时刻的前P个时刻的第一位置信息集以及在第N个时刻以前采集智能教学场景监控系统在第N个时刻的前P个时刻的第二位置信息集，所述可行动路径信息包括道路信息，其中N-M>P，且N和P均为正整数，所述第二周围预定范围属于所述第一周围预定范围的一部分；

噪声源路径确定单元，用于根据所述可行动路径获取单元获得的可行动路径信息以及第一位置信息集，通过拟合的方式确定该特定可移动噪声源集包括的各个特定可移动噪声源在第N+1个时刻相对于所述可行动路径的第一预计位置信息集，所述第一预计位置信息集包括各个特定可移动噪声源在第N+1个时刻的预计位置信息；

智能教学场景监控系统路径确定单元，用于根据所述可行动路径获取单元获得的可行动路径信息以及第二位置信息集，通过拟合的方式确定所述智能教学场景监控系统在第N+1个时刻相对于所述可行动路径的第二预计位置信息；

可移动降噪启动判断单元，用于根据所述噪声源路径确定单元获得的第一预计位置信息集，计算在第N+1个时刻所述特定可移动噪声源集包括的各个特定可移动噪声源的位置与所述智能教学场景监控系统的第二预计位置信息之间的至少一个差值，确定该至少一个差值与预设距离差之间的比较结果，根据该比较结果将以阈值距离小于预设距离差的所述特定可移动噪声源集中的特定可移动噪声源确定为待主动降噪的可移动噪声源；

第一方向调整单元，用于基于第一预计位置信息集中的所述待主动降噪的可移动噪声源在第N+1个时刻的位置以及所述智能教学场景监控系统在第N+1个时刻的第二预计位置信息，确定所述第二噪声采集单元的采集所述待主动降噪的可移动噪声源的噪声时声音传感器的朝向角；

第二噪声采集单元，包括多个声音传感器，所述第二噪声采集单元用于根据所述第一方向调整单元确定的朝向角控制所述声音传感器采集所述待主动降噪的可移动噪声源的噪声信号，至少一个所述待主动降噪的可移动噪声源的噪声信号构成待主动降噪的可移动噪声源噪声集；

第一抑制频谱生成单元，用于根据待主动降噪的可移动噪声源噪声集涉及的各个所述待主动降噪的可移动噪声源的噪声信号，对应地产生第一反相噪声信号集，该第一反相噪声信号集包括多个第一反相噪声信号，且各第一反相噪声信号的相位和与该第一反相噪声信号对应的所述待主动降噪的可移动噪声源的噪声信号的相位相差180度；

第一合成与抑制单元，用于在第N+1个时刻向所述待主动降噪的可移动噪声源集的每一个所述待主动降噪的可移动噪声源，按照所述方向调整单元确定的与该待主动降噪的可移动噪声源对应的朝向角，发射由所述第一抑制频谱生成单元产生的、与所述待主动降噪的可移动噪声源对应的第一反相噪声信号。

进一步地，所述可行动路径获取单元包括GPS子单元，用于在第N个时刻以前采集所述特定可移动噪声源集在第N个时刻的前P个时刻的第一位置信息集以及在第N个时刻以前采集智能教学场景监控系统在第N个时刻的前P个时刻的第二位置信息集。

进一步地，所述第二降噪单元包括：

固定式噪声源筛选单元，用于在第Q个时刻之前的Z个时刻内，采集预定区域内全部噪声源的位置变化信息，以从所述全部噪声源中去除在此Z个时刻内位置发生变化的噪声源，使所述全部噪声源中的剩余噪声源构成备选固定式噪声源集，所述固定式噪声源的位置不随时间改变；

固定式噪声源方向确定单元，用于从所述备选固定式噪声源集中，获得期望对固定式噪声源进行主动降噪的指定方向；

GIS信息获取单元，用于根据所述智能教学场景监控系统所处位置获得所述指定方向上的固定式噪声源的地理位置信息，进而获得所述固定式噪声源相对于所述智能教学场景监控系统的角度，且当所述固定式噪声源为多个时，该角度为与多个所述固定式噪声源一一对应；

第二方向调整单元，用于根据所述GIS信息获取单元获得的角度确定并调整第三噪声采集单元内的声音采集传感器的噪声采集角度；

第三噪声采集单元，包括多个声音采集传感器，用于根据所述第二方向调整单元对所述声音采集传感器的采集角度的调整，获得所述固定式噪声源的噪声信号；

第二抑制频谱生成单元，用于根据所述第三噪声采集单元的输出信号产生第二反相噪声信号，该第二反相噪声信号与所述固定式噪声源的噪声信号在相位上相差180度；

第二合成与抑制单元，用于将所述第二反相噪声信号向所述固定式噪声源发出。

进一步地，所述第一抑制频谱生成单元包括彼此串联的声电转换单元、噪声源痕波衰减单元、第一滤波单元和第二滤波单元，其中所述噪声源痕波衰减单元、所述第一滤波单元和所述第二滤波单元顺次串联。

进一步地，所述声电转换单元采用换能器。

进一步地，所述第二噪声采集单元采集的噪声信号包括在第二周围预定范围内的待主动降噪的可移动噪声源产生的回声，所述噪声源痕波衰减单元用于对特定可移动噪声源集的回声进行衰减，包括：特定噪声信号参考频谱获取单元、具有特定噪声信号的回声在内的信号的频谱获取单元、延时获取单元、延时单元差，以及运算单元；其中所述特定噪声信号参考频谱获取单元产生在所述特定噪声信号的基础上被附加有参考特征的预定信号频谱，该预定信号频谱被输入到所述延时获取单元；所述延时获取单元用于根据所述预定信号频谱的周期性特征，确定其与所述特定噪声信号的频谱之间的相位差，并根据该相位差确定所述特定噪声信号与其回声之间的时间差，所述延时单元根据该时间差对所述特定噪声信号进行延时，延时后得到的信号被与所述具有特定噪声信号的回声在内的信号共同输入到所述差运算单元，从而衰减所述特定噪声信号中包括的回声。

进一步地，所述第一滤波单元为带通滤波器，其下截止频率和上截止频率分别为5Hz和1800Hz。

进一步地，所述第二滤波单元包括：3.7kΩ电阻、7.9kΩ电阻、3.2kΩ电阻、10.94kΩ电阻、1.73kΩ电阻、2.52kΩ电阻、6.7kΩ电阻、3.1kΩ电阻、10.1kΩ电阻、2kΩ电阻、4.8kΩ电阻、7.3kΩ电阻、10kΩ电阻、1kΩ电阻、7kΩ电阻、2.2kΩ电阻、4.89kΩ电阻、2.3kΩ电阻、2.32kΩ电阻、2.5kΩ电阻、0.51uF电容、0.21uF电容、0.38uF电容、0.82uF电容、0.35uF电容、0.23uF电容、0.12uF电容、3.1uF电容、2uF电容、0.33uF电容、2.47uF电容、0.35uF电容、0.26uF电容、0.31uF电容、0.55uF电容、第一运算放大器、第二运算放大器、第三运算放大器、第四运算放大器、第五运算放大器、第六运算放大器、第一齐纳二极管、第二齐纳二极管、第三齐纳二极管、第四齐纳二极管、第五齐纳二极管、第六齐纳二极管、第七齐纳二极管、第一差运算单元，以及第二差运算单元，其中，输入待滤波的信号的输入信号端连接所述3.7kΩ电阻的第一端，所述3.7kΩ电阻的第二端与所述7.9kΩ电阻的第一端串联，所述7.9kΩ电阻的第二端分别连接所述第一运算放大器的正输入端和所述0.51uF电容的第一端，所述0.51uF电容的第二端接地，所述7.9kΩ电阻的第一端还连接所述0.21uF电容的第一端，所述0.21uF电容的第二端分别连接所述第一运算放大器的输出端、所述3.2kΩ电阻的第一端和所述第一运算放大器的负输入端，所述3.7kΩ电阻的第一端还分别连接所述2uF电容的第一端、第一齐纳二极管的正极，所述2uF电容的第二端分别连接所述3.1kΩ电阻的第一端、所述第二运算放大器的正输入端、所述第二运算放大器的输出端，所述第二运算放大器的输出端经由所述第二齐纳二极管的正极、第二齐纳二极管的负极连接所述2kΩ电阻的第一端和所述3.2kΩ电阻的第一端，所述3.2kΩ电阻的第二端分别连接10kΩ电阻的第一端、第三齐纳二极管的负极、所述10.94kΩ的第一端、所述0.82uF电容的第一端，所述10.94kΩ电阻的第二端分别连接第三运算放大器的正输入端、所述0.38uF电容的第一端，所述0.38uF电容的第二端接地，所述0.82uF电容的第二端分别连接所述第三运算放大器的输出端、所述1.73kΩ电阻的第一端、所述第三运算放大器的负输入端以及所述第三齐纳二极管的正极，所述1.73kΩ电阻的第二端分别连接所述2.52kΩ电阻的第一端以及所述0.35uF电容的第一端，所述2.52kΩ电阻的第二端分别连接第四运算放大器的正输入端和0.23uF电容的第一端，所述0.23uF电容的第二端接地，所述0.35uF电容的第二端分别连接所述第四运算放大器的输出端、所述第二差运算单元的负输入端以及所述第四运算放大器的负输入端，所述第一齐纳二极管的负极连接第一差运算单元的正输入端，所述第一齐纳二极管的正极还分别连接所述1kΩ电阻的第一端、所述第四齐纳二极管的负极、所述7.3kΩ电阻的第一端、所述0.33uF电容的第一端，所述7.3kΩ电阻的第二端连接所述10kΩ电阻的第一端，所述10kΩ电阻的第二端分别连接所述0.35uF电容的第一端、所述第五齐纳二极管的负极、所述2.3kΩ电阻的第一端，所述2.3kΩ电阻的第二端分别连接所述0.55uF电容的第一端、所述0.31uF电容的第一端以及2.32kΩ电阻的第一端，所述2.32kΩ电阻的第二端接地，所述0.31uF电容的第二端分别连接所述第五运算放大器的负输入端、所述2.5kΩ电阻的第一端，所述2.5kΩ电阻的第二端分别连接所述0.55uF电容的第二端、第五运算放大器的输出端以及所述第二差运算单元的正输入端，所述第一差运算单元的负输入端分别连接所述0.12uF电容的第一端、所述4.8kΩ电阻的第一端和所述第六运算放大器的输出端，所述0.12uF电容的第二端分别连接所述3.1uF电容的第一端、6.7kΩ电阻的第二端、所述10.1kΩ电阻的第一端，所述3.1uF电容的第二端分别连接所述4.8kΩ电阻的第二端和所述第六运算放大器的负输入端，所述10.1kΩ电阻的第二端接地，所述6.7kΩ电阻的第一端连接所述第二差运算单元的输出端，所述第六运算放大器的正输入端连接所述第五运算放大器的正输入端，所述第一差运算单元的输出端分别连接所述1kΩ电阻的第二端、所述第四齐纳二极管的正极、所述第六齐纳二极管的正极、所述2.47uF电容的第一端、所述7kΩ电阻的第一端、所述2.2kΩ电阻的第一端，所述第六齐纳二极管的负极分别连接所述第六运算放大器的输出端、所述0.33uF电容的第二端，所述2.2kΩ电阻的第二端分别连接所述0.26uF电容的第一端、所述第五齐纳二极管的正极以及所述第七齐纳二极管的正极和所述4.89kΩ电阻的第一端，所述4.89kΩ电阻的第二端连接所述第五运算放大器的正输入端，所述2.47uF电容的第二端、所述7kΩ电阻的第二端、所述0.35uF电容的第二端、所述0.26uF电容的第二端以及所述第七齐纳二极管的负极接地。

本发明的有益效果是：

(1)本发明能够对自主移动的噪声源进行主动降噪，克服了现有技术中一般仅能够对固定式噪声源进行降噪的技术方案不适于实际应用的缺陷，从而使得教学场景内能够被隔离出一个较为宁静的区域，突破了现有技术无法对教学场景区域进行主动降噪的缺陷；

(2)本发明能够借助于教学场景噪声降低设备可以在移动中对其他移动中的噪声源进行主动降噪，使得在一定区域内(例如前文提及的第一周围预定范围、第二周围预定范围等)真正实现噪声的抑制，从而使得当本发明的教学场景噪声降低设备被设置为适当个数时，进入该区域内的未配置主动降噪或被动降噪设备的人员也不会受到噪声的侵扰；

(3)本发明的教学场景噪声降低设备还能够对位置不随时间改变的固定式噪声源的噪声，在教学场景噪声降低设备移动过程中进行主动降噪，从而为使用者提供了更加安静的环境；

(4)本发明的第二滤波单元综合了对信号频谱所需的处理，能够达到如下指标：设置通带频率fp1＝800Hz，fp2＝4300Hz，阻带频率fs1＝750Hz，Fs2＝4400Hz，阻带最小衰减As＝70dB，通带最大衰减Ap＝3dB，远优于现有的单纯FIR和自适应滤波器。

(7)本发明将精心设计的滤波单元配合可移动的和固定式的噪声源的主动降噪技术，相比已有的仅针对人耳进行主动降噪的大多数技术方案，使得具有本发明的教学场景噪声降低设备的装置或系统具有更高灵敏度和噪声抑制度。

附图说明

图1示出了根据本发明的自动化噪音消除方法的流程图。

图2示出了第二滤波单元的电路图。

具体实施方式

如图1所示，根据本发明的优选实施例，本发明提供了一种教学场景下的自动化噪音消除方法，用于借助于教学环境噪音自动消除系统进行噪音衰减，所述教学环境噪音自动消除系统包括：教学场景噪声检测单元、至少一个固定式噪声产生单元、至少一个移动噪声源以及教学场景噪声降低设备，所述教学场景噪声检测单元检测所述固定式噪声源和所述移动式噪声源产生的噪声的分贝数，并控制所述教学场景噪声降低设备进行主动式降噪，所述方法包括：

(1)检测教学场景的预定区域内的噪声分贝数；

(2)将检测得到的所述噪声分贝数与预设阈值进行比较；

(3)根据比较结果，对固定式噪声源和移动噪声源进行主动降噪。

本发明中的各个噪声源优选地被设置于教学场景外部，例如被设置于学校围墙外部。

其中，所述教学场景噪声检测单元包括多个彼此串联的声传感器以及与该多个声传感器的输出串联的比较电路，所述声传感器用于检测所述教学场景噪声的电信号，所述比较电路用于比较该所述电信号的累积值(即，求和得到的值)与预设阈值之间的大小关系：当超过预设的阈值时，表示教学场景当前的噪声分贝数过高，需要利用教学场景噪声降低设备进行降噪。为了更好地进行降噪，本发明采用了主动降噪的思想。

根据本发明的优选实施例，如图2所示，所述教学场景噪声降低设备包括：交互接口单元、第一降噪单元以及第二降噪单元，其中所述交互接口单元分别与第一降噪单元以及第二降噪单元连接，所述交互接口单元用于从所述环境监控系统接收降噪指令并控制所述第一降噪单元和/或所述第二降噪单元进行主动降噪，所述第一降噪单元用于对移动噪声源的噪声进行主动抑制，所述固定式噪声源的降噪单元用于对位置绝对不变的噪声源的噪声进行主动抑制，所述位置绝对不变表示所述固定式噪声源被固定于某处空间位置且该位置不随时间改变。

根据本发明的优选实施例，所述交互接口单元包括通信子单元、触控子单元、指令协议转换单元和驱动单元，所述通信子单元为选配。通信子单元用于接收外部传输给所述智能教学场景监控系统进行降噪与否的控制指令(即相当于是否开启本发明的智能教学场景监控系统的指令)以及对固定式噪声源和/或移动噪声源进行主动降噪等工作模式的指令，其通信电路可以选用基于GPRS、3G、4G之一的通信模块。所述触控子单元用于接收使用者临场输入到本发明的智能教学场景监控系统的上述各指令，以方便使用者在所述智能教学场景监控系统上未配置与外部进行远程通信的通信子单元时仍然能够控制所述智能教学场景监控系统的开启和工作模式。所述指令协议转换单元用于根据预先设定的通信协议(例如，包括压缩算法、加密协议、GPRS/3G/4G等的通信过程中涉及到的各种协议)对接收到的数据进行格式转换，以供所述驱动单元直接识别。该通信协议转换单元还优选地集成有本智能教学场景监控系统的工作模式有关的数据的解析，以得到表示是否开启该环境监控系统以及开启第一降噪单元和/或开启第二降噪单元的、能够由所述驱动单元直接识别的控制字。所述驱动单元用于与所述第一降噪单元和所述第二降噪单元分别连接，以根据所述指令协议转换单元的输出，对所述第一降噪单元和/或所述第二降噪单元进行开启。

上述协议和驱动单元涉及的驱动电路(例如RS485、RS232、USB、I2C等协议的驱动电路)是本领域技术人员根据实际设计需求设计的，其所起的作用为这些协议和单元的基本功能在此不再赘述。

下面，对第一降噪单元和第二降噪单元的具体结构进行详细说明。

所述第一降噪单元包括：

第一噪声采集与位置关联单元，包括第一噪声采集子单元、第一回波获取子单元、第一电子地图获取子单元、第一标识物体获取子单元和第一位置关联子单元，其中所述第一噪声采集子单元用于在第M个时刻采集所述设备第一周围预定范围内的全部噪声源的噪声信号，所述第一回波获取子单元用于在所述第一噪声采集子单元完成上述采集后，向所述第一周围预定范围发射超声波信号并采集该超声波信号的回波，所述第一电子地图获取子单元用于获得第M个时刻的所述第一周围预定范围内的、包括可行动路径信息在内的电子地图；所述第一标识物体获取子单元用于基于所述电子地图获取可行动路径信息指示的各可行动路径上的、被标识于所述电子地图上的标识，所述第一位置关联子单元用于根据所述第一标识物体获取子单元确定的标识、基于所述第一回波获取子单元确定的各噪声源的回波信号确定的各噪声源相对于所述智能教学场景监控系统的方向和距离，建立各个噪声源与电子地图上各个标识之间的一一对应的映射关系，所述M为正整数；

可移动噪声源筛选单元，用于在第Q个时刻之前的Z个时刻内，采集所述全部噪声源的位置变化信息，以从所述全部噪声源中去除在此Z个时刻内位置未发生变化的噪声源，使所述全部噪声源中的剩余噪声源构成备选移动噪声源集；

特定可移动噪声源集确定单元，用于将所述全部噪声信号中感兴趣的部分频段设为特定噪声信号，从所述备选移动噪声源集中确定发出该特定噪声信号的至少一个移动噪声源，即特定可移动噪声源集；

可行动路径获取单元，用于获得所述环境监控系统所在位置的第二周围预定范围内的可行动路径信息，以及在第N个时刻以前采集所述特定可移动噪声源集在第N个时刻的前P个时刻的第一位置信息集以及在第N个时刻以前采集智能教学场景监控系统在第N个时刻的前P个时刻的第二位置信息集，所述可行动路径信息包括道路信息，其中N-M>P，且N和P均为正整数，所述第二周围预定范围属于所述第一周围预定范围的一部分；

噪声源路径确定单元，用于根据所述可行动路径获取单元获得的可行动路径信息以及第一位置信息集，通过拟合的方式确定该特定可移动噪声源集包括的各个特定可移动噪声源在第N+1个时刻相对于所述可行动路径的第一预计位置信息集，所述第一预计位置信息集包括各个特定可移动噪声源在第N+1个时刻的预计位置信息；

智能教学场景监控系统路径确定单元，用于根据所述可行动路径获取单元获得的可行动路径信息以及第二位置信息集，通过拟合的方式确定所述智能教学场景监控系统在第N+1个时刻相对于所述可行动路径的第二预计位置信息；

可移动降噪启动判断单元，用于根据所述噪声源路径确定单元获得的第一预计位置信息集，计算在第N+1个时刻所述特定可移动噪声源集包括的各个特定可移动噪声源的位置与所述智能教学场景监控系统的第二预计位置信息之间的至少一个差值，确定该至少一个差值与预设距离差之间的比较结果，根据该比较结果将以阈值距离小于预设距离差的所述特定可移动噪声源集中的特定可移动噪声源确定为待主动降噪的可移动噪声源；

第一方向调整单元，用于基于第一预计位置信息集中的所述待主动降噪的可移动噪声源在第N+1个时刻的位置以及所述智能教学场景监控系统在第N+1个时刻的第二预计位置信息，确定所述第二噪声采集单元的采集所述待主动降噪的可移动噪声源的噪声时声音传感器的朝向角；

第二噪声采集单元，包括多个声音传感器，所述第二噪声采集单元用于根据所述第一方向调整单元确定的朝向角控制所述声音传感器采集所述待主动降噪的可移动噪声源的噪声信号，至少一个所述待主动降噪的可移动噪声源的噪声信号构成待主动降噪的可移动噪声源噪声集；

第一抑制频谱生成单元，用于根据待主动降噪的可移动噪声源噪声集涉及的各个所述待主动降噪的可移动噪声源的噪声信号，对应地产生第一反相噪声信号集，该第一反相噪声信号集包括多个第一反相噪声信号，且各第一反相噪声信号的相位和与该第一反相噪声信号对应的所述待主动降噪的可移动噪声源的噪声信号的相位相差180度；

第一合成与抑制单元，用于在第N+1个时刻向所述待主动降噪的可移动噪声源集的每一个所述待主动降噪的可移动噪声源，按照所述方向调整单元确定的与该待主动降噪的可移动噪声源对应的朝向角，发射由所述第一抑制频谱生成单元产生的、与所述待主动降噪的可移动噪声源对应的第一反相噪声信号。

所述可行动路径获取单元包括GPS子单元，用于在第N个时刻以前采集所述特定可移动噪声源集在第N个时刻的前P个时刻的第一位置信息集以及在第N个时刻以前采集智能教学场景监控系统在第N个时刻的前P个时刻的第二位置信息集。

所述第二降噪单元包括：

固定式噪声源筛选单元，用于在第Q个时刻之前的Z个时刻内，采集预定区域内全部噪声源的位置变化信息，以从所述全部噪声源中去除在此Z个时刻内位置发生变化的噪声源，使所述全部噪声源中的剩余噪声源构成备选固定式噪声源集，所述固定式噪声源的位置不随时间改变；

固定式噪声源方向确定单元，用于从所述备选固定式噪声源集中，获得期望对固定式噪声源进行主动降噪的指定方向；

GIS信息获取单元，用于根据所述智能教学场景监控系统所处位置获得所述指定方向上的固定式噪声源的地理位置信息，进而获得所述固定式噪声源相对于所述智能教学场景监控系统的角度，且当所述固定式噪声源为多个时，该角度为与多个所述固定式噪声源一一对应；

第二方向调整单元，用于根据所述GIS信息获取单元获得的角度确定并调整第三噪声采集单元内的声音采集传感器的噪声采集角度；

第三噪声采集单元，包括多个声音采集传感器，用于根据所述第二方向调整单元对所述声音采集传感器的采集角度的调整，获得所述固定式噪声源的噪声信号；

第二抑制频谱生成单元，用于根据所述第三噪声采集单元的输出信号产生第二反相噪声信号，该第二反相噪声信号与所述固定式噪声源的噪声信号在相位上相差180度；

第二合成与抑制单元，用于将所述第二反相噪声信号向所述固定式噪声源发出。

所述第一抑制频谱生成单元包括彼此串联的声电转换单元、噪声源痕波衰减单元、第一滤波单元和第二滤波单元，其中所述噪声源痕波衰减单元、所述第一滤波单元和所述第二滤波单元顺次串联。

所述声电转换单元采用换能器。

所述第二噪声采集单元采集的噪声信号包括在第二周围预定范围内的待主动降噪的可移动噪声源产生的回声，所述噪声源痕波衰减单元用于对特定可移动噪声源集的回声进行衰减，包括：特定噪声信号参考频谱获取单元、具有特定噪声信号的回声在内的信号的频谱获取单元、延时获取单元、延时单元差，以及运算单元；其中所述特定噪声信号参考频谱获取单元产生在所述特定噪声信号的基础上被附加有参考特征的预定信号频谱，该预定信号频谱被输入到所述延时获取单元；所述延时获取单元用于根据所述预定信号频谱的周期性特征，确定其与所述特定噪声信号的频谱之间的相位差，并根据该相位差确定所述特定噪声信号与其回声之间的时间差，所述延时单元根据该时间差对所述特定噪声信号进行延时，延时后得到的信号被与所述具有特定噪声信号的回声在内的信号共同输入到所述差运算单元，从而衰减所述特定噪声信号中包括的回声。

优选地，所述第一滤波单元为带通滤波器，其下截止频率和上截止频率分别为5Hz和1800Hz。

优选地，所述第二滤波单元包括：3.7kΩ电阻、7.9kΩ电阻、3.2kΩ电阻、10.94kΩ电阻、1.73kΩ电阻、2.52kΩ电阻、6.7kΩ电阻、3.1kΩ电阻、10.1kΩ电阻、2kΩ电阻、4.8kΩ电阻、7.3kΩ电阻、10kΩ电阻、1kΩ电阻、7kΩ电阻、2.2kΩ电阻、4.89kΩ电阻、2.3kΩ电阻、2.32kΩ电阻、2.5kΩ电阻、0.51uF电容、0.21uF电容、0.38uF电容、0.82uF电容、0.35uF电容、0.23uF电容、0.12uF电容、3.1uF电容、2uF电容、0.33uF电容、2.47uF电容、0.35uF电容、0.26uF电容、0.31uF电容、0.55uF电容、第一运算放大器、第二运算放大器、第三运算放大器、第四运算放大器、第五运算放大器、第六运算放大器、第一齐纳二极管、第二齐纳二极管、第三齐纳二极管、第四齐纳二极管、第五齐纳二极管、第六齐纳二极管、第七齐纳二极管、第一差运算单元，以及第二差运算单元，其中，输入待滤波的信号的输入信号端连接所述3.7kΩ电阻的第一端，所述3.7kΩ电阻的第二端与所述7.9kΩ电阻的第一端串联，所述7.9kΩ电阻的第二端分别连接所述第一运算放大器的正输入端和所述0.51uF电容的第一端，所述0.51uF电容的第二端接地，所述7.9kΩ电阻的第一端还连接所述0.21uF电容的第一端，所述0.21uF电容的第二端分别连接所述第一运算放大器的输出端、所述3.2kΩ电阻的第一端和所述第一运算放大器的负输入端，所述3.7kΩ电阻的第一端还分别连接所述2uF电容的第一端、第一齐纳二极管的正极，所述2uF电容的第二端分别连接所述3.1kΩ电阻的第一端、所述第二运算放大器的正输入端、所述第二运算放大器的输出端，所述第二运算放大器的输出端经由所述第二齐纳二极管的正极、第二齐纳二极管的负极连接所述2kΩ电阻的第一端和所述3.2kΩ电阻的第一端，所述3.2kΩ电阻的第二端分别连接10kΩ电阻的第一端、第三齐纳二极管的负极、所述10.94kΩ的第一端、所述0.82uF电容的第一端，所述10.94kΩ电阻的第二端分别连接第三运算放大器的正输入端、所述0.38uF电容的第一端，所述0.38uF电容的第二端接地，所述0.82uF电容的第二端分别连接所述第三运算放大器的输出端、所述1.73kΩ电阻的第一端、所述第三运算放大器的负输入端以及所述第三齐纳二极管的正极，所述1.73kΩ电阻的第二端分别连接所述2.52kΩ电阻的第一端以及所述0.35uF电容的第一端，所述2.52kΩ电阻的第二端分别连接第四运算放大器的正输入端和0.23uF电容的第一端，所述0.23uF电容的第二端接地，所述0.35uF电容的第二端分别连接所述第四运算放大器的输出端、所述第二差运算单元的负输入端以及所述第四运算放大器的负输入端，所述第一齐纳二极管的负极连接第一差运算单元的正输入端，所述第一齐纳二极管的正极还分别连接所述1kΩ电阻的第一端、所述第四齐纳二极管的负极、所述7.3kΩ电阻的第一端、所述0.33uF电容的第一端，所述7.3kΩ电阻的第二端连接所述10kΩ电阻的第一端，所述10kΩ电阻的第二端分别连接所述0.35uF电容的第一端、所述第五齐纳二极管的负极、所述2.3kΩ电阻的第一端，所述2.3kΩ电阻的第二端分别连接所述0.55uF电容的第一端、所述0.31uF电容的第一端以及2.32kΩ电阻的第一端，所述2.32kΩ电阻的第二端接地，所述0.31uF电容的第二端分别连接所述第五运算放大器的负输入端、所述2.5kΩ电阻的第一端，所述2.5kΩ电阻的第二端分别连接所述0.55uF电容的第二端、第五运算放大器的输出端以及所述第二差运算单元的正输入端，所述第一差运算单元的负输入端分别连接所述0.12uF电容的第一端、所述4.8kΩ电阻的第一端和所述第六运算放大器的输出端，所述0.12uF电容的第二端分别连接所述3.1uF电容的第一端、6.7kΩ电阻的第二端、所述10.1kΩ电阻的第一端，所述3.1uF电容的第二端分别连接所述4.8kΩ电阻的第二端和所述第六运算放大器的负输入端，所述10.1kΩ电阻的第二端接地，所述6.7kΩ电阻的第一端连接所述第二差运算单元的输出端，所述第六运算放大器的正输入端连接所述第五运算放大器的正输入端，所述第一差运算单元的输出端分别连接所述1kΩ电阻的第二端、所述第四齐纳二极管的正极、所述第六齐纳二极管的正极、所述2.47uF电容的第一端、所述7kΩ电阻的第一端、所述2.2kΩ电阻的第一端，所述第六齐纳二极管的负极分别连接所述第六运算放大器的输出端、所述0.33uF电容的第二端，所述2.2kΩ电阻的第二端分别连接所述0.26uF电容的第一端、所述第五齐纳二极管的正极以及所述第七齐纳二极管的正极和所述4.89kΩ电阻的第一端，所述4.89kΩ电阻的第二端连接所述第五运算放大器的正输入端，所述2.47uF电容的第二端、所述7kΩ电阻的第二端、所述0.35uF电容的第二端、所述0.26uF电容的第二端以及所述第七齐纳二极管的负极接地。

根据本发明的优选实施例，所述各个差运算单元可以选用减法器。

以上对于本发明的较佳实施例所作的叙述是为阐明的目的，而无意限定本发明精确地为所揭露的形式，基于以上的教导或从本发明的实施例学习而作修改或变化是可能的，实施例是为解说本发明的原理以及让所属领域的技术人员以各种实施例利用本发明在实际应用上而选择及叙述，本发明的技术思想企图由权利要求及其均等来决定。