本發(fā)明涉及移動終端技術領域，特別涉及一種基于移動終端的環(huán)境噪聲消除系統(tǒng)及方法。

背景技術：

隨著社會發(fā)展，我們的日常環(huán)境充滿各種噪聲，影響人們的心情和正常作息。比如，高速行駛的汽車的發(fā)動機聲音；建筑工地攪拌機、切割機的噪聲；飛機引擎的轟鳴聲；晚上空調制冷機的噪聲等等，這一類噪聲有一個共同特征：聲音穩(wěn)定重復。無論是幅度還是頻譜，都比較固定。在時域上，信號變化很小，上一時刻的信號，和下一時刻的信號差別很小。而目前移動終端以及稱為人們生活中不可缺少的交通工具，基本都隨身攜帶，如何利用日常生活中的移動終端在嘈雜的環(huán)境中降低噪聲還是一個待解決的問題。

因而現(xiàn)有技術還有待改進和提高。

技術實現(xiàn)要素：

鑒于上述現(xiàn)有技術的不足之處，本發(fā)明的目的在于提供一種基于移動終端的環(huán)境噪聲消除系統(tǒng)及方法，利用用戶隨身攜帶的移動終端輸出與環(huán)境噪聲反相的聲音，有效降低或消除噪聲，避免用戶在嘈雜環(huán)境中產(chǎn)生耳鳴等狀況，提高用戶體驗。

為了達到上述目的，本發(fā)明采取了以下技術方案：

一種基于移動終端的環(huán)境噪聲消除系統(tǒng)，其包括：

麥克風，用于采集環(huán)境噪聲信號；

信號處理器，用于對環(huán)境噪聲信號進行反相處理；

揚聲器，用于輸出經(jīng)反向處理后的反相信號。

所述的基于移動終端的環(huán)境噪聲消除系統(tǒng)中，所述信號處理器包括：

分段單元，用于對所述環(huán)境噪聲信號進行分段處理；

反相器，用于對經(jīng)分段處理后的環(huán)境噪聲信號進行反相處理。

所述的基于移動終端的環(huán)境噪聲消除系統(tǒng)中，還包括：

第一放大器，用于對所述環(huán)境噪聲信號進行放大；

模數(shù)轉換器，用于對經(jīng)放大后的環(huán)境噪聲信號進行模數(shù)轉換，并將模數(shù)轉換后的環(huán)境噪聲信號輸出至信號處理器。

所述的基于移動終端的環(huán)境噪聲消除系統(tǒng)中，還包括：

數(shù)模轉換器，用于對經(jīng)反向處理的反相信號進行數(shù)模轉換，并將數(shù)模轉換后的反相信號輸出至第二放大器；

第二放大器，用于對數(shù)模轉換后的反相信號進行放大后輸出至揚聲器。

所述的基于移動終端的環(huán)境噪聲消除系統(tǒng)中，所述反相信號與環(huán)境噪聲信號振幅相等相位相反。

一種基于移動終端的環(huán)境噪聲消除方法，其包括如下步驟：

A、由麥克風采集環(huán)境噪聲信號；

B、由信號處理器對環(huán)境噪聲信號進行反相處理；

C、由揚聲器輸出經(jīng)反向處理后的反相信號。

所述的基于移動終端的環(huán)境噪聲消除方法中，所述步驟B包括步驟：

B1、由分段單元對所述環(huán)境噪聲信號進行分段處理；

B2、由反相器對經(jīng)分段處理后的環(huán)境噪聲信號進行反相處理。

所述的基于移動終端的環(huán)境噪聲消除方法中，所述步驟A之后，步驟B之前還包括步驟：

B01、由第一放大器對所述環(huán)境噪聲信號進行放大；

B02、由模數(shù)轉換器對經(jīng)放大后的環(huán)境噪聲信號進行模數(shù)轉換，并將模數(shù)轉換后的環(huán)境噪聲信號輸出至信號處理器。

所述的基于移動終端的環(huán)境噪聲消除方法中，所述步驟B之后，步驟C之前還包括步驟：

C01、由數(shù)模轉換器對經(jīng)反向處理的反相信號進行數(shù)模轉換，并將數(shù)模轉換后的反相信號輸出至第二放大器；

C02、由第二放大器對數(shù)模轉換后的反相信號進行放大后輸出至揚聲器。

相較于現(xiàn)有技術，本發(fā)明提供的基于移動終端的環(huán)境噪聲消除系統(tǒng)及方法中，所述基于移動終端的環(huán)境噪聲消除系統(tǒng)包括麥克風、信號處理器和揚聲器，通過麥克風采集環(huán)境噪聲信號；之后信號處理器對環(huán)境噪聲信號進行反相處理；之后揚聲器輸出經(jīng)反向處理后的反相信號，通過用戶隨身攜帶的移動終端輸出與環(huán)境噪聲反相的聲音，當用戶持續(xù)暴露于噪聲環(huán)境中時，能有效降低或消除噪聲，避免用戶在嘈雜環(huán)境中產(chǎn)生耳鳴等狀況，提高用戶體驗。

附圖說明

圖1為本發(fā)明提供的基于移動終端的環(huán)境噪聲消除系統(tǒng)的結構框圖。

圖2為本發(fā)明提供的基于移動終端的環(huán)境噪聲消除方法的流程圖。

具體實施方式

鑒于現(xiàn)有技術中用戶經(jīng)常暴露于噪聲環(huán)境中影響用戶身心等缺點，本發(fā)明的目的在于提供一種基于移動終端的環(huán)境噪聲消除系統(tǒng)及方法，利用用戶隨身攜帶的移動終端輸出與環(huán)境噪聲反相的聲音，有效降低或消除噪聲，避免用戶在嘈雜環(huán)境中產(chǎn)生耳鳴等狀況，提高用戶體驗。

為使本發(fā)明的目的、技術方案及效果更加清楚、明確，以下參照附圖并舉實施例對本發(fā)明進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

請參閱圖1，本發(fā)明提供的基于移動終端的環(huán)境噪聲消除系統(tǒng)包括麥克風10、信號處理器20和揚聲器30，所述麥克風10、信號處理器20和揚聲器30依次連接，所述麥克風10用于采集環(huán)境噪聲信號；所述信號處理器20用于對環(huán)境噪聲信號進行反相處理；所述揚聲器30用于輸出經(jīng)反向處理后的反相信號，有效降低或消除噪聲，保護用戶耳朵，避免受損。

具體地，由于聲音的本質是一種振動，數(shù)學模型上可以表示為多種正弦波的疊加，各種聲音在傳播過程中，會相互影響，可能會使聲音加強或者衰減，取決于信號成分的相位關系。例如聲音A在傳播過程中，與聲音B疊加，因為兩者之間的相位相反（相位相差180度），疊加之后總的聲音C為聲音A和B之差，在信號幅度上明顯小于聲音A。利用這個原理，假設聲音A為環(huán)境中的噪聲，本發(fā)明提供的基于移動終端的環(huán)境噪聲消除系統(tǒng)利用移動終端自帶的麥克風10收集環(huán)境噪聲，經(jīng)過反相處理后通過揚聲器30輸出反相信號，可提供一個與環(huán)境噪聲信號反相的信號，達到降低、消除環(huán)境中的噪聲的目的，其中所述反相信號與環(huán)境噪聲信號振幅相等相位相反，最大限度地消除環(huán)境噪聲，提高用戶的身心舒適度。具體實施時，所述麥克風10需具有較寬的頻率響應范圍（100-14000Hz）和較高的靈敏度特性，以適應各種噪聲應用情景。

進一步地，所述信號處理器20包括分段單元201和反相器202，所述分段單元201連接反相器202，所述分段單元201用于對所述環(huán)境噪聲信號進行分段處理；所述反相器202用于對經(jīng)分段處理后的環(huán)境噪聲信號進行反相處理，即信號處理器20接收到所述環(huán)境噪聲信號后，先通過分段單元201將數(shù)據(jù)流分段，之后再由反相器202對分段處理后的環(huán)境噪聲信號進行反相處理，分段處理可提高反相處理的準確性，切分段時長小于10ms，由于人耳對聲音的響應速度一般在20-30ms，小的分段時長，可以實現(xiàn)消噪的持續(xù)性，進一步提高降噪消噪的效果。

請繼續(xù)參閱圖1，所述基于移動終端的環(huán)境噪聲消除系統(tǒng)還包括第一放大器40和模數(shù)轉換器50，所述第一放大器40連接模數(shù)轉換器50和麥克風10，所述模數(shù)轉換器50還連接分段單元201，所述第一放大器40用于對所述環(huán)境噪聲信號進行放大；所述模數(shù)轉換器50用于對經(jīng)放大后的環(huán)境噪聲信號進行模數(shù)轉換，并將模數(shù)轉換后的環(huán)境噪聲信號輸出至信號處理器20。

將麥克風10拾取的環(huán)境噪聲信號，通過第一放大器40進行放大，放大倍數(shù)按20-30dB設置，防止因為信號放大引入的失真，之后將放大的環(huán)境噪聲模擬信號，轉換為環(huán)境噪聲數(shù)字信號。模數(shù)轉換器50按44.1kHz采樣頻率和16bit量化深度執(zhí)行，保證轉換后的數(shù)字信號跟原始的環(huán)境噪聲信號盡可能接近，提高降噪效果。

進一步地，所述基于移動終端的環(huán)境噪聲消除系統(tǒng)還包括數(shù)模轉換器60和第二放大器70，所述數(shù)模轉換器60連接第二放大器70和反相器202，所述第二放大器70還連接揚聲器30，所述數(shù)模轉換器60用于對經(jīng)反向處理的反相信號進行數(shù)模轉換，并將數(shù)模轉換后的反相信號輸出至第二放大器70；所述第二放大器70用于對數(shù)模轉換后的反相信號進行放大后輸出至揚聲器30。即經(jīng)過反向處理的反相信號仍為數(shù)字信號，通過數(shù)模轉換器60對其進行數(shù)模轉換，變?yōu)槟M信號。再由第二放大器70放大該模擬反相信號，驅動手機揚聲器30發(fā)出與噪聲反相的聲音。達到降低或者消除噪聲的效果。

本發(fā)明相應還提供一種基于移動終端的環(huán)境噪聲消除方法，如圖2所示，所述基于移動終端的環(huán)境噪聲消除方法包括如下步驟：

S10、由麥克風采集環(huán)境噪聲信號；

S20、由信號處理器對環(huán)境噪聲信號進行反相處理；

S30、由揚聲器輸出經(jīng)反向處理后的反相信號。

本發(fā)明提供的基于移動終端的環(huán)境噪聲消除方法利用移動終端自帶的麥克風收集環(huán)境噪聲，經(jīng)過反相處理后通過揚聲器輸出反相信號，可提供一個與環(huán)境噪聲信號反相的信號，達到降低、消除環(huán)境中的噪聲的目的，其中所述反相信號與環(huán)境噪聲信號振幅相等相位相反，最大限度地消除環(huán)境噪聲，提高用戶的身心舒適度。具體實施時，所述麥克風需具有較寬的頻率響應范圍（100-14000Hz）和較高的靈敏度特性，以適應各種噪聲應用情景。

進一步地，所述步驟S20包括：

S21、由分段單元對所述環(huán)境噪聲信號進行分段處理；

S22、由反相器對經(jīng)分段處理后的環(huán)境噪聲信號進行反相處理。

即信號處理器接收到所述環(huán)境噪聲信號后，先通過分段單元將數(shù)據(jù)流分段，之后再由反相器對分段處理后的環(huán)境噪聲信號進行反相處理，分段處理可提高反相處理的準確性，切分段時長小于10ms，由于人耳對聲音的響應速度一般在20-30ms，小的分段時長，可以實現(xiàn)消噪的持續(xù)性，進一步提高降噪消噪的效果。

進一步地，所述步驟S10之后，步驟S20之前還包括步驟：

S201、由第一放大器對所述環(huán)境噪聲信號進行放大；

S202、由模數(shù)轉換器對經(jīng)放大后的環(huán)境噪聲信號進行模數(shù)轉換，并將模數(shù)轉換后的環(huán)境噪聲信號輸出至信號處理器。

將麥克風拾取的環(huán)境噪聲信號，通過第一放大器進行放大，放大倍數(shù)按20-30dB設置，防止因為信號放大引入的失真，之后將放大的環(huán)境噪聲模擬信號，轉換為環(huán)境噪聲數(shù)字信號。模數(shù)轉換器按44.1kHz采樣頻率和16bit量化深度執(zhí)行，保證轉換后的數(shù)字信號跟原始的環(huán)境噪聲信號盡可能接近，提高降噪效果。

更進一步地，所述步驟S20之后，步驟S30之前還包括步驟：

S301、由數(shù)模轉換器對經(jīng)反向處理的反相信號進行數(shù)模轉換，并將數(shù)模轉換后的反相信號輸出至第二放大器；

S302、由第二放大器對數(shù)模轉換后的反相信號進行放大后輸出至揚聲器。

即經(jīng)過反向處理的反相信號仍為數(shù)字信號，通過數(shù)模轉換器對其進行數(shù)模轉換，變?yōu)槟M信號。再由第二放大器放大該模擬反相信號，驅動手機揚聲器發(fā)出與噪聲反相的聲音。達到降低或者消除噪聲的效果。

綜上所述，本發(fā)明提供的基于移動終端的環(huán)境噪聲消除系統(tǒng)及方法中，所述基于移動終端的環(huán)境噪聲消除系統(tǒng)包括麥克風、信號處理器和揚聲器，通過麥克風采集環(huán)境噪聲信號；之后信號處理器對環(huán)境噪聲信號進行反相處理；之后揚聲器輸出經(jīng)反向處理后的反相信號，通過用戶隨身攜帶的移動終端輸出與環(huán)境噪聲反相的聲音，當用戶持續(xù)暴露于噪聲環(huán)境中時，能有效降低或消除噪聲，避免用戶在嘈雜環(huán)境中產(chǎn)生耳鳴等狀況，提高用戶體驗。

可以理解的是，對本領域普通技術人員來說，可以根據(jù)本發(fā)明的技術方案及其發(fā)明構思加以等同替換或改變，而所有這些改變或替換都應屬于本發(fā)明所附的權利要求的保護范圍。