專利名稱：音頻播放設(shè)備及降低音頻播放時環(huán)境噪聲的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及音頻播放時的噪聲處理，特別涉及一種音頻播放設(shè)備及降低音頻播放
時環(huán)境噪聲的方法。
背景技術(shù)：
圖1示出了現(xiàn)有的音頻信號播放過程。參照圖1，回放單元對音頻信號源進(jìn)行回 放，產(chǎn)生音頻信號，該音頻信號經(jīng)由可變增益放大器進(jìn)行幅度放大和功率放大器進(jìn)行功率 放大后，被輸出到耳機(jī)，由耳機(jī)對音頻信號進(jìn)行播放。由于環(huán)境噪聲的存在，用戶聽到的是 由耳機(jī)播放的音頻與所述環(huán)境噪聲的混合信號，環(huán)境噪聲干擾了用戶對正常音頻信號的收 聽，從而影響到了用戶的體驗。 現(xiàn)有技術(shù)對環(huán)境噪聲的處理為在耳機(jī)中設(shè)置降噪電路，利用所述降噪電路來降 低環(huán)境噪聲對收聽的信號的干擾?，F(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)在于，需要利用安裝在耳機(jī)上的話筒拾 取環(huán)境噪聲，且要為降噪電路提供單獨(dú)的電源。若將電池集成在耳機(jī)上，會造成耳機(jī)體積比 較龐大；若將電池及降噪電路單獨(dú)放置，增加的線使耳機(jī)便攜性降低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種音頻播放設(shè)備及降低音頻播放時環(huán)境噪
聲的方法，在不影響耳機(jī)便攜性的前提下，達(dá)到較好的降噪效果。 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供技術(shù)方案如下 —種降低音頻播放時環(huán)境噪聲的方法，包括 采集環(huán)境噪聲信號； 對采集到的環(huán)境噪聲信號進(jìn)行反相，產(chǎn)生反噪聲信號，并對所述反噪聲信號進(jìn)行 放大； 對音頻信號源進(jìn)行回放，產(chǎn)生音頻信號，并對所述音頻信號進(jìn)行放大； 對放大后的音頻信號和放大后的反噪聲信號進(jìn)行相加，產(chǎn)生相加信號； 將所述相加信號輸出到耳機(jī)，利用所述相加信號中的反噪聲信號來抵消環(huán)境噪
聲° 上述的方法，其中，還包括通過調(diào)整對所述反噪聲信號進(jìn)行放大的增益，來調(diào)整 對環(huán)境噪聲的抵消效果。 上述的方法，其中，根據(jù)預(yù)先設(shè)置的增益來對所述反噪聲信號進(jìn)行放大。
上述的方法，其中，所述預(yù)先設(shè)置的增益根據(jù)如下步驟獲取
產(chǎn)生一校準(zhǔn)音頻信號； 對所述校準(zhǔn)音頻信號放大后與所述放大后的反噪聲信號進(jìn)行相加后輸出到耳 機(jī)； 調(diào)整對所述反噪聲信號進(jìn)行放大的增益，并在對環(huán)境噪聲的抵消效果滿足要求 時，保存當(dāng)前的增益，將該保存的增益作為所述預(yù)先設(shè)置的增益。
上述的方法，其中，將所述相加信號輸出到耳機(jī)為將所述相加信號進(jìn)行功率放大
后輸出到所述耳機(jī)。
—種音頻播放設(shè)備，包括 麥克風(fēng)單元，用于采集環(huán)境噪聲信號； 反相單元，用于對采集到的環(huán)境噪聲信號進(jìn)行反相，產(chǎn)生反噪聲信號；
第一可變增益放大器，用于對所述反噪聲信號進(jìn)行放大；
回放單元，用于對音頻信號源進(jìn)行回放，產(chǎn)生音頻信號；
第二可變增益放大器，用于對所述音頻信號進(jìn)行放大； 相加單元，用于對放大后的音頻信號和放大后的反噪聲信號進(jìn)行相加，產(chǎn)生相加 信號，并將所述相加信號輸出到耳機(jī)，利用所述相加信號中的反噪聲信號來抵消環(huán)境噪聲。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是降噪處理部分設(shè)置在音頻播放設(shè)備中，在 降低環(huán)境噪聲的同時，不影響耳機(jī)的便攜性，并且，能夠適用于各種類型的耳機(jī)。進(jìn)一步，還 能對降噪部分進(jìn)行增益控制以及校準(zhǔn)，增加了用戶的體驗。 本發(fā)明的實(shí)施例將降噪功能集成到音頻播放設(shè)備中，通過噪聲采集及處理，使用 戶能夠利用普通耳機(jī)在比較高分貝的噪聲中享受安靜的音樂欣賞環(huán)境。進(jìn)一步，還可以對 反噪聲信號的放大增益進(jìn)行調(diào)整和校準(zhǔn)，使得本發(fā)明實(shí)施例的音頻播放設(shè)備能夠適配于各 種類型的耳機(jī)。


圖1為現(xiàn)有的音頻播放過程示意圖； 圖2為本發(fā)明實(shí)施例的音頻播放設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3為本發(fā)明另一實(shí)施例的音頻播放設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4為本發(fā)明實(shí)施例的降低音頻播放時環(huán)境噪聲的方法流程圖。
具體實(shí)施例方式
為解決耳機(jī)便攜性問題，同時改善用戶收聽時的體驗，本發(fā)明實(shí)施例將降噪功能 集成到音頻播放設(shè)備中，通過噪聲采集及處理，使用戶能夠利用普通耳機(jī)在比較高分貝的 噪聲中享受安靜的音樂欣賞環(huán)境。 參照圖2，本發(fā)明實(shí)施例的音頻播放設(shè)備，包括麥克風(fēng)單元10、反相單元20、第一 可變增益放大器30、回放單元40、第二可變增益放大器50、相加單元60和功率放大器70。
麥克風(fēng)單元10采集環(huán)境噪聲信號，將采集到的環(huán)境噪聲信號輸出到反相單元20。 反相單元20對采集到的環(huán)境噪聲信號進(jìn)行反相處理，產(chǎn)生反噪聲信號，將所述反噪聲信號 輸出到第一可變增益放大器30，所述反噪聲信號的相位與所述環(huán)境噪聲信號的相位相反 (即相差180度)。第一可變增益放大器30對所述反噪聲信號進(jìn)行放大，將放大后的反噪 聲信號輸出到相加單元60。 回放單元40對音頻信號源進(jìn)行回放，產(chǎn)生音頻信號，將所述音頻信號輸出到第二 可變增益放大器50。第二可變增益放大器50對所述音頻信號進(jìn)行放大，將放大后的音頻信 號輸出到相加單元60。 相加單元60對放大后的音頻信號和放大后的反噪聲信號進(jìn)行相加，產(chǎn)生相加信號，并將所述相加信號輸出到功率放大器70。功率放大器70將所述相加信號進(jìn)行功率放大 后輸出到耳機(jī)80。其中，所述功率放大器70為可選單元，所述相加單元60也可以將相加信 號直接輸出到所述耳機(jī)80。 耳機(jī)80對所述相加信號進(jìn)行播放時，所述相加信號會與環(huán)境噪聲再次疊加，這 樣，利用相加信號中的反噪聲信號，就可以與進(jìn)入耳道的環(huán)境噪聲互相抵消，而正常的音頻 信號基本不受影響，從而達(dá)到降噪或消噪的效果。 在播放音頻的過程中，用戶可以根據(jù)自己的需要或喜好，通過對第一可變增益放 大器30的放大增益進(jìn)行調(diào)整，來調(diào)整所述反噪聲信號的幅度，從而改變對環(huán)境噪聲的抵消 效果，實(shí)現(xiàn)對環(huán)境噪聲的最大抑止。 由于每部耳機(jī)的播放效率不同，當(dāng)用戶使用不同的耳機(jī)后，可以對所述第一可變 增益放大器30的放大增益進(jìn)行調(diào)整，使得所述音頻播放設(shè)備能夠適配于各種類型的耳機(jī)。
在本發(fā)明另一實(shí)施例的音頻播放設(shè)備中，還可以對反噪聲信號的放大增益進(jìn)行校 準(zhǔn)。圖3為本發(fā)明另一實(shí)施例的音頻播放設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖，與圖2不同的是，該音頻播放 設(shè)備中還包括有校準(zhǔn)信號產(chǎn)生單元90。 校準(zhǔn)信號產(chǎn)生單元90產(chǎn)生一校準(zhǔn)音頻信號，將該校準(zhǔn)音頻信號輸出到第二可變 增益放大器50。第二可變增益放大器50進(jìn)一步對所述校準(zhǔn)音頻信號進(jìn)行放大，將放大后的 校準(zhǔn)音頻信號輸出到相加單元60。相加單元60進(jìn)一步對放大后的校準(zhǔn)音頻信號與放大后 的反噪聲信號進(jìn)行相加后輸出到耳機(jī)80 (或者通過功率放大器70對相加信號進(jìn)行功率放 大后再輸出到耳機(jī)80)。通過對第一可變增益放大器30的放大增益進(jìn)行調(diào)整，來調(diào)整所述 反噪聲信號的幅度，在對環(huán)境噪聲的抵消效果滿足要求時，保存當(dāng)前的增益。這樣，用戶在 播放音頻時，第一可變增益放大器30可以直接使用所述保存的增益來對反噪聲信號進(jìn)行 放大。 參照圖4，本發(fā)明實(shí)施例的降低音頻播放時環(huán)境噪聲的方法包括如下步驟
步驟401 :采集環(huán)境噪聲信號； 通過設(shè)置在音頻播放設(shè)備中的噪聲采集單元(麥克風(fēng))來拾取環(huán)境噪聲信號。
步驟402 :對采集到的環(huán)境噪聲信號進(jìn)行反相，產(chǎn)生反噪聲信號； 通過設(shè)置在音頻播放設(shè)備中的反相單元(反相器)來實(shí)現(xiàn)，所述反噪聲信號與環(huán)
境噪聲信號相位相反(即相位差為180度)。
步驟403 :對所述反噪聲信號進(jìn)行放大； 通過設(shè)置在音頻播放設(shè)備中的可變增益放大器來實(shí)現(xiàn)。可以通過調(diào)整對反噪聲信 號進(jìn)行放大的增益，來實(shí)現(xiàn)不同的降噪效果，并使得音頻播放設(shè)備能夠適配于不同類型的 耳機(jī)。詳見后文所述。
步驟404 :對音頻信號源進(jìn)行回放，產(chǎn)生音頻信號；
通過設(shè)置在音頻播放設(shè)備中的回放單元來實(shí)現(xiàn)。
步驟405 :對所述音頻信號進(jìn)行放大；
通過設(shè)置在音頻播放設(shè)備中的可變增益放大器來實(shí)現(xiàn)。 步驟406 :對放大后的音頻信號和放大后的反噪聲信號進(jìn)行相加，產(chǎn)生相加信號；
通過設(shè)置在音頻播放設(shè)備中的相加單元來實(shí)現(xiàn)。
步驟4Q7 :將所述相加信號輸出到耳機(jī)，利用所述相加信號中的反噪聲信號來抵消環(huán)境噪聲。 可以直接將所述相加信號輸出到耳機(jī)，也可以將所述相加信號進(jìn)行功率放大后再 輸出到所述耳機(jī)。相加信號進(jìn)入耳道前，會與環(huán)境噪聲再次疊加，這樣，利用相加信號中的 反噪聲信號，就可以與進(jìn)入耳道的環(huán)境噪聲將互相抵消，而正常的音頻信號基本不受影響， 從而達(dá)到降噪或消噪的效果。 在播放音頻的過程中，用戶可以根據(jù)自己的需要或喜好，通過調(diào)整對所述反噪聲 信號進(jìn)行放大的增益，來調(diào)整對環(huán)境噪聲的抵消效果。 而且，還可以根據(jù)預(yù)先設(shè)置的增益來對所述反噪聲信號進(jìn)行放大。所述預(yù)先設(shè)置 的增益可以根據(jù)如下增益校準(zhǔn)過程獲取
產(chǎn)生一校準(zhǔn)音頻信號； 對所述校準(zhǔn)音頻信號放大后與所述放大后的反噪聲信號進(jìn)行相加后輸出到耳 機(jī)； 調(diào)整對所述反噪聲信號進(jìn)行放大的增益，并在對環(huán)境噪聲的抵消效果滿足要求 時，保存當(dāng)前的增益，將該保存的增益作為所述預(yù)先設(shè)置的增益。 最后應(yīng)當(dāng)說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，本領(lǐng)域 的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本 發(fā)明技術(shù)方案的精神范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求
一種降低音頻播放時環(huán)境噪聲的方法，其特征在于，包括采集環(huán)境噪聲信號；對采集到的環(huán)境噪聲信號進(jìn)行反相，產(chǎn)生反噪聲信號，并對所述反噪聲信號進(jìn)行放大；對音頻信號源進(jìn)行回放，產(chǎn)生音頻信號，并對所述音頻信號進(jìn)行放大；對放大后的音頻信號和放大后的反噪聲信號進(jìn)行相加，產(chǎn)生相加信號；將所述相加信號輸出到耳機(jī)，利用所述相加信號中的反噪聲信號來抵消環(huán)境噪聲。
2. 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，還包括通過調(diào)整對所述反噪聲信號進(jìn)行放大的增益，來調(diào)整對環(huán)境噪聲的抵消效果。
3. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于 根據(jù)預(yù)先設(shè)置的增益來對所述反噪聲信號進(jìn)行放大。
4. 如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述預(yù)先設(shè)置的增益根據(jù)如下步驟獲取 產(chǎn)生一校準(zhǔn)音頻信號；對所述校準(zhǔn)音頻信號放大后與所述放大后的反噪聲信號進(jìn)行相加后輸出到耳機(jī)； 調(diào)整對所述反噪聲信號進(jìn)行放大的增益，并在對環(huán)境噪聲的抵消效果滿足要求時，保 存當(dāng)前的增益，將該保存的增益作為所述預(yù)先設(shè)置的增益。
5. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，將所述相加信號輸出到耳機(jī)為 將所述相加信號進(jìn)行功率放大后輸出到所述耳機(jī)。
6. —種音頻播放設(shè)備，其特征在于，包括 麥克風(fēng)單元，用于采集環(huán)境噪聲信號；反相單元，用于對采集到的環(huán)境噪聲信號進(jìn)行反相，產(chǎn)生反噪聲信號； 第一可變增益放大器，用于對所述反噪聲信號進(jìn)行放大； 回放單元，用于對音頻信號源進(jìn)行回放，產(chǎn)生音頻信號； 第二可變增益放大器，用于對所述音頻信號進(jìn)行放大；相加單元，用于對放大后的音頻信號和放大后的反噪聲信號進(jìn)行相加，產(chǎn)生相加信號， 并將所述相加信號輸出到耳機(jī)，利用所述相加信號中的反噪聲信號來抵消環(huán)境噪聲。
7. 如權(quán)利要求6所述的音頻播放設(shè)備，其特征在于所述第一可變增益放大器進(jìn)一步用于，通過調(diào)整對所述反噪聲信號進(jìn)行放大的增益， 來調(diào)整對環(huán)境噪聲的抵消效果。
8. 如權(quán)利要求6所述的音頻播放設(shè)備，其特征在于所述第一可變增益放大器進(jìn)一步用于，根據(jù)預(yù)先設(shè)置的增益來對所述反噪聲信號進(jìn)行 放大。
9. 如權(quán)利要求8所述的音頻播放設(shè)備，其特征在于 還包括校準(zhǔn)信號產(chǎn)生單元，用于產(chǎn)生一校準(zhǔn)音頻信號； 所述第二可變增益放大器進(jìn)一步用于，對所述校準(zhǔn)音頻信號進(jìn)行放大； 所述相加單元進(jìn)一步用于，對放大后的校準(zhǔn)音頻信號與所述放大后的反噪聲信號進(jìn)行相加后輸出到耳機(jī)；所述第一可變增益放大器進(jìn)一步用于，調(diào)整對所述反噪聲信號進(jìn)行放大的增益，并在 對環(huán)境噪聲的抵消效果滿足要求時，保存當(dāng)前的增益，將該保存的增益作為所述預(yù)先設(shè)置的增益。
10.如權(quán)利要求6所述的音頻播放設(shè)備，其特征在于還包 括功率放大器，用于將所述相加信號進(jìn)行功率放大后輸出到所述耳機(jī)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種音頻播放設(shè)備及降低音頻播放時環(huán)境噪聲的方法。所述方法包括采集環(huán)境噪聲信號；對采集到的環(huán)境噪聲信號進(jìn)行反相，產(chǎn)生反噪聲信號，并對所述反噪聲信號進(jìn)行放大；對音頻信號源進(jìn)行回放，產(chǎn)生音頻信號，并對所述音頻信號進(jìn)行放大；對放大后的音頻信號和放大后的反噪聲信號進(jìn)行相加，產(chǎn)生相加信號；將所述相加信號輸出到耳機(jī)，利用所述相加信號中的反噪聲信號來抵消環(huán)境噪聲。依照本發(fā)明，能夠在不影響耳機(jī)便攜性的前提下，達(dá)到較好的降噪效果。
文檔編號H04R3/00GK101765041SQ20091008656
公開日2010年6月30日 申請日期2009年6月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月9日
發(fā)明者張寧 申請人:北京中星微電子有限公司