[发明专利]智能噪声防护器

说明书

技术领域

本发明涉及噪声防护领域，特别涉及一种智能噪声防护器。

背景技术

在日常生活中，干扰、噪声无时不影响我们的生活，例如炎热夏季，静谧晚上室内空调器的嗡嗡声；生产车间里震耳欲聋的机器轰鸣声等。随着现代工业的发展，噪声源愈来愈多，影响也愈来愈严重。特别是在纺织厂中，噪声源多，而且噪声大，不仅影响工作人员交流，对其身体健康影响也很大。

尽管国家通过一系列的强制标准限制产品的噪声特性，降低噪声强度，从源上进行解决，但要做好降噪工作，在实际应用中还需采取在噪声的传递途径上进行阻断、在噪声接收者处实施防护等措施。纺织厂中常用的个体防护主要有佩戴护耳器如耳塞、耳罩、防声盔等，这些措施通过隔离、吸收等机理来降低噪声影响，它们在将背景噪声强度降低的同时也会将有用的语音强度也降低，给交流带来了困难，特别是噪声强度很大时。

发明内容

本发明的目的在于提供一种在纺织厂中进行噪声消除的同时又不影响语音的智能噪声防护器。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

包括信号输入端和FPGA硬件平台；信号输入端包括原始输入端和参考输入端；FPGA硬件平台包括前端预处理模块，第一、第二同步AD转换模块，噪声抵消处理模块和输出处理模块；原始输入端与前端预处理模块的输入端相连，前端预处理模块的输出端与第一同步AD转换模块的输入端相连；参考输入端采用无线通信方式获得多通道的参考输入信号，参考输入端与第二同步AD转换模块的输入端相连；第一同步AD转换模块的输出端与噪声抵消处理模块的原始信号输入端相连，第二同步AD转换模块的输出端与噪声抵消处理模块的参考信号输入端相连，噪声抵消处理模块的输出端与输出处理模块相连。

所述的噪声抵消处理模块包括多通道参考信号噪声抵消模块、波束形成模块和DA转换模块；第一同步AD转换模块的输出端与多通道参考信号噪声抵消模块的原始信号输入端相连，第二同步AD转换模块的输出端与多通道参考信号噪声抵消模块的参考信号输入端相连，多通道参考信号噪声抵消模块的输出端经波束形成模块后与DA转换模块的输入端相连，DA转换模块的输出端与输出处理模块相连。

所述的多通道参考信号噪声抵消模块采用多通道NLMS抵消算法实现噪声抵消。

所述的原始输入端采用两个语音传感器采集原始输入信号；第一同步AD转换模块上设有两个输入端和两个输出端；多通道参考信号噪声抵消模块上设有两个原始信号输入端；其中一个语音传感器依次通过前端预处理模块及AD转换模块的一个输入端和一个输出端与多通道参考信号噪声抵消模块的一个原始信号输入端相连，另一个语音传感器依次通过前端预处理模块及AD转换模块的另一个输入端和另一个输出端与多通道参考信号噪声抵消模块的另一个原始信号输入端相连。

所述的前端预处理模块包括信号放大、频带均衡和自动增益控制这三个处理部分。

还包括用于接收多个噪声并以无线方式发射出去使参考输入端获得多通道的参考输入信号的无线发射模块。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明克服了现有技术中将背景噪声强度降低的同时也将有用的语音强度也降低，以至于给交流带来困难的问题，通过将信号输入端设置成原始输入端和参考输入端这两个部分，将这两个部分输入的信号在FPGA硬件平台上进行噪声抵消处理，使得本发明在对纺织厂的噪声处理上做到既能对特定的背景噪声进行大幅度的衰减，又对感兴趣的语音几乎没有影响，不影响人们正常的交流；同时，当背景噪声发生变化时，本发明所采用的噪声抵消处理模块能调整其相关参数，适应噪声背景的变化，实现同样的抵消，而对语音几乎没有影响，从而提高输出信号的信噪比。

进一步的，本发明中噪声抵消模块包括多通道参考信号噪声抵消模块，多通道参考信号噪声抵消模块对多通道的参考输入信号进行自适应滤波，通过多通道NLMS抵消算法，达到消除噪声的目的，且多通道NLMS抵消算法能够自动调节相关参数，跟随实际情景变化，实现最佳抵消效果。

进一步的，本发明中原始输入端采用两个语音传感器形成指向阵列，通过波束形成，提高有用语音质量。

进一步的，本发明中的参考输入端采用无线通信方式，接收由无线发射模块发射出的噪声信号，从而获得多通道的参考输入信号，以提高抵消性能。