技术摘要：
本发明公开了一种空间环境多方位选择性降噪系统及方法，包括噪音检测模块、噪音处理模块、中央控制系统、人声剔除模块和降噪模块，所述噪音检测模块用于对环境中的噪音进行检测，所述噪音处理模块用于对噪音检测模块所检测的噪音进行处理，所述中央控制系统用于对整个  全部
背景技术：
噪音是由物体产生不规则运动时所发出的声音，噪音会严重影响人们的工作和生 活，严重情况下还会危害人们的身体健康和生命安全，而目前对于噪音的阻挡和抵消采用 主动降噪和被动降噪的方式，主动降噪就是通过降噪系统产生与外界噪音相等的反向声 波，将噪音中和，从而实现降噪的效果，被动降噪主要通过隔音材料来阻挡外界噪声，现有 的噪音主动降噪系统在使用时存在以下问题： 1、现有的对于噪音的降噪处理方式，多采用一对一的降噪，当空间中同时存在多 个噪音时，需要花费较多的资源和成本进行降噪处理，并且，多个降噪信号之间相互独立， 相互之间存在一定的影响，影响降噪效果； 2、现有的多点降噪系统，在对空间噪音进行降噪时，也会对人声进行削弱，影响人 们的正常沟通和交流； 所以，人们急需一种一种空间环境多方位选择性降噪系统及方法来实现上述问 题。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种空间环境多方位选择性降噪系统及方法，以解决现有 技术中提出的问题。 为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种空间环境多方位选择性降噪系 统，该多点降噪系统包括噪音检测模块、噪音处理模块、中央控制系统、人声剔除模块和降 噪模块； 所述噪音检测模块用于对环境中的噪音进行检测，所述噪音检测模块为声音传感 器，检测到的噪音信号会导致其内部电容变化，产生微小电压，实现对噪音信号的检测，所 述噪音处理模块用于对噪音检测模块所检测的噪音进行处理，使得可以对检测的噪音信号 进行后续的分析，使得可以实现对噪音信号的渐变型降噪，避免了降噪信号之间的相互影 响，所述中央控制系统用于对整个多点降噪系统进行控制，根据历史大数据和噪音信号分 析数据实现对噪音信号类型的判断，所述人声剔除模块用于对噪音检测模块所检测的噪音 中的人声进行识别并剔除，避免了多点降噪系统对人交谈的声音信号造成影响，例如：开会 交谈、中远距离交谈等，多点降噪系统会削弱交谈的频率，进而影响正常的交谈，所述降噪 模块用于对噪音检测模块所检测的噪音进行降噪，实现对噪音信号的消除，减少了不必要 的噪音信号对人们的正常工作和生活造成影响。 根据上述技术方案，所述噪音处理模块包括频率计算单元、标签添加单元、噪音排 序单元和噪音提取单元； 所述频率计算单元用于对噪音检测模块所检测的噪音信号的频率进行计算，声音 5 CN 111583898 A 说　明　书 2/9 页 传感器所产生的微小电压被转化成0-5V的电压，经过A/D转换被数据采集器接收，并传输至 计算机对噪音信号的频率进行计算，计算过程属于现有技术，因此，再次不做过多赘述，所 述标签添加单元用于对噪音检测模块所检测的噪音信号添加唯一的标签，便于后续根据标 签对噪音信号进行处理，避免出现错乱的现象，所述噪音排序单元根据频率计算单元对噪 音信号的计算结果对噪音信号进行排序，采用降序的方式进行排序，将频率最高的噪音信 号排列在第一位，将频率最低的噪音信号排列在最后一位，便于后期对于噪音信号的提取， 所述噪音提取单元用于对频率最高的噪音信号进行提取，使得可以优先对频率最高的噪音 信号进行降噪处理，使得对频率较低的噪音信号实现部分抵消，一方面，可以实现在降噪的 过程顺带对较低频率的噪音信号进行降噪处理，另一方面，避免了降噪信号之间的相互影 响。 根据上述技术方案，所述人声剔除模块包括计时统计单元、噪音分析单元、噪音剔 除单元和存储数据库； 所述计时统计单元用于计量噪音信号的持续时长，作为判断人声噪音信号的标准 之一，因为人在交谈的过程中，说话声音不连续，将噪音信号的持续时长作为判断标准之 一，具有可行性，所述噪音分析单元用于根据计时统计单元的统计数据和频率计算单元的 计算数据对噪音信号的进行分析，所述中央控制系统根据噪音分析单元的分析结果和存储 数据库中的存储数据对噪音信号是否为人声噪音信号进行判断，所述噪音剔除单元用于将 中央控制系统判断的人声噪音信号从噪音检测模块所检测的噪音信号中剔除，避免后期进 行降噪时，对人声噪音信号进行削弱，影响人们的正常交谈，所述存储数据库用于对剔除的 人声噪音信号数据进行存储，便于后期的调用和比对。 根据上述技术方案，所述降噪模块包括降噪电路和降噪扬声器； 所述降噪电路用于根据噪音信号的频率，产生与噪音信号振幅相同，相位相反的 电信号，实现对噪音信号的抵消，所述降噪扬声器用于将降噪电路产生的电信号转化成声 波，对噪音信号实行降噪处理； 所述标签添加单元的输出端连接噪音检测模块的输入端，所述噪音检测模块的输 出端连接计时统计单元和频率计算单元的输入端，所述计时统计单元和频率计算单元的输 出端连接噪音分析单元的输入端，所述噪音分析单元和存储数据库的输出端连接中央控制 系统的输入端，所述中央控制系统的输出端连接噪音剔除单元和噪音排序单元的输入端， 所述噪音剔除单元的输出端连接存储数据库的输入端，所述噪音排序单元的输出端连接噪 音提取单元的输入端，所述噪音提取单元的输出端连接降噪电路的输入端，所述降噪电路 的输出端连接降噪扬声器的输入端。 一种空间环境多方位选择性降噪方法，该降噪方法包括以下步骤： S1、利用噪音检测模块对环境中的噪音进行检测； S2、对检测的噪音进行处理，判断噪音类型； S3、根据对噪音的分类结果，剔除交谈说话的声音； S4、对其余噪音进行处理并降序排序； S5、对降序排序的第一位噪音进行降噪处理； S6、重复S1-S5，直至环境中多个方位的噪音实现降噪。 根据上述技术方案，在S1中，所述噪音检测模块为声音传感器，所述噪音检测模块 6 CN 111583898 A 说　明　书 3/9 页 检测噪音信号，利用标签添加单元为每一个噪音信号添加标签，每一个噪音信号的标签是 唯一的，所述标签为噪音检测模块检测噪音信号顺序的编号，因为是多点噪音信号，为了避 免后期出现噪音信号错乱的问题。 根据上述技术方案，在S2中，所述噪音检测模块将检测的含有标签的噪音信号传 输至频率计算单元，利用频率计算单元得出当前噪音信号的频率f，对于噪音信号的频率计 算属于现有技术，在此不做过多赘述，所述噪音检测模块将噪音信号的检测信息反馈至计 时统计单元，利用计时统计单元对噪音信号的持续时长t进行记录，所述频率计算单元将计 算的噪音信号的频率f和计时统计单元记录的噪音信号的持续时长t传输至噪音分析单元， 所述噪音分析单元根据噪音信号的频率f和持续时长t对噪音信号进行分析，所述噪音分析 单元将噪音频率为f±a且不连续的噪音信号归为一类，利用集合f集＝{f1，f2，f3，...，fn}表 示，其中|fi-fk|≤a，fo和fk表示集合f集中的任意两个不相同的噪音信号的频率，此处可以 对人说话的声音进行分析，所述噪音分析单元对噪音检测模块所检测的前几段噪音信号进 行分析，根据分析结果确定是否需要对该噪音信号进行降噪处理，并非是等待噪音信号消 失然后才对所有的不连续的噪音信号进行归总分析，所述噪音分析单元将集合f集中的噪音 信号对应的持续时长利用集合t集＝{t1，t2，t3，...，tn}表示； 根据下列公式对噪音信号持续时长的平均值进行计算： 当m≤fi≤n且 初步判定噪音信号频率集合f集中的噪音信号为人声，否 则，直接将噪音信号传输至噪音排序单元进行噪音频率的排序； 所述噪音分析单元将分析结果传输至中央控制系统，所述中央控制系统从存储数 据库中调取人声噪音信号，组成调取的人声噪音信号频率集合F集＝{F1，F2，F3，...，Fm}和对 应的持续时长集合T集＝{T1，T2，T3，...，Tm}； 根据下列公式对噪音分析单元所分析的噪音信号的频率和持续时长与存储数据 库中调取的人声噪音信号的频率和持续时长进行计算，判断噪音分析单元所分析的噪音信 号是否与存储数据库中调取的人声噪音信号相匹配： 其中， 表示噪音分析单元所分析的噪音信号与存储数据库中调取的人声噪音信 号之间的频率差值， 表示噪音分析单元所分析的噪音信号与存储数据库中调取的人声噪 音信号之间的持续时长差值； 当 且 时，表明存储数据库中存在着与之相对应的人声噪音信号，判 定当前频率的噪音信号为人声噪音信号，确定当前情况下的不连续噪音信号为人声噪音信 号，并不断的采集当前的不连续噪音信号并对其进行分析。 根据上述技术方案，在S3中，利用噪音剔除单元将S2中判断的人声噪音信号从若 干个噪音信号中剔除，不对其实行降噪操作，所述噪音剔除单元将判定的人声噪音信号的 频率和对应的持续时长存储进入存储数据库中，作为后期比对的依据，随着存储数据库的 7 CN 111583898 A 说　明　书 4/9 页 不断扩大，比对的准确性会不断的提高。 根据上述技术方案，在S4中： 利用噪音排序单元对剔除人声噪音信号之后的噪音信号的频率进行排序，剔除人 声噪音信号之后的噪音信号的集合为f′集＝{f1，f2，f3，...，fs}； 根据下列公式对集合f′集中的噪音信号频率进行排序： 其中， 表示集合f′集中任意两个噪音信号频率之间的频率差值； 当 时，对fi和fi-k进行排序，将fi排在fi-k前面； 当 时，将fi和fi-k绑定在一起进行排序； 在S5中： 利用噪音提取单元提取f′集中排序之后的噪音频率最大的噪音信号，并将该噪音 信号的信息发送至降噪电路，利用降噪电路对噪音信号进行分析，计算出与噪音信号相位 相反，频率相同的降噪信号，并将降噪信号发送至降噪扬声器，并通过降噪扬声器将降噪信 号以声波的形式释放出去，对f′集中噪音频率最大的噪音信号进行降噪处理。 根据上述技术方案，在S6中，重复S1-S5，对环境中的多个噪音信号进行降噪处理， 直至环境中的若干个噪音信号被抵消，因为在对较高频率的噪音信号进行降噪处理时，对 于频率较低的噪音信号造成削弱和覆盖，以此来对噪音信号进行降噪处理，对于频率较低 的噪音信号会在不断的降噪处理过程中对其进行处理，一方面，减少了降噪处理的次数，使 得系统的计算和运行效率大大提高，另一方面，避免了若干个降噪信号之间的相互影响，使 得多点降噪的效果更佳。 与现有技术相比，本发明的有益效果是： 1、对检测的多个噪音信号进行噪音频率的降序排序，首先对降序排序中的频率最 高的噪音进行降噪处理，在对频率最高的噪音信号进行降噪处理的过程中，会对频率较低 的噪音信号实现部分抵消，削弱了频率较低的噪音信号，然后再对剩下的多个噪音信号进 行依次的处理，避免了需要针对每一个噪音信号进行降噪处理的操作，减少了针对多个噪 音信号进行逐个降噪的步骤，也避免了多个降噪信号之间相互影响，使得针对多点降噪的 过程更加的简洁，针对多点降噪的处理更加的节能。 2、在公开讲话或者中远距离交谈过程中，利用大数据以及对人声噪音的规律分 析，将人声噪音信号从多个噪音信号中剔除，避免了多点降噪系统对人声噪音进行降噪，影 响人们的正常交谈，使得多点降噪系统实现对噪音信号的有区别降噪，使得多点降噪系统 更加的智能化、人性化。 附图说明 图1为本发明一种空间环境多方位选择性降噪系统的模块组成示意图； 图2为本发明一种空间环境多方位选择性降噪系统及方法的模块连接示意图； 图3为本发明一种空间环境多方位选择性降噪方法的降噪步骤示意图； 图4为本发明一种空间环境多方位选择性降噪方法的降噪流程示意图。 8 CN 111583898 A 说　明　书 5/9 页