[发明专利]主动降噪睡枕及其降噪方法

说明书

本发明公开了主动降噪睡枕及其降噪方法，包括枕头本体，枕头本体外侧设置有多个初级麦克风，在多个初级麦克风对应设置有扬声器、误差麦克风，初级麦克风用于收集环境中的噪音信号和鼾声信号，扬声器用于发出与环境噪声相抵消的声音信号，误差麦克风用于收集没有被抵消的噪音信号；枕头本体中心处设置有处理器，枕头本体底部设置有电池组，电池组与初级麦克风、扬声器、误差麦克风、处理器连接。用2组麦克风实现对环境噪声和鼾声的采集，使噪音信号的采集更全面更精确。采用主动降噪的自适应滤波算法把次级传递函数值考虑到算法里面，补偿次级通道带来的时延问题，增加了降噪深度，拓宽了降噪频宽，极大提升了降噪性能。

技术领域

本发明属于枕头技术领域，涉及主动降噪睡枕，还涉及上述睡枕的降噪方法。

背景技术

睡眠是人体一项重要的生理活动，是维系机体复原、身体健康的重要保障。高质量的睡眠使人的精神和体力得到恢复，提高人的生命质量和心理健康。根据中国睡眠研究会的数据，目前，中国成年人失眠率高达38.2％，过大的环境噪声，是造成失眠的一大元凶。噪音会让人易醒、多梦、睡眠质量低下等。

目前室内降噪的传统方法主要为加装隔音玻璃、隔音棉等这些被动降噪方法，这些方法对高频噪声阻隔效果较好，但对低频噪声抑制效果不显著。主动降噪方法是通过扬声器发出一个次级声场，该声场与原噪声振幅相等、相位相反，将其与原噪声叠加后声势能最小，进而达到降噪目的。使用于室内主动降噪方案主要有降噪耳机，但降噪耳机一般体积较大，长期佩戴可能导致听力受损，不适合在睡眠时佩戴使用，无法有效的减少睡眠时的噪声。

发明内容

本发明的目的是提供一种主动降噪睡枕，解决了现有技术中存在的无法有效减少睡眠时的噪声问题。

本发明所采用的技术方案是，主动降噪睡枕，包括枕头本体，枕头本体外侧设置有多个初级麦克风，在多个初级麦克风对应设置有扬声器、误差麦克风，初级麦克风用于收集环境中的噪音信号和鼾声信号，扬声器用于发出与环境噪声相抵消的声音信号，误差麦克风用于收集没有被抵消的噪音信号；枕头本体中心处设置有处理器，枕头本体底部设置有电池组，电池组与初级麦克风、扬声器、误差麦克风、处理器连接。

本发明的特点还在于：

初级麦克风包括五个，枕头本体两侧、顶部及处理器两侧分别设置一个初级麦克风，误差麦克风、扬声器依次设置在初级麦克风一侧。

初级麦克风、误差麦克风、扬声器之间间隔至少为2cm。

本发明的另一目的是提供一种主动降噪睡枕的降噪方法。

本发明所采用的另一技术方案是，主动降噪睡枕的降噪方法，包括以下步骤：

步骤1、假设一个初级麦克风采集的噪音信号为

z_i(n)＝[z_i(n)，z_i(n-1)，…，z_i(n-L+1)]^T(i＝1，2，…，5)，则5个初级麦克风采集的总噪声信号为：Z(n)＝diag(z₁(n)，z₂(n)，…，z₅(n))，5个扬声器输出为N(n)＝[N₁(n)，N₂(n)，…，N₅(n)]^T，且其满足N(n)＝M(n)Z^T(n)，M(n)为自适应滤波器权矢量矩阵；

步骤2、假设初级麦克风的噪声传递至误差麦克风处的信号为h(n)＝[h₁(n)，h₂(n)，…，h₅(n)]^T，长度与z(n)一致，误差麦克风处的误差为a(n)＝h(n)+Q(n)N(n)，Q(n)表示扬声器的抵消声传递至误差麦克风处的过程，q_ij(n)表示次级声通道；