移動(dòng)通訊設(shè)備的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種移動(dòng)通訊設(shè)備，包括機(jī)殼、設(shè)備主體、受話器以及傳聲器，所述設(shè)備主體內(nèi)置于所述機(jī)殼，所述受話器包括振動(dòng)膜板及固定在所述振動(dòng)膜板上的壓電陶瓷片，所述振動(dòng)膜板向外延伸形成所述機(jī)殼。本發(fā)明通過(guò)將振動(dòng)膜板延伸擴(kuò)展做成移動(dòng)通訊設(shè)備的機(jī)殼，用戶(hù)將耳朵貼近該機(jī)殼的任意位置均能接聽(tīng)電話，使用方便；同時(shí)機(jī)殼上無(wú)需開(kāi)設(shè)受話器孔，能夠有效防水防塵。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及便攜式電子設(shè)備，尤其涉及一種移動(dòng)通訊設(shè)備。 移動(dòng)通訊設(shè)備

【背景技術(shù)】
[0002] 移動(dòng)通訊設(shè)備包括受話器和傳聲器，即聽(tīng)筒和麥克風(fēng)。傳聲器用于采集聲音，并將 聲波轉(zhuǎn)化為電信號(hào)。受話器用于將電信號(hào)轉(zhuǎn)化為聲波，將電信號(hào)轉(zhuǎn)化為聲波。現(xiàn)有技術(shù)中， 開(kāi)車(chē)時(shí)只能單手拿手機(jī)，急忙中可能會(huì)導(dǎo)致手機(jī)上下顛倒或反面接聽(tīng)，此時(shí)單手難以更改 手機(jī)的方向，傳聲器就不能有效收集用戶(hù)的聲音，而用戶(hù)也難以聽(tīng)清受話器發(fā)出的聲音。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題在于，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中移動(dòng)通訊設(shè)備存在受話器只能在 特定位置接聽(tīng)電話的缺陷，提供一種移動(dòng)通訊設(shè)備，能夠?qū)崿F(xiàn)受話器全方位接聽(tīng)電話。
[0004] 本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：構(gòu)造一種移動(dòng)通訊設(shè)備，包括機(jī)殼、 設(shè)備主體、受話器以及傳聲器，所述設(shè)備主體內(nèi)置于所述機(jī)殼，所述受話器包括振動(dòng)膜板及 固定在所述振動(dòng)膜板上的壓電陶瓷片，所述振動(dòng)膜板向外延伸形成所述機(jī)殼。
[0005] 本發(fā)明提供一種移動(dòng)通訊設(shè)備，具體地，所述傳聲器包括聲電轉(zhuǎn)換器以及阻抗變 換器，所述聲電轉(zhuǎn)換器包括麥克風(fēng)陣列，所述麥克風(fēng)陣列包括所述振動(dòng)膜板。
[0006] 本發(fā)明提供一種移動(dòng)通訊設(shè)備，進(jìn)一步地，所述聲電轉(zhuǎn)換器還包括聲源分離模塊， 所述聲源分離模塊用于分離至少兩組不同的聲源。
[0007] 本發(fā)明提供一種移動(dòng)通訊設(shè)備，具體地，所述聲源分離模塊包括:A/D信號(hào)轉(zhuǎn)換單 元，用于將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，所述模擬信號(hào)來(lái)自至少兩個(gè)所述麥克風(fēng)陣列；頻帶分 割單元，用于將所述數(shù)字信號(hào)進(jìn)行頻帶分割，以轉(zhuǎn)換為頻域輸入；誤差最小解計(jì)算單元，對(duì) 于每個(gè)頻帶，所述誤差最小解計(jì)算單元包括至少兩個(gè)聲源矢量，根據(jù)所述聲源矢量和預(yù)設(shè) 的導(dǎo)引矢量計(jì)算出估計(jì)信號(hào)，所述誤差最小解計(jì)算單元輸出的解集在所述估計(jì)信號(hào)與所述 頻域輸入之間具有最小誤差；最優(yōu)模型計(jì)算單元，用于為所述解集中的每個(gè)頻帶選擇頻域 解，所述頻域解為最小的l p范數(shù)與所述誤差的加權(quán)和；以及信號(hào)合成單元，用于將所述頻域 解轉(zhuǎn)換到時(shí)域。
[0008] 本發(fā)明提供一種移動(dòng)通訊設(shè)備，進(jìn)一步地，所述聲源分離模塊還包括聲源定位部 件，所述引導(dǎo)矢量通過(guò)所述聲源定位部件獲取。
[0009] 本發(fā)明提供一種移動(dòng)通訊設(shè)備，進(jìn)一步地，所述聲源分離模塊還包括方向功率計(jì) 算部件和方向搜索部件。
[0010] 本發(fā)明提供一種移動(dòng)通訊設(shè)備，進(jìn)一步地，所述誤差最小解計(jì)算單元計(jì)算每一個(gè) 所述聲源矢量的最小誤差解，所述聲源矢量的零值聲源數(shù)量相等，且零值元素?cái)?shù)量相等。 [0011] 本發(fā)明提供一種移動(dòng)通訊設(shè)備，進(jìn)一步地，所述最優(yōu)模型計(jì)算單元從輸出的所述 誤差最小解集中選擇解，所述解為所述誤差的滑動(dòng)平均值與l p范數(shù)的所述滑動(dòng)平均值的加 權(quán)和。
[0012] 本發(fā)明提供一種移動(dòng)通訊設(shè)備，進(jìn)一步地，所述聲源分離模塊還包括中央處理單 元以及存儲(chǔ)單元。
[0013] 本發(fā)明提供一種移動(dòng)通訊設(shè)備，優(yōu)選地，所述壓電陶瓷片粘結(jié)在所述機(jī)殼的內(nèi)側(cè)。
[0014] 本發(fā)明提供一種移動(dòng)通訊設(shè)備，進(jìn)一步地，所述受話器還包括語(yǔ)音處理模塊。
[0015] 本發(fā)明可達(dá)到以下有益效果：通過(guò)將振動(dòng)膜板延伸擴(kuò)展做成移動(dòng)通訊設(shè)備的機(jī) 殼，用戶(hù)將耳朵貼近該機(jī)殼的任意位置均能接聽(tīng)電話，使用方便；同時(shí)機(jī)殼上無(wú)需開(kāi)設(shè)受話 器孔，能夠有效防水防塵。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0016] 下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，附圖中：
[0017] 圖1是本發(fā)明提供的移動(dòng)通訊設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018] 圖2是本發(fā)明提供的移動(dòng)通訊設(shè)備的聲源分離模塊的硬件示意圖；
[0019] 圖3是本發(fā)明提供的移動(dòng)通訊設(shè)備的聲源分離模塊的原理示意圖；
[0020] 附圖標(biāo)號(hào)說(shuō)明：
[0021] 1、機(jī)殼 2、設(shè)備主體
[0022] 3、受話器 4、傳聲器
[0023] 31、壓電陶瓷片 41、阻抗變換器
[0024] 42、麥克風(fēng)陣列 43、A/D信號(hào)轉(zhuǎn)換單元
[0025] 44、中央處理單元 45、存儲(chǔ)單元
[0026] 46、存儲(chǔ)單兀 47、尸源定似部件
[0027] 48、方向功率計(jì)算部件 49、頻帶分割單元
[0028] 50、方向搜索部件 51、誤差最小解計(jì)算單元
[0029] 52、lp范數(shù)計(jì)算單元 53、最優(yōu)模型計(jì)算單元
[0030] 54、信號(hào)合成單兀 55、聲源分離模塊

【具體實(shí)施方式】
[0031] 為了對(duì)本發(fā)明的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對(duì)照附圖詳細(xì)說(shuō)明 本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】。
[0032] 如圖1所示，本發(fā)明提供一種移動(dòng)通訊設(shè)備，包括機(jī)殼1、設(shè)備主體2、受話器3以 及傳聲器4,設(shè)備主體2內(nèi)置于機(jī)殼1。受話器3包括振動(dòng)膜板及固定在振動(dòng)膜板上的壓電 陶瓷片31，振動(dòng)膜板向外延伸形成機(jī)殼1。
[0033] 此處，壓電陶瓷片的材料是一種能夠?qū)C(jī)械能和電能互相轉(zhuǎn)換的功能陶瓷材料， 屬于無(wú)機(jī)非金屬材料。壓電陶瓷利用其材料在機(jī)械應(yīng)力作用下，引起內(nèi)部正負(fù)電荷中心相 對(duì)位移而發(fā)生極化，導(dǎo)致材料兩端表面出現(xiàn)符號(hào)相反的束縛電荷即壓電效應(yīng)而制作，具有 敏感的特性。壓電陶瓷具有高度敏感的特性，可以將極其微弱的機(jī)械振動(dòng)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。
[0034] 在上述方案的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步地，如圖1所示，傳聲器4包括聲電轉(zhuǎn)換器以及阻抗 變換器41，聲電轉(zhuǎn)換器包括振動(dòng)膜板。作為優(yōu)選，聲電轉(zhuǎn)換器為振動(dòng)膜板向外延伸形成的機(jī) 殼。即：傳聲器4與受話器3共用振動(dòng)膜板。用戶(hù)講話時(shí)對(duì)著機(jī)殼的任一部位，均能夠?qū)⑦M(jìn) 行準(zhǔn)確采集聲音，使用方便。
[0035] 如圖2所示，聲電轉(zhuǎn)換器包括麥克風(fēng)陣列42,麥克風(fēng)陣列42的數(shù)量為兩組或兩組 以上。振動(dòng)膜板為麥克風(fēng)陣列42的一部件，作為優(yōu)選，麥克風(fēng)陣列42為駐極體麥克風(fēng)。 [0036] 為了實(shí)現(xiàn)兩組以及兩組以上的不同聲源分離，使得不同的聲源均能夠得以分離， 從而使得傳聲器4端的用戶(hù)聲音能夠清晰地進(jìn)行傳遞，如圖2所示，聲電轉(zhuǎn)換器還包括聲源 分離模塊55。當(dāng)聲源數(shù)量超過(guò)麥克風(fēng)數(shù)量時(shí)，例如，麥克風(fēng)為1組，聲源數(shù)量為3組；或者 麥克風(fēng)數(shù)量為2組，聲源數(shù)量為4組，通過(guò)設(shè)置聲源分離模塊55能夠分離出每個(gè)聲源的聲 音，特別適用于免提情形下對(duì)方很容易聽(tīng)到聲音進(jìn)行交談。同時(shí)，如果傳聲器4端還存在背 景噪聲、回聲或者混響，該聲源分離模塊55也能夠分離出每一個(gè)聲源的聲音。
[0037] 在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，如圖2所示，具體地，聲源分離模塊55包括：A/D信號(hào) 轉(zhuǎn)換單元43,用于將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，模擬信號(hào)來(lái)自至少兩個(gè)麥克風(fēng)陣列42 ;頻 帶分割單元49,用于將數(shù)字信號(hào)進(jìn)行頻帶分割，以轉(zhuǎn)換為頻域輸入；誤差最小解計(jì)算單元 51，對(duì)于每個(gè)頻帶，誤差最小解計(jì)算單元51包括至少兩個(gè)聲源矢量，根據(jù)聲源矢量和預(yù)設(shè) 的導(dǎo)引矢量計(jì)算出估計(jì)信號(hào)，誤差最小解計(jì)算單元51輸出的解集在估計(jì)信號(hào)與頻域輸入 之間具有最小誤差；最優(yōu)模型計(jì)算單元53,用于為解集中的每個(gè)頻帶選擇頻域解，頻域解 為最小的l p范數(shù)與誤差的加權(quán)和；聲源分離模塊55還包括信號(hào)合成單元54,用于將頻域解 轉(zhuǎn)換到時(shí)域。
[0038] 如圖2和如圖3所示，聲源分離模塊55還包括聲源定位部件47,引導(dǎo)矢量通過(guò)聲 源定位部件47獲取。進(jìn)一步地，聲源分離模塊55還包括方向功率計(jì)算部件48和方向搜索 部件50。
[0039] 具體地，如圖3所示，誤差最小解計(jì)算單元51計(jì)算每一個(gè)聲源矢量的最小誤差解， 聲源矢量的零值聲源數(shù)量相等，且零值元素?cái)?shù)量相等。最優(yōu)模型計(jì)算單元53從輸出的誤差 最小解集中選擇解，解為誤差的滑動(dòng)平均值與l p范數(shù)的滑動(dòng)平均值的加權(quán)和。
[0040] 在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，為了方便連接，如圖1所示，作為優(yōu)選，壓電陶瓷片31 粘結(jié)在機(jī)殼1的內(nèi)側(cè)。
[0041] 作為優(yōu)選，受話器3還包括語(yǔ)音處理模塊。
[0042] 下面結(jié)合2和圖3,詳細(xì)闡述本發(fā)明提供的移動(dòng)通訊設(shè)備的聲源分離模塊的原理：
[0043] 如圖2所示，為聲源分離模塊55的硬件配置，聲源分離模塊55包括中央處理單元 44以及存儲(chǔ)裝置45、存儲(chǔ)裝置46。聲源分離的處理過(guò)程是在中央處理單元44中進(jìn)行，存儲(chǔ) 裝置45優(yōu)選為RAM存儲(chǔ)器，聲源處理過(guò)程中使用的數(shù)據(jù)和程序保存在ROM構(gòu)成的存儲(chǔ)裝置 46中。麥克風(fēng)陣列42包括至少兩個(gè)或者更多的麥克風(fēng)元件，各個(gè)麥克風(fēng)元件測(cè)量模擬聲壓 值，假定麥克風(fēng)的數(shù)量為Μ個(gè)。A/D信號(hào)轉(zhuǎn)換單元43將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，即采樣， 并且能夠同步地對(duì)多個(gè)通道的信號(hào)進(jìn)行采樣。將麥克風(fēng)的模擬聲壓值發(fā)送至A/D信號(hào)轉(zhuǎn)換 單元43。預(yù)先設(shè)置好需要分離的聲音數(shù)量，并保存在存儲(chǔ)裝置46中。需要分離的聲音數(shù)量 表示為Ν，根據(jù)Ν的大小設(shè)置中央處理單元的處理能力值。
[0044] 圖3中，除了分離聲音的時(shí)候由11范數(shù)最小化方法作為費(fèi)用函數(shù)使用的11范數(shù) 夕卜，分離出來(lái)的聲音中包含噪聲分量的功率也作為費(fèi)用值加以考慮。最優(yōu)模型計(jì)算單元53 輸出的噪音信號(hào)功率與11范數(shù)的加權(quán)和最小的解。
[0045] A/D信號(hào)轉(zhuǎn)換單元43為每個(gè)通道將模擬聲壓值轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信 號(hào)按照預(yù)先設(shè)置的采樣時(shí)序進(jìn)行，轉(zhuǎn)換出來(lái)的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)為X(t，j)，其中t為時(shí)間，j為麥克 風(fēng)編號(hào)。當(dāng)A/D信號(hào)轉(zhuǎn)換單元43在t = 0時(shí)刻開(kāi)始A/D轉(zhuǎn)換時(shí)，每進(jìn)行一次采樣，t加1。 例如：將第1個(gè)麥克風(fēng)的第50個(gè)米樣數(shù)據(jù)表不為X(50,1)。
[0046] 頻帶分割單兀49是對(duì)t = τ X巾貞移（frame_shift)到t = τ X巾貞移（frame_ shift) +巾貞長(zhǎng)（frame_size)的數(shù)據(jù)進(jìn)行傅里葉變換或者小波分析，變換成頻帶分割信號(hào)， 將j = 1至j = Μ的每一個(gè)麥克風(fēng)轉(zhuǎn)換成頻帶分割信號(hào)。用下面的表達(dá)式（1)描述轉(zhuǎn)換后 的頻帶分割信號(hào)作為具有對(duì)應(yīng)麥克風(fēng)的聲源矢量。
[0047] X(f, τ) (1)
[0048] 其中：f表示頻帶分割號(hào)的小標(biāo)。
[0049] 人聲和音樂(lè)這種聲音很少具有較大的幅度值，它們是很多零值的稀疏信號(hào)，因此， 語(yǔ)音信號(hào)能夠用零值概率高的拉普拉斯分布。將語(yǔ)音信號(hào)近似為拉普拉斯分布時(shí)，可以將 對(duì)數(shù)似然看作是正負(fù)之間對(duì)11范數(shù)的符號(hào)進(jìn)行反轉(zhuǎn)。可以將混雜有回聲、混響和背景噪聲 信號(hào)近似為高斯分布。因此，可以將輸入信號(hào)中包含的噪聲信號(hào)的對(duì)數(shù)似然看作輸入信號(hào) 和語(yǔ)音信號(hào)之間的平方誤差符號(hào)的反轉(zhuǎn)。從MAP估計(jì)的角度看要尋找的最可能的解，即最 大似然解，因?yàn)閷⒃肼曅盘?hào)的對(duì)數(shù)似然與語(yǔ)音信號(hào)的對(duì)數(shù)似然之和取最大的解作為最大似 然解，因此可以將輸入信號(hào)與11范數(shù)平均誤差的加權(quán)和最小的信號(hào)當(dāng)做最大似然解。但 是，由于很難找到這樣的精確解，所以有必要通過(guò)一些近似解。例如：在11范數(shù)最小化方法 中，輸入的信號(hào)沒(méi)有誤差，找出11范數(shù)的加權(quán)和最小的信號(hào)最為解。
[0050] 在輸入信號(hào)中存在誤差的假設(shè)下，輸入信號(hào)與11范數(shù)的平均誤差的加權(quán)和最小 值是近似的。如上所述，人聲和音樂(lè)這種聲音是很少有大幅度值得稀疏信號(hào)，因此，將它們 看作經(jīng)常具有近似零幅度/零值的信號(hào)。因此，對(duì)于每個(gè)時(shí)刻和頻率，假設(shè)只有比麥克風(fēng)數(shù) 量少的生源具有非零的幅度值。11范數(shù)隨著具有零值得麥克風(fēng)數(shù)量增加而變小，隨著具有 零值得麥克風(fēng)數(shù)量減少而變大。因此，可以將它看作稀疏度度量。當(dāng)具有零值得聲源的數(shù) 量等于麥克風(fēng)數(shù)量時(shí)，將11范數(shù)近似為固定值。如果聲源數(shù)量為N(具有零值得N維復(fù)矢 量）時(shí)應(yīng)用這個(gè)近似，可以給出相對(duì)于輸入信號(hào)具有最小誤差的解。
[0051] 誤差最小解計(jì)算單元根據(jù)表達(dá)式（2)進(jìn)行計(jì)算。

【權(quán)利要求】
1. 一種移動(dòng)通訊設(shè)備，包括機(jī)殼（1)、設(shè)備主體（2)、受話器（3)以及傳聲器（4)，所述 設(shè)備主體（2)內(nèi)置于所述機(jī)殼（1)，其特征在于：所述受話器（3)包括振動(dòng)膜板及固定在所 述振動(dòng)膜板上的壓電陶瓷片（31)，所述振動(dòng)膜板向外延伸形成所述機(jī)殼（1)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的移動(dòng)通訊設(shè)備，其特征在于，所述傳聲器（4)包括聲電轉(zhuǎn)換器 以及阻抗變換器（41)，所述聲電轉(zhuǎn)換器包括麥克風(fēng)陣列（42)，所述麥克風(fēng)陣列（42)包括所 述振動(dòng)膜板。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的移動(dòng)通訊設(shè)備，其特征在于，所述聲電轉(zhuǎn)換器還包括聲源分 離模塊（55)，所述聲源分離模塊（55)用于分離至少兩組不同的聲源。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的移動(dòng)通訊設(shè)備，其特征在于，所述聲源分離模塊（55)包括： A/D信號(hào)轉(zhuǎn)換單元（43)，用于將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，所述模擬信號(hào)來(lái)自至少兩 個(gè)所述麥克風(fēng)陣列（42); 頻帶分割單元（49)，用于將所述數(shù)字信號(hào)進(jìn)行頻帶分割，以轉(zhuǎn)換為頻域輸入； 誤差最小解計(jì)算單元（51)，對(duì)于每個(gè)頻帶，所述誤差最小解計(jì)算單元（51)包括至少兩 個(gè)聲源矢量，根據(jù)所述聲源矢量和預(yù)設(shè)的導(dǎo)引矢量計(jì)算出估計(jì)信號(hào)，所述誤差最小解計(jì)算 單元（51)輸出的解集在所述估計(jì)信號(hào)與所述頻域輸入之間具有最小誤差； 最優(yōu)模型計(jì)算單元（53)，用于為所述解集中的每個(gè)頻帶選擇頻域解，所述頻域解為最 小的lp范數(shù)與所述誤差的加權(quán)和； 以及信號(hào)合成單元（54)，用于將所述頻域解轉(zhuǎn)換到時(shí)域。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的移動(dòng)通訊設(shè)備，其特征在于，所述聲源分離模塊（55)還包括 聲源定位部件（47)，所述引導(dǎo)矢量通過(guò)所述聲源定位部件（47)獲取。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的移動(dòng)通訊設(shè)備，其特征在于，所述聲源分離模塊（55)還包括 方向功率計(jì)算部件（48)和方向搜索部件（50)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的移動(dòng)通訊設(shè)備，其特征在于，所述誤差最小解計(jì)算單元（51) 計(jì)算每一個(gè)所述聲源矢量的最小誤差解，所述聲源矢量的零值聲源數(shù)量相等，且零值元素 數(shù)量相等。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的移動(dòng)通訊設(shè)備，其特征在于，所述最優(yōu)模型計(jì)算單元（53)從 輸出的所述誤差最小解集中選擇解，所述解為所述誤差的滑動(dòng)平均值與l p范數(shù)的所述滑動(dòng) 平均值的加權(quán)和。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的移動(dòng)通訊設(shè)備，其特征在于，所述聲源分離模塊（55)還包括 中央處理單元（44)以及存儲(chǔ)單元（45,46)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)所述的移動(dòng)通訊設(shè)備，其特征在于，所述壓電陶瓷片（31) 粘結(jié)在所述機(jī)殼（1)的內(nèi)側(cè)。
【文檔編號(hào)】H04M1/03GK104065777SQ201410280159
【公開(kāi)日】2014年9月24日 申請(qǐng)日期:2014年6月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月20日
【發(fā)明者】夏小聰, 孫麗 申請(qǐng)人:深圳市中興移動(dòng)通信有限公司