一种自适应主动降噪的方法、系统及耳机技术方案

本发明专利技术公开了一种自适应主动降噪的方法、系统及耳机，该方法包括：判断佩戴后的耳罩的漏气情况；根据佩戴后耳罩的漏气情况从预先制定的降噪模式中选择降噪效果好的降噪模式进行降噪。利用本发明专利技术提供的方法解决了现有主动降噪技术仅靠一个固定的传递函数应对不同佩戴情况的问题，有效地提高了降噪效果，进而提升用户使用的满意度。

Adaptive active noise reduction method, system and earphone

The invention discloses a method, system and adaptive active noise reduction headset, the method includes: judging the leak after wearing earmuffs; noise according to the leakage situation after wearing earmuffs from the noise reduction mode select noise reduction mode good noise reduction effect. The method provided by the invention solves the problem of active noise reduction technology rely on a fixed transfer function with different wear conditions, effectively improve the noise reduction effect, and enhance the user satisfaction.

【技术实现步骤摘要】
一种自适应主动降噪的方法、系统及耳机
本专利技术涉及耳机降噪领域，具体涉及一种自适应主动降噪的方法、系统及耳机。
技术介绍
声音传输技术的进步带来了耳机在通信、娱乐领域的发展。新型耳机的应用日益广泛，在室外如公交、地铁等嘈杂生活环境中，以及飞机、坦克等战场环境，室内如房间娱乐系统中，如不降低背景噪声，会对通信及听觉体验产生影响，甚至会导致听力损伤。目前业界主要采用主动降噪、被动降噪相结合的方式来消除噪音，所述被动降噪是指用隔音材料对噪声进行抑制，所述主动降噪是指，在人耳的附近产生一个与该处噪声信号大小相等，方向相反的声音信号，使得其与噪声信号相互抵消，达到降噪的目的。现有技术中主流且效果较好的主动降噪方法为反馈+前馈降噪，这两种结合的降噪方法既发挥了反馈降噪能提供较大的降噪量的优点，又兼顾了前馈降噪可以达到较大的降噪带宽的特点。但在实际应用中，因用户在佩戴耳机时不够标准、耳机松紧不合适等原因，经常出现耳罩漏气的情况，此时前馈系统耳罩传递函数受到影响，不能较好的工作，进而影响整个主动降噪系统的降噪效果。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种自适应主动降噪的方法、系统及耳机，以解决现有技术在耳罩漏气时，主动降噪系统的降噪效果不好的问题。为此，本专利技术实施例提供如下技术方案：一种自适应主动降噪的方法，包括：判断佩戴后的耳罩的漏气情况；根据佩戴后耳罩的漏气情况从预先制定的降噪模式中选择降噪效果好的降噪模式进行降噪。优选地，所述判断佩戴后的耳罩的漏气情况包括：根据同一声音信号在耳罩之内和耳罩之外的二阶统计特征判断佩戴后的耳罩的漏气情况。优选地，所述根据同一声音信号在耳罩之内和耳罩之外的二阶统计特征判断佩戴后的耳罩的漏气情况包括：在耳罩之内和耳罩之外各设置至少一个声音传感器；根据设置于耳罩之内和耳罩之外的声音传感器接收到同一声音信号的二阶统计特征的值与设定的阈值的关系，判断佩戴后的耳罩的漏气情况。优选地，计算所述设置于耳罩之内和耳罩之外的声音传感器接收到同一声音信号的二阶统计特征的值包括：对设置于耳罩之内和耳罩之外的声音传感器接收到的声音信号在1000HZ以内进行滤波；对滤波后的声音信号进行分帧，计算设置于耳罩之内和耳罩之外的声音传感器接收到的声音信号每一帧的二阶统计特征的值。优选地，所述降噪模式为前馈降噪模式与反馈降噪模式共同构成的前馈反馈降噪模式，其中，不同漏气情况对应的前馈降噪模式的传递函数不同；制定所述预先制定的降噪模式包括：对同一声音信号在耳罩之内和耳罩之外的二阶统计特征的值进行等级划分，获得漏气等级；根据大量实验和/或经验确定各漏气等级对应的降噪模式。优选地，当耳罩的漏气状态发生改变需要切换所述降噪模式时，使用双门限法切换所述降噪模式。一种自适应主动降噪的系统，包括：判断模块，用于判断佩戴后的耳罩的漏气情况；模式选择模块，用于根据佩戴后耳罩的漏气情况从预先制定的降噪模式中选择降噪效果好的降噪模式进行降噪。优选地，所述判断模块包括：判断单元，用于根据设置于耳罩之内和耳罩之外的声音传感器接收到同一声音信号的二阶统计特征的值与设定的阈值的关系，判断佩戴后的耳罩的漏气情况。优选地，所述判断单元包括：滤波子单元，用于对设置于耳罩之内和耳罩之外的声音传感器接收到的声音信号在1000HZ以内进行滤波；计算子单元，用于对滤波后的声音信号进行分帧，计算设置于耳罩之内和耳罩之外的声音传感器接收到的声音信号每一帧的二阶统计特征的值。优选地，所述系统还包括与模式选择模块相连接的模式预制模块，用于制定所述预先制定的降噪模式，所述模式预制模块包括：划分单元，用于对同一声音信号在耳罩之内和耳罩之外的二阶统计特征的值进行等级划分，获得漏气等级；确定单元，用于根据大量实验和/或经验确定各漏气等级对应的降噪模式。一种自适应主动降噪耳机，包括：耳罩，位于耳罩之内的扬声器，位于耳罩之内和耳罩之外至少各一个声音传感器，还包括：微处理器，用于根据设置于耳罩之内和耳罩之外的声音传感器接收到同一声音信号的二阶统计特征的值与设定的阈值的关系，判断佩戴后的耳罩的漏气情况；根据佩戴后耳罩的漏气情况从预先制定的降噪模式中选择降噪效果好的降噪模式进行降噪。本专利技术实施例提供的自适应主动降噪的方法、系统及耳机，该方法通过判断佩戴后的耳罩的漏气情况，然后根据佩戴后耳罩的漏气情况从预先制定的降噪模式中选择降噪效果好的降噪模式进行降噪。由于本专利技术可以判断耳罩的漏气情况，以便于后续针对不同漏气情况进行分类处理；然后根据漏气情况选择不同漏气情况下能获得最佳降噪效果的降噪模式，使得本专利技术提供的方法解决了现有主动降噪技术仅靠一个固定的传递函数应对不同佩戴情况的问题，有效地提高了降噪效果，进而提升用户使用的满意度。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是现有主动降噪技术的反馈降噪网络模型示意图；图2是现有主动降噪技术的前馈降噪模型示意图；图3是本专利技术实施例提供的自适应主动降噪的方法的一种流程图；图4是本专利技术实施例提供的自适应主动降噪方法提供的双门限法进行降噪模式切换的示意图；图5是本专利技术实施例提供的自适应主动降噪方法提供的切换电路的示意图；图6是本专利技术实施例提供的自适应主动降噪的系统的一种结构示意图。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本专利技术实施例的方案，首先对现有主动降噪技术进行简介。现有的主动降噪系统，主要有反馈降噪和前馈降噪。反馈降噪网络模型示意图如图1所示。由于在人耳附近的麦克风将耳罩内的噪声转化为电信号，控制电路将该电信号放大、反相，并由扬声器播放出来，可以抵消原始噪声，因此需要将麦克风放在尽量靠近离人耳的位置，其中S为噪声源，L1为扬声器，M为麦克风，K为放大增益，C为补偿电路。通过设计补偿电路C，使系统在有较大增益的同时保持稳定的状态。假设麦克风M接收到频率ω处的信号为po(ω)，其计算公式如式(1)所示：po(ω)＝pi(ω)+Kpo(ω)C(jω)H(jω)(1)其中，pi(ω)为未使用主动降噪功能时麦克风接收到的噪声信号，H(jω)为扬声器与麦克风之间传递函数。计算上式得到，麦克风实际接收到的声音信号如式(2)所示：po(ω)＝pi(ω)/(1-KC(jω)H(jω))(2)可以看出，当|1-KC(jω)H(jω)|增大的时候，|po(ω)|趋向于0，但是若开环传递函数KC(jω)H(jω)不满足奈氏定理，即奈奎斯特曲线包括(1，j0)点，系统不稳定。故为了保持系统的稳定性，在反馈降噪耳机的网络设计时，需要鲁棒控制理论设计补偿网络C。反馈网络虽然广泛使用，但是它具有一定的缺陷，由于要使用误差po(ω)作为控制器的输入信号，即使在理想条件下，也并不能完全消除噪声，否则控制器无法工作。反馈形式的主动降噪耳机中麦克风接收到的声音信号由于经过电路、扬声器会产生一定的延时，该延时会造成传递函数相位的滞后，且该相位滞后随频率的增大而增大，所以增益放大只能作用在较低频率处，否则容易导致在高频处开环传递函数不稳定。所以，通常反馈式主动降噪耳机的带宽较本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自适应主动降噪的方法，其特征在于，包括：判断佩戴后的耳罩的漏气情况；根据佩戴后耳罩的漏气情况从预先制定的降噪模式中选择降噪效果好的降噪模式进行降噪。

【技术特征摘要】
1.一种自适应主动降噪的方法，其特征在于，包括：判断佩戴后的耳罩的漏气情况；根据佩戴后耳罩的漏气情况从预先制定的降噪模式中选择降噪效果好的降噪模式进行降噪。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述判断佩戴后的耳罩的漏气情况包括：根据同一声音信号在耳罩之内和耳罩之外的二阶统计特征判断佩戴后的耳罩的漏气情况。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据同一声音信号在耳罩之内和耳罩之外的二阶统计特征判断佩戴后的耳罩的漏气情况包括：在耳罩之内和耳罩之外各设置至少一个声音传感器；根据设置于耳罩之内和耳罩之外的声音传感器接收到同一声音信号的二阶统计特征的值与设定的阈值的关系，判断佩戴后的耳罩的漏气情况。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，计算所述设置于耳罩之内和耳罩之外的声音传感器接收到同一声音信号的二阶统计特征的值包括：对设置于耳罩之内和耳罩之外的声音传感器接收到的声音信号在1000HZ以内进行滤波；对滤波后的声音信号进行分帧，计算设置于耳罩之内和耳罩之外的声音传感器接收到的声音信号每一帧的二阶统计特征的值。5.根据权利要求2至4任一项所述的方法，其特征在于，所述降噪模式为前馈降噪模式与反馈降噪模式共同构成的前馈反馈降噪模式，其中，不同漏气情况对应的前馈降噪模式的传递函数不同；制定所述预先制定的降噪模式包括：对同一声音信号在耳罩之内和耳罩之外的二阶统计特征的值进行等级划分，获得漏气等级；根据大量实验和/或经验确定各漏气等级对应的降噪模式。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，当耳罩的漏气状态发生改变需要切换所述降噪模式时，...

【专利技术属性】
技术研发人员：李明子，王朋，王海坤，马峰，朱庆龙，胡国平，胡郁，
申请(专利权)人：科大讯飞股份有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34