一种主动降噪系统技术方案

本发明专利技术提供一种主动降噪系统包括位于耳机外侧的前馈麦克，与前馈麦克依次连接的第一AD转换器、第一低时延滤波器和前馈滤波器；所述系统还包括位于耳机内侧的反馈麦克，与反馈麦克依次连接的第二AD转换器、第二低时延滤波器和反馈滤波器；所述反馈滤波器连接第一限幅模块，所述第一限幅模块用于将反馈滤波器处理后的信号进行处理。本发明专利技术能够有效抑制降噪通道因低频干扰引起的信号饱和失真。

An Active Noise Reduction System

The invention provides an active noise reduction system including a feed-forward microphone located outside the headset, a first AD converter, a first low-delay filter and a feed-forward filter connected sequentially with the feed-forward microphone, and a feed-back microphone located inside the headset, a second AD converter, a second low-delay filter and a feed-back filter connected sequentially with the feed-back microphone. The first limiting module is connected to process the signal processed by the feedback filter. The invention can effectively suppress signal saturation distortion caused by low frequency interference in noise reduction channel.

【技术实现步骤摘要】
一种主动降噪系统
本专利技术涉及信号处理
，特别涉及一种主动降噪系统。
技术介绍
主动降噪耳机逐渐走到人们生活中，可以让人们在嘈杂环境中得到一个相对安静的环境。其原理是通过耳机主动发出相位相反的声波来抵消声波(前馈)或者在声音通路上加上反馈的声学通路(反馈)来减少耳朵听到的噪音。现有的主动降噪方案中，容易受到外界低频噪声影响，从而产生“噗噗”、“啪啪”声。单纯的主动降噪耳机，又会影响人接收外界语音等信号，在特定的场合引起人们的不便，而且在播放音乐时主动降噪容易消除音乐低频分量，降低了音乐播放的重量。因此，需要一种主动降噪系统，抑制降噪通道因低频干扰引起的信号饱和失真。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种主动降噪系统，所述系统包括位于耳机外侧的前馈麦克，与前馈麦克依次连接的第一AD转换器、第一低时延滤波器和前馈滤波器；所述系统还包括位于耳机内侧的反馈麦克，与反馈麦克依次连接的第二AD转换器、第二低时延滤波器和反馈滤波器，所述反馈滤波器连接第一限幅模块，所述系统还包括一个与第一低时延滤波器连接的耳外音拾取滤波器，用于拾取耳机外的声音。优选地，所述第一限幅模块用于将反馈滤波器处理后的信号进行如下处理：设定第一信号幅度阈值，第二信号幅度阈值和第三信号幅度阈值，其中，第一信号幅度阈值＜第二信号幅度阈值＜第三信号幅度阈值；当反馈滤波器处理后的信号幅度处于第一信号幅度阈值与第三信号幅度阈值之间，则将反馈滤波器处理后的信号幅度压缩至第一信号幅度阈值与第二信号幅度阈值之间；当反馈滤波器处理后的信号幅度大于第三信号幅度阈值，则将反馈滤波器处理后的信号幅度压缩至第二信号幅度阈值。优选地，所述耳外音拾取滤波器和前馈滤波器对前馈麦克采集的声音切换处理。优选地，所述系统还包括一个回声消除滤波器，播放源播放的音乐信号经回声消除滤波器处理后对反馈通道中的音乐分量进行抑制。优选地，所述耳外音拾取滤波器连接第二限幅模块。优选地于，在第二低时延滤波器和反馈滤波器之间设置第一加法器，经过所述回声消除滤波器的音乐信号与反馈通道中的音乐分量通过第一加法器叠加。优选地，所述系统还包括第二加法器，用于将前馈滤波器滤波后的信号、第一限幅模块输出的信号以及音乐信号进行叠加后输入至DA转换器。优选地，所述前馈滤波器与所述第二加法器之间设有第三限幅模块。优选地，在第一低时延滤波器与耳外音拾取滤波器之间连接一个高通滤波器，用于滤除低频信号。优选地，所述耳外音拾取滤波器之间包括一个高通滤波器，用于滤除低频信号。本专利技术提供的一种主动降噪系统，在降噪通道添加限幅模块，从而抑制通道因低频干扰引起的饱和而产生“噗噗”，“啪啪”声，改善了降噪耳机的体验。本专利技术提供的一种主动降噪系统，在前馈麦克采集的信号通路中，接入一个耳外音拾取滤波器，在特定的环境中，增强对外界信号的接收，在特定的场合能够更好的接收外界信号。本专利技术提供的一种主动降噪系统，在播放音乐信号进入反馈降噪的通路时，连接一个回声消除滤波器，消除主动降噪对音乐低频分量的衰减，保证了音乐播放的音质。本专利技术提供的一种主动降噪系统，在降噪通道采用低时延滤波器，减少降噪通道延时。应当理解，前述大体的描述和后续详尽的描述均为示例性说明和解释，并不应当用作对本专利技术所要求保护内容的限制。附图说明参考随附的附图，本专利技术更多的目的、功能和优点将通过本专利技术实施方式的如下描述得以阐明，其中：图1示意性示出了本专利技术一种主动降噪系统的结构框图。图2示出了本专利技术限幅模块对信号幅度压缩的示意图。具体实施方式通过参考示范性实施例，本专利技术的目的和功能以及用于实现这些目的和功能的方法将得以阐明。然而，本专利技术并不受限于以下所公开的示范性实施例；可以通过不同形式来对其加以实现。说明书的实质仅仅是帮助相关领域技术人员综合理解本专利技术的具体细节。在下文中，将参考附图描述本专利技术的实施例，相关技术术语应当是本领域技术人员所熟知的。在附图中，相同的附图标记代表相同或类似的部件，或者相同或类似的步骤，除非另有说明。下面通过具体的实施例对专利技术主动降噪系统进行详细说明，现有技术中主动降噪系统主要通过前馈降噪或者反馈降噪来进行耳机降噪，然而其在降噪过程中存在因低频干扰引起的饱和失真、难以实现特定场合的降噪需求，以及对音乐信号本身滤除造成的音质变差等诸多缺点。本实施例中示例性的以传统耳机为例，显然地，本申请的主动降噪系统可以适用于蓝牙耳机等播放设备。如图1所示本专利技术一种主动降噪系统的结构框图，根据本专利技术的实施例，一种主动降噪系统包括前馈降噪通道和反馈降噪通道，前馈降噪通道用于采集耳道外的噪声，进行前馈降噪。反馈降噪通道用于采集耳道内的噪声信号进行反馈降噪。前馈降噪通道包括位于耳机外侧的前馈麦克101，与前馈麦克101依次连接的第一AD转换器102、第一低时延滤波器103和前馈滤波器104。前馈麦克101采集耳机外侧(耳道外)周围的环境噪声，将采集的声音转换成模拟电信号，模拟电信号发送至第一AD转换器102转换为数字信号，数字信号经过第一时延滤波器103处理后，由前馈滤波器104进行前馈降噪。本实施例中，为了减少滤波器时延，第一时延滤波器103采用最小相位滤波器(例如FIR或者IIR滤波器)，为了平衡第一时延滤波器103的功耗和时延，第一时延滤波器103的采样率既不能太大，也不能太小第一时延滤波器103的应当具有合适的采样率。本实施例中，第一AD转换器的102的采样率记为f1，第一时延滤波器103的采样率记为f2，为了降低功耗，f2不易太大,为了减少滤波器时延，f2不易太小，第一时延滤波器103的采样率f2为100至500KHz是合适的。根据本专利技术，在前馈降噪通道，第一时延滤波器103连接前馈滤波器104,进行前馈降噪，前馈降噪滤波器104利用相位相反的声波(数字信号)来抵消前馈麦克101采集到前馈降噪通道中的环境声波(数字信号)。经过前馈降噪后，将降噪后的信号作为DA转换器304的输入信号。根据本专利技术的实施例，主动降噪系统还包括一个与第一低时延滤波器103连接的耳外音拾取滤波器105，用于拾取耳机外的声音。耳外音拾取滤波器105对耳机外噪声进行滤除，将噪声配置至特定的音频范围，保留特定的环境音(例如人讲话声音或者道路车辆声音)。在一些特定的场合，例如车辆繁多的道路、佩戴耳机时与身边的人谈话等情形。本专利技术通过耳外音拾取滤波器105对前馈麦克101采集的噪声信号进行滤波处理，经过耳外音拾取滤波器105处理的信号作为DA转换器304的输入信号，增强耳机内外部环境的特定声音(例如人讲话声音或者道路车辆声音)。在一些优选的实施例中，在第一低时延滤波器与耳外音拾取滤波器之间连接一个高通滤波器，用于滤除低频信号，更进一步地，耳外音拾取滤波器之间包括一个高通滤波器，用于滤除低频信号。高通滤波器，把低频信号(例如100hz以下)滤除，可以将100hz以下的幅度较大的低频信号进入耳内时，通道信号就不会超出DA转换器的动态范围。通过耳外音拾取滤波器105增强对外界信号的接收，在特定的场合能够更好的接收外界信号。例如在佩戴耳机时，与身边的人谈话，前馈麦克101采集的身边人谈话的声音可以清晰的传输到耳内，在佩戴耳机时无需摘下耳机与身边的人谈话。又例如，在车辆繁多的道路上，无需摘下耳机，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种主动降噪系统，其特征在于，所述系统包括位于耳机外侧的前馈麦克，与前馈麦克依次连接的第一AD转换器、第一低时延滤波器和前馈滤波器；所述系统还包括位于耳机内侧的反馈麦克，与反馈麦克依次连接的第二AD转换器、第二低时延滤波器和反馈滤波器，所述反馈滤波器连接第一限幅模块，所述系统还包括一个与第一低时延滤波器连接的耳外音拾取滤波器，用于拾取耳机外的声音。

【技术特征摘要】
1.一种主动降噪系统，其特征在于，所述系统包括位于耳机外侧的前馈麦克，与前馈麦克依次连接的第一AD转换器、第一低时延滤波器和前馈滤波器；所述系统还包括位于耳机内侧的反馈麦克，与反馈麦克依次连接的第二AD转换器、第二低时延滤波器和反馈滤波器，所述反馈滤波器连接第一限幅模块，所述系统还包括一个与第一低时延滤波器连接的耳外音拾取滤波器，用于拾取耳机外的声音。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一限幅模块用于将反馈滤波器处理后的信号进行如下处理：设定第一信号幅度阈值，第二信号幅度阈值和第三信号幅度阈值，其中，第一信号幅度阈值＜第二信号幅度阈值＜第三信号幅度阈值；当反馈滤波器处理后的信号幅度处于第一信号幅度阈值与第三信号幅度阈值之间，则将反馈滤波器处理后的信号幅度压缩至第一信号幅度阈值与第二信号幅度阈值之间；当反馈滤波器处理后的信号幅度大于第三信号幅度阈值，则将反馈滤波器处理后的信号幅度压缩至第二信号幅度阈值。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述耳外音拾取滤波器和前馈滤波器对前馈麦克采集的声音切换处理。4.根据权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：童伟峰，徐明亮，张亮，杨磊，郑立科，
申请(专利权)人：恒玄科技上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31