主动降噪方法、系统及汽车技术方案

本发明专利技术公开了一种主动降噪方法及系统，该方法包括：设置用于同步接收声音信号的多个麦克风、以及用于产生反向信号的扬声器，所述多个麦克风包括参考麦克风、光学麦克风和误差麦克风；分别确定参考麦克风与光学麦克风、误差麦克风与光学麦克风之间的声音信号传递关系；利用声音信号传递关系得到参考噪声信号和实际噪声信号，确定参考麦克风的噪声滤波系数矩阵；根据所述噪声滤波系数矩阵控制扬声器产生与所述参考噪声信号幅度相同、方向相反的反向信号，对误差麦克风采集的信号进行降噪。本发明专利技术还提供一种具有上述主动降噪系统的汽车，可以消除车内噪声对用户交互的影响，提高用户交互体验。

【技术实现步骤摘要】
主动降噪方法、系统及汽车
本专利技术涉及语音降噪领域，具体涉及一种主动降噪方法、系统及汽车。
技术介绍
主动降噪技术是指，在人耳的附近产生一个与该处噪声信号大小相等、方向相反的信号，使得其与噪声信号相互抵消，达到降噪的目的。目前该技术已广泛用于生产和生活中，如家庭影院、车辆等。然而在主动降噪的过程中，对噪音得到消除的同时，一些有效声音也同样被去除，如在车辆场景下，利用主动降噪技术进行车内降噪，不仅去除了发动机、空调等噪声，还将车内的人声进行了去除，导致车内人声失真，影响乘客在车内的交流沟通，降低用户体验。以车辆降噪为例，现有的主动降噪主要是针对发动机噪声的降噪，其多是通过在发动机附近布局麦克风(或阵列)获取发动机噪声，再在人耳附近产生与发动机噪声声波大小相等、相位相反的抵消声源，进而达到发动机噪声主动降噪的效果。由于车内噪声并不只局限于发动机噪声，还存在各种像空调噪声、外界等相对平稳的噪声，因而如果想要较好的去除车内噪声，需要在车内布局麦克风收集噪声信号，完成主动降噪，然而车内麦克风收集的声音信息并不只有噪声信号，其中还夹杂有效人声语音，如果将麦克风收集的声音信号笼统作为抵消声源产生的依据，则存在将有效人声语音消减的问题，从而使得人声失真，影响用户交互体验。
技术实现思路
本专利技术实施例一方面提供一种主动降噪方法及系统，以解决现有主动降噪方案中将有效人声语音消减导致人声失真，影响用户语音交互体验的问题。本专利技术实施例另一方面提供一种具有主动降噪系统的汽车，可以有效避免车内噪声对用户交互的影响，提高用户交互体验。为此，本专利技术提供如下技术方案：一种主动降噪方法，所述方法包括：设置用于同步接收声音信号的多个麦克风、以及用于产生反向信号的扬声器，所述多个麦克风包括参考麦克风、光学麦克风和误差麦克风；分别确定参考麦克风与光学麦克风、误差麦克风与光学麦克风之间的声音信号传递关系；利用参考麦克风与光学麦克风之间的声音信号传递关系，得到参考噪声信号n(n)，所述参考噪声信号为去除人声语音信号的参考麦克风采集信号中的噪声信号；利用误差麦克风与光学麦克风之间的声音信号传递关系，得到实际噪声信号e1(n)，所述实际噪声信号为去除人声语音信号的误差麦克风采集信号中的噪声信号；根据所述参考噪声信号n(n)和所述实际噪声信号e1(n)，确定参考麦克风的噪声滤波系数矩阵；根据所述参考麦克风的噪声滤波系数矩阵控制所述扬声器产生与所述参考噪声信号幅度相同、方向相反的反向信号，对误差麦克风采集的信号进行降噪。优选地，所述确定参考麦克风与光学麦克风之间的声音信号传递关系包括：在安静环境下，分别利用参考麦克风和光学麦克风获得干净语音信号；根据所述干净语音信号得到参考麦克风与光学麦克风之间的声音信号传递关系。优选地，所述确定参考麦克风与光学麦克风之间的声音信号传递关系包括：在噪声环境下，利用参考麦克风和光学麦克风分别采集声音信号和干净语音信号；通过语音滤波系数矩阵训练确定参考麦克风与光学麦克风之间的声音信号传递系数矩阵。优选地，所述确定误差麦克风与光学麦克风之间的声音信号传递关系包括：在噪声环境下，利用误差麦克风和光学麦克风分别采集残留信号和干净语音信号；通过语音滤波系数矩阵训练确定误差麦克风与光学麦克风之间的声音信号传递系数矩阵。优选地，所述根据所述参考噪声信号n(n)和所述实际噪声信号e1(n)，确定参考麦克风的噪声滤波系数矩阵包括：根据所述参考噪声信号n(n)和所述实际噪声信号e1(n)计算残留噪声信号e2(n)＝e1(n)-wr*n(n)，wr为所述参考麦克风的噪声滤波系数矩阵；通过残留噪声信号的最小均方进行噪声滤波系数矩阵更新，得到所述参考麦克风的噪声滤波系数矩阵。一种主动降噪系统，所述系统包括：用于同步接收声音信号的多个麦克风、用于产生反向信号的扬声器、以及信号处理器；所述多个麦克风包括参考麦克风、光学麦克风和误差麦克风，各麦克风与所述信号处理器的不同输入端相连，并将采集的声音信号传送给所述信号处理器；所述扬声器与所述信号处理器的输出端相连；所述信号处理器用于根据所述声音信号确定参考麦克风与光学麦克风、误差麦克风与光学麦克风之间的声音信号传递关系，利用所述声音信号传递关系得到参考噪声信号n(n)和实际噪声信号e1(n)，所述参考噪声信号为去除人声语音信号的参考麦克风采集信号中的噪声信号，所述实际噪声信号为去除人声语音信号的误差麦克风采集信号中的噪声信号；根据所述参考噪声信号n(n)和所述实际噪声信号e1(n)，确定参考麦克风的噪声滤波系数矩阵；根据所述参考麦克风的噪声滤波系数矩阵控制所述扬声器产生与所述参考噪声信号幅度相同、方向相反的反向信号，对误差麦克风采集的信号进行降噪。优选地，在安静环境下，所述参考麦克风和所述光学麦克风分别采集干净语音信号；所述信号处理器根据所述干净语音信号得到参考麦克风与光学麦克风之间的声音信号传递关系。优选地，在噪声环境下，所述参考麦克风和所述光学麦克风分别采集声音信号和干净语音信号；所述信号处理器通过语音滤波系数矩阵训练确定参考麦克风与光学麦克风之间的声音信号传递系数矩阵。优选地，在噪声环境下，所述误差麦克风和所述光学麦克风分别采集残留信号和干净语音信号；所述信号处理器通过语音滤波系数矩阵训练确定误差麦克风与光学麦克风之间的声音信号传递系数矩阵。优选地，所述信号处理器按以下方式确定参考麦克风的噪声滤波系数矩阵：根据所述参考噪声信号n(n)和所述实际噪声信号e1(n)计算残留噪声信号e2(n)＝e1(n)-wr*n(n)，wr为所述参考麦克风的噪声滤波系数矩阵；通过残留噪声信号的最小均方进行噪声滤波系数矩阵更新，得到所述参考麦克风的噪声滤波系数矩阵。一种汽车，具有上述主动降噪系统，其中，所述参考麦克风放置在车内，所述误差麦克风放置在车内座椅靠背附近，所述光学麦克风放置在车前部可照到人脸的位置处。本专利技术实施例提供的主动降噪方法及系统，通过光学麦克风或阵列获取有效人声语音信号，并在主动降噪过程中去除有效人声语音信号的影响，进而达到保留有效人声语音信号的同时去除噪声的效果，解决了传统主动降噪方案存在的人声失真、交互体验降低等问题。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是本专利技术实施例主动降噪方法的流程图；图2是本专利技术实施例中语音滤波系数矩阵更新的示意图；图3是本专利技术实施例中噪声滤波系数矩阵更新的示意图；图4是本专利技术实施例主动降噪方法的原理图；图5是本专利技术实施例主动降噪系统的结构示意图。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，下面结合附图和实施方式对本专利技术实施例作进一步的详细说明。针对现有技术主动降噪的方案在降噪时同时消减了其中的有效人声语音的问题，本专利技术提供一种主动降噪方法，借助于光学麦克风获取干净语言信号，从而将采集的噪声信号中的有效人声语音信号去除，进而达到保留有效人声语音信号的同时去除噪声的效果。如图1所示，是本专利技术实施例主动降噪方法的流程图，包括以下步骤：步骤101，设置用于同步接收声音本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种主动降噪方法，其特征在于，所述方法包括：设置用于同步接收声音信号的多个麦克风、以及用于产生反向信号的扬声器，所述多个麦克风包括参考麦克风、光学麦克风和误差麦克风；分别确定参考麦克风与光学麦克风、误差麦克风与光学麦克风之间的声音信号传递关系；利用参考麦克风与光学麦克风之间的声音信号传递关系，得到参考噪声信号n(n)，所述参考噪声信号为去除人声语音信号的参考麦克风采集信号中的噪声信号；利用误差麦克风与光学麦克风之间的声音信号传递关系，得到实际噪声信号e1(n)，所述实际噪声信号为去除人声语音信号的误差麦克风采集信号中的噪声信号；根据所述参考噪声信号n(n)和所述实际噪声信号e1(n)，确定参考麦克风的噪声滤波系数矩阵；根据所述参考麦克风的噪声滤波系数矩阵控制所述扬声器产生与所述参考噪声信号幅度相同、方向相反的反向信号，对误差麦克风采集的信号进行降噪。

【技术特征摘要】
1.一种主动降噪方法，其特征在于，所述方法包括：设置用于同步接收声音信号的多个麦克风、以及用于产生反向信号的扬声器，所述多个麦克风包括参考麦克风、光学麦克风和误差麦克风；分别确定参考麦克风与光学麦克风、误差麦克风与光学麦克风之间的声音信号传递关系；利用参考麦克风与光学麦克风之间的声音信号传递关系，得到参考噪声信号n(n)，所述参考噪声信号为去除人声语音信号的参考麦克风采集信号中的噪声信号；利用误差麦克风与光学麦克风之间的声音信号传递关系，得到实际噪声信号e1(n)，所述实际噪声信号为去除人声语音信号的误差麦克风采集信号中的噪声信号；根据所述参考噪声信号n(n)和所述实际噪声信号e1(n)，确定参考麦克风的噪声滤波系数矩阵；根据所述参考麦克风的噪声滤波系数矩阵控制所述扬声器产生与所述参考噪声信号幅度相同、方向相反的反向信号，对误差麦克风采集的信号进行降噪。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定参考麦克风与光学麦克风之间的声音信号传递关系包括：在安静环境下，分别利用参考麦克风和光学麦克风获得干净语音信号；根据所述干净语音信号得到参考麦克风与光学麦克风之间的声音信号传递关系。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定参考麦克风与光学麦克风之间的声音信号传递关系包括：在噪声环境下，利用参考麦克风和光学麦克风分别采集声音信号和干净语音信号；通过语音滤波系数矩阵训练确定参考麦克风与光学麦克风之间的声音信号传递系数矩阵。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定误差麦克风与光学麦克风之间的声音信号传递关系包括：在噪声环境下，利用误差麦克风和光学麦克风分别采集残留信号和干净语音信号；通过语音滤波系数矩阵训练确定误差麦克风与光学麦克风之间的声音信号传递系数矩阵。5.根据权利要求1至4任一项所述的方法，其特征在于，所述根据所述参考噪声信号n(n)和所述实际噪声信号e1(n)，确定参考麦克风的噪声滤波系数矩阵包括：根据所述参考噪声信号n(n)和所述实际噪声信号e1(n)计算残留噪声信号e2(n)＝e1(n)-wr*n(n)，wr为所述参考麦克风的噪声滤波系数矩阵；通过残留噪声信号的最小均方进行噪声滤波系数矩阵更新，得到所述参考麦克风的噪声滤波系数矩阵。6.一种主动降噪系统，其特征在于，所述系统包括：...

【专利技术属性】
技术研发人员：管青松，何孔龙，雷琴辉，陈旭，
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