智能均衡器设计方法及具有智能均衡器的降噪耳机技术

本发明专利技术提供了智能均衡器设计方法及具有智能均衡器的降噪耳机，涉及音频处理领域，该方法包括：获取次级声源传声特性传递函数；针对环境噪声特性与声腔特性，获取反馈滤波器的传递函数；基于次级声源传声特性传递函数、反馈滤波器的传递函数以及预定的补偿函数，获取均衡器的传递函数。本发明专利技术可以基于不同环境声与声腔特性，设计相应的反馈滤波器，并进一步获取与反馈滤波器对应的均衡器，在播放音频时，该均衡器依据用户的音质需求，实现音质的动态在线补偿，有效提高音频播放的音质水平，改善用户体验，实现音质调节的智能化。

Design method of intelligent equalizer and noise reduction earphone with intelligent equalizer

The invention provides a design method of an intelligent equalizer and a noise reduction headset with an intelligent equalizer, and relates to the audio processing field. The method comprises: acquiring the transfer function of the transmission characteristics of the secondary sound source; acquiring the transfer function of the feedback filter according to the characteristics of the ambient noise and the acoustic cavity; and acquiring the transfer function based on the transmission characteristics of the secondary sound source. The transfer function of the equalizer is obtained through the transfer function of the number, the feedback filter and the predetermined compensation function. Based on the characteristics of sound and cavity in different environments, the invention can design corresponding feedback filters, and further obtain the equalizer corresponding to the feedback filter. When playing audio, the equalizer realizes dynamic online compensation of sound quality according to the user's sound quality requirements, effectively improves the sound quality level of audio playback, and improves the user. Experience and realize the intellectualization of sound quality adjustment.

【技术实现步骤摘要】
智能均衡器设计方法及具有智能均衡器的降噪耳机
本专利技术涉及音频处理
，尤其是涉及智能均衡器设计方法及具有智能均衡器的降噪耳机。
技术介绍
主动降噪技术是通过次级声源发出与噪声声波幅值相等、相位相反的消噪声波，消噪声波与噪声声波发生干涉，实现噪声的消除。对于主动降噪耳机，除了具备主动降噪功能，为满足用户全方位需求，还需具备音频播放功能，即在消除环境噪声的同时播放音频，无需放大音频信号的音量就能提高音频信号的信噪比，能有效减小用户的听力损伤，起到保护听力的作用。由于消噪声波在消除噪声声波的同时，还会将与噪声声波处于同一频段的其他声波一并消除，这会使得音频信号在降噪时受到损害，降低了播放音频的质量。针对上述音质受损的情况，现有技术中，针对主动降噪耳机标定的滤波器，离线设计均衡器，这种均衡器能够有效的补偿音频信号的音质，但是当滤波器自适应变化时，上述固定参数的均衡器无法在所有情况下补偿滤波器造成的音质损失。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供智能均衡器设计方法及具有智能均衡器的降噪耳机，可以依据用户的音质需求，实现音质的动态在线补偿，有效提高音频播放的音质水平，改善用户体验，实现音质调节的智能化。第一方面，本专利技术实施例提供了智能均衡器设计方法，包括：获取次级声源传声特性传递函数；针对环境噪声特性与声腔特性，获取反馈滤波器的传递函数；基于所述次级声源传声特性传递函数、所述反馈滤波器的传递函数以及音质补偿频响曲线，获取均衡器的传递函数。进一步的，所述获取次级声源传声特性传递函数，包括：分别获取发声点的声测量数据与补偿点的声测量数据；基于所述发声点的声测量数据与所述补偿点的声测量数据，利用最小二乘法确定所述次级声源传声特性传递函数。进一步的，所述针对环境噪声特性与声腔特性，获取反馈滤波器的传递函数，包括：确定所述反馈滤波器的基础传递函数；针对所述环境噪声特性与所述声腔特性，确定所述反馈滤波器的修正传递函数；基于所述基础传递函数和所述修正传递函数，确定所述反馈滤波器的所述传递函数。进一步的，所述基于所述次级声源传声特性传递函数、所述反馈滤波器的传递函数以及音质补偿频响曲线，获取均衡器的传递函数，包括：基于所述次级声源传声特性传递函数、所述反馈滤波器的所述传递函数以及所述音质补偿频响曲线，获取所述均衡器的频响曲线；针对所述均衡器的所述频响曲线，利用线性拟合方法确定所述均衡器的所述传递函数。进一步的，所述线性拟合方法包括：最小二乘法和高丝-牛顿迭代法。第二方面，本专利技术实施例提供了具有智能均衡器的降噪耳机，包括如上所述的智能均衡器设计方法设计的均衡器，还包括:主动降噪系统；所述均衡器与所述主动降噪系统相连接；所述主动降噪系统，用于消除环境噪声。进一步的，所述主动降噪系统包括：反馈麦克风、反馈滤波电路、控制电路、第一加法器以及扬声器；所述反馈麦克风分别与所述反馈滤波电路和所述控制电路相连接，所述反馈滤波电路分别与所述第一加法器和所述控制电路相连接，所述第一加法器分别与所述扬声器和所述均衡器相连接。进一步的，所述主动降噪系统还包括前馈麦克风、前馈滤波电路和第二加法器；所述前馈麦克风与所述前馈滤波电路相连接，所述前馈滤波电路分别与所述控制电路和所述第二加法器相连接，所述第二加法器与所述扬声器和所述第一加法器相连接。进一步的，所述反馈滤波电路和所述前馈滤波电路均为数字滤波电路。本专利技术实施例提供了智能均衡器设计方法及具有智能均衡器的降噪耳机，涉及音频处理领域，该方法包括：获取次级声源传声特性传递函数；针对环境噪声特性与声腔特性，获取反馈滤波器的传递函数；基于次级声源传声特性传递函数、反馈滤波器的传递函数以及预定的补偿函数，获取均衡器的传递函数。与现有技术相比，本专利技术提出的智能均衡器设计方法能够基于不同环境声与声腔特性，设计相应的反馈滤波器，并进一步获取与反馈滤波器对应的均衡器，在播放音频时，该均衡器依据用户的音质需求，实现音质的动态在线补偿，有效提高音频播放的音质水平，改善用户体验，实现音质调节的智能化。本专利技术的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。附图说明为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例一提供智能均衡器的设计方法流程图；图2为本专利技术实施例一提供的智能均衡器的设计方法原理示意图；图3为本专利技术实施例一提供的两种不同线性拟合法的频响曲线差异示意图；图4为本专利技术实施例二提供的具有智能均衡器的降噪耳机的一种结构示意图；图5为本专利技术实施例二提供的具有智能均衡器的降噪耳机的另一种结构示意图；图6为本专利技术实施例二提供的入耳式降噪耳机音频信号补偿前后频响对比曲线；图7为本专利技术实施例二提供的耳罩式降噪耳机音频信号补偿前后频响对比曲线示意图；图8为本专利技术实施例二提供的入耳式降噪耳机在两种环境噪声下的补偿前后频响对比曲线示意图。图标：100-均衡器；200-主动降噪系统；210-反馈麦克风；220-反馈滤波电路；230-控制电路；240-第一加法器；250-扬声器；260-前馈麦克风；270-前馈滤波电路；280-第二加法器。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。为便于对本实施例进行理解，下面对本专利技术实施例进行详细介绍。实施例一：如图1示出了本专利技术实施例提供的智能均衡器的设计方法步骤流程图，参照图1，该智能均衡器的设计方法包括如下步骤：S100：获取次级声源传声特性传递函数S(s)；S200：针对环境噪声特性与声腔特性，获取反馈滤波器的传递函数G(s)；S300：基于次级声源传声特性传递函数S(s)、反馈滤波器的传递函数G(s)以及音质补偿频响曲线L(w)，获取均衡器的传递函数Q(s)。其中，s表示微分算子，w表示频率。对于不同的环境噪声和声腔特性，同一组滤波器参数对应的反馈滤波器的降噪性能不同，在各频段对音质损害的情况也各不相同，需要对上述音质损害进行补偿的均衡器的频响特性也将不同。如果采用频响特性不变的均衡器，其音质补偿效果的一致性差，且补偿性能也无法达到最优。在一个实施方式中，上述步骤S100包括如下步骤：S110：分别获取发声点与补偿点的声测量数据；S120：基于发声点与补偿点的声测量数据，利用最小二乘法确定次级声源传声特性传递函数S(s)。假设发声点的声测量数据为X，补偿点的声测量数据为Y，分别将X、Y作为输入数据、输出数据，采用最小二乘法计算并得到次级声源传声特性传递函数S(s)。在一个本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种智能均衡器设计方法，其特征在于，包括：获取次级声源传声特性传递函数；针对环境噪声特性与声腔特性，获取反馈滤波器的传递函数；基于所述次级声源传声特性传递函数、所述反馈滤波器的传递函数以及音质补偿频响曲线，获取均衡器的传递函数。

【技术特征摘要】
1.一种智能均衡器设计方法，其特征在于，包括：获取次级声源传声特性传递函数；针对环境噪声特性与声腔特性，获取反馈滤波器的传递函数；基于所述次级声源传声特性传递函数、所述反馈滤波器的传递函数以及音质补偿频响曲线，获取均衡器的传递函数。2.根据权利要求1所述的智能均衡器设计方法，其特征在于，所述获取次级声源传声特性传递函数，包括：分别获取发声点的声测量数据与补偿点的声测量数据；基于所述发声点的声测量数据与所述补偿点的声测量数据，利用最小二乘法确定所述次级声源传声特性传递函数。3.根据权利要求1所述的智能均衡器设计方法，其特征在于，所述针对环境噪声特性与声腔特性，获取反馈滤波器的传递函数，包括：确定所述反馈滤波器的基础传递函数；针对所述环境噪声特性与所述声腔特性，确定所述反馈滤波器的修正传递函数；基于所述基础传递函数和所述修正传递函数，确定所述反馈滤波器的所述传递函数。4.根据权利要求1所述的智能均衡器设计方法，其特征在于，所述基于所述次级声源传声特性传递函数、所述反馈滤波器的传递函数以及音质补偿频响曲线，获取均衡器的传递函数，包括：基于所述次级声源传声特性传递函数、所述反馈滤波器的所述传递函数以及所述音质补偿频响曲线，获取所述均衡器的频响曲线；针对所述均衡...

【专利技术属性】
技术研发人员：李享，谢谢，虞安波，
申请(专利权)人：会听声学科技北京有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11