对耳机主动降噪的方法、主动降噪系统以及耳机技术方案

本公开涉及一种对耳机主动降噪的方法、主动降噪系统以及耳机。该方法包括：播放提示音；确定从所述扬声器到所述耳内麦克风的传输路径的当前传递函数，或者确定所述耳内麦克风获取的提示音的时域和/或频域的特征参数，作为选择基准参数；基于多组的预设选择基准参数及其关联的预设滤波参数以及所确定的选择基准参数，来确定所述耳机的所述滤波器的当前滤波参数；以所确定的当前滤波参数来配置所述滤波器，以进行主动降噪。该方法能够在基本不影响用户体验的情况下，针对不同佩戴方式以及不同耳道结构对滤波器配置进行方便且迅速的适应性调整，从而确保耳机的主动降噪效果，并提升用户的听音体验。

【技术实现步骤摘要】
对耳机主动降噪的方法、主动降噪系统以及耳机本申请为申请日为2020年1月8日、申请号为2020100162497且专利技术名称为“对耳机主动降噪的方法、主动降噪系统以及耳机”的中国专利技术专利申请的分案申请。
本公开涉及耳机以及耳机的主动降噪方法，更具体地，涉及一种对耳机主动降噪的方法、与耳机兼容的主动降噪系统和具备主动降噪功能的耳机。
技术介绍
随着社会进步和人民生活水平的提高，耳机已成为人们必不可少的生活用品。带有主动噪声抑制功能的耳机能够使得用户在机场、地铁、飞机、餐厅等各种嘈杂环境下享受到舒适的降噪体验，其越来越多地受到市场和客户的广泛认可。然而，不同的噪声条件、不同的耳机佩戴方式以及不同的耳道结构都会影响现有的耳机的噪声抑制功能，也给用户带来了不够理想的使用体验。首先，目前的耳机提供的主动降噪方案多为用户根据噪声场景来选择滤波系数，例如噪声场景可以包括：飞机、餐厅、地铁、街道等。用户通过选择不同的噪声场景来为耳机设置一组固定的降噪系数，例如前馈滤波系数和反馈滤波系数。当用户在多个场景之间进行切换时，需要多次选择场景来调整降噪系数，这样的方法在很大程度上影响了用户的使用体验。即便在同一场景中，噪声情况也并不一致，例如上下班高峰时期的地铁和深夜的地铁具有完全不同的噪声强度，对不同时段的地铁场景使用同样的降噪系数显然是不合适的。其次，耳机的降噪效果受不同佩戴方式以及不同耳道结构影响较大。不同的用户具有不同的耳道结构，而不同的佩戴方式将使得半入耳式耳机与人耳之间形成不同的相对位置，其产生的空隙对噪声的影响以及对耳内回声的影响都是不同的。即便是同一用户使用同一款耳机，该用户每次佩戴耳机时，耳机在人耳中所处的位置也不完全一致，这就需要对耳机降噪时采用的滤波系数主动进行适应性调整。显然，现有耳机无法解决上述问题。
技术实现思路
提供了本公开以解决现有技术中存在的上述问题。本公开旨在提供一种主动降噪方案，包括用于实现该方案的方法、系统和耳机，其能够在基本不影响用户体验的情况下，针对不同佩戴方式以及不同耳道结构对滤波器配置进行方便且迅速的适应性调整，从而确保耳机的主动降噪效果，并提升用户的听音体验。根据本公开的第一方案，提供了一种主动降噪方法。该方法应用于耳机，包括扬声器、耳内麦克风和滤波器。该方法包括：播放提示音；确定从所述扬声器到所述耳内麦克风的传输路径的当前传递函数，或者确定所述耳内麦克风获取的提示音的时域和/或频域的特征参数，作为当前的选择基准参数；基于多组的预设的选择基准参数及其关联的预设滤波参数以及所确定的选择基准参数，来确定所述耳机的所述滤波器的当前滤波参数；以所确定的当前滤波参数来配置所述滤波器，以进行主动降噪。根据本公开的第二方案，提供了一种主动降噪系统，应用于耳机，该耳机包括扬声器、耳内麦克风和滤波器。该系统包括播放单元、第一确定单元、第二确定单元和耳机内的所述滤波器。该播放单元配置为使得耳机的扬声器播放提示音。第一确定单元配置为：确定从所述扬声器到所述耳内麦克风的传输路径的当前传递函数、或者所述耳内麦克风获取的提示音的时域和/或频域的特征参数，作为当前的选择基准参数。第二确定单元配置为：基于多组的预设的选择基准参数及其关联的预设滤波参数以及所述当前的选择基准参数，来确定所述耳机的所述滤波器的当前滤波参数。所述滤波器则配置为：以所确定的当前滤波参数来配置以进行主动降噪。根据本公开的第三方案，提供一种耳机。该耳机至少包括扬声器、耳内麦克风、滤波器、存储器和处理器。其存储器上存储有计算机可执行指令，由处理器执行时能够实现根据本公开各个实施例的耳机的主动降噪方法。上述耳机通过基于多组的预设选择基准参数及其关联的预设滤波参数以及所确定的当前的选择基准参数，能够方便且迅速地确定滤波器的适应性配置，能够确保在不同佩戴方式以及不同耳道结构下的主动降噪效果；并且通过播放小段的提示音而非特意播放持续时间较长的音频来确定当前的选择基准参数，能够改善用户体验，且相应地减少该确定步骤所要消耗的计算资源和时间。附图说明在不一定按比例绘制的附图中，相同的附图标记可以在不同的视图中描述相似的部件。具有字母后缀或不同字母后缀的相同附图标记可以表示相似部件的不同实例。附图大体上通过举例而不是限制的方式示出各种实施例，并且与说明书以及权利要求书一起用于对所公开的实施例进行说明。在适当的时候，在所有附图中使用相同的附图标记指代同一或相似的部分。这样的实施例是例证性的，而并非旨在作为本装置或方法的穷尽或排他实施例。图1示出了根据本公开实施例的耳机的主动降噪过程的示意图；图2(a)示出了根据本公开实施例的耳机的主动降噪方法的流程图；图2(b)示出了根据本公开实施例的耳机的主动降噪方法的流程图；图3示出了根据本公开实施例的在启用前馈滤波器的情况下确定预设滤波参数的示意图；图4示出了根据本公开实施例的确定预设传递函数的示意图；图5示出了根据本公开实施例的确定当前传递函数的示意图；图6示出了根据本公开实施例的主动降噪系统的框图。具体实施方式为使本领域技术人员更好的理解本公开的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本公开作详细说明。下面结合附图和具体实施例对本公开的实施例作进一步详细描述，但不作为对本公开的限定。本文中所描述的各个步骤，如果彼此之间没有前后关系的必要性，则本文中作为示例对其进行描述的次序不应视为限制，本领域技术人员应知道可以对其进行顺序调整，只要不破坏其彼此之间的逻辑性导致整个流程无法实现即可。图1示出了根据本公开实施例的耳机100的主动降噪过程的示意图。如图1所示，通常，耳机100通过前馈路径和反馈路径来实现主动降噪过程。为了更全面地描述主动降噪过程，下面结合前馈滤波器111、回声滤波器112和反馈滤波器113三者进行说明；但须知，可以视具体情况(例如功耗、降噪所需时间与降噪效果之间的权衡)来选择性地启用各个滤波器。通常前馈滤波器111是启用的，回声滤波器112和反馈滤波器113则可以选择性启用。在一些实施例中，在前馈路径上，耳外麦克风101a在采集环境噪声，耳外麦克风101a采集到的环境噪声除周围环境产生的噪声外，还可以包括耳机100的扬声器107播放音频信号时，漏到周围环境的音频分量，该部分音频分量也成为环境噪声的一部分。将采集到的环境噪声通过模拟增益102a的增益处理以及第一模数转换器103a的模数转换处理后，被传输至第一低通及下采样滤波器104a。第一低通及下采样滤波器104a能够降低滤波器采样率，从而降低功耗并减少滤波器阶数，进而减小降噪芯片的面积以及降低成本。随后，由前馈滤波器对经过第一低通及下采样滤波器104a的环境噪声信号进行滤波，以对耳外麦克风101a采集到的环境噪声进行降噪处理。经降噪处理后的环境信号被传输至加法器109，随后经数模转换器106的数模转换处理后，由扬声器107播放。扬声器107播放出的经前馈滤波的环境噪声与到达耳内的环境噪声产生空中对消以实本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种对耳机主动降噪的方法，所述耳机包括扬声器、耳内麦克风和滤波器，其特征在于，所述方法包括：/n播放提示音；/n确定从所述扬声器到所述耳内麦克风的传输路径的当前传递函数，或者确定所述耳内麦克风获取的提示音的时域和/或频域的特征参数，作为当前的选择基准参数，其中，所述时域的特征参数包括提示音的至少部分的时域上的信号幅值序列或者信号能量，所述频域的特征参数包括提示音的至少部分的各个频点上的分量的集合或者频域上的信号能量；/n基于多组的预设的选择基准参数及其关联的预设滤波参数以及所述当前的选择基准参数，来确定所述耳机的所述滤波器的当前滤波参数；/n以所确定的当前滤波参数来配置所述滤波器，以进行主动降噪。/n

【技术特征摘要】
1.一种对耳机主动降噪的方法，所述耳机包括扬声器、耳内麦克风和滤波器，其特征在于，所述方法包括：
播放提示音；
确定从所述扬声器到所述耳内麦克风的传输路径的当前传递函数，或者确定所述耳内麦克风获取的提示音的时域和/或频域的特征参数，作为当前的选择基准参数，其中，所述时域的特征参数包括提示音的至少部分的时域上的信号幅值序列或者信号能量，所述频域的特征参数包括提示音的至少部分的各个频点上的分量的集合或者频域上的信号能量；
基于多组的预设的选择基准参数及其关联的预设滤波参数以及所述当前的选择基准参数，来确定所述耳机的所述滤波器的当前滤波参数；
以所确定的当前滤波参数来配置所述滤波器，以进行主动降噪。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述当前传递函数作为当前的选择基准参数的情况下，所述多组的预设的选择基准参数为多组的预设传递函数，通过如下来确定所述耳机的所述滤波器的当前滤波参数：
从所述多组的预设传递函数中选取与所述当前传递函数具有最高相似度的预设传递函数；
确定所选取的具有最高相似度的预设传递函数关联的预设滤波参数，作为所述当前滤波参数。


3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述提示音持续时间短于5秒，且响应于检测到所述耳机入耳而播放，以向用户提示所述耳机的工作状况。


4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述当前传递函数通过如下公式(1)来计算：
y(n)＝x(n)*h(n)公式(1)，
其中，x(n)表示提示音的离散信号，y(n)表示耳内麦克风获取的提示音的离散信号，h(n)表示所述当前传递函数的脉冲响应，n是离散时刻，*为卷积运算，h(n)通过将卷积运算展开再利用矩阵运算来得到；
或者通过如下公式(2)来计算：
h(n)＝IFFT(FFT(y(n))/FFT(x(n)))公式(2)
其中，FFT为傅里叶变换运算，IFFT为逆向傅里叶变换运算。


5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
在所述耳内麦克风获取的提示音的时域分布参数作为当前的选择基准参数的情况下，所述多组的预设的选择基准参数为多组的预设时域分布参数，通过如下来确定所述耳机的所述滤波器的当前滤波参数：从所述多组的预设时域分布参数中选取与所述耳内麦克风获取的提示音的时域分布参数具有最高相似度的预设时域分布参数；确定所选取的具有最高相似度的预设时域分布参数所关联的预设滤波参数，作为所述当前滤波参数；
在所述耳内麦克风获取的提示音的频域分布参数作为选择基准参数的情况下，所述多组的预设的选择基准参数为多组的预设频域分布参数，通过如下来确定所述耳机的所述滤波器的当前滤波参数：从所述多组的预设频域分布参数中选取与所述提示音的频域分布参数具有最高相似度的预设频域分布参数；确定所选取的具有最高相似度的预设频域分布参数关联的预设滤波参数，作为所述当前滤波参数。


6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在所述时域分布参数为时域上的信号幅值序列的情况下，所述相似度通过对应时刻的幅值差异来确定，且信号幅值为基于基准波形校准后的信号幅值。


7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在所述频域分布参数为各个频点上的分量的集合的...

【专利技术属性】
技术研发人员：童伟峰，张亮，李倩，徐明亮，
申请(专利权)人：恒玄科技北京有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11