一种降噪处理的音频芯片及耳机制造技术

本发明专利技术提出了一种降噪处理的音频芯片及耳机；包括：音频处理电路，具有滤波器，用于处理音频信号，以产生具有第一采样频率的主音频信号；外侧麦克风输入端，用于接收指示环境音频声音的外侧麦克风原始信号；耳道麦克风输入端，用于接收更接近或位于用户耳道的耳道麦克风原始信号；以及模数转换器，用于将外侧麦克风原始信号转换外侧麦克风信号，将耳道麦克风原始信号转换为耳道麦克风信号；处理电路，用于接收外侧麦克风信号、耳道麦克风信号产生抗噪声信号；输出电路，用于接收所述抗噪声信号、主音频信号并产生最终输出信号；能够基于不同的耳机使用场景实现有针对性的降噪处理，且电路简单，兼容性佳。兼容性佳。兼容性佳。

【技术实现步骤摘要】
一种降噪处理的音频芯片及耳机


[0001]本专利技术涉及音频输出设备领域，尤其涉及一种降噪处理的音频芯片及耳机。

技术介绍

[0002]通过使用耳机壳体外侧设置的麦克风来测量环境噪声，然后使用信号处理来产生抗噪声信号并组合到耳机的输出端中以消除环境噪声，可以改善耳机的音质。通过扬声器处或耳道内的测量装置获知的扬声器输出，可以确定环境噪声消除的有效性，可以改进噪声消除操作。扬声器理想输出是主音频信号，利用噪声消除信号将扬声器位置处的环境噪声消除。为了从耳道麦克风信号中去除主音频信号来识别剩余的环境噪声，可以从耳道麦克风信号中减去主音频信号滤波后的正确相位和幅度。然而，当主音频信号不存在时，或用户通话、录音时，或耳机系统内部产生声音时，上述方法的实施容易出现错误。

技术实现思路

[0003]针对现有技术中的上述缺点，本专利技术提供一种降噪处理的音频芯片，其特征在于，包括：音频处理电路，具有滤波器，用于处理音频信号，以产生具有第一采样频率的主音频信号；外侧麦克风输入端，用于接收指示环境音频声音的外侧麦克风原始信号；耳道麦克风输入端，用于接收更接近或位于用户耳道的耳道麦克风原始信号；以及模数转换器，用于将外侧麦克风原始信号转换外侧麦克风信号，将耳道麦克风原始信号转换为耳道麦克风信号；处理电路，用于接收外侧麦克风信号、耳道麦克风信号产生抗噪声信号；输出电路，用于接收所述抗噪声信号、主音频信号并产生最终输出信号。
[0004]优选地，所述输出电路包括内插器，用于接收所述抗噪声信号并产生具有第一采样频率的采样抗噪声信号；所述内插器包括符号扩展级，用于扩展所述抗噪声信号的最高有效位以避免溢出。
[0005]优选地，所述输出电路还包括限制器、加法器和低等待时间滤波器；限制器用于提供限幅以减少上采样的抗噪声信号中的位数；加法器用于接收并组合主音频信号和上采样的抗噪声信号，并产生组合输出信号；低等待时间滤波器用于处理组合输出信号，并产生最终输出信号。
[0006]优选地，所述处理电路包括：时频转换模块，用于将时域的耳道麦克风信号和外侧麦克风信号分别转换为耳道麦克风频域子带信号和外侧麦克风频域子带信号；提取组合模块，用于预测耳道麦克风频域子带信号和外侧麦克风频域子带信号中的每一个中的预测纯净音频信号，以及通过组合来自耳道麦克风频域子带信号的预测纯净音频信号的较低频带和来自外侧麦克风频域子带信号的预测纯净音频信号较高频带线性组合，得到除去噪声源的有效音频信号；时域合成模块，用于通过子带合成过程将有效音频信号转换为有效音频时域信号。
[0007]优选地，所述处理电路还包括比较模块，用于比较有效音频时域信号和耳道麦克风信号，生成噪声反馈信号。
[0008]优选地，所述处理电路还包括抗噪信号模块，用于组合外侧麦克风信号和噪声反馈信号，生成抗噪声信号。
[0009]优选地，所述处理电路还包括后置滤波模块，用于降低有效音频信号残留噪声后输出给时域合成模块。
[0010]优选地，所述处理电路还包括瞬态噪声降低模块，用于从耳道麦克风信号中检测瞬态噪声，并从有效音频时域信号中降低瞬态噪声后输出给比较模块。
[0011]优选地，所述提取组合模块还可操作以在检测到的用户语音期间更新线性组合的音频信号的权重。
[0012]优选地，所述提取组合模块还可操作以计算线性组合的音频信号的权重，从而对所述耳道麦克风和所述外侧麦克风之间的噪声信号贡献的相对传递函数建模。
[0013]优选地，所述模数转换器使用多位模拟调制器，用于接收转发到集成电路的输入引脚的模拟信号，将模拟信号转换为编码的多位数字信号，然后将其作为多位数字输出呈现在输出端中，反馈单位数字调制器。
[0014]优选地，所述单位数字调制器用于将输入的多位数字信号转换为单位数字信号，单位数字信号采用delta
‑
sigma格式。
[0015]优选地，所述单位数字信号是正脉冲和负脉冲的串行流，它们转换了的倍数，当调制模拟信号的幅度增加时，正脉冲数也会增加。
[0016]优选地，所述模数转换器包括至少一个抽取器或至少一个内插器，其被耦合以接收多位数字信号并产生多位数字输出信号，该多位数字输出信号以分别小于或大于过渡频率的频率过渡；抽取器可以保持delta
‑
sigma格式；与抽取器或内插器相关联的速率改变开关可以修改频率以保持兼容性。
[0017]本专利技术还提供一种耳机，其具有上述任一种的降噪处理的音频芯片。
[0018]本专利技术提出的降噪处理的音频芯片及耳机能够基于不同的耳机使用场景自动实现有针对性的降噪处理，且电路简单，兼容性佳。
附图说明
[0019]图1为本专利技术实施例一种降噪处理的音频芯片的模块方框图。
[0020]图2为本专利技术实施例一种降噪处理的音频芯片的处理电路的模块方框图。
[0021]其中，降噪处理的音频芯片
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100、外侧麦克风输入端
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1、耳道麦克风输入端
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2、音频处理电路
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3、模数转换器
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4、处理电路
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5、输出电路
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6、外侧麦克风
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7、耳道麦克风
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8、音频终端
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9、扬声器
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10、时频转换模块
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11、提取组合模块
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12、时域合成模块
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13、比较模块
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14、抗噪信号模块
‑
15。
具体实施方式
[0022]为了应对现有的耳机系统的降噪效果差的问题，本专利技术所提供的降噪处理的音频芯片及耳机是通过以下技术方案实现的：
[0023]实施例1：
[0024]本实施例提供一种降噪处理的音频芯片100，请参阅图1，包括：音频处理电路3，具有滤波器，用于处理音频信号，以产生具有第一采样频率的主音频信号；外侧麦克风输入端
1，用于接收指示环境音频声音的外侧麦克风原始信号；耳道麦克风输入端2，用于接收更接近或位于用户耳道的耳道麦克风原始信号；以及模数转换器4，用于将外侧麦克风原始信号转换外侧麦克风信号，将耳道麦克风原始信号转换为耳道麦克风信号；处理电路5，用于接收外侧麦克风信号、耳道麦克风信号产生抗噪声信号；输出电路6，用于接收所述抗噪声信号并产生最终输出信号。
[0025]具体地，所述输出电路6包括内插器，用于接收所述抗噪声信号并产生具有第一采样频率的采样抗噪声信号；所述内插器包括符号扩展级，用于扩展所述抗噪声信号的最高有效位以避免溢出。
[0026]具体地，所述输出电路6还包括限制器、加法器和低等待时间滤波器；限制器用于提供限幅以减少上采样的抗噪声信号中的位数；加法器用于接收并组合主音频信号和上采样的抗噪声信号，并产生组合输出信号；低等待时间滤波器用于处理组合输出信号，并产生最终输出信号。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种降噪处理的音频芯片，其特征在于，包括：音频处理电路，具有滤波器，用于处理音频信号，以产生具有第一采样频率的主音频信号；外侧麦克风输入端，用于接收指示环境音频声音的外侧麦克风原始信号；耳道麦克风输入端，用于接收更接近或位于用户耳道的耳道麦克风原始信号；模数转换器，用于将外侧麦克风原始信号转换外侧麦克风信号，将耳道麦克风原始信号转换为耳道麦克风信号；处理电路，用于接收外侧麦克风信号、耳道麦克风信号产生抗噪声信号；以及输出电路，用于接收所述抗噪声信号、主音频信号并产生最终输出信号。2.根据权利要求1所述的降噪处理的音频芯片，其特征在于，所述输出电路包括内插器，用于接收所述抗噪声信号并产生具有第一采样频率的采样抗噪声信号；所述内插器包括符号扩展级，用于扩展所述抗噪声信号的最高有效位以避免溢出。3.根据权利要求2所述的降噪处理的音频芯片，其特征在于，所述输出电路还包括限制器、加法器和低等待时间滤波器；限制器用于提供限幅以减少上采样的抗噪声信号中的位数；加法器用于接收并组合主音频信号和上采样的抗噪声信号，并产生组合输出信号；低等待时间滤波器用于处理组合输出信号，并产生最终输出信号。4.根据权利要求1所述的降噪处理的音频芯片，其特征在于，所述处理电路包括：时频转换模块，用于将时域的耳道麦克风信号和外侧麦克风信号分别转换为耳道麦克风频域子带信号和外侧麦克风频域子带信号；提取组合模块，用于预测耳道麦克风频域子带信号和外侧麦克风频域子带信号中的每一个中的预测纯净音频信号，以及通过组合来自耳道麦克风频域子带信号的预测纯净音频信号的较低频带和来自外侧麦克风频域子带信号的预测纯净音频信号较高频带线性组合，得到除去噪声源的有效音频信号；时域合成模块，用于通过子带合成过程将有效音频信号转换为有效音频时域信号。5.根据权利要求4所述的降噪处理的音频芯片，其特征在于，所述处理电路还包括比较模块，用于比较有效音频时域信号和耳道麦克风信号，生成噪声反馈信号。6.根据权利要求5所述的降噪处理的音频芯片，其特征在于，所述处理电路还包括抗噪信号模块，用于组合外侧...

【专利技术属性】
技术研发人员：边仿，
申请(专利权)人：头领科技昆山有限公司，
类型：发明
国别省市：