一种主动降噪耳机及其降噪方法技术

本公开涉及一种主动降噪耳机及其降噪方法，属于耳机技术领域。耳机包括耳内麦克风、扬声器、前馈滤波器和控制器，控制器被配置为在耳机入耳或者要打开主动降噪的情况下，基于采集的提示音，确定当前的第一参数，第一参数为所采集的提示音的能量参数；基于当前的能量参数及预先确定的能量参数与前馈滤波器的滤波器参数之间的对应关系，来确定前馈滤波器的当前滤波器参数。如此，通过提示音能够快速地来确定前馈滤波器的当前滤波器参数，使得用户在较短的时间内感受到稳定的降噪效果，从而提升了用户的使用体验。了用户的使用体验。了用户的使用体验。

【技术实现步骤摘要】
一种主动降噪耳机及其降噪方法


[0001]本公开涉及耳机
，更具体地，涉及一种主动降噪耳机及其降噪方法。

技术介绍

[0002]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。传统有线耳机通过导线连接智能设备(比如智能手机、笔记本电脑、平板电脑等)，但限制佩戴者的行动，尤其在运动场合十分不便。同时，耳机线的缠绕、拉扯以及听诊器效应都影响用户体验。普通蓝牙耳机取消了耳机和无线主机之间的连线，但左右耳之间仍然存在连线。主动降噪耳机也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)来减少人耳听到的噪音。
[0003]目前，耳机的主动降噪方法多为用户根据噪声场景来选择滤波系数，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。
[0004]其次，耳机的降噪效果受不同佩戴方式以及耳道结构的影响较大。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，此时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，现有的耳机无法解决上述问题。。

技术实现思路

[0005]提供了本公开以解决现有技术中存在的上述问题。需要一种主动降噪耳机及其降噪方法，通过提示音能够快速地来确定前馈滤波器的当前滤波器参数，使得用户在较短的时间内感受到稳定的降噪效果，从而提升了用户的使用体验。
[0006]根据本公开的第一方案，提供一种主动降噪耳机，所述耳机包括耳内麦克风、扬声器、前馈滤波器和控制器，所述扬声器被配置为在耳机入耳或者要打开主动降噪的情况下，播放提示音；在耳机入耳且主动降噪打开的情况下，播放用户听觉范围之外的低频音频信号；所述耳内麦克风被配置为在耳机入耳或者要打开主动降噪的情况下，采集提示音；在耳机入耳且主动降噪打开的情况下，采集用户听觉范围之外的低频音频信号；所述控制器被配置为在耳机入耳或者要打开主动降噪的情况下，基于采集的提示音，确定当前的第一参数，所述第一参数为所采集的提示音的能量参数；基于当前的能量参数及预先确定的能量参数与所述前馈滤波器的滤波器参数之间的对应关系，来确定所述前馈滤波器的当前滤波器参数；在耳机入耳且主动降噪打开的情况下，基于采集的低频音频信号，确定当前的第二
参数，所述第二参数为所采集的低频音频信号的能量参数和/或播放的低频音频信号与采集的低频音频信号之间的相关参数；基于当前的第二参数及预先确定的第二参数与所述前馈滤波器的滤波器参数之间的对应关系，来更新所述前馈滤波器的当前滤波器参数；以及所述前馈滤波器被配置为根据所述控制器确定或更新的当前滤波器参数来工作。
[0007]根据本公开的第二方案，提供一种主动降噪耳机的降噪方法，所述耳机包括耳内麦克风、扬声器、前馈滤波器和控制器，所述降噪方法包括在耳机入耳或者要打开主动降噪的情况下，由扬声器播放提示音，由耳内麦克风采集提示音，由控制器基于采集的提示音，确定当前的第一参数，所述第一参数为所采集的提示音的能量参数；由控制器基于当前的能量参数及预先确定的能量参数与所述前馈滤波器的滤波器参数之间的对应关系，来确定所述前馈滤波器的当前滤波器参数；在耳机入耳且主动降噪打开的情况下，由扬声器播放用户听觉范围之外的低频音频信号，由耳内麦克风采集用户听觉范围之外的低频音频信号，由控制器基于采集的低频音频信号，确定当前的第二参数，所述第二参数为所采集的低频音频信号的能量参数和/或播放的低频音频信号与采集的低频音频信号之间的相关参数；由控制器基于当前的第二参数及预先确定的第二参数与所述前馈滤波器的滤波器参数之间的对应关系，来更新所述前馈滤波器的当前滤波器参数；以及所述前馈滤波器根据确定或更新的当前滤波器参数来工作。
[0008]根据本公开中的主动降噪耳机及其降噪方法，通过提示音能够快速地来确定前馈滤波器的当前滤波器参数，使得用户在较短的时间内感受到稳定的降噪效果，从而提升了用户的使用体验。同时，基于低频音频信号能够持续地来更新前馈滤波器的当前滤波器参数，如此，当用户的佩戴方式(比如耳机的松紧程度、耳机的佩戴方向等)发生变化时，均能够通过更新当前滤波系数提高耳机的降噪性能，使得用户拥有一个良好的使用体验。再者，从耳内麦克风采集到的提示音中去除了环境音，从而减少了环境音对提示音的干扰，能够减少环境音对提示音的影响，进而提升耳机的降噪性能。
附图说明
[0009]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。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。
[0010]图1示出根据本公开实施例的耳机的主动降噪过程的示意图。
[0011]图2示出根据本公开实施例的主动降噪耳机的结构示意图。
[0012]图3示出根据本公开实施例的主动降噪耳机的降噪方法的流程示意图。
[0013]图4示出根据本公开实施例的从耳内麦克风采集到的提示音中去除环境音的流程示意图。
具体实施方式
[0014]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。
[0015]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。
[0016]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本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种主动降噪耳机，所述耳机包括耳内麦克风、扬声器、前馈滤波器和控制器，其特征在于，所述扬声器被配置为：在耳机入耳或者要打开主动降噪的情况下，播放提示音；在耳机入耳且主动降噪打开的情况下，播放用户听觉范围之外的低频音频信号；所述耳内麦克风被配置为：在耳机入耳或者要打开主动降噪的情况下，采集提示音；在耳机入耳且主动降噪打开的情况下，采集用户听觉范围之外的低频音频信号；所述控制器被配置为：在耳机入耳或者要打开主动降噪的情况下，基于采集的提示音，确定当前的第一参数，所述第一参数为所采集的提示音的能量参数；基于当前的能量参数及预先确定的能量参数与所述前馈滤波器的滤波器参数之间的对应关系，来确定所述前馈滤波器的当前滤波器参数；在耳机入耳且主动降噪打开的情况下，基于采集的低频音频信号，确定当前的第二参数，所述第二参数为所采集的低频音频信号的能量参数和/或播放的低频音频信号与采集的低频音频信号之间的相关参数；基于当前的第二参数及预先确定的第二参数与所述前馈滤波器的滤波器参数之间的对应关系，来更新所述前馈滤波器的当前滤波器参数；以及所述前馈滤波器被配置为根据所述控制器确定或更新的当前滤波器参数来工作。2.根据权利要求1所述的耳机，其特征在于，所述第一参数和所述第二参数中的至少一个为一个或多个选择频点处的对应参数；和/或所述能量参数包括幅度或功率参数，和/或相对于播放的提示音的幅度或功率参数归一化后的幅度或功率参数。3.根据权利要求1所述的耳机，其特征在于，所述耳机进一步包括耳外麦克风，所述耳外麦克风配置为：在耳机入耳，但播放提示音之前，采集耳外环境音；在耳机入耳或者要打开主动降噪的情况下，采集耳外环境音；所述耳内麦克风进一步配置为：在耳机入耳，但播放提示音之前，采集耳内环境音；所述控制器进一步被配置为：在耳机入耳，但播放提示音之前，确定所述耳外环境音与耳内环境音的相关参数；在耳机入耳或者要打开主动降噪的情况下，基于采集的耳外环境音及所述耳外环境音与耳内环境音的相关参数，确定当前的耳内环境音；从所述耳内麦克风采集到的提示音中去除当前的耳内环境音，用于确定当前的第一参数。4.根据权利要求3所述的耳机，其特征在于，所述耳外环境音与耳内环境音的相关参数为耳外环境音到耳内环境音的声学通路的传递函数，或者耳外环境音与耳内环境音在多个频点上的幅度和/或相位上的比值或差异。5.根据权利要求1所述的耳机，其特征在于，所述控制器进一步配置为：在所述第二参数小于阈值的情况下，确定关闭主动降噪。
6.根据权利要求1或5所述的耳机，其特征在于，所述耳机还包括回声消除滤波器，所述回声消除滤波器被配置为：对所述耳内麦克风采集的音频信号进行回声消除的滤波处理；所述控制器进一步配置为：基于耳内麦克风采集的低频音频信号经由所述回声消除滤波器处理后得到的低频音频信号，来用于确定第二参数或确定是否关闭主动降噪。7.根据权利要求1所述的耳机，其特征在于，预先确定的第一参数与所述前馈滤波器的滤波器参数之间的对应关系包括N组的预设第一参数和对应的所述前馈滤波器的预设滤波器参数；基于当前的第一参数及预先确定的第一参数与所述前馈滤波器的滤波器参数之间的对应关系，来确定所述前馈滤波器的当前滤波器参数具体包括：基于当前的第一参数，从N组的预设第一参数中选择最接近的数组的预设第一参数；基于所选择的最接近的各组的预设第一参数与所述当前的第一参数的各个误差，来确定所述前馈滤波器的当前的滤波器参数，N为正整数；和/或预先确定的第二参数与所述前馈滤波器的滤波器参数之间的对应关系包括N组的预设第二参数和对应的所述前馈滤波器的预设滤波器参数；基于当前的第二参数及预先确定的第二参数与所述前馈滤波器的滤波器参数之间的对应关系，来更新所述前馈滤波器的当前滤波器参数具体包括：基于当前的第二参数，从N组的预设第二参数中选择最接近的数组的预设第二参数；基于所选择的最接近的各组的预设第二参数与所述当前的第二参数的各个误差，来更新所述前馈滤波器的当前的滤波器参数。8.根据权利要求7所述的耳机，其特征在于，所述基于所选择的最接近的各组的预设第一参数与所述当前的第一参数的各个误差，来确定所述前馈滤波器的当前的滤波器参数进一步包括：在当前的第一参数小于所选择的最接近的各组的预设第一参数Mdb的情况下，将所选择的最接近的各组的预设第一参数对应的前馈滤波器的预设滤波器参数增加Mdb的增益，M为正数；在当前的第一参数大于所选择的最接近的各组的预设第一参数Mdb的情况下，将所选择的最接近的各组的预设第一参数对应的前馈滤波器的预设滤波器参数减少Mdb的增益，M为正数。9.根据权利要求7所述的耳机，其特征在于，预设滤波器参数还包括在数个预设频点处的预设滤波器增益；基于所选择的最接近的各组的预设第一参数与所述当前的第一参数的各个误差，来确定所述前馈滤波器的当前的滤波器参数具体包括：确定所选择的最接近的各组在数个预设频点处的预设滤波器增益；基于所选择的最接近的各组的预设第一参数与所述当前的第一参数的各个误差和各组在数个预设频点处的预设滤波器增益，使得误差越大的组的预设滤波器增益的权重越低，来确定所述前馈滤波器的当前的滤波器增益；和/或基于所选择的最接近的各组的预设第二参数与所述当前的第二参数的各个误差，来更新所述前馈滤波器的当前的滤波器参数具体包括：确定所选择的最接近的各组在数个预设频点处的预设滤波器增益；
基于所选择的最接近的各组的预设第二参数与所述当前的第二参数的各个误差和各组在数个预设频点处的...

【专利技术属性】
技术研发人员：童伟峰，张亮，王治聪，李倩，徐明亮，
申请(专利权)人：恒玄科技上海股份有限公司，
类型：发明
国别省市：