主动降噪方法和装置以及音频播放设备制造方法及图纸

本申请提供主动降噪方法和装置以及音频播放设备，能够提高高频噪声的降噪效果。该方法包括：获取参考传感器采集的第一参考信号，该第一参考信号用于表征音频播放设备外部的环境噪声，该参考传感器设置在该音频播放设备的外部；对该第一参考信号进行预加重处理，得到目标参考信号；对该目标参考信号进行滤波处理，得到用于降噪的第一输出信号，该第一输出信号的相位与该目标参考信号的相位相反；对该第一输出信号进行去加重处理，得到目标输出信号；控制扬声器播放该目标输出信号。控制扬声器播放该目标输出信号。控制扬声器播放该目标输出信号。

【技术实现步骤摘要】
主动降噪方法和装置以及音频播放设备


[0001]本申请涉及主动降噪
，尤其是用于耳机的主动降噪技术。并且更具体地，涉及主动降噪
中的主动降噪方法和装置以及音频播放设备。

技术介绍

[0002]主动降噪(active noise control，ANC)是一种降噪技术，是应用在耳机降噪的方法之一。主动降噪功能就指通过降噪系统产生与外界噪音相等的反向声波，将噪音中和，从而实现降噪的效果。
[0003]主动降噪的基本原理是基于设置在耳机外部的参考麦克风采集得到的参考信号和/或设置在耳机内部的误差麦克风采集得到的误差信号，以最快的速度计算出该参考信号的反相声波，然后控制扬声器播放该反向声波，以达到主动降噪效果。因此，计算出反相声波的时延越低，主动降噪的效果越好，否则容易起反作用。
[0004]然而，由于不同的音频频率对应的波长不同，所需要计算反相声波的时间也不同。其中，音频频率越高，其所需要的计算反向声波的时间越短，甚至为亚毫秒级别。因此，现有的主动降噪系统对高频噪声的降噪效果较差。

技术实现思路

[0005]本申请实施例提供的主动降噪方法和装置以及音频播放设备，能够提高对高频噪声的降噪效果。
[0006]第一方面，本申请实施例提供一种复合式主动降噪系统。该系统可以适用于音频播放设备，如耳机，并可以适用于音频播放设备的主动降噪场景。该系统可以包括参考传感器(如参考麦克风)、误差传感器(如误差麦克风)、扬声器和主动降噪装置，其中，该主动降噪装置包括第一预加重模块、第二预加重模块、控制模块和去加重模块。该参考传感器通过该第一预加重模块与该控制模块的第一输入端连接，该误差传感器通过该第二预加重模块与该控制模块的第二输入端连接，该扬声器通过该去加重模块与该控制模块的输出端连接。
[0007]该参考传感器用于采集该耳机外部的环境噪声，得到第一参考信号x(n)；向该第一预加重模块发送该第一参考信号x(n)。
[0008]该第一预加重模块用于接收来自该参考传感器的第一参考信号x(n)；对该第一参考信号x(n)进行预加重处理，得到目标参考信号x1(n)；向该控制模块的第一输入端发送该目标参考信号x1(n)。
[0009]需要说明的是，经过预加重处理后的信号的高频部分的频点能量高于原始信号的高频部分的频点能量，也就是说，经过预加重处理后的信号的高频部分的分辨率高于原始信号的高频部分的分辨率。因此，能够提高控制模块处理的信号的高频分辨率，从而提高高频噪声的降噪效果。
[0010]需要说明的是，本申请实施例中该的高频部分可以理解为起始频率大于或等于预
设的频率阈值的第一频段，相应地，低频部分可以理解为截止频率小于该频率阈值的第二频段。
[0011]例如：该第一频率阈值可以为4000赫兹，信号中频率大于或等于4000赫兹的部分称为高频部分，频率小于4000赫兹的部分称为低频部分。
[0012]可选地，该第一预加重模块所实现的功能可以通过硬件或软件实现，本申请实施例对此不作限定。
[0013]在一种可能的实现方式中，该第一预加重模块可以包括第一预加重电路，该第一预加重电路用于实现该第一预加重模块的功能。
[0014]该误差传感器用于采集该耳机内部的残留噪声，得到第一误差信号e(n)；向该第二预加重模块发送该第一误差信号e(n)。
[0015]该第二预加重模块用于接收来自该误差传感器的第一误差信号e(n)；对该第一误差信号e(n)进行预加重处理，得到目标误差信号e1(n)；向该控制模块的第二输入端发送该目标误差信号e1(n)。
[0016]需要说明的是，该第二预加重模块的处理过程可以参考上述第一预加重模块的处理过程，为避免重复，此处不再赘述。
[0017]该控制模块用于接收来自该第一预加重模块的该目标参考信号x1(n)和来自该第二预加重模块的该目标误差信号e1(n)；根据该目标误差信号e1(n)，对该目标参考信号x1(n)进行自适应滤波处理，得到第一输出信号y(n)；向该去加重模块发送该第一输出信号y(n)。
[0018]可选地，该控制模块可以包括自适应滤波器。
[0019]需要说明的是，自适应滤波器是指根据环境的改变，使用自适应算法来改变滤波器的参数和结构的滤波器。一般情况下，不改变自适应滤波器的结构。而自适应滤波器的系数是由自适应算法更新的时变系数。即其系数自动连续地适应于给定信号，以获得期望响应。自适应滤波器的最重要的特征就在于它能够在未知环境中有效工作，并能够跟踪输入信号的时变特征。
[0020]可选地，该控制模块所实现的功能可以通过硬件或软件实现，本申请实施例对此不作限定。
[0021]在一种可能的实现方式中，该控制模块可以包括控制电路，该控制电路用于实现该控制模块的功能。
[0022]可选地，该控制模块为自适应滤波器时，该自适应滤波器可以采用多种自适应滤波算法，本申请实施例对此不作限定。
[0023]在一种可能的实现方式中，该自适应滤波器可以采用最小均方差算法。
[0024]该去加重模块用于接收来自该控制模块的该第一输出信号y(n)；对该第一输出信号y(n)进行去加重处理，得到目标输出信号y1(n)；向扬声器发送该目标输出信号y1(n)。
[0025]可选地，该去加重模块所实现的功能可以通过硬件或软件实现，本申请实施例对此不作限定。
[0026]在一种可能的实现方式中，该去加重模块可以包括去加重电路，该去加重电路用于实现该去加重模块的功能。
[0027]该扬声器用于接收来自该去加重模块的该目标输出信号y1(n)；播放该目标输出
信号y1(n)。
[0028]本申请实施例提供的主动降噪系统，通过预加重模块提高第一参考信号和第一误差信号的高频部分的分辨率，然后输入控制模块进行自适应滤波，并通过去加重模块恢复控制模块输出的第一输出信号的高频部分的分辨率，并控制扬声器进行播放。也就是说，本申请实施例提供的主动降噪系统，通过预加重模块和去加重模块提高控制模块处理的信号的高频分辨率，从而能够提高对高频噪声的降噪效果。
[0029]第二方面，本申请实施例还提供一种前馈式主动降噪系统。该系统可以适用于音频播放设备，如耳机，并可以适用于音频播放设备的主动降噪场景。该系统可以包括参考传感器(如参考麦克风)、扬声器和主动降噪装置，其中，该主动降噪装置包括第一预加重模块控制模块和去加重模块。该参考传感器通过该第一预加重模块与该控制模块的第一输入端连接，该扬声器通过该去加重模块与该控制模块的输出端连接。
[0030]该参考传感器用于采集该耳机外部的环境噪声，得到第一参考信号x(n)；向该第一预加重模块发送该第一参考信号x(n)。
[0031]该第一预加重模块用于接收来自该参考传感器的第一参考信号x(n)；对该第一参考信号x(n)进行预加重处理，得到目标参考信号x1(n)；向该控制模块的第一输入端发送该目标参考信号x1(n)。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种主动降噪方法，其特征在于，包括：获取参考传感器采集的第一参考信号，所述第一参考信号用于表征音频播放设备外部的环境噪声，所述参考传感器设置在所述音频播放设备的外部；对所述第一参考信号进行预加重处理，得到目标参考信号；对所述目标参考信号进行滤波处理，得到用于降噪的第一输出信号，所述第一输出信号的相位与所述目标参考信号的相位相反；对所述第一输出信号进行去加重处理，得到目标输出信号；控制扬声器播放所述目标输出信号。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：获取误差传感器采集的第一误差信号，所述第一误差信号用于表征所述音频播放设备内部的残留噪声，所述误差传感器设置在所述音频播放设备的内部；对所述第一误差信号进行预加重处理，得到目标误差信号；所述对所述目标参考信号进行滤波处理，得到用于降噪的第一输出信号，包括：根据所述目标误差信号，对所述目标参考信号进行滤波处理，得到所述第一输出信号。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述目标误差信号，对所述目标参考信号进行滤波处理，得到所述第一输出信号，包括：采用最小均方误差算法，根据所述目标误差信号，对所述目标参考信号进行滤波处理，得到所述第一输出信号。4.一种主动降噪方法，其特征在于，包括：获取误差传感器采集的第一误差信号，所述第一误差信号用于表征音频播放设备内部的残留噪声，所述误差传感器设置在所述音频播放设备的内部；对所述第一误差信号进行预加重处理，得到目标误差信号；根据所述目标误差信号进行滤波处理，得到用于降噪的第一输出信号，所述第一输出信号的相位与所述目标参考信号的相位相反；对所述第一输出信号进行去加重处理，得到目标输出信号；控制扬声器播放所述目标输出信号。5.一种主动降噪方法，其特征在于，包括：获取参考传感器采集的第一参考信号，所述第一参考信号用于表征音频播放设备外部的环境噪声，所述参考传感器设置在所述音频播放设备的外部；对所述第一参考信号进行低通滤波处理，得到目标参考信号；对所述目标参考信号进行滤波处理，得到用于降噪的第一输出信号，所述第一输出信号的相位与所述目标参考信号的相位相反；对所述第一输出信号进行带宽扩展处理，得到目标输出信号；控制扬声器播放所述目标输出信号。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：获取误...

【专利技术属性】
技术研发人员：张立斌，袁庭球，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：