一种有源降噪设备的风噪抑制方法技术

本发明专利技术属于有源降噪技术领域，公开了一种有源降噪设备的风噪抑制方法，该方法首先采集前馈降噪麦克风的RMS能量值，并设定风噪声判断阈值，根据前馈降噪麦克风的RMS能量值与阈值的大小，判断是否需要调整滤波器的参数设定；若需要进行滤波器的参数设定调整，则获取新、旧状态下反馈降噪麦克风进行噪声检测得到的RMS能量值；根据新、旧状态下反馈降噪麦克风的RMS能量值的大小关系，判断当前时刻滤波器的参数设定调整的效果，并确定下一时刻滤波器的调整方向。本发明专利技术能够保证反馈降噪麦克风采集到的噪声能量是不会比处理之前变大的，保证了降噪效果，同时很好地避免了风噪声环境下前馈噪声处理过程中产生新噪声，从而带来更好的降噪体验。降噪体验。降噪体验。

【技术实现步骤摘要】
一种有源降噪设备的风噪抑制方法


[0001]本专利技术属于有源降噪
，涉及一种有源降噪设备的风噪抑制方法。

技术介绍

[0002]当前有源降噪设备（诸如有源降噪耳机等）多采用混合降噪模式，以帮助用户最大程度降低外界环境噪声，且通常对于稳态噪声效果比较显著。
[0003]目前，前后馈混合模式的有源降噪设备，通常会有一颗或多颗前馈降噪麦克风，采集外界初始环境噪声，送给前馈噪声处理模块进行噪声抵消处理。
[0004]通常情况下前馈降噪系统遵守因果性限制条件，既外界噪声透过设备渗透到耳道这段时间，就是给前馈噪声处理模块处理提出的时间上的限制要求。
[0005]然而，上述模式的有源降噪设备，对于快变噪声比如风噪声，基本上不能有效降噪，且在风速较大时，还会给用户带来一些困扰，具体体现在：风噪声并不是一种稳态的噪声，特别是当风速较快时，前馈降噪麦克风会产生相对于普通环境噪声相比更大的信号，且该信号经过放大后，甚至会波形消顶，产生大量谐波，这样前馈噪声处理模块生成的控制信号里，也会含有相关的谐波，但是在风噪声透过设备渗透到耳道内这个过程中并不产生这些谐波，于是新的噪声被送给佩戴者，进而给用户带来了困扰。
[0006]尽管减小麦克风放大增益，可以有效地避免波形消顶及谐波的产生，但是也会严重影响到前馈降噪效果，进而降低了设备的整体降噪量。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于提出一种有源降噪设备的风噪抑制方法，在保障降噪效果的前提下，有效地避免了上述前馈噪声处理过程中产生的新噪声。
[0008]本专利技术为了实现上述目的，采用如下技术方案：一种有源降噪设备的风噪抑制方法，包括如下步骤：步骤1. 分别获取第i个数据点时刻一号前馈降噪麦克风和二号前馈降噪麦克风进行噪声检测得到的检测结果，该检测结果为RMS能量值；将第i个数据点时刻，一号前馈降噪麦克风得到的RMS能量值记为FF1_i;将第i个数据点时刻，二号前馈降噪麦克风得到的RMS能量值记为FF2_i;其中，i=1,2, 3,
…
为数字信号序列；步骤2. 设定风噪声判断阈值a，根据前馈降噪麦克风的RMS能量值与阈值a的大小，判断是否需要调整前馈噪声处理模块中滤波器的参数设定；定义滤波器的初始参数设定为F0以及新参数设定为F
T
；在初始参数设定为F0与新参数设定F
T
之间设置一组插值参数设定；将该组插值参数设定由前向后依次定义为参数设定F1、F2……
、F
T
‑1；其中，T为自然数；此处由前向后是指由F0指向F
T
的方向；该组插值参数设定中各个
参数设定的排序原则是和控制风噪声呈现相关性，体现在：由初始参数设定F0指向新参数设定F
T
的方向，各个插值参数设定分别是不同大小的风噪声下减小因风噪声而产生的控制信号；其中，由初始参数设定F0指向新参数设定F
T
的方向，各个插值参数设定F1、F2……
、F
T
‑1对应因风噪声产生的控制信号逐渐减小；步骤2.1. 首先判断第i个数据点时刻，一号前馈降噪麦克风的RMS能量值FF1_i与二号前馈降噪麦克风的RMS能量值FF2_i的大小关系；如果FF1_i > FF2_i，则转到步骤2.2；若FF2_i > FF1_i，则转到步骤2.3；步骤2.2. 根据阈值a与FF1_i、FF2_i的大小关系，进行如下调整：若阈值a≥FF1_i，则保持滤波器的初始参数设定F0；或者由滤波器的当前参数设定向着初始参数设定F0的方向进行参数设定调整，并更新为前一插值参数设定，直至当更新至F0时不再变化；若FF1_i≥阈值a≥FF2_i，则切换二号前馈降噪麦克风为前馈信号源，同时保持滤波器的当前参数设定不变；若FF2_i >阈值a，则由滤波器的当前参数设定向着新参数设定F
T
的方向进行参数设定调整，并更新为后一插值参数设定，直至当更新至F
T
时不再变化；步骤2.3. 根据阈值a与FF1_i、FF2_i的大小关系，进行如下调整：若阈值a≥FF2_i，则保持滤波器的初始参数设定F0；或者由滤波器的当前参数设定向着初始参数设定F0的方向进行参数设定调整，并更新为前一插值参数设定，直至当更新至F0时不再变化；若FF2_i≥阈值a≥FF1_i，则切换一号前馈降噪麦克风为前馈信号源，同时保持滤波器的当前参数设定不变；若FF1_i >阈值a，则由滤波器的当前参数设定向着新参数设定F
T
的方向进行参数设定调整，并更新为后一插值参数设定，直至当更新至F
T
时不再变化；步骤3. 若经过步骤2.2以及步骤2.3判断，需要进行滤波器的参数设定调整，则转到步骤4，判断滤波器的参数设定调整效果；否则，返回步骤1，进行下一个数据点时刻的判断；步骤4. 获取第i个数据点时刻，即新状态下反馈降噪麦克风进行噪声检测得到的检测结果，该检测结果为RMS能量值，记为FB_new(i)；定义第i
‑
1个数据点时刻，即旧状态下反馈降噪麦克风进行噪声检测得到的检测结果，该检测结果为RMS能量值，记为FB_old(i)；其中，FB_old(i)等于FB_new(i
‑
1)；设定旧状态下反馈降噪麦克风的初始RMS能量值为FB_old(0)；根据第i个数据点时刻，新状态下RMS能量值FB_new(i)与旧状态下RMS能量值FB_old(i)的大小关系，判断滤波器的参数设定调整效果：经过判断：若FB_new(i) < FB_old(i)，则转到步骤4.1；经过判断：若FB_new(i)≥FB_old(i)，则转到步骤4.2；步骤4.1. 返回步骤1，将i更新为下一数据点时刻，继续进行滤波器的参数设定调整，调整方向向着新参数设定F
T
的方向；
步骤4.2. 滤波器停止在当前参数设定位置；同步的，记录停止flag(i)=1；设定连续累加次数M以及判断阈值N，M、N均为自然数，且M>N；若截止到当前第i个数据点时刻时，经过的数据点时刻的个数超过M，则判断第i个数据点时刻及其之前的M
‑
1个数据点时刻中flag(i)=1的数量；经过判断，若flag(i)=1的数量大于N，则执行步骤4.3；经过判断，若flag(i)=1的数量小于或等于N，则执行步骤4.4；步骤4.3. 返回步骤1，将i更新为下一数据点时刻，继续进行滤波器的参数设定调整，调整方向向着初始参数设定F0的方向；步骤4.4. 返回步骤1，将i更新为下一数据点时刻，继续进行滤波器的参数设定调整，调整方向向着新参数设定F
T
的方向。
[0009]此外，本专利技术还提出了另一种有源降噪设备的风噪抑制方法，在保障降噪效果的前提下，有效地避免了上述前馈噪声处理过程中产生的新噪声。
[0010]本专利技术为了实现上述目的，采用如下技术方案：一种本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种有源降噪设备的风噪抑制方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1. 分别获取第i个数据点时刻一号前馈降噪麦克风和二号前馈降噪麦克风进行噪声检测得到的检测结果，该检测结果为RMS能量值；将第i个数据点时刻，一号前馈降噪麦克风得到的RMS能量值记为FF1_i;将第i个数据点时刻，二号前馈降噪麦克风得到的RMS能量值记为FF2_i;其中，i=1,2, 3,
…
为数字信号序列；步骤2. 设定风噪声判断阈值a，根据前馈降噪麦克风得到的RMS能量值与阈值a的大小，判断是否需要调整前馈噪声处理模块中滤波器的参数设定；定义滤波器的初始参数设定为F0以及新参数设定为F
T
；在初始参数设定为F0与新参数设定F
T
之间设置一组插值参数设定，将该组插值参数设定由前向后依次定义为插值参数设定F1、F2……
、F
T
‑1；其中，T为自然数；此处由前向后是指由F0指向F
T
的方向；由初始参数设定F0指向新参数设定F
T
的方向，各个插值参数设定分别是不同大小的风噪声下减小因风噪声而产生的控制信号；其中，由初始参数设定F0指向新参数设定F
T
的方向，各个插值参数设定F1、F2……
、F
T
‑1对应因风噪声产生的控制信号逐渐减小；步骤2.1. 首先判断第i个数据点时刻，一号前馈降噪麦克风的RMS能量值FF1_i与二号前馈降噪麦克风的RMS能量值FF2_i的大小关系；如果FF1_i > FF2_i，则转到步骤2.2；若FF2_i > FF1_i，则转到步骤2.3；步骤2.2. 根据阈值a与FF1_i、FF2_i的大小关系，进行如下调整：若阈值a≥FF1_i，则保持滤波器的初始参数设定F0；或者由滤波器的当前参数设定向着初始参数设定F0的方向进行参数设定调整，并更新为前一插值参数设定，直至当更新至F0时不再变化；若FF1_i≥阈值a≥FF2_i，则切换二号前馈降噪麦克风为前馈信号源，同时保持滤波器的当前参数设定不变；若FF2_i >阈值a，则由滤波器的当前参数设定向着新参数设定F
T
的方向进行参数设定调整，并更新为后一插值参数设定，直至当更新至F
T
时不再变化；步骤2.3. 根据阈值a与FF1_i、FF2_i的大小关系，进行如下调整：若阈值a≥FF2_i，则保持滤波器的初始参数设定F0；或者由滤波器的当前参数设定向着初始参数设定F0的方向进行参数设定调整，并更新为前一插值参数设定，直至当更新至F0时不再变化；若FF2_i≥阈值a≥FF1_i，则切换一号前馈降噪麦克风为前馈信号源，同时保持滤波器的当前参数设定不变；若FF1_i >阈值a，则由滤波器的当前参数设定向着新参数设定F
T
的方向进行参数设定调整，并更新为后一插值参数设定，直至当更新至F
T
时不再变化；步骤3. 若经过步骤2.2以及步骤2.3判断，需要进行滤波器的参数设定调整，则转到步骤4，并判断滤波器的参数设定调整效果；否则，返回步骤1，将i更新为下一数据点时刻并进行判断；步骤4. 获取第i个数据点时刻，即新状态下反馈降噪麦克风进行噪声检测得到的检测
结果，该检测结果为RMS能量值，记为FB_new(i)；定义第i
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1个数据点时刻，即旧状态下反馈降噪麦克风进行噪声检测得到的检测结果，该检测结果为RMS能量值，记为FB_old(i)；其中，FB_old(i)等于FB_new(i
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1)；设定旧状态下反馈降噪麦克风的初始RMS能量值为FB_old(0)；根据第i个数据点时刻，新状态下RMS能量值FB_new(i)与旧状态下RMS能量值FB_old(i)的大小关系，判断滤波器的参数设定调整效果：经过判断：若FB_new(i) < FB_old(i)，则转到步骤4.1；经过判断：若FB_new(i)≥FB_old(i)，则转到步骤4.2；步骤4.1. 返回步骤1，将i更新为下一数据点时刻，继续进行滤波器的参数设定调整，调整方向向着新参数设定F
T
的方向；步骤4.2. 滤波器停止在当前参数设定位置；同步的，记录停止flag(i)=1；设定连续累加次数M以及判断阈值N，M、N均为自然数，且M>N；若截止到当前第i个数据点时刻时，经过的数据点时刻的个数超过M，则判断第i个数据点时刻及其之前的M
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1个数据点时刻中flag(i)=1的数量；经过判断，若flag(i)=1的数量大于N，则执行步骤4.3；经过判断，若flag(i)=1的数量小于或等于N，则执行步骤4.4；步骤4.3. 返回步骤1，将i更新为下一数据点时刻，继续进行滤波器的参数设定调整，调整方向向着初始参数设定F0的方向；步骤4.4. 返回步骤1，将i更新为下一数据点时刻，继续进行滤波器的参数设定调整，调整方向向着新参数设定F
T
的方向。2.根据权利要求1所述的有源降噪设备的风噪抑制方法，其特征在于，所述步骤1中，一号前馈降噪麦克风在进行噪声检测之前，先进行滤波处理；二号前馈降噪麦克风在进行噪声检测之前，先进行滤波处理。3.根据权利要求1所述的有源降噪设备的风噪抑制方法，其特征在于，所述RMS能量值FF1_i为一号前馈降噪麦克风进行噪声检测获取的检测结果经过ADC采样后得到的信号；其中，采样周期为500ms
‑
1s；所述RMS能量值FF2_i为二号前馈...

【专利技术属性】
技术研发人员：华洋，彭临慧，
申请(专利权)人：中国海洋大学，
类型：发明
国别省市：