一种语音主动降噪优化的方法及系统技术方案

本发明专利技术公开的语音主动降噪优化的方法，包括以下步骤：调试电脑通过声卡将白噪声或粉噪声等音频输出，将其拆分为完全相同的两路音频；两路音频中的一路不经处理，直接回灌声卡作为第一路输入，另一路输入到声音芯片经过声音芯片过滤处理后回灌到声卡作为第二路输入；测试工具实时采集该两路音频，将其处理成频响和相位数据显示到界面波形图中；分析声音芯片的过滤效果，调整多组FF和多组FB滤波器的滤波系数以调试出理想的波形，显示到波形图中；将调试出的滤波器系数发送到声音芯片，声音芯片根据新设置进行滤波，再实时采集声卡输入的音频数据，对比其与理性波形之间的差别，细微调试以达到最佳降噪效果。本发明专利技术主动降噪实时调试的操作简单快速。试的操作简单快速。试的操作简单快速。

【技术实现步骤摘要】
一种语音主动降噪优化的方法及系统


[0001]本专利技术具体涉及一种语音主动降噪优化的方法及系统，属于噪声控制和智能语音


技术介绍

[0002]近年来，耳机作为方便灵活、私密性强的音乐电子产品，受到越来越多的人喜爱。年轻人都喜欢在上班的途中，使用耳机进行通话或听音乐。然而在乘坐公交、地铁等公共交通工具时，普通耳机只能用提高音量来盖过环境噪音，但是这样一来，不仅会影响到别人，还会对我们的耳朵造成伤害。降噪耳机的出现极大地解决了我们的这些困扰。
[0003]降噪耳机主要分为两类：被动降噪(Passive Noise
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Cancelling)和主动降噪(Active Noise
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Cancelling)。所谓被动降噪就是利用物理特性将外部噪声与耳朵隔绝开，主要是借助于特殊材料去阻挡噪声，同样由于材料的问题，会导致成本较高、耳机较重、佩戴不舒服等问题；主动降噪是从消除噪音本身出发，主动消除干扰，在耳机内部设置多路滤波器，实现降噪功能。声音都是由一定的频谱和能量组成，我们在测试主动降噪时通过频响和相位去分析声音。主动降噪耳机就是在音频输入，生成一组频谱与噪声一样，而相位正好相反，通过两者的反相叠加，去抵消掉噪音。工业中，一般都是在喇叭中加入滤波器，当音频通过滤波器过滤后，会生成一个与噪声相位相反、振幅相同的声波，然后与源音频接口，把噪声抵消掉(如图2所示)。但是市面上耳机实时调试工具比较少且操作复杂，不能快速有效的调试，从而不能达到降噪的目的。
[0004]综上所述，耳机的主动降噪实时调试的操作复杂是亟待解决的问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术公开了一种语音主动降噪优化的方法，该工具能实时采集音频数据、并将其时域音频转换成频域音频，通过快速傅里叶变换转换成实时频响和相位波形图，从而通过多次调试以达到最佳降噪效果。
[0006]针对现有技术存在的自动化程度低，声学测试工程师的工作繁重的问题，本专利技术实施例提供了一种语音主动降噪优化系统。
[0007]为实现上述目的，本专利技术实施例采用以下技术方案：
[0008]第一方面，本专利技术实施例一种语音主动降噪优化的方法，包括以下步骤：
[0009]S11：调试电脑通过声卡将白噪声或粉噪声等音频输出，并将其拆分为完全相同的两路音频；
[0010]S12：所述两路音频中的一路不经处理，直接回灌声卡作为第一路输入，另一路输入到声音芯片并经过所述声音芯片过滤处理后回灌到所述声卡作为第二路输入；
[0011]S13：测试工具实时采集所述两路音频，将其处理成频响和相位数据实时显示到界面波形图中；
[0012]S14：通过所述界面波形图分析声音芯片的过滤效果，调整多组FF滤波器和多组FB
滤波器的滤波系数以调试出理想的波形，并将其显示到所述测试工具的界面波形图中；
[0013]S15：将调试出的滤波器系数发送到声音芯片，声音芯片根据新的设置进行滤波，软件再实时采集声卡输入的音频数据，对比其与理性波形之间的差别，并进行细微调试。
[0014]优选地，所述声音芯片采用混合型主动降噪技术。
[0015]优选地，所述测试工具支持串口和蓝牙方式连接。
[0016]优选地，所述测试工具将采集的数据叠加，多组波形数据进行对比。
[0017]优选地，所述测试工具将实时采集的这两路音频从时域数据转换成频域数据。
[0018]第二方面，本专利技术实施例提供了一种语音主动降噪优化系统，包括调试装置、声卡、声音芯片、测试软件、界面显示器；
[0019]所述调试装置通过声卡输出音频，所述声音芯片用于过滤处理所述声卡接收的音频，所述测试软件控制所述声卡接收音频，所述测试软件将所述声卡接收的音频并将其转化为频响和相位数据实时显示到所述界面显示器上。
[0020]优选地，所述声音芯片支持多种滤波算法。
[0021]优选地，所述测试软件保存多路调试结果，并多次对比调试结果。
[0022]本专利技术具有以下效果：
[0023]1)该方法能积累采集的数据，并且该测试工具能在2
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4秒内使采集的波形达到稳定，快速高效；
[0024]2)该系统能保存多路调试结果，可对比多次调试结果，从而得到最优设置；
[0025]3)该系统将声音芯片滤波设置和音频波形的实时分析集成与一体，极大地简化了声学测试工程师的工作；
[0026]4)多次调试的结果，可以进行一些简单的加减运算，得到两组之间数据差异，从而有利于调节出最优的降噪效果；
[0027]5)该系统支持多种滤波算法，比如BYPASS、PEAK、LOW SHELF、LOW PASS等，兼容性强。
[0028]6)该系统支持多路滤波叠加的波形显示，也支持单个滤波波形的显示，使滤波的波形图多种形态展示，从而使声学测试工程师更加方便的观察音频的波形，有利于其调整降噪效果。
[0029]7)该系统支持波形数据的实时保存功能，可以将波形以数据的形式保存到本地，可以作为备份数据，从而为以后的测试查验作准备。
附图说明
[0030]图1为本专利技术实施例提供的语音主动降噪优化系统示意图；
[0031]图2为现有技术中的主动降噪工作原理图。
具体实施方式
[0032]下面结合附图和实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。
[0033]实施例1
[0034]本专利技术实施例提供了一种语音主动降噪优化的方法，包括以下步骤：
[0035]S11：调试电脑通过声卡将白噪声或粉噪声等音频输出，并将其拆分为完全相同的两路音频；
[0036]调试电脑包括声卡、声音芯片、显示器，并且安装有测试软件。
[0037]白噪声的定义为：用固定频带宽度测量时，频谱连续并且均匀的噪声。白噪声的功率谱密度不随频率改变。或者说，如果在某个频率范围内单位频带宽度噪声成分的强度与频率无关，也就是具有均匀而连续的频谱，则此噪声称为“白噪声”。白噪声不一定是无规噪声。
[0038]粉噪声：用正比于频率的频带宽度测量时，频谱连续并且均匀的噪声。粉红噪声的功率谱密度与频率成反比。对于粉红噪声而言，满足单位频带宽度的噪声强度以每升高一个倍频程下降3dB的变化，在等比带宽内能量分布相等的连续谱噪声。因此，粉红噪声的能量主要分布在中低频段。
[0039]声音拆分是为了获取相同的两路音频，为了对相同的音频经过过滤和不经过过滤两种情况后的波形图进行对比。
[0040]S12：两路音频中的一路不经处理，直接回灌声卡作为第一路输入，另一路输入到声音芯片并经过声音芯片过滤处理后回灌到声卡作为第二路输入；
[0041]声音芯片均为声音芯片，可以存储控制播放语音的IC，将声音信号通过采样转化为数字，存储在IC的ROM中，再通过电路将ROM中的数字还原成语音信号。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种语音主动降噪优化的方法，其特征在于，包括以下步骤：S11：调试电脑通过声卡将白噪声或粉噪声等音频输出，并将其拆分为完全相同的两路音频；S12：所述两路音频中的一路不经处理，直接回灌声卡作为第一路输入，另一路输入到声音芯片并经过所述声音芯片过滤处理后回灌到所述声卡作为第二路输入；S13：测试工具实时采集所述两路音频，将其处理成频响和相位数据实时显示到界面波形图中；S14：通过所述界面波形图分析声音芯片的过滤效果，调整多组FF滤波器和多组FB滤波器的滤波系数以调试出理想的波形，并将其显示到所述测试工具的界面波形图中；S15：将调试出的滤波器系数发送到声音芯片，声音芯片根据新的设置进行滤波，软件再实时采集声卡输入的音频数据，对比其与理性波形之间的差别，并进行细微调试。2.根据权利要求1所述的语音主动降噪优化的方法，其特征在于，所述声音芯片采用混合型主动降噪技术。3.根据权利要求1所述的语...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨海超，王博，欧阳鹏，
申请(专利权)人：江苏清微智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：