基于自适应降噪增益调节的主动降噪方法、装置及设备制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种基于自适应降噪增益调节的主动降噪方法、装置、设备及设备对，其中，降噪方法包括：步骤S100、S200、S400、S500及S600，先获取采集元件在预设时长内采集的原始音频信号，再确定环境噪声的噪声功率集合，对多个噪声功率按数值大小顺序进行排序，得到噪声功率中位数，再提取与噪声功率中位数对应噪声功率范围的降噪增益，接着根据降噪增益促使次级通路产生与降噪增益对应的噪音抵消波形，以抵消环境噪声。本发明专利技术公开一种基于自适应降噪增益调节的主动降噪方法，能够有效避免瞬变噪声导致降噪增益突变的问题，从而防止瞬变噪声引起的降噪增益档位误触发或乱触发的问题，保证了降噪增益的稳定性和调整降噪增益的可靠性。了降噪增益的稳定性和调整降噪增益的可靠性。了降噪增益的稳定性和调整降噪增益的可靠性。

【技术实现步骤摘要】
基于自适应降噪增益调节的主动降噪方法、装置及设备


[0001]本专利技术涉及降噪
，具体涉及一种基于自适应降噪增益调节的主动降噪方法、装置及设备。

技术介绍

[0002]噪声不仅仅影响人们的正常生活，甚至有害于听力。随着噪声污染越来越严重，抑制噪声的技术受到更多研究人员的关注。为了降低噪声对人们的影响，出现了各种降噪方法。常见的降噪方式有主动降噪和被动降噪，其中，主动降噪(ANC)是基于波形干涉原理，通过产生与噪音相位相反、幅度相同的波形来对噪音进行抵消，达到降噪目的。在这种降噪方式中，由于通过反向信号来与环境噪音进行抵消，因此，人耳不会感知到环境噪音。
[0003]主动降噪的降噪增益调节方式主要有降噪增益固定、降噪增益手动调节及降噪增益自适应调节三种类型。
[0004]降噪增益固定也即降噪增益大小不可调节的降噪方式，其降噪效果固定不变持续，容易压迫使用者耳膜，且功耗较高。
[0005]降噪增益手动调节也即降噪增益大小可通过使用者手动切换不同降噪档位来调节的降噪方式，解决了压迫使用者耳膜的问题和功耗问题，但需要使用者手动调节，操作繁琐且使用体验感较差，尤其是在噪音变动的环境中，使用更加不便。
[0006]降噪增益自适应调节通常根据噪声功率的平均数自动切换降噪档位从而调节降噪增益的降噪方式，实现了降噪增益自适应地调节，从而面对不同噪音环境的切换也可自适应调节降噪效果。
[0007]对于降噪增益自适应调节类型，容易存在降噪增益与当前的实际环境噪声不匹配的问题，尤其是当用户所在环境出现噪声突变时，会存在电噪声的问题，也就是容易降噪过深导致使用者听到的降噪设备的本体噪声，用户体验感较差。
[0008]因此，如何提供一种新的主动降噪方法，以保证降噪增益调整的可靠性，成为亟待解决的技术问题。

技术实现思路

[0009]基于上述现状，本专利技术的主要目的在于提供一种基于自适应降噪增益调节的主动降噪方法、装置及设备，以避免突变噪声导致降噪增益档位误触发或乱触发的问题。
[0010]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
[0011]第一方面，本实施例公开了一种基于自适应降噪增益调节的主动降噪方法，包括：
[0012]步骤S100，获取采集元件在预设时长内采集的原始音频信号；
[0013]步骤S200，从原始音频信号中确定预设时长内的环境噪声，并得到环境噪声的噪声功率集合，其中，噪声功率集合为预设时长内环境噪声的多个噪声功率；
[0014]步骤S400，对噪声功率集合内的各个噪声功率按数值大小顺序进行排序，得到噪声功率集合的噪声功率中位数；
[0015]步骤S500，提取与噪声功率中位数对应噪声功率范围的降噪增益，其中，噪声功率范围为多个预设范围中的一个，各个预设范围一一对应一个降噪增益，其中，不同的降噪增益分别适用于不同的噪声环境；
[0016]步骤S600，根据降噪增益促使次级通路产生与降噪增益对应的噪音抵消波形，以抵消环境噪声。
[0017]可选地，步骤S100中预设时长内的原始音频信号包含多帧音频信号；步骤S100包括按序获取多帧音频信号；在步骤S200中，分别确定各帧音频信号中环境噪声的噪声功率；
[0018]步骤S400包括：在确定到第j帧音频信号的噪声功率时，将第j帧的噪声功率与第1至第j
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1帧的噪声功率进行排序，直至j＝P，其中，2≤j≤P，P为预设时长内的原始音频信号的帧数。
[0019]可选地，在步骤S400中，当噪声功率集合包括偶数个噪声功率时，噪声功率中位数为排序后的噪声功率集合的中间两个数值的其中一个。
[0020]可选地，在步骤S400之前还包括：
[0021]步骤S300，依据多个噪声功率与预设环境场景的对应关系确定当前可能所在的环境场景是否为单一环境场景，若当前处于单一环境场景，则进入步骤S400，其中，各预设环境场景与各噪声功率范围一一对应，其中，单一环境场景为多个噪声功率仅属于多个预设范围中的一个预设范围内对应的环境场景。
[0022]可选地，步骤S300中确定当前是否处于单一环境场景包括：
[0023]若多个噪声功率中有一部分属于预设的第一环境场景的噪声功率范围，且有一部分属于预设的其它环境场景的噪声功率范围，则确定多个噪声功率中同时属于第一环境场景的噪声功率范围和属于其它环境场景的噪声功率范围的重叠数量占比，当重叠数量占比小于预设阈值时，则确定当前处于单一环境场景，其中，其它环境场景为区别于第一环境场景的预设环境场景。
[0024]可选地，步骤S300中确定当前是否处于单一环境场景包括：
[0025]若多个噪声功率中属于某一个预设环境场景的噪声功率范围的数量大于预设数量，则当前处于单一环境场景。
[0026]可选地，在步骤S500之后还包括：
[0027]步骤S510，当与噪声功率中位数对应的降噪增益与当前的降噪增益不相等时，将当前的降噪增益按预设梯度调整为与噪声功率中位数对应的降噪增益，以使降噪增益逐渐过渡。
[0028]可选地，在步骤S300中，当重叠数量占比大于预设阈值时，且多个噪声功率中有一部分属于预设的第一环境场景的噪声功率范围，还有一部分属于预设的第二环境场景的噪声功率范围时，则确定当前处于第一环境场景和第二环境场景，并执行以下步骤：
[0029]步骤S800，分别确定多个噪声功率中仅属于第一环境场景的第一数量和仅属于第二环境场景的第二数量，并得到第一数量和第二数量的数量比；
[0030]步骤S900，按数量比对第一预设增益和第二预设增益进行加权得到降噪增益，其中，各个环境场景一一对应一预设档位的降噪增益，第一预设增益为第一环境场景对应的预设档位的降噪增益，第二预设增益为第二环境场景对应的预设档位的降噪增益，并执行步骤S600。
[0031]可选地，在第i个执行周期中，i大于1，步骤S800之前还包括：
[0032]步骤S710，对第i
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1个执行周期中缓存的第一数量及第二数量分别进行加权得到加权后的第一数量及第二数量，加权系数大于0且小于或等于1；
[0033]步骤S720，分别确定第i个执行周期的多个噪声功率中属于第一环境场景的新的第一数量和属于第二环境场景的新的第二数量；
[0034]在第i个执行周期中，在步骤S800包括：
[0035]步骤S720，对加权后的第一数量与新的第一数量求和则得到第i个执行周期的第一数量，对加权后的第二数量与新的第二数量求和则得到第i个执行周期的第二数量，第i个执行周期的第一数量与第二数量的比值作为第i个执行周期的数量比。
[0036]可选地，在第i个执行周期中，步骤S800还包括：
[0037]步骤S710，依据第i个执行周期中得到的噪声功率集合确定是否存在第三环境场景，其中，第三环境场景区别于第一环境场景及第二环境场景；
[0038]当第i个执行本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于自适应降噪增益调节的主动降噪方法，其特征在于，包括：步骤S100，获取采集元件在预设时长内采集的原始音频信号；步骤S200，从所述原始音频信号中确定所述预设时长内的环境噪声，并得到所述环境噪声的噪声功率集合，其中，所述噪声功率集合为所述预设时长内环境噪声的多个噪声功率；步骤S400，对所述噪声功率集合内的各个噪声功率按数值大小顺序进行排序，得到所述噪声功率集合的噪声功率中位数；步骤S500，提取与所述噪声功率中位数对应噪声功率范围的降噪增益，其中，所述噪声功率范围为多个预设范围中的一个，各个预设范围一一对应一个降噪增益，其中，不同的降噪增益分别适用于不同的噪声环境；步骤S600，根据所述降噪增益促使次级通路产生与所述降噪增益对应的噪音抵消波形，以抵消所述环境噪声。2.如权利要求1所述的主动降噪方法，其特征在于，所述步骤S100中预设时长内的原始音频信号包含多帧音频信号；所述步骤S100包括按序获取所述多帧音频信号；在所述步骤S200中，分别确定各帧音频信号中环境噪声的噪声功率；所述步骤S400包括：在确定到第j帧音频信号的噪声功率时，将第j帧的噪声功率与第1至第j
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1帧的噪声功率进行排序，直至j＝P，其中，2≤j≤P，P为所述预设时长内的原始音频信号的帧数。3.如权利要求1所述的主动降噪方法，其特征在于，在所述步骤S400中，当所述噪声功率集合包括偶数个所述噪声功率时，所述噪声功率中位数为排序后的所述噪声功率集合的中间两个数值的其中一个。4.如权利要求2所述的主动降噪方法，其特征在于，在所述步骤S400之前还包括：步骤S300，依据所述多个噪声功率与预设环境场景的对应关系确定当前可能所在的环境场景是否为单一环境场景，若当前处于单一环境场景，则进入所述步骤S400，其中，各预设环境场景与各噪声功率范围一一对应，其中，所述单一环境场景为所述多个噪声功率仅属于所述多个预设范围中的一个预设范围内对应的环境场景。5.如权利要求4所述的主动降噪方法，其特征在于，所述步骤S300中确定当前是否处于单一环境场景包括：若所述多个噪声功率中有一部分属于预设的第一环境场景的噪声功率范围，且有一部分属于预设的其它环境场景的噪声功率范围，则确定所述多个噪声功率中同时属于所述第一环境场景的噪声功率范围和属于所述其它环境场景的噪声功率范围的重叠数量占比，当所述重叠数量占比小于预设阈值时，则确定当前处于单一环境场景，其中，所述其它环境场景为区别于所述第一环境场景的预设环境场景。6.如权利要求4所述的主动降噪方法，其特征在于，所述步骤S300中确定当前是否处于单一环境场景包括：若所述多个噪声功率中属于某一个预设环境场景的噪声功率范围的数量大于预设数量，则当前处于单一环境场景。7.如权利要求1
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6任一项所述的主动降噪方法，其特征在于，在所述步骤S500之后还包括：
步骤S510，当与所述噪声功率中位数对应的所述降噪增益与当前的所述降噪增益不相等时，将当前的所述降噪增益按预设梯度调整为与所述噪声功率中位数对应的所述降噪增益，以使所述降噪增益逐渐过渡。8.如权利要求1
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7任一项所述的主动降噪方法，其特征在于，在所述步骤S300中，当所述重叠数量占比大于所述预设阈值时，且所述多个噪声功率中有一部分属于预设的第一环境场景的噪声功率范围，还有一部分属于预设的第二环境场景的噪声功率范围时，则确定当前处于所述第一环境场景和所述第二环境场景，并执行以下步骤：步骤S800，分别确定所述多个噪声功率中仅属于所述第一环境场景的第一数量和仅属于所述第二环境场景的第二数量，并得到所述第一数量和所述第二数量的数量比；步骤S900，按所述数量比对第一预设增益和第二预设增益进行加权得到降噪增益，其中，各个环境场景一一对应一预设档位的降噪增益，所述第一预设增益为所述第一环境场景对应的预设档位的降噪增益，所述第二预设增益为所述第二环境场景对应的预设档位的降噪增益，并执行所述步骤S600。9.如权利要求8所述的主动降噪方法，其特征在于，在第i个执行周期中，i大于1，所述步骤S800之前还包括：步骤S710，对第i
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1个执行周期中缓存的第一数量及第二数量分别进行加权得到加权后的第一数量及第二数量，加权系数大于0且小于或等于1；步骤S720，分别确定第i个执行周期的多个噪声功率中属于所述第一环境场景的新的第一数量和属于所述第二环境场景的新的第二数量；在第i个执行周期中，在所述步骤S800包括：步骤S720，对所述加权后的第一数量与所述新的第一数量求和则得到第i个执行周期的第一数量，对所述加权后的第二数量与所述新的第二数量求和则得到第i个执行周期的第二数量，第i个执行周期的第一数量与第二数量的比值作为第i个执行周期的所述数量比。10.如权利要求9所述的主动降噪方法，其特征在于，在第i个执行周期中，所述步骤S800还包括：步骤S710，依据所述第i个执行周期中得到的所述噪声功率集合确定是否存在第三环境场景，其中，所述第三环境场景区别于所述第一环境场景及所述第二环境场景；当第i个执行周期中确定存在第三环境场景，则将所述第i
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1个执行周期缓存的所述第一数量和所述第二数量均清零。11.一种主动降噪装置，其特征在于，所述装置包括：音频信号获取模块(100)，用于获取采集元件在预设时长内采集的原始音频信号；噪声功率集合得到模块(200)，用于从所述原始音频信号中确定所述预设时长内的环境噪声，并得到所述环境噪声的噪声功率集合，其中，所述噪声功率集合为所述预设时长内环境噪声的多个噪声功率；排序模块(400)，用于对所述噪声功率集合内的各个噪声功率按数值大小顺序进行排序，得到所述噪声功率集合的噪声功率中位数；降...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄俊豪，
申请(专利权)人：珠海市杰理科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：