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了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，在得到环境噪声的噪声功率集合后，依据多个噪声功率确定当前所在的第一环境场景和第二环境场景，而后确定当前可能所在环境场景，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第二环境场景的噪声功率范围，则分别确定多个噪声功率中的第一数量和第二数量，并得二者的数量比后，按该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，并根据降噪增益产生对应的噪音抵消波形。从而当噪声功率落在两个不同场景的噪声功率范围时，能够折中适应不确定的场景，提高了调整降噪增益的精细度，使得降噪效果更加适应于人耳。果更加适应于人耳。果更加适应于人耳。

【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]本专利技术涉及音频降噪
，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。可见，降噪增益自适应调节是三种类型中较佳的降噪方式。
[0007]在不同的应用场景(例如卧室、会议室、客厅、户外等)，其噪声功率不同，为了面对不同场景切换，使得降噪增益更好地匹配对应的场景，现有技术中，通常会提供多个档位的降噪增益，这些档位的降噪增益一一匹配各个场景；在实际使用过程中，通过检测实际的噪声功率来确定当前所处的场景，并由此选择合适的降噪增益档位，或者依据实际的噪声功率来直接确定对应的增益档位。在实际应用过程中，经常存在底噪，尤其是当用户在不同场景切换时，这种底噪更为明显。
[0008]现有技术中，也有通过深度降噪的方式来对中、低频段音频进行噪音抵消，然而，当采用深度降噪时，可能超出人耳阈值而使人耳不舒适，并且也可能产生电噪声问题。
[0009]因此，自适应降噪增益调节主动降噪中，如何提高降噪可靠性，提升降噪性能，使降噪后的底噪声更加舒适成为亟待解决的问题。

技术实现思路

[0010]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，以提高主动降噪方法中调节降噪增益的精细度。
[0011]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
[0012]一种基于自适应降噪增益调节的主动降噪方法，包括：
[0013]步骤S100，获取采集元件在预设时长内采集的原始音频信号；
[0014]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；
[0015]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，其中，各个预设环境场景分别对应预设范围的噪声功率范围，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第二环境场景的噪声功率范围，则进入步骤S500；
[0016]步骤S500，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；
[0017]步骤S600，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；
[0018]步骤S700，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，以抵消原始音频信号中的环境噪声。
[0019]优选地，步骤S300还包括：
[0020]步骤S330，当第一环境场景和第二环境场景之间存在重叠的噪声功率时，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第二环境场景的噪声功率范围的重叠数量占比，当重叠数量占比超过预设阈值时，则进入步骤S500。
[0021]优选地，在步骤S300中，依据多个噪声功率确定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包括：
[0022]步骤S310，分别确定多个噪声功率中属于第一环境场景的第一总数和属于第二环境场景的第二总数；
[0023]步骤S320，当第一总数和第二总数之和大于预设数值时，则确定当前所在的场景为第一环境场景和/或第二环境场景。
[0024]优选地，在第i个执行周期中，i大于1，步骤S500之前还包括：
[0025]步骤S410，对第i
‑
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；
[0026]步骤S420，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；
[0027]在第i个执行周期中，在步骤S500中，采用如下公式得到第i个执行周期的数量比k(i)：
[0028]k(i)＝N1(i)：N2(i)，其中，N1(i)是第i个执行周期的第一数量；N2(i)是第i个执行周期的第二数量；
[0029]N1(i)＝a1*N1(i
‑
1)+N1
’
(i)，其中，N1(i
‑
1)是第i
‑
1个执行周期的第一数量，N1
’
(i)是第i个执行周期的新的第一数量，a1是对N1(i
‑
1)进行加权的加权系数；
[0030]N2(i)＝a2*N2(i
‑
1)+N2
’
(i)，其中，N2(i
‑
1)是第i
‑
1个执行周期的第二数量，N2
’
(i)是第i个执行周期的新的第二数量，a2是对N2(i
‑
1)进行加权的加权系数。
[0031]优选地，在步骤S410之前，还包括：
[0032]步骤S401，统计第i
‑
1个执行周期中缓存的第一数量、第二数量及第i个执行周期
中的多个噪声功率的数量三者的总数量；
[0033]当总数量未超过预设的缓存阈值时，步骤S410中的加权系数等于1；
[0034]当总数量超过缓存阈值时，步骤S410中的加权系数小于1。
[0035]优选地，在第i个执行周期中，步骤S300还包括：
[0036]步骤S301，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；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，其中，各个预设环境场景分别对应预设范围的噪声功率范围，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第二环境场景的噪声功率范围，则进入步骤S500；步骤S500，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S600，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；步骤S700，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，以抵消所述原始音频信号中的环境噪声。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S300还包括：步骤S330，当所述第一环境场景和所述第二环境场景之间存在重叠的噪声功率时，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第二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超过预设阈值时，则进入所述步骤S500。3.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S300中，所述依据所述多个噪声功率确定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包括：步骤S310，分别确定所述多个噪声功率中属于所述第一环境场景的第一总数和属于所述第二环境场景的第二总数；步骤S320，当所述第一总数和所述第二总数之和大于预设数值时，则确定当前所在的场景为所述第一环境场景和/或所述第二环境场景。4.如权利要求1
‑
3任意一项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S500之前还包括：步骤S410，对第i
‑
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S420，分别确定第i个执行周期的所述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S500中，采用如下公式得到第i个执行周期的数量比k(i)：k(i)＝N1(i)：N2(i)，其中，N1(i)是所述第i个执行周期的所述第一数量；N2(i)是所述第i个执行周期的所述第二数量；N1(i)＝a1*N1(i
‑
1)+N1
’
(i)，其中，N1(i
‑
1)是所述第i
‑
1个执行周期的所述第一数量，
N1
’
(i)是第i个执行周期的所述新的第一数量，a1是对N1(i
‑
1)进行加权的加权系数；N2(i)＝a2*N2(i
‑
1)+N2
’
(i)，其中，N2(i
‑
1)是所述第i
‑
1个执行周期的所述第二数量，N2
’
(i)是第i个执行周期的所述新的第二数量，a2是对N2(i
‑
1)进行加权的加权系数。5.如权利要求4所述的主动降噪方法，其特征在于，在所述步骤S410之前，还包括：步骤S401，统计第i
‑
1个执行周期中缓存的第一数量、第二数量及第i个执行周期中的所述多个噪声功率的数量三者的总数量；当所述总数量未超过预设的缓存阈值时，所述步骤S410中的加权系数等于1；当所述总数量超过所述缓存阈值时，所述步骤S410中的加权系数小于1。6.如权利要求4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S300还包括：步骤S301，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
‑
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。7.如权利要求1
‑
6任意一项所述的主动降噪方法，其特征在于，在所述步骤S600之后还包括：步骤S610，当加权得到的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加权得到的降噪增益，以使所述降噪增益逐渐过渡。8.如权利要求2或3所述的主动降噪方法，其特征在于，当所述重叠数量占比未超过所述预设阈值时，执行：步骤S800，对所述噪声功率集合内的所述多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S900，提取与所述噪声功率中位数对应噪声功率范围的所述降噪增益，并执行所述步骤S700。9.如权利要求8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，逐帧确定各帧音频信号中环境噪声的噪声功率；所述步骤S800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
‑
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。10.如权利要求8所述的主动降噪方法，其特征在于，在所述步骤S800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。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；场景确定模块(300)，用于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，其中，各个预设环境场景分别对应预设范围的噪声功率范围；比值确定模块(400)，用于当所述场景确定模块(300)确定出所述多个噪声功...

【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：