增益自适应主动降噪（制造技术

各个方面包括主动降噪

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】增益自适应主动降噪(ANR)设备
[0001]优先权声明
[0002]本申请要求于
2021
年3月
31
日提交的美国专利申请
17/218,559
号的优先权，该美国专利申请全文以引用方式并入
。


[0003]本公开整体涉及音频设备
。
更具体地，本公开涉及音频设备中的主动降噪
(ANR)。

技术介绍

[0004]ANR
设备可利用一个或多个数字信号处理器
(DSP)
来实现各种信号流拓扑
。
此类
DSP
的示例在美国专利
10,580,398
号
、8,073,150
号和
8,073,151
号中有所描述，这些专利中的每一个全文以引用方式并入本文
。
[0005]使用固定控制器
(
即，具有固定的一组滤波器系数
)
的常规前馈
(FF)ANR
设备具有许多益处
。
例如，这些固定控制器型设备可快速响应噪声条件的变化，而不需要过量的处理能力和
/
或功耗
。
这些常规的固定控制器型
ANR
设备试图近似一组用户的平均
FF
噪声响应
。
然而，此类设备还可能遭受由不同用户的适配和使用的变化而引起的性能下降
。
在某些形状因数中，诸如入耳式音频设备，用户之间的变化可能是显著的，从而导致给定用户组内不可接受的性能下降
。

技术实现思路

[0006]下文提及的所有示例和特征均可以任何技术上可能的方式组合
。
[0007]各个方面包括主动降噪
(ANR)
设备以及用于主动降噪
(ANR)
的相关音频设备和方法
。
在某些情况下，该
ANR
设备具有自适应增益
。
[0008]在一些特定方面，一种方法包括：接收表示由主动降噪
(ANR)
耳机的前馈麦克风捕获的音频的输入信号；接收表示由误差测量传感器捕获的音频的误差信号；生成被配置为在频率范围内减小噪声信号的抗噪声信号；以及基于该误差信号将增益在该频率范围内应用于该输入信号或该抗噪声信号中的至少一者，其中通过以下方式来计算该增益：在该频率范围内对该抗噪声信号进行滤波以生成滤波前馈信号，并且在该频率范围内对该误差信号进行滤波以生成滤波误差信号；估计对该误差信号的前馈路径贡献；以及基于该滤波误差信号和具有所分配的对该误差信号的前馈路径贡献的滤波前馈信号之间的相关性来确定该增益
。
[0009]在一些特定方面，一种主动降噪
(ANR)
设备包括：前馈输入端，该前馈输入端用于接收表示由主动降噪
(ANR)
耳机的前馈麦克风捕获的音频的输入信号；增益控制块，该增益控制块用于接收表示由误差测量传感器捕获的音频的误差信号；和
ANR
滤波器，该
ANR
滤波器用于生成被配置为在频率范围内减小噪声信号的抗噪声信号，其中该增益控制块被配置为基于该误差信号将增益在该频率范围内应用于该输入信号或该抗噪声信号中的至少一者，其中该增益控制块通过以下方式来计算该增益：在该频率范围内将带通滤波器应用于
该抗噪声信号以生成滤波前馈信号，并且在该频率范围内将该带通滤波器应用于该误差信号以生成滤波误差信号；估计对该误差信号的前馈路径贡献；以及基于该滤波误差信号和具有所分配的对该误差信号的前馈路径贡献的滤波前馈信号之间的相关性来确定该增益
。
[0010]具体实施可包括以下特征中的一个特征
、
或它们的任何组合
。
[0011]在某些具体实施中，估计对误差信号的前馈路径贡献是在确定增益之前利用估计器滤波器执行的
。
[0012]在特定情况下，对误差信号的前馈路径贡献的估计使用应用于抗噪声信号的估计的系统传递函数
(G
sd
)
来计算，其中抗噪声信号由
ANR
滤波器生成
。
[0013]在一些方面，估计的系统传递函数
(G
sd
)
是基于测量的传递函数分量的估计
。
[0014]在某些具体实施中，使用带通滤波器来执行滤波
。
[0015]在特定情况下，该带通滤波器在预先确定的并且等于大约
50
赫兹
(Hz)
至大约
800Hz
的频率范围内应用
。
[0016]在一些方面，抗噪声信号和误差信号的相位变化小于阈值
。
[0017]在特定具体实施中，该方法还包括基于以下中的至少一项来修改增益：过载控制调整
、
自我语音检测调整
、
音乐回放模式调整
、
感知模式调整，或通信模式调整
。
[0018]在某些情况下，抗噪声信号由具有用于生成抗噪声信号的固定的一组滤波器系数的
ANR
滤波器生成
。
[0019]在一些方面，
ANR
滤波器具有用于生成抗噪声信号的电压限制
。
[0020]在特定情况下，增益具有基于输入信号或误差信号的预期值的上限
。
[0021]在某些具体实施中，该方法还包括：响应于所确定的增益超过归因于
ANR
耳机的适配的阈值，向
ANR
耳机的用户发送指示以调整该适配
。
[0022]在一些方面，该方法还包括：响应于所确定的增益偏离归因于
ANR
耳机的头上使用的阈值，执行以下中的至少一者：将
ANR
耳机关机或将
ANR
耳机切换到待机模式
。
[0023]在特定情况下，增益由增益控制块计算，该增益控制块被配置为仅在该频率范围内计算增益
。
[0024]在一些方面，增益控制块对抗噪声信号和误差信号进行下采样以减轻
ANR
耳机中的功率使用
。
[0025]在特定情况下，误差测量传感器包括位于
ANR
耳机处的反馈麦克风，并且该方法还包括：在
ANR
滤波器处，基于由反馈麦克风检测到的反馈信号来调整增益
。
[0026]在某些具体实施中，
ANR
耳机是入耳式音频设备或环耳式音频设备
。
[0027]在一些情况下，
ANR
设备还包括：估计器滤波器，该估计器滤波器被配置为在确定增益之前估计对滤波误差信号的前馈路径贡献，其中对滤波误差信号的前馈路径贡献的估计使用应用于由...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.
一种方法，包括：接收表示由主动降噪
(ANR)
耳机的前馈麦克风捕获的音频的输入信号；接收表示由误差测量传感器捕获的音频的误差信号；生成被配置为在频率范围内减小噪声信号的抗噪声信号；以及基于所述误差信号将增益在所述频率范围内应用于所述输入信号或所述抗噪声信号中的至少一者，其中通过以下方式来计算所述增益：在所述频率范围内对所述抗噪声信号进行滤波以生成滤波前馈信号，并且在所述频率范围内对所述误差信号进行滤波以生成滤波误差信号；估计对所述误差信号的前馈路径贡献；以及基于所述滤波误差信号和具有所分配的对所述误差信号的前馈路径贡献的所述滤波前馈信号之间的相关性来确定所述增益
。2.
根据权利要求1所述的方法，其中估计对所述误差信号的所述前馈路径贡献是在确定所述增益之前利用估计器滤波器执行的
。3.
根据权利要求2所述的方法，其中对所述误差信号的所述前馈路径贡献的所述估计是使用应用于所述抗噪声信号的估计的系统传递函数
(G
sd
)
来计算的，其中所述抗噪声信号由
ANR
滤波器生成
。4.
根据权利要求3所述的方法，其中所述估计的系统传递函数
(G
sd
)
是基于测量的传递函数分量的估计
。5.
根据权利要求1所述的方法，其中使用带通滤波器执行所述滤波
。6.
根据权利要求5所述的方法，其中所述带通滤波器在预先确定的并且等于大约
50
赫兹
(Hz)
至大约
800Hz
的频率范围内应用
。7.
根据权利要求6所述的方法，其中所述抗噪声信号和所述误差信号的相位变化小于阈值
。8.
根据权利要求1所述的方法，还包括基于以下中的至少一项来修改所述增益：过载控制调整
、
自我语音检测调整
、
音乐回放模式调整
、
感知模式调整或通信模式调整
。9.
根据权利要求1所述的方法，其中所述抗噪声信号由
ANR
滤波器生成，其中所述
ANR
滤波器具有用于生成所述抗噪声信号的固定的一组滤波器系数
。10.
根据权利要求9所述的方法，其中所述
ANR
滤波器具有用于生成所述抗噪声信号的电压限制
。11.
根据权利要求1所述的方法，其中所述增益具有基于所述输入信号或所述误差信号的预期值的上限
。12.
根据权利要求1所述的方法，还包括：响应于所确定的增益超过归因于所述
ANR
耳机的适配的阈值，向所述
ANR
耳机的用户发送指示以调整所述适配
。13.
根据权利要求1所述的方法，还包括：响应于所确定的增益偏离归因于所述
ANR
耳机的头上使用的阈值，执行以下中的至少一者：将所述
ANR
耳机关机或将所述
ANR
耳机切换到待机模式
。14.
根据权利要求1所述的方法，其中由增益控制块来计算所述增益，其中所述增益控制块被配置为仅在所述频率范...

【专利技术属性】
技术研发人员：M，
申请(专利权)人：伯斯有限公司，
类型：发明
国别省市：