CN102543060B - 有源噪声控制系统及其设计方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种有源噪声控制系统，其包括：环境噪声采集装置、高速模数转换装置、回放音频接收装置、分别与所述高速模数转换装置和所述回放音频接收装置电连接的信号处理装置、高速数模转换装置、功率放大装置和电连接在所述功率放大装置上的受话器，其中，所述信号处理装置包括：环境噪声数字信号输入端，接收带风噪环境噪声数字信号；回放音频数字信号输入端；风噪信号滤除模块，基于次级声反馈通路的反相滤波模块，回放音频增益调整模块，基于次级通路的频率响应补偿模块，系数存储模块，信号叠加模块，混合音频数字信号输出端。与相关技术相比，本发明的有源噪声控制系统其消噪效果更好。

Description

有源噪声控制系统及其设计方法

【技术领域】

本发明涉及一种有源噪声控制系统及其设计方法，尤其涉及一种运用在手机等便携式通讯产品领域的有源噪声控制系统及其设计方法。

【背景技术】

随着无线通讯的发展，全球移动电话用户越来越多，用户对移动电话的要求已不仅满足于通话，而且要能够提供高质量的通话效果，尤其是目前移动多媒体技术的发展，移动电话的通话质量更显重要。

由于大量环境噪声的存在，手机等通讯设备的受话器在播放语音时普遍信噪比不够高，特别是在街道汽车等高噪声环境中，需要提高音量才能使本地手机用户听清，但这样又可能损伤听力，或使私人通话失去私密性。常见的解决方法是采用前馈式主动噪声控制的自动降噪耳机来改善通讯质量。

然而，相关技术的自动降噪耳机，其麦克风固定置于耳机外接插孔的连线上，其位置会随连线的移动而移动，导致麦克风采集到的环境噪声相位有变化。而前馈式主动噪声控制对于信号的相位非常敏感，易导致系统性能降低或失效。

而手机不同于耳机，若只用手机本身降噪，在使用过程中，手机与人耳往往结合的并不紧密，存在次级声反馈现象。次级声反馈现象是指受话器(次级声源)发声以消除环境噪声，以及回放远端音频的时候，又传播回环境噪声采集装置处，被误认为是外部的环境噪声处理，导致对系统有害的反馈现象。这种现象往往被其它消噪方法所忽视，导致消噪效果降低、不稳定乃至失效。另外，相关技术的降噪方法都没有考虑风噪对麦克风的影响。风噪是在麦克风附近的空气湍流造成麦克风的误采集，并不像一般环境噪声会传播到人耳内，是一种有害的干扰，进而影响降噪效果。

因此，实有必要提出一种新的有源噪声控制系统及方法解决上述问题。

【发明内容】

本发明需解决的技术问题是提供一种消噪效果好的有源噪声控制系统及其设计方法。

根据上述的技术问题，设计了一种有源噪声控制系统，其目的是这样实现的：

一种有源噪声控制系统，其包括：

环境噪声采集装置、与所述环境噪声采集装置电连接的高速模数转换装置、回放音频接收装置、分别与所述高速模数转换装置和所述回放音频接收装置电连接的信号处理装置、与所述信号处理装置电连接的高速数模转换装置、与所述高速数模转换装置电连接的功率放大装置和电连接在所述功率放大装置上的受话器，其中，

所述信号处理装置包括：

环境噪声数字信号输入端，接收带风噪环境噪声数字信号；

回放音频数字信号输入端，接收需要被回放的回放音频数字信号；

风噪信号滤除模块，其包括高通滤波器，滤除所述带风噪环境噪声数字信号中的风噪，得到无风噪环境噪声数字信号并输出；

基于次级声反馈通路的反相滤波模块，其包括数字反相滤波器，将所述无风噪环境噪声数字信号经所述数字反相滤波器处理得到反相环境噪声数字信号并输出；

回放音频增益调整模块，将所述回放音频数字信号进行增益调整得到增益调整后回放音频数字信号并输出；

基于次级通路的频率响应补偿模块，其包括频率响应补偿滤波器，将所述增益调整后回放音频数字信号进行频率响应补偿得到频率响应补偿后回放音频数字信号并输出；

系数存储模块，用于预先存储所述反相滤波器和所述频率响应补偿滤波器的系数；

信号叠加模块，将所述反相环境噪声数字信号和所述频率响应补偿后回放音频数字信号进行信号叠加得到所述混合音频数字信号；

混合音频数字信号输出端，将所述混合音频数字信号输出。

优选的，所述数字反相滤波器和所述频率响应补偿滤波器皆为FIR型数字滤波器。

优选的，所述高通滤波器的通带起始频率为200Hz的。

本发明还提供了一种基于本发明所述的有源噪声控制系统的设计方法，该方法包括如下步骤：

步骤A、提供一环境噪声采集装置；

提供一高速模数转换装置；

提供一回放音频接收装置；

提供一信号处理装置，其包括环境噪声数字信号输入端、回放音频数字信号输入端、风噪信号滤除模块、基于次级声反馈通路的反相滤波模块、回放音频增益调整模块、基于次级通路的频率响应补偿模块、系数存储模块、信号叠加模块、混合音频数字信号输出端，其中，所述风噪信号滤除模块包括高通滤波器，所述基于次级声反馈通路的反相滤波模块包括数字反相滤波器，所述基于次级通路的频率响应补偿模块包括频率响应补偿滤波器；

提供一高速数模转换装置；

提供一功率放大装置；

提供一受话器；

提供一扬声器；

提供一人耳模型，其内设有麦克风；

步骤B、利用环境噪声采集装置采集环境噪声得到带风噪环境噪声模拟信号，再利用所述高速模数转换装置将所述带风噪环境噪声模拟信号转换得到带风噪环境噪声数字信号并输入给所述信号处理装置的所述环境噪声数字信号输入端，通过所述回放音频接收装置接收需要被回放的回放音频数字信号并将接收到的所述回放音频数字信号输入给所述信号处理装置的所述回放音频数字信号输入端；

步骤C、通过所述信号处理装置对信号进行去除风噪、反相滤波、增益调整、频率响应补偿和信号叠加处理，得到混合音频数字信号并输入给所述混合音频数字信号输出端：

步骤1、利用所述风噪信号滤除模块的通带起始频率为200Hz的高通滤波器对所述带风噪环境噪声模拟信号进行风噪滤波处理，得到无风噪环境噪声数字信号；

步骤2、利用所述基于次级声反馈通路的反相滤波模块的所述数字反相滤波器对所述无风噪环境噪声数字信号进行反相滤波处理，得到反相环境噪声数字信号，所述数字反相滤波器设为w，则有：

(1)准备标准声音测试环境，利用所述扬声器模拟噪声源，所述人耳模型模拟用户，将所述有源噪声控制系统固定在人耳模型附近；

(2)利用所述信号处理装置产生白噪声X_s，所述人耳模型内的麦克风接收到信号设为Y_s，通过维纳滤波法等系统建模方法，计算出次级通路的脉冲响应，其设为s，则

s＝wiener(X_s，Y_s，N_s)

其中，N_s表示次级通路的脉冲响应的长度(采样点的个数)，wiener为FIR型维纳滤波器的求解函数；

(3)利用所述信号处理装置产生白噪声X_b，所述环境噪声采集装置接收的信号设为Y_b，通过维纳滤波法等系统建模方法，计算出声反馈通路的脉冲响应，其设为b，则

b＝wiener(X_b，Y_b，N_b)

其中，N_b表示次级通路的脉冲响应的长度；

(4)使所述噪声源发出白噪声，所述环境噪声采集装置和所述人耳模型内的麦克风分别接收到信号设为X_p和Y_p，计算出反相滤波器w：

F_x＝conv(b，Y_p)-conv(s，X_p)；

w＝wiener(F_x，Y_p，N_w)；

其中，N_w表示反相滤波器的脉冲响应的长度，conv为卷积操作函数，F_x为滤波后的参考信号；

步骤3、设置噪声门限为NG，利用所述回放音频增益调整模块接收所述回放音频数字信号和所述无风噪环境噪声数字信号，通过所述无风噪环境噪声数字信号与所述噪声门限NG比较调整所述回放音频增益调整模块的增益倍数，得到增益调整后回放音频数字信号，设所述无风噪环境噪声数字信号为x，增益倍数设为gain，则：

$\mathrm{gain}=\left\{\begin{array}{cc}1,& x\&le;\mathrm{NG}\\ x/\mathrm{NG},& \mathrm{NG}<x<\mathrm{NG}*\mathrm{GMAX}\\ \mathrm{GMAX},& x>\mathrm{NG}*\mathrm{GMAX}\end{array}\right.$

其中GMAX为所述回放音频数字信号不失真情况下可调的最大增益倍数；

步骤4、利用所述基于次级通路的频率响应补偿模块的频率响应补偿滤波器对所述增益调整后回放音频数字信号进行频率响应补偿，所述频率响应补偿滤波器设为c，其为：

c＝fir2(N_c，2/f_s*[0，150，234，280，398，540，820，1758，3247，3352，3400，3720，24000]，[1，2，1，0.9，1，0.73，1.3，0.5，1.2，1.5，1.4，1，1])

其中，N_c为频率响应补偿滤波器的长度，fir2为根据频率响应设计的滤波器函数，f_s为采样频率；

步骤5、将所述数字反相滤波器和所述频率响应补偿滤波器的系数别分预先存储在所述系数存储装置，当所述数字反相滤波器和所述频率响应补偿滤波器工作时读取所述系数；

步骤6、通过所述信号叠加模块将所述反相环境噪声数字信号和所述频率响应补偿后回放音频数字信号进行信号叠加得到混合音频数字信号并输入给所述混合音频数字信号输出端；

步骤D、通过高速数模转换装置将所述混合音频数字信转换为混合音频模拟信号并输入给所述功率放大装置，所述功率放大装置将所述混合音频模拟信号进行功率放大并输出功率放大后混合音频模拟信号；通过所述受话器接收所述放大后混合音频模拟信号并输出混合声波。

与相关技术相比，本发明的有源噪声控制系统的消噪效果更好。

【附图说明】

图1为本发明有源噪声控制系统的原理框图。

图2为本发明有源噪声控制系统的信号处理装置的结构框图。

图3为本发明有源噪声控制系统回放音频增益的调整方法坐标示意图。

图4为本发明有源噪声控制系统次级通道的频率响应曲线图。

图5为本发明有源噪声控制系统频率响应补偿滤波器的频率响应曲线图。

图6为本发明有源噪声控制系统次级通道的频率响应补偿前后对比曲线图。

图7为本发明有源噪声控制系统一种实施方式的消噪前后频谱对比曲线图。

【具体实施方式】

下面结合附图和实施方式对本发明作进一步说明。

如图1-2所示，一种有源噪声控制系统10，其包括：

环境噪声采集装置1、与环境噪声采集装置1电连接的高速模数转换装置2、回放音频接收装置3、分别与高速模数转换装置2和回放音频接收装置3电连接的信号处理装置4、与信号处理装置4电连接的高速数模转换装置5、与高速数模转换装置5电连接的功率放大装置6和电连接在功率放大装置6上的受话器7，其中，

信号处理装置4包括：

环境噪声数字信号输入端41，接收带风噪环境噪声数字信号；

回放音频数字信号输入端42，接收需要被回放的回放音频数字信号；

风噪信号滤除模块43，其包括高通滤波器(未图示)，滤除所述带风噪环境噪声数字信号中的风噪，得到无风噪环境噪声数字信号并输出；

基于次级声反馈通路的反相滤波模块44，其包括数字反相滤波器(未图示)，将所述无风噪环境噪声数字信号经数字反相滤波器处理得到反相环境噪声数字信号并输出；

回放音频增益调整模块45，将所述回放音频数字信号进行增益调整得到增益调整后回放音频数字信号并输出；

基于次级通路的频率响应补偿模块46，其包括频率响应补偿滤波器(未图示)，将所述增益调整后回放音频数字信号进行频率响应补偿得到频率响应补偿后回放音频数字信号并输出；

系数存储模块47，用于预先存储所述反相滤波器和所述频率响应补偿滤波器的系数；

信号叠加模块48，将所述反相环境噪声数字信号和所述频率响应补偿后回放音频数字信号进行信号叠加得到所述混合音频数字信号；

混合音频数字信号输出端49，将所述混合音频数字信号输出。

本实施方式中，数字反相滤波器和频率响应补偿滤波器皆为FIR型数字滤波器(Finite Impulse Response滤波器：有限长单位冲激响应滤波器)。因为FIR型数字滤波器在保证幅度特性满足要求的同时，还能够做到严格的线性特点，精度高。本发明的有源噪声控制系统10中所包括的高通滤波器的通带起始频率为200Hz的，即高于200Hz频率的信号通过，低于200Hz频率的信号衰减。风噪信号中，低频能量比较大，对有源降噪系统干扰大。滤除200Hz以下就可以实现大部分干扰的去除。当然，高通滤波器的通带起始频率也并非仅限于此，这只是一种优选的参数。

本发明还提供了一种基于本发明的有源噪声控制系统10的设计方法，该方法包括如下步骤：

步骤A、提供一环境噪声采集装置1；

提供一高速模数转换装置2；

提供一回放音频接收装置3；

提供一信号处理装置4，其包括环境噪声数字信号输入端41、回放音频数字信号输入端42、风噪信号滤除模块43、基于次级声反馈通路的反相滤波模块44、回放音频增益调整模块45、基于次级通路的频率响应补偿模块46、系数存储模块47、信号叠加模块48、混合音频数字信号输出端49，其中，风噪信号滤除模块43包括通带起始频率为200Hz的高通滤波器，基于次级声反馈通路的反相滤波模块44包括数字反相滤波器，基于次级通路的频率响应补偿模块46包括频率响应补偿滤波器；

提供一高速数模转换装置5；

提供一功率放大装置6；

提供一受话器7；

提供一扬声器8；

提供一人耳模型9，其内设有麦克风(未图示)；

本发明有源噪声控制系统10其对受话器7的距离要求不高，设为1-2厘米。

步骤B、利用环境噪声采集装置1采集环境噪声得到带风噪环境噪声模拟信号，再利用高速模数转换装置5将所述带风噪环境噪声模拟信号转换得到带风噪环境噪声数字信号并输入给信号处理装置4的环境噪声数字信号输入端41，通过回放音频接收装置3接收需要被回放的回放音频数字信号并将接收到的所述回放音频数字信号输入给信号处理装置4的回放音频数字信号输入端42；

步骤C、通过信号处理装置4对信号进行去除风噪、反相滤波、增益调整、频率响应补偿和信号叠加处理，得到混合音频数字信号并输入给混合音频数字信号输出端49：

步骤1、利用风噪信号滤除模块43的通带起始频率为200Hz的高通滤波器对所述带风噪环境噪声模拟信号进行风噪滤波处理，得到无风噪环境噪声数字信号。此类局部噪声不会传播到人耳附近，只会对环境噪声采集装置1产生干扰，所以必须要滤除。风噪的频谱特性是主要能量集中在低频，能量随着频率的增高而减小。因此，滤除200Hz以下就可以实现大部分干扰的去除。

步骤2、利用基于次级声反馈通路的反相滤波模块44的所述数字反相滤波器对所述无风噪环境噪声数字信号进行反相滤波处理，得到反相环境噪声数字信号，所述数字反相滤波器设为w：

(1)准备标准声音测试环境，利用扬声器8模拟噪声源，人耳模型9模拟用户，将有源噪声控制系统10固定在人耳模型9附近；

(2)利用信号处理装置4产生白噪声X_s，人耳模型9内的麦克风接收到信号设为Y_s，通过维纳滤波法等系统建模方法，计算出次级通路的脉冲响应，其设为s，则

s＝wiener(X_s，Y_s，N_s)

其中，N_s表示次级通路的脉冲响应的长度(采样点的个数)，wiener为FIR型维纳滤波器的求解函数。所谓次级通路，是指从信号处理装置输出端到人耳的电学和声学通路。

(3)利用信号处理装置4产生白噪声X_b，环境噪声采集装置1接收的信号设为Y_b，通过维纳滤波法等系统建模方法，计算出次级声反馈通路的脉冲响应，其设为b，则

b＝wiener(X_b，Y_b，N_b)

其中，N_b表示次级通路的脉冲响应的长度。

所谓次级声反馈通路是指从信号处理装置输出端到环境噪声采集装置1的电学和声学通路。

(4)使所述噪声源(扬声器8)发出白噪声，环境噪声采集装置1和人耳模型9内的麦克风分别接收到信号设为X_p和Y_p，计算出反相滤波器w：

F_x＝conv(b，Y_p)-conv(s，X_p)；

w＝wiener(F_x，Y_p，N_w)；

其中，N_w表示反相滤波器的脉冲响应的长度，conv为卷积操作函数，F_x为滤波后的参考信号；

步骤3、设置噪声门限为NG，利用回放音频增益调整模块45接收所述回放音频数字信号和所述无风噪环境噪声数字信号，通过所述无风噪环境噪声数字信号与所述噪声门限NG比较调整回放音频增益调整模块45的增益倍数，得到增益调整后回放音频数字信号，设所述无风噪环境噪声数字信号为x，增益倍数设为gain，如图3所示，则有：

$\mathrm{gain}=\left\{\begin{array}{cc}1,& x\&le;\mathrm{NG}\\ x/\mathrm{NG},& \mathrm{NG}<x<\mathrm{NG}*\mathrm{GMAX}\\ \mathrm{GMAX},& x>\mathrm{NG}*\mathrm{GMAX}\end{array}\right.$

其中GMAX为所述回放音频数字信号不失真情况下可调的最大增益倍数。具体的，本实施方式中，NG设为-60dBFS，相当于噪声声压级为60dB。

步骤4、利用基于次级通路的频率响应补偿模块46的频率响应补偿滤波器对所述增益调整后回放音频数字信号进行频率响应补偿。

因为理想的频率响应曲线是平直的，语音通信的带宽一般为300到3400Hz，频率响应补偿即用频率响应补偿滤波器主要将频率范围从300到3400Hz部分的频率响应曲线尽量拉平。观察次级通路的脉冲响应s，对于频率范围为300到3400Hz部分中存在不平坦的地方，用matlab等工具设计FIR型数字滤波器调整频率响应，将频率响应曲线突起的峰值增益降低，凹陷的谷值增益提高，使得回放音频数字信号在经过频率响应补偿滤波器和次级通路后，得到在300到3400Hz内平坦的频率响应。

具体的，如图4所示，对于次级通路的频率响应曲线图，需要在150Hz，234Hz，280Hz，398Hz，540Hz，820Hz，1758Hz，3247Hz，3352Hz和3720Hz分别提高6.0dB，0dB，-0.9dB，0dB，-2.7dB，2.3dB，-6.0dB，1.6dB，3.5dB和2.9dB。

如图5所示，所述频率响应补偿滤波器设为c，在matlab等工具中设计频率响应补偿滤波器c为：

c＝fir2(N_c，2/f_s*[0，150，234，280，398，540，820，1758，3247，3352，3400，3720，24000]，[1，2，1，0.9，1，0.73，1.3，0.5，1.2，1.5，1.4，1，1])

其中，N_c为频率响应补偿滤波器的长度，fir2为根据频率响应设计的滤波器函数，f_s为采样频率。

步骤5、将所述数字反相滤波器和所述频率响应补偿滤波器的系数别分预先存储在系数存储装置47，当所述数字反相滤波器和所述频率响应补偿滤波器工作时读取所述系数。因为本实施方式中，数字反相滤波器和频率响应补偿滤波器均为FIR型数字滤波器，二者分别有一组滤波器系数，本发明的有源噪声控制系统10工作时，实时采集的数据分别与数字反相滤波器和频率响应补偿滤波器的系数做FIR滤波运算，得到滤波后的数据，因此所述系数要先存储在所述系数存储装置47内。对于不同电学和声学特征的便携式等通讯产品，只用修改数字反相滤波器和频率响应补偿滤波器的系数即可。

步骤6、通过信号叠加模块48将所述反相环境噪声数字信号和所述频率响应补偿后回放音频数字信号进行信号叠加得到混合音频数字信号并输入给混合音频数字信号输出端49；

步骤D、通过高速数模转换装置5将所述混合音频数字信转换为混合音频模拟信号并输入给功率放大装置6，功率放大装置6将所述混合音频模拟信号进行功率放大并输出功率放大后混合音频模拟信号；通过受话器7接收所述放大后混合音频模拟信号并输出混合声波，也即用户听到的消噪后的声音。如图6-7所示，从消噪前后对比可见本发明的有源噪声控制系统10的消噪效果明显。

与相关技术相比，本发明有源噪声控制系统考虑到了次级声反馈通路因素，设置了具有消除次级声反馈能力的信号处理装置，而且信号处理装置还具有消除风噪和对次级通路回放音频进行增益调整的能力，即便将本发明的有源噪声控制系统使用在如手机等存在次级声反馈现象的便携式通讯产品中也能具有良好的消噪能力。另外，本发明的有源噪声控制系统结构简单，易于集成在手机内部，对环境噪声采集装置与受话器之间的相对位置要求不高，易于布局，使用范围广，消噪效果更佳。

以上所述的仅是本发明的实施方式，在此应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出改进，但这些均属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种有源噪声控制系统，其包括：

环境噪声采集装置、与所述环境噪声采集装置电连接的高速模数转换装置、回放音频接收装置、分别与所述高速模数转换装置和所述回放音频接收装置电连接的信号处理装置、与所述信号处理装置电连接的高速数模转换装置、与所述高速数模转换装置电连接的功率放大装置和电连接在所述功率放大装置上的受话器，其特征在于：

所述信号处理装置包括：

环境噪声数字信号输入端，接收带风噪环境噪声数字信号；

回放音频数字信号输入端，接收需要被回放的回放音频数字信号；

风噪信号滤除模块，其包括高通滤波器，滤除所述带风噪环境噪声数字信号中的风噪，得到无风噪环境噪声数字信号并输出；

基于次级声反馈通路的反相滤波模块，其包括数字反相滤波器，将所述无风噪环境噪声数字信号经所述数字反相滤波器处理得到反相环境噪声数字信号并输出；

回放音频增益调整模块，将所述回放音频数字信号进行增益调整得到增益调整后回放音频数字信号并输出；

基于次级通路的频率响应补偿模块，其包括频率响应补偿滤波器，将所述增益调整后回放音频数字信号进行频率响应补偿得到频率响应补偿后回放音频数字信号并输出；

系数存储模块，用于预先存储所述反相滤波器和所述频率响应补偿滤波器的系数；

信号叠加模块，将所述反相环境噪声数字信号和所述频率响应补偿后回放音频数字信号进行信号叠加得到混合音频数字信号；

混合音频数字信号输出端，将所述混合音频数字信号输出。

2.根据权利要求1所述的有源噪声控制系统，其特征在于：所述数字反相滤波器和所述频率响应补偿滤波器皆为FIR型数字滤波器。

3.根据权利要求2所述的有源噪声控制系统，其特征在于：所述高通滤波器的通带起始频率为200Hz。

4.一种如权利要求3所述的有源噪声控制系统的设计方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：

步骤A、提供一环境噪声采集装置；

提供一高速模数转换装置；

提供一回放音频接收装置；

提供一信号处理装置，其包括环境噪声数字信号输入端、回放音频数字信号输入端、风噪信号滤除模块、基于次级声反馈通路的反相滤波模块、回放音频增益调整模块、基于次级通路的频率响应补偿模块、系数存储模块、信号叠加模块、混合音频数字信号输出端，其中，所述风噪信号滤除模块包括高通滤波器，所述基于次级声反馈通路的反相滤波模块包括数字反相滤波器，所述基于次级通路的频率响应补偿模块包括频率响应补偿滤波器；

提供一高速数模转换装置；

提供一功率放大装置；

提供一受话器；

提供一扬声器；

提供一人耳模型，其内设有麦克风；

步骤B、利用环境噪声采集装置采集环境噪声得到带风噪环境噪声模拟信号，再利用所述高速模数转换装置将所述带风噪环境噪声模拟信号转换得到带风噪环境噪声数字信号并输入给所述信号处理装置的所述环境噪声数字信号输入端，通过所述回放音频接收装置接收需要被回放的回放音频数字信号并将接收到的所述回放音频数字信号输入给所述信号处理装置的所述回放音频数字信号输入端；

步骤C、通过所述信号处理装置对信号进行去除风噪、反相滤波、增益调整、频率响应补偿和信号叠加处理，得到混合音频数字信号并输入给所述混合音频数字信号输出端：

步骤1、利用所述风噪信号滤除模块的通带起始频率为200Hz的高通滤波器对所述带风噪环境噪声模拟信号进行风噪滤波处理，得到无风噪环境噪声数字信号；

步骤2、利用所述基于次级声反馈通路的反相滤波模块的所述数字反相滤波器对所述无风噪环境噪声数字信号进行反相滤波处理，得到反相环境噪声数字信号，所述数字反相滤波器设为w，则有：

（1）准备标准声音测试环境，利用所述扬声器模拟噪声源，所述人耳模型模拟用户，将所述有源噪声控制系统固定在人耳模型附近；

（2）利用所述信号处理装置产生白噪声X_s，所述人耳模型内的麦克风接收到信号设为Y_s，通过维纳滤波法系统建模方法，计算出次级通路的脉冲响应，其设为s，则

s=wiener(X_s，Y_s，N_s)

其中，N_s表示次级通路的脉冲响应的长度，wiener为FIR型维纳滤波器的求解函数；

（3）利用所述信号处理装置产生白噪声X_b，所述环境噪声采集装置接收的信号设为Y_b，通过维纳滤波法系统建模方法，计算出声反馈通路的脉冲响应，其设为b，则

b=wiener(X_b，Y_b，N_b)

其中，N_b表示次级通路的脉冲响应的长度；

（4）使所述噪声源发出白噪声，所述环境噪声采集装置和所述人耳模型内的麦克风分别接收到信号设为X_p和Y_p，计算出反相滤波器w：

F_x=conv(b，Y_p)–conv(s，X_p);

w=wiener(F_x，Y_p，N_w);

其中，N_w表示反相滤波器的脉冲响应的长度，conv为卷积操作函数，F_x为滤波后的参考信号；

步骤3、设置噪声门限为NG，利用所述回放音频增益调整模块接收所述回放音频数字信号和所述无风噪环境噪声数字信号，通过所述无风噪环境噪声数字信号与所述噪声门限NG比较调整所述回放音频增益调整模块的增益倍数，得到增益调整后回放音频数字信号，设所述无风噪环境噪声数字信号为x，增益倍数设为gain，则：

$\mathrm{gain}=\left\{\begin{array}{cc}1,& x\&le;\mathrm{NG}\\ x/\mathrm{NG},& \mathrm{NG}<x<\mathrm{NG}*\mathrm{GMAX}\\ \mathrm{GMAX},& x>\mathrm{NG}*\mathrm{GMAX}\end{array}\right.$

其中GMAX为所述回放音频数字信号不失真情况下可调的最大增益倍数；

步骤4、利用所述基于次级通路的频率响应补偿模块的频率响应补偿滤波器对所述增益调整后回放音频数字信号进行频率响应补偿，所述频率响应补偿滤波器设为c，其为：

c=fir2(N_c，2/f_s*[0,150,234,280,398,540,820,1758,3247,3352,3400,3720，24000]，[1,2,1,0.9,1,0.73,1.3,0.5,1.2,1.5,1.4,1,1])

其中，N_c为频率响应补偿滤波器的长度，fir2为根据频率响应设计的滤波器函数，f_s为采样频率；

步骤5、将所述数字反相滤波器和所述频率响应补偿滤波器的系数分别预先存储在所述系数存储装置，当所述数字反相滤波器和所述频率响应补偿滤波器工作时读取所述系数；

步骤6、通过所述信号叠加模块将所述反相环境噪声数字信号和所述频率响应补偿后回放音频数字信号进行信号叠加得到混合音频数字信号并输入给所述混合音频数字信号输出端；

步骤D、通过高速数模转换装置将所述混合音频数字信转换为混合音频模拟信号并输入给所述功率放大装置，所述功率放大装置将所述混合音频模拟信号进行功率放大并输出功率放大后混合音频模拟信号；通过所述受话器接收所述放大后混合音频模拟信号并输出混合声波。

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