CN106254990B

CN106254990B - 耳机降噪方法及降噪耳机

Info

Publication number: CN106254990B
Application number: CN201610817344.0A
Authority: CN
Inventors: 赵燕鹏
Original assignee: Goertek Inc
Current assignee: Goertek Inc
Priority date: 2016-09-12
Filing date: 2016-09-12
Publication date: 2019-03-26
Anticipated expiration: 2036-09-12
Also published as: CN106254990A

Abstract

本发明提供一种耳机降噪方法及降噪耳机，其中的耳机降噪方法包括，校准模块驱动喇叭单体发出原始噪声信号，降噪麦克风接收原始噪声信号，并将接收到的原始噪声信号传递至校准模块；校准模板根据降噪麦克风传递的原始噪声信号对耳机的参量进行初始化，并生成对应的反噪声信号，同时，驱动喇叭单体发出原始噪声信号和反噪声信号；原始噪声信号和反噪声信号相互抵消，形成误差信号，降噪麦克风接收误差信号，并将误差信号传递至校准模块，校准模块对误差信号的降噪量进行阈值判定。利用上述发明能够对降噪耳机的参量进行自动校准，提高耳机的降噪效果。

Description

耳机降噪方法及降噪耳机

技术领域

本发明涉及声学技术领域，更为具体地，涉及一种耳机降噪方法及使用该方法进行降噪的降噪耳机。

背景技术

随着高品质智能手机、Pad等便携式电子产品的广泛应用，人们对可与其配合应用的耳机的声学参数要求也越来越高，目前市面上常见的降噪耳机，降噪电路一般设计在耳机上，成本较高。

此外，部分产品将DSP降噪处理设置在手机端，耳机部分设计只包括拾取周围噪声的MIC单体，及反相噪声重放的喇叭，采用前馈式降噪方式，麦克风单体使用ECM(ElectretCapacitor Microphone，驻极体电容麦克风)。由于前馈式降噪DSP要求降噪麦克风及喇叭的灵敏度/相位一致性很高，在目前的降噪耳机中无法实现，产品设计时只能对其一致性进行妥协，降低传声器/扬声器性能的一致性要求，外加耳机结构公差等其他因素影响，导致实际产品的降噪效果并不理想。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的是提供一种耳机降噪方法及降噪耳机，以解决目前降噪麦克风和喇叭的灵敏度、相位等一致性差，耳机降噪效果不理想等问题。

根据本发明的一个方面，提供一种耳机降噪方法，其特征在于，耳机包括降噪麦克风和喇叭单体，耳机与适配的终端设备连接，在终端设备内设置有校准模块；耳机降噪方法包括：校准模块驱动喇叭单体发出原始噪声信号，降噪麦克风接收原始噪声信号，并将接收到的原始噪声信号传递至校准模块；校准模板根据降噪麦克风传递的原始噪声信号对耳机的参量进行初始化，并生成对应的反噪声信号，同时，驱动喇叭单体发出原始噪声信号和反噪声信号；原始噪声信号和反噪声信号相互抵消，形成误差信号，降噪麦克风接收误差信号，并将误差信号传递至校准模块，校准模块对误差信号的降噪量进行阈值判定；其中，在校准模块对误差信号的降噪量进行阈值判定的过程中，当误差信号的降噪量小于预设阈值时，对初始化后的耳机的参量进行保存，并结束校准过程；当误差信号的降噪量大于预设阈值时，循环执行以下步骤，直至误差信号的降噪量小于预设阈值：校准模块对降噪耳机的参量进行再次优化，更新形成新的反噪声信号，并驱动喇叭单体发出原始噪声信号和新的反噪声信号；原始噪声信号和新的反噪声信号相互抵消，形成新的误差信号，降噪麦克风接收新的误差信号并将其传递至校准模块进行阈值判定。

此外，优选的方案是，参量包括喇叭单体至降噪麦克风的传递函数。

此外，优选的方案是，校准模块包括DSP芯片和存储在DSP芯片内的算法。

此外，优选的方案是，降噪麦克风为MEMS麦克风或者ANC麦克风。

根据本发明的另一方面，提供一种降噪耳机，利用上述耳机降噪方法进行降噪处理，降噪耳机包括外壳、数字接口、收容在外壳内的降噪麦克风和喇叭单体；其中，数字接口与设置有校准模块的终端设备连接，校准模块用于对降噪耳机进行降噪处理。

此外，优选的方案是，数字接口为USB Type-C接口或者Lightning接口。

此外，优选的方案是，还包括具有通话功能的通话麦克风。

此外，优选的方案是，在外壳上设置有主声音输出管，在主声音输出管上设置有适配连接的入耳耳套以及用于调节喇叭单体的声学性能的调音件；其中，调音件为网布、海绵或者无纺布。

此外，优选的方案是，还包括耳机线和设置在耳机线上的线控；线控包括线控外壳以及固定在线控外壳内部并与耳机线导通的PCB，耳机线的一端为数字接口，耳机线的另一端与喇叭单体导通。

此外，优选的方案是，在PCB上设置有至少一个功能按键，在线控外壳上对应功能按键的位置设置有与线控外壳活动连接的操作部。

利用上述根据本发明的耳机降噪方法及降噪耳机，能够通过终端设备对降噪耳机进行参量校准，从而在使用耳机之前对降噪耳机进行最优化配置，确保降噪耳机内的喇叭单体及降噪麦克风的灵敏度及相位的一致性，降噪效果明显。

为了实现上述以及相关目的，本发明的一个或多个方面包括后面将详细说明并在权利要求中特别指出的特征。下面的说明以及附图详细说明了本发明的某些示例性方面。然而，这些方面指示的仅仅是可使用本发明的原理的各种方式中的一些方式。此外，本发明旨在包括所有这些方面以及它们的等同物。

附图说明

通过参考以下结合附图的说明及权利要求书的内容，并且随着对本发明的更全面理解，本发明的其它目的及结果将更加明白及易于理解。在附图中：

图1为根据本发明实施例的耳机降噪方法的流程图一；

图2为根据本发明实施例的耳机降噪方法的流程图二。

在所有附图中相同的标号指示相似或相应的特征或功能。

具体实施方式

在下面的描述中，出于说明的目的，为了提供对一个或多个实施例的全面理解，阐述了许多具体细节。然而，很明显，也可以在没有这些具体细节的情况下实现这些实施例。在其它例子中，为了便于描述一个或多个实施例，公知的结构和设备以方框图的形式示出。

在本发明的耳机降噪方法及降噪耳机中，耳机(或者降噪耳机，下同)内设置有降噪麦克风和喇叭单体，耳机与适配的终端设备连接，例如，手机、电脑、pad等，对降噪耳机进行降噪处理的模块设置在对应的终端设备内。在通过终端设备使用降噪耳机的过程中，通过启动终端设备内的校准模块，即可对降噪耳机的参量进行不优化处理，直至其符合阈值要求，从而确保使用过程中，降噪耳机处于最佳状态，降噪效果明显。

为详细描述本发明实施例的耳机降噪方法及降噪耳机以下将结合附图对本发明的具体实施例进行详细描述。

图1示出了根据本发明实施例的耳机降噪方法流程一。

如图1所示，本发明实施例的耳机降噪方法，包括以下步骤：

S110：校准模块驱动喇叭单体发出原始噪声信号，降噪麦克风接收原始噪声信号，并将接收到的原始噪声信号传递至校准模块。

其中，在将耳机与终端设备连接后，启动位于终端设备中的校准模块，通过校准模块驱动喇叭单体发出原始噪声信号，降噪麦克风接收喇叭单体发出的原始噪声信号，并将接收到的原始噪声信号反馈至校准模块，校准模块对接受到的原始噪声信号进行处理。

S120：校准模板根据降噪麦克风传递的原始噪声信号对耳机的参量进行初始化，并生成对应的反噪声信号，同时，驱动喇叭单体发出原始噪声信号和反噪声信号。

其中，校准模块根据降噪麦克风传递的原始噪声信号对耳机的参量进行初始化设置，并生成与原始噪声信号对应的反噪声信号；同时，启动喇叭单体发出原始噪声信号和反噪声信号，通过反噪声信号对原始噪声信号进行一定程度上的消除。

需要说明的是，耳机的参量也可以理解为耳机的降噪参数，该参量包括喇叭单体至降噪麦克风的传递函数，与用户的佩戴习惯、个体差异及使用环境等有关，在不同的用户使用耳机时，由于佩戴习惯的不同，例如，耳机插入耳内的深度、插入的松紧度、佩戴的位置等，耳机的降噪参数也会不同，因此，可以在使用前通过校准模块对该降噪参数进行优化校准，确保耳机的降噪效果一直保持较佳状态。

具体地，不同用户的耳朵结构不可能完全一致，耳机与耳朵的结合位置及结合程度也会存在差异，这些差异均会对耳机的降噪效果造成影响；此外，用户的头发是否遮盖耳朵及耳朵内的耳机等，也会导致耳机的降噪参数有所差异，因此，在各用户使用耳机之前，可通过校准模块对耳机的参量进行校准，获取与当前用户以及当前佩戴习惯及环境相对应的降噪参数，从而确保不同用户使用耳机时，降噪耳机均可处于最佳的降噪效果。

S130：原始噪声信号和反噪声信号相互抵消，形成误差信号，降噪麦克风接收误差信号，并将误差信号传递至校准模块。

其中，在喇叭单体发出反噪声信号后，原始噪声信号和反噪声信号在一定程度上相互抵消，形成误差信号，降噪麦克风接收误差信号，并将该误差信号传递至校准模块进一步处理。

S140：校准模块对误差信号的降噪量进行阈值判定。

S150：当误差信号的降噪量小于预设阈值时，对初始化后的耳机的参量进行保存，并结束校准过程。

其中，校准模块对误差信号进行分析，当误差信号的降噪量符合预设的阈值要求时，表明耳机的降噪参数能够满足降噪要求，并对该参数或者耳机的参量进行保存，后续使用时直接调用该参数，从而使手机每次使用时都能够获得高质量的降噪效果。当误差信号的降噪量不符合预设要求时，则循环进行优化处理，直至误差信号的降噪量小于预设阈值。

S160：当误差信号的降噪量大于预设阈值时，校准模块对降噪耳机的参量进行再次优化，更新形成新的反噪声信号，并驱动喇叭单体发出原始噪声信号和新的反噪声信号。

其中，当误差信号的降噪量大于预设阈值时，表明该参量下耳机的降噪效果不是十分理想，此时可通过校准模块对降噪耳机的参量进行再次优化，在反噪声信号的基础上，更新形成新的反噪声信号，并驱动喇叭单体发出原始噪声信号和新的反噪声信号，通过新的反噪声信号对原始噪声信号进行进一步地抑制。

S170：原始噪声信号和新的反噪声信号相互抵消，形成新的误差信号，降噪麦克风接收新的误差信号并将其传递至校准模块进行阈值判定。

其中，更新形成的新的反噪声信号与原始噪声信号在一定程度上相互抵消，形成新的误差信号，降噪麦克风接收该新的误差信号，并将该新的误差信号传递至校准模块，再次进行阈值判定，通过循环执行步骤S160、步骤S170和步骤S140，直至降噪耳机的降噪量符合预设阈值的要求。

具体地，当误差信号的降噪量大于预设阈值时，校准模块对降噪耳机的参量进行优化，更新形成二次反噪声信号，并驱动喇叭单体发出原始噪声信号和二次反噪声信号，原始噪声信号和二次反噪声信号相互抵消，形成二次误差信号，降噪麦克风接收二次误差信号，并将二次误差信号传递至校准模块进行阈值判定。

当二次误差信号的降噪量仍不符合阈值要求时，校准模块对降噪耳机的参量进行再次优化，更新形成三次反噪声信号，并驱动喇叭单体同时发出原始噪声信号和三次反噪声信号，原始噪声信号和三次反噪声信号相互抵消，形成三次误差信号，降噪麦克风接收该三次误差信号，并传递至校准模块继续进行判定等。

在本发明的一个具体实施方式中，校准模块可以包括DSP(digital signalprocessor，数字信号处理器)芯片和存储在DSP芯片内的算法。该校准模块可以设置在终端设备内，或者将对应的降噪算法存储在终端设备内，在用户使用耳机之前，可以通过启动终端设备内的降噪算法对降噪耳机的降噪参数进行优化处理。

此外，本发明实施例的降噪耳机内的降噪麦克风可以为MEMS(Micro-Electro-Mechanical System，微机电系统)麦克风或者ANC(Active Noise Control，主动噪声控制)麦克风等。为降低终端设备的成本，可优选使用MEMS麦克风。

根据本发明的另一方面，提供一种降噪耳机，利用上述耳机降噪方法进行降噪处理；其中，降噪耳机包括外壳、数字接口、收容在外壳内的降噪麦克风和喇叭单体；其中，数字接口与设置有校准模块的终端设备连接，校准模块用于对降噪耳机进行降噪处理。

在本发明的一个具体实施方式中，降噪耳机还包括耳机线和设置在耳机线上的线控；线控包括线控外壳以及固定在线控外壳内部并与耳机线导通的PCB(Printed CircuitBoard，印刷电路板)，耳机线的一端为数字接口，耳机线的另一端与喇叭单体导通，在PCB上设置有至少一个功能按键，在线控外壳上对应功能按键的位置设置有与活动连接的操作部。

其中，数字接口可以为USB Type-C接口或者Lightning接口等，该数字接口可以根据终端设备的接口进行设置。

此外，在耳机的外壳上还设置有主声音输出管，在主声音输出管上设置有适配连接的入耳耳套以及用于调节喇叭单体的声学性能的调音件；其中，调音件为网布、海绵或者无纺布。本发明的降噪耳机可以为入耳式耳机，也可以为头戴式耳机等耳机结构中。

需要说明的是，为确保耳机的适用范围，本发明实施例的降噪耳机还设置有具有通话功能的通话麦克风，在不支持数字ANC功能的终端设备上使用该耳机时，可以作为普通的耳机使用。

具体地，图2示出了根据本发明实施例的耳机降噪方法流程二。

如图2所示，在本发明实施例的耳机降噪方法中，校准模块选用DSP芯片(或DSP)，降噪方法包括以下步骤：

S210：在校准模式下，终端设备向耳机的喇叭单体内输入一定幅度和相位的电信号，并驱动降噪耳机内的喇叭单体发出原始噪声信号；

S220：降噪耳机内的降噪麦克风接收喇叭单体发出的原始噪声信号，并将其传递至DSP进行处理；

S230：DSP通过运算对降噪耳机参量进行初始化，生成与原始噪声信号对应的反噪声信号，并驱动喇叭单体同时发出原始噪声信号和反噪声信号；

S240：降噪麦克风接收误差信号，并将误差信号传递至DSP进行分析处理；其中，误差信号为原始噪声信号和反噪声信号经过初步抑制后形成的差值信号，或者没有被完全抵消掉的部分噪声信号；

S250：DSP对降噪麦克风反馈回的误差信号的降噪量进行阈值判定；

S260：当步骤S250中的降噪量阈值判定为“OK”，即符合要求时，即可对该降噪耳机的参量进行保存，校准程序完成；

S270：当步骤S250中的降噪量阈值判断为“NG”时，即不符合要求时，通过DSP对降噪耳机的参量进行优化处理，在反噪声信号的基础上形成更新后的反噪声信号，并驱动喇叭单体同时发出原始噪声信号和更新后的反噪声信号，原始噪声信号和更新后的反噪声信号形成更新后的误差信号，并传递至DSP再次进行降噪量的阈值判定。

其中，循环执行步骤S270、步骤S240和步骤S250，直至耳机的参量或者降噪参数符合要求时为止，解决因降噪麦克风与喇叭单体的电声参数不匹配导致的降噪效果不好等问题。

需要说明的是，本发明实施例的降噪耳机的装置实施例与对应的耳机降噪方法的方法实施例相类似，相关之处可相互参考，此处不再一一赘述。

根据上述实施方式可以看出，本发明实施例提供的耳机降噪方法和降噪耳机，通过校准模块将降噪麦克风和喇叭单体的声学性能匹配差异融入降噪耳机的参数设置中，同时消除耳机结构差异以及用户差异对降噪效果的影响，能够解决ANC算法对喇叭单体和降噪麦克风的灵敏度/相位一致性要求较高的问题，从而在不增加成本的前提下达到高质量的降噪效果。

如上参照附图以示例的方式描述根据本发明的耳机降噪方法及降噪耳机。但是，本领域技术人员应当理解，对于上述本发明所提出的耳机降噪方法及降噪耳机，还可以在不脱离本发明内容的基础上做出各种改进。因此，本发明的保护范围应当由所附的权利要求书的内容确定。

Claims

1.一种耳机降噪方法，其特征在于，所述耳机包括降噪麦克风和喇叭单体，所述耳机与适配的终端设备连接，在所述终端设备内设置有校准模块；所述耳机降噪方法包括：

所述校准模块驱动所述喇叭单体发出原始噪声信号，所述降噪麦克风接收所述原始噪声信号，并将接收到的所述原始噪声信号传递至所述校准模块；

所述校准模块根据所述降噪麦克风传递的原始噪声信号对所述耳机的参量进行初始化，并生成对应的反噪声信号，同时，驱动所述喇叭单体发出原始噪声信号和反噪声信号；

所述原始噪声信号和所述反噪声信号相互抵消，形成误差信号，所述降噪麦克风接收所述误差信号，并将所述误差信号传递至所述校准模块，所述校准模块对所述误差信号的降噪量进行阈值判定；其中，在所述校准模块对所述误差信号的降噪量进行阈值判定的过程中，

当所述误差信号的降噪量小于预设阈值时，对初始化后的所述耳机的参量进行保存，并结束校准过程；

当所述误差信号的降噪量大于预设阈值时，循环执行以下步骤，直至误差信号的降噪量小于预设阈值：

所述校准模块对所述耳机的参量进行再次优化，更新形成新的反噪声信号，并驱动所述喇叭单体发出所述原始噪声信号和新的反噪声信号；

所述原始噪声信号和所述新的反噪声信号相互抵消，形成新的误差信号，所述降噪麦克风接收所述新的误差信号并将其传递至所述校准模块进行阈值判定。

2.如权利要求1所述的耳机降噪方法，其特征在于，

所述参量包括所述喇叭单体至所述降噪麦克风的传递函数。

3.如权利要求1所述的耳机降噪方法，其特征在于，

所述校准模块包括DSP芯片和存储在所述DSP芯片内的算法。

4.如权利要求1所述的耳机降噪方法，其特征在于，

所述降噪麦克风为MEMS麦克风或者ANC麦克风。

5.一种降噪耳机，其特征在于，利用如权利要求1至4任一项所述的耳机降噪方法进行降噪处理，所述降噪耳机包括外壳、数字接口、收容在所述外壳内的降噪麦克风和喇叭单体；其中，

所述数字接口与设置有校准模块的终端设备连接，所述校准模块用于对所述降噪耳机进行降噪处理。

6.如权利要求5所述的降噪耳机，其特征在于，

所述数字接口为USB Type-C接口或者Lightning接口。

7.如权利要求5所述的降噪耳机，其特征在于，

还包括具有通话功能的通话麦克风。

8.如权利要求5所述的降噪耳机，其特征在于，

在所述外壳上设置有主声音输出管，在所述主声音输出管上设置有适配连接的入耳耳套以及用于调节所述喇叭单体的声学性能的调音件；其中，

所述调音件为网布、海绵或者无纺布。

9.如权利要求5所述的降噪耳机，其特征在于，还包括耳机线和设置在所述耳机线上的线控；

所述线控包括线控外壳以及固定在所述线控外壳内部并与所述耳机线导通的PCB，所述耳机线的一端为数字接口，所述耳机线的另一端与所述喇叭单体导通。

10.如权利要求9所述的降噪耳机，其特征在于，

在所述PCB上设置有至少一个功能按键，在所述线控外壳上对应所述功能按键的位置设置有与所述线控外壳活动连接的操作部。