CN108810719A - 一种降噪方法、颈带式耳机及存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供一种降噪方法、颈带式耳机及存储介质，其中，颈带式耳机包括：颈带主体、耳机模组、音频播放组件和控制电路；耳机模组可活动地安装于颈带主体上，音频播放组件和控制电路固设于颈带主体上，耳机模组和音频播放组件分别与控制电路电连接；耳机模组的外部设置有麦克风，麦克风用于在耳机模组佩戴在人耳处时采集耳机模组外的噪声信号并发送至控制电路；控制电路用于接收麦克风发送的噪声信号，生成与噪声信号对应的降噪信号，以及通过固设于颈带主体上的音频播放组件将降噪信号输出，以抵消噪声信号。在本实施例中，麦克风可准确地采集到人耳处的噪声信号，为降噪信号的生成提供了更准确地基础，这优化了人耳处的降噪效果。

Description

一种降噪方法、颈带式耳机及存储介质

技术领域

本申请涉及降噪技术领域，尤其涉及一种降噪方法、颈带式耳机及存储介质。

背景技术

随着降噪技术的不断发展以及人们对噪声污染的重视，可穿戴的反馈降噪系统变得越来越普及，其中，主动降噪耳机发展最为迅猛。

主动降噪技术主要是利用声波干涉原理，通过反相声波叠加抵消噪声。现有的主动降噪技术中，反馈降噪系统根据其麦克风采集到的噪声信号生成降噪信号，因此，降噪区域通常集中在麦克风附近。

但是，人耳与麦克风之间存在距离，这导致人耳处和麦克风处的降噪效果存在差异，因此，根据现有的主动降噪技术，人耳处的降噪效果并不理想。

发明内容

本申请的多个方面提供一种降噪方法、颈带式耳机及存储介质，以改善人耳处的降噪效果。

本申请实施例提供一种颈带式耳机，包括：颈带主体、耳机模组、音频播放组件和控制电路；

所述耳机模组可活动地安装于所述颈带主体上，所述音频播放组件和所述控制电路固设于所述颈带主体上，所述耳机模组和所述音频播放组件分别与所述控制电路电连接；

所述耳机模组的外部设置有麦克风，所述麦克风用于在所述耳机模组佩戴在人耳处时采集所述耳机模组外的噪声信号并发送至所述控制电路；所述控制电路用于接收所述麦克风发送的噪声信号，生成与所述噪声信号对应的降噪信号，以及通过固设于所述颈带主体上的所述音频播放组件将所述降噪信号输出，以抵消所述噪声信号。

本实施例还提供一种降噪方法，应用于颈带式耳机，包括：

获取麦克风在颈带式耳机中的耳机模组位于人耳处时采集到的噪声信号，所述麦克风设置于所述耳机模组的外部；

根据所述麦克风采集到的噪声信号，生成与所述噪声信号对应的降噪信号；

通过所述颈带式耳机的音频播放组件将所述降噪信号输出，以抵消所述噪声信号。

本实施例还提供一种存储计算机指令的计算机可读存储介质，当所述计算机指令被一个或多个处理器执行时，致使所述一个或多个处理器执行前述的降噪方法。

在本申请实施例中，在颈带式耳机的耳机模组外部设置麦克风，通过该麦克风采集耳机模组佩戴于人耳时外部环境中的噪声信号，该降噪信号传输至颈带主体上的控制电路，控制电路基于该噪声信号可生成对应的降噪信号并通过颈带主体上的音频播放组件进行播放，从而可抵消人耳处的噪声信号。由于耳机模组佩戴在人耳处，因此，即使人头部转动，麦克风也可准确地采集到人耳处的噪声信号，为降噪信号的生成提供了更准确地基础，这大大优化了人耳处的降噪效果，且可有效保证降噪状态的稳定性。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本申请一实施例提供的一种颈带式耳机的结构示意图；

图2为滤波-x型最小均方自适应控制过程的原理图；

图3为音频播放组件与麦克风之间次级通道的估计的实验条件示意图；

图4为本申请另一实施例提供的一种降噪方法的流程示意图；

图5为一种颈带式耳机的外形。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

现有技术中，降噪区域通常集中在麦克风附近，但是，人耳与麦克风之间存在距离，这导致人耳处和麦克风处的降噪效果存在差异，因此，根据现有的主动降噪技术，人耳处的降噪效果并不理想。针对现有技术存在的上述问题，本申请实施例提供一种解决方案：在颈带式耳机的耳机模组外部设置麦克风，通过该麦克风采集耳机模组佩戴于人耳时外部环境中的噪声信号，该降噪信号传输至颈带主体上的控制电路，控制电路基于该噪声信号可生成对应的降噪信号并通过颈带主体上的音频播放组件进行播放，从而可抵消人耳处的噪声信号。由于耳机模组佩戴在人耳处。因此，即使人头部转动，麦克风也可准确地采集到人耳处的噪声信号，为降噪信号的生成提供了更准确地基础，这大大优化了人耳处的降噪效果，且可有效保证降噪状态的稳定性。

以下结合附图，详细说明本申请各实施例提供的技术方案。

图1为本申请一实施例提供的一种颈带式耳机的结构示意图。如图1所示，颈带式耳机包括：颈带主体00、耳机模组10、音频播放组件20和控制电路30；

耳机模组10可活动地安装于颈带主体00上，音频播放组件20和控制电路固设于颈带主体00上，耳机模组10和音频播放组件20分别与控制电路电连接；

耳机模组10的外部设置有麦克风101，麦克风101用于在耳机模组10佩戴在人耳处时采集耳机模组10外的噪声信号并发送至控制电路；控制电路用于接收麦克风101发送的噪声信号，生成与噪声信号对应的降噪信号，以及通过固设于颈带主体00上的音频播放组件20将降噪信号输出，以抵消噪声信号。

本实施例中，耳机模组10可活动地安装在颈带主体00上，颈带主体00可作为耳机模组10的收纳装置，还可作为耳机模组10的充电装置，为耳机模组10提供收纳和充电服务。其中，耳机模组10可活动地安装在颈带主体00上是指，根据使用状态的不同，耳机模组10可固定在颈带主体00上，并在需要的时候可以从颈带主体00上离开并活动至其它空间位置，例如人耳处。

本实施例并不限定耳机模组10可活动安装在颈带主体00上的实施方式。耳机模组10与颈带主体00可以是无线连接，当然也可以是有线连接。对于耳机模组10与颈带主体00无线连接的情形，耳机模组10可插装或吸附在颈带主体00上。例如，可采用磁铁、魔术贴或卡扣等方式实现吸附。对于耳机模组10与颈带主体00有线连接的情形，耳机模组10与颈带主体00之间的连接线可设置为可伸缩的，以便于耳机模组10的活动。值得说明的是，对于耳机模组10与颈带主体00有线连接的情形，为了更好地收纳耳机模组10，耳机模组10也可插装或吸附在颈带主体00上。

颈带式耳机中，耳机模组10可以是一个，也可以是两个，耳机模组10与音频播放组件20的数量对应。无论耳机模组10的数量为一个还是两个，每个耳机模组10的结构和工作过程都是一样的。对于每个耳机模组10来说，至少包括设置在其外部的麦克风101，降噪过程中，耳机模组10佩戴在人体头部的人耳处。耳机模组10的模组结构可根据使用需求进行配置，例如，耳机模组10可采用在传统耳机的基础上增加外部麦克风101的模组结构，当然，耳机模组10也可采用真无线蓝牙耳机等模组结构，本实施例对此不作限定。

颈带主体00佩戴在人体颈部，颈带主体00可设置为适应人体颈部的多种形状，例如，可以是U型、环形等，本实施例对此不做限定。可选地，为了保证颈带主体00佩戴在人体颈部的预定位置，可在颈带主体00上设置定位组件，定位组件可以采用定位夹等结构，通过定位组件，可将颈带主体00固定为人体颈部的固定位置，这可保证颈带主体00上的音频输出组件的位置固定。

音频播放组件20固设于颈带主体00上，用于播放声音信号。音频播放组件20的组件结构可根据使用需求进行配置，例如，音频播放组件20可以是包括扬声器和音腔等结构的音箱，且音箱可以是有源音箱或无源音箱。又例如，音频播放组件20还可以是包括音箱、功放、调音器等单元的音响系统。本实施例对此不作限定。

图5示出了一种颈带式耳机的外形。本申请实施例中的颈带式耳机的外形可有多种形式，例如，图5中示出的U型的颈带式耳机，当然还可以是其它形式。

在降噪过程中，耳机模组10佩戴在人耳处，耳机模组10外部的麦克风101可采集到人耳处的噪声信号。该噪声信号可理解为降噪过程中人耳处的实际环境噪声信号经过降噪信号干涉后形成的残留噪声信号。麦克风101采集到的噪声信号将发送至颈带主体00上的控制电路。

对于控制电路来说，在接收到麦克风101采集到的噪声信号后，可根据反馈降噪原理，生成与该噪声信号对应的降噪信号，并将生成的降噪信号发送至音频播放组件20。音频播放组件20输出该降噪信号，当该降噪信号传输至人耳处时，与人耳处的噪声信号发生声音干涉，从而可抵消人耳处的噪声信号，实现降噪，由于麦克风101采集到的噪声信号是人耳处的噪声信号，因此控制电路将以人耳处作为目标降噪区域，生成的降噪信号在人耳处的降噪效果最佳。

本实施例中，通过颈带式耳机的耳机模组10外部的麦克风101采集人耳处的噪声信号，并通过佩戴在人体颈部的颈带主体00上的音频播放组件20播放与人耳处的噪声信号对应的降噪信号，从而可抵消人耳处的噪声信号。由于耳机模组10佩戴在人耳处，因此，即使人头部转动，麦克风101也可准确地采集到人耳处的噪声信号，为降噪信号的生成提供了更准确地基础，这大大优化了人耳处的降噪效果，且可有效保证降噪状态的稳定性。而且，通过在耳机模组10外部进行降噪，可有效避免降噪过程而产生的负压对耳膜的压迫，人耳可充分享受空间降噪带来的无压迫的降噪体验。

在上述或下述实施例中，耳机模组10的内部还可设置反馈降噪系统，反馈降噪系统用于在耳机模组10内进行反馈降噪。

本实施例中，反馈降噪系统可包括处理器以及设置于耳机模组10内部的反馈麦克风和扬声器，反馈麦克风用于采集耳机模组10内部的噪声信号，并发送给处理器；处理器可基于反馈降噪原理，根据反馈麦克风采集到的耳机模组10内部的噪声信号生成针对耳机模组10内部的降噪信号，该针对耳机模组10内部的降噪信号将与耳机模组10内部的噪声信号发送声波干涉，以抵消耳机模组10内部的噪声信号。

进一步地，本实施例中，耳机模组10外部的麦克风101还可作为前馈麦克风对耳机模组10周围的噪声信号进行前馈降噪。

据此，耳机模组10内部的反馈麦克风可支持耳机模组10针对渗入耳机模组10内部的噪声信号进行反馈降噪；耳机模组10外部的麦克风101还可支持耳机模组10实现前馈降噪。这使得耳机模组10自身可实现三种降噪模式，包括：单前馈降噪、单反馈降噪及前馈加反馈式的混合降噪。

在本实施例中，耳机模组10自身可实现的降噪过程与前述的耳机模组10与音频播放组件20等部件协作实现的的降噪过程相互配合，可实现耳机模组10内外的多重降噪，获得更佳优化的降噪效果。

在上述或下述实施例中，颈带式耳机可有多种使用模式。以下以多种实施例的形式对颈带式耳机的使用模式进行说明。

在第一种实施例中，可由耳机模组10内部的扬声器输出有用信号，扬声器可直接与有用信号的声源连接。其中，若如前文耳机模组10内部设置有反馈降噪系统，则本实现方式中，可使用反馈降噪系统中的扬声器输出有用信号。当然，当耳机模组10内部未设置有反馈降噪系统时，可在耳机模组10内部设置独立的扬声器用于输出有用信号。

本实施例中，有用信号是指人耳希望听到的声音信号。根据使用场景的不同，有用信号的声源及有用信号的内容也可多种多样，例如，当通过电脑听音乐时，有用信号的声源为电脑，对应的有用信号为音乐信号。又例如，当使用颈带式耳机插入手机进行语音通话时，有用信号的声源是手机，对应的有用信号为人声信号。本实施例对此不作限定。

本实施例中，通过耳机模组10内部的扬声器输出有用信号，通过颈带主体00上的音频播放组件20输出降噪信号来进行耳机模组10所处环境的降噪，从而可保证耳机模组10处于无噪声环境中，进而，人耳可享受到纯净的有用信号。

在第二种实施例中，耳机模组10包括处理器和扬声器，扬声器位于耳机模组10内部，处理器连接扬声器和麦克风101；音频播放组件20还用于在输出降噪信号过程中，输出原始有用信号；麦克风101还用于采集音频播放组件20输出的原始有用信号，并将采集到的有用信号发送至处理器；处理器，用于根据音频播放组件20与人耳之间的信号传输损失量对麦克风101采集到的有用信号进行均衡补偿，以获得补偿后的有用信号；以及将补偿后的有用信号发送至扬声器，以供扬声器输出补偿后的有用信号。

其中，若如前文所述，耳机模组10内部设置有反馈降噪系统，则本实现方式中，可复用反馈降噪系统中的扬声器和处理器。也即是，反馈降噪系统中的扬声器和处理器除了执行耳机模组内部的反馈降噪处理过程外，还可同时用于执行本实现方式中涉及的处理过程。当然，当耳机模组10内部未设置有反馈降噪系统时，可在耳机模组10内部设置独立的扬声器和处理器用于执行本实现方式中涉及的处理过程。值得说明的是，本实现方式中，处理器可以独立设置于耳机模组10内部，也可复用控制电路。也即是，也可由控制电路执行均衡补偿操作。

本实施例中，由音频播放组件20输出原始有用信号，关于有用信号的描述可参见第一种实现方式中的描述，在此不再赘述。当耳机模组10佩戴在人耳处时，耳机模组10的主体结构也将对其外部的声音信号产生阻隔。为了使人耳能够听到耳机模组10外部的声音，本实现方式中，将耳机模组10外部的麦克风101和耳机模组10内部的扬声器设置为导通状态，也即是，麦克风101采集到的声音信号可通过扬声器输出。这样，在耳机模组10佩戴在人耳处时，人耳也可听到耳机模组10外的声音信号，也即是，人耳可听到耳机模组10外部的麦克风101采集到的声音信号。

为了能够获得与不佩戴耳机模组时一样的听觉感受，本实现方式中，在麦克风101和扬声器之间设置处理器，处理器可根据音频播放组件20与人耳之间的信号传输损失量对麦克风101采集到的有用信号进行均衡补偿，以获得补偿后的有用信号。其中，补偿后的有用信号即为还原后的原始有用信号。

据此，扬声器接收到的将是补偿后的有用信号，也即是，扬声器输出的将是与音频播放组件20输出的原始有用信号一致的声音信号。这使得，耳机模组10佩戴在人耳处时，人耳可通过耳机模组10获得与未佩戴耳机模组10时收听音频播放组件20输出有用信号时一致的听觉体验，这可有效避免降噪过程产生的负压对耳膜的压迫，人耳可充分享受空间降噪带来的无压迫的降噪体验。

其中，音频播放组件20与人耳之间的信号传输损失量可根据音频播放组件20与麦克风101之间的次级通道预先确定。可选地，可在实验环境中，将颈带主体00佩戴在仿真人头的颈部，在不佩戴耳机模组10的情况下，由颈带主体00上的音频播放组件20播放测试信号，并通过仿真人头上的仿真耳录音获得第一条频响曲线；之后，将耳机模组10佩戴在仿真人头的人耳处，将耳机模组10外部的麦克风101和其内部的扬声器导通，由颈带主体00上的音频播放组件20播放同一测试信号，耳机模组10外部的麦克风101采集该测试信号并通过扬声器输出，仿真人头上的仿真耳录音获得第二条频响曲线；根据两条频响曲线的差值确定音频播放组件20与人耳之间的信号传输损失量。

在上述或下述实施例中，控制电路可根据麦克风101采集到的人耳处的噪声信号生成降噪信号。控制电路至少可采用固定降噪滤波系数或者可变降噪滤波系数的方式生成降噪信号，以下将以这两种实现方式为例对控制电路生成降噪信号的过程进行详细说明。

在第一种实现方式中，控制电路可根据音箱播放组件与麦克风101之间次级通道的估计设定降噪滤波系数，并将该降噪滤波系数固化至颈带式耳机的存储单元，在降噪过程中，控制电路将根据该固定的降噪滤波系数，生成与麦克风101采集的到人耳处的噪声信号对应的降噪信号。

在第二种实现方式中，控制电路可基于滤波-x型最小均方自适应控制原理，根据音频播放组件20与麦克风101之间次级通道的估计及麦克风101采集到的噪声信号，调整降噪滤波系数；根据调整后的降噪滤波系数生成降噪信号。

图2为滤波-x型最小均方自适应控制过程的原理图。其中，W(z)为降噪滤波器的可变降噪滤波系数；c(n)为降噪滤波器输出的降噪信号；c’(n)为根据音频播放组件20与麦克风101之间次级通道的估计s’(z)及c(n)计算出的到达人耳处的估计降噪信号；d(n)为麦克风101处的实际环境噪声信号，e(n)为麦克风101采集到的噪声信号(也即是c(n)传输至麦克风101处后对d(n)进行声波干涉后的残余噪声信号)；x(n)为输入信号，其中，x(n)可基于内模控制策略，根据e(n)和c’(n)重构而确定；S(z)为音频播放组件20与麦克风101之间次级通道的实际传递函数。

如图2所示，x(n)分成两路传输，一路根据音频播放组件20与麦克风101之间次级通道的估计进行整理后作为最小均方模块(图2中的LMS)的参考信号，一路作为降噪滤波器的输入信号。最小均方模块基于最小均方误差算法，根据x(n)和e(n)，实时调整降噪滤波器的降噪滤波参数。而降噪滤波器则根据调整后的降噪滤波参数及实时重构的x(n)生成降噪信号c(n)并输出至音频播放组件20。音频播放组件20输出的c(n)经过音频播放组件20与麦克风101之间次级通道(图2中的S(z))后，在人耳处与d(n)发生声波干涉。

上述两种实现方式均需根据音频播放组件20与麦克风101之间次级通道的估计来确定降噪滤波系数。这主要是由于当耳机模组10佩戴在人耳处时，音频播放组件20与耳机模组10之间存在距离，两者之间形成有次级通道，且随着人体头部的转动，两者之间的次级通道将发生改变，相应地两者之间次级通道的传递函数也在发生改变。

为了确定合理的音频播放组件20与麦克风101之间次级通道的估计，本实施例中，可采用以下方式预先确定音频播放组件20与麦克风101之间次级通道的估计。

本实施例中，可根据人体头部的转动角度，选取至少一个测试位置，并在无噪声环境中测定所述麦克风在每个测试位置上时的所述音频输出组件与所述麦克风之间次级通道的实际传递函数；根据所述麦克风在有噪声环境中在每个测试位置上对应的实际降噪效果，调整所述音频输出组件与所述麦克风之间的次级通道的结构参数，以使所述麦克风在每个测试位置上对应的实际降噪效果满足预设降噪要求；根据所述麦克风在每个测试位置上对应的实际降噪效果满足预设降噪要求时所述麦克风在每个测试位置上对应的实际传递函数，确定所述音频播放组件与所述麦克风之间次级通道的估计。

图3为音频播放组件20与麦克风101之间次级通道的估计的实验条件示意图。

其中，测试位置的数量和位置可根据人体头部的转动角度确定。若以两耳连线的中垂线作为基准轴线，则可在人耳的转动平面内，在基准轴线的两侧分别选取150度的范围作为测试范围，其中，测试范围以两耳连线作为对称轴。例如，可如图3所示，以37.5°作为间隔，在测试范围内设置5个测试位置。在实验过程中，可通过旋转仿真人头的角度，将人耳置于各个测试位置。

本实施例中，可首先根据音频播放组件20与麦克风101之间次级通道的初始结构，在无噪声环境中，通过音频播放组件20播放测试信号，并将佩戴在人耳处的耳机模组10外部的麦克风101采集到的测试信号作为响应信号，根据测试信号和响应信号可确定出麦克风101位于每个测试位置时，音频播放组件20与麦克风101之间次级通道的实际传递函数。

之后，根据麦克风101位于每个测试位置时对应的音频播放组件20与麦克风101之间次级通道的实际传递函数的均值，确定音频播放组件20与麦克风101之间次级通道的估计。并且，针对麦克风101位于每个测试位置，将确定出的音频播放组件20与麦克风101之间次级通道的估计代入图2所示的滤波-x型最小均方自适应控制过程的原理图，获得麦克风101位于每个测试位置时的实际降噪效果。并判断麦克风101位于每个测试位置时的实际降噪效果是否均满足预设降噪要求。其中，预设降噪要求可包括：在滤波-x型最小均方自适应控制过程中误差信号的均值误差函数收敛，且收敛速度满足预设收敛速度要求，也即是，图2中的e(n)是否随时间逐渐降低并可降低至一稳定值，且e(n)减小的速度是否满足预设速度要求。

若麦克风101在任一测试位置时的实际降噪效果未满足预设降噪要求，则调整音频输出组件与麦克风101之间的次级通道的结构参数，直至麦克风101在每个测试位置上对应的实际降噪效果均满足预设降噪要求。其中，音频输出组件与麦克风101之间的次级通道的结构参数的调整可以是多个方面的，例如，可对音频播放组件20在颈带主体上的位置、音频播放组件20中的音腔结构、音频播放组件20与麦克风101之间的距离等等结构参数进行调整，而且，这些结构参数的调整方式可以是单独调整，也可以是组合调整，本实施例对此不作限定。

当调整后的音频输出组件与麦克风101之间的次级通道的结构参数能够保证麦克风101在每个测试位置上对应的实际降噪效果均满足预设降噪要求时，可固定音频输出组件与麦克风101之间的次级通道的当前设计。而且，可将此时麦克风101在每个测试位置上对应的次级通道的实际传递函数的均值，作为音频播放组件20与麦克风101之间次级通道的估计。

优选地，由于人耳的活动范围通常集中在两耳的连线两侧较小的范围内，因此，在计算均值时，可设定麦克风101在每个测试位置上对应的权重，将距离两耳的连线越近的测试位置赋予越大的权值，并根据麦克风101在每个测试位置上对应的次级通道的实际传递函数及权重来计算均值，据此确定出的音频播放组件20与麦克风101之间次级通道的估计将更加合理。

图4为本申请另一实施例提供的一种降噪方法的流程示意图。该降噪方法可应用于颈带式降噪耳机，如图4所示，该方法包括：

400、获取麦克风在颈带式耳机中的耳机模组位于人耳处时采集到的噪声信号，麦克风设置于耳机模组的外部；

401、根据麦克风采集到的噪声信号，生成与噪声信号对应的降噪信号；

402、通过颈带式耳机的音频播放组件将降噪信号输出，以抵消噪声信号。

本实施例中，在降噪过程中，耳机模组佩戴在人耳处，耳机模组外部的麦克风可采集到人耳处的噪声信号。该噪声信号可理解为降噪过程中人耳处的实际环境噪声信号经过降噪信号干涉后形成的残留噪声信号。在获取到麦克风采集到的噪声信号后，可根据反馈降噪原理，生成与该噪声信号对应的降噪信号，并将生成的降噪信号发送至音频播放组件，并通过音频播放组件输出该降噪信号。当该降噪信号传输至人耳处时，与人耳处的噪声信号发生声音干涉，从而可抵消人耳处的噪声信号，实现降噪，由于麦克风采集到的噪声信号是人耳处的噪声信号，因此，在本实施例中，可以人耳处作为目标降噪区域，生成的降噪信号在人耳处的降噪效果最佳。

本实施例中，通过颈带式耳机的耳机模组外部的麦克风采集人耳处的噪声信号，并通过佩戴在人体颈部的颈带主体上的音频播放组件播放与人耳处的噪声信号对应的降噪信号，从而可抵消人耳处的噪声信号。由于耳机模组佩戴在人耳处，因此，即使人头部转动，麦克风也可准确地采集到人耳处的噪声信号，为降噪信号的生成提供了更准确地基础，这大大优化了人耳处的降噪效果，且可有效保证降噪状态的稳定性。而且，通过在耳机模组外部进行降噪，可有效避免降噪过程而产生的负压对耳膜的压迫，人耳可充分享受空间降噪带来的无压迫的降噪体验。

在上述或下述实施例中，颈带式耳机可有多种使用模式。以下将对多种使用模式下的有用信号的输出过程进行详细描述。

在第一种使用模式中，可通过耳机模组内部的扬声器输出有用信号，扬声器可直接与有用信号的声源连接。

其中，有用信号是指人耳希望听到的声音信号。根据使用场景的不同，有用信号的声源及有用信号的内容也可多种多样，例如，当通过电脑听音乐时，有用信号的声源为电脑，对应的有用信号为音乐信号。又例如，当使用颈带式耳机插入手机进行语音通话时，有用信号的声源是手机，对应的有用信号为人声信号。本实施例对此不作限定。

本实施例中，可通过耳机模组内部的扬声器输出有用信号，通过颈带主体上的音频播放组件输出降噪信号来进行耳机模组所处环境的降噪，从而可保证耳机模组处于无噪声环境中，进而，人耳可享受到纯净的有用信号。

在第二种使用模式中，可通过颈带式耳机中的音频播放组件输出原始有用信号，并根据音频播放组件与人耳之间的信号传输损失量对麦克风采集到的有用信号进行均衡补偿，以获得补偿后的有用信号；以及将补偿后的有用信号发送至耳机模组内部的扬声器，以供耳机模组内部的扬声器输出补偿后的有用信号。

本实施例中，通过音频播放组件输出原始有用信号，关于有用信号的描述可参见第一种实现方式中的描述，在此不再赘述。

当耳机模组佩戴在人耳处时，耳机模组的主体结构也将对其外部的声音信号产生阻隔。为了使人耳能够听到耳机模组外部的声音，本实现方式中，将耳机模组外部的麦克风和耳机模组内部的扬声器设置为导通状态，也即是，麦克风采集到的声音信号可通过扬声器输出。这样，在耳机模组佩戴在人耳处时，人耳也可听到耳机模组外的声音信号，也即是，人耳可听到耳机模组外部的麦克风采集到的声音信号。

为了能够获得与不佩戴耳机模组时一样的听觉感受，本实现方式中，可根据音频播放组件与人耳之间的信号传输损失量对麦克风采集到的有用信号进行均衡补偿，以获得补偿后的有用信号。其中，补偿后的有用信号即为还原后的原始有用信号。

据此，耳机模组内部的扬声器接收到的将是补偿后的有用信号，也即是，可通过扬声器输出与音频播放组件输出的原始有用信号一致的声音信号。这使得，耳机模组佩戴在人耳处时，人耳可通过耳机模组获得与未佩戴耳机模组时收听音频播放组件输出有用信号时一致的听觉体验，这可有效避免降噪过程产生的负压对耳膜的压迫，人耳可充分享受空间降噪带来的无压迫的降噪体验。

其中，音频播放组件与人耳之间的信号传输损失量可根据音频播放组件与麦克风之间的次级通道预先确定。可选地，可在实验环境中，将颈带主体佩戴在仿真人头的颈部，在不佩戴耳机模组的情况下，由颈带主体上的音频播放组件播放测试信号，并通过仿真人头上的仿真耳录音获得第一条频响曲线；之后，将耳机模组佩戴在仿真人头的人耳处，将耳机模组外部的麦克风和其内部的扬声器导通，由颈带主体上的音频播放组件播放同一测试信号，耳机模组外部的麦克风采集该测试信号并通过扬声器输出，仿真人头上的仿真耳录音获得第二条频响曲线；根据两条频响曲线的差值确定音频播放组件与麦克风之间的信号传输损失量。

在上述或下述实施例中，可根据麦克风采集到的人耳处的噪声信号生成降噪信号。本实施例中，至少可采用固定降噪滤波系数或者可变降噪滤波系数的方式生成降噪信号，以下将以这两种实现方式为例对降噪信号的生成过程进行详细说明。

在第一种实现方式中，可根据音箱播放组件与麦克风之间次级通道的估计设定降噪滤波系数，并将该降噪滤波系数固化至颈带式耳机的存储单元，在降噪过程中，将根据该固定的降噪滤波系数，生成与麦克风采集的到人耳处的噪声信号对应的降噪信号。

在第二种实现方式中，可基于滤波-x型最小均方自适应控制原理，根据音频播放组件与麦克风之间次级通道的估计及麦克风采集到的噪声信号，调整降噪滤波系数；根据调整后的降噪滤波系数生成降噪信号。

图2示出了滤波-x型最小均方自适应控制过程的原理图。其中，W(z)为降噪滤波器的可变降噪滤波系数；c(n)为降噪滤波器输出的降噪信号；c’(n)为根据音频播放组件与麦克风之间次级通道的估计及c(n)计算出的到达人耳处的估计降噪信号；d(n)为麦克风处的实际环境噪声信号，e(n)为麦克风采集到的噪声信号(也即是c(n)传输至麦克风处后对d(n)进行声波干涉后的残余噪声信号)；x(n)为输入信号，其中，x(n)可基于内模控制策略，根据e(n)和c’(n)重构而确定；s(z)为音频播放组件与麦克风之间次级通道的实际传递函数。

如图2所示，x(n)分成两路传输，一路根据音频播放组件与麦克风之间次级通道的估计进行整理后作为最小均方模块(图2中的LMS)的参考信号，一路作为降噪滤波器的输入信号。最小均方模块基于最小均方误差算法，根据x(n)和e(n)，实时调整降噪滤波器的降噪滤波参数。而降噪滤波器则根据调整后的降噪滤波参数及实时重构的x(n)生成降噪信号c(n)并输出至音频播放组件。音频播放组件输出的c(n)经过音频播放组件与麦克风之间次级通道(图2中的s(z))后，在人耳处与d(n)发生声波干涉。

上述两种实现方式均需根据音频播放组件与麦克风之间次级通道的估计来确定降噪滤波系数。这主要是由于当耳机模组佩戴在人耳处时，音频播放组件与耳机模组之间存在距离，两者之间形成有次级通道，且随着人体头部的转动，两者之间的次级通道将发生改变，相应地两者之间次级通道的传递函数也在发生改变。

为了确定合理的音频播放组件与麦克风之间次级通道的估计，本实施例中，可采用以下方式预先确定音频播放组件与麦克风之间次级通道的估计。

本实施例中，可可根据人体头部的转动角度，选取至少一个测试位置，并在无噪声环境中测定所述麦克风在每个测试位置上时的所述音频输出组件与所述麦克风之间次级通道的实际传递函数；根据所述麦克风在有噪声环境中在每个测试位置上对应的实际降噪效果，调整所述音频输出组件与所述麦克风之间的次级通道的结构参数，以使所述麦克风在每个测试位置上对应的实际降噪效果满足预设降噪要求；根据所述麦克风在每个测试位置上对应的实际降噪效果满足预设降噪要求时所述麦克风在每个测试位置上对应的实际传递函数，确定所述音频播放组件与所述麦克风之间次级通道的估计。

图3为音频播放组件与麦克风之间次级通道的估计的实验条件示意图。

其中，测试位置的数量和位置可根据人体头部的转动角度确定。若以两耳连线的中垂线作为基准轴线，则可在人耳的转动平面内，在基准轴线的两侧分别选取150度的范围作为测试范围，其中，测试范围以两耳连线作为对称轴。例如，可如图3所示，以37.5°作为间隔，在测试范围内设置5个测试位置。在实验过程中，可通过旋转仿真人头的角度，将人耳至于各个测试位置。

本实施例中，可首先根据音频播放组件与麦克风之间次级通道的初始结构，在无噪声环境中，通过音频播放组件播放测试信号，并将佩戴在人耳处的耳机模组外部的麦克风采集到的测试信号作为响应信号，根据测试信号和响应信号可确定出麦克风位于每个测试位置时，音频播放组件与麦克风之间次级通道的实际传递函数。

之后，根据麦克风101位于每个测试位置时对应的音频播放组件20与麦克风101之间次级通道的实际传递函数的均值，确定音频播放组件20与麦克风101之间次级通道的估计。并且，针对麦克风位于每个测试位置，将确定出的音频播放组件与麦克风之间次级通道的估计代入图2所示的滤波-x型最小均方自适应控制过程的原理图，获得麦克风位于每个测试位置时的实际降噪效果。并判断麦克风位于每个测试位置时的实际降噪效果是否均满足预设降噪要求。其中，预设降噪要求可包括：在滤波-x型最小均方自适应控制过程中误差信号的均值误差函数收敛，且收敛速度满足预设收敛速度要求，也即是，图2中的e(n)是否随时间逐渐降低并可降低至一稳定值，且e(n)减小的速度是否满足预设速度要求。

若麦克风在任一测试位置时的实际降噪效果未满足预设降噪要求，则调整音频输出组件与麦克风之间的次级通道的结构参数，直至麦克风在每个测试位置上对应的实际降噪效果均满足预设降噪要求。其中，音频输出组件与麦克风之间的次级通道的结构参数的调整可以是多个方面的，例如，可对音频播放组件在颈带主体上的位置、音频播放组件中的音腔结构、音频播放组件与麦克风之间的距离等等结构参数进行调整，而且，这些结构参数的调整方式可以是单独调整，也可以是组合调整，本实施例对此不作限定。

当调整后的音频输出组件与麦克风之间的次级通道的结构参数能够保证麦克风在每个测试位置上对应的实际降噪效果均满足预设降噪要求时，可固定音频输出组件与麦克风之间的次级通道的当前设计。而且，可将此时麦克风在每个测试位置上对应的次级通道的实际传递函数的均值，作为音频播放组件与麦克风之间次级通道的估计。

优选地，由于人耳的活动范围通常集中在两耳的连线两侧较小的范围内，因此，在计算均值时，可设定麦克风在每个测试位置上对应的权重，将距离两耳的连线越近的测试位置赋予越大的权值，并根据麦克风在每个测试位置上对应的次级通道的实际传递函数及权重来计算均值，据此确定出的音频播放组件与麦克风之间次级通道的估计将更加合理。

相应地，本申请实施例还提供一种存储有计算机程序的计算机可读存储介质，计算机程序被执行时能够实现上述方法实施例中可由控制电路执行的各步骤。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。

内存可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。内存是计算机可读介质的示例。

计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (12)

1.一种颈带式耳机，其特征在于，包括：颈带主体、耳机模组、音频播放组件和控制电路；

所述耳机模组可活动地安装于所述颈带主体上，所述音频播放组件和所述控制电路固设于所述颈带主体上，所述耳机模组和所述音频播放组件分别与所述控制电路电连接；

所述耳机模组的外部设置有麦克风，所述麦克风用于在所述耳机模组佩戴在人耳处时采集所述耳机模组外的噪声信号并发送至所述控制电路；所述控制电路用于接收所述麦克风发送的噪声信号，生成与所述噪声信号对应的降噪信号，以及通过固设于所述颈带主体上的所述音频播放组件将所述降噪信号输出，以抵消所述噪声信号。

2.根据权利要求1所述的颈带式耳机，其特征在于，所述耳机模组的内部设置有反馈降噪系统，所述反馈降噪系统用于在所述耳机模组内进行反馈降噪。

3.根据权利要求1所述的颈带式耳机，其特征在于，所述耳机模组包括处理器及扬声器，所述扬声器位于所述耳机模组的内部，所述处理器连接所述扬声器和所述麦克风；

所述音频播放组件还用于在输出所述降噪信号过程中，输出原始有用信号；

所述麦克风还用于采集所述音频播放组件输出的原始有用信号，并将采集到的有用信号发送至所述处理器；

所述处理器，用于根据所述音频播放组件与所述人耳之间的信号传输损失量对所述麦克风采集到的有用信号进行均衡补偿，以获得补偿后的有用信号；以及将所述补偿后的有用信号发送至所述扬声器，以供所述扬声器输出所述补偿后的有用信号。

4.根据权利要求1所述的颈带式耳机，其特征在于，所述耳机模组与所述颈带主体无线连接；或者，所述耳机模组与所述颈带主体有线连接。

5.根据权利要求1所述的颈带式耳机，其特征在于，所述控制电路在生成与所述噪声信号对应的降噪信号时，具体用于：

基于滤波-x型最小均方自适应控制原理，根据所述音频播放组件与所述麦克风之间次级通道的估计及所述麦克风采集到的噪声信号，调整降噪滤波系数；根据调整后的降噪滤波系数生成所述降噪信号。

6.根据权利要求5所述的颈带式耳机，其特征在于，所述控制电路还用于：

在生成所述降噪信号之前，根据人体头部的转动角度，选取至少一个测试位置，并在无噪声环境中测定所述麦克风在每个测试位置上时的所述音频输出组件与所述麦克风之间次级通道的实际传递函数；

根据所述麦克风在有噪声环境中在每个测试位置上对应的实际降噪效果，调整所述音频输出组件与所述麦克风之间的次级通道的结构参数，以使所述麦克风在每个测试位置上对应的实际降噪效果满足预设降噪要求；

根据所述麦克风在每个测试位置上对应的实际降噪效果满足预设降噪要求时所述麦克风在每个测试位置上对应的实际传递函数，确定所述音频播放组件与所述麦克风之间次级通道的估计。

7.根据权利要求6所述的颈带式耳机，其特征在于，所述预设降噪要求包括：

在所述滤波-x型最小均方自适应控制过程中误差信号的均值误差函数收敛，且收敛速度满足预设收敛速度要求。

8.一种降噪方法，其特征在于，应用于颈带式耳机，包括：

获取麦克风在颈带式耳机中的耳机模组位于人耳处时采集到的噪声信号，所述麦克风设置于所述耳机模组的外部；

根据所述麦克风采集到的噪声信号，生成与所述噪声信号对应的降噪信号；

通过所述颈带式耳机的音频播放组件将所述降噪信号输出，以抵消所述噪声信号。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述根据所述麦克风采集到的噪声信号，生成与所述噪声信号对应的降噪信号，包括：

基于滤波-x型最小均方自适应控制原理，根据所述音频播放组件与所述麦克风之间次级通道的估计及所述麦克风采集到的噪声信号，调整降噪滤波系数；

根据调整后的降噪滤波系数生成所述降噪信号。

10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，在所述生成所述降噪信号之前，还包括：

根据人体头部的转动角度，选取至少一个测试位置，并在无噪声环境中测定所述麦克风在每个测试位置上时的所述音频输出组件与所述麦克风之间次级通道的实际传递函数；

根据所述麦克风在有噪声环境中在每个测试位置上对应的实际降噪效果，调整所述音频输出组件与所述麦克风之间的次级通道的结构参数，以使所述麦克风在每个测试位置上对应的实际降噪效果满足预设降噪要求；

根据所述麦克风在每个测试位置上对应的实际降噪效果满足预设降噪要求时所述麦克风在每个测试位置上对应的实际传递函数，确定所述音频播放组件与所述麦克风之间次级通道的估计。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述预设降噪要求包括：

在所述滤波-x型最小均方自适应控制过程中误差信号的均值误差函数收敛，且收敛速度满足预设收敛速度要求。

12.一种存储计算机指令的计算机可读存储介质，其特征在于，当所述计算机指令被一个或多个处理器执行时，致使所述一个或多个处理器执行权利要求8-11任一项所述的降噪方法。