CN108882092A - 一种耳机降噪方法及反馈降噪系统 - Google Patents

一种耳机降噪方法及反馈降噪系统 Download PDF

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CN108882092A CN201810719970.5A CN201810719970A CN108882092A CN 108882092 A CN108882092 A CN 108882092A CN 201810719970 A CN201810719970 A CN 201810719970A CN 108882092 A CN108882092 A CN 108882092A
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Abstract

本申请实施例提供一种耳机降噪方法及反馈降噪系统。其中,方法包括:获取反馈降噪系统中的麦克风当前采集到的环境噪声信号;基于麦克风当前采集到的环境噪声信号的频谱和耳机对应的白噪声频谱之间的差异,获得实际环境噪声信号的频谱;根据实际环境噪声信号的频谱与至少一个降噪模式频谱的匹配度,确定与实际环境噪声信号相匹配的目标降噪模式;按照目标降噪模式对麦克风后续采集到的环境噪声信号进行反馈式降噪。在本申请实施例中,可实现在不同的噪声环境中使用不同的降噪模式,以进行有针对性的反馈式降噪,这使得耳机在不同的噪声环境中使用时均可获得较好的降噪效果。

Description

一种耳机降噪方法及反馈降噪系统
技术领域
本申请涉及降噪技术领域,尤其涉及一种耳机降噪方法及反馈降噪系统。
背景技术
近年来,主动降噪技术得到高速发展,主动降噪技术应用在耳机上可实现主动降噪耳机。主动降噪耳机可有效降低外界噪声,如飞机噪声、地铁噪声、空调噪声等环境噪声。
但是,现有的主动降噪耳机对不同噪声环境的适应性较差,在不同噪声环境中的降噪效果差异大。这导致现有的主动降噪耳机无法满足消费者日益提高的使用体验需求。
发明内容
本申请的多个方面提供一种耳机降噪方法及反馈降噪系统,以解决现有技术中耳机在不同环境噪声中的降噪效果差异较大的问题。
本申请实施例提供一种耳机降噪方法,包括:
获取反馈降噪系统中的麦克风当前采集到的环境噪声信号;
基于所述麦克风当前采集到的环境噪声信号的频谱和所述耳机对应的白噪声频谱之间的差异,获得实际环境噪声信号的频谱;
根据所述实际环境噪声信号的频谱与至少一个降噪模式频谱的匹配度,确定与所述实际环境噪声信号相匹配的目标降噪模式;
按照所述目标降噪模式对所述麦克风后续采集到的环境噪声信号进行反馈式降噪。
本申请实施例还提供一种反馈降噪系统,包括:控制电路、反馈滤波器和麦克风;
所述麦克风用于采集噪声信号,并将采集到的所述噪声信号发送至所述控制电路;
所述控制电路用于获取所述麦克风当前采集到的环境噪声信号;基于所述麦克风当前采集到的环境噪声信号的频谱和所述耳机对应的白噪声频谱之间的差异,获得实际环境噪声信号的频谱;根据所述实际环境噪声信号的频谱与至少一个降噪模式频谱的匹配度,确定与所述实际环境噪声信号相匹配的目标降噪模式;基于降噪模式与滤波器参数之间的对应关系,调取与所述目标降噪模式对应的目标滤波器参数;根据所述目标滤波器参数配置所述反馈滤波器;
所述反馈滤波器用于按照所述目标降噪模式对所述麦克风后续采集到的环境噪声信号进行反馈式降噪。
在本申请实施例中,根据反馈降噪系统中的麦克风当前采集到的环境噪声信号,可确定出实际环境噪声信号的状态,并可基于当前的实际环境噪声信号的状态选择合适的降噪模式,从而可实现在不同的噪声环境中使用不同的降噪模式,以进行有针对性的反馈式降噪,这使得耳机在不同的噪声环境中使用时均可获得较好的降噪效果。
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耳机降噪方法;
图2为本申请另一实施例提供的一种反馈降噪系统的结构示意图;
图3为本申请另一实施例提供的另一种反馈降噪系统的结构示意图;
图4为本申请又一实施例提供的一种控制设备的结构示意图。
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,主动降噪耳机对不同噪声环境的适应性较差,在不同噪声环境中的降噪效果差异大,这导致现有的主动降噪耳机无法满足消费者日益提高的使用体验需求。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:根据反馈降噪系统中的麦克风当前采集到的环境噪声信号,可确定出实际环境噪声信号的状态,并可基于当前的实际环境噪声信号的状态选择合适的降噪模式,从而可实现在不同的噪声环境中使用不同的降噪模式,以进行有针对性的反馈式降噪,这使得耳机在不同的噪声环境中使用时均可获得较好的降噪效果。
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耳机降噪方法。如图1所示,该方法包括:
100、获取反馈降噪系统中的麦克风当前采集到的环境噪声信号;
101、基于麦克风当前采集到的环境噪声信号的频谱和耳机对应的白噪声频谱之间的差异,获得实际环境噪声信号的频谱;
102、根据实际环境噪声信号的频谱与至少一个降噪模式频谱的匹配度,确定与实际环境噪声信号相匹配的目标降噪模式;
103、按照目标降噪模式对麦克风后续采集到的环境噪声信号进行反馈式降噪。
本实施例提供的方法可应用于主动降噪耳机,主动降噪耳机泛指各类能够实现主动降噪的耳机,尤其是反馈式降噪耳机。本实施例提供的耳机降噪方法可直接基于反馈式降噪耳机中的反馈降噪系统实施,当然也可在未包含反馈降噪系统的耳机中配置反馈降噪系统以实施本实施例提供的耳机降噪方法。其中,本实施例中的耳机可以是头戴式耳机或入耳式耳机等。
根据应用场景的不同,实际环境噪声信号将有所差异,例如,耳机的应用场景可以是地铁中、马路上、飞机上或者是办公室内等等。对于这些不同的应用场景,实际环境噪声信号的噪声频谱可能各不相同。在本实施例中,将根据不同的实际环境噪声信号的噪声频谱选择合适的降噪模式,以进行有针对性的降噪,从而可在各个应用场景中均获得较好的降噪效果。
在根据实际环境噪声信号的状态选择合适的降噪模式的过程,需要采集环境噪声。在本实施例中,使用耳机的反馈降噪系统中的麦克风来采集降噪模式选择过程中所需的环境噪声信号。反馈降噪系统中的麦克风通常配置在耳机的耳罩内,这使得反馈系统中的麦克风在采集环境噪声信号时,不会受到风的干扰,因此,可避免风声对麦克风所采集到的环境噪声信号的干扰,从而正确确定出实际环境噪声信号的类型,进而正确选择降噪模式。
本实施例中,可获取麦克风当前采集到的环境噪声信号。麦克风位于耳罩内时,麦克风当前采集到的环境噪声信号为实际环境噪声信号经过若干声学通道后传输到耳罩内的噪声信号。声学通道包括声音传递的通道空间以及通道空间中的出声孔、调音网等结构部件。本实施例中,认为同款耳机的声学通道的结构相同,且对实际环境噪声信号的传输影响相同。
为了判断实际环境噪声信号的噪声类别,本实施例中通过实际环境噪声信号的频谱反映实际环境噪声信号的噪声类别。如上文,麦克风当前采集到的并非是实际环境噪声信号,而是实际环境噪声信号经过若干声学通道传输后的噪声信号,而由于声学通道将对声音的传输造成影响,因此,麦克风当前采集到的环境噪声信号并不能准确地反映出当前的实际环境噪声信号的状态。本实施例中,可对麦克风当前采集到的环境噪声信号进行频谱分析,以获得麦克风当前采集到的环境噪声信号的频谱,并可根据麦克风当前采集到的环境噪声信号的频谱和耳机对应的白噪声频谱之间的差异,获得实际环境噪声信号的频谱。其中,耳机对应的白噪声频谱是基于耳机的声学通道的结构而确定的,具体的确定方式将在后文中详述。另外,本实施例中,对于同款耳机而言,其对应的白噪声频谱是相同的;对于不同款耳机而言,其对应的白噪声频谱一般是不同的。
由于麦克风当前采集到的环境噪声信号的频谱也是基于耳机的声学通道的结构而确定的,因此,根据麦克风当前采集到的环境噪声信号的频谱和耳机对应的白噪声频谱之间的差异,耳机的声学通道的结构对实际环境噪声信号和对白噪声造成的传输影响将相互抵消,因此,可获得实际环境噪声信号的频谱,这种方式确定出的实际环境噪声信号的频谱具有较高的准确性,据此可准确地判断出实际环境噪声信号的状态。
在确定出实际环境噪声信号的频谱后,可根据实际环境噪声信号的频谱与至少一个降噪模式频谱的匹配度,确定与实际环境噪声信号相匹配的目标降噪模式。其中,降噪模式频谱是根据不同环境噪声信号的状态预先配置的,降噪模式频谱与环境噪声信号的状态可以是一一对应的,也即,每种环境噪声信号的状态对应一种降噪模式频谱。降噪模式频谱与降噪模式之间具有对应关系,一个降噪模式可对应一个或多个降噪模式频谱;降噪模式与应用场景之间具有对应关系,一个应用场景可对应一个或多个降噪模式。例如,应用场景为地铁时,地铁场景可对应空车厢降噪模式、拥挤车厢降噪模式、站台降噪模式三种降噪模式,每种降噪模式可对应一个降噪模式频谱,三种降噪模式频谱可分别对应空车厢中的环境噪声信号的状态、拥挤车厢中的环境噪声信号的状态或者站台上的环境噪声信号的状态,当用户位于拥挤车厢内时,可确定与当前拥挤车厢中环境噪声信号相匹配的拥挤车厢降噪模式作为目标降噪模式。又例如,应用场景为地铁时,地铁场景可对应车厢降噪模式和站台降噪模式两种降噪模式,车厢降噪模式可对应两种降噪模式频谱,这两种降噪模式频谱可分别对应空车厢中的环境噪声信号的状态、拥挤车厢中的环境噪声信号的状态,而站台降噪模式可对应一种降噪模式频谱,这种降噪模式频谱可对应站台上的环境噪声信号的状态,那么当用户位于拥挤车厢内时,可根据拥挤车厢中的环境噪声信号的状态确定出车厢降噪模式作为目标降噪模式。再例如,应用场景为地铁时,地铁场景可对应地铁降噪模式;应用场景为办公室时,办公室场景可对应办公室降噪模式,当用户位于办公室场景中时,可根据办公室中的环境噪声信号的状态,确定办公室降噪模式为目标降噪模式。当然,以上降噪模式频谱以及降噪模式的数量、对应关系等仅是示例性的,本发明还可根据实际需要采用其它方式预置降噪模式频谱以及降噪模式的数量、对应关系等预置条件。
其中,至少一个降噪模式频谱可存储在一存储单元中,降噪模式频谱与降噪模式之间的对应关系也可存储在该存储单元中。基于上述确定出的实际环境噪声信号的频谱,可从该存储单元中调取至少一个降噪模式频谱,以计算实际环境噪声信号的频谱与至少一个降噪模式频谱之间的匹配度,确定出与实际环境噪声信号的频谱相匹配的降噪模式频谱,并将匹配出的降噪模式频谱对应的降噪模式确定为目标降噪模式。
在确定出目标降噪模式后,本实施例中,可基于耳机内的反馈降噪系统按照目标降噪模式对麦克风后续采集到的环境噪声信号进行反馈式降噪。其中,麦克风后续采集到的环境噪声信号是指确定出目标降噪模式后麦克风采集到的环境噪声信号,这区别于上述的麦克风当前采集到的环境噪声信号,上述的麦克风当前采集到的环境噪声信号是指尚未确定出目标降噪模式,也即未进行反馈式降噪之前采集到的环境噪声信号,上述的麦克风当前采集到的环境噪声信号主要用于确定当前的实际环境噪声信号的状态。
在本实施例中,根据反馈降噪系统中的麦克风当前采集到的环境噪声信号,可确定出实际环境噪声信号的状态,并可基于当前的实际环境噪声信号的状态选择合适的降噪模式,从而可实现在不同的噪声环境中使用不同的降噪模式,以进行有针对性的反馈式降噪,这使得耳机在不同的噪声环境中使用时均可获得较好的降噪效果。另外,在本实施例中,在选择降噪模式时,直接使用反馈式降噪系统中的麦克风进行相关噪声信号的采集,而不是采用额外的麦克风,这使得本实施例的方案可采用更低的成本及更精简的耳机结构实现降噪模式的切换;同时,反馈降噪系统之外的麦克风(例如用于前馈降噪的麦克风)通常设置在耳机的耳罩外,容易受到风的干扰,造成降噪模式的选择错误,而本实施例中反馈降噪系统中的麦克风通常设置在耳罩内,这使得本实施例的方案可避免风的干扰,从而选中最优的降噪模式,实现最优的降噪效果。
在上述或下述实施例中,为实现对麦克风后续采集到的环境噪声信号进行反馈式降噪,本实施例中,可采用多种方式产生与麦克风后续采集到的环境噪声信号对应的反馈降噪信号。例如,可预先针对每种降噪模式分别配置反馈滤波器,在确定目标降噪模式后,可选定于目标降噪模式匹配的反馈滤波器,并由选定的反馈滤波器产生反馈降噪信号,以实现反馈降噪。
在一种优选地实现方式中,可基于降噪模式与滤波器参数之间的对应关系,调取与目标降噪模式对应的目标滤波器参数;根据目标滤波器参数配置反馈降噪系统中的反馈滤波器,使其产生与麦克风后续采集到的环境噪声信号对应的反馈降噪信号;通过耳机的扬声器播放反馈降噪信号以对麦克风后续采集到的环境噪声信号进行反馈式降噪。其中,降噪模式与滤波器参数之间具有预置的对应关系,降噪模式与滤波器参数之间可以是一一对应的。另外,滤波器参数用于配置反馈降噪系统中的反馈滤波器,以使反馈滤波器按照配置后的滤波器参数产生反馈降噪信号。例如,承接上文中应用场景为地铁时的示例,当确定目标降噪模式为拥挤车厢降噪模式时,由于拥挤车厢中的众人低语的噪声主要集中在a~b频段,因此,可预先配置拥挤车厢降噪模式对应的目标滤波器参数为可针对在该频段产生反馈降噪信号的滤波器参数。据此,基于反馈降噪系统中的一个反馈滤波器,即可满足不同降噪模式的需求,从而,可在不同的噪声环境中产生不同的反馈降噪信号,实现有针对性的反馈降噪。
在上述或下述实施例中,可预先确定耳机对应的白噪声频谱。确定耳机对应的白噪声频谱时,可将耳机置于白噪声环境中,通过耳机中的麦克风采集白噪声信号,当麦克风位于耳罩内时,麦克风采集到的白噪声环境为实际白噪声信号经过耳机的声学通道的结构影响后的白噪声信号,因此,麦克风采集到的白噪声信号的频谱可能不再是一条直线,而是一条具有波动的曲线,而这条曲线的波动特点可体现该耳机的声学通道的结构对声音信号传输的影响。本实施例中的白噪声环境是指仅包含白噪声信号的环境。
确定耳机对应的白噪声频谱的第一种方式中,可以将该耳机处于白噪声环境中时,该耳机中的麦克风采集到的白噪声信号的频谱,作为该耳机对应的白噪声频谱。
确定耳机对应的白噪声频谱的第二种方式中,可以将该耳机处于白噪声环境中时,分别获取该耳机中的麦克风多次采集到的白噪声信号的频谱,并对该麦克风采集到的多个白噪声信号的频谱求取均值,将求取的均值作为该耳机对应的白噪声频谱。这种方式中,白噪声频谱是多次采集的白噪声信号的频谱的均值,结果更加准确。
确定耳机对应的白噪声频谱的第三种方式中,可以将该耳机以及与该耳机同款的多个耳机置于相同的白噪声环境中,其它采集条件也相同,在此基础上,可将获取到的该耳机中麦克风至少一次采集到的白噪声信号的频谱发送至一数据处理位置,以将获取到的至少一个白噪声信号的频谱作为确定该耳机对应的白噪声频谱的基础,以便在该数据处理位置上对多个耳机对应的多个白噪声信号的频谱求取均值,并将求取的均值作为该耳机对应的白噪声频谱。这种方式只需确定出同一款耳机对应的白噪声频谱即可,无需对每个耳机进行测试,更加便捷;而且,白噪声频谱是多个麦克风采集的白噪声信号的频谱的均值,结果更加准确。
当然,确定耳机对应的白噪声频谱还可采用其它方式,并不限于上述三种方式,本实施例对此不作限定。需要说明的是,本实施例中,在确定耳机对应的白噪声频谱时,耳机处于非降噪模式,也即是,麦克风采集到的白噪声信号为未经降噪的信号,未经降噪的信号的频谱能更准确地反应出声学通道的结构对声音信号传输的影响。
在上述或下述实施例中,基于上述确定出的耳机对应的白噪声频谱,可根据麦克风当前采集到的环境噪声信号的频谱和耳机对应的白噪声频谱之间的差异,获得实际环境噪声信号的频谱。为了计算方便,可首先对麦克风当前采集到的环境噪声信号的频谱和耳机对应的白噪声频谱进行校准,然后以校准后的麦克风当前采集到的环境噪声信号的频谱和耳机对应的白噪声频谱来确定实际环境噪声信号的频谱。
本实施例中,可根据预设的校准频率,将麦克风当前采集到的环境噪声信号的频谱在校准频率上的幅度值校准至白噪声频谱在校准频率上的幅度水平;根据校准频率上的校准比例,校准麦克风当前采集到的环境噪声信号的频谱在其它频率上的幅度值,以获得校准后的噪声信号频谱;获取校准后的噪声信号频谱和耳机对应的白噪声频谱的差值作为实际环境噪声信号的频谱。其中,预设的校准频率可以根据实际情况而确定,例如,声学领域中通常选择1KHZ作为标准灵敏度,本实施例中可将校准频率预设为1KHZ,当然,校准频率还可选择其它值,本实施例对此不作限定。根据预设的校准频率,可将麦克风当前采集到的环境噪声信号的频谱在校准频率上的幅度值校准至与耳机对应的白噪声频谱在校准频率上幅度值相等,并计算该校准过程中麦克风当前采集到的环境噪声信号的频谱在校准频率上的幅度变化比例,将该实时计算出的幅度变化比例作为校准比例,对麦克风当前采集到的环境噪声信号的频谱在其它频率上的幅度值进行校准。从整个频谱来看,校准过程实质是将麦克风当前采集到的环境噪声信号的频谱沿频谱的纵轴(幅度)整体平移,以实现两个频谱在校准频率上幅度值相等。这样,校准后的两个频谱在校准频率上的幅度差值将为0dB,也就是,据此获得的实际环境噪声信号的频谱在校准频率上的幅度值将归一化到0dB。当然,还可直接将麦克风当前采集到的环境噪声信号的频谱和耳机对应的白噪声频谱在校准频率上的幅度值均校准至0dB,这样,获得的实际环境噪声信号的频谱在校准频率上的幅度值也可归一化至0dB。
上述校准过程中可将麦克风当前采集到的环境噪声信号的频谱和耳机对应的白噪声频谱校准至同一幅度水平,考虑到每次确定实际环境噪声信号的频谱时,所采用的耳机对应的白噪声频谱为统一的,因此,可将耳机对应的白噪声频谱作为基准对麦克风当前采集到的环境噪声信号的频谱进行校准。进一步,为了便于后续确定实际环境噪声信号的频谱与至少一个降噪模式频谱的匹配度,可将实际环境噪声信号的频谱与至少一个降噪模式频谱采用相同的校准基准进行校准,例如,校准频率选定为1KHZ,可将至少一个降噪模式频谱在1KHZ上的幅度值也校准至0dB,这样,获得的实际环境噪声信号的频谱将与至少一个降噪模式频谱具有相同的校准基准,这将大大提高匹配度计算的效率。
本实施例中,获得的实际环境噪声信号的频谱与至少一个降噪模式频谱校准基准统一,便于后续确定实际环境噪声信号的频谱与至少一个降噪模式频谱的匹配度。
在上述或下述实施例中,为了确定出目标降噪模式,可基于实际环境噪声信号的频谱中各个频率上的幅度值,确定实际环境噪声信号的频谱中的至少一个特征频段,每个特征频段为频段内各个频率上的幅度值均大于一预设阈值的频段;根据至少一个特征频段,计算实际环境噪声信号的频谱与至少一个降噪模式频谱之间的匹配度;从至少一个降噪模式频谱中,选择匹配度最高的降噪模式频谱对应的降噪模式作为目标降噪模式。
不同的应用场景中,实际环境噪声信号的状态可能各不相同,这些不同可在实际环境噪声信号的频谱上有所反映。例如,地铁场景中,对应的地铁环境噪声信号的频谱中,噪声主要集中在a~b这一特征频段,而办公室环境中,对应的办公室环境噪声信号的频谱中,噪声主要集中在c~d这一特征频段,当然,这仅是示例性的。据此,可根据不同的应用场景中的实际环境噪声信号的状态预置降噪模式频谱,预置的降噪模式频谱可反映出对应的应用场景中实际环境噪声信号的状态。
本实施例中,可首先根据获取到的当前应用场景对应的实际环境噪声信号的频谱,确定出实际环境噪声信号的频谱的至少一个特征频段。其中,特征频段是指频谱中幅度较大的频段,也即是需要进行针对性降噪的频段。承接上例,地铁场景中,根据获取到的实际环境噪声信号的频谱,可确定特征频段为a’~b’;办公室场景中,根据获取到的实际环境噪声信号的频谱,可确定特征频段为c’~d’。
基于预置的至少一个降噪模式频谱以及上述确定出的实际环境噪声信号的频谱的至少一个特征频段,可计算实际环境噪声信号的频谱与至少一个降噪模式频谱之间的匹配度。其中,可至少从以下几个方面确定匹配度:
第一方面,特征频段的重合度。承接上文的例子,若地铁降噪模式频谱的特征频段为250HZ~300HZ,办公室降噪模式频谱的特征频段为300HZ~500HZ,当用户当前所处的噪声环境对应的实际环境噪声信号的频谱的特征频段为200HZ~300HZ时,可分别计算实际环境噪声信号的频谱的特征频段与各个降噪模式频谱的特征频段之间的重合度,显然,本示例中,实际环境噪声信号的频谱与地铁降噪模式频谱的特征频段的重合度更高。
第二方面,特征频段的重合数量。根据特征频段之间的重合度,可将重合度大于一阈值的两个特征频段确定为重合,据此,可确定出实际环境噪声信号的频谱与至少一个降噪模式频谱之间的特征频段的重合数量。
第三方面,特征频段中幅值的重合度,在确定出两个特征频段重合后,还可计算该两个特征频段内幅度值的重合度,例如,可将特征频段内各频率上的幅度值的差值的方差作为特征频段中幅值的重合度。
当然,计算匹配度还可考虑其它方面的因素,并不限于上述几个方面,能够体现实际环境噪声信号的频谱与至少一个降噪模式频谱之间匹配程度的因素都应属于本实施例的保护范围。
在上述或下述实施例中,可在频谱分析之前,对各个信号进行低通滤波。例如,在上述确定实际环境噪声信号的频谱时,可对麦克风当前采集到的环境噪声信号进行低通滤波,根据低通滤波后的信号生成麦克风当前采集到的环境噪声信号的频谱;在对耳机对应的白噪声频谱确定时,可对麦克风采集到的白噪声信号进行低通滤波,根据低通滤波后的信号生成白噪声信号的频谱,并据此确定耳机对应的白噪声频谱。对于反馈式降噪而言,主要的降噪频段是在1KHZ之前,因此,本实施例中,对各信号的低通滤波可采用相同的低通滤波参数,例如,Frequency 100HZ Q 1Gain 0,当然,还可采用其它的低通滤波参数。这样,可大大减小计算量,有效提高运算速度,同时减小存储空间,进一步降低了成本。
为了确定出目标降噪模式,需要基于麦克风当前采集到的环境噪声信号的频谱及耳机对应的白噪声频谱的差异,来获得实际环境噪声信号的频谱,这个过程实际上是根据麦克风当前采集到的环境噪声信号的频谱反推实际环境噪声信号的频谱的过程,主要原理是由于白噪声信号和实际环境噪声信号传输到麦克风位置的过程中受到的影响一致,因此,可根据麦克风当前采集到的环境噪声信号的频谱,以及耳机对应的白噪声频谱所反应出来的声音传输到麦克风位置的过程中受到的影响,反推出实际环境噪声信号的频谱。然而,声音在传输过程中除了受到上文所述的声学通道的结构的影响之外,还将受到不同的人佩戴和/不同的佩戴方式等佩戴状态的影响。一般情况下佩戴状态的不同主要导致佩戴泄漏量的不同,佩戴泄漏量是指耳机与人耳耦合时,由于两者之间存在缝隙等情况而导致从这些缝隙中泄露的声音信号的总量。由于从这些缝隙中泄露的声音信号通常为低频信号,因此,佩戴泄漏量主要会对低频声音信号的降噪量产生较大影响。这导致,佩戴状态会对降噪过程产生影响。
据此,在上述或下述实施例中,至少可采用如下实现方式来准确确定出实际环境噪声信号的频谱,从而匹配出正确的目标降噪模式:
第一种实现方式:可响应于降噪模式切换事件,结束前一反馈式降噪过程,之后再开始获取本次反馈式降噪过程中麦克风当前采集到的环境噪声信号,并根据麦克风当前采集到的未经降噪的环境噪声信号的频谱以及耳机对应的未经降噪的白噪声信号频谱来确定实际环境噪声信号的频谱,之后,继续执行本次反馈式降噪过程,直至下一次降噪模式切换事件发生时,结束本次反馈式降噪过程。其中,结束反馈式降噪过程是指停止产生反馈降噪信号。这样,确定实际环境噪声信号的频谱时所采用的麦克风当前采集到的环境噪声信号以及耳机对应的白噪声信号均为未经降噪的信号,因此,确定实际环境噪声信号的频谱的过程并不会受到不同的佩戴状态的影响,据此,可保证获得的实际环境噪声的频谱的准确性。
在本实现方式中,在本次反馈式降噪过程开始之前,结束上一次反馈式降噪过程,使得麦克风当前采集到的环境噪声信号为未经降噪的噪声信号,而采用的白噪声频谱也是通用的未经降噪的白噪声频谱,这样,即使佩戴状态发生变化,也并不会对麦克风当前采集到的环境噪声信号的频谱和耳机对应的白噪声信号频谱造成影响,因此,可使用通用的耳机对应的白噪声频谱来确定实际环境噪声信号,保证了实际环境噪声信号的频谱的识别的准确性,从而避免降噪模式的误判,以获得理想的降噪效果。
在本实现方式中,并不限定降噪模式切换事件的实现形式,该降噪模式切换事件可以有多种形式。例如,可在耳机上设置降噪模式切换按钮,以该按钮的触发事件(例如该按钮被按下)作为降噪模式切换事件。当应用场景发生变化时,用户可主动触发该按钮,以结束本次反馈式降噪过程,开启下一次反馈式降噪过程,实现降噪模式的切换。又例如,可将反馈降噪系统的电源接通事件作为降噪模式切换事件,则当电源断开时,结束本次反馈式降噪过程,当电源开启时,开启下一次反馈式降噪过程,实现降噪模式的切换。
第二种实现方式:可获取耳机佩戴状态改变时麦克风采集到的测试噪声信号;当麦克风采集到的测试噪声信号的频谱和预设的理想佩戴状态频谱之间的差异超出阈值范围时,发出调整佩戴状态通知,直至麦克风采集到的测试噪声信号的频谱和预设的理想佩戴状态频谱之间的差异满足预设要求。其中,预设的理想佩戴状态频谱可根据实际情况进行设置,例如,可将耳机在若干佩戴状态下的频谱的均值作为预设的理想佩戴状态频谱,当然,还可采用其它方式确定预设的理想佩戴状态频谱,本实施例对此不作限定。。在佩戴状态满足预设要求后,可将耳机置于默认的降噪模式,当然也可按上述第一种实现方式确定出目标降噪模式,在耳机进入确定出的降噪模式后,可获取麦克风当前采集到的降噪后的环境噪声信号;基于麦克风当前采集到的降噪后的环境噪声信号的频谱和当前降噪模式对应的白噪声频谱之间的差异,获得实际环境噪声信号的频谱。这样,在耳机佩戴状态改变时,通过佩戴状态的检测过程,将耳机的佩戴状态调整至理想佩戴状态,耳机将一直处在理想的佩戴状态下,因此,佩戴状态对降噪过程的影响将趋于一致,可有效提高在降噪过程中实时确定出的实际环境噪声信号的频谱的准确性。据此,本实现方式中,可在耳机处于反馈降噪过程中,实时地判断出是否需要进行降噪模式切换,并根据准确的实际环境噪声信号的频谱进行目标降噪模式的选择,避免降噪模式的误判。
其中,测试噪声信号可以是低频成分较多的噪声信号,例如,粉色噪声信号。耳机对应的白噪声频谱为耳机处于不同降噪模式下对应的白噪声频谱。另外,本实现方式中,可通过将耳机置于白噪声环境中来确定耳机处于不同降噪模式下对应的白噪声频谱。确定耳机处于不同降噪模式下对应的白噪声频谱的方式可参考上文中“确定耳机对应的白噪声频谱的多种方式”,两者的不同之处在于本实现方式中,是基于麦克风在不同降噪模式下采集到的降噪后的白噪声信号来确定对应的白噪声频谱,其它步骤相同,在此不再赘述。
本实现方式中,为实现实时切换降噪模式,可周期性的计算实际环境噪声信号的频谱,以保证及时根据实际环境噪声信号的变化而实现降噪模式的切换,例如,可每隔5s对麦克风采集到的环境噪声信号进行频谱分析,并根据麦克风采集到的环境噪声信号的频谱和当前降噪模式对应的白噪声频谱确定实际环境噪声信号的频谱。进一步,为了避免短时的声音信号波动造成降噪模式的误判,可设定降噪模式切换标准,例如,若连续三次计算的实际环境噪声信号的频谱都对应同一降噪模式,则将该降噪模式确定为目标降噪模式,而若并未达到三次,则保持当前降噪模式不变。图2为本申请另一实施例提供的一种反馈降噪系统的结构示意图。本实施例中,反馈降噪系统可应用于头戴式耳机或入耳式耳机等,图2以头戴式耳机为例,示出了反馈降噪系统的一种结构形式。
如图2所示,该反馈降噪系统包括:控制电路20、反馈滤波器21和麦克风22;
麦克风22用于采集噪声信号,并将采集到的环境噪声信号发送至控制电路20;
控制电路20用于获取麦克风22当前采集到的环境噪声信号;基于麦克风22当前采集到的环境噪声信号的频谱和耳机对应的白噪声频谱之间的差异,获得实际环境噪声信号的频谱;根据实际环境噪声信号的频谱与至少一个降噪模式频谱的匹配度,确定与实际环境噪声信号相匹配的目标降噪模式;基于降噪模式与滤波器参数之间的对应关系,调取与目标降噪模式对应的目标滤波器参数;根据目标滤波器参数配置反馈滤波器21;
反馈滤波器21用于按照目标降噪模式对麦克风22后续采集到的环境噪声信号进行反馈式降噪。
本实施例中,控制电路20用于提供计算和频谱分析等功能,控制电路20可实现为DSP(数字信号处理,Digital Signal Processing)结合MCU(微控制单元,MicrocontrollerUnit)的形式,当然,控制电路20也可单独实现为CPU(中央处理器,Central ProcessUnit),本实施例对此不作限定。另外,控制电路20中可包含存储单元,存储单元可用于存储耳机对应的白噪声频谱、至少一种降噪模式频谱以及降噪模式与滤波器参数之间的对应关系等信息,当然,控制电路20也可不包含存储单元,而从反馈降噪系统之外的存储位置获取上述信息。
麦克风22可配置在耳机的耳罩内,当然,本实施例并不限于此,麦克风22还可位于耳机的其它位置处,例如,耳罩上或耳罩外。由于风声的频率较低,麦克风22位于其它位置时,风声将对麦克风22采集到的环境噪声信号造成干扰,这会对实际环境噪声信号的状态的识别造成干扰,导致降噪模式的选择失误,进而影响降噪效果,因此,与其它位置相比,麦克风22配置在耳机的耳罩内时,可避免风的干扰,从而可以选中最优的降噪模式以进行反馈式降噪。当然,风声对麦克风22采集到的环境噪声信号的干扰并不是非常大,麦克风22配置在其它位置时,本实施例中仍可选中较优的降噪模式。本文中,将重点以麦克风22位于耳机的耳罩内的情况进行技术方案的描述。
反馈滤波器21根据控制电路20为其配置的滤波器参数产生反馈降噪信号,该反馈降噪信号可与麦克风22后续采集到的环境噪声信号等值反相,反馈滤波器21可将产生的反馈降噪信号传输至耳机的扬声器23,并通过扬声器23播放该反馈降噪信号,从而可抵消麦克风22后续采集到的环境噪声信号,实现反馈式降噪。
在一可选实施例中,控制电路20可获取麦克风22在白噪声环境中采集到的白噪声信号,并基于获取到的白噪声信号确定出耳机对应的白噪声频谱。
在第一种实现方式中,在该耳机处于白噪声环境中时,控制电路20可以将该耳机中的麦克风22采集到的白噪声信号的频谱,作为该耳机对应的白噪声频谱。
在第二种实现方式中,在该耳机处于白噪声环境中时,控制电路20可以分别获取该耳机中的麦克风22多次采集到的白噪声信号的频谱,并对该麦克风22采集到的多个白噪声信号的频谱求取均值,将求取的均值作为该耳机对应的白噪声频谱。这种方式中,白噪声频谱是多次采集的白噪声信号的频谱的均值,结果更加准确。
在第三种实现方式中,可以将该耳机以及与该耳机同款的多个耳机置于相同的白噪声环境中,其它采集条件也相同,在此基础上,控制电路20可将获取到的该耳机中麦克风22至少一次采集到的白噪声信号的频谱发送至一数据处理位置,以将获取到的至少一个白噪声信号的频谱作为确定该耳机对应的白噪声频谱的基础,以便在该数据处理位置上对多个耳机的控制电路20所发送的多个白噪声信号的频谱求取均值,并将求取的均值作为该耳机对应的白噪声频谱。这种方式只需确定出同一款耳机对应的白噪声频谱即可,无需对每个耳机进行测试,更加便捷;而且,白噪声频谱是多个麦克风22采集的白噪声信号的频谱的均值,结果更加准确。
当然,控制电路20还可采用其它方式确定耳机对应的白噪声频谱,并不限于上述三种方式,本实施例对此不作限定。需要说明的是,本实施例中,在确定耳机对应的白噪声频谱时,耳机处于非降噪模式,也即是,麦克风22采集到的白噪声信号为未经降噪的信号,未经降噪的信号的频谱能更准确地反应出声学通道的结构对声音信号传输的影响
在一可选实施例中,控制电路20在基于麦克风22当前采集到的环境噪声信号的频谱和耳机对应的白噪声频谱之间的差异,获得实际环境噪声信号的频谱时,具体用于:
根据预设的校准频率,将麦克风22当前采集到的环境噪声信号的频谱在校准频率上的幅度值校准至白噪声频谱在校准频率上的幅度水平;
根据校准频率上的校准比例,校准麦克风22当前采集到的环境噪声信号的频谱在其它频率上的幅度值,以获得校准后的噪声信号频谱;
获取校准后的噪声信号频谱和耳机对应的白噪声频谱的差值作为实际环境噪声信号的频谱。
本实施例中,在麦克风22当前采集到的环境噪声信号的频谱和耳机对应的白噪声频谱的校准过程中,可将麦克风22当前采集到的环境噪声信号的频谱和耳机对应的白噪声频谱校准至同一幅度水平。考虑到每次确定实际环境噪声信号的频谱时,所采用的耳机对应的白噪声频谱为统一的,因此,可将耳机对应的白噪声频谱作为基准对麦克风22当前采集到的环境噪声信号的频谱进行校准。进一步,为了便于后续确定实际环境噪声信号的频谱与至少一个降噪模式频谱的匹配度,耳机对应的白噪声频谱和至少一个降噪模式频谱可采用相同的校准基准,例如,校准频率选定为1KHZ,耳机对应的白噪声频谱和至少一个降噪模式频谱在1KHZ上的幅度值均校准至0dB,这样,获得的实际环境噪声信号的频谱将与至少一个降噪模式频谱具有相同的校准基准,这大大提高了匹配度计算的效率。
本实施例中,获得的实际环境噪声信号的频谱与至少一个降噪模式频谱校准基准统一,便于后续确定实际环境噪声信号的频谱与至少一个降噪模式频谱的匹配度。
在一可选实施例中,控制电路20在根据实际环境噪声信号的频谱与至少一个降噪模式频谱的匹配度,确定与实际环境噪声信号相匹配的目标降噪模式时,具体用于:
基于实际环境噪声信号的频谱中各个频率上的幅度值,确定实际环境噪声信号的频谱中的至少一个特征频段,每个特征频段为频段内各个频率上的幅度值均大于一预设阈值的频段;
根据至少一个特征频段,计算实际环境噪声信号的频谱与至少一个降噪模式频谱之间的匹配度;
从至少一个降噪模式频谱中,选择匹配度最高的降噪模式频谱对应的降噪模式作为目标降噪模式。
本实施例中,可首先根据获取到的当前应用场景对应的实际环境噪声信号的频谱,确定出实际环境噪声信号的频谱的至少一个特征频段。其中,特征频段是指频谱中幅度波动较大的频段,也即是需要进行针对性降噪的频段。
基于预置的至少一个降噪模式频谱以及上述确定出的实际环境噪声信号的频谱的至少一个特征频段,可计算实际环境噪声信号的频谱与至少一个降噪模式频谱之间的匹配度。其中,可至少从以下几个方面确定匹配度:
第一方面,特征频段的重合度。承接上文的例子,若地铁降噪模式频谱的特征频段为250HZ~300HZ,办公室降噪模式频谱的特征频段为300HZ~500HZ,当用户当前所处的噪声环境对应的实际环境噪声信号的频谱的特征频段为200HZ~300HZ时,可分别计算实际环境噪声信号的频谱的特征频段与各个降噪模式频谱的特征频段之间的重合度,显然,本示例中,实际环境噪声信号的频谱与地铁降噪模式频谱的特征频段的重合度更高。
第二方面,特征频段的重合数量。根据特征频段之间的重合度,可将重合度大于一阈值的两个特征频段确定为重合,据此,可确定出实际环境噪声信号的频谱与至少一个降噪模式频谱之间的特征频段的重合数量。
第三方面,特征频段中幅值的重合度,在确定出两个特征频段重合后,还可计算该两个特征频段内幅度值的重合度,例如,可将特征频段内各频率上的幅度值的差值的方差作为特征频段中幅值的重合度。
当然,计算匹配度还可考虑其它方面的因素,并不限于上述几个方面,能够体现实际环境噪声信号的频谱与至少一个降噪模式频谱之间匹配程度的因素都应属于本实施例的保护范围。
在一可选实施例中,控制电路20在获取反馈降噪系统中的麦克风22当前采集到的环境噪声信号之前,还用于:
响应于降噪模式切换事件,结束前一反馈式降噪过程。
在一可选实施例中,控制电路20在获取反馈降噪系统中的麦克风当前采集到的环境噪声信号之前,还用于:
获取耳机佩戴状态改变时麦克风22采集到的测试噪声信号;根据麦克风22采集到的测试噪声信号的频谱和预设的理想佩戴状态频谱之间的差异,调整佩戴状态,直至麦克风22采集到的测试噪声信号的频谱和预设的理想佩戴状态频谱之间的差异满足预设要求;
控制电路20在获取反馈降噪系统中的麦克风22当前采集到的环境噪声信号时,用于:
获取反馈降噪系统中的麦克风22当前采集到的降噪后的环境噪声信号;
控制电路20在基于麦克风22当前采集到的环境噪声信号的频谱和耳机对应的白噪声频谱之间的差异,获得实际环境噪声信号的频谱时,用于:
基于麦克风22当前采集到的降噪后的环境噪声信号的频谱和当前降噪模式对应的白噪声频谱之间的差异,获得实际环境噪声信号的频谱。
图3为本申请另一实施例提供的另一种反馈降噪系统的结构示意图。如图3所示,该反馈降噪系统包括:控制电路20、反馈滤波器21、麦克风22和低通滤波器24。
其中,关于控制电路20、反馈滤波器21和麦克风22的相关描述可参考上文中的实施例,在此不再赘述。
本实施例中,低通滤波器24用于在频谱分析之前,对各个信号进行低通滤波。例如,在上述确定实际环境噪声信号的频谱时,可对麦克风22当前采集到的环境噪声信号进行低通滤波,根据低通滤波后的信号生成麦克风22当前采集到的环境噪声信号的频谱;在对耳机对应的白噪声频谱确定时,可对麦克风22采集到的白噪声信号进行低通滤波,根据低通滤波后的信号生成白噪声信号的频谱,并据此确定耳机对应的白噪声频谱。对于反馈式降噪而言,主要的降噪频段是在1KHZ之前,因此,本实施例中,对各信号的低通滤波可采用相同的低通滤波参数,例如,Frequency 100HZ Q 1Gain 0,当然,还可采用其它的低通滤波参数。这样,可大大减小计算量,有效提高运算速度,同时减小存储空间,进一步降低了成本。
图4为本申请又一实施例提供的一种控制设备的结构示意图。如图4所示,该控制设备包括:存储器40和处理器41;
存储器40于存储计算机程序,并可被配置为存储其它各种数据以支持在服务器设备上的操作。这些数据的示例包括用于在服务器设备上操作的任何应用程序或方法的指令,联系人数据,电话簿数据,消息,图片,视频等。
存储器40由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现,如静态随机存取存储器(SRAM),电可擦除可编程只读存储器(EEPROM),可擦除可编程只读存储器(EPROM),可编程只读存储器(PROM),只读存储器(ROM),磁存储器,快闪存储器,磁盘或光盘。
处理器41与存储器40耦合,用于执行存储器40中的计算机程序,以用于:
获取反馈降噪系统中的麦克风当前采集到的环境噪声信号;
基于麦克风当前采集到的环境噪声信号的频谱和耳机对应的白噪声频谱之间的差异,获得实际环境噪声信号的频谱;
根据实际环境噪声信号的频谱与至少一个降噪模式频谱的匹配度,确定与实际环境噪声信号相匹配的目标降噪模式;
按照目标降噪模式对麦克风后续采集到的环境噪声信号进行反馈式降噪。
在一可选实施例中,处理器41在按照目标降噪模式对麦克风后续采集到的环境噪声信号进行反馈式降噪时,具体用于:
基于降噪模式与滤波器参数之间的对应关系,调取与目标降噪模式对应的目标滤波器参数;
根据目标滤波器参数配置反馈降噪系统中的反馈滤波器,使其产生与麦克风后续采集到的环境噪声信号对应的反馈降噪信号;
通过耳机的扬声器播放反馈降噪信号以对麦克风后续采集到的环境噪声信号进行反馈式降噪。
在一可选实施例中,处理器41在基于麦克风当前采集到的环境噪声信号的频谱和耳机对应的白噪声频谱之间的差异,获得实际环境噪声信号的频谱之前,还用于:
获取至少一个耳机中的麦克风在白噪声环境中采集到的白噪声信号;
将获取到的至少一个白噪声信号的频谱的均值,作为耳机对应的白噪声频谱。
在一可选实施例中,处理器41在基于麦克风当前采集到的环境噪声信号的频谱和耳机对应的白噪声频谱之间的差异,获得实际环境噪声信号的频谱时,具体用于:
根据预设的校准频率,将麦克风当前采集到的环境噪声信号的频谱在校准频率上的幅度值校准至白噪声频谱在校准频率上的幅度水平;
根据校准频率上的校准比例,校准麦克风当前采集到的环境噪声信号的频谱在其它频率上的幅度值,以获得校准后的噪声信号频谱;
获取校准后的噪声信号频谱和耳机对应的白噪声频谱的差值作为实际环境噪声信号的频谱。
在一可选实施例中,处理器41在根据实际环境噪声信号的频谱与至少一个降噪模式频谱的匹配度,确定与实际环境噪声信号相匹配的目标降噪模式时,具体用于:
基于实际环境噪声信号的频谱中各个频率上的幅度值,确定实际环境噪声信号的频谱中的至少一个特征频段,每个特征频段为频段内各个频率上的幅度值均大于一预设阈值的频段;
根据至少一个特征频段,计算实际环境噪声信号的频谱与至少一个降噪模式频谱之间的匹配度;
从至少一个降噪模式频谱中,选择匹配度最高的降噪模式频谱对应的降噪模式作为目标降噪模式。
在一可选实施例中,处理器41在获取反馈降噪系统中的麦克风当前采集到的环境噪声信号之前,还用于:
响应于降噪模式切换事件,结束前一反馈式降噪过程。
在一可选实施例中,处理器41在获取反馈降噪系统中的麦克风当前采集到的环境噪声信号之前,还用于:
获取耳机佩戴状态改变时麦克风采集到的测试噪声信号;根据麦克风采集到的测试噪声信号的频谱和预设的理想佩戴状态频谱之间的差异,调整佩戴状态,直至麦克风采集到的测试噪声信号的频谱和预设的理想佩戴状态频谱之间的差异满足预设要求;
处理器41在获取反馈降噪系统中的麦克风当前采集到的环境噪声信号时,用于:
获取反馈降噪系统中的麦克风当前采集到的降噪后的环境噪声信号;
处理器41在基于麦克风当前采集到的环境噪声信号的频谱和耳机对应的白噪声频谱之间的差异,获得实际环境噪声信号的频谱时,用于:
基于麦克风当前采集到的降噪后的环境噪声信号的频谱和当前降噪模式对应的白噪声频谱之间的差异,获得实际环境噪声信号的频谱。
进一步,如图4所示,该控制设备还包括:通信组件43、显示器44、电源组件45等其它组件。图4中仅示意性给出部分组件,并不意味着控制设备只包括图4所示组件。
其中,通信组件42被配置为便于通信组件所在设备和其他设备之间有线或无线方式的通信。通信组件所在设备可以接入基于通信标准的无线网络,如WiFi,2G或3G,或它们的组合。在一个示例性实施例中,通信组件42经由广播信道接收来自外部广播管理系统的广播信号或广播相关信息。在一个示例性实施例中,通信组件还包括近场通信(NFC)模块,以促进短程通信。例如,在NFC模块可基于射频识别(RFID)技术,红外数据协会(IrDA)技术,超宽带(UWB)技术,蓝牙(BT)技术和其他技术来实现。
其中,显示器43包括屏幕,其屏幕可以包括液晶显示器(LCD)和触摸面板(TP)。如果屏幕包括触摸面板,屏幕可以被实现为触摸屏,以接收来自用户的输入信号。触摸面板包括一个或多个触摸传感器以感测触摸、滑动和触摸面板上的手势。所述触摸传感器可以不仅感测触摸或滑动动作的边界,而且还检测与所述触摸或滑动操作相关的持续时间和压力。
其中,电源组件44,为电源组件所在设备的各种组件提供电力。电源组件可以包括电源管理系统,一个或多个电源,及其他与为电源组件所在设备生成、管理和分配电力相关联的组件。
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设备执行的各步骤。
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,并不排除在包括所述要素的过程、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)

1.一种耳机降噪方法,其特征在于,包括:
获取反馈降噪系统中的麦克风当前采集到的环境噪声信号;
基于所述麦克风当前采集到的环境噪声信号的频谱和所述耳机对应的白噪声频谱之间的差异,获得实际环境噪声信号的频谱;
根据所述实际环境噪声信号的频谱与至少一个降噪模式频谱的匹配度,确定与所述实际环境噪声信号相匹配的目标降噪模式;
按照所述目标降噪模式对所述麦克风后续采集到的环境噪声信号进行反馈式降噪。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,按照所述目标降噪模式对所述麦克风后续采集到的环境噪声信号进行反馈式降噪,包括:
基于降噪模式与滤波器参数之间的对应关系,调取与所述目标降噪模式对应的目标滤波器参数;
根据所述目标滤波器参数配置所述反馈降噪系统中的反馈滤波器,使其产生与所述麦克风后续采集到的环境噪声信号对应的反馈降噪信号;
通过所述耳机的扬声器播放所述反馈降噪信号以对所述麦克风后续采集到的环境噪声信号进行反馈式降噪。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在所述基于所述麦克风当前采集到的环境噪声信号的频谱和所述耳机对应的白噪声频谱之间的差异,获得实际环境噪声信号的频谱之前,还包括:
获取至少一个耳机中的麦克风在白噪声环境中采集到的白噪声信号;
将获取到的至少一个白噪声信号的频谱的均值,作为所述耳机对应的白噪声频谱。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述基于所述麦克风当前采集到的环境噪声信号的频谱和所述耳机对应的白噪声频谱之间的差异,获得实际环境噪声信号的频谱,包括:
根据预设的校准频率,将所述麦克风当前采集到的环境噪声信号的频谱在所述校准频率上的幅度值校准至所述白噪声频谱在所述校准频率上的幅度水平;
根据所述校准频率上的校准比例,校准所述麦克风当前采集到的环境噪声信号的频谱在其它频率上的幅度值,以获得校准后的噪声信号频谱;
获取所述校准后的噪声信号频谱和所述耳机对应的白噪声频谱的差值作为所述实际环境噪声信号的频谱。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据所述实际环境噪声信号的频谱与至少一个降噪模式频谱的匹配度,确定与所述实际环境噪声信号相匹配的目标降噪模式,包括:
基于所述实际环境噪声信号的频谱中各个频率上的幅度值,确定所述实际环境噪声信号的频谱中的至少一个特征频段,每个特征频段为频段内各个频率上的幅度值均大于一预设阈值的频段;
根据所述至少一个特征频段,计算所述实际环境噪声信号的频谱与所述至少一个降噪模式频谱之间的匹配度;
从所述至少一个降噪模式频谱中,选择匹配度最高的降噪模式频谱对应的降噪模式作为所述目标降噪模式。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在所述获取反馈降噪系统中的麦克风当前采集到的环境噪声信号之前,还包括:
响应于降噪模式切换事件,结束前一反馈式降噪过程。
7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在所述获取反馈降噪系统中的麦克风当前采集到的环境噪声信号之前,还包括:
获取耳机佩戴状态改变时麦克风采集到的测试噪声信号;根据麦克风采集到的测试噪声信号的频谱和预设的理想佩戴状态频谱之间的差异,调整佩戴状态,直至所述麦克风采集到的测试噪声信号的频谱和预设的理想佩戴状态频谱之间的差异满足预设要求;
所述获取反馈降噪系统中的麦克风当前采集到的环境噪声信号,包括:
所述获取反馈降噪系统中的麦克风当前采集到的降噪后的环境噪声信号;
所述基于所述麦克风当前采集到的环境噪声信号的频谱和所述耳机对应的白噪声频谱之间的差异,获得实际环境噪声信号的频谱,包括:
基于所述麦克风当前采集到的降噪后的环境噪声信号的频谱和当前降噪模式对应的白噪声频谱之间的差异,获得实际环境噪声信号的频谱。
8.一种反馈降噪系统,其特征在于,包括:控制电路、反馈滤波器和麦克风;
所述麦克风用于采集噪声信号,并将采集到的所述噪声信号发送至所述控制电路;
所述控制电路用于获取所述麦克风当前采集到的环境噪声信号;基于所述麦克风当前采集到的环境噪声信号的频谱和所述耳机对应的白噪声频谱之间的差异,获得实际环境噪声信号的频谱;根据所述实际环境噪声信号的频谱与至少一个降噪模式频谱的匹配度,确定与所述实际环境噪声信号相匹配的目标降噪模式;基于降噪模式与滤波器参数之间的对应关系,调取与所述目标降噪模式对应的目标滤波器参数;根据所述目标滤波器参数配置所述反馈滤波器;
所述反馈滤波器用于按照所述目标降噪模式对所述麦克风后续采集到的环境噪声信号进行反馈式降噪。
9.根据权利要求8所述的系统,其特征在于,所述控制电路在基于所述麦克风当前采集到的环境噪声信号的频谱和所述耳机对应的白噪声频谱之间的差异,获得实际环境噪声信号的频谱时,具体用于:
根据预设的校准频率,将所述麦克风当前采集到的环境噪声信号的频谱在所述校准频率上的幅度值校准至所述白噪声频谱在所述校准频率上的幅度水平;
根据所述校准频率上的校准比例,校准所述麦克风当前采集到的环境噪声信号的频谱在其它频率上的幅度值,以获得校准后的噪声信号频谱;
获取校准后的所述噪声信号频谱和所述耳机对应的白噪声频谱的差值作为所述实际环境噪声信号的频谱。
10.根据权利要求8所述的系统,其特征在于,所述控制电路在根据所述实际环境噪声信号的频谱与至少一个降噪模式频谱的匹配度,确定与所述实际环境噪声信号相匹配的目标降噪模式时,具体用于:
基于所述实际环境噪声信号的频谱中各个频率上的幅度值,确定所述实际环境噪声信号的频谱中的至少一个特征频段,每个特征频段为频段内各个频率上的幅度值均大于一预设阈值的频段;
根据所述至少一个特征频段,计算所述实际环境噪声信号的频谱与所述至少一个降噪模式频谱之间的匹配度;
从所述至少一个降噪模式频谱中,选择匹配度最高的降噪模式频谱对应的降噪模式作为所述目标降噪模式。
11.根据权利要求8所述的系统,其特征在于,所述控制电路在所述获取反馈降噪系统中的麦克风当前采集到的环境噪声信号之前,还用于:
响应于降噪模式切换事件,结束前一反馈式降噪过程。
12.根据权利要求8所述的系统,其特征在于,所述控制电路在所述获取反馈降噪系统中的麦克风当前采集到的环境噪声信号之前,还用于:
获取耳机佩戴状态改变时麦克风采集到的测试噪声信号;根据麦克风采集到的测试噪声信号的频谱和预设的理想佩戴状态频谱之间的差异,调整佩戴状态,直至所述麦克风采集到的测试噪声信号的频谱和预设的理想佩戴状态频谱之间的差异满足预设要求;
所述控制电路在获取反馈降噪系统中的麦克风当前采集到的环境噪声信号时,用于:
所述获取反馈降噪系统中的麦克风当前采集到的降噪后的环境噪声信号;
所述控制电路在基于所述麦克风当前采集到的环境噪声信号的频谱和所述耳机对应的白噪声频谱之间的差异,获得实际环境噪声信号的频谱时,用于:
基于所述麦克风当前采集到的降噪后的环境噪声信号的频谱和当前降噪模式对应的白噪声频谱之间的差异,获得实际环境噪声信号的频谱。
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