CN110896512B - 针对半入耳式耳机的降噪方法、系统和半入耳式耳机 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种针对半入耳式耳机的降噪方法、系统和半入耳式耳机，降噪方法包括：响应于半入耳式耳机的扬声器未播放音频信号，计算第一滤波器组的第一系数；响应于扬声器播放音频信号，计算第二滤波器组的第二系数；基于第一基准系数和第二基准系数来确定第一滤波器组的第三基准系数，以使第一滤波器组利用第三基准系数进行滤波，其中，第一基准系数为预先设置的第一滤波器组的系数，第二基准系数为预先设置的第二滤波器组的系数；基于第一系数、第二系数、第一基准系数和第二基准系数来确定第二滤波器组的校准系数，以使第二滤波器组利用校准系数进行滤波。本公开提高了半入耳式耳机的降噪效果，同时抵消了因路径量测而引入的量测误差。

Description

针对半入耳式耳机的降噪方法、系统和半入耳式耳机

技术领域

本公开涉及耳机领域，更具体地，涉及一种针对半入耳式耳机的降噪方法、系统和半入耳式耳机。

背景技术

随着社会进步和人民生活水平的提高，耳机已成为人们必不可少的生活用品。带有主动噪声抑制功能的耳机能够使得用户在机场、地铁、飞机、餐厅等各种嘈杂环境下享受到舒适的降噪体验。相比于入耳式耳机，半入耳式耳机因其佩戴的舒适性越来越多地受到市场和客户的广泛认可。然而，不同的噪声条件、不同的耳机佩戴方式以及不同的耳道结构都会影响现有的半入耳式耳机的噪声抑制功能，也给用户带来了不够理想的使用体验。

首先，目前的半入耳式耳机提供的主动降噪方案多为用户根据噪声场景来选择滤波系数，例如噪声场景可以包括：飞机、餐厅、地铁、街道等。用户通过选择不同的噪声场景来设置半入耳式耳机的不同降噪系数。当用户在多个场景之间进行切换时，需要多次选择场景来调整降噪系数，这样的方法在很大程度上影响了用户的使用体验。即便在同一场景中，噪声情况也并不一致，例如上下班高峰时期的地铁和深夜的地铁具有完全不同的噪声强度，对不同时段的地铁场景使用同样的降噪系数显然是不合适的。

其次，对于半入耳式耳机，其受不同的佩戴方式以及不同的耳道结构影响较大。不同的用户具有不同的耳道结构，而不同的佩戴方式使半入耳式耳机与人耳之间形成不同的相位位置，其产生的空隙对耳内噪声的影响以及对耳内回声的影响都是不同的。即便是同一用户使用同一款半入耳式耳机，该用户每次佩戴耳机时，耳机在人耳中所处的位置也不完全一致，这就需要对半入耳式耳机滤除耳内噪声时采用的滤波系数进行适应性调整。显然，现有的半入耳式耳机无法解决上述问题。

发明内容

提供了本公开以解决现有技术中存在的上述问题。

本公开需要一种针对半入耳式耳机的降噪方法，其能够降低不同的佩戴方式以及不同的耳道结构对降噪系统的影响，提高半入耳式耳机的降噪效果，同时抵消了因路径量测而引入的量测误差。

根据本公开的第一方案，提供了一种针对半入耳式耳机的降噪方法，该方法包括：响应于半入耳式耳机的扬声器未播放音频信号，计算第一滤波器组的第一系数；响应于扬声器播放音频信号，计算第二滤波器组的第二系数；基于第一基准系数和第二基准系数来确定第一滤波器组的第三基准系数，以使第一滤波器组利用第三基准系数进行滤波，其中，第一基准系数为预先设置的第一滤波器组的系数，第二基准系数为预先设置的第二滤波器组的系数；基于第一系数、第二系数、第一基准系数和第二基准系数来确定第二滤波器组的校准系数，以使第二滤波器组利用校准系数进行滤波。

在一些实施例中，响应于半入耳式耳机的扬声器未播放音频信号，计算第一滤波器组的第一系数包括：基于获取到的环境噪声信号和耳内噪声信号计算第一系数。

在一些实施例中，响应于扬声器播放音频信号，计算第二滤波器组的第二系数包括：基于获取到的音频信号和音频信号经耳道反射后的回声信号计算第二系数。

在一些实施例中，基于第一系数、第二系数、第一基准系数和第二基准系数来确定第二滤波器组的校准系数包括：分别对第一系数、第二系数、第一基准系数和第二基准系数进行傅里叶变换，以得到第一频域曲线H′₁(w)、第二频域曲线H'₂(w)、第一基准频域曲线H₁(w)、第二基准频域曲线H₂(w)；基于公式确定校准频域曲线E(w)：

E(w)＝E₁(w)E₂(w)，

其中E₁(w)＝H′₁(w)/H₁(w)为第一滤波器组的第一校准频域曲线，E₂(w)＝H'₂(w)/H₂(w)为第二滤波器组的第二校准频域曲线；对校准频域曲线做傅里叶逆变换以确定第二滤波器组的校准系数。

上述降噪方法能够降低不同的佩戴方式以及不同的耳道结构对降噪系统的影响，提高半入耳式耳机的降噪效果，同时抵消了因路径量测而引入的量测误差。

根据本公开的第二方案，提供了一种针对半入耳式耳机的降噪系统，该系统包括：第一计算模块，被配置为，响应于半入耳式耳机的扬声器未播放音频信号，计算第一滤波器组的第一系数；第二计算模块，被配置为，响应于扬声器播放音频信号，计算第二滤波器组的第二系数；第一确定模块，被配置为，基于第一基准系数和第二基准系数来确定第一滤波器组的第三基准系数，以使第一滤波器组利用第三基准系数进行滤波，其中，第一基准系数为预先设置的第一滤波器组的系数，第二基准系数为预先设置的第二滤波器组的系数；第二确定模块，被配置为，基于第一系数、第二系数、第一基准系数和第二基准系数来确定第二滤波器组的校准系数，以使第二滤波器组利用校准系数进行滤波。

在一些实施例中，第一计算模块具体被配置为：基于获取到的环境噪声信号和耳内噪声信号计算第一系数。

在一些实施例中，第二计算模块具体被配置为：基于获取到的音频信号和音频信号经耳道反射后的回声信号计算第二系数。

在一些实施例中，第二确定模块具体被配置为：分别对第一系数、第二系数、第一基准系数和第二基准系数进行傅里叶变换，以得到第一频域曲线H′₁(w)、第二频域曲线H'₂(w)、第一基准频域曲线H₁(w)、第二基准频域曲线H₂(w)；基于以下公式确定校准频域曲线E(w)：

E(w)＝E₁(w)E₂(w)，

其中E₁(w)＝H′₁(w)/H₁(w)为第一滤波器组的第一校准频域曲线，E₂(w)＝H'₂(w)/H₂(w)为第二滤波器组的第二校准频域曲线；对校准频域曲线做傅里叶逆变换以确定第二滤波器组的校准系数。

上述降噪系统能够降低不同的佩戴方式以及不同的耳道结构对降噪系统的影响，提高半入耳式耳机的降噪效果，同时抵消了因路径量测而引入的量测误差。

根据本公开的第三方案，提供了一种半入耳式耳机，该半入耳式耳机包括：耳外麦克风、第一滤波器组、第二滤波器组、扬声器、耳内麦克风、处理器，其中：处理器被配置为：响应于扬声器未播放音频信号，计算第一滤波器组的第一系数；响应于扬声器播放音频信号，计算第二滤波器组的第二系数；基于第一基准系数和第二基准系数来确定第一滤波器组的第三基准系数，其中，第一基准系数为预先设置的第一滤波器组的系数，第二基准系数为预先设置的第二滤波器组的系数；基于第一系数、第二系数、第一基准系数和第二基准系数来确定第二滤波器组的校准系数；以及第一滤波器组，被配置为利用第三基准系数进行滤波；第二滤波器组，被配置为利用校准系数进行滤波。

在一些实施例中，耳外麦克风，被配置为获取环境噪声信号；耳内麦克风，被配置为获取耳内噪声信号；处理器，被配置为基于环境噪声信号和耳内噪声信号计算第一系数。

在一些实施例中，耳内麦克风，被配置为获取音频信号经耳道反射后的回声信号；处理器，被配置为基于音频信号和回声信号计算第二系数。

在一些实施例中，处理器被配置为：分别对第一系数、第二系数、第一基准系数和第二基准系数进行傅里叶变换，以得到第一频域曲线H′₁(w)、第二频域曲线H'₂(w)、第一基准频域曲线H₁(w)、第二基准频域曲线H₂(w)；基于以下公式确定校准频域曲线E(w)：

E(w)＝E₁(w)E₂(w)，

其中E₁(w)＝H′₁(w)/H₁(w)为第一滤波器组的第一校准频域曲线，E₂(w)＝H'₂(w)/H₂(w)为第二滤波器组的第二校准频域曲线；对校准频域曲线做傅里叶逆变换以确定第二滤波器组的校准系数。

上述半入耳式耳机能够降低不同的佩戴方式以及不同的耳道结构对降噪系统的影响，提高耳机的降噪效果，同时抵消了因路径量测而引入的量测误差。

附图说明

在不一定按比例绘制的附图中，相同的附图标记可以在不同的视图中描述相似的部件。具有字母后缀或不同字母后缀的相同附图标记可以表示相似部件的不同实例。附图大体上通过举例而不是限制的方式示出各种实施例，并且与说明书以及权利要求书一起用于对所公开的实施例进行说明。在适当的时候，在所有附图中使用相同的附图标记指代同一或相似的部分。这样的实施例是例证性的，而并非旨在作为本装置或方法的穷尽或排他实施例。

图1示出了根据本公开实施例的半入耳式耳机工作时的降噪过程的配置示意图；

图2示出了根据本公开实施例的针对半入耳式耳机的降噪方法的流程图；

图3示出了根据本公开实施例的量测第一滤波器组的第一系数的示意图；

图4示出了根据本公开实施例的量测第二滤波器组的第二系数的示意图；

图5示出了根据本公开实施例的针对半入耳式耳机的降噪系统的示意图；

图6示出了根据本公开实施例的半入耳式耳机的示意图。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好的理解本公开的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本公开作详细说明。下面结合附图和具体实施例对本公开的实施例作进一步详细描述，但不作为对本公开的限定。本文中所描述的各个步骤，如果彼此之间没有前后关系的必要性，则本文中作为示例对其进行描述的次序不应视为限制，本领域技术人员应知道可以对其进行顺序调整，只要不破坏其彼此之间的逻辑性导致整个流程无法实现即可。

图1示出了根据本公开实施例的半入耳式耳机工作时的降噪过程的配置示意图。如图1所示，在半入耳式耳机工作系统100中，在用户所处的环境中存在环境噪声101a，环境噪声是指用户所处的环境中产生的噪声。用户在佩戴耳机时，环境噪声101a经过耳机进入人耳后形成耳内噪声101b，耳内噪声101b相对于环境噪声101a具有较低的噪声强度。

根据本公开实施例的半入耳式耳机具有耳外麦克风102、第一滤波器组106、第二滤波器组107、扬声器108，还具有模数转换器104、数模转换器105以及必要连接线路。耳外麦克风102采集环境噪声101a，随后，耳外麦克风102将采集到的环境噪声101a输入至模数转换器104；模数转换器104对采集到的环境噪声101a进行模数转换处理，随后经第一滤波器组106及第二滤波器组107的拟合作用，再由数模转换器105对其进行数模转换处理，最终由扬声器108输出拟合噪声101c，拟合噪声101c在信号强度上近似于耳内噪声101b，在方向上与耳内噪声101b相反，由此拟合噪声101c和耳内噪声101b在用户耳内产生空中对消效应，以实现降低耳内噪声101b的效果。

其中，第一滤波器组106拟合半入耳式耳机的系统传递函数，第二滤波器组107拟合经自适应调整后的用于均衡滤波系数的校准函数部分。每当外界环境、耳机佩戴方式、耳机佩戴用户发生变化时，半入耳式耳机需要自适应地调整其滤波系数。此时第一滤波器组106维持拟合半入耳式耳机的系统传递函数的状态；而第二滤波器组107则更新经自适应调整后的用于均衡滤波系数的校准函数部分；从而实现更好的降噪效果。

需要注意的是，耳外麦克风102具有自身的作用函数，在对环境噪声101a进行采集和传输的过程中，其作用函数作用于环境噪声101a，对其产生一定的影响。因此第一滤波器组106被配置为，除了拟合半入耳式耳机的传递函数部分，还拟合耳外麦克风102的反函数，从而抵消耳外麦克风102的作用函数对整个系统的影响。类似地，扬声器108也具有自身的作用函数，在输出拟合噪声101c的过程中，其作用函数也将作用于拟合噪声101c，对其产生一定的影响。因此第二滤波器组107被配置为，除了拟合半入耳式耳机的用于均衡滤波系数的校准函数部分，还拟合扬声器108的反函数，从而抵消扬声器108的作用函数对整个系统的影响。

图2示出了根据本公开实施例的针对半入耳式耳机的降噪方法的流程图。该方法通过确定第一滤波器组106的滤波系数以及第二滤波器组107经自适应经调整后的用于校准的滤波系数，来实现半入耳式耳机的降噪；该方法可以被应用于图1中的半入耳式耳机工作系统100。

流程200始于步骤201，响应于半入耳式耳机的扬声器108未播放音频信号，计算第一滤波器组106的第一系数。如上所述，当外界环境、耳机佩戴方式、耳机佩戴用户发生变化时，半入耳式耳机需要自适应地调整其滤波系数，此时，第一滤波器组106用于上述变化产生时的第一系数。

图3示出了根据本公开实施例的量测第一滤波器组的第一系数的示意图，如图3所示，对第一滤波器组306的第一系数进行量测的系统300包括：耳外麦克风302、模数转换器304a和304b、第一滤波器组306、耳内麦克风303以及必要连接线路。其中耳外麦克风302采集环境噪声301a，经模数转换器304a的模数转换处理后得到环境噪声信号，将其输入至第一滤波器组306；耳内麦克风303采集耳内噪声301b，经模数转换器304b的模数转换处理后得到耳内噪声信号，将其输入至第一滤波器组306。第一滤波器组306基于获取到的环境噪声信号和耳内噪声信号来计算第一系数。

如上所述，第一滤波器组拟合半入耳式耳机的降噪系统传递函数部分，因此，对第一系数的量测是基于系统降噪前的噪声信号(即环境噪声信号)，以及用于产生对消效应以实现降噪的拟合噪声信号来进行的。而理论上拟合噪声无限接近耳内噪声，因此，将采集到的耳内噪声作为量测第一系数的基准。对第一系数的计算过程如下：

其中，w(n)＝[w₀(n),w₁(n),w₂(n),...,w_L-1(n)]^T，L为第一滤波器组的长度，n为当前采样时刻，d(n)是环境噪声经过耳机到达耳内麦克风的耳内噪声信号，z(n)为环境噪声信号，Z(n)＝[z(n),z(n-1),...,z(n-L+1)]^T，r(n)为残留噪声信号，r(n)＝d(n)-w^T(n)Z(n)，μ是迭代步长系数。

由此，通过以上量测系统能够确定第一系数。在该量测过程中，仅仅依据环境噪声301a和耳内噪声301b即可得到第一系数，该过程中仅需要耳外麦克风、耳内麦克风以及必要的转换器和连接线路，而不需要扬声器的参与，因此，步骤201中计算第一系数是在扬声器未播放音频信号的情况下进行的。在一些实施例中，当用户带上半入耳式耳机后，在扬声器尚未播放音频信号时，第一滤波器组就能够基于环境噪声和耳内噪声来及时确定其第一系数。

需要注意的是，在量测系统300中，耳外麦克风302以及耳内麦克风303均具有自身的作用函数，在采集噪声和传输信号的过程中，其作用函数对量测系统300产生一定的作用。由于第一滤波器组306被配置为能够拟合耳外麦克风302的反函数，因此，耳外麦克风302的作用函数对系统300的影响被抵消了，但是耳内麦克风303的作用函数仍然影响了对第一系数的计算，如何抵消这部分影响，将在后续说明中详细解释。

回到图2中的流程200，步骤201计算出第一系数后，在步骤202，响应于扬声器108播放音频信号，计算第二滤波器组107的第二系数。下面将结合图4说明第二系数的计算过程。

图4示出了根据本公开实施例的量测第二滤波器组的第二系数的示意图，如图4所示，对第二滤波器组407的第二系数进行量测的系统400包括：数模转换器405、扬声器408、耳内麦克风403、模数转换器404、第二滤波器组407以及必要连接线路。其中，音频信号409a作为第二滤波器组407的其中一个输入。另一方面，音频信号409a经数模转换器405的数模转换处理后，由扬声器408进行播放，经过人耳耳道的反射作用后形成回声信号409b。耳内麦克风403采集回声信号409b，经模数转换器404的模数转换处理后作为第二滤波器组407的另一个输入。第二滤波器组407基于获取到的音频信号409a和回声信号409b来计算第二系数。

如上所述，半入耳式耳机的结构导致其阻隔外界环境噪声的能力不够理想，且依赖于不同的佩戴姿势和不同的耳道结构，其耳内降噪系统的稳定性较差。因此，在量测过程中，不再选用噪声信号作为量测第二系数的基准，而选用强度较大的音频信号来进行量测，这样能够提高量测的准确度。选取原始音频信号以及经耳道反射的音频信号来描述耳道环境，从而获取第二系数来表征耳道传输函数。对第二系数的计算过程如下：

其中，h(n)＝[h₀(n),h₁(n),h₂(n),...,h_M-1(n)]^T，M为第二滤波器组的长度，n为当前采样时刻，y(n)＝[y(n),y(n-1),...,y(n-M+1)]^T，y(n)是音频信号经耳道反射后的回声信号，e(n)为残留噪声信号，e(n)＝x(n)-h^T(n)y(n)，x(n)为原始音频信号，μ是迭代步长系数。

由此，通过以上量测系统能够确定第二系数。在该量测过程中，选用强度较大的音频信号来进行量测，这样能够提高量测的准确度；因此，步骤202中计算第二系数是在扬声器播放音频信号的情况下进行的。仅仅依据扬声器408、耳内麦克风403以及必要的转换器和连接线路，就能获取表征耳内噪声环境的第二系数。在一些实施例中，当用户带上半入耳式耳机后，在扬声器尚未播放音频信号时，第一滤波器组基于环境噪声和耳内噪声确定其第一系数；随后在扬声器刚刚播放音频信号时，第二滤波器组就能够及时确定其第二系数。

需要注意的是，在量测系统400中，扬声器408以及耳内麦克风403均具有自身的作用函数，在播放信号和采集信号的过程中，其作用函数对量测系统400产生一定的作用。由于第二滤波器组407被配置为能够拟合扬声器408的反函数，因此，扬声器408的作用函数对系统400的影响被抵消了，但是耳内麦克风403的作用函数仍然影响了对第二系数的计算，如何抵消这部分影响，将在后续说明中详细解释。

回到图2中的流程200，步骤202计算出第二系数后，在步骤203，基于第一基准系数和第二基准系数来确定第一滤波器组的第三基准系数，其中，第一基准系数为预先设置的第一滤波器组的系数，第二基准系数为预先设置的第二滤波器组的系数；以使第一滤波器组利用第三基准系数进行滤波。

如上所述，第一系数和第二系数为半入耳式耳机基于环境、佩戴方式、耳道发生变化时重新量测的第一滤波器组和第二滤波器组的系数。然而所述耳机预先设置有一组基准滤波系数，即第一基准系数和第二基准系数。在一些实施例中，第一基准系数和第二基准系数的设置方法包括但不限于：在半入耳式耳机出厂时根据实验室级别的量测而获得最佳系数，或者用户通过不断调试耳机佩戴方式后自定义的最佳系数。设置第一基准系数和第二基准系数的系统与前述量测第一系数和第二系数的系统保持一致。

第一滤波器组106被配置为拟合半入耳式耳机的传输函数部分，理论上第一滤波器组106用于滤波的第三基准系数为第一基准系数和第二基准系数的乘积。然而，如上所述，耳内麦克风的作用函数影响了对第一系数和第二系数的计算，且设置第一基准系数和第二基准系数的系统与前述量测第一系数和第二系数的系统保持一致。因此，在基于第一基准系数和第二基准系数确定第三基准系数的过程中，通常会抵消掉耳内麦克风的影响，即对第一基准系数和第二基准系数分别除以耳内麦克风的反函数后再进行乘法运算，得到第三基准系数，以使得第一滤波器组利用第三基准系数进行滤波。在一些实施例中，耳内麦克风的作用函数的反函数是不容易获取的，基于实验室级别的量测手段来确定第三基准系数也是可行的。实验量测通常是在实验室中，实验量测人员佩戴用于量测第三基准系统的半入耳式耳机，随后播放特定噪声，通过调整第一滤波器组的系数使得扬声器播放的拟合噪声信号和耳内噪声信号在空中对消，人工耳接收到的经对消后的残留噪声信号越小，说明第一滤波器组的系数越精准；选取残留噪声信号最小时对应的第一滤波器组的系数作为第三基准系数。

接下来，在步骤204中，基于第一系数、第二系数、第一基准系数和第二基准系数来确定第二滤波器组的校准系数，以使第二滤波器组利用校准系数进行滤波。

首先，分别对第一系数、第二系数、第一基准系数和第二基准系数进行傅里叶变换，以得到对应的第一频域曲线H′₁(w)、第二频域曲线H'₂(w)、第一基准频域曲线H₁(w)、第二基准频域曲线H₂(w)。其次，基于以下公式确定校准频域曲线E(w)：E(w)＝E₁(w)E₂(w)，其中E₁(w)＝H′₁(w)/H₁(w)为第二滤波器组的第一校准频域曲线，E₂(w)＝H'₂(w)/H₂(w)为第二滤波器组的第二校准频域曲线。最后，对校准频域曲线做傅里叶逆变换以确定第二滤波器组的校准系数。

基于E₁(w)＝H′₁(w)/H₁(w)计算第一滤波器组的第一校准频域曲线时，第一基准频域曲线H₁(w)和第一频域曲线H′₁(w)分别由第一系数和第一基准系数经傅里叶变换得到，其也受到了耳内麦克风作用函数的影响；通过第一基准频域曲线H₁(w)与第一频域曲线H′₁(w)相除得到第一校准频域曲线，能够抵消掉耳内麦克风作用函数的影响。类似地，计算第二滤波器组的第二校准频域曲线时，通过第二基准频域曲线H₂(w)与第二频域曲线H'₂(w)相除得到第二校准频域曲线，能够抵消掉耳内麦克风作用函数的影响。

综上所述，以上方法通过对滤波器组系数的调整，能够降低不同的佩戴方式以及不同的耳道结构对降噪系统的影响，提高半入耳式耳机的降噪效果，同时抵消了因路径量测而引入的量测误差。

图5示出了根据本公开实施例的针对半入耳式耳机的降噪系统的示意图。如图5所示，降噪系统500包括：第一计算模块501、第二计算模块502、第一确定模块503以及第二确定模块504；该系统工作时使用如图1所示的系统100实现降噪。其中，第一计算模块501被配置为响应于半入耳式耳机的扬声器未播放音频信号，计算第一滤波器组的第一系数；第二计算模块502被配置为响应于扬声器播放音频信号，计算第二滤波器组的第二系数；第一确定模块503被配置为，基于第一基准系数和第二基准系数来确定第一滤波器组的第三基准系数，以使第一滤波器组利用第三基准系数进行滤波，其中，第一基准系数为预先设置的第一滤波器组的系数，第二基准系数为预先设置的第二滤波器组的系数；第二确定模块504被配置为，基于第一系数、第二系数、第一基准系数和第二基准系数来确定第二滤波器组的校准系数，以使第二滤波器组利用校准系数进行滤波。

在一些实施例中，第一计算模块501具体被配置为使用如图3所示的量测系统300，基于获取到的环境噪声信号和耳内噪声信号计算第一系数。

在一些实施例中，第二计算模块502具体被配置为使用如图4所示的量测系统400，基于获取到的音频信号和音频信号经耳道反射后的回声信号计算第二系数。

在一些实施例中，第二确定模块504具体被配置为分别对第一系数、第二系数、第一基准系数和第二基准系数进行傅里叶变换，以得到第一频域曲线H′₁(w)、第二频域曲线H'₂(w)、第一基准频域曲线H₁(w)、第二基准频域曲线H₂(w)；基于以下公式确定校准频域曲线E(w)：E(w)＝E₁(w)E₂(w)，其中E₁(w)＝H′₁(w)/H₁(w)为第一滤波器组的第一校准频域曲线，E₂(w)＝H'₂(w)/H₂(w)为第二滤波器组的第二校准频域曲线；对校准频域曲线做傅里叶逆变换以确定第二滤波器组的校准系数。

以上系统通过对滤波器组系数的调整，能够降低不同的佩戴方式以及不同的耳道结构对降噪系统的影响，提高半入耳式耳机的降噪效果，同时抵消了因路径量测而引入的量测误差。

图6示出了根据本公开实施例的半入耳式耳机的示意图。如图6所示，降噪系统600包括：耳外麦克风601、第一滤波器组603、第二滤波器组604、扬声器605、耳内麦克风602、处理器606；该耳机工作时使用如图1所示的系统100实现降噪。其中：处理器606被配置为：响应于扬声器605未播放音频信号，计算第一滤波器组603的第一系数；响应于扬声器605播放音频信号，计算第二滤波器组604的第二系数；基于第一基准系数和第二基准系数来确定第一滤波器组603的第三基准系数，其中，第一基准系数为预先设置的第一滤波器组603的系数，第二基准系数为预先设置的第二滤波器组604的系数；基于第一系数、第二系数、第一基准系数和第二基准系数来确定第二滤波器组604的校准系数；以及第一滤波器组603被配置为利用第三基准系数进行滤波；第二滤波器组604被配置为利用校准系数进行滤波。

在一些实施例中，耳外麦克风601，被配置为获取环境噪声信号；耳内麦克风602，被配置为获取耳内噪声信号；处理器606被配置为使用如图3所示的量测系统300，基于环境噪声信号和耳内噪声信号计算第一系数。

在一些实施例中，耳内麦克风602，被配置为获取音频信号经耳道反射后的回声信号；处理器606，被配置为使用如图4所示的量测系统400，基于音频信号和回声信号计算第二系数。

在一些实施例中，处理器606被配置为：分别对第一系数、第二系数、第一基准系数和第二基准系数进行傅里叶变换，以得到第一频域曲线H′₁(w)、第二频域曲线H'₂(w)、第一基准频域曲线H₁(w)、第二基准频域曲线H₂(w)；基于以下公式确定校准频域曲线E(w)：

E(w)＝E₁(w)E₂(w)，

其中E₁(w)＝H′₁(w)/H₁(w)为第一滤波器组的第一校准频域曲线，E₂(w)＝H'₂(w)/H₂(w)为第二滤波器组的第二校准频域曲线；对校准频域曲线做傅里叶逆变换以确定第二滤波器组的校准系数。

以上系统通过对滤波器组系数的调整，能够降低不同的佩戴方式以及不同的耳道结构对降噪系统的影响，提高半入耳式耳机的降噪效果，同时抵消了因路径量测而引入的量测误差。

此外，尽管已经在本文中描述了示例性实施例，其范围包括任何和所有基于本公开的具有等同元件、修改、省略、组合(例如，各种实施例交叉的方案)、改编或改变的实施例。权利要求书中的元件将被基于权利要求中采用的语言宽泛地解释，并不限于在本说明书中或本申请的实施期间所描述的示例，其示例将被解释为非排他性的。因此，本说明书和示例旨在仅被认为是示例，真正的范围和精神由以下权利要求以及其等同物的全部范围所指示。

以上描述旨在是说明性的而不是限制性的。例如，上述示例(或其一个或更多方案)可以彼此组合使用。例如本领域普通技术人员在阅读上述描述时可以使用其它实施例。另外，在上述具体实施方式中，各种特征可以被分组在一起以简单化本公开。这不应解释为一种不要求保护的公开的特征对于任一权利要求是必要的意图。相反，本发明的主题可以少于特定的公开的实施例的全部特征。从而，以下权利要求书作为示例或实施例在此并入具体实施方式中，其中每个权利要求独立地作为单独的实施例，并且考虑这些实施例可以以各种组合或排列彼此组合。本发明的范围应参照所附权利要求以及这些权利要求赋权的等同形式的全部范围来确定。

Claims (9)

1.一种针对半入耳式耳机的降噪方法，其特征在于，所述方法包括：

响应于所述半入耳式耳机的扬声器未播放音频信号，计算第一滤波器组的第一系数；其中，所述第一滤波器组拟合半入耳式耳机的系数传递函数和耳外麦克风的反函数；

响应于所述扬声器播放所述音频信号，计算第二滤波器组的第二系数；其中，所述第二滤波器组拟合经自适应调整后的用于均衡滤波系数的校准函数部分和扬声器的反函数；

基于第一基准系数和第二基准系数来确定所述第一滤波器组的第三基准系数，以使所述第一滤波器组利用所述第三基准系数进行滤波，其中，所述第一基准系数为预先设置的所述第一滤波器组的系数，所述第二基准系数为预先设置的所述第二滤波器组的系数；

基于所述第一系数、所述第二系数、所述第一基准系数和所述第二基准系数来确定所述第二滤波器组的校准系数，以使所述第二滤波器组利用所述校准系数进行滤波。

2.根据权利要求1所述的降噪方法，其特征在于，所述响应于所述半入耳式耳机的扬声器未播放音频信号，计算第一滤波器组的第一系数包括：

基于获取到的环境噪声信号和耳内噪声信号计算所述第一系数。

3.根据权利要求1所述的降噪方法，其特征在于，所述响应于所述扬声器播放所述音频信号，计算第二滤波器组的第二系数包括：

基于获取到的音频信号和所述音频信号经耳道反射后的回声信号计算所述第二系数。

4.一种针对半入耳式耳机的降噪系统，其特征在于，所述系统包括：

第一计算模块，被配置为，响应于所述半入耳式耳机的扬声器未播放音频信号，计算第一滤波器组的第一系数；其中，所述第一滤波器组拟合半入耳式耳机的系数传递函数和耳外麦克风的反函数；

第二计算模块，被配置为，响应于所述扬声器播放所述音频信号，计算第二滤波器组的第二系数；其中，所述第二滤波器组拟合经自适应调整后的用于均衡滤波系数的校准函数部分和扬声器的反函数；

第一确定模块，被配置为，基于第一基准系数和第二基准系数来确定所述第一滤波器组的第三基准系数，以使所述第一滤波器组利用所述第三基准系数进行滤波，其中，所述第一基准系数为预先设置的所述第一滤波器组的系数，所述第二基准系数为预先设置的所述第二滤波器组的系数；

第二确定模块，被配置为，基于所述第一系数、所述第二系数、所述第一基准系数和所述第二基准系数来确定所述第二滤波器组的校准系数，以使所述第二滤波器组利用所述校准系数进行滤波。

5.根据权利要求4所述的降噪系统，其特征在于，所述第一计算模块具体被配置为：

基于获取到的环境噪声信号和耳内噪声信号计算所述第一系数。

6.根据权利要求4所述的降噪系统，其特征在于，所述第二计算模块具体被配置为：

基于获取到的音频信号和所述音频信号经耳道反射后的回声信号计算所述第二系数。

7.一种半入耳式耳机，其特征在于，所述半入耳式耳机包括：耳外麦克风、第一滤波器组、第二滤波器组、扬声器、耳内麦克风、处理器，其中：

所述处理器被配置为：

响应于所述扬声器未播放音频信号，计算第一滤波器组的第一系数；其中，所述第一滤波器组拟合半入耳式耳机的系数传递函数和耳外麦克风的反函数；

响应于所述扬声器播放所述音频信号，计算第二滤波器组的第二系数；其中，所述第二滤波器组拟合经自适应调整后的用于均衡滤波系数的校准函数部分和扬声器的反函数；

基于第一基准系数和第二基准系数来确定所述第一滤波器组的第三基准系数，其中，所述第一基准系数为预先设置的所述第一滤波器组的系数，所述第二基准系数为预先设置的所述第二滤波器组的系数；

基于所述第一系数、所述第二系数、所述第一基准系数和所述第二基准系数来确定所述第二滤波器组的校准系数；以及

所述第一滤波器组，被配置为利用所述第三基准系数进行滤波；

所述第二滤波器组，被配置为利用所述校准系数进行滤波。

8.根据权利要求7所述的半入耳式耳机，其特征在于，

所述耳外麦克风，被配置为获取环境噪声信号；

所述耳内麦克风，被配置为获取耳内噪声信号；

所述处理器，被配置为基于所述环境噪声信号和所述耳内噪声信号计算所述第一系数。

9.根据权利要求7所述的半入耳式耳机，其特征在于，

所述耳内麦克风，被配置为获取所述音频信号经耳道反射后的回声信号；

所述处理器，被配置为基于所述音频信号和所述回声信号计算所述第二系数。

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