CN110933554A - 主动降噪方法、系统以及耳机 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种主动降噪方法、系统以及耳机，其中主动降噪方法包括：响应于耳机的扬声器播放音频信号，通过耳机的回声滤波器确定从扬声器到耳机的耳内麦克风的传输路径的当前传递函数；基于N组预设滤波系数、与每个预设滤波系数对应的预设传递函数以及当前传递函数，确定耳机的前馈滤波器的当前滤波系数；以当前滤波系数来配置前馈滤波器，以进行前馈主动降噪。通过主动对前馈滤波器当前滤波系数的适应性调整，能够降低不同佩戴方式以及不同耳道结构对降噪系统的影响，提高耳机的降噪效果，同时提升用户的听音体验。

Description

主动降噪方法、系统以及耳机

技术领域

本公开涉及耳机领域，更具体地，涉及一种主动降噪方法、系统以及耳机。

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，其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为耳机设置一组固定的降噪系数，例如前馈滤波系数和反馈滤波系数。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，耳机的降噪效果受不同佩戴方式以及不同耳道结构影响较大。不同的用户具有不同的耳道结构，而不同的佩戴方式将使得半入耳式耳机与人耳之间形成不同的相对位置，其产生的空隙对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，这就需要对耳机降噪时采用的滤波系数主动进行适应性调整。显然，现有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。

本公开需要一种主动降噪方案，其通过主动对前馈滤波器当前滤波系数的适应性调整，能够降低不同佩戴方式以及不同耳道结构对降噪系统的影响，提高耳机的降噪效果，同时提升用户的听音体验。

根据本公开的第一方案，提供了一种主动降噪方法，该主动降噪方法包括：响应于耳机的扬声器播放音频信号，通过耳机的回声滤波器确定从扬声器到耳机的耳内麦克风的传输路径的当前传递函数；基于N组预设滤波系数、与每组预设滤波系数对应的预设传递函数以及当前传递函数，确定耳机的前馈滤波器的当前滤波系数；以当前滤波系数来配置前馈滤波器，以进行前馈主动降噪。

在一些实施例中，基于N组预设滤波系数、与每组预设滤波系数对应的预设传递函数以及当前传递函数，确定耳机的前馈滤波器的当前滤波系数，包括：从N个预设传递函数中选取与当前传递函数具有最高相似度的预设传递函数；将与具有最高相似度的预设传递函数对应的预设滤波系数作为当前滤波系数。

在一些实施例中，从N个预设传递函数中选取与当前传递函数具有最高相似度的预设传递函数，包括：计算每个预设传递函数与当前传递函数在各个频点上的能量值的差值的绝对值；对每个预设传递函数全部频点上的能量值的差值的绝对值求平均值，以得到N个平均能量差值；确定N个平均能量差值中最小的平均能量差值对应的预设传递函数为具有最高相似度的预设传递函数。

在一些实施例中，从N个预设传递函数中选取与当前传递函数具有最高相似度的预设传递函数包括：获取为N个预设传递函数统一设置的m个增益系数；将每个预设传输函分别乘以每个增益系数，以获得m*N个预设传递函数，其中m为正整数；在m*N个预设传递函数中确定与当前传递函数具有最高相似度的预设传递函数。

在一些实施例中，至少基于N种不同的耳机佩戴方式及每种耳机佩戴方式下对应的耳道结构确定N组预设滤波系数和与每组预设滤波系数对应的预设传递函数。

在一些实施例中，通过以下方式确定预设滤波系数：响应于扬声器未播放音频信号，获取环境噪声信号；通过耳内麦克风获取耳内噪声信号；基于环境噪声信号和耳内噪声信号确定满足预设条件的预设滤波系数。

在一些实施例中，通过以下方式确定预设传递函数：响应于扬声器播放第一音频信号，获取通过耳内麦克风采集到的第一音频回声信号；基于第一音频信号和第一音频回声信号，确定扬声器到耳内麦克风的传输路径的预设传递函数。

在一些实施例中，通过耳机的回声滤波器确定从扬声器到耳机的耳内麦克风的传输路径的当前传递函数，包括：响应于扬声器播放第二音频信号，获取通过耳内麦克风采集到的第二音频回声信号；基于第二音频信号和第二音频回声信号，确定扬声器到耳内麦克风的传输路径的当前传递函数。

在一些实施例中，耳机包括入耳式耳机和半入耳式耳机的任一种。

上述主动降噪方法通过主动对前馈滤波器当前滤波系数的适应性调整，能够降低不同佩戴方式以及不同耳道结构对降噪系统的影响，提高耳机的降噪效果，同时提升用户的听音体验。

根据本公开的第二方案，提供了一种主动降噪系统，该主动降噪系统包括：第一确定模块，被配置为响应于耳机的扬声器播放音频信号，通过耳机的回声滤波器确定从扬声器到耳机的耳内麦克风的传输路径的当前传递函数；第二确定模块，被配置为基于N组预设滤波系数、与每组预设滤波系数对应的预设传递函数以及当前传递函数，确定耳机的前馈滤波器的当前滤波系数；前馈滤波器，被配置为以当前滤波系数进行前馈主动降噪。

在一些实施例中，第二确定模块具体被配置为：从N个预设传递函数中选取与当前传递函数具有最高相似度的预设传递函数；将与具有最高相似度的预设传递函数对应的预设滤波系数作为当前滤波系数。

在一些实施例中，第二确定模块具体被配置为通过以下方式从N个预设传递函数中选取与当前传递函数具有最高相似度的预设传递函数：计算每个预设传递函数与当前传递函数在各个频点上的能量值的差值的绝对值；对每个预设传递函数全部频点上的能量值的差值的绝对值求平均值，以得到N个平均能量差值；确定N个平均能量差值中最小的平均能量差值对应的预设传递函数为具有最高相似度的预设传递函数。

在一些实施例中，第二确定模块具体被配置为通过以下方式从N个预设传递函数中选取与当前传递函数具有最高相似度的预设传递函数：获取为N个预设传递函数统一设置的m个增益系数；将每个预设传输函分别乘以每个增益系数，以获得m*N个预设传递函数，其中m为正整数；在m*N个预设传递函数中确定与当前传递函数具有最高相似度的预设传递函数。

在一些实施例中，第二确定模块还被配置为，至少基于N种不同的耳机佩戴方式及每种耳机佩戴方式下对应的耳道结构确定N组预设滤波系数和与每组预设滤波系数对应的预设传递函数。

在一些实施例中，第二确定模块被配置为通过以下方式确定预设滤波系数：响应于扬声器未播放音频信号，获取环境噪声信号；通过耳内麦克风获取耳内噪声信号；基于环境噪声信号和耳内噪声信号确定满足预设条件的预设滤波系数。

在一些实施例中，第二确定模块被配置为通过以下方式确定预设传递函数：响应于扬声器播放第一音频信号，获取通过耳内麦克风采集到的第一音频回声信号；基于第一音频信号和第一音频回声信号，确定扬声器到耳内麦克风的传输路径的预设传递函数。

在一些实施例中，第二确定模块还被配置为：响应于扬声器播放第二音频信号，获取通过耳内麦克风采集到的第二音频回声信号；基于第二音频信号和第二音频回声信号，确定扬声器到耳内麦克风的传输路径的当前传递函数。

在一些实施例中，耳机包括入耳式耳机和半入耳式耳机的任一种。

上述主动降噪系统通过主动对前馈滤波器当前滤波系数的适应性调整，能够降低不同佩戴方式以及不同耳道结构对降噪系统的影响，提高耳机的降噪效果，同时提升用户的听音体验。

根据本公开的第三方案，提供了一种耳机，该耳机至少包括存储器、处理器，存储器上存储有计算机程序，处理器在执行存储器上的计算机程序时实现本公开第一方面提供的主动降噪方法中的步骤。

上述耳机通过主动对前馈滤波器当前滤波系数的适应性调整，能够降低不同佩戴方式以及不同耳道结构对降噪系统的影响，提高耳机的降噪效果，同时提升用户的听音体验。

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耳机降噪过程的示意图；

图2示出了根据本公开实施例的主动降噪方法的流程图；

图3示出了根据本公开实施例的确定预设滤波系数的示意图；

图4示出了根据本公开实施例的确定预设传递函数的示意图；

图5示出了根据本公开实施例的确定当前传递函数的示意图；

图6示出了根据本公开实施例的主动降噪系统的示意图。

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耳机主动降噪过程的示意图。如图1所示，在100中，耳机通过前馈路径和反馈路径来实现主动降噪过程。在一些实施例中，在前馈路径上，耳外麦克风101a在耳机外侧采集环境噪声，耳外麦克风101a采集到的环境噪声除周围环境产生的噪声外，还可以包括耳机扬声器播放音频信号时，漏到周围环境的音频分量，该部分音频分量作为环境噪声的一部分。将采集到的环境噪声通过模拟增益102a的增益处理以及第一模数转换器103a的模数转换处理后，被传输至第一低通及下采样滤波器104a。第一低通及下采样滤波器104a能够降低滤波器采样率，从而降低功耗并减少滤波器阶数，进而减小降噪芯片的面积以及降低成本。随后，由前馈滤波器对经过第一低通及下采样滤波器104a的环境噪声信号进行滤波，以对耳外麦克风101a采集到的环境噪声进行降噪处理。经降噪处理后的环境信号被传输至加法器109，随后经数模转换器106的数模转换处理后，由扬声器107播放。扬声器107播放出的经前馈滤波的环境噪声与到达耳内的环境噪声产生空中对消以实现降噪。

在一些实施例中，在反馈路径上，耳内麦克风101b在耳机内侧靠近耳道的位置上采集耳内噪声，耳内噪声包括播放音频信号时产生的音频回声信号以及空中对消后的耳内残留信号。将采集到的耳内噪声通过模拟增益102b的增益处理以及第二模数转换器103b的模数转换处理后，被传输至第二低通及下采样滤波器104b。第二低通及下采样滤波器104b能够降低滤波器采样率，从而降低功耗并减少滤波器阶数，进而减小降噪芯片的面积以及降低成本。随后，经过第二低通及下采样滤波器104b的耳内噪声信号被传输至加法器110。待播音频信号105为要被传输至扬声器107播放的音频信号，一方面其被传输至加法器109，经数模转换器106的数模转换处理后，由扬声器107播放；另一方面其被传输至回声滤波器112，回声滤波器112用于抵消待播音频信号105经扬声器107播放后产生的音频回声信号，随后经回声滤波器112滤波的待播音频信号105被送入加法器110。加法器110整合经第二低通及下采样滤波器104b处理后的耳内噪声以及经回声滤波器112处理后的音频信号，这样反馈路径上的噪声信号将不再受音频回声信号的影响。加法器110随后将整合后的噪声信号传输至反馈滤波器112进行滤波以实现反馈降噪。反馈滤波后的噪声信号经限幅器108后，被传输至加法器109，经数模转换器106的数模转换处理后，由扬声器107播放。

以上为基于本公开实施例的耳机进行主动降噪的工作原理，通过分别对前馈路径和反馈路径上的噪声进行滤波，能够实现耳机的主动降噪功能，提高耳机的降噪效果，以及提升用户的听音体验。当耳机佩戴姿势和人耳耳道结构对耳机的降噪系统产生影响时，需要一种主动降噪方案，来及时调整滤波器的滤波系数，以针对改变了的噪声环境及时作出适应性调整，以达到更好的降噪效果。

图2示出了根据本公开实施例的主动降噪方法的流程图，如图2所示，流程200始于步骤201，在步骤201，在将耳机放置于人耳耳道并播放音频信号的情况下，响应于耳机的扬声器播放音频信号，通过耳机的回声滤波器确定从扬声器到耳机的耳内麦克风的传输路径的当前传递函数。

在步骤202，基于N组预设滤波系数、与每组预设滤波系数对应的预设传递函数以及在步骤201中确定的当前传递函数，能够确定耳机的前馈滤波器的当前滤波系数。其中前馈滤波器的N组预设滤波系数以及与每组预设滤波系数对应的预设传递函数是在不同条件下(例如不同佩戴方式以及不同耳道结构)，通过将耳机放入人耳耳道进行测量得到的预设值。在一些实施例中，至少基于N种不同的耳机佩戴方式及每种耳机佩戴方式下对应的耳道结构确定N组预设滤波系数和与每组预设滤波系数对应的预设传递函数。基于耳机降噪系统在不同条件下的前馈滤波器滤波系数与扬声器到耳内麦克风的传输路径的传递函数的乘积相对固定，例如在2k频率以内其变化不超过1db；由此上述对应关系可以表示为：当前滤波系数*当前传递函数＝预设滤波系数*预设传递函数；其中“*”表示以上述滤波系数和传递函数配置的滤波器级联。也就是说，当噪声环境因耳机不同佩戴方式和不同人耳耳道结构产生变化时，鉴于预设滤波系数和预设传递函数已知，只需要确定产生变化的当前条件下的扬声器到耳内麦克风的传输路径的当前传递函数，就能够确定出当前条件下的前馈滤波器的当前滤波系数。可选地或附加地，在一些实施例中，N组预设滤波器系数中的每组预设滤波器系数，可以同时包括前馈滤波器系数和反馈滤波器系数。每组预设滤波器系数中的前馈滤波器系数和反馈滤波器系数，是基于同一种耳机佩戴方式及这种耳机佩戴方式下对应的耳道结构通过量测获得的。通过同时调整前馈和反馈滤波系数，使得耳机降噪性能达到最佳或符合要求。

在一些实施例中，基于N组预设滤波系数、与每组预设滤波系数对应的预设传递函数以及当前传递函数，确定耳机的前馈滤波器的当前滤波系数包括：从N个预设传递函数中选取与当前传递函数具有最高相似度的预设传递函数；将与具有最高相似度的预设传递函数对应的预设滤波系数作为当前滤波系数。在确定前馈滤波器的当前滤波系数的过程中，将在步骤201中确定的当前传递函数分别与N个预设传递函数进行比较，并基于相似度从N个预设传递函数中选择具有最高相似度的预设传递函数。鉴于如下对应关系：当前滤波系数*当前传递函数＝预设滤波系数*预设传递函数，当某一预设传递函数与当前传递函数相似度极高时，与该预设传递函数对应的预设滤波系数近似于当前滤波系数；因此，选取与具有最高相似度的预设传递函数对应的预设滤波系数，并将其确定为当前滤波系数来配置前馈滤波器。以上方法不需要每次计算预设的滤波系数和传递函数，仅需要确定与当前传递函数具有最高相似度的的预设传递函数，即可确定当前滤波系数以实现滤波器的自适应主动降噪。

在一些实施例中，从所述N个预设传递函数中选取与所述当前传递函数具有最高相似度的预设传递函数包括：计算每个所述预设传递函数与所述当前传递函数在各个频点上的能量值的差值的绝对值；对每个所述预设传递函数全部频点上的所述能量值的差值的绝对值求平均值，以得到N个平均能量差值；确定所述N个平均能量差值中最小的平均能量差值对应的预设传递函数为所述具有最高相似度的预设传递函数。选取具有最高相似度的预设传递函数可以通过计算传递函数能量值的方法来实现。具体地，首先设置多个频点，在各个频点上计算第一预设传递函数与当前传递函数的能量值的差值的绝对值(或者能量值的差值的平方)，对全部频点上的能量值的差值的绝对值(或者能量值的差值的平方)求取平均值(例如求和平均或者加权平均)，以得到第一平均能量差值。鉴于有N个预设传递函数，因此通过计算可以获得与N格预设传递函数对应的N个平均能量差值(即第一平均能量差值，第二平均能量差值，……，第N平均能量差值)。从以上N个平均能量差值中选取最小的平均能量差值，平均能量差值越小，说明该预设传递函数与当前传递函数的相似度越高，最小的平均能量差值对应的预设传递函数即为具有最高相似度的预设传递函数。以上方法不需要每次计算预设的滤波系数和传递函数，仅需要确定于当前传递函数具有最小平均能量差值的预设传递函数，即可确定当前滤波系数以实现滤波器的自适应主动降噪。

在一些实施例中，从N个预设传递函数中选取与当前传递函数具有最高相似度的预设传递函数包括：获取为N个预设传递函数统一设置的m个增益系数；将每个预设传输函分别乘以每个增益系数，以获得m*N个预设传递函数，其中m为正整数；在m*N个预设传递函数中确定与当前传递函数具有最高相似度的预设传递函数。选取具有最高相似度的预设传递函数可以通过设置不同增益系数来实现。具体地，首先为N个预设传递函数设置m个增益系数(例如m＝3，增益系数分别为0.95、1、1.05)，m为正整数。然后对每个预设传递函数分别乘以每个增益系数，例如第一预设传递函数分别乘以0.95、1、1.05，这样对于第一预设传递函数来说，就变成了3个传递函数；将N个预设传递函数都乘以m个增益系数后，可以得到m*N个预设传递函数。从以上m*N个预设传递函数中确定与当前传递函数具有最高相似度的预设传递函数。以上方法通过对预设传递函数乘以不同的增益，增加预设传递函数的数量，在进行相似度对比的过程中能够提高准确度。

随后，在步骤203，以当前滤波系数来配置前馈滤波器，以进行前馈主动降噪。由此，前馈滤波器能够自适应的调整和配置其滤波系数，实现降噪系统的主动降噪，以抵消因不同佩戴方式和不同耳道结构对噪声系统产生的影响。

在一些实施例中，步骤202中预先测得的前馈滤波器的N组预设滤波系数可以通过以下方式来获得：在不同条件下(例如不同佩戴方式以及不同耳道结构)将耳机放入耳道，响应于扬声器未播放音频信号，获取环境噪声信号；通过耳内麦克风获取耳内噪声信号；基于环境噪声信号和耳内噪声信号确定满足预设条件的预设滤波系数。下面将结合附图3对确定预设滤波系数作出进一步说明。

图3示出了根据本公开实施例的确定预设滤波系数的示意图，如图3所示，在300中，将耳机放入人耳耳道，当扬声器尚未播放音频信号时，获取环境噪声301a。环境噪声301a一方面经模数转换器302a后被传输至前馈滤波器304；另一方面环境噪声301a进入人耳后形成耳内噪声301b，耳内噪声301b被耳内麦克风303采集到，随后经模数转换器302b后被传输至前馈滤波器304。前馈滤波器304基于环境噪声信号和耳内噪声信号能够确定实验室条件下的前馈滤波器的预设滤波系数。通过不断调整前馈滤波器304的系数使得耳内麦克风303采集到的耳内噪声信号尽可能小；在得到预设滤波系数后，前馈滤波器利用该系数对噪声信号进行滤波，随后经扬声器进行播放，播放出的噪声与耳内的噪声产生空中对消效应，对消后的残留信号被耳内麦克风303采集到，利用该残留信号进一步进行滤波系数的调整。需要注意的是，实验室可提供多种环境噪声，实验过程中可通过播放多种环境噪声反复试验，来确定具有较佳降噪效果(满足预设条件)的预设滤波系数。

在一些实施例中，步骤202中预先测得的与N组预设滤波系数对应的预设传递函数可以通过以下方式来获得：在不同条件下(例如不同佩戴方式以及不同耳道结构)将耳机放入耳道，响应于扬声器播放第一音频信号，获取通过耳内麦克风采集到的第一音频回声信号；基于第一音频信号和第一音频回声信号，确定扬声器到耳内麦克风的传输路径的预设传递函数。下面将结合附图4对确定预设传递函数作出进一步说明。

图4示出了根据本公开实施例的确定预设传递函数的示意图，如图4所示，在400中，将耳机放入人耳耳道，第一音频信号401经数模转换器402a由扬声器403进行播放。一方面第一音频信号401被传输至回声滤波器406；另一方面扬声器403播放的音频信号经耳道反射后被耳内麦克风404采集到，随后由模数转换器402b对其进行模数转换处理以得到第一音频回声信号405。回声滤波器406基于第一音频信号401和第一音频回声信号405能够确定实验室预设条件下，耳机扬声器到耳内麦克风的传输路径的预设传递函数。

在一些实施例中，步骤201中耳机被放入人耳耳道并开始播放音频时，从扬声器到耳内麦克风的当前传递函数可以通过以下方式来获得：响应于扬声器播放第二音频信号，获取通过耳内麦克风采集到的第二音频回声信号；基于第二音频信号和第二音频回声信号，确定扬声器到耳内麦克风的传输路径的当前传递函数。下面将结合附图5对确定当前传递函数作出进一步说明。

图5示出了根据本公开实施例的确定当前传递函数的示意图，如图5所示，在500中，用户将耳机放入耳道，第二音频信号501经数模转换器502a由扬声器503进行播放。一方面第二音频信号501被传输至回声滤波器506；另一方面扬声器503播放的音频信号经耳道反射后被耳内麦克风504采集到，随后由模数转换器502b对其进行模数转换处理以得到第二音频回声信号505。回声滤波器506基于第二音频信号501和第二音频回声信号505能够确定用户将耳机放入耳道并播放音频时，耳机扬声器到耳内麦克风的传输路径的当前传递函数。

由此，通过大量量测获得N组预设滤波系数、与N组预设滤波系数对应的预设传递函数，以及当用户佩戴耳机时获得的当前传递函数，基于对应如下关系：当前滤波系数*当前传递函数＝预设滤波系数*预设传递函数，可以确定当前状态下前馈滤波器的当前滤波系数。以当前滤波系数配置前馈滤波器，使得降噪系统能够自适应地调整其前馈滤波系数，实现针对不同佩戴姿势和不同耳道结构引起的噪声变化的主动降噪过程。

在一些实施例中，上述主动降噪方法中提及的耳机包括入耳式耳机和半入耳式耳机的任一种。

图6示出了根据本公开实施例的主动降噪系统的示意图，如图6所示，系统600包括：第一确定模块601、第二确定模块602、前馈滤波器603；可选地和附加地，还包括回声滤波器604以及反馈滤波器605。其中第一确定模块601可以被配置为响应于耳机的扬声器播放音频信号，通过耳机的回声滤波器确定从扬声器到耳机的耳内麦克风的传输路径的当前传递函数；第二确定模块602可以被配置为基于N组预设滤波系数、与每组预设滤波系数对应的预设传递函数以及当前传递函数，确定耳机的前馈滤波器的当前滤波系数；以及前馈滤波器603可以被配置为以当前滤波系数进行前馈主动降噪。

在一些实施例中，第二确定模块602具体被配置为：从N个预设传递函数中选取与当前传递函数具有最高相似度的预设传递函数；将与具有最高相似度的预设传递函数对应的预设滤波系数作为当前滤波系数。

在一些实施例中，第二确定模块602具体被配置为通过以下方式从N个预设传递函数中选取与当前传递函数具有最高相似度的预设传递函数：计算每个预设传递函数与当前传递函数在各个频点上的能量值的差值的绝对值；对每个预设传递函数全部频点上的能量值的差值的绝对值求平均值，以得到N个平均能量差值；确定N个平均能量差值中最小的平均能量差值对应的预设传递函数为具有最高相似度的预设传递函数。

在一些实施例中，第二确定模块602具体被配置为通过以下方式从N个预设传递函数中选取与当前传递函数具有最高相似度的预设传递函数：获取为N个预设传递函数统一设置的m个增益系数；将每个预设传输函分别乘以每个增益系数，以获得m*N个预设传递函数，其中m为正整数；在m*N个预设传递函数中确定与当前传递函数具有最高相似度的预设传递函数。

在一些实施例中，第二确定模块602还被配置为，至少基于N种不同的耳机佩戴方式及每种耳机佩戴方式下对应的耳道结构确定N组预设滤波系数和与每组预设滤波系数对应的预设传递函数。

在一些实施例中，第二确定模块602被配置为通过以下方式确定预设滤波系数：响应于扬声器未播放音频信号，获取环境噪声信号；通过耳内麦克风获取耳内噪声信号；基于环境噪声信号和耳内噪声信号确定满足预设条件的预设滤波系数。

在一些实施例中，第二确定模块602被配置为通过以下方式确定预设传递函数：响应于扬声器播放第一音频信号，获取通过耳内麦克风采集到的第一音频回声信号；基于第一音频信号和第一音频回声信号，确定扬声器到耳内麦克风的传输路径的预设传递函数。

在一些实施例中，第二确定模块602还被配置为：响应于扬声器播放第二音频信号，获取通过耳内麦克风采集到的第二音频回声信号；基于第二音频信号和第二音频回声信号，确定扬声器到耳内麦克风的传输路径的当前传递函数。

在一些实施例中，在用户佩戴耳机时，通过该耳机的回声滤波器604对扬声器播放音频信号时产生的音频回声信号进行滤波；通过耳机的反馈滤波器605对经所述回声滤波器604滤波后的音频回声信号进行滤波，以实现反馈降噪。

在一些实施例中，耳机包括入耳式耳机和半入耳式耳机的任一种。

由此，通过大量量测获得N组预设滤波系数、与N组预设滤波系数对应的预设传递函数，以及当用户佩戴耳机时获得的当前传递函数，基于对应如下关系：当前滤波系数*当前传递函数＝预设滤波系数*预设传递函数，可以确定当前状态下前馈滤波器的当前滤波系数。以当前滤波系数配置前馈滤波器，使得降噪系统能够自适应地调整其前馈滤波系数，实现针对不同佩戴姿势和不同耳道结构引起的噪声变化的主动降噪过程。

根据本公开的第三方案，提供了一种耳机，该耳机至少包括存储器、处理器，存储器上存储有计算机程序，处理器在执行存储器上的计算机程序时实现本公开第一方面提供的方法中的步骤。

上述耳机通过主动对前馈滤波器当前滤波系数的适应性调整，使得降噪系统能够自适应地调整其前馈滤波系数，实现针对不同佩戴姿势和不同耳道结构引起的噪声变化的主动降噪过程。

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 (19)

1.一种主动降噪方法，其特征在于，所述方法包括：

响应于耳机的扬声器播放音频信号，通过所述耳机的回声滤波器确定从所述扬声器到所述耳机的耳内麦克风的传输路径的当前传递函数；

基于N组预设滤波系数、与每组所述预设滤波系数对应的预设传递函数以及所述当前传递函数，确定所述耳机的前馈滤波器的当前滤波系数；

以所述当前滤波系数来配置所述前馈滤波器，以进行前馈主动降噪。

2.根据权利要求1所述的主动降噪方法，其特征在于，所述基于N组预设滤波系数、与每组所述预设滤波系数对应的预设传递函数以及所述当前传递函数，确定所述耳机的前馈滤波器的当前滤波系数，包括：

从所述N个预设传递函数中选取与所述当前传递函数具有最高相似度的预设传递函数；

将与所述具有最高相似度的预设传递函数对应的预设滤波系数作为所述当前滤波系数。

3.根据权利要求2所述的主动降噪方法，其特征在于，所述从所述N个预设传递函数中选取与所述当前传递函数具有最高相似度的预设传递函数，包括：

计算每个所述预设传递函数与所述当前传递函数在各个频点上的能量值的差值的绝对值；

对每个所述预设传递函数全部频点上的所述能量值的差值的绝对值求平均值，以得到N个平均能量差值；

确定所述N个平均能量差值中最小的平均能量差值对应的预设传递函数为所述具有最高相似度的预设传递函数。

4.根据权利要求2所述的主动降噪方法，其特征在于，所述从所述N个预设传递函数中选取与所述当前传递函数具有最高相似度的预设传递函数，包括：

获取为所述N个预设传递函数统一设置的m个增益系数；

将每个所述预设传输函分别乘以每个增益系数，以获得m*N个预设传递函数，其中m为正整数；

在所述m*N个预设传递函数中确定与所述当前传递函数具有最高相似度的预设传递函数。

5.根据权利要求1所述的主动降噪方法，其特征在于，至少基于N种不同的耳机佩戴方式及每种耳机佩戴方式下对应的耳道结构确定N组所述预设滤波系数和与每组所述预设滤波系数对应的所述预设传递函数。

6.根据权利要求5所述的主动降噪方法，其特征在于，通过以下方式确定所述预设滤波系数：

响应于所述扬声器未播放音频信号，获取环境噪声信号；

通过所述耳内麦克风获取耳内噪声信号；

基于所述环境噪声信号和所述耳内噪声信号确定满足预设条件的所述预设滤波系数。

7.根据权利要求5所述的主动降噪方法，其特征在于，通过以下方式确定所述预设传递函数：

响应于所述扬声器播放第一音频信号，获取通过所述耳内麦克风采集到的第一音频回声信号；

基于所述第一音频信号和所述第一音频回声信号，确定所述扬声器到所述耳内麦克风的传输路径的所述预设传递函数。

8.根据权利要求1所述的主动降噪方法，其特征在于，所述通过所述耳机的回声滤波器确定从所述扬声器到所述耳机的耳内麦克风的传输路径的当前传递函数，包括：

响应于所述扬声器播放第二音频信号，获取通过所述耳内麦克风采集到的第二音频回声信号；

基于所述第二音频信号和所述第二音频回声信号，确定所述扬声器到所述耳内麦克风的传输路径的所述当前传递函数。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的主动降噪方法，其特征在于，所述耳机包括入耳式耳机和半入耳式耳机的任一种。

10.一种主动降噪系统，其特征在于，所述系统包括：

第一确定模块，被配置为响应于耳机的扬声器播放音频信号，通过所述耳机的回声滤波器确定从所述扬声器到所述耳机的耳内麦克风的传输路径的当前传递函数；

第二确定模块，被配置为基于N组预设滤波系数、与每组所述预设滤波系数对应的预设传递函数以及所述当前传递函数，确定所述耳机的前馈滤波器的当前滤波系数；

前馈滤波器，被配置为以所述当前滤波系数进行前馈主动降噪。

11.根据权利要求10所述的主动降噪系统，其特征在于，所述第二确定模块具体被配置为：

从所述N个预设传递函数中选取与所述当前传递函数具有最高相似度的预设传递函数；

将与所述具有最高相似度的预设传递函数对应的预设滤波系数作为所述当前滤波系数。

12.根据权利要求11所述的主动降噪系统，其特征在于，所述第二确定模块具体被配置为通过以下方式从所述N个预设传递函数中选取与所述当前传递函数具有最高相似度的预设传递函数：

计算每个所述预设传递函数与所述当前传递函数在各个频点上的能量值的差值的绝对值；

对每个所述预设传递函数全部频点上的所述能量值的差值的绝对值求平均值，以得到N个平均能量差值；

确定所述N个平均能量差值中最小的平均能量差值对应的预设传递函数为所述具有最高相似度的预设传递函数。

13.根据权利要求11所述的主动降噪系统，其特征在于，所述第二确定模块具体被配置为通过以下方式从所述N个预设传递函数中选取与所述当前传递函数具有最高相似度的预设传递函数：

获取为所述N个预设传递函数统一设置的m个增益系数；

将每个所述预设传输函分别乘以每个增益系数，以获得m*N个预设传递函数，其中m为正整数；

在所述m*N个预设传递函数中确定与所述当前传递函数具有最高相似度的预设传递函数。

14.根据权利要求10所述的主动降噪系统，其特征在于，所述第二确定模块还被配置为，至少基于N种不同的耳机佩戴方式及每种耳机佩戴方式下对应的耳道结构确定N组所述预设滤波系数和与每组所述预设滤波系数对应的所述预设传递函数。

15.根据权利要求14所述的主动降噪系统，其特征在于，所述第二确定模块被配置为通过以下方式确定所述预设滤波系数：

响应于所述扬声器未播放音频信号，获取环境噪声信号；

通过所述耳内麦克风获取耳内噪声信号；

基于所述环境噪声信号和所述耳内噪声信号确定满足预设条件的所述预设滤波系数。

16.根据权利要求14所述的主动降噪系统，其特征在于，所述第二确定模块被配置为通过以下方式确定所述预设传递函数：

响应于所述扬声器播放第一音频信号，获取通过所述耳内麦克风采集到的第一音频回声信号；

基于所述第一音频信号和所述第一音频回声信号，确定所述扬声器到所述耳内麦克风的传输路径的所述预设传递函数。

17.根据权利要求10所述的主动降噪系统，其特征在于，所述第二确定模块还被配置为：

响应于所述扬声器播放第二音频信号，获取通过所述耳内麦克风采集到的第二音频回声信号；

基于所述第二音频信号和所述第二音频回声信号，确定所述扬声器到所述耳内麦克风的传输路径的所述当前传递函数。

18.根据权利要求10至17中任一项所述的主动降噪系统，其特征在于，所述耳机包括入耳式耳机和半入耳式耳机的任一种。

19.一种耳机，至少包括存储器、处理器，所述存储器上存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器在执行所述存储器上的计算机程序时实现权利要求1至9中任一项所述主动降噪方法的步骤。

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