CN111436014B - 主动降噪耳机的滤波装置、滤波方法以及主动降噪耳机 - Google Patents

主动降噪耳机的滤波装置、滤波方法以及主动降噪耳机 Download PDF

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Abstract

本发明提供主动降噪耳机的滤波装置、滤波方法以及主动降噪耳机，其中，主动降噪耳机的滤波装置包括参考信号单元、误差信号单元、自适应滤波器，自适应滤波器包括自适应处理单元与滤波处理单元，参考信号单元获取对应于耳机外部声学噪声的第一滤波信号；误差信号单元获取对应于人耳处声学噪声的第二滤波信号；自适应处理单元用于对一并输入的第二滤波信号与经抽取后的第一滤波信号进行自适应处理输出缺项滤波系数；滤波处理单元用于对缺项滤波系数和第一滤波信号进行对齐处理后再进行滤波处理输出降噪信号。本发明的主动降噪耳机的滤波装置，通过先抽取再对齐，大幅减少了缓存空间，同时噪声抑制的性能接近传统的方式。

Description

主动降噪耳机的滤波装置、滤波方法以及主动降噪耳机
技术领域
本发明涉及声-机电传感器主动降噪领域，尤其涉及主动降噪耳机的滤波装置、主动降噪耳机的滤波方法以及主动降噪耳机。
背景技术
主动噪声控制是利用次级通路产生与噪声幅度相同相位相反的声波抵消噪声。自适应数字滤波器相比早期的模拟电路实现噪声控制具有明显的优势，能够根据噪声环境做自适应调节，且实现灵活、电路简单，因此受到越来越多研究者的关注。采用数字电路引入了更多的延时，为了保证噪声控制系统的降噪性能，必须保证主通路的延时大于次级通路延时和数字控制器处理延时的总和，保证满足因果性。针对因果性问题，主要的解决方式是通过增大参考传声器和次级声源间距或者提高数字控制器的采样率。增大参考传声器和次级扬声器的间距会导致耳机体积增大，便携性下降。而传统的提高采样率方式，对低频处(一般为50Hz～3k)的主动降噪需要较长的滤波器系数，会导致整个数字控制器运算量增加，特别是需要对自适应滤波器的输入和系数做缓存处理，增加了缓存代价，因此整个实现代价较大。
发明内容
基于上述现状，本发明的主要目的在于提供主动降噪耳机的滤波装置、滤波方法以及主动降噪耳机，以解决现有技术存在的在高采样率下实现较好的主动降噪性能的代价过高的技术问题。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
本发明提供一种主动降噪耳机的滤波装置，包括参考信号单元、误差信号单元、自适应滤波器，其中，
所述自适应滤波器包括自适应处理单元与滤波处理单元；
所述参考信号单元用于获取对应于耳机外部声学噪声的第一滤波信号并分两路输出所述第一滤波信号；
所述误差信号单元，用于获取对应于人耳处声学噪声的第二滤波信号；
所述自适应处理单元用于对第一路输出的所述第一滤波信号进行抽取，以及对输入的所述第二滤波信号与经抽取后的所述第一滤波信号进行自适应处理输出缺项滤波系数；
所述滤波处理单元用于对所述缺项滤波系数和第二路输出的所述第一滤波信号进行对齐处理后再进行滤波处理输出降噪信号。
优选地，所述滤波处理单元的对齐处理包括：向所述第一滤波信号对齐，对所述缺项滤波系数通过插值处理获得全项滤波系数，所述全项滤波系数与所述第一滤波信号通过乘加运算完成滤波处理、输出降噪信号。
优选地，所述滤波处理单元的对齐处理包括：向所述缺项滤波系数对齐，对应所述缺项滤波系数对所述第一滤波信号通过缩项累加处理获得累加后的第一滤波信号，所述缺项滤波系数直接与累加后的第一滤波信号进行乘加运算完成滤波处理、输出降噪信号。
优选地，所述滤波处理单元的对齐处理包括：所述第一滤波信号与缺项滤波信号按预设的规则相互对齐，对所述缺项滤波系数通过插值处理获得次全项滤波系数，以及对所述第一滤波信号通过缩项累加处理获得累加后的第一滤波信号；
所述次全项滤波系数直接与累加后的第一滤波信号进行乘加运算完成滤波处理、输出降噪信号。
优选地，所述自适应单元还用于接收输入的降噪模式，并根据所述降噪模式确定抽取系数；
所述的对第一路输出的所述第一滤波信号进行抽取具体包括：根据所述降噪模式对应抽取系数对所述第一滤波信号进行抽取。
优选地，所述滤波处理单元的对齐处理方式包括：
1)仅向所述缺项滤波系数对齐，对所述第一滤波信号通过缩项累加处理获得累加后的第一滤波信号；
2)仅向所述第一滤波信号对齐，对所述缺项滤波系数通过插值处理获得全项滤波系数；
3)所述第一滤波信号与缺项滤波信号按预设的规则相互对齐，对所述缺项滤波系数通过插值处理获得次全项滤波系数，以及对所述第一滤波信号通过缩项累加处理获得累加后的第一滤波信号；
所述自适应单元还用于根据所述降噪模式以及抽取系数确定对齐处理的方式：
在所述降噪模式对应的抽取系数等于2时，所述降噪模式分别低降噪水平和高降噪水平，所述低降噪水平对应的对齐处理方式为1)，所述高降噪水平对应的对齐处理方式为2)；
在所述降噪模式对应的抽取系数大于2时，所述降噪模式分别低降噪水平、中降噪水平和高降噪水平，所述低降噪水平对应的对齐处理方式为1)，所述中降噪水平对应的对齐处理方式为3)，所述高降噪水平对应的对齐处理方式为2)。
在确定的对齐方式为1)时，所述滤波处理单元的滤波处理包括：所述缺项滤波系数直接与累加后的第一滤波信号进行乘加运算完成滤波处理、输出降噪信号。
在确定的对齐方式为2)时，所述滤波处理单元的滤波处理包括：所述全项滤波系数与所述第一滤波信号通过乘加运算完成滤波处理、输出降噪信号；
在确定的对齐方式为3)时，所述滤波处理单元的滤波处理包括：所述次全项滤波系数直接与累加后的第一滤波信号进行乘加运算完成滤波处理、输出降噪信号。
优选地，所述主动降噪耳机的滤波装置还包括补偿通路，所述补偿通路用于对所述第一滤波信号进行补偿处理并输出补后滤波信号；
所述自适应处理单元用于对一并输入的所述第二滤波信号与经抽取后的所述补后滤波信号进行自适应处理输出缺项滤波系数。
本发明还提供一种主动降噪耳机的滤波方法，所述主动降噪耳机包括参考信号单元、误差信号单元，所述参考信号单元用于获取对应于耳机外部声学噪声的第一滤波信号并分两路输出所述第一滤波信号；所述误差信号单元用于获取对应于人耳处声学噪声的第二滤波信号；该主动降噪耳机的滤波方法包括：
步骤200：对参考信号单元第一路输出的第一滤波信号进行抽取，所述第一滤波信号为对应于外部声学噪声的滤波信号；
步骤220：对第二滤波信号与经抽取后的所述第一滤波信号进行自适应处理输出缺项滤波系数，所述第二滤波信号为对应于人耳处声学噪声的滤波信号；
步骤240：对所述缺项滤波系数和参考信号单元第二路输出的所述第一滤波信号进行对齐处理；
步骤260：根据对齐结果进行滤波处理输出降噪信号。
优选地，所述步骤240具体包括：步骤241，向所述第一滤波信号对齐，对所述缺项滤波系数通过插值处理获得全项滤波系数；
所述步骤260具体包括：所述全项滤波系数与所述第一滤波信号通过乘加运算完成滤波处理、输出降噪信号。
优选地，所述步骤240具体包括：步骤242，向所述缺项滤波系数对齐，对所述第一滤波信号通过缩项累加处理获得累加后的第一滤波信号；
所述步骤260具体包括：所述缺项滤波系数直接与累加后的第一滤波信号进行乘加运算完成滤波处理、输出降噪信号。
优选地，所述步骤240具体包括：步骤243，所述第一滤波信号与缺项滤波信号按预设的规则相互对齐，对所述缺项滤波系数通过插值处理获得次全项滤波系数，以及对所述第一滤波信号通过缩项累加处理获得累加后的第一滤波信号；
所述步骤260具体包括：所述次全项滤波系数直接与累加后的第一滤波信号进行乘加运算完成滤波处理、输出降噪信号。
优选地，所述步骤200具体包括：
步骤201：接收输入的降噪模式，并根据所述降噪模式确定抽取系数；
步骤202：根据所述降噪模式对应抽取系数对参考信号单元第一路输出的所述第一滤波信号进行抽取，所述第一滤波信号为对应于外部声学噪声的滤波信号。
优选地，对所述缺项滤波系数和参考信号单元第二路输出的所述第一滤波信号进行对齐处理方式包括：
1)仅向所述缺项滤波系数对齐，对所述第一滤波信号通过缩项累加处理获得累加后的第一滤波信号；
2)仅向所述第一滤波信号对齐，对所述缺项滤波系数通过插值处理获得全项滤波系数；
3)所述第一滤波信号与缺项滤波信号按预设的规则相互对齐，对所述缺项滤波系数通过插值处理获得次全项滤波系数，以及对所述第一滤波信号通过缩项累加处理获得累加后的第一滤波信号；
所述步骤240具体包括：
步骤244a：根据所述降噪模式以及抽取系数确定对齐处理的方式，
在所述降噪模式对应的抽取系数等于2时，所述降噪模式分别低降噪水平和高降噪水平，所述低降噪水平对应的对齐处理方式为1)，所述高降噪水平对应的对齐处理方式为2)；
在所述降噪模式对应的抽取系数大于2时，所述降噪模式分别低降噪水平、中降噪水平和高降噪水平，所述低降噪水平对应的对齐处理方式为1)，所述中降噪水平对应的对齐处理方式为3)，所述高降噪水平对应的对齐处理方式为2)；
步骤244b：根据确定的对齐处理方式对所述缺项滤波系数和参考信号单元第二路输出的所述第一滤波信号进行对齐处理；
所述步骤260对应地具体包括：
在确定的对齐方式为1)时，将所述缺项滤波系数直接与累加后的第一滤波信号进行乘加运算完成滤波处理、输出降噪信号。
在确定的对齐方式为2)时，将所述全项滤波系数与所述第一滤波信号通过乘加运算完成滤波处理、输出降噪信号；
在确定的对齐方式为3)时，将所述次全项滤波系数直接与累加后的第一滤波信号进行乘加运算完成滤波处理、输出降噪信号。
优选地，在步骤200之前还包括：步骤100，对所述第一滤波信号进行补偿处理并输出补后滤波信号，所述第一滤波信号为对应于外部声学噪声的滤波信号；
所述步骤200包括：对所述补后滤波信号进行抽取；
所述步骤220包括：对第二滤波信号与经抽取后的所述补后滤波信号进行自适应处理输出缺项滤波系数，所述第二滤波信号为对应于人耳处声学噪声的滤波信号。
本发明还提供一种主动降噪耳机，包括数模单元、扬声器，以及如上所述的主动降噪耳机的滤波装置，所述降噪信号依次经所述数模单元被转换为声学信号以驱动所述扬声器。
本发明还提供一种主动降噪耳机，包括数模单元、扬声器，参考信号单元、误差信号单元、处理器以及计算机可读存储介质，所述参考信号单元用于获取对应于耳机外部声学噪声的第一滤波信号；所述误差信号单元，用于获取对应于人耳处声学噪声的第二滤波信号；所述计算机可读存储介质存储有自适应滤波程序，所述自适应滤波程序被执行时实现如上所述的主动降噪耳机的滤波方法。
本发明的主动降噪耳机的滤波装置，通过对输入到自适应处理单元的第一滤波信号经过了抽取处理，从而在与第二滤波信号进行自适应运算后可以得到缺项滤波系数，然后再对缺项滤波系数和第一滤波信号进行对齐处理后再进行滤波处理输出降噪信号。由于缺项滤波系数要比传统的全项滤波系数的项数要少，所需的缓存也少，而在本发明的整个自适应滤波过程中，只需要缺项滤波系数进行缓存，因此可以大幅减少缓存空间，同时噪声抑制的性能可以得到接近传统方式的性能，即降低了实现较好的主动降噪性能的代价。
附图说明
图1为常见的几种主动降噪耳机的结构，其中图1a为前馈结构，图1b为反馈结构，图1c为混合结构；
图2为主动降噪原理的示意图；
图3为主动降噪系统结构示意图；
图4为主动降噪的内部架构示意图，其中图4a为混合降噪的架构，图4b为前馈降噪的架构，图4c为反馈降噪的架构；
图5根据本发明的主动降噪耳机一种优选实施方式的结构示意图；
图6为根据本发明主动降噪耳机的滤波方法的第一优选实施例的流程示意图；
图7为根据本发明主动降噪耳机的滤波方法的第二优选实施例的流程示意图；
图8为根据本发明主动降噪耳机的滤波方法的第三优选实施例的流程示意图；
图9为根据本发明主动降噪耳机的滤波方法的第四优选实施例的流程示意图；
图10为根据本发明主动降噪耳机的滤波方法的第五优选实施例的流程示意图；
图11为根据本发明主动降噪耳机的滤波方法的第六优选实施例的流程示意图；
图12为根据本发明主动降噪耳机的滤波方法的第七优选实施例的流程示意图；
图13根据本发明的主动降噪耳机仿真性能结果图，其中图13a为主动降噪(ANC)性能，图13b为自适应处理得到的滤波器系数图.
具体实施方式
主动降噪耳机
请参照图1，其中图1a为前馈结构，前馈结构的主动降噪耳机其参考麦克风1设置在耳机主体外部，用于接收耳机外部声学噪声并产生对应的电信号传输至数字控制器，数字控制器与参考麦克风1和扬声器2相连，扬声器固定在耳机主体，数字控制器产生与噪声幅度相同相位相反的电信号，该信号通过扬声器产生声学信号。扬声器产生的等幅反相信号基本可以在误差麦克风处消除噪声。图1b为反馈结构，前馈结构的主动降噪耳机没有参考麦克风，它包括一个误差麦克风，误差麦克风3放置在耳机主体内部并靠近耳朵处，用于接收内部的声学噪声并产生对应的电信号传输至数字控制器。图1c为混合结构，混合结构的主动降噪耳机既包括参考麦克风1也包括误差麦克风3。
主动降噪的原理
请参考图2，图2描述了主动降噪的原理。降噪控制手段包括被动降噪和主动降噪。被动降噪利用材料的物理特性，对噪声进行衰减。被动降噪对高频衰减效果好，但是低频的效果不明显，往往需要进一步增加材料的质量和体积，进一步增加了成本。主动降噪利用相消原理，通过播放一个与噪声等幅度反相位的信号，用于抵消噪声，实现降噪的效果。但是主动降噪对延时敏感，特别是使用数字电路实现主动降噪时，同样的延时，高频信号相比低频信号错开的相位较大，导致主动降噪对高频的抵消效果不好。
主动降噪系统结构
请参照图3，图3描述了一种主动噪声控制系统。该系统包括参考麦克风、误差麦克风、扬声器和数字控制器，用于固定的耳机主体忽略。其中，参考麦克风获取耳机外部声学噪声并转换为电信号传输至数字控制器；误差麦克风获取耳机内部声学噪声并转换为电信号后传输至数字控制器；数字控制器通过获得的参考信号和误差信号进行滤波器系数更新；参考信号通过更新的滤波系数滤波处理后，获得滤波信号，该滤波信号通过扬声器转换为声学信号，用于抵消噪声，实现降噪功能。
主动降噪的内部架构
请参考图4，图4描述了三种用于主动降噪控制系统的内部架构，分别是混合降噪架构、前馈降噪架构和反馈降噪架构。
混合降噪架构包括了参考麦克风、误差麦克风、数字电路、扬声器以及模数单元ADC(Analog-to-Digital Converter)和数模单元DAC(Digital to Analog Converter)转换模块。参考麦克风通过ADC模块连接到数字电路模块，误差麦克风通过ADC模块连接到数字电路模块。数字电路模块产生用于抵消噪声的信号之后，通过DAC输出到扬声器，扬声器将电信号转化为声学信号，在空间抵消噪声。数字电路模块包括用于将ADC输入的信号进行下采样处理的第一、第二采样滤波器，第一、第二采样滤波器将ADC采集的麦克风的信号转化到合适的采样率下，方便主动降噪模块进行信号处理。主动降噪模块使用自适应算法，参考麦克风和误差麦克风下采样之后的数据产生出用于抵消噪声的信号。
前馈降噪架构包括了参考麦克风、数字电路、扬声器以及ADC和DAC转换模块。参考麦克风通过ADC模块连接到数字电路模块。数字电路模块产生用于抵消噪声的信号之后，通过DAC输出到扬声器，扬声器将电信号转化为声学信号，在空间抵消噪声。数字电路模块包括用于将ADC输入的信号进行下采样处理的下采样滤波器，第一采样滤波器将ADC采集的麦克风的信号转化到合适的采样率下，方便主动降噪模块进行信号处理。主动降噪模块使用自适应算法，利用参考麦克风下采样之后的数据产生出用于抵消噪声的信号。
反馈降噪架构包括了误差麦克风、数字电路、扬声器以及ADC和DAC转换模块。误差麦克风通过ADC模块连接到数字电路模块。数字电路模块产生用于抵消噪声的信号之后，通过DAC输出到扬声器，扬声器将电信号转化为声学信号，在空间抵消噪声。数字电路模块包括用于将ADC输入的信号进行下采样处理的下采样滤波器，第二采样滤波器将ADC采集的麦克风的信号转化到合适的采样率下，方便主动降噪模块进行信号处理。主动降噪模块使用自适应算法，利用误差麦克风下采样之后的数据产生出用于抵消噪声的信号。
针对现有技术存在的在高采样率下实现较好的主动降噪性能的代价过高的技术问题。本发明采用的技术方案如下：
本发明提供一种主动降噪耳机的滤波装置，参照图5，该滤波电路包括参考信号单元、误差信号单元、自适应滤波器，其中，
所述自适应滤波器包括自适应处理单元与滤波处理单元，
所述参考信号单元用于获取对应于耳机外部声学噪声的第一滤波信号并分两路输出所述第一滤波信号；
所述误差信号单元，用于获取对应于人耳处声学噪声的第二滤波信号；
所述自适应处理单元用于对第一路输出的所述第一滤波信号进行抽取，以及对输入的所述第二滤波信号与经抽取后的所述第一滤波信号进行自适应处理输出缺项滤波系数；
所述滤波处理单元用于对所述缺项滤波系数和第二路输出的所述第一滤波信号进行对齐处理后再进行滤波处理输出降噪信号。
在本实施例中，对于前馈结构和混合结构的主动降噪耳机，参考信号单元可包括参考麦克风，第一模数单元，以及第一采样滤波器，其中，参考麦克风用于采集耳机外部声学噪声；第一模数单元与所述参考麦克风连接，用于将参考麦克风采集的噪声信号转换为数字噪声信号；第一采样滤波器与所述第一模数单元连接，用于将所述第一模数单元转换的数字噪声信号转换为预设采样率下的第一滤波信号。第一采样滤波器的滤波系数可通过离线估计。
对于前馈结构和混合结构的主动降噪耳机，第一滤波信号可以通过参考麦克风采集得来，而对于反馈结构的主动降噪耳机，第一滤波信号也可以通过用误差麦克风采集的信号估算得出。也就是说，对于反馈结构的参考信号单元，外部声学噪声为估算的，参考信号单元与误差信号单元为同一个硬件结构。
误差信号单元可包括误差麦克风，第二模数单元，以及第二采样滤波器，误差麦克风用于采集人耳处的声学噪声；第二模数单元与所述误差麦克风连接，用于将误差麦克风采集的噪声信号转换为数字噪声信号；第二采样滤波器与所述第二模数单元连接，用于将所述第二模数单元转换的数字噪声信号转换为预设采样率下的第二滤波信号。
对于前馈结构的主动降噪单元，为了获得第二滤波信号可以临时接入误差信号单元，而在自适应训练得出缺项滤波系数后，再将误差信号单元移除。
第一采样滤波器、第二采样滤波器均采用下采样方式将ADC采集的麦克风信号转换到合适的采样率下。预设采样率的大小可以视硬件条件而定，一般来说采样率越高则可获得因果性越好。
在自适应主动降噪的过程中，第一滤波信号分两路输出，第一路输出至自适应滤波器的自适应处理单元，第二路输出至自适应滤波器的滤波处理单元。对于第一路的第一滤波信号，在输入出至自适应处理单元之前先进行抽取处理，抽取的过程可以采用等步长的方式也可以采用变步长的方式。在获得缺项滤波系数后，为了保证降噪性能不至于相应降低，则需要对直接关系到降噪信号的运算成分进行对齐处理，例如在对于第二路输出至滤波处理单元的第一滤波信号不作处理的情况下，使缺项滤波系数向第一滤波信号对齐，从而对缺项滤波系数进行插值处理，以获得对应长度的、全项的滤波系数。同理，在不对缺项滤波系数进行对齐处理的情况下，对第二路的第一滤波信号做累加的缩项处理。当然可以理解的是，第二路的第一滤波信号与缺项滤波系数可通过设定的规则相互对齐处理。
滤波处理涉及对滤波信号与滤波系数的乘加运算，具体可以参照现有的技术。例如线性自适应滤波器中的横向型FIR(有限脉冲响应)滤波器。
所述自适应处理单元可以使用自适应算法使用FXLMS(滤波-X最小均方差)算法，设离散的第一滤波信号为x[n]，离散的第二滤波信号为e[n]，那么自适应处理的过程可以描述为：
w_dec＝w_dec-2ue*(n)x(1:dec:end)
其中，μ为自适应算法更新步进，n为时间序列，x(1:dec:end)为对向量x进行抽取的运算，dec为抽取系数。如此，相比传统的自适应过程，运算量减低为1/dec，滤波器系数缓存量减低为1/dec。
作为对所述缺项滤波系数和所述第一滤波信号进行对齐处理的实施例之一，获得抽取的缺项滤波系数w_dec之后，再通过插值的方式获得全项滤波系数w，因此，在实际的应用中，真正需要保存的系数为w_dec，相比传统的滤波器系数，大幅度减少缓存空间。
得到w_dec后，滤波处理单元的滤波处理可以描述为：
Figure BDA0002300875980000111
其中，n为时间序列，L为滤波器阶数，降噪信号y[n]输出数模转换单元DAC用于驱动扬声器。
本发明的主动降噪耳机的滤波装置，通过对输入到自适应处理单元的第一滤波信号经过了抽取处理，从而在与第二滤波信号进行自适应运算后可以得到缺项滤波系数，然后再对缺项滤波系数和第一滤波信号进行对齐处理后再进行滤波处理输出降噪信号。由于缺项滤波系数要比传统的全项滤波系数的项数要少，所需的缓存也少，而在本发明的整个自适应滤波过程中，只需要缺项滤波系数进行缓存，因此可以大幅减少缓存空间，同时噪声抑制的性能可以得到接近传统方式的性能，即降低了实现较好的主动降噪性能的代价。参照图13中的图13a，其中，横轴为频率(Hz)，纵轴是噪声功率(dB)，曲线L1为被动降噪性能，曲线L2为传统自适应主动降噪性能，曲线L3为本发明的插值对齐的自适应主动降噪性能，可见本发明的滤波电路噪声抑制的性能非常接近传统方式的性能。
进一步地，所述滤波处理单元的对齐处理包括：向所述第一滤波信号对齐，对所述缺项滤波系数通过插值处理获得全项滤波系数。所述全项滤波系数与所述第一滤波信号通过乘加运算完成滤波处理、输出降噪信号。
在本实施例中，参照图13中的图13b，其中，横轴为序数i/采样率(单位为秒)，纵轴为幅度(单位为伏特)，W1为本发明插值对齐的自适应滤波系数，W2为传统自适应滤波系数。为了保证降噪效果，在保持第一滤波信号不变的情况下，因此需要通过对缓存的缺项滤波系数进行插值，可获得满阶的全项滤波系数，然后再将第一滤波信号与全项滤波系数进行滤波运算，输出滤波信号。插值的方式可以为线性插值、多项式插值等方式。
进一步地，所述滤波处理单元的对齐处理包括：向所述缺项滤波系数对齐，对所述第一滤波信号通过缩项累加处理获得累加后的第一滤波信号。所述缺项滤波系数直接与累加后的第一滤波信号进行乘加运算完成滤波处理、输出降噪信号。
在本实施例中，为了减少因插值过程增加的乘法器运算，先对第一滤波信号进行缩项处理，举例而言，在缺项滤波系数是通过抽取系数为dec抽取得来的情况下第二滤波信号中可以按序分为N组，每一组有dec项，因为每一组内相邻dec项的系数相同，因此在与缺项滤波系数进行乘加运算时，可以先对每一组内相邻dec项累加起来，使得累加后第一滤波信号的项数(N)与缺项滤波系数的项数相同，然后缺项滤波系数直接与累加后的第一滤波信号进行乘加运算完成滤波处理。
进一步地，所述滤波处理单元的对齐处理包括：所述第一滤波信号与缺项滤波信号按预设的规则相互对齐，对所述缺项滤波系数通过插值处理获得次全项滤波系数，以及对所述第一滤波信号通过缩项累加处理获得累加后的第一滤波信号；
所述次全项滤波系数直接与累加后的第一滤波信号进行乘加运算完成滤波处理、输出降噪信号。
在本实施例中，由于在实际应用过度地减少插值过程进而减少乘法器的运算，虽然可以获得功耗上的收益，但降低降噪的性能表现，通过结合采用相互对齐的方式可以取得相对平衡的表现。预设的规则包括具体的插值方法，插值的次数，以及第一滤波信号缩项的次数，以及与插值方法结合的步骤等。
作为相互对齐的示例，设本发明滤波处理运算式子为：
Figure BDA0002300875980000121
其中，w为系数，在抽取系数dec为4时可以获得：
wdec＝[w0,w4,w8,...,wWL-1]
对训练得到的抽取系数进行插值，获得部分其他系数。例如，通过系数序列0，4对序列2的系数进行插值，获得
Figure BDA0002300875980000122
表示通过插值获得的第i个系数：
Figure BDA0002300875980000131
对所述第一滤波信号通过缩项累加处理获得累加后的第一滤波信号：
x'＝[x'(n),x'(n-1),x'(n-2),x'(n-3),...,x'(n-WL+1)]＝[(x'(n)+x'(n-1)),(x'(n-2)+x'(n-3)),...]
该式子表示以2项为一组进行缩项处理。
最后滤波处理运算得到：
Figure BDA0002300875980000132
进一步地，所述自适应单元还用于接收输入的降噪模式，并根据所述降噪模式确定抽取系数；所述的对第一路输出的所述第一滤波信号进行抽取具体包括：根据所述降噪模式对应抽取系数对所述第一滤波信号进行抽取。
本实施例中，在一些应用场景中，用户希望通过设置降低降噪水平，例如戴耳机乘坐公交或地铁，除了屏蔽交通工具振动产生的噪音，用户还希望听见公交或地铁广播播报的到站提示声音。在这种情况下，确定噪声抑制带宽和深度之后，可以通过仿真或者实际测试，获得合适的抽取系数大小，这种抽取系数相对于较高抑制水平对应的抽取系数可以更大，相应地也减少了乘法器的运算，由此可以获得更好的功耗收益。
进一步地，所述滤波处理单元的对齐处理方式包括：
1)仅向所述缺项滤波系数对齐，对所述第一滤波信号通过缩项累加处理获得累加后的第一滤波信号；
2)仅向所述第一滤波信号对齐，对所述缺项滤波系数通过插值处理获得全项滤波系数；
3)所述第一滤波信号与缺项滤波信号按预设的规则相互对齐，对所述缺项滤波系数通过插值处理获得次全项滤波系数，以及对所述第一滤波信号通过缩项累加处理获得累加后的第一滤波信号；
所述自适应单元还用于根据所述降噪模式以及抽取系数确定对齐处理的方式：
在所述降噪模式对应的抽取系数等于2时，所述降噪模式分别低降噪水平和高降噪水平，所述低降噪水平对应的对齐处理方式为1)，所述高降噪水平对应的对齐处理方式为2)；
在所述降噪模式对应的抽取系数大于2时，所述降噪模式分别低降噪水平、中降噪水平和高降噪水平，所述低降噪水平对应的对齐处理方式为1)，所述中降噪水平对应的对齐处理方式为3)，所述高降噪水平对应的对齐处理方式为2)。
在确定的对齐方式为1)时，所述滤波处理单元的滤波处理包括：所述缺项滤波系数直接与累加后的第一滤波信号进行乘加运算完成滤波处理、输出降噪信号。
在确定的对齐方式为2)时，所述滤波处理单元的滤波处理包括：所述全项滤波系数与所述第一滤波信号通过乘加运算完成滤波处理、输出降噪信号；
在确定的对齐方式为3)时，所述滤波处理单元的滤波处理包括：所述次全项滤波系数直接与累加后的第一滤波信号进行乘加运算完成滤波处理、输出降噪信号。
在本实施例中，由于抽取系数越大，功耗越低，较大的抽取系数对应较低的降噪水平，且较小的抽取系数对应较高的降噪水平，则可以使得降噪性能与降噪功耗收益上的平衡，即性能与功耗比最大化。此外，对第一滤波信号的缩项处理成分越多，乘法器的运算量越小，功耗收益越大。不同的降噪模式可以具有相同的抽取系数，但是可以通过适用不同对齐方式区分。通过进一步适用不同的对齐方式，可以使得每种降噪模式在获得相应的降噪性能的同时，还能获得较好的功耗收益。
进一步地，所述主动降噪耳机的滤波装置还包括补偿通路，所述补偿通路用于对所述第一滤波信号进行补偿处理并输出补后滤波信号；
所述自适应处理单元用于对一并输入的所述第二滤波信号与经抽取后的所述补后滤波信号进行自适应处理输出缺项滤波系数。
本实施例中，为了减少延时、取得更好的降噪效果，在自适应处理单元与第一采样滤波器之间设置补偿通路，这样可以预先对第一滤波信号的相位和幅度进行补偿。
相应地，同样以FXLMS(滤波-X最小均方差)算法自适应算法为例，整个的滤波过程可描述如下：
设设离散的第一滤波信号为x[n]，离散的第二滤波信号为e[n]，第一滤波信号经过补偿后变为x'[n]，对应的自适应过程可以描述为：
w_dec＝w_dec-2ue*(n)x'(1:dec:end)
其中，μ为自适应算法更新步进，n为时间序列，x'(1:dec:end)为对向量x进行抽取的运算，dec为抽取系数。如此，相比传统的自适应过程，运算量减低为1/dec，滤波器系数缓存量减低为1/dec。
在一实施例中，作为对所述缺项滤波系数和所述第一滤波信号进行对齐处理的实施例之一，获得抽取的缺项滤波系数w_dec之后，再通过插值的方式获得全项滤波系数w，因此，在实际的应用中，真正需要保存的系数为w_dec，相比传统的滤波器系数，大幅度减少缓存空间。
得到w_dec后，滤波处理单元的滤波处理可以描述为：
Figure BDA0002300875980000151
其中，n为时间序列，L为滤波器阶数，降噪信号y[n]输出数模转换单元DAC用于驱动扬声器。
本发明还提供一种主动降噪耳机的滤波方法，所述主动降噪耳机包括参考信号单元、误差信号单元，所述参考信号单元用于获取对应于耳机外部声学噪声的第一滤波信号并分两路输出所述第一滤波信号；所述误差信号单元用于获取对应于人耳处声学噪声的第二滤波信号；请参照图6，图6为根据本发明主动降噪耳机的滤波方法的第一优选实施例的流程示意图。该主动降噪耳机的滤波方法包括：
步骤200：对参考信号单元第一路输出的第一滤波信号进行抽取，所述第一滤波信号为对应于外部声学噪声的滤波信号；
在本步骤中，在自适应主动降噪的过程中，第一滤波信号分两路输出，第一路输出至自适应滤波器的自适应处理单元，第二路输出至自适应滤波器的滤波处理单元。对于第一路，如果不对第一信号进行任何处理，按照传统的方式，特别是对于低频处的主动降噪则将产生较长的滤波器系数，进而产生较大缓存需求。通过对第一路的第一滤波信号进行抽取再输出至自适应滤波器的自适应单元可以为后续的产生所需的缺项滤波系数铺垫。对于外部声学噪声的处理可以参照现有技术，例如滤波的预设采样率大小视硬件条件而定，一般来说采样率越高则可获得越高的因果性。
步骤220：对第二滤波信号与经抽取后的所述第一滤波信号进行自适应处理输出缺项滤波系数，所述第二滤波信号为对应于人耳处声学噪声的滤波信号；
在本步骤中，抽取的过程通常采用等步长的方式，在一些实施例中，也可以采用变步长的方式进行。对于人耳处的声学噪声的处理，相似地，可以参照现有技术。对于前馈结构的主动降噪单元，为了获得第二滤波信号可以临时接入误差信号单元，而在自适应训练得出缺项滤波系数后，再将误差信号单元移除。
步骤240：对所述缺项滤波系数和参考信号单元第二路输出的所述第一滤波信号进行对齐处理；
在本步骤中，对齐处理既可以包括缺项滤波系数向第一滤波信号对齐，也包括第一滤波信号向缺项滤波系数对齐，还包括两者按着预设的规则相互对齐。
步骤260：根据对齐结果进行滤波处理输出降噪信号。
在本步骤中，对应前面举例的三种对齐方式，对齐结果对应包括：
1)对齐后的缺项滤波系数(如后面实施例中的全项滤波系数)+第一滤波信号；
2)缺项滤波系数+对齐后的第一滤波信号(如后面实施例中的累加缩项后的第一滤波信号)；
3)对齐后的缺项滤波系数+对齐后第一滤波信号；
滤波处理涉及对滤波信号与滤波系数的乘加运算，具体可以参照现有的技术。例如线性自适应滤波器中的横向型FIR(有限脉冲响应)滤波器。
本发明的主动降噪耳机的滤波方法，通过对输入的第一滤波信号进行抽取处理，从而在与第二滤波信号进行自适应运算后可以得到缺项滤波系数，然后再对缺项滤波系数和第一滤波信号进行对齐处理后再进行滤波处理输出降噪信号。由于缺项滤波系数要比传统的全项滤波系数的项数要少，所需的缓存也少，而在本发明的整个自适应滤波过程中，只需要缺项滤波系数进行缓存，因此可以大幅减少缓存空间，同时噪声抑制的性能可以得到接近传统方式的性能，即降低了实现较好的主动降噪性能的代价。参照图13中的图13a，其中，横轴为频率(Hz)，纵轴是噪声功率(dB)，曲线L1为被动降噪性能，曲线L2为传统自适应主动降噪性能，曲线L3为本发明的插值对齐的自适应主动降噪性能，可见本发明的滤波电路噪声抑制的性能非常接近传统方式的性能。
由于对于反馈结构的参考信号单元，外部声学噪声为估算的，参考信号单元与误差信号单元可为同一个硬件结构。而对于前馈结构的主动降噪单元，为了获得第二滤波信号可以临时接入误差信号单元，而在自适应训练得出缺项滤波系数后，再将误差信号单元移除。也就是本发明的既适用于混合结构的主动降噪耳机，而且对于反馈结构和前馈结构的主动降噪耳机也同样使用。
进一步地，请参照图7，图7为根据本发明主动降噪耳机的滤波方法的第二优选实施例的流程示意图；所述步骤240具体包括：步骤241，向所述第一滤波信号对齐，对所述缺项滤波系数通过插值处理获得全项滤波系数；
所述步骤260具体包括：所述全项滤波系数与所述第一滤波信号通过乘加运算完成滤波处理、输出降噪信号。
在本实施例中，参照图13中的图13b，其中，横轴为i/采样率(单位为秒)，纵轴为幅度(单位为伏特)，W1为本发明插值对齐的自适应滤波系数，W2为传统自适应滤波系数。为了保证降噪效果，在保持第一滤波信号不变的情况下，因此需要通过对缓存的缺项滤波系数进行插值，可获得满阶的全项滤波系数，然后再将第一滤波信号与全项滤波系数进行滤波运算，输出滤波信号。插值的方式可以为线性插值、多项式插值等方式。
进一步地，请参照图8，图8为根据本发明主动降噪耳机的滤波方法的第三优选实施例的流程示意图；所述步骤240具体包括：步骤242，向所述缺项滤波系数对齐，对所述第一滤波信号通过缩项累加处理获得累加后的第一滤波信号；
所述步骤260具体包括：所述缺项滤波系数直接与累加后的第一滤波信号进行乘加运算完成滤波处理、输出降噪信号。
在本实施例中，为了减少因插值过程增加的乘法器运算，先对第一滤波信号进行缩项处理，举例而言，在缺项滤波系数是通过抽取系数为dec抽取得来的情况下第二滤波信号中可以按序分为N组，每一组有dec项，因为每一组内相邻dec项的系数相同，因此在与缺项滤波系数进行乘加运算时，可以先对每一组内相邻dec项累加起来，使得累加后第一滤波信号的项数(N)与缺项滤波系数的项数相同，然后缺项滤波系数直接与累加后的第一滤波信号进行乘加运算完成滤波处理。
进一步地，请参照图9，图9为根据本发明主动降噪耳机的滤波方法的第四优选实施例的流程示意图；所述步骤240具体包括：步骤243，所述第一滤波信号与缺项滤波信号按预设的规则相互对齐，对所述缺项滤波系数通过插值处理获得次全项滤波系数，以及对所述第一滤波信号通过缩项累加处理获得累加后的第一滤波信号；
所述步骤260具体包括：所述次全项滤波系数直接与累加后的第一滤波信号进行乘加运算完成滤波处理、输出降噪信号。
在本实施例中，由于在实际应用过度地减少插值过程进而减少乘法器的运算，虽然可以获得功耗上的收益，但降低降噪的性能表现，通过结合采用相互对齐的方式可以取得相对平衡的表现。预设的规则包括具体的插值方法，插值的次数，以及第一滤波信号缩项的次数，以及与插值方法结合的步骤等。
作为相互对齐的示例，设本发明滤波处理运算式子为：
Figure BDA0002300875980000181
其中，w为系数，在抽取系数dec为4时可以获得：
wdec＝[w0,w4,w8,...,wWL-1]
对训练得到的抽取系数进行插值，获得部分其他系数。例如，通过系数序列0，4对序列2的系数进行插值，获得
Figure BDA0002300875980000182
表示通过插值获得的第i个系数：
Figure BDA0002300875980000183
对所述第一滤波信号通过缩项累加处理获得累加后的第一滤波信号：
x'＝[x'(n),x'(n-1),x'(n-2),x'(n-3),...,x'(n-WL+1)]＝[(x'(n)+x'(n-1)),(x'(n-2)+x'(n-3)),...]
该式子表示以两项为一组进行缩项处理。
最后滤波处理运算得到：
Figure BDA0002300875980000184
进一步地，请参照图10，图10为根据本发明主动降噪耳机的滤波方法的第五优选实施例的流程示意图；所述步骤200具体包括：
步骤201：接收输入的降噪模式，并根据所述降噪模式确定抽取系数；
步骤202：根据所述降噪模式对应抽取系数对参考信号单元第一路输出的所述第一滤波信号进行抽取，所述第一滤波信号为对应于外部声学噪声的滤波信号。
本实施例中，在一些应用场景中，用户希望通过设置降低降噪水平，例如戴耳机乘坐公交或地铁，除了屏蔽交通工具振动产生的噪音，用户还希望听见公交或地铁广播播报的到站提示声音。在这种情况下，确定噪声抑制带宽和深度之后，可以通过仿真或者实际测试，获得合适的抽取系数大小，这种抽取系数相对于较高抑制水平对应的抽取系数可以更大，相应地也减少了乘法器的运算，由此可以获得更好的功耗收益。
进一步地，请参照图11，图11为根据本发明主动降噪耳机的滤波方法的第六优选实施例的流程示意图；对所述缺项滤波系数和参考信号单元第二路输出的所述第一滤波信号进行对齐处理方式包括：
1)仅向所述缺项滤波系数对齐，对所述第一滤波信号通过缩项累加处理获得累加后的第一滤波信号；
2)仅向所述第一滤波信号对齐，对所述缺项滤波系数通过插值处理获得全项滤波系数；
3)所述第一滤波信号与缺项滤波信号按预设的规则相互对齐，对所述缺项滤波系数通过插值处理获得次全项滤波系数，以及对所述第一滤波信号通过缩项累加处理获得累加后的第一滤波信号；
所述步骤240具体包括：
步骤244a：根据所述降噪模式以及抽取系数确定对齐处理的方式，
在所述降噪模式对应的抽取系数等于2时，所述降噪模式分别低降噪水平和高降噪水平，所述低降噪水平对应的对齐处理方式为1)，所述高降噪水平对应的对齐处理方式为2)；
在所述降噪模式对应的抽取系数大于2时，所述降噪模式分别低降噪水平、中降噪水平和高降噪水平，所述低降噪水平对应的对齐处理方式为1)，所述中降噪水平对应的对齐处理方式为3)，所述高降噪水平对应的对齐处理方式为2)；
步骤244b：根据确定的对齐处理方式对所述缺项滤波系数和参考信号单元第二路输出的所述第一滤波信号进行对齐处理；
所述步骤260对应地具体包括：
在确定的对齐方式为1)时，将所述缺项滤波系数直接与累加后的第一滤波信号进行乘加运算完成滤波处理、输出降噪信号。
在确定的对齐方式为2)时，将所述全项滤波系数与所述第一滤波信号通过乘加运算完成滤波处理、输出降噪信号；
在确定的对齐方式为3)时，将所述次全项滤波系数直接与累加后的第一滤波信号进行乘加运算完成滤波处理、输出降噪信号。
在本实施例中，由于抽取系数越大，功耗越低，较大的抽取系数对应较低的降噪水平，且较小的抽取系数对应较高的降噪水平，则可以使得降噪性能与降噪功耗收益上的平衡，即性能与功耗比最大化。此外，对第一滤波信号的缩项处理成分越多，乘法器的运算量越小，功耗收益越大。不同的降噪模式可以具有相同的抽取系数，但是可以通过适用不同对齐方式区分。通过进一步适用不同的对齐方式，可以使得每种降噪模式在获得相应的降噪性能的同时，还能获得较好的功耗收益。
进一步地，请参照图12，图12为根据本发明主动降噪耳机的滤波方法的第七优选实施例的流程示意图；在步骤200之前还包括：步骤100，对所述第一滤波信号进行补偿处理并输出补后滤波信号，所述第一滤波信号为对应于外部声学噪声的滤波信号；
所述步骤200包括：对所述补后滤波信号进行抽取；
所述步骤220包括：对第二滤波信号与经抽取后的所述补后滤波信号进行自适应处理输出缺项滤波系数，所述第二滤波信号为对应于人耳处声学噪声的滤波信号。
本实施例中，为了减少延时、取得更好的降噪效果，在自适应处理单元与第一采样滤波器之间设置补偿通路，这样可以预先对第一滤波信号的相位和幅度进行补偿。
相应地，同样以FXLMS(滤波-X最小均方差)算法自适应算法为例，整个的滤波过程可描述如下：
设设离散的第一滤波信号为x[n]，离散的第二滤波信号为e[n]，第一滤波信号经过补偿后变为x'[n]，对应的自适应过程可以描述为：
w_dec＝w_dec-2ue*(n)x'(1:dec:end)
其中，μ为自适应算法更新步进，n为时间序列，x'(1:dec:end)为对向量x进行抽取的运算，dec为抽取系数。如此，相比传统的自适应过程，运算量减低为1/dec，滤波器系数缓存量减低为1/dec。
在一实施例中，作为对所述缺项滤波系数和所述第一滤波信号进行对齐处理的实施例之一，获得抽取的缺项滤波系数w_dec之后，再通过插值的方式获得全项滤波系数w，因此，在实际的应用中，真正需要保存的系数为w_dec，相比传统的滤波器系数，大幅度减少缓存空间。
得到w_dec后，滤波处理单元的滤波处理可以描述为：
Figure BDA0002300875980000211
其中，n为时间序列，L为滤波器阶数，降噪信号y[n]输出数模转换单元DAC用于驱动扬声器。
本发明还提供一种主动降噪耳机，包括数模单元、扬声器，以及的主动降噪耳机的滤波装置，所述降噪信号依次经所述数模单元被转换为声学信号以驱动所述扬声器。该主动降噪耳机的滤波装置的具体结构参照上述实施例，由于本主动降噪耳机采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。
本发明还提供一种主动降噪耳机，包括数模单元、扬声器，参考信号单元、误差信号单元、处理器以及计算机可读存储介质，所述参考信号单元用于获取对应于耳机外部声学噪声的第一滤波信号；所述误差信号单元，用于获取对应于人耳处声学噪声的第二滤波信号；所述计算机可读存储介质存储有自适应滤波程序，所述自适应滤波程序被执行时实现主动降噪耳机的滤波方法。该主动降噪耳机的滤波方法的具体流程参照上述实施例，由于本主动降噪耳机采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。
本领域的技术人员能够理解的是，在不冲突的前提下，上述各优选方案可以自由地组合、叠加。
需要说明的是，在本文中，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、物品或者系统不仅包括那些要素，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、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在如上所述的一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
应当理解，上述的实施方式仅是示例性的，而非限制性的，在不偏离本发明的基本原理的情况下，本领域的技术人员可以针对上述细节做出的各种明显的或等同的修改或替换，都将包含于本发明的权利要求范围内。

Claims (16)

1.一种主动降噪耳机的滤波装置，包括参考信号单元、误差信号单元、自适应滤波器，其中，
所述自适应滤波器包括自适应处理单元与滤波处理单元；
所述参考信号单元用于获取对应于耳机外部声学噪声的第一滤波信号并分两路输出所述第一滤波信号；
所述误差信号单元用于获取对应于人耳处声学噪声的第二滤波信号；其特征在于，
所述自适应处理单元用于对第一路输出的所述第一滤波信号进行抽取，以及对输入的所述第二滤波信号与经抽取后的所述第一滤波信号进行自适应处理输出缺项滤波系数；
所述滤波处理单元用于对所述缺项滤波系数和第二路输出的所述第一滤波信号进行对齐处理后再进行滤波处理输出降噪信号。
2.如权利要求1所述的主动降噪耳机的滤波装置，其特征在于，
所述滤波处理单元的对齐处理包括：向所述第一滤波信号对齐，对所述缺项滤波系数通过插值处理获得全项滤波系数；
所述全项滤波系数与所述第一滤波信号通过乘加运算完成滤波处理、输出降噪信号。
3.如权利要求1所述的主动降噪耳机的滤波装置，其特征在于，
所述滤波处理单元的对齐处理包括：向所述缺项滤波系数对齐，对所述第一滤波信号通过缩项累加处理获得累加后的第一滤波信号；
所述缺项滤波系数直接与累加后的第一滤波信号进行乘加运算完成滤波处理、输出降噪信号。
4.如权利要求1所述的主动降噪耳机的滤波装置，其特征在于，
所述滤波处理单元的对齐处理包括：所述第一滤波信号与缺项滤波信号按预设的规则相互对齐，对所述缺项滤波系数通过插值处理获得次全项滤波系数，以及对所述第一滤波信号通过缩项累加处理获得累加后的第一滤波信号；
所述次全项滤波系数直接与累加后的第一滤波信号进行乘加运算完成滤波处理、输出降噪信号。
5.如权利要求1所述的主动降噪耳机的滤波装置，其特征在于，
所述自适应单元还用于接收输入的降噪模式，并根据所述降噪模式确定抽取系数；
所述的对第一路输出的所述第一滤波信号进行抽取具体包括：根据所述降噪模式对应抽取系数对所述第一滤波信号进行抽取。
6.如权利要求5所述的主动降噪耳机的滤波装置，其特征在于，
所述滤波处理单元的对齐处理方式包括：
1)仅向所述缺项滤波系数对齐，对所述第一滤波信号通过缩项累加处理获得累加后的第一滤波信号；
2)仅向所述第一滤波信号对齐，对所述缺项滤波系数通过插值处理获得全项滤波系数；
3)所述第一滤波信号与缺项滤波信号按预设的规则相互对齐，对所述缺项滤波系数通过插值处理获得次全项滤波系数，以及对所述第一滤波信号通过缩项累加处理获得累加后的第一滤波信号；
所述自适应单元还用于根据所述降噪模式以及抽取系数确定对齐处理的方式：
在所述降噪模式对应的抽取系数等于2时，所述降噪模式分别低降噪水平和高降噪水平，所述低降噪水平对应的对齐处理方式为1)，所述高降噪水平对应的对齐处理方式为2)；
在所述降噪模式对应的抽取系数大于2时，所述降噪模式分别低降噪水平、中降噪水平和高降噪水平，所述低降噪水平对应的对齐处理方式为1)，所述中降噪水平对应的对齐处理方式为3)，所述高降噪水平对应的对齐处理方式为2);
在确定的对齐方式为1)时，所述滤波处理单元的滤波处理包括：所述缺项滤波系数直接与累加后的第一滤波信号进行乘加运算完成滤波处理、输出降噪信号;
在确定的对齐方式为2)时，所述滤波处理单元的滤波处理包括：所述全项滤波系数与所述第一滤波信号通过乘加运算完成滤波处理、输出降噪信号；
在确定的对齐方式为3)时，所述滤波处理单元的滤波处理包括：所述次全项滤波系数直接与累加后的第一滤波信号进行乘加运算完成滤波处理、输出降噪信号。
7.如权利要求1-6任一项所述的主动降噪耳机的滤波装置，其特征在于，
所述主动降噪耳机的滤波装置还包括补偿通路，所述补偿通路用于对所述第一滤波信号进行补偿处理并输出补后滤波信号；
所述自适应处理单元用于对一并输入的所述第二滤波信号与经抽取后的所述补后滤波信号进行自适应处理输出缺项滤波系数。
8.一种主动降噪耳机的滤波方法，所述主动降噪耳机包括参考信号单元、误差信号单元，所述参考信号单元用于获取对应于耳机外部声学噪声的第一滤波信号并分两路输出所述第一滤波信号；所述误差信号单元用于获取对应于人耳处声学噪声的第二滤波信号；其特征在于，所述主动降噪耳机的滤波方法包括：
步骤200：对参考信号单元第一路输出的第一滤波信号进行抽取，所述第一滤波信号为对应于外部声学噪声的滤波信号；
步骤220：对第二滤波信号与经抽取后的所述第一滤波信号进行自适应处理输出缺项滤波系数，所述第二滤波信号为对应于人耳处声学噪声的滤波信号；
步骤240：对所述缺项滤波系数和参考信号单元第二路输出的所述第一滤波信号进行对齐处理；
步骤260：根据对齐结果进行滤波处理输出降噪信号。
9.如权利要求8所述的主动降噪耳机的滤波方法，其特征在于，
所述步骤240具体包括：步骤241，向所述第一滤波信号对齐，对所述缺项滤波系数通过插值处理获得全项滤波系数；
所述步骤260具体包括：将所述全项滤波系数与所述第一滤波信号通过乘加运算完成滤波处理、输出降噪信号。
10.如权利要求8所述的主动降噪耳机的滤波方法，其特征在于，
所述步骤240具体包括：步骤242，向所述缺项滤波系数对齐，对所述第一滤波信号通过缩项累加处理获得累加后的第一滤波信号；
所述步骤260具体包括：将所述缺项滤波系数直接与累加后的第一滤波信号进行乘加运算完成滤波处理、输出降噪信号。
11.如权利要求8所述的主动降噪耳机的滤波方法，其特征在于，
所述步骤240具体包括：步骤243，所述第一滤波信号与缺项滤波信号按预设的规则相互对齐，对所述缺项滤波系数通过插值处理获得次全项滤波系数，以及对所述第一滤波信号通过缩项累加处理获得累加后的第一滤波信号；
所述步骤260具体包括：所述次全项滤波系数直接与累加后的第一滤波信号进行乘加运算完成滤波处理、输出降噪信号。
12.如权利要求8所述的主动降噪耳机的滤波方法，所述步骤200具体包括：
步骤201：接收输入的降噪模式，并根据所述降噪模式确定抽取系数；
步骤202：根据所述降噪模式对应抽取系数对参考信号单元第一路输出的所述第一滤波信号进行抽取，所述第一滤波信号为对应于外部声学噪声的滤波信号。
13.如权利要求12所述的主动降噪耳机的滤波方法，其特征在于，
对所述缺项滤波系数和参考信号单元第二路输出的所述第一滤波信号进行对齐处理方式包括：
1)仅向所述缺项滤波系数对齐，对所述第一滤波信号通过缩项累加处理获得累加后的第一滤波信号；
2)仅向所述第一滤波信号对齐，对所述缺项滤波系数通过插值处理获得全项滤波系数；
3)所述第一滤波信号与缺项滤波信号按预设的规则相互对齐，对所述缺项滤波系数通过插值处理获得次全项滤波系数，以及对所述第一滤波信号通过缩项累加处理获得累加后的第一滤波信号；
所述步骤240具体包括：
步骤244a：根据所述降噪模式以及抽取系数确定对齐处理的方式，
在所述降噪模式对应的抽取系数等于2时，所述降噪模式分别低降噪水平和高降噪水平，所述低降噪水平对应的对齐处理方式为1)，所述高降噪水平对应的对齐处理方式为2)；
在所述降噪模式对应的抽取系数大于2时，所述降噪模式分别低降噪水平、中降噪水平和高降噪水平，所述低降噪水平对应的对齐处理方式为1)，所述中降噪水平对应的对齐处理方式为3)，所述高降噪水平对应的对齐处理方式为2)；
步骤244b：根据确定的对齐处理方式对所述缺项滤波系数和参考信号单元第二路输出的所述第一滤波信号进行对齐处理；
所述步骤260对应地具体包括：
在确定的对齐方式为1)时，将所述缺项滤波系数直接与累加后的第一滤波信号进行乘加运算完成滤波处理、输出降噪信号;
在确定的对齐方式为2)时，将所述全项滤波系数与所述第一滤波信号通过乘加运算完成滤波处理、输出降噪信号；
在确定的对齐方式为3)时，将所述次全项滤波系数直接与累加后的第一滤波信号进行乘加运算完成滤波处理、输出降噪信号。
14.如权利要求8-13任一项所述的主动降噪耳机的滤波方法，其特征在于，
在步骤200之前还包括：步骤100，对所述第一滤波信号进行补偿处理并输出补后滤波信号，所述第一滤波信号为对应于外部声学噪声的滤波信号；
所述步骤200包括：对所述补后滤波信号进行抽取；
所述步骤220包括：对第二滤波信号与经抽取后的所述补后滤波信号进行自适应处理输出缺项滤波系数，所述第二滤波信号为对应于人耳处声学噪声的滤波信号。
15.一种主动降噪耳机，其特征在于，包括数模单元、扬声器，以及如权利要求1-7任一项所述的主动降噪耳机的滤波装置，所述降噪信号依次经所述数模单元被转换为声学信号以驱动所述扬声器。
16.一种主动降噪耳机，其特征在于，包括数模单元、扬声器，参考信号单元、误差信号单元、处理器以及计算机可读存储介质，所述参考信号单元用于获取对应于耳机外部声学噪声的第一滤波信号；所述误差信号单元，用于获取对应于人耳处声学噪声的第二滤波信号；所述计算机可读存储介质存储有自适应滤波程序，所述自适应滤波程序被执行时实现如权利要求8-14任一项所述的主动降噪耳机的滤波方法。
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