CN111836147B - 一种降噪的装置和方法 - Google Patents

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Abstract

本申请实施例公开了一种降噪的装置和方法,该降噪装置包括主控制单元和降噪处理电路,主控制单元根据降噪等级索引或者耳机匹配用户耳道的特征值确定降噪参数,降噪处理单元根据降噪参数得到环境噪声的反相噪声,该反相噪声与下行播放音频信号混音之后,可以抵消环境噪声,另外,由于降噪参数是根据接收的或自主确定的降噪等级索引从预设的降噪参数库中确定的,而非统一配置的,有利于灵活调整降噪等级,提升降噪的效果和用户体验。

Description

一种降噪的装置和方法
技术领域
本申请涉及多媒体技术领域,尤其涉及一种降噪的装置和方法。
背景技术
用户佩戴耳机收听音乐或进行语音通话时,在外界存在环境噪声时,用户听到的音乐或语音信号的清晰度会受到影响,当环境噪声比较严重时,用户甚至无法听清耳机内的音频信息,环境噪声大大降低了耳机佩戴者的使用体验。主动降噪耳机试图通过耳机中的扬声器(speaker)发出与环境噪声幅度相近、相位相反的噪声,从而达到抵消环境噪声的目的,降低耳机佩戴者听到的噪声。
耳机实现主动降噪存在很多挑战:一方面,环境噪声多变且无规律,另一方面,环境噪声泄露到耳道内部的程度同耳机与人耳的贴合程度相关,然而不同人的耳道大小、形状存在差别,不同的用户佩戴同一款耳机时耳机与人耳的匹配程度不同,导致噪声的泄露程度也不同。
如何提升耳机降噪的效果,尽可能避免外界噪声对耳机用户的影响亟待解决。
发明内容
本申请实施例提供一种降噪的装置和方法,用于提升降噪的效果。
本申请第一方面提供了一种降噪的装置,该装置包括:主控制单元MCU和降噪处理电路;该MCU,用于根据接收的或确定的目标降噪等级索引,从降噪参数库中确定目标降噪参数,该降噪参数库中包括降噪等级索引与降噪参数的对应关系;该降噪处理电路,用于基于该目标降噪参数得到目标反相噪声,该目标反相噪声用于减弱或抵消参考麦克风获取的环境噪声;该降噪处理电路,还用于对下行播放音频信号与该反相噪声进行混音处理,得到混音音频信号,该混音音频信号经扬声器播放。
由于混音音频信号中包含了环境噪声的反相噪声,当混音音频信号和环境噪声共同进入用户的耳道时,反相噪声可以抵消该环境噪声,由于降噪参数是根据接收的或自主确定的降噪等级索引从预设的降噪参数库中确定的,而非统一配置的,有利于灵活调整降噪等级,提升降噪的效果和用户体验。应当理解,反相噪声可以全部抵消环境噪声,也可以部分抵消环境噪声。
在一种可能的实施方式中,该目标降噪等级索引与耳机与用户耳道的匹配程度相关,该降噪等级索引用于指示与该匹配程度相适应的降噪参数。
由于环境噪声本身多变无规律可循,且用户的耳道大小和形状的差异性导致不同用户佩戴同一款耳机时,耳机与用户耳道的匹配程度不同,噪声泄露到耳道内部的程度也不同,如果统一配置耳机的降噪方案,降噪效果并不理想。本申请实施例提供的降噪装置中降噪索引与耳机与用户耳道的匹配程度(或者也可以说该匹配程度导致的噪声泄露到用户耳道的泄露程度)相关,降噪等级并非统一设置,而是可以自适应确定,使得不同的用户在不同的噪声环境下都可以获得最佳的降噪体验。
在一种可能的实施方式中,该降噪参数库基于对该匹配程度与降噪参数的关系统计得到,该降噪等级索引反映该匹配程度的大小。
本申请实施例通过统计获取的降噪参数库中降噪等级索引与降噪参数的对应关系具有通用性,降噪效果更好。
在一种可能的实施方式中,该MCU具体用于:根据接收的用户通过输入界面设置的该目标降噪等级索引,从该降噪参数库中选择该目标降噪参数。
在一种可能的实施方式中,该装置还包括:该参考麦克风,用于获取该环境噪声;以及收发器,用于接收该目标降噪等级索引,该目标降噪等级索引由用户通过输入界面设置的并通过无线链路传送给该收发器;该MCU,具体用于根据该收发器接收的该目标降噪等级索引从该降噪参数库中选取该目标降噪参数。
由于降噪等级为用户根据耳机的效果选择的,该降噪等级对应的降噪参数与用户的耳道与耳机的匹配程度是相关的,基于该降噪参数进行处理得到的反相噪声抵消环境噪声的效果更好,耳机的主动降噪效果更佳,用户体验也更好。
在一种可能的实施方式中,装置还包括:该参考麦克风、该扬声器和误差麦克风;该MCU或该降噪处理电路,还用于根据匹配程度特征值确定该目标降噪等级索引,该匹配程度特征值用于指示该匹配程度;该MCU,具体用于根据确定的该目标降噪等级索引从降噪参数库中选取该目标降噪参数;其中,该匹配程度特征值由该MCU或该降噪处理电路根据主路径传递函数PP与次级通道传递函数SP的关系确定,该PP为从该参考麦克风到该误差麦克风的传递函数,该SP为该扬声器到该误差麦克风的传递函数。
本申请实施例提供的降噪装置,通过测量匹配程度特征值自适应确定耳机匹配用户耳道的程度,并根据匹配程度确定针对不同用户的目标降噪参数,降噪效果更好,适配程度更高,另外不需要用户设置降噪等级和降噪参数,提升了用户体验。
在一种可能的实施方式中,该误差麦克风与该扬声器的距离为第一距离,该参考麦克风与该扬声器的距离为第二距离,该第一距离小于该第二距离。
在一种可能的实施方式中,该匹配程度特征值为该PP与该SP的比值;该MCU或该降噪处理电路具体用于,当该PP与该SP的比值满足预设条件时,确定该预设条件对应的降噪等级索引值为该目标降噪等级索引。
本申请实施例发现不同人耳对应的PP/SP(PP与SP的比值)的幅频响应的在1kHz-3kHz的范围内有比较清晰的变化规律,因此本申请实施例将PP/SP作为识别匹配程度的特征值。
在一种可能的实施方式中,该MCU具体用于:预设N组降噪等级索引值因子L(1)至L(N);确定该N组降噪等级索引值因子中使得PP与L(i)*SP最接近的i为该目标降噪等级索引,其中,1≤i≤N。
在一种可能的实施方式中,该降噪处理电路包括前馈FF滤波器组,该目标降噪参数包括FF滤波系数;该FF滤波器组根据该FF滤波系数对该环境噪声进行处理,得到该目标反相噪声。
在一种可能的实施方式中,该降噪处理电路包括前馈FF滤波器组和反馈FB滤波器组,该降噪参数包括FF滤波系数和FB滤波系数;该FF滤波器组根据该FF滤波系数对该环境噪声进行处理,得到第一反相噪声;该降噪处理电路中的该FB滤波器组根据该FB滤波系数对该误差麦克风的噪声信号进行处理,得到第二反相噪声,该误差麦克风的噪声信号为该下行播放音频信号补偿滤波之后与该误差麦克风获取的音频信号进行混音得到的;叠加该第一反相噪声和该第二反相噪声,得到该目标反相噪声。
在一种可能的实施方式中,该目标降噪等级索引还用于指示与该匹配程度相适应的均衡参数,该MCU还用于:根据该目标降噪等级索引从均衡参数库中选取目标均衡参数;该降噪处理电路,还用于基于该目标均衡参数调整该下行播放音频信号的均衡EQ。
该混音音频信号通过扬声器播放到达用户的耳道,用户听到的音频信号经过了降噪和均衡双重处理,既消除了环境噪声的影响,又补偿了由泄露带来的音频失真,用户听到的音频信号更贴近原始音频信号。
在一种可能的实施方式中,该均衡参数库基于对该匹配程度和该均衡参数的关系统计得到,该均衡参数库中包括该降噪等级索引与均衡参数的对应关系,该降噪等级索引反映该匹配程度的大小,其中,第一降噪等级索引对应的均衡参数与该第一降噪等级索引对应的匹配程度相适应。
在一种可能的实施方式中,该输入界面上呈现的多个降噪等级索引的指示是非均匀排布的,相邻降噪等级索引指示之间的间隔与该降噪等级索引对应的降噪等级的调整步长相关。
在一种可能的实施方式中,该输入界面上设置有预设降噪等级索引,在第一降噪等级范围内,相邻降噪等级索引之间的间隔大于在第二降噪等级范围内的相邻降噪等级索引之间的间隔,该第一降噪等级范围内的降噪等级索引小于该预设降噪等级索引,该第二降噪等级范围内的降噪等级索引大于等于该预设降噪等级索引。
在一种可能的实施方式中,降噪装置还包括:骨声纹传感器,用于获取该用户的骨声纹特征;该MCU还用于:将根据该接收的或确定的目标降噪等级索引确定的该目标降噪参数与该用户的骨声纹特征相关联;该MCU还用于:确定历史参数库中是否存在该骨声纹特征,该历史参数库中包括骨声纹特征与历史目标降噪参数的关联关系;当该历史参数库中存在该骨声纹特征,则确定与该骨声纹特征相关联的历史目标降噪参数为该目标降噪参数。
当注册过骨声纹的用户再次佩戴耳机时,该耳机可以通过骨声纹特征识别该用户,并自动使用与该用户绑定的降噪参数、透传参数或均衡参数。
在一种可能的实施方式中,降噪装置还包括:语音识别引擎,用于识别语音命令;该MCU,还用于在该语音识别引擎识别到该语音命令时,基于该语音命令确定该目标降噪参数;或者,该MCU,还用于在该语音识别引擎识别到该语音命令时,基于该语音命令打开降噪功能或关闭降噪功能。
在一种可能的实施方式中,该MCU还用于:确定目标透传参数,该目标透传参数与该匹配程度相关;该降噪处理电路还用于:基于该目标透传参数对该参考麦克风获取的音频信号进行透传处理,得到有用音频信号的补偿音频信号,该参考麦克风获取的音频信号包括该环境噪声和该有用音频信号;对该下行播放音频信号、该反相噪声和该补偿音频信号进行混音处理,得到该混音音频信号。
混音音频信号中包含用于抵消环境噪声的反相噪声,以及用于补偿被耳机衰减的有用的音频信号的补偿音频信号,本申请实施例基于降噪参数去除噪声信号,基于透传参数补偿被耳机衰减的有用的音频信号,在去除噪声的同时保留了外界有用的音频信号,透传到用户耳道的音频信号仅为有用的音频信息,而不包括噪声,兼具降噪功能和透传功能。
在一种可能的实施方式中,该MCU还用于:确定目标均衡参数,该目标均衡参数与该泄露程度相关;该降噪处理电路,还用于基于该目标均衡参数调整该下行播放音频信号的均衡EQ。
在一种可能的实施方式中,该装置还包括:收发器,用于接收均衡等级索引,该均衡等级索引由用户在应用程序APP中设置,并通过无线链路传送给该收发器,该均衡等级索引与该泄露程度相关;该MCU,具体用于根据该均衡等级索引从均衡参数库中选取该目标均衡参数。
在一种可能的实施方式中,该装置还包括:误差麦克风;该MCU或该降噪处理电路,还用于根据匹配程度特征值确定该泄露程度;该MCU或该降噪处理电路,还用于确定该泄露程度对应的均衡等级索引;该MCU,具体用于根据该均衡等级索引从均衡参数库中选取该目标均衡参数;其中,该匹配程度特征值为主路径传递函数PP与次级通道传递函数SP的比值,该PP的输入为该参考麦克风获取的该环境噪声,该PP的输出为该误差麦克风获取的音频信号;该SP的输入为发送给该扬声器的混音音频信号,该SP的输出为该误差麦克风获取的音频信号。
本申请第二方面提供了一种降噪的装置,该装置包括:主控制单元MCU和降噪处理电路;该MCU,用于根据匹配程度特征值确定目标降噪参数,该匹配程度特征值用于指示耳机与用户耳道的匹配程度;该降噪处理电路,用于基于该目标降噪参数得到目标反相噪声,该目标反相噪声用于减弱或抵消参考麦克风获取的环境噪声;该降噪处理电路,还用于对下行播放音频信号与该反相噪声进行混音处理,得到混音音频信号,该混音音频信号经扬声器播放;其中,该匹配程度特征值由该MCU或该降噪处理电路根据主路径传递函数PP与次级通道传递函数SP的关系确定,该PP为从该参考麦克风到误差麦克风的传递函数,该SP为该扬声器到该误差麦克风的传递函数。
本申请实施例提供的降噪装置,通过测量匹配程度特征值自适应确定耳机匹配用户耳道的程度,并根据匹配程度确定针对不同用户的目标降噪参数,降噪效果更好,适配程度更高,另外不需要用户设置降噪等级和降噪参数,提升了用户体验。
在一种可能的实施方式中,该MCU具体用于:根据该匹配程度特征值从降噪参数库中,选择与该匹配程度特征值对应的该目标降噪参数,该降噪参数库中包括匹配程度特征值与降噪参数的对应关系。
在一种可能的实施方式中,该降噪参数库基于匹配程度与降噪参数的关系统计得到。
在一种可能的实施方式中,该匹配程度特征值为该PP与该SP的比值。
在一种可能的实施方式中,该装置还包括:该参考麦克风,用于获取该环境噪声;该误差麦克风、以及该扬声器,用于播放混音音频信号。
在一种可能的实施方式中,该MCU还用于:根据该匹配程度特征值从均衡参数库中,选择与该匹配程度特征值对应的该目标均衡参数,该均衡参数库中包括匹配程度特征值与均衡参数的对应关系。
在一种可能的实施方式中,该MCU还用于:根据该匹配程度特征值从透传参数库中,选择与该匹配程度特征值对应的该目标透传参数,该透传参数库中包括匹配程度特征值与透传参数的对应关系。
在一种可能的实施方式中,该装置还包括:语音识别引擎和骨声纹传感器。
本申请第三方面提供了一种降噪的装置,该装置包括:主控制单元和降噪处理电路,该主控制单元用于:根据参考麦克风获取的环境噪声的大小或该环境噪声的特征信息确定目标降噪等级;该降噪参数电路用于基于该目标降噪等级对应的降噪参数得到目标反相噪声,该目标反相噪声用于减弱或抵消该环境噪声;该降噪处理电路,还用于对下行播放音频信号与该反相噪声进行混音处理,得到混音音频信号,该混音音频信号经扬声器播放。
本申请实施例提供的耳机可以根据噪声的情况(包括噪声大小或噪声的特征信息)适应性确定降噪等级,使得不同的用户在不同的噪声环境下都可以获得最佳的降噪体验。
在一种可能的实施方式中,该装置还包括该参考麦克风,用于获取该环境噪声。
在一种可能的实施方式中,该MCU具体用于:确定该环境噪声小于第一门限值时,关闭降噪功能;确定该环境噪声大于等于该第一门限值,且小于第二门限值时,确定该目标降噪等级为第一降噪等级;确定该环境噪声大于等于该第二门限值,且小于第三门限值时,确定该目标降噪等级为第二降噪等级;确定该环境噪声大于等于该第三门限值时,确定该目标降噪等级为第三降噪等级;其中,该第三降噪等级对应的降噪参数大于该第二降噪等级对应的降噪参数,该第二降噪等级对应的降噪参数大于该第一降噪等级对应的降噪参数。
在一种可能的实施方式中,该MCU具体用于:获取该环境噪声的特征信息;当该特征信息为安静环境下的噪声特征时,关闭降噪功能;否则,确定与该特征信息相匹配的目标降噪模式;将该目标降噪模式对应的降噪等级确定为该目标降噪等级。
在一种可能的实施方式中,该降噪模式包括以下至少一种:飞机模式、地铁模式、街道模式或室内模式,其中,每种模式对应一种降噪参数。
在一种可能的实施方式中,该装置还包括:语音识别引擎,用于识别语音命令;该MCU,还用于在该语音识别引擎识别到该语音命令时,基于该语音命令确定该目标降噪等级。
在一种可能的实施方式中,该MCU,还用于在该语音识别引擎识别到该语音命令时,基于该语音命令打开降噪功能、关闭降噪功能或者设置降噪模式。
在一种可能的实施方式中,该MCU,还用于根据用户在输入界面的设置确定目标降噪等级。
在一种可能的实施方式中,该降噪模式还包括:自动控制模式,该MCU还用于:当确定降噪模式为该自动控制模式时,基于该环境噪声的大小或该环境噪声的特征信息确定该目标降噪等级。
在自动控制模式下,用户通过输入界面或者语音设置的降噪等级或降噪参数将不起作用。
本申请第四方面提供了一种降噪耳机的应用程序的控制界面,其特征在于,该控制界面包括:降噪控制开关和降噪等级调节模块,该降噪等级调节模块包括多个非均匀排布的降噪等级索引,相邻降噪等级索引之间的间隔与降噪等级的调整步长相关;该降噪控制开关,用于设置该降噪耳机的降噪功能的开启或关闭;该降噪等级调节模块,用于设置降噪等级索引,该降噪等级索引用于指示该降噪耳机的降噪等级。
在一种可能的实施方式中,该降噪等级索引包括:预设降噪等级索引;在第一降噪等级范围内,相邻降噪等级索引之间的间隔大于在第二降噪等级范围内的相邻降噪等级索引之间的间隔,该第一降噪等级范围内的降噪等级索引小于该预设降噪等级索引,该第二降噪等级范围内的降噪等级索引大于等于该预设降噪等级索引。
在一种可能的实施方式中,其特征在于,该降噪等级索引包括:缺省降噪等级索引,该缺省降噪等级索引用于指示该降噪耳机初始使用时的降噪等级。
在一种可能的实施方式中,该降噪等级模块为圆盘形或条形图。
在一种可能的实施方式中,控制界面还包括:透传控制开关和透传等级调节模块;该透传控制开关,用于设置该降噪耳机的透传功能的开启或关闭;该透传等级调节模块,用于设置透传等级索引,该透传等级索引用于指示该降噪耳机的透传参数。
在一种可能的实施方式中,控制界面还包括:多种降噪模式控制开关,一种降噪模式控制开关用于控制对应的降噪模式的开启或关闭;该控制界面还包括自动模式控制开关,用于开启或关闭该降噪耳机的自动降噪模式;其中,当该自动模式控制开关打开时,该多种降噪模式控制开关不起作用。
本申请第五方面提供了一种降噪耳机的控制方法,该方法包括:呈现输入界面,在输入界面上提供降噪等级调节模块,该降噪等级调节模块包括多个非均匀排布的降噪等级索引的指示,相邻降噪等级索引的指示之间的间隔与降噪等级的调整步长相关;通过该降噪控制开关接收开关控制信号,该开关控制信号为用户对该降噪耳机的降噪功能的开启或关闭的设置信号;通过该降噪等级调节模块接收用户对降噪等级索引的设置,该降噪等级索引用于指示该降噪耳机的降噪等级。
在一种可能的实施方式中,该方法还包括,当该开关控制信号为用户对该降噪耳机的降噪功能的开启的设置信号时,根据用户对降噪等级索引的设置确定降噪等级索引,根据降噪等级索引从降噪参数库中确定目标降噪参数;基于该目标降噪参数得到目标反相噪声,该目标反相噪声用于减弱或抵消参考麦克风获取的环境噪声。
在一种可能的实施方式中,该方法还包括,对下行播放音频信号与该反相噪声进行混音处理,得到混音音频信号,该混音音频信号经扬声器播放。
在一种可能的实施方式中,该方法还包括:将该开关控制信号和该降噪等级索引通过无线链路发送给该降噪耳机,以使得该降噪耳机基于该开关控制信号开启或关闭降噪功能,以及基于该降噪等级索引调节该耳机的降噪等级。
在一种可能的实施方式中,该输入界面上还提供:透传控制开关和透传等级调节模块,该方法还包括:通过该透传控制开关接收第二开关控制信号,该第二开关控制信号为用户对该降噪耳机的透传功能的开启或关闭的设置信号;通过该透传等级调节模块接收用户对透传等级索引的设置,该透传等级索引用于指示该降噪耳机的透传参数。
在一种可能的实施方式中,该输入界面上还提供:自动模式控制开关和多种降噪场景模式控制开关,该方法还包括:通过该自动模式控制开关接收第三开关控制信号,该第三开关控制信号为用户对该降噪耳机的自动降噪模式的开启或关闭的设置信号;通过该多种降噪场景模式控制开关中的任一个控制开关接收用户对该任一个控制开关对应的降噪场景模式的开启或关闭的设置信号;其中,当该自动模式控制开关打开时,该多种降噪模式控制开关不起作用。
本申请第六方面提供了一种降噪耳机的控制装置,该装置包括:降噪控制开关和降噪等级调节模块,该降噪等级调节模块设有多个非均匀排布的降噪等级索引的指示,相邻降噪等级索引的指示之间的间隔与降噪等级的调整步长相关;该降噪控制开关,用于设置该降噪耳机的降噪功能的开启或关闭;该降噪等级调节模块,用于设置降噪等级索引,该降噪等级索引用于指示该降噪耳机的降噪等级。
在一种可能的实施方式中,该装置还包括:控制模块,用于:当该控制模块确定该降噪控制开关设置为开启该降噪耳机的降噪功能时,确定该降噪等级调节模块中设置的降噪等级索引;根据降噪等级索引从降噪参数库中确定目标降噪参数;基于该目标降噪参数得到目标反相噪声,该目标反相噪声用于减弱或抵消参考麦克风获取的环境噪声。
在一种可能的实施方式中,该降噪等级索引包括预设降噪等级索引,该预设降噪等级索引的指示标注在该降噪等级调节模块上;在第一降噪等级范围内,相邻降噪等级索引之间的间隔大于在第二降噪等级范围内的相邻降噪等级索引之间的间隔,该第一降噪等级范围内的降噪等级索引小于该预设降噪等级索引,该第二降噪等级范围内的降噪等级索引大于等于该预设降噪等级索引。
在一种可能的实施方式中,该降噪等级索引包括缺省降噪等级索引,该缺省降噪等级索引用于指示该降噪耳机初始使用时的降噪等级。
在一种可能的实施方式中,该控制模块确定该降噪等级调节模块中设置的降噪等级索引为该缺省降噪等级索引,将该缺省降噪等级索引发送给耳机,以使得耳机根据该缺省降噪等级索引确定目标降噪参数,并基于该目标降噪参数得到该反相噪声。
在一种可能的实施方式中,该降噪等级索引还用于指示该降噪耳机的透传参数。
在一种可能的实施方式中,控制装置还包括:透传控制开关和透传等级调节模块;
该透传控制开关,用于设置该降噪耳机的透传功能的开启或关闭;
该透传等级调节模块,用于设置透传等级索引,该透传等级索引用于指示该降噪耳机的透传参数。
在一种可能的实施方式中,控制装置还包括:多种降噪场景模式控制开关,其中,每种降噪场景模式控制开关用于控制对应的降噪模式的开启或关闭;该控制界面还包括自动模式控制开关,用于开启或关闭该降噪耳机的自动降噪模式;其中,当该自动模式控制开关打开时,该多种降噪场景模式控制开关不起作用。
用户既可以通过降噪等级调节模块设置降噪等级索引,并将降噪等级索引对应的降噪参数作为目标降噪参数;也可以通过多种降噪场景模式控制开关设置对应的降噪场景模式,并将对应的降噪场景模式对应的降噪参数作为目标降噪参数;也可以开启自动降噪模式,此时耳机通过判断环境噪声的大小或特征信息自主确定降噪模式或降噪等级。
本申请第七方面提供了一种降噪方法,该方法包括:根据接收的或确定的目标降噪等级索引,从降噪参数库中确定目标降噪参数,该降噪参数库中包括降噪等级索引与降噪参数的对应关系;基于该目标降噪参数得到目标反相噪声,该目标反相噪声用于减弱参考麦克风获取的环境噪声;对下行播放音频信号与该反相噪声进行混音处理,得到混音音频信号。
在一种可能的实施方式中,该目标降噪等级索引与耳机与用户耳道的匹配程度相关,该降噪等级索引用于指示与该匹配程度相适应的降噪参数。
在一种可能的实施方式中,该降噪参数库基于对该匹配程度与降噪参数的关系统计得到,该降噪等级索引反映该匹配程度的大小。
在一种可能的实施方式中,该方法还包括:接收该目标降噪等级索引,该目标降噪等级索引由用户通过输入界面设置,并通过无线链路传送给耳机的收发器;根据该收发器接收的该目标降噪等级索引从该降噪参数库中选取该目标降噪参数。
在一种可能的实施方式中,该方法还包括:根据匹配程度特征值确定该目标降噪等级索引,该匹配程度特征值用于指示该匹配程度;根据确定的该目标降噪等级索引从降噪参数库中选取该目标降噪参数;其中,该匹配程度特征值由该MCU或该降噪处理电路根据主路径传递函数PP与次级通道传递函数SP的关系确定,该PP为从该参考麦克风到该误差麦克风的传递函数,该SP为该扬声器到该误差麦克风的传递函数。
在一种可能的实施方式中,该匹配程度特征值为该PP与该SP的比值;该根据匹配程度特征值确定该目标降噪等级索引,具体包括:当该PP与该SP的比值满足预设条件时,确定该预设条件对应的降噪等级索引值为该目标降噪等级索引。
在一种可能的实施方式中,该根据匹配程度特征值确定该目标降噪等级索引,具体包括:预设N组降噪等级索引值因子L(1)至L(N);确定该N组降噪等级索引值因子中使得PP与L(i)*SP最接近的i为该目标降噪等级索引,其中,1≤i≤N。
在一种可能的实施方式中,该目标降噪参数包括FF滤波系数,该基于该目标降噪参数得到目标反相噪声,具体包括:根据该FF滤波系数对该环境噪声进行处理,得到该目标反相噪声。
在一种可能的实施方式中,该降噪参数包括FF滤波系数和FB滤波系数,该基于该目标降噪参数得到目标反相噪声,具体包括:根据该FF滤波系数对该环境噪声进行处理,得到第一反相噪声;根据该FB滤波系数对误差麦克风的噪声信号进行处理,得到第二反相噪声,该误差麦克风的噪声信号为该下行播放音频信号补偿滤波之后与该误差麦克风获取的音频信号进行混音得到的;叠加该第一反相噪声和该第二反相噪声,得到该目标反相噪声。
在一种可能的实施方式中,该目标降噪等级索引还用于指示与该匹配程度相适应的均衡参数,该方法还包括:根据该目标降噪等级索引从均衡参数库中选取目标均衡参数;基于该目标均衡参数调整该下行播放音频信号的均衡EQ。
在一种可能的实施方式中,该均衡参数库基于对该匹配程度和该均衡参数的关系统计得到,该降噪等级索引反映该匹配程度的大小,其中,第一降噪等级索引对应的均衡参数与该第一降噪等级索引对应的匹配程度相适应。
在一种可能的实施方式中,该方法还包括:获取该用户的骨声纹特征;将根据该接收的或确定的目标降噪等级索引确定的该目标降噪参数与该用户的骨声纹特征相关联;该方法还包括:确定历史参数库中是否存在该骨声纹特征,该历史参数库中包括骨声纹特征与历史目标降噪参数的关联关系;当该历史参数库中存在该骨声纹特征,则确定与该骨声纹特征相关联的历史目标降噪参数为该目标降噪参数。
在一种可能的实施方式中,该方法还包括:在语音识别引擎识别到该语音命令时,基于该语音命令确定该目标降噪参数;或者,在该语音识别引擎识别到该语音命令时,基于该语音命令打开降噪功能或关闭降噪功能。
在一种可能的实施方式中,该方法还包括:确定目标透传参数,该目标透传参数与该匹配程度相关;基于该目标透传参数对该参考麦克风获取的音频信号进行透传处理,得到有用音频信号的补偿音频信号,该参考麦克风获取的音频信号包括该环境噪声和该有用音频信号;对该下行播放音频信号、该反相噪声和该补偿音频信号进行混音处理,得到该混音音频信号。
本申请第八方面提供了一种降噪方法,该方法包括:根据匹配程度特征值确定目标降噪参数,该匹配程度特征值用于指示耳机与用户耳道的匹配程度;基于该目标降噪参数得到目标反相噪声,该目标反相噪声用于减弱或抵消参考麦克风获取的环境噪声;对下行播放音频信号与该反相噪声进行混音处理,得到混音音频信号,该混音音频信号经扬声器播放;其中,该匹配程度特征值由该MCU或该降噪处理电路根据主路径传递函数PP与次级通道传递函数SP的关系确定,该PP为从该参考麦克风到误差麦克风的传递函数,该SP为该扬声器到该误差麦克风的传递函数。
在一种可能的实施方式中,该根据匹配程度特征值确定目标降噪参数,具体包括:根据该匹配程度特征值从降噪参数库中,选择与该匹配程度特征值对应的该目标降噪参数,该降噪参数库中包括匹配程度特征值与降噪参数的对应关系。
在一种可能的实施方式中,该匹配程度特征值为该PP与该SP的比值。
本申请第九方面提供了一种降噪方法,该方法包括:根据参考麦克风获取的环境噪声的大小或该环境噪声的特征信息确定目标降噪等级;基于该目标降噪等级对应的降噪参数得到目标反相噪声,该目标反相噪声用于减弱或抵消该环境噪声;对下行播放音频信号与该反相噪声进行混音处理,得到混音音频信号,该混音音频信号经扬声器播放。
本申请实施例提供的耳机可以根据噪声的情况(包括噪声大小或噪声的特征信息)适应性确定降噪等级,使得不同的用户在不同的噪声环境下都可以获得最佳的降噪体验。
在一种可能的实施方式中,该方法还包括:获取该环境噪声。
在一种可能的实施方式中,该根据参考麦克风获取的环境噪声的大小确定目标降噪等级,具体包括:确定该环境噪声小于第一门限值时,关闭降噪功能;确定该环境噪声大于等于该第一门限值,且小于第二门限值时,确定该目标降噪等级为第一降噪等级;确定该环境噪声大于等于该第二门限值,且小于第三门限值时,确定该目标降噪等级为第二降噪等级;确定该环境噪声大于等于该第三门限值时,确定该目标降噪等级为第三降噪等级;其中,该第三降噪等级对应的降噪参数大于该第二降噪等级对应的降噪参数,该第二降噪等级对应的降噪参数大于该第一降噪等级对应的降噪参数。
在一种可能的实施方式中,根据参考麦克风获取的环境噪声的特征信息确定目标降噪等级,具体包括:获取该环境噪声的特征信息;当该特征信息为安静环境下的噪声特征时,关闭降噪功能;否则,确定与该特征信息相匹配的目标降噪模式;将该目标降噪模式对应的降噪等级确定为该目标降噪等级。
在一种可能的实施方式中,该降噪模式包括以下至少一种:飞机模式、地铁模式、街道模式或室内模式,其中,每种模式对应一种降噪参数。
在一种可能的实施方式中,该方法还包括:在语音识别引擎识别到语音命令时,基于该语音命令确定该目标降噪等级。
在一种可能的实施方式中,该方法还包括:在该语音识别引擎识别到该语音命令时,基于该语音命令打开降噪功能、关闭降噪功能或者设置降噪模式。
在一种可能的实施方式中,该方法还包括:根据用户在输入界面的设置确定目标降噪等级。
在一种可能的实施方式中,该降噪模式还包括:自动控制模式,该方法还包括:当确定降噪模式为该自动控制模式时,基于该环境噪声的大小或该环境噪声的特征信息确定该目标降噪等级。
在自动控制模式下,用户通过输入界面或者语音设置的降噪等级或降噪参数将不起作用。
本申请第十方面提供了一种计算机可读存储介质,该计算机可读存储介质中存储有指令,当其在计算机或处理器上运行时,使得该计算机或处理器执行如上述第七方面或者其任一种可能的实施方式中该的方法。
本申请第十一方面提供了一种计算机可读存储介质,该计算机可读存储介质中存储有指令,当其在计算机或处理器上运行时,使得该计算机或处理器执行如上述第八方面或者其任一种可能的实施方式中该的方法。
本申请第十二方面提供了一种计算机可读存储介质,该计算机可读存储介质中存储有指令,当其在计算机或处理器上运行时,使得该计算机或处理器执行如上述第九方面或者其任一种可能的实施方式中该的方法。
本申请第十三方面提供了一种包含指令的计算机程序产品,当其在计算机或处理器上运行时,使得该计算机或处理器执行如上述第七方面或者其任一种可能的实施方式中该的方法。
本申请第十四方面提供了一种包含指令的计算机程序产品,当其在计算机或处理器上运行时,使得该计算机或处理器执行如上述第八方面或者其任一种可能的实施方式中该的方法。
本申请第十五方面提供了一种包含指令的计算机程序产品,当其在计算机或处理器上运行时,使得该计算机或处理器执行如上述第九方面或者其任一种可能的实施方式中该的方法。
附图说明
图1为本申请实施例提供的一种示例性的降噪耳机的结构示意图;
图2为本申请实施例提供的另一种示例性的降噪耳机的结构示意图;
图3为本申请实施例提供的另一种示例性的应用程序APP的控制界面;
图4为本申请实施例提供的另一种示例性的APP的控制界面;
图5为本申请实施例提供的一种示例性的降噪方法的信号流向图;
图6为本申请实施例提供的另一种示例性的降噪耳机的结构示意图;
图7为本申请实施例提供的一种示例性的透传方法的信号流向图;
图8为本申请实施例提供的一种示例性的降噪和透传的方法的信号流向图;
图9为本申请实施例提供的一种示例性的应用程序的控制界面;
图10为本申请实施例提供的另一种示例性的应用程序的控制界面;
图11为本申请实施例提供的另一种示例性的降噪耳机的结构示意图;
图12为本申请实施例提供的一种示例性的降噪方法的信号流向图;
图13为本申请实施例提供的一种示例性的APP控制界面的示意图;
图14为本申请实施例提供的另一种示例性的APP控制界面的示意图;
图15为本申请实施例提供的一种示例性的对下行播放音频信号进行EQ调整的方法的信号流向图;
图16为本申请实施例提供的另一种示例性的对下行播放音频信号进行EQ调整的方法的信号流向图;
图17为本申请实施例提供的另一种示例性的耳机结构示意图;
图18为本申请实施例提供的一种示例性的降噪装置的结构示意图;
图19为本申请实施例提供的另一种示例性的降噪装置的结构示意图。
具体实施方式
本申请的说明书实施例和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。此外,术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含,例如,包含了一系列步骤或单元。方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元,而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
应当理解,在本申请中,“至少一个(项)”是指一个或者多个,“多个”是指两个或两个以上。“和/或”,用于描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如,“A和/或B”可以表示:只存在A,只存在B以及同时存在A和B三种情况,其中A,B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项(个)”或其类似表达,是指这些项中的任意组合,包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如,a,b或c中的至少一项(个),可以表示:a,b,c,“a和b”,“a和c”,“b和c”,或“a和b和c”,其中a,b,c可以是单个,也可以是多个。
主动降噪耳机通过扬声器speaker发出与外界环境噪声幅度相近、相位相反的噪声,从而使得耳机佩戴者听到的噪声得到降低。目前,市面上常见的耳机形态包括:入耳式、半入耳式、包耳式(也可以称作耳罩式)、帖耳式、半开放式等,其中具有主动降噪功能的入耳式和半入耳式耳机为了让耳机与人耳能够较好的贴合,一般配有胶套,从而起到对环境噪声的物理隔离作用。配有胶套的耳机虽然可以获得比较好的物理隔离效果,但是由于胶套对耳道的刺激作用通常存在听诊器效应(occlusion),影响用户佩戴的舒适性。半开放式耳机的形态类似于耳塞,例如,苹果公司的AirPods耳机为半开放式耳机的一种示例,半开放式耳机一般没有胶套,佩戴起来更加舒适,适合较长时间佩戴。但是,由于缺少胶套,噪声隔离效果不如带胶套的耳机,在噪声环境下,可能会影响用户体验。
本申请实施例提出一种具有主动降噪(Active Noise Cancellation,ANC)功能的半开放式耳机以及一种ANC方法,具有ANC功能的半开放式耳机兼具佩戴舒适、小巧便携以及抗噪效果好等优点。应当理解,该ANC方法还可以用于带有胶套的入耳式、半入耳式和帖耳式耳机等,本申请实施例对此不做限定。
如图1所示,为本申请实施例提供的一种示例性的降噪耳机的结构示意图。通常来说,耳机与耳道并不是完全贴合的,因此耳机与耳道之间不可避免的存在空隙,外界的环境噪声会通过这些空隙进入耳道。另外,由于不同用户耳道大小和形状存在差异,因此,同一款耳机与不同人耳的匹配程度存在差别,不同用户佩戴同一款耳机噪声泄漏到耳道中的噪声也存在差别,本申请实施例将用户在佩戴耳机时,环境噪声泄漏到用户耳道的程度称为泄漏程度。应当理解,耳机与用户耳道的匹配程度可以通过泄露程度来体现,本申请实施例中的泄露程度的不同是由耳机与耳道的匹配程度不同导致的。
该耳机包括:扬声器(Speaker)、参考麦克风(reference mic)、主控制单元(MainControl Unit,MCU)和降噪处理电路,示例性的,该降噪处理电路可以为ANC circuit,或者固化的ANC硬件处理器核,该MCU和降噪处理电路可以集成在一个处理器芯片上,也可以在两个彼此独立的处理器芯片上。可选的,该耳机还可以包括误差麦克风(error mic)、骨声纹传感器(Bone Voice Sensor)和自动语音识别(Automatic Speech Recognition,ASR)引擎,其中,参考麦克风距离扬声器较远,误差麦克风距离扬声器较近。应当理解,
扬声器用于播放下行音频信号,以使得音频信号进入用户的耳道,示例性的,该下行音频信号可以是音乐或者语音信号;参考麦克风采集的信号为外部的环境噪声,误差麦克风采集的信号为靠近扬声器位置的降噪之后的声音,骨声纹传感器用于获取用户的骨声纹,以识别耳机佩戴者的身份,ASR引擎用于识别用户的语音命令。
当耳机只有参考麦克风时,降噪处理电路处理参考麦克风采集的信号得到反相噪声;当耳机有参考麦克风和误差麦克风时,降噪处理电路处理参考麦克风采集的信号和误差麦克风采集的信号,生成反相噪声。
进一步的,降噪处理电路还用于将反相噪声和下行播放音频信号进行混音,得到混音音频信号,该混音音频信号传送到扬声器处播放后进入用户的耳道。
由于混音音频信号中包含有环境噪声的反相噪声,当环境噪声和混音音频信号共同进入耳道时,混音音频信号中的反相噪声用于抵消环境噪声,这样用户听到的声音即为降噪之后的声音。应当理解,反相噪声可以部分或全部抵消环境噪声。
如图2所示,为本申请实施例给出的一种示例性的降噪耳机的结构示意图。
该降噪耳机200包括扬声器210、参考麦克风220、主控制单元230、降噪处理电路240和收发器250,其中,主控制单元230和降噪处理电路240可以集成在同一个芯片上,也可以为两个独立的处理器芯片,该收发器250可以是无线收发器。在一种可选的情况中,耳机200的上述各个部分通过连接器相耦合,应当理解,本申请的各个实施例中,耦合是指通过特定方式的相互联系,包括直接相连或者通过其他设备间接相连,例如可以通过各类接口、传输线或总线等相连,这些接口通常是电性通信接口,但是也不排除可能是机械接口或其它形式的接口,本实施例对此不做限定。
收发器250,用于接收目标降噪等级索引,该目标降噪等级索引为用户在应用程序(Application,APP)中设置并通过无线链路传送给该收发器的,示例性的,该无线链路可以是蓝牙链路。该目标降噪等级索引用于确定目标降噪等级,以及目标降噪等级对应的目标降噪参数,该目标降噪参数为与环境噪声泄漏到耳道的泄漏程度相匹配的降噪参数,或者可以说,基于该目标降噪参数处理后得到的反相噪声能够最大程度抵消外界的环境噪声。
在一种可选的情况中,用户通过智能移动终端上的主动降噪APP控制主动降噪功能的打开或关闭,并且通过该APP设置目标降噪等级,该目标降噪等级为适合用户的耳道的泄漏程度的降噪等级。例如用户可以通过调节APP上的降噪等级调节模块来选择适合自己的降噪等级索引,并将该降噪等级索引通过蓝牙链路传送给耳机侧的收发器,以使耳机获得最优的降噪效果,其中,降噪等级索引值的大小与泄漏程度相关。
如图3所示,为本申请实施例提供的一种示例性的应用程序APP的控制界面。在一种可选的情况中,该控制界面可以认为是面向用户的输入界面,或者是面向用户的输入模块,该输入界面上提供多种功能按钮或者功能模块,以使得用户通过控制相关功能按钮或者功能模块实现对耳机或者降噪装置的控制。该控制界面包括:开关控制模块和降噪等级调节圆盘,开关控制模块包括“OFF”和“ON”两个档位,可选的,档位的标识也可以采用中文,例如包括“关闭”和“打开”两个档位。当开关控制模块打到“OFF”或“关闭”时,耳机的主动降噪功能关闭;当开关控制模块打到“ON”或“打开”时,耳机的主动降噪功能开启。可选的,该控制界面包括文字提示,用于提示用户降噪效果的最佳位置点是因人而异的。在一种可选的情况中,APP的控制界面上呈现的多个降噪等级索引的指示是非均匀排布的,相邻降噪等级索引指示之间的间隔与降噪等级的调整步长相关。应当理解,降噪等级索引的指示为控制界面上呈现的符号或图形,例如可以是文字符号“强”和“弱”等,或者阿拉伯数字符号,降噪等级索引的指示用于标识对应的降噪等级索引。
降噪等级调节圆盘上包括一个指示按钮,该指示按钮用于标识设置的目标降噪等级索引,用户可以通过转动该指示按钮的位置来设置降噪等级索引。当用户停止转动时,APP记录指示按钮的位置,获取该位置对应的降噪等级索引值,并将该降噪等级索引值通过蓝牙或其他无线链路穿给耳机。在一种可选的情况中,当APP重新启动时,指示按钮停留在用户上次设置的位置处。可选的,该降噪等级调节圆盘包括缺省降噪等级索引,初次启动APP时,指示按钮停留在该缺省降噪等级上,该缺省降噪等级索引用于指示降噪耳机初始使用时的降噪等级。降噪等级调节圆盘上的降噪等级索引的分布是不均匀的,相邻两个降噪等级索引之间的间隔反映了相邻降噪等级的调整程度或者说调整步长。当用户拖动降噪等级调节圆盘上的按钮时,降噪等级的调整步长是非线性变化的。示例性的,降噪等级总数为N,分别对应索引值1~N,取大于1小于N的任意一个索引值M,则索引“M-1”与索引“M”之间的间隔为第一间隔,索引“M”与索引“M+1”之间的间隔为第二间隔,对应的,降噪等级从M-1级调整到M级的调整步长为第一步长,降噪等级从M级调整到M+1级的调整步长为第二步长。第一间隔与第二间隔可以相等也可以不等,当第一间隔和第二间隔不相等时,第一步长与第二步长也不相等。
可选的,降噪等级调节圆盘上包括预设降噪等级索引,该预设降噪等级索引将降噪等级调节圆盘分成两个区域:第一区域和第二区域,其中第一区域中的降噪等级索引小于该预设降噪等级索引,第二区域中的降噪等级索引大于该预设降噪等级索引。第一区域中相邻两个降噪等级索引之间的间隔较大,第二区域中相邻两个降噪等级索引之间的间隔较小,也即第一区域中降噪等级每调整一级的调整步长大于第二区域中降噪等级每调整一级的调整步长。示例性的,该预设降噪等级索引为标识为“强”的降噪等级索引,当降噪等级索引小于“强”对应的等级索引时,相邻索引之间的间隔较大,降噪等级调整步长较大,当降噪等级索引大于“强”对应的等级索引时,相邻索引之间的间隔较小,降噪等级调整步长较小。示例性的,降噪等级调节圆盘上还包括一个标识为“弱”的降噪等级索引,当降噪等级位于“弱”和“强”之间时,相邻两个等级索引的间隔较大,降噪等级调整步长较大,当降噪等级大于“强”时,相邻两个等级索引的间隔较小,降噪等级调整步长较小。
当降噪等级低于预设等级时,降噪等级调整步长较大,当降噪等级高于预设等级时,降噪等级调整步长较小,提升了降噪等级调整的灵活性和准确性。
在一种可选的情况中,降噪等级调整模块也可使用条形图实现,如图4所示,为本申请实施例提供的另一种示例性的APP的控制界面,该控制界面包括等级开关控制模块和降噪等级索引调节条。该降噪等级索引调节条的功能参考图3中降噪等级调节圆盘的功能,此处不再赘述。
参考麦克风220,用于采集外界的环境噪声。
主控制单元230,用于根据收发器250接收的目标降噪等级索引从降噪参数库中选取该目标降噪等级索引对应的目标降噪参数,示例性的,该目标降噪参数为降噪滤波器系数。该耳机还包括存储器260,降噪参数库存储在该存储器260中。可选的,该存储器可以为MCU外部的存储器,也可以为MCU自带的存储单元;示例性的,该存储器非掉电易失性存储器,例如是嵌入式多媒体卡(Embedded Multi Media Card,EMMC)、通用闪存存储(Universal Flash Storage,UFS)、只读存储器(Read-Only Memory,ROM)或闪存(flash)等,或者是可存储静态信息和指令的其他类型的静态存储器。降噪参数库中包括降噪等级索引与降噪参数的对应关系,示例性的,降噪等级索引与降噪参数一一对应,例如降噪参数库中包括1-64共64个降噪等级索引,降噪参数包括参数1-参数64共64组降噪参数,其中降噪等级索引1对应参数1,降噪等级索引2对应参数2,……降噪等级索引64对应参数64,以此类推;应当理解,降噪参数可以为一组参数,一组参数可以包括多个滤波器系数。在一种可选的情况中,多个不同的降噪等级可能共用同一组降噪参数。降噪等级索引的大小反映了泄露程度的大小,降噪等级索引小,表示泄露程度小,对应的降噪力度小;降噪等级索引大,表示泄露程度大,对应的降噪力度也大。降噪参数库中降噪等级索引对应的降噪参数也反映了泄露程度,例如降噪等级索引N对应的降噪参数N与降噪等级索引N对应的泄露程度是相匹配的。例如,用户通过拖动降噪等级调节模块,选择去噪效果最好的降噪等级索引,该去噪效果最好的降噪等级索引反映了用户佩戴耳机的泄露程度,MCU根据用户选择的降噪等级索引从降噪参数库中选择对应的降噪参数与该泄露程度是相匹配的。
本申请实施例中,该降噪参数库是通过测试大量用户佩戴耳机时泄露程度与降噪参数的关系得到的,降噪参数库中的降噪等级与降噪参数之间的对应关系具有通用性,对绝大部分用户有效。示例性的,本申请实施例通过测试大量用户佩戴耳机的次级通道特征曲线和降噪曲线的特征得到降噪等级与降噪参数的对应关系,其中,次级通道为从耳机的扬声器到误差麦克风之间的传递函数,或者说次级通道的输入为扬声器的信号,次级通道的输出为误差麦克风的信号。
可选的,主控制单元230,还用于将降噪参数写到降噪处理电路240对应的滤波器系数的位置,从而实现对滤波器的配置。
降噪处理电路240,用于基于该目标降噪参数得到目标反相噪声,该目标反相噪声可用于抵消外界环境噪声。
示例性的,降噪处理电路240包括前馈(Feed-Forward,FF)滤波器2401,该目标降噪参数包括前馈滤波器的滤波系数,MCU从降噪参数库中取得前馈滤波器的滤波系数之后,将滤波系数写入FF滤波器系数的存储位置中,FF滤波器2401基于该滤波器系数对参考麦克风采集的环境噪声进行滤波处理,得到反相噪声。
示例性的,降噪处理电路240还包括混音处理电路2402,该混音处理电路240用于对下行播放音频信号和反相噪声进行混音处理,得到混音音频信号。
扬声器210,用于将该混音音频信号传送到用户的耳道中。
应当理解,降噪处理电路处理的音频信号为电信号,可选的,该耳机还包括模拟数字转换器(Analogue Digital Converter,ADC)270和数字模拟转换器(Digital AnalogueConverter,DAC)280,该ADC 270用于将参考麦克风采集的环境噪声从模拟信号转换为电信号,由降噪处理电路处理之后得到的混音音频信号为电信号,该DAC 280用于将混音音频信号从电信号转换为模拟混音音频信号,扬声器210具体用于播放模拟的混音音频信号。
由于混音音频信号中包含了环境噪声的反相噪声,当混音音频信号和环境噪声共同进入用户的耳道时,反相噪声可以抵消该环境噪声,另外,由于降噪等级为用户根据耳机的效果选择的,该降噪等级对应的降噪参数与用户的泄露程度是相关的,基于该降噪参数进行处理得到的反相噪声抵消环境噪声的效果更好,耳机的主动降噪效果更佳,用户体验也更好。
如图5所示,为本申请实施例提供的一种降噪方法的信号流向图,该降噪的方法可以应用于图2所示的降噪耳机。
该方法包括:
S1、收发器接收降噪等级索引;
示例性的,该降噪等级索引可以是用户在智能手机的降噪应用程序APP的控制界面中设置的,该降噪等级索引可以通过蓝牙链路传送给耳机的收发器。
S2、主控制单元基于该降噪等级索引从降噪参数库中选择降噪等级索引对应的降噪参数;
降噪参数库中包括多组降噪等级索引与降噪参数的对应关系,该降噪等级索引的大小反映了泄露程度的大小,降噪等级索引对应的降噪参数与该降噪等级索引对应的泄露程度相匹配。可选的,该降噪参数库是统计泄露程度与降噪参数的关系得到的。在一种可选的情况中,多个相邻的降噪等级索引可能对应同一个降噪参数,例如,第一范围内的降噪等级索引对应第一降噪参数,第二范围内的降噪等级索引对应第二降噪参数。
S3、主控制单元将该降噪参数写入降噪处理电路中的前馈滤波器的滤波系数的位置;
S4、前馈滤波器基于该降噪参数对参考麦克风采集的环境噪声进行滤波处理,得到反相噪声,该反相噪声为环境噪声的反相噪声。
应当理解,前馈滤波器处理的信号为电信号,参考麦克风采集的环境噪声为模拟信号,可选的,在前馈滤波器对环境噪声进行滤波之前,ADC将环境噪声的模拟信号转换为电信号。
S5、混音处理电路对下行播放音频信号和反相噪声进行混音处理,得到混音音频信号;
该下行播放音频信号为不包含噪声的原始音频信号,该混音音频信号中包含环境噪声的反相噪声。
S6、DAC将混音音频信号从电信号转换为模拟信号;
S7、混音音频信号的模拟信号通过扬声器播放进入用户的耳道。
由于混音音频信号中包含环境噪声的反相噪声,当该混音音频信号和环境噪声共同进入用户的耳道时,该反相噪声可抵消环境噪声,另外,由于降噪索引为用户根据自身情况设置的,降噪索引对应的降噪参数与用户的泄露程度相匹配,因此基于该降噪参数得到的反相噪声抵消环境噪声的效果对于佩戴耳机的用户来说是最佳的。
在一种可选的情况中,图2所示的耳机还具有透传(Hear Through,HT)功能,通常来说,当用户佩戴耳机时,外界讲话的声音透过耳机传到用户耳道时受到了衰减,透传功能通过补偿被耳机衰减的音频成分,使得用户在佩戴耳机的情况下依然能够听清楚外界环境的声音。应当理解,透传的声音通常是指噪音之外的讲话声音或其他有用的音频信息,透传功能补偿的通常是声音中的高频成分。
在这种情况下,收发器230还用于接收目标透传等级索引,该目标透传等级索引为用户在APP中设置并通过无线链路传送给该收发器的,该目标透传等级索引用于确定目标透传等级,以及目标透传等级对应的目标透传参数,该目标透传参数为与环境噪声泄漏到耳道的泄漏程度相匹配的透传参数,或者可以说,基于该目标透传参数处理后得到的补偿音频信号能够最大程度补偿被耳机衰减的音频信号。在一种可选的情况中,用户通过智能移动终端上的APP控制透传功能的打开或关闭,并且通过该APP设置目标透传等级,该目标透传等级为适合用户的耳道的泄漏程度的透传等级。例如用户可以通过调节APP上的透传等级调节模块来选择适合自己的透传等级索引,并将该透传等级索引通过蓝牙链路传送给耳机侧的收发器,以使耳机获得最优的透传效果,其中,透传等级索引值的大小与泄漏程度相关。
应当理解,参考麦克风采集的声音可能包括外界有用的音频信息,也可能包括环境噪声。
主控制单元230,还用于根据目标透传等级索引从透传参数库中选取目标透传等级对应的目标透传参数,示例性的,该目标透传参数我透传滤波器的系数。存储器260还存储有透传参数库,透传参数库包括透传等级索引与透传参数的对应关系,透传等级索引的大小反映了泄露程度的大小,透传等级索引小,表示泄露程度小,对应的透传力度小;透传等级索引大,表示泄露程度大,对应的透传力度也大。本申请实施例中,该透传参数库是通过测试大量用户佩戴耳机时泄露程度与透传参数的关系得到的,透传参数库中的透传等级与透传参数之间的对应关系具有通用性,对绝大部分用户有效。
主控制单元230,还用于将透传参数写入前馈滤波器系数的位置,从而实现对滤波器的配置。
前馈滤波器2401还用于基于透传参数对参考麦克风采集的外界音频信号进行透传处理,得到外界音频信号的补偿音频信号。该补偿音频信号用于补偿外界音频信号被耳机衰减的音频信号,可选的,被耳机衰减的音频信号通常为音频信号中的高频成分。在一种可选的情况中,该耳机还包括透传滤波器2403,如图6所示,为另一种示例性的降噪耳机的结构示意图,前馈滤波器2401基于降噪参数对环境噪声进行降噪处理得到环境噪声的反相噪声,透传滤波器2403基于透传参数对外界有用的音频信号进行透传处理得到补偿音频信号。
混音处理电路2402,还用于将下行播放音频信号和补偿音频信号进行混音,得到第二混音音频信号。
扬声器210,还用于将该第二混音音频信号播放至用户的耳道。
当外界音频信号和第二混音音频信号共同到达用户的耳道中,第二混音音频信号中的补偿音频信号可以补偿外界音频信号被耳机衰减的音频信号,使得用户在佩戴耳机的同时依然能够听清外部的声音。
本申请实施例图6所示的耳机基于降噪参数去除噪声信号,基于透传参数补偿被耳机衰减的有用的音频信号,在去除噪声的同时保留了外界有用的音频信号,透传到用户耳道的音频信号仅为有用的音频信息,而不包括噪声。
如图7所示,为本申请实施例提供的一种透传方法的信号流向图,该透传的方法可以应用于图2所示的耳机。
该方法包括:
S1、收发器接收透传等级索引;
示例性的,该透传等级索引可以由用户在智能手机的应用程序APP的控制界面中设置并通过蓝牙链路传送给耳机的收发器。
S2、主控制单元基于该透传等级索引从透传参数库中选择透传等级索引对应的透传参数;
透传参数库中包括多组透传等级索引与透传参数的对应关系,该透传等级索引的大小反映了泄露程度的大小,透传等级索引对应的透传参数与该透传等级索引对应的泄露程度相匹配。可选的,该透传参数库是统计泄露程度与透传参数的关系得到的。
S3、主控制单元将该透传参数写入前馈滤波器的滤波系数的位置;
S4、前馈滤波器基于该透传参数对参考麦克风采集的有用音频信号进行透传处理,得到补偿音频信号,该补偿音频信号用于补偿被耳机衰减的有用音频信号。
应当理解,前馈滤波器处理的信号为电信号,参考麦克风采集的有用音频信号为模拟信号,可选的,在前馈滤波器对有用音频信号进行滤波之前,ADC将有用音频信号的模拟信号转换为电信号。
S5、混音处理电路对下行播放音频信号和补偿音频信进行混音处理,得到第二混音音频信号;
该下行播放音频信号为不包含噪声的原始音频信号,该混音音频信号中包含有用音频信号的补偿音频信号。
S6、DAC将第二混音音频信号从电信号转换为模拟信号;
S7、混音音频信号的模拟信号通过扬声器播放进入用户的耳道。
当外界音频信号和第二混音音频信号共同到达用户的耳道中,第二混音音频信号中的补偿音频信号可以补偿外界音频信号被耳机衰减的音频信号,使得用户在佩戴耳机的同时依然能够听清外部的声音。另外,由于透传索引为用户根据自身情况设置的,透传索引对应的透传参数与用户的泄露程度相匹配,因此基于该透传参数得到的补偿音频信号补偿被耳机衰减的音频信号的效果对于佩戴耳机的用户来说是最佳的。
如图8所示,为本申请实施例提供的一种降噪和透传的方法的信号流向图,该方法可以应用于图6所示的耳机。
该方法包括:
S1、收发器接收降噪等级索引和透传等级索引;
示例性的,该降噪等级索引和透传等级索引可以由用户在智能手机的应用程序APP的控制界面中设置并通过蓝牙链路传送给耳机的收发器。
S2、主控制单元基于该降噪等级索引从降噪参数库中选择降噪等级索引对应的降噪参数,并基于该透传等级索引从透传参数库中选择透传等级索引对应的透传参数;
S3、主控制单元将该降噪参数写入降噪处理电路中的前馈滤波器的滤波系数的位置,并将该透传参数写入透传滤波器的滤波系数的位置;
S4、前馈滤波器基于该降噪参数对参考麦克风采集的环境噪声进行滤波处理,得到反相噪声,该反相噪声为环境噪声的反相噪声;
S5、透传滤波器基于该透传参数对参考麦克风采集的有用音频信号进行透传处理,得到补偿音频信号,该补偿音频信号用于补偿被耳机衰减的有用音频信号。
可选的,该方法还包括,S6、ADC将环境噪声和有用音频信号从模拟信号转换为电信号。
S7、混音处理电路对下行播放音频信号、反相噪声和补偿音频信进行混音处理,得到混音音频信号;
该下行播放音频信号为不包含噪声的原始音频信号,该混音音频信号中包含环境噪声的反相噪声和有用音频信号的补偿音频信号。
S8、DAC将混音音频信号从电信号转换为模拟信号;
S9、混音音频信号的模拟信号通过扬声器播放进入用户的耳道。
混音音频信号中包含用于抵消环境噪声的反相噪声,以及用于补偿被耳机衰减的有用的音频信号的补偿音频信号,本申请实施例基于降噪参数去除噪声信号,基于透传参数补偿被耳机衰减的有用的音频信号,在去除噪声的同时保留了外界有用的音频信号,透传到用户耳道的音频信号仅为有用的音频信息,而不包括噪声,兼具降噪功能和透传功能。
如图9所示,为本申请实施例提供的一种示例性的应用程序的控制界面。
该控制界面包括:开关控制模块和等级调节圆盘,该控制界面对降噪功能和透传功能进行统一控制。开关控制模块用于控制降噪功能和透传功能的打开或关闭,开关控制模块包括“OFF”和“ON”两个档位,可选的,档位的标识也可以采用中文,例如包括“关闭”和“打开”两个档位。当开关控制模块打到“OFF”或“关闭”时,耳机的主动降噪功能和透传功能同时关闭;当开关控制模块打到“ON”或“打开”时,耳机的主动降噪功能和透传功能同时开启。等级调节圆盘上包括一个指示按钮,该指示按钮用于标识设置的降噪等级索引和透传等级索引,用户可以通过转动该指示按钮的位置来设置降噪等级索引和透传等级索引。关于等级调节圆盘的特点和功能请参考图3对应的实施例部分的描述,此处不再赘述。
如图10所示,为本申请实施例提供的另一种示例性的应用程序的控制界面。该控制界面包括降噪功能开关控制模块、透传功能开关控制模块、降噪等级调节圆盘和透传等级调节圆盘,该控制界面对降噪功能和透传功能分别进行控制。关于等级调节圆盘的特点和功能请参考图3对应的实施例部分的描述,此处不再赘述。
可选的,图9和图10中的等级调整模块也可使用条形图实现,本申请实施例对此不做限定。
如图11所示,为本申请实施例提供的一种示例性的降噪耳机的结构示意图。
该耳机1100包括:收发器1110、主控制单元1120、降噪处理电路1130、参考麦克风1140、误差麦克风1150和扬声器1160,可选的,该耳机1100还包括存储器1170、ADC 1180和DAC 1190,降噪处理电路1130包括前馈滤波器1131、反馈(Feed-Backward,FB)滤波器1132和混音处理电路1133。在一种可选的情况中,耳机1100的上述各个部分通过连接器相耦合,应当理解,本申请的各个实施例中,耦合是指通过特定方式的相互联系,包括直接相连或者通过其他设备间接相连,例如可以通过各类接口、传输线或总线等相连,这些接口通常是电性通信接口,但是也不排除可能是机械接口或其它形式的接口,本实施例对此不做限定。
主控制单元1120,用于根据匹配程度特征值确定目标降噪等级索引,该匹配程度特征值用于指示耳机与用户耳道的匹配程度,不同的匹配程度导致环境噪声泄露到耳机佩戴者耳道的泄露程度不同;
示例性的,该匹配程度特征值为主路径递函数(Primary Path,PP)与次级通道传递函数(Secondary Path,SP)的比值,PP为从参考麦克风到误差麦克风的传递函数,SP为从扬声器到误差麦克风的传递函数,PP的输入为参考麦克风获取的环境噪声,输出为误差麦克风获取的音频信号,SP的输入为发送给扬声器的混音音频信号,输出为误差麦克风获取的音频信号。
在这种情况下,PP/SP用于指示耳机的泄露程度(或者也可以称为耳机与耳道的匹配程度),匹配程度可以由降噪等级索引值的大小来反映,可选的,当PP/SP满足预设条件时,选择与预设条件对应的降噪等级索引值,例如,当L0≤PP/SP<L1,确定降噪等级索引值为1,当L1≤PP/SP<L2,确定降噪等级索引值为2,以此类推。
对半开放式耳机实测发现,不同人耳对应的PP和SP的幅频响应在1kHz-3kHz范围内存在波动,并没有明显可寻的规律,如果根据PP或SP的幅频响应确定匹配程度,并相应调整降噪力度,对不同用户不完全适用,本申请实施例发现不同人耳对应的PP/SP(PP与SP的比值)的幅频响应的在1kHz-3kHz的范围内有比较清晰的变化规律,因此本申请实施例将PP/SP作为识别匹配程度的特征值。
示例性的,匹配程度特征值由MCU 1120获取,具体的,MCU 1120发送测试信号给扬声器1160,通知扬声器将扬声器接收到的混音音频信号发送给MCU;MCU 1120获取参考麦克风1140获取的音频信号、误差麦克风1150获取的音频信号和发送给扬声器1160的混音音频信号;在一种可选的方案中,参考麦克风1140获取的音频信号、误差麦克风1150获取的音频信号和发送给扬声器1160的混音音频信号经过采样率转换(Sampling Rate Conversion,SRC)处理之后再发送给MCU1120,SRC处理用于降低音频信号的采样率,降低音频信号的采样率之后,降低了MCU的计算资源、接口带宽以及存储空间等。可选的,MCU 1120中包含数字信号处理器核(Digital Signal Processor Core,DSP Core)1121,该DSP Core 1121根据发送给扬声器1160的混音音频信号和误差麦克风1150获取的音频信号得到SP,DSP Core1121根据参考麦克风1140获取的音频信号和误差麦克风1150获取的音频信号得到PP;进一步的,DSP Core 1121根据PP和SP得到匹配程度特征值PP/SP。应当理解,DSP Core也可以独立于MCU之外,本申请实施例对此不做限定。
在一种可选的方案中,匹配程度特征值也可以由降噪处理电路1130获取,示例性的,该降噪处理电路为主动降噪处理器核ANC Core,在这种情况下,SP、PP以及PP/SP均由ANC Core来获取。
在一种可选的方案中,先根据不同的降噪等级索引值i设置因子L(i),比较PP与L(i)*SP,当PP与L(i)*SP最接近时的i值即为目标降噪等级索引。示例性的,预设N组降噪等级索引值因子L(1)至L(N);比较PP与L(i)*SP,1≤i≤N;若PP与L(j)*SP最接近时,确定j为目标降噪等级索引。
主控制单元1120,还用于根据该目标降噪等级索引从降噪参数库中选取目标降噪等级索引对应的目标降噪参数,该目标降噪等级索引对应的目标降噪参数与泄露程度相匹配。
在一种可选的方案中,主控制单元1120可以根据匹配程度特征值确定目标降噪参数;示例性的,主控制单元1120根据匹配程度特征值从降噪参数库中选择该匹配程度特征值对应的降噪参数为目标降噪参数,该降噪参数库中包括匹配程度特征值与降噪参数的对应关系。该降噪参数库基于对匹配程度特征值和降噪参数的关系的统计结果得到。
示例性的,该目标降噪参数包括FF滤波器系数和FB滤波器系数;示例性的,降噪参数库存储在存储器1170,该存储器1170可以为MCU外部的存储器,也可以是MCU内部的存储单元,该存储器为非掉电易失性存储器。该降噪参数库中包括多组一一对应的降噪等级索引与降噪参数,在一种可选的情况中,多个相邻的降噪等级索引可能对应同一个降噪参数,例如,第一范围内的降噪等级索引对应第一降噪参数,第二范围内的降噪等级索引对应第二降噪参数。该降噪参数库也是基于统计泄露程度与降噪参数的关系得到的。
主控制单元1120,还用于将降噪参数写到降噪处理电路1130对应的滤波器系数的位置,从而实现对滤波器的配置。
主控制单元1120,具体用于将FF滤波器系数写入降噪处理电路中的前馈滤波器的滤波系数的位置,将FB滤波器系数写入降噪处理电路中的反馈滤波器的滤波系数的位置,以实现对FF滤波器和FB滤波器的配置。
降噪处理电路1130,用于基于该目标降噪参数得到目标反相噪声,该目标反相噪声可用于抵消外界环境噪声。
具体的,FF滤波器1131基于FF滤波器系数对参考麦克风1140获取的环境噪声进行滤波处理,得到第一反相噪声;FB滤波器1133基于FB滤波器系数对误差麦克风的噪声信号进行滤波处理,得到第二反相噪声,叠加该第一反相噪声和第二反相噪声,得到目标反相噪声。
其中,误差麦克风的噪声信号为误差麦克风1150获取的音频信号去除下行音频播放信号之后得到的音频信号,具体的,对下行播放音频信号进行补偿滤波后与误差麦克风1150获取的音频信号进行混音,得到误差麦克风的噪声信号,应当理解,对下行播放音频信号进行补偿滤波是为了避免FB滤波器将下行播放的音频信号消掉。
混音处理电路1132,用于对下行播放音频信号和目标反相噪声进行混音处理,得到混音音频信号。
该ADC 1180用于将参考麦克风1140获取的环境噪声和误差麦克风1150获取的音频信号从模拟信号转换为电信号,由降噪处理电路处理之后得到的混音音频信号为电信号,该DAC 1190用于将混音音频信号从电信号转换为模拟混音音频信号,扬声器1160具体用于将模拟的混音音频信号播放到用户的耳道。
本申请实施例提供的降噪耳机,通过测量匹配程度特征值自适应确定耳机匹配用户耳道的程度,并确定由此导致的噪声的泄露程度,并根据匹配程度确定降噪等级索引和目标降噪参数,该目标降噪参数与匹配程度是相适应的,降噪处理电路基于该降噪参数进行降噪处理,耳机可以获得最佳的降噪效果。该降噪耳机可以确定不同用户的匹配程度,并自适应选择与不同用户相适应的降噪参数,降噪效果更好,适配程度更高,另外不需要用户设置降噪等级和降噪参数,提升了用户体验。并且,由于本申请实施例选择了PP/SP作为判断匹配程度的特征值,基于该特征值判断匹配程度更准确,由此确定的降噪力度和降噪参数也更准确,对不同的用户均能提供最佳降噪效果。
如图12所示,为本申请实施例提供的一种降噪的方法的信号流向图,该降噪的方法可以应用于图11所示的降噪耳机。
该方法包括:
S1201、主控制单元确定匹配程度特征值并根据匹配程度特征值确定目标降噪等级索引;
应当理解,匹配程度特征值用于指示泄露程度,步骤S1201也可以由降噪处理电路1130完成。关于匹配程度特征值,请参考图11对应的实施例部分的描述,此处不再赘述。
示例性的,根据匹配程度特征值确定目标降噪等级索引,具体包括:
当PP/SP满足预设条件时,将与该预设条件对应的索引值确定为目标降噪等级索引,例如,当L0≤PP/SP<L1,确定降噪等级索引值为1,当L1≤PP/SP<L2,确定降噪等级索引值为2,以此类推。
在一种可选的方案中,先根据不同的降噪等级索引值i设置因子L(i),比较PP与L(i)*SP,当PP与L(i)*SP最接近时的i值即为目标降噪等级索引。示例性的,预设N组降噪等级索引值因子L(1)至L(N);比较PP与L(i)*SP,1≤i≤N;若PP与L(j)*SP最接近时,确定j为目标降噪等级索引。
S1202、主控制单元根据该目标降噪等级索引从降噪参数库中选取目标降噪等级索引对应的目标降噪参数,该目标降噪等级索引对应的目标降噪参数与泄露程度相匹配。示例性的,该降噪参数库存储在存储器中。该目标降噪参数包括前馈滤波器系数和反馈滤波器系数。
在一种可选的情况中,S1201和S1202可以替换为:主控制单元根据匹配程度特征值从降噪参数库中选择该匹配程度特征值对应的降噪参数为目标降噪参数,该降噪参数库中包括匹配程度特征值与降噪参数的对应关系。该降噪参数库基于对匹配程度特征值和降噪参数的关系的统计结果得到。
S1203、参考麦克风获取环境噪声,误差麦克风获取音频信号,误差麦克风获取的音频信号近似认为是人耳听到的音频信号;下行播放音频信号经过补偿滤波处理之后与误差麦克风获取的音频信号进行混音处理,得到误差麦克风噪声信号。
S1204、主控制单元将FF滤波器系数写入降噪处理电路中的前馈滤波器的滤波系数的位置,将FB滤波器系数写入降噪处理电路中的反馈滤波器的滤波系数的位置,以实现对FF滤波器和FB滤波器的配置。
S1205、FF滤波器基于FF滤波器系数对参考麦克风获取的环境噪声进行滤波处理,得到第一反相噪声;FB滤波器基于FB滤波器系数对误差麦克风的噪声信号进行滤波处理,得到第二反相噪声,叠加该第一反相噪声和第二反相噪声,得到目标反相噪声。
S1206、混音处理电路对下行播放音频信号和目标反相噪声进行混音处理,得到混音音频信号。
S1207、该DAC将混音音频信号从电信号转换为模拟混音音频信号,模拟混音音频信号经过扬声器播放到用户的耳道。
本申请实施例提供的降噪方法,由耳机自主测量匹配程度特征值以自适应确定耳机匹配用户耳道的程度,,并根据匹配程度确定降噪等级索引和目标降噪参数,该方法可以自适应选择与不同用户相适应的降噪参数,降噪效果更好,适配程度更高。并且,由于本申请实施例选择了PP/SP作为判断匹配程度的特征值,基于该特征值判断匹配程度更准确,由此确定的降噪力度和降噪参数也更准确,对不同的用户均能提供最佳降噪效果。
应当理解,为了便于理解,本申请实施例以步骤的形式对方法实施例进行描述,但是在某些情况下,可以以不同于此处的顺序执行所描述的步骤。另外,应当理解,图11所示的耳机中的降噪处理电路实现降噪的方法可以为现有技术中任何一种对参考麦克风获取的音频信号和误差麦克风获取的音频信号进行处理实现降噪的方法。
在一种可选的情况中,图11所示的耳机还可以实现透传功能,或者,图11所示的耳机可以同时实现降噪功能和透传功能。图11所示的耳机进行透传处理的参数是由耳机根据匹配程度特征值自主确定的,不需要用户设置,其他部分的实现参考图2和图6中的耳机实现透传功能的实施例部分的描述,此处不再赘述。
本申请实施例还提供一种主动降噪耳机,该主动降噪耳机包括:参考麦克风、主控制单元MCU、降噪处理电路和扬声器,该主动降噪耳机可以根据参考麦克风获取的环境噪声的大小或环境噪声的特征信息自动控制降噪功能的打开、关闭以及调整耳机的降噪等级等。示例性的,该主动降噪耳机可以是图2、图6以及图11所示的耳机。
参考麦克风用于获取外界的环境噪声;
MCU用于比较环境噪声与多组预设的噪声范围,确定环境噪声属于哪个噪声范围,由此确定相对应的降噪等级和降噪参数。该多组预设的噪声范围,以及与预设的噪声范围对应的降噪等级和降噪参数可以存储在耳机的非掉电易失性存储器中。
示例性的,在自动控制模式下,当环境噪声低于降噪功能开启门限值Threshold_low时,关闭降噪功能;
当环境噪声处于【Threshold_low,Threshold_middle】范围内,将耳机的降噪等级设置为弱降噪等级;
当环境噪声处于【Threshold_middle,Threshold_high】,将耳机的降噪等级设置为普通降噪等级;
当环境噪声大于Threshold_high,将耳机的降噪等级设置为深度降噪等级。
其中,弱降噪等级对应弱降噪参数,普通降噪等级对应普通降噪参数,深度降噪等级对应深度降噪等级。
降噪处理电路根据设置的降噪等级对应的降噪参数对环境噪声进行降噪处理。
如图13所示,为本申请实施例提供的一种示例性的APP控制界面的示意图。该控制界面包括自动模式开关控制模块。用户也可以根据自身对环境噪声的感知,通过该控制界面控制是否开启自动控制模式,当自动控制模式开启时,耳机将根据环境噪声的大小自动控制主动降噪功能的开关以及设置降噪等级,此时,用户的设置将不再起作用,具体的,在自动控制模式开启的情况下,用户通过拖动降噪等级调节盘或调节条所设置的降噪等级索引将不起作用。
在一种可选的情况中,MCU也可以检测参考麦克风获取的环境噪声的特征信息,并根据该特征信息自动控制主动降噪功能的开关和降噪等级的设置。示例性的,存储器中存储了多组预设噪声特征信息与降噪等级以及降噪参数的对应关系,MCU通过比较环境噪声的特征与预设的噪声特征信息,自动确定与环境噪声相匹配的降噪等级和降噪参数。
示例性的,预设的噪声特征信息包括:安静环境的噪声特征、飞机飞行中的噪声特征、地铁运行的噪声特征、街道环境的噪声特征等;
当环境噪声的特征信息满足安静环境的噪声特征时,则关闭主动降噪功能;
当环境噪声的特征信息满足飞机飞行中的噪声特征时,则将耳机的降噪等级设置为飞机模式降噪等级;
当环境噪声的特征信息满足地铁运行的噪声特征时,则将耳机的降噪等级设置为地铁模式降噪等级;
当环境噪声的特征信息满足街道环境的噪声特征时,则将耳机的降噪等级设置为街道模式降噪等级。
其他环境以此类推,本申请实施例不一一列举。
在一种可选的情况中,用户也可以根据自身对环境噪声的感知,通过APP控制界面控制是否开启自动控制模式,当自动控制模式开启时,耳机将根据环境噪声的特征信息自动控制主动降噪功能的开关以及设置降噪等级,此时,用户通过拖动降噪等级调节盘或调节条所设置的降噪等级索引将不起作用。
如图14所示,为本申请实施例提供的另一种控制界面示意图,该控制界面包括:主动降噪功能开关模块、飞机模式开关模块、地铁模式开关模块和街道模式开关模块,以及降噪等级索引调节模块,用户可以通过该APP控制界面人工选择不同的降噪模式,例如可以选择主动降噪功能,此时,通过转动降噪等级索引调节模块的指示按钮选择具体的降噪参数;或者人工选择采用“地铁模式”、“飞机模式”或者“街道模式”等。可选的,可以通过按钮的方式实现不同模式的选择,也可以通过下拉菜单的方式实现,本申请实施例对此不作限定。
本申请实施例提供的主动降噪耳机,通过检测环境噪声的大小或特征信息,自主确定与环境噪声的大小或特征相适应的降噪等级和降噪参数,降噪效果更灵活,效果更好。
本申请实施例还提供一种调整下行信号的均衡(Equalization,EQ)功能的耳机。EQ功能是指调节播放的音乐信号,使得信号的频率特性均衡或者某些频段更加突出,由于匹配程度不同会使得人耳听到的音乐特性发生相应变化,本申请实施例基于这一原理,根据匹配程度对下行播放音频信号进行均衡调整,通过相应的补偿来弥补因泄露带来的音频特性的变化,减少因泄露带来的音频失真,使得用户听到的音频信号更贴近原始音频信号,。
例如图2和图6所示的耳机可以具有下行EQ功能,此时,由于耳机没有误差麦克风,降噪等级索引是用户通过APP控制界面人工设置并通过蓝牙链路发送给耳机的收发器,主控制单元,用于根据收发器接收的降噪等级索引从均衡参数库中选择对应的均衡滤波器系数。此时,降噪等级索引与降噪参数和均衡参数均有对应关系,其中,降噪等级索引与降噪参数的对应关系存储在降噪参数库中,降噪等级索引与均衡参数的对应关系存储在均衡参数库中,均衡参数库和降噪参数库均存储在存储器中,该均衡参数库基于统计匹配程度和均衡参数的关系得到。
降噪处理电路还包括:均衡滤波器,MCU将选择的均衡滤波器系数写入均衡滤波器系数对应的位置,以实现对均衡滤波器的配置;均衡滤波器基于均衡参数调整下行播放音频信号的EQ。
如图15所示,为不具有误差麦克风的耳机对下行播放音频信号进行EQ调整的方法的信号流向图。
该方法与图5示出的方法相比增加了对下行播放音频信号的EQ调整的步骤,具体的,主控制单元根据收发器获取的降噪等级索引选择对应的降噪参数和均衡参数,其中,MCU将降噪参数写入前馈滤波器的系数对应的位置,将均衡参数写入均衡滤波器的系数对应的位置,前馈滤波器基于降噪参数对环境噪声进行滤波处理,得到反相噪声,均衡滤波器基于均衡参数对下行播放音频信号进行EQ处理,得到EQ处理后的下行播放音频信号;混音处理电路对反相噪声和EQ处理后的下行播放音频信号进行混音之后,得到混音音频信号,该混音音频信号通过扬声器播放到达用户的耳道,用户听到的音频信号经过了降噪和均衡双重处理。其他步骤请参考图5对应的实施例部分的描述,此处不再赘述。
例如图11所示的耳机具有下行EQ功能,此时,耳机具有误差麦克风,降噪等级索引是耳机根据测量匹配程度特征值获取的,MCU用于根据降噪等级索引从均衡参数库中选择对应的均衡参数,根据匹配程度特征值确定的降噪等级索引与降噪参数和均衡参数均有对应关系,其中,降噪等级索引与降噪参数的对应关系存储在降噪参数库中,降噪等级索引与均衡参数的对应关系存储在均衡参数库中,均衡参数库和降噪参数库均存储在存储器中。
降噪处理电路还包括:均衡滤波器,MCU将选择的均衡滤波器系数写入均衡滤波器系数对应的位置,以实现对均衡滤波器的配置;均衡滤波器基于均衡参数调整下行播放音频信号的EQ。
如图16所示,为具有误差麦克风的耳机对下行播放音频信号进行EQ调整的方法的信号流向图。
该方法与图12示出的方法相比增加了对下行播放音频信号的EQ调整的步骤,具体的,主控制单元根据收发器获取的降噪等级索引除了选择对应的降噪参数之外,主控制单元还基于该降噪等级索引从均衡参数库中选择均衡参数,进一步的,MCU将该均衡参数写入均衡滤波器的系数对应的位置。
均衡滤波器基于均衡参数对下行播放音频信号进行EQ处理,得到EQ处理后的下行播放音频信号;
EQ处理后的下行播放音频信号通过补偿滤波器处理之后,与误差麦克风获取的音频信号进行混音,得到误差麦克风噪声信号;
该误差麦克风噪声信号经过FB滤波器处理之后,得到第二反相噪声;
叠加第一反相噪声和第二反相噪声,得到目标反相噪声,其中,第一反相噪声的获取同图12所示的方法;
目标反相噪声和EQ处理后的下行播放音频信号通过混音处理电路之后,得到混音音频信号。其他步骤请参考图12对应的实施例部分的描述,此处不再赘述。
该混音音频信号通过扬声器播放到达用户的耳道,用户听到的音频信号经过了降噪和均衡双重处理,既消除了环境噪声的影响,又补偿了由泄露带来的音频失真,用户听到的音频信号更贴近原始音频信号。
如图17所示,为本申请实施例提供的另一种示例性的耳机结构示意图。
该耳机1700包括:收发器1710、主控制单元1720、降噪处理电路1730、参考麦克风1740、误差麦克风1750和扬声器1760,可选的,该耳机1700还包括:骨声纹传感器1701和语音识别引擎1702、存储器1770、ADC 1780和DAC 1790,降噪处理电路1730包括前馈滤波器1731、反馈(Feed-Backward,FB)滤波器1732和混音处理电路1733,主控制单元1720还包括DSP核1721。在一种可选的情况中,耳机1700的上述各个部分通过连接器相耦合,应当理解,本申请的各个实施例中,耦合是指通过特定方式的相互联系,包括直接相连或者通过其他设备间接相连,例如可以通过各类接口、传输线或总线等相连,这些接口通常是电性通信接口,但是也不排除可能是机械接口或其它形式的接口,本实施例对此不做限定。
与图11所示的耳机相比,图17所示的耳机新增了骨声纹传感器(Bone VoiceSensor)1701和自动语音识别(Automatic Speech Recognition,ASR)引擎1702,其他部分的功能请参考图11对应的实施例的描述,此处不再赘述。
骨声纹传感器1701,用于获取用户的骨声纹特征,该骨声纹特征用于识别用户的身份。
用户在佩戴耳机时进行骨声纹注册,示例性的,用户在佩戴耳机时发出声音,骨声纹传感器1701获取该用户的声音信息,并基于该声音信息提取出骨声纹特征,该骨声纹特征与该用户绑定并存储到耳机的存储器1770中。如果用户选择了降噪参数、透传参数或均衡参数,或者耳机根据匹配程度特征值自主确定了降噪参数、透传参数或均衡参数,则主控制单元1720将该降噪参数、透传参数或均衡参数与该用户绑定,例如可以将降噪参数、透传参数或均衡参数与用户的骨声纹绑定,当该用户再次佩戴该耳机时,该耳机可以通过骨声纹特征识别该用户,并自动使用与该用户绑定的降噪参数、透传参数或均衡参数。
具体的,在骨声纹传感器1701获取用户的骨声纹特征之后,MCU 1720用于确定与用户的骨声纹特征相关联的历史参数,该历史参考可以包括降噪参数、透传参数或均衡参数等,并将该历史参数确定为目标降噪参数、目标透传参数或目标均衡参数。
ASR引擎1702,用于识别用户的语音命令。
该用户的语音命令可以包括:对主动降噪功能、透传功能或均衡功能的控制命令(包括开关和模式的切换等命令),例如可以包括:“打开主动降噪功能”、“关闭主动降噪功能”,“切换到飞行模式”,“降噪等级索引设为10”等关键词,此处不一一列举。
在ASR引擎1702识别出用于的语音命令之后,MCU1720控制降噪处理电路1730进行相应处理。
用户还可以通过ASR引擎1702重新设置降噪参数,实现符合用户的个性化设置。基于语音的控制更方便快捷,能够进一步提升用户的使用体验。
如图2和图6所示的耳机也可以包括骨声纹传感器和ASR引擎,骨声纹传感器和ASR引擎的功能参考图17对应的实施例的描述,此处不再赘述。
本申请实施例还提供一种主动降噪的装置1800,如图18所示。示例性的,该装置可以为耳机处理器芯片。该装置包括:收发器1810、主控制单元1820、降噪处理电路1830、存储器1840、ADC 1850以及DAC 1860,示例性的,降噪处理电路1830包括前馈滤波器1831和混音处理电路1832。在一种可选的情况中,装置1800的上述各个部分通过连接器相耦合,例如可以通过各类接口、传输线或总线等相耦合,这些接口通常是电性通信接口,但是也不排除可能是机械接口或其它形式的接口,本实施例对此不做限定。
其中,主动降噪的装置1800各部分的功能请参考耳机200相对应部分的描述,示例性的,收发器1810请参考收发器250部分的描述,主控制单元1820请参考主控制单元230部分的描述,此处不一一列举。
如图19所示为本申请实施例提供的另一种主动降噪的装置1900,示例性的,该装置可以为耳机处理器芯片。该装置1900包括:收发器1910、主控制单元1920、降噪处理电路1930、存储器1940、ADC 1950以及DAC 1960,示例性的,降噪处理电路1930包括前馈滤波器1931、混音处理电路1932和反馈滤波器1933,该主控制单元1920还可以包括DSP核1921。在一种可选的情况中,装置1900的上述各个部分通过连接器相耦合,例如可以通过各类接口、传输线或总线等相耦合,这些接口通常是电性通信接口,但是也不排除可能是机械接口或其它形式的接口,本实施例对此不做限定。
其中,主动降噪的装置1900各部分的功能请参考耳机1100相对应部分的描述,示例性的,收发器1910请参考收发器1110部分的描述,主控制单元1920请参考主控制单元1120部分的描述,此处不一一列举。
在一种可选的情况中,本申请实施例还提供一种降噪耳机的控制方法,该方法包括:呈现输入界面,在输入界面上提供降噪等级调节模块,该降噪等级调节模块包括多个非均匀排布的降噪等级索引的指示,相邻降噪等级索引的指示之间的间隔与降噪等级的调整步长相关;通过该降噪控制开关接收开关控制信号,该开关控制信号为用户对该降噪耳机的降噪功能的开启或关闭的设置信号;通过该降噪等级调节模块接收用户对降噪等级索引的设置,该降噪等级索引用于指示该降噪耳机的降噪等级。
在一种可能的实施方式中,该方法还包括,当该开关控制信号为用户对该降噪耳机的降噪功能的开启的设置信号时,根据用户对降噪等级索引的设置确定降噪等级索引,根据降噪等级索引从降噪参数库中确定目标降噪参数;基于该目标降噪参数得到目标反相噪声,该目标反相噪声用于减弱或抵消参考麦克风获取的环境噪声。
在一种可能的实施方式中,该方法还包括,对下行播放音频信号与该反相噪声进行混音处理,得到混音音频信号,该混音音频信号经扬声器播放。
在一种可能的实施方式中,该方法还包括:将该开关控制信号和该降噪等级索引通过无线链路发送给该降噪耳机,以使得该降噪耳机基于该开关控制信号开启或关闭降噪功能,以及基于该降噪等级索引调节该耳机的降噪等级。
在一种可能的实施方式中,该输入界面上还提供:透传控制开关和透传等级调节模块,该方法还包括:通过该透传控制开关接收第二开关控制信号,该第二开关控制信号为用户对该降噪耳机的透传功能的开启或关闭的设置信号;通过该透传等级调节模块接收用户对透传等级索引的设置,该透传等级索引用于指示该降噪耳机的透传参数。
在一种可能的实施方式中,该输入界面上还提供:自动模式控制开关和多种降噪场景模式控制开关,该方法还包括:通过该自动模式控制开关接收第三开关控制信号,该第三开关控制信号为用户对该降噪耳机的自动降噪模式的开启或关闭的设置信号;通过该多种降噪场景模式控制开关中的任一个控制开关接收用户对该任一个控制开关对应的降噪场景模式的开启或关闭的设置信号;其中,当该自动模式控制开关打开时,该多种降噪模式控制开关不起作用。
在本申请实施例中涉及的芯片是以集成电路工艺制造在同一个半导体衬底上的系统,也叫半导体芯片,其可以是利用集成电路工艺制作在衬底(通常是例如硅一类的半导体材料)上形成的集成电路的集合,其外层通常被半导体封装材料封装。所述集成电路可以包括各类功能器件,每一类功能器件包括逻辑门电路、金属氧化物半导体(Metal-Oxide-Semiconductor,MOS)晶体管、双极晶体管或二极管等晶体管,也可包括电容、电阻或电感等其他部件。每个功能器件可以独立工作或者在必要的驱动软件的作用下工作,可以实现通信、运算、或存储等各类功能。
本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质,该计算机可读存储介质中存储有指令,当其在计算机或处理器上运行时,使得计算机或处理器执行上述任一个方法中的一个或多个步骤。上述信号处理装置的各组成模块如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在所述计算机可读取存储介质中。
基于这样的理解,本申请实施例还提供一种包含指令的计算机程序产品,当其在计算机或处理器上运行时,使得计算机或处理器执行本申请实施例提供的任一个方法。本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或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一个存储介质中,包括若干指令用以使得一台计算机设备或其中的处理器执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。
以上所述实施例仅用以说明本申请的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。例如,装置实施例中的一些具体操作可以参考之前的方法实施例。

Claims (40)

1.一种降噪装置,其特征在于,所述装置包括:主控制单元MCU和降噪处理电路;
所述MCU,用于根据接收的或确定的目标降噪等级索引,从降噪参数库中确定目标降噪参数,所述降噪参数库中包括降噪等级索引与降噪参数的对应关系;所述目标降噪等级索引与耳机和用户耳道的匹配程度有关,所述降噪等级索引用于指示与所述匹配程度相适应的降噪参数;所述匹配程度由以下表征:主路径传递函数PP与次级通道传递函数SP的幅频响应的比值;所述PP为从参考麦克风到误差麦克风的传递函数,所述SP为扬声器到所述误差麦克风的传递函数;
所述降噪处理电路,用于基于所述目标降噪参数得到目标反相噪声,所述目标反相噪声用于减弱或抵消所述参考麦克风获取的环境噪声;
所述降噪处理电路,还用于对下行播放音频信号与所述反相噪声进行混音处理,得到混音音频信号,所述混音音频信号经所述扬声器播放。
2.根据权利要求1所述的降噪装置,其特征在于,所述降噪参数库基于对所述匹配程度与降噪参数的关系统计得到,所述降噪等级索引反映所述匹配程度的大小。
3.根据权利要求1或2所述的降噪装置,其特征在于,所述MCU具体用于:
根据接收的用户通过输入界面设置的所述目标降噪等级索引,从所述降噪参数库中选择所述目标降噪参数。
4.根据权利要求1或2所述的降噪装置,其特征在于,还包括:所述参考麦克风,用于获取所述环境噪声;以及收发器,
用于接收所述目标降噪等级索引,所述目标降噪等级索引由用户通过输入界面设置的并通过无线链路传送给所述收发器;
所述MCU,具体用于根据所述收发器接收的所述目标降噪等级索引从所述降噪参数库中选取所述目标降噪参数。
5.根据权利要求1或2所述的降噪装置,其特征在于,还包括:所述参考麦克风、所述扬声器和所述误差麦克风;
所述MCU或所述降噪处理电路,还用于根据匹配程度特征值确定所述目标降噪等级索引,所述匹配程度特征值用于指示所述匹配程度;
所述MCU,具体用于根据确定的所述目标降噪等级索引从降噪参数库中选取所述目标降噪参数;
其中,所述匹配程度特征值由所述MCU或所述降噪处理电路根据所述PP与所述SP的关系确定。
6.根据权利要求5所述的降噪装置,其特征在于,所述误差麦克风与所述扬声器的距离为第一距离,所述参考麦克风与所述扬声器的距离为第二距离,所述第一距离小于所述第二距离。
7.根据权利要求5所述的降噪装置,其特征在于,所述匹配程度特征值为所述PP与所述SP的幅频响应的比值;
所述MCU或所述降噪处理电路具体用于,当所述PP与所述SP的幅频响应的比值满足预设条件时,确定所述预设条件对应的降噪等级索引值为所述目标降噪等级索引。
8.根据权利要求5所述的降噪装置,其特征在于,所述MCU具体用于:
预设N组降噪等级索引值因子L(1)至L(N);
确定所述N组降噪等级索引值因子中使得PP与L(i)*SP最接近的i为所述目标降噪等级索引,其中,1≤i≤N。
9.根据权利要求1或2所述的降噪装置,其特征在于,所述降噪处理电路包括前馈FF滤波器组,所述目标降噪参数包括FF滤波系数;
所述FF滤波器组根据所述FF滤波系数对所述环境噪声进行处理,得到所述目标反相噪声。
10.根据权利要求5所述的降噪装置,其特征在于,所述降噪处理电路包括前馈FF滤波器组和反馈FB滤波器组,所述降噪参数包括FF滤波系数和FB滤波系数;
所述FF滤波器组根据所述FF滤波系数对所述环境噪声进行处理,得到第一反相噪声;
所述降噪处理电路中的所述FB滤波器组根据所述FB滤波系数对所述误差麦克风的噪声信号进行处理,得到第二反相噪声,所述误差麦克风的噪声信号为所述下行播放音频信号补偿滤波之后与所述误差麦克风获取的音频信号进行混音得到的;
叠加所述第一反相噪声和所述第二反相噪声,得到所述目标反相噪声。
11.根据权利要求1或2所述的降噪装置,其特征在于,所述目标降噪等级索引还用于指示与所述匹配程度相适应的均衡参数,所述MCU还用于:
根据所述目标降噪等级索引从均衡参数库中选取目标均衡参数;
所述降噪处理电路,还用于基于所述目标均衡参数调整所述下行播放音频信号的均衡EQ。
12.根据权利要求11所述的降噪装置,其特征在于,所述均衡参数库基于对所述匹配程度和所述均衡参数的关系统计得到,所述均衡参数库中包括所述降噪等级索引与均衡参数的对应关系,所述降噪等级索引反映所述匹配程度的大小,其中,第一降噪等级索引对应的均衡参数与所述第一降噪等级索引对应的匹配程度相适应。
13.根据权利要求3所述的降噪装置,其特征在于,所述输入界面上呈现的多个降噪等级索引的指示是非均匀排布的,相邻降噪等级索引指示之间的间隔与所述降噪等级索引对应的降噪等级的调整步长相关。
14.根据权利要求13所述的降噪装置,其特征在于,所述输入界面上设置有预设降噪等级索引,在第一降噪等级范围内,相邻降噪等级索引之间的间隔大于在第二降噪等级范围内的相邻降噪等级索引之间的间隔,所述第一降噪等级范围内的降噪等级索引小于所述预设降噪等级索引,所述第二降噪等级范围内的降噪等级索引大于等于所述预设降噪等级索引。
15.根据权利要求1或2所述的降噪装置,其特征在于,还包括:骨声纹传感器,用于获取所述用户的骨声纹特征;
所述MCU还用于:
将根据所述接收的或确定的目标降噪等级索引确定的所述目标降噪参数与所述用户的骨声纹特征相关联;
所述MCU还用于:
确定历史参数库中是否存在所述骨声纹特征,所述历史参数库中包括骨声纹特征与历史目标降噪参数的关联关系;
当所述历史参数库中存在所述骨声纹特征,则确定与所述骨声纹特征相关联的历史目标降噪参数为所述目标降噪参数。
16.根据权利要求1或2所述的降噪装置,其特征在于,还包括:语音识别引擎,用于识别语音命令;
所述MCU,还用于在所述语音识别引擎识别到所述语音命令时,基于所述语音命令确定所述目标降噪参数;或者,
所述MCU,还用于在所述语音识别引擎识别到所述语音命令时,基于所述语音命令打开降噪功能或关闭降噪功能。
17.根据权利要求1或2所述的降噪装置,其特征在于,所述MCU还用于:确定目标透传参数,所述目标透传参数与所述匹配程度相关;
所述降噪处理电路还用于:
基于所述目标透传参数对所述参考麦克风获取的音频信号进行透传处理,得到有用音频信号的补偿音频信号,所述参考麦克风获取的音频信号包括所述环境噪声和所述有用音频信号;
对所述下行播放音频信号、所述反相噪声和所述补偿音频信号进行混音处理,得到所述混音音频信号。
18.一种降噪装置,其特征在于,所述装置包括:主控制单元MCU和降噪处理电路;
所述MCU,用于根据匹配程度特征值确定目标降噪参数,所述匹配程度特征值用于指示耳机与用户耳道的匹配程度;
所述降噪处理电路,用于基于所述目标降噪参数得到目标反相噪声,所述目标反相噪声用于减弱或抵消参考麦克风获取的环境噪声;
所述降噪处理电路,还用于对下行播放音频信号与所述反相噪声进行混音处理,得到混音音频信号,所述混音音频信号经扬声器播放;
其中,所述匹配程度特征值由所述MCU或所述降噪处理电路根据主路径传递函数PP与次级通道传递函数SP的幅频响应的比值确定,所述PP为从所述参考麦克风到误差麦克风的传递函数,所述SP为所述扬声器到所述误差麦克风的传递函数。
19.根据权利要求18所述的装置,其特征在于,所述MCU具体用于:
根据所述匹配程度特征值从降噪参数库中,选择与所述匹配程度特征值对应的所述目标降噪参数,所述降噪参数库中包括匹配程度特征值与降噪参数的对应关系。
20.一种降噪耳机的控制方法,其特征在于,所述方法包括:
呈现输入界面,在输入界面上提供降噪等级调节模块,所述降噪等级调节模块包括多个非均匀排布的降噪等级索引的指示,相邻降噪等级索引的指示之间的间隔与降噪等级的调整步长相关;
通过降噪控制开关接收开关控制信号,所述开关控制信号为用户对所述降噪耳机的降噪功能的开启或关闭的设置信号;
通过所述降噪等级调节模块接收用户对降噪等级索引的设置,所述降噪等级索引用于指示所述降噪耳机的降噪等级;所述降噪等级索引与耳机和用户耳道的匹配程度有关,所述降噪等级索引用于指示与所述匹配程度相适应的降噪参数,所述匹配程度由以下表征:主路径传递函数PP与次级通道传递函数SP的幅频响应的比值;所述PP为从参考麦克风到误差麦克风的传递函数,所述SP为扬声器到所述误差麦克风的传递函数。
21.根据权利要求20所述的方法,其特征在于,所述方法还包括,当所述开关控制信号为用户对所述降噪耳机的降噪功能的开启的设置信号时,根据用户对降噪等级索引的设置确定降噪等级索引,根据降噪等级索引从降噪参数库中确定目标降噪参数;基于所述目标降噪参数得到目标反相噪声,所述目标反相噪声用于减弱或抵消参考麦克风获取的环境噪声。
22.根据权利要求21所述的方法,其特征在于,所述方法还包括,对下行播放音频信号与所述反相噪声进行混音处理,得到混音音频信号,所述混音音频信号经所述扬声器播放。
23.根据权利要求20所述的方法,其特征在于,还包括:
将所述开关控制信号和所述降噪等级索引通过无线链路发送给所述降噪耳机,以使得所述降噪耳机基于所述开关控制信号开启或关闭降噪功能,以及基于所述降噪等级索引调节所述耳机的降噪等级。
24.根据权利要求20,21或23任一项所述的方法,其特征在于,所述输入界面上还提供:透传控制开关和透传等级调节模块,所述方法还包括:
通过所述透传控制开关接收第二开关控制信号,所述第二开关控制信号为用户对所述降噪耳机的透传功能的开启或关闭的设置信号;
通过所述透传等级调节模块接收用户对透传等级索引的设置,所述透传等级索引用于指示所述降噪耳机的透传参数。
25.根据权利要求20,21 或23任一项所述的方法,其特征在于,所述输入界面上还提供:自动模式控制开关和多种降噪场景模式控制开关,所述方法还包括:
通过所述自动模式控制开关接收第三开关控制信号,所述第三开关控制信号为用户对所述降噪耳机的自动降噪模式的开启或关闭的设置信号;
通过所述多种降噪场景模式控制开关中的任一个控制开关接收用户对所述任一个控制开关对应的降噪场景模式的开启或关闭的设置信号;
其中,当所述自动模式控制开关打开时,所述多种降噪场景模式控制开关不起作用。
26.一种降噪方法,其特征在于,所述方法包括:
根据接收的或确定的目标降噪等级索引,从降噪参数库中确定目标降噪参数,所述降噪参数库中包括降噪等级索引与降噪参数的对应关系;所述目标降噪等级索引与耳机和用户耳道的匹配程度有关,所述降噪等级索引用于指示与所述匹配程度相适应的降噪参数;所述匹配程度由以下表征:主路径传递函数PP与次级通道传递函数SP的幅频响应的比值;所述PP为从参考麦克风到误差麦克风的传递函数,所述SP为扬声器到所述误差麦克风的传递函数;
基于所述目标降噪参数得到目标反相噪声,所述目标反相噪声用于减弱所述参考麦克风获取的环境噪声;
对下行播放音频信号与所述反相噪声进行混音处理,得到混音音频信号。
27.根据权利要求26所述的方法,其特征在于,所述降噪参数库基于对所述匹配程度与降噪参数的关系统计得到,所述降噪等级索引反映所述匹配程度的大小。
28.根据权利要求26或27所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
接收所述目标降噪等级索引,所述目标降噪等级索引由用户通过输入界面设置,并通过无线链路传送给耳机的收发器;
根据所述收发器接收的所述目标降噪等级索引从所述降噪参数库中选取所述目标降噪参数。
29.根据权利要求26或27所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
根据匹配程度特征值确定所述目标降噪等级索引,所述匹配程度特征值用于指示所述匹配程度;
根据确定的所述目标降噪等级索引从降噪参数库中选取所述目标降噪参数;
其中,所述匹配程度特征值由MCU或降噪处理电路根据所述PP与所述SP的关系确定。
30.根据权利要求29所述的方法,其特征在于,所述匹配程度特征值为所述PP与所述SP的幅频响应的比值;
所述根据匹配程度特征值确定所述目标降噪等级索引,具体包括:
当所述PP与所述SP的幅频响应的比值满足预设条件时,确定所述预设条件对应的降噪等级索引值为所述目标降噪等级索引。
31.根据权利要求29所述的方法,其特征在于,所述根据匹配程度特征值确定所述目标降噪等级索引,具体包括:
预设N组降噪等级索引值因子L(1)至L(N);
确定所述N组降噪等级索引值因子中使得PP与L(i)*SP最接近的i为所述目标降噪等级索引,其中,1≤i≤N。
32.根据权利要求26或27所述的方法,其特征在于,所述目标降噪参数包括FF滤波系数,所述基于所述目标降噪参数得到目标反相噪声,具体包括:
根据所述FF滤波系数对所述环境噪声进行处理,得到所述目标反相噪声。
33.根据权利要求29所述的方法,其特征在于,所述降噪参数包括FF滤波系数和FB滤波系数,所述基于所述目标降噪参数得到目标反相噪声,具体包括:
根据所述FF滤波系数对所述环境噪声进行处理,得到第一反相噪声;
根据所述FB滤波系数对误差麦克风的噪声信号进行处理,得到第二反相噪声,所述误差麦克风的噪声信号为所述下行播放音频信号补偿滤波之后与所述误差麦克风获取的音频信号进行混音得到的;
叠加所述第一反相噪声和所述第二反相噪声,得到所述目标反相噪声。
34.根据权利要求26或27所述的方法,其特征在于,所述目标降噪等级索引还用于指示与所述匹配程度相适应的均衡参数,所述方法还包括:
根据所述目标降噪等级索引从均衡参数库中选取目标均衡参数;
基于所述目标均衡参数调整所述下行播放音频信号的均衡EQ。
35.根据权利要求34所述的方法,其特征在于,所述均衡参数库基于对所述匹配程度和所述均衡参数的关系统计得到,所述降噪等级索引反映所述匹配程度的大小,其中,第一降噪等级索引对应的均衡参数与所述第一降噪等级索引对应的匹配程度相适应。
36.根据权利要求26或27所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
获取所述用户的骨声纹特征;
将根据所述接收的或确定的目标降噪等级索引确定的所述目标降噪参数与所述用户的骨声纹特征相关联;所述方法还包括:
确定历史参数库中是否存在所述骨声纹特征,所述历史参数库中包括骨声纹特征与历史目标降噪参数的关联关系;
当所述历史参数库中存在所述骨声纹特征,则确定与所述骨声纹特征相关联的历史目标降噪参数为所述目标降噪参数。
37.根据权利要求26或27所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
在语音识别引擎识别到语音命令时,基于所述语音命令确定所述目标降噪参数;或者,
在所述语音识别引擎识别到所述语音命令时,基于所述语音命令打开降噪功能或关闭降噪功能。
38.根据权利要求26或27所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
确定目标透传参数,所述目标透传参数与所述匹配程度相关;
基于所述目标透传参数对所述参考麦克风获取的音频信号进行透传处理,得到有用音频信号的补偿音频信号,所述参考麦克风获取的音频信号包括所述环境噪声和所述有用音频信号;
对所述下行播放音频信号、所述反相噪声和所述补偿音频信号进行混音处理,得到所述混音音频信号。
39.一种降噪的方法,其特征在于,包括:
根据匹配程度特征值确定目标降噪参数,所述匹配程度特征值用于指示耳机与用户耳道的匹配程度;
基于所述目标降噪参数得到目标反相噪声,所述目标反相噪声用于减弱或抵消参考麦克风获取的环境噪声;
对下行播放音频信号与所述反相噪声进行混音处理,得到混音音频信号,所述混音音频信号经扬声器播放;
其中,所述匹配程度特征值由MCU或降噪处理电路根据主路径传递函数PP与次级通道传递函数SP的幅频响应的比值确定,所述PP为从所述参考麦克风到误差麦克风的传递函数,所述SP为所述扬声器到所述误差麦克风的传递函数。
40.根据权利要求39所述的方法,其特征在于,所述根据匹配程度特征值确定目标降噪参数,具体包括:
根据所述匹配程度特征值从降噪参数库中,选择与所述匹配程度特征值对应的所述目标降噪参数,所述降噪参数库中包括匹配程度特征值与降噪参数的对应关系。
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