CN113473293B - 系数确定方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本申请实施例提供的一种系数确定方法及装置,该方法包括:获取第一麦克风采集的第一音频信号、第二麦克风采集得到的第二音频信号、以及输入至扬声器的第三音频信号。根据扬声器至第二麦克风的第一传输路径,确定目标延时系数。根据目标延时系数和第一音频信号更新第一滤波器的滤波器系数,并通过第一滤波器对第一音频信号进行处理,得到第一滤波信号。根据目标延时系数、第二音频信号和第三音频信号更新第二滤波器的滤波器系数,并通过第二滤波器对第二音频信号和第三音频信号进行滤波处理,得到第二滤波信号。根据第一滤波信号和第二滤波信号对降噪耳机进行降噪处理。通过目标延时系数更新滤波器系数,从而可以降低信号处理通路的时延。

Description

系数确定方法及装置
技术领域
本申请实施例涉及主动降噪技术领域,尤其涉及一种系数确定方法及装置。
背景技术
主动降噪技术是通过次级声源发出与噪声声波相位相反,幅值相等的消噪声波,消噪声波与噪声声波发生干涉,使得噪声消除。
在主动降噪技术中,存在一种实现方式是自适应混合式主动降噪,在自适应混合式主动降噪中,通常需要确定自适应滤波器的权系数,相关技术中在确定权系数的过程中,通常都是通过建模得到次级通道的模型系数,之后根据次级通道的模型系数进行处理,从而得到滤波器的权系数。
然而,通过建模得到的次级通道的模型系数,通常阶数都比较高,从而会导致确定滤波器权系数的计算量较大,进而增加了自适应混合式主动降噪系统的权系数迭代收敛的延时,进而影响了降噪性能。
发明内容
本申请实施例提供一种系数确定方法及装置,以减少确定滤波器权系数的计算量,降低信号处理通路的时延。
第一方面,本申请实施例提供一种系数确定方法,其特征在于,应用于降噪耳机,所述降噪耳机的耳廓外设置有第一麦克风,所述降噪耳机的耳廓内设置有第二麦克风和扬声器,包括:
获取所述第一麦克风采集的第一音频信号、所述第二麦克风采集得到的第二音频信号、以及输入至所述扬声器的第三音频信号;
根据所述扬声器至所述第二麦克风的第一传输路径,确定目标延时系数,所述目标延时系数为待延时的音频采样点的数量;
根据所述目标延时系数和所述第一音频信号更新第一滤波器的滤波器系数,并通过所述第一滤波器对所述第一音频信号进行处理,得到第一滤波信号;
根据所述目标延时系数、所述第二音频信号和所述第三音频信号更新第二滤波器的滤波器系数,并通过所述第二滤波器对所述第二音频信号和所述第三音频信号进行滤波处理,得到第二滤波信号;
根据所述第一滤波信号和所述第二滤波信号对所述降噪耳机进行降噪处理。
在一种可能的设计中,所述根据所述目标延时系数和所述第一音频信号更新第一滤波器的滤波器系数,包括:
根据所述目标延时系数对所述第一音频信号进行延时处理,得到第一延时信号;
根据所述第一延时信号和所述第二音频信号,确定第一滤波器系数;
将所述第一滤波器的滤波器系数更新为所述第一滤波器系数。
在一种可能的设计中,所述根据所述目标延时系数、所述第二音频信号和所述第三音频信号更新第二滤波器的滤波器系数,包括:
根据所述第二音频信号和所述第三音频信号,确定第四音频信号;
根据所述目标延时系数对所述第四音频信号进行延时处理,得到第二延时信号;
根据所述第二延时信号和所述第二音频信号,确定第二滤波器系数;
将所述第二滤波器的滤波器系数更新为所述第二滤波器系数。
在一种可能的设计中,所述根据所述第二音频信号和所述第三音频信号,确定第四音频信号,包括:
确定所述第一传输路径对应的次级通道模型系数;
通过所述次级通道模型系数对所述第三音频信号进行处理,得到第五音频信号;
对所述第二音频信号和所述第五音频信号进行融合处理,得到所述第四音频信号。
在一种可能的设计中,所述根据所述第一滤波信号和所述第二滤波信号对所述降噪耳机进行降噪处理,包括:
对所述第一滤波信号和所述第二滤波信号进行融合处理,得到第三滤波信号;
通过所述扬声器播放所述第三滤波信号,以实现对所述降噪耳机进行降噪处理。
在一种可能的设计中,所述根据所述扬声器至所述第二麦克风的第一传输路径,确定目标延时系数,包括:
获取扫频信号中的各个预设频率各自对应的第一相位变化值,所述第一相位变化值为所述预设频率的信号在所述第一传输路径传输前后的相位变化值;
确定多个待选延时系数;
根据所述扫频信号中的各个预设频率各自对应的第一相位变化值,在所述多个待选延时系数中确定所述目标延时系数。
在一种可能的设计中,所述根据所述扫频信号中的各个预设频率各自对应的第一相位变化值,在所述多个待选延时系数中确定所述目标延时系数,包括:
获取每个所述待选延时系数各自对应的相频响应曲线,所述相频响应曲线中包括各所述预设频率各自对应的第二相位变化值;
根据各所述预设频率各自对应的第一相位变化值和各所述预设频率各自对应的第二相位变化值,在所述多个待选延时系数中确定所述目标延时系数。
在一种可能的设计中,预设频率fi对应的第二相位变化值,与所述预设频率fi对应的第一相位变化值之间的差值在预设范围内,所述fi为第i个预设频率,所述i为整数,所述i大于或等于1,且小于或等于所述N。
第二方面,本申请实施例提供一种系数确定装置,其特征在于,应用于降噪耳机,所述降噪耳机的耳廓外设置有第一麦克风,所述降噪耳机的耳廓内设置有第二麦克风和扬声器,包括:
获取模块,用于获取所述第一麦克风采集的第一音频信号、所述第二麦克风采集得到的第二音频信号、以及输入至所述扬声器的第三音频信号;
确定模块,用于根据所述扬声器至所述第二麦克风的第一传输路径,确定目标延时系数,所述目标延时系数为待延时的音频采样点的数量;
第一处理模块,用于根据所述目标延时系数和所述第一音频信号更新第一滤波器的滤波器系数,并通过所述第一滤波器对所述第一音频信号进行处理,得到第一滤波信号;
第二处理模块,用于根据所述目标延时系数、所述第二音频信号和所述第三音频信号更新第二滤波器的滤波器系数,并通过所述第二滤波器对所述第二音频信号和所述第三音频信号进行滤波处理,得到第二滤波信号;
降噪处理模块,用于根据所述第一滤波信号和所述第二滤波信号对所述降噪耳机进行降噪处理。
在一种可能的设计中,所述第一处理模块具体用于:
根据所述目标延时系数对所述第一音频信号进行延时处理,得到第一延时信号;
根据所述第一延时信号和所述第二音频信号,确定第一滤波器系数;
将所述第一滤波器的滤波器系数更新为所述第一滤波器系数。
在一种可能的设计中,所述第二处理模块具体用于:
根据所述第二音频信号和所述第三音频信号,确定第四音频信号;
根据所述目标延时系数对所述第四音频信号进行延时处理,得到第二延时信号;
根据所述第二延时信号和所述第二音频信号,确定第二滤波器系数;
将所述第二滤波器的滤波器系数更新为所述第二滤波器系数。
在一种可能的设计中,所述第二处理模块具体用于:
确定所述第一传输路径对应的次级通道模型系数;
通过所述次级通道模型系数对所述第三音频信号进行处理,得到第五音频信号;
对所述第二音频信号和所述第五音频信号进行融合处理,得到所述第四音频信号。
在一种可能的设计中,所述降噪处理模块具体用于:
对所述第一滤波信号和所述第二滤波信号进行融合处理,得到第三滤波信号;
通过所述扬声器播放所述第三滤波信号,以实现对所述降噪耳机进行降噪处理。
在一种可能的设计中,所述确定模块具体用于:
获取扫频信号中的各个预设频率各自对应的第一相位变化值,所述第一相位变化值为所述预设频率的信号在所述第一传输路径传输前后的相位变化值;
确定多个待选延时系数;
根据所述扫频信号中的各个预设频率各自对应的第一相位变化值,在所述多个待选延时系数中确定所述目标延时系数。
在一种可能的设计中,所述确定模块具体用于:
获取每个所述待选延时系数各自对应的相频响应曲线,所述相频响应曲线中包括各所述预设频率各自对应的第二相位变化值;
根据各所述预设频率各自对应的第一相位变化值和各所述预设频率各自对应的第二相位变化值,在所述多个待选延时系数中确定所述目标延时系数。
在一种可能的设计中,预设频率fi对应的第二相位变化值,与所述预设频率fi对应的第一相位变化值之间的差值在预设范围内,所述fi为第i个预设频率,所述i为整数,所述i大于或等于1,且小于或等于所述N。
第三方面,本申请实施例提供一种系数确定设备,包括:
存储器,用于存储程序;
处理器,用于执行所述存储器存储的所述程序,当所述程序被执行时,所述处理器用于执行如上第一方面以及第一方面各种可能的设计中任一所述的方法。
第四方面,本申请实施例提供一种计算机可读存储介质,包括指令,当其在计算机上运行时,使得计算机执行如上第一方面以及第一方面各种可能的设计中任一所述的方法。
第五方面,本申请实施例提供一种计算机程序产品,包括计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现如上第一方面以及第一方面各种可能的设计中任一所述的方法。
本申请实施例提供的一种系数确定方法及装置,该方法包括:获取第一麦克风采集的第一音频信号、第二麦克风采集得到的第二音频信号、以及输入至扬声器的第三音频信号。根据扬声器至第二麦克风的第一传输路径,确定目标延时系数,目标延时系数为待延时的音频采样点的数量。根据目标延时系数和第一音频信号更新第一滤波器的滤波器系数,并通过第一滤波器对第一音频信号进行处理,得到第一滤波信号。根据目标延时系数、第二音频信号和第三音频信号更新第二滤波器的滤波器系数,并通过第二滤波器对第二音频信号和第三音频信号进行滤波处理,得到第二滤波信号。根据第一滤波信号和第二滤波信号对降噪耳机进行降噪处理。通过第二麦克风和扬声器之间的次级传输路径,确定目标延时系数,其中的目标延时系数为待延时的音频采样点的数量,然后根据目标延时系数对第一滤波器和第二滤波器的滤波器系数进行自适应更新,从而可以显著减小计算量,以降低信号处理通路的时延,进而提升降噪性能。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的主动降噪技术的声波相消示意图;
图2为本申请实施例提供的混合主动降噪的实现示意图;
图3为本申请实施例提供的参数处理方法的流程图;
图4为本申请实施例提供的系数确定方法的流程图二;
图5为本申请实施例提供的混合主动降噪的处理过程示意图;
图6为本申请实施例提供的系数确定方法的流程图三;
图7为本申请实施例提供的理想次级通道相频响应的实现示意图;
图8为本申请实施例提供的延时系数相频响应的实现示意图;
图9为本申请实施例提供的理想次级通道与延时系数的相位差示意图;
图10为本申请实施例提供的系数确定装置的结构示意图;
图11为本申请实施例提供的系数确定设备的硬件结构示意图。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例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作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。
为了更好的理解本申请的技术方案,下面对本申请所涉及的相关技术进行详细介绍。
随着社会的发展,噪音问题越来越引起人们的重视,过大的噪音会让人们的生活受到干扰甚至损害健康,如何有效地阻隔噪音成为一个需要迫切解决的问题,目前,使用降噪系统可以在一定程度上实现对噪音的阻隔。
降噪系统按照其所采用的降噪方法的不同,主要分为两种,即被动降噪和主动降噪(Active Noise Control,ANC)。
其中,被动降噪主要通过隔音材料来阻挡外界噪声。但是由于噪声没有经过降噪电路芯片处理,一般只能阻隔高频噪声,对低频噪声降噪效果不明显。
主动降噪则通过降噪系统产生与外界噪声相等的反相声波,将噪声中和,从而实现降噪的效果。
主动降噪技术,也可以称为有源消声技术,其原理是:所有听到的声音都是声波,都由一定的频谱构成。如果可以找到一个声波,其频谱与所要消除的噪声幅值相等,相位刚好相反(相差180°),两者叠加就可以将噪声完全抵消掉。
基于上述介绍可以理解的是,实际上主动降噪技术的理论基础是声波相消理论,也就是说当两列声波同时在同一媒质中传播并在某处相遇时,任意点上的振动将是二者引起振动的叠加,该现象被称为声波干涉。
若两列声波具有相同频率及固定相位差,当其传播到同一位置时,若出现同相振动则会产生相长干涉,若出现反相振动则会出现相消干涉。
基于声波相消干涉原理来实现噪声能量的抵消,这即为主动噪声控制的物理基础。
在实际应用中,可通过自适应数字处理器与电声器件相搭配的方式来辅助生成反相抵消声波,进而实现初级噪声的有效抑制。
例如可以结合图1理解主动降噪技术中噪声的消除,图1为本申请实施例提供的主动降噪技术的声波相消示意图。
如图1所示,在图1中示意出了初级噪声,其中初级噪声是原始噪声信号,以及在图1中还示意出了次级噪声,次级噪声是扬声器生成的噪声信号,用来抵消原始噪声信号,参见图1,在初级噪声和次级噪声抵消之后,剩余的就是残余噪声。
可以理解的是,在实现完全降噪的时候,残余噪声应该为0,但是在实际实现过程中,受制于设备以及技术的限制,噪声往往无法被完全消除,因此可能存在一定程度的残余噪声,残余噪声越小,也就表示降噪的效果越好。
基于上述介绍的主动降噪的相关概念以及主动降噪的原理,下面以降噪耳机为例,对主动降噪的几种分类进行介绍,在实际实现过程中,本申请提供的方法可以应用于任一种自适应混合式ANC系统上,不仅限于降噪耳机,例如还可以应用于汽车的主动降噪,此处以耳机为例进行说明,其余各种应用的实现方式类似,此处不再赘述。
根据麦克风的位置,可以将主动降噪细分为前馈主动降噪(Feedforward ANC),反馈主动降噪(Feedback ANC)以及混合式主动降噪(Hybrid ANC),其中,混合式主动降噪其实就是前馈主动降噪加上反馈主动降噪。
本申请提供的系数确定方法,主要涉及混合式主动降噪,下面结合图2对混合式主动降噪的实现方式进行说明,图2为本申请实施例提供的混合主动降噪的实现示意图。
如图2所示,混合式主动降噪实际上就是结合了前馈主动降噪和反馈主动降噪,在混合式主动降噪中,同时包括了采样麦克风(Ref mic)和误差麦克风(Error mic),同时应用了上述介绍的前馈主动降噪和反馈主动降噪。
其中,前馈主动降噪可以消减采样麦克风检测到的原始噪声相关的噪声,反馈主动降噪则可以消除误差麦克风检测到的误差噪声,两者结合使用,可以增强有源噪声控制系统的灵活性,从而比使用单一结构获得更好的降噪效果。
在混合主动降噪技术中,具体可以细分为非自适应混合主动降噪和自适应混合主动降噪,在自适应混合主动降噪中,前馈滤波器和反馈滤波器的滤波器权系数可以随着当前噪音的变化实时的进行适应性的调整,而在非自适应混合主动降噪中,滤波器的权系数则不会适应性的调整。
其中,无论是非自适应混合主动降噪,还是自适应混合式主动降噪,其具体的实现方式也就是上述介绍的前馈主动降噪和反馈主动降噪的结合,本申请提供的技术方案主要涉及自适应混合主动降噪。
例如可以结合下述介绍的过程理解混合主动降噪的实现过程,具体的:参考麦克风可以采集环境噪声x(n),经过前馈滤波器处理之后,得到前馈滤波器输出的信号y(n);以及,可以通过误差麦克风获取经相消干涉后的残余噪声e(n),并将其送入到反馈滤波器,经过反馈滤波器的处理之后,得到反馈滤波器输出的信号y(n),之后将前馈滤波器输出的信号y(n)和反馈滤波器输出的信号y(n)进行求和处理,得到求和输出信号,然后通过扬声器播放该求和输出信号,从而可以实现混合主动降噪,在该过程中,同时包括了前馈主动降噪的处理和反馈主动降噪的处理。
因此在混合主动降噪的处理结构中,同时包括了前馈滤波器和反馈滤波器,所以说混合式ANC系统是结合前馈ANC和反馈ANC系统的优点构成的,具有降噪效果好、适用范围广等特点。
上述结合图2介绍了混合主动降噪的实现方式,基于上述介绍可以确定的是,上述过程中涉及到了次级通道,实际上在声波的传输过程中,存在两个重要的声学路径,其中声学路径也可以理解为声学传递函数,分别是主通道和次级通道,此处对主通道和次级通道进行介绍。
其中,主通道(Primary path,P(z))是指噪声声源到人耳的声学传递方程,在降噪耳机中,实际上指的就是噪声声源到参考麦克风的声学传递方程。
以及,次级通道(Secondary path,S(z))是指耳机的喇叭到人耳的声学传递方程,在降噪耳机中,实际上指的就是扬声器到参考麦克风的声学传递方程。
同时值得说明的是,在实际应用过程中,真实的次级通道往往无法明确得知,所以一般会针对次级通道进行自适应建模,得到估计的次级通道模型系数s^(n),采用次级通道模型系数s^(n)实现对次级通道的估计。
在上述介绍的各项内容的基础上,下面对本申请所涉及的技术背景进行简单说明,基于上述介绍可以确定的是,在自适应主动降噪的处理过程中,需要对滤波器权系数进行更新,以保证滤波器输出的信号可以自适应当前的实时情况。
由于自适应混合式ANC系统需要同时设计前馈滤波器和反馈滤波器,导致系统的运算量显著增大,相应地增加了系统信号处理通路的延迟,这对自适应反馈ANC系统的硬件或软件实现提出了严格的要求,若可以将信号处理时间尽可能的缩短,则可以确保更佳的降噪效果。
目前主动降噪耳机提供的降噪方案,大多是为耳机设定多组匹配相应噪声场景的固定滤波器系数。其中自适应混合式ANC系统的滤波器权系数的迭代方法,大多是通过建模预先得到次级通道的模型系数
Figure BDA0003141706080000101
之后分别将前馈滤波器和反馈滤波器的输入信号,经过次级通道模型系数
Figure BDA0003141706080000102
得到次级通道模型滤波后的前馈输入信号和反馈输入信号。
然后将前馈输入信号与设置在耳机内部的误差麦克风采集到的误差信号,利用梯度下降算法得到前馈滤波器的权系数,以及,将反馈输入信号与设置在耳机内部的误差麦克风采集到的误差信号,利用梯度下降算法得到反馈滤波器的权系数,这一类方法统称为滤波x最小均方(Filtered Least mean squared,FxLMS)算法。
但是,通过建模得到的次级通道模型系数,无论其为有限脉冲响应(FiniteImpulse Response,FIR)形式的滤波器或是无限脉冲响应(Infinite Impulse Response,IIR)形式的滤波器,阶数都相对较高,导致在设计自适应混合式ANC系统的滤波器权系数时,计算量非常大,增加了信号处理通路的延时,致使降噪效果不佳。
针对现有技术中的问题,本申请提出了如下技术构思:因为次级通道模型系数的处理目的,就是为了保证误差信号在时间上和参考信号可以正确对齐,以补偿次级通道的延时影响,因此可以直接确定延时的采样点的数量,之后根据延时的采样点的数量进行延时处理,同样可以有效实现对滤波器权系数的确定,从而可以在保证降噪性能的前提下,显著减小计算量,进而有效降低信号处理通路的时延。
下面结合具体的实施例对本申请提供的参数处理方法进行介绍,在具体介绍之前,首先对本申请提供的方法的应用场景进行介绍,本申请实施例提供的系数确定方法应用于降噪耳机,在降噪耳机的耳廓外设置有第一麦克风,也就是上述实施例中介绍的参考麦克风,用于采集耳机外部的噪声信号,以及在降噪耳机的耳廓内部设置有第二麦克风,也就是上述实施例中介绍的误差麦克风,用于采集耳机内部的噪声信号,以及在降噪耳机的耳廓内部还设置有扬声器,用于播放降噪声,以实现对噪声信号的消除,进而实现降噪的效果。
同时,在降噪耳机的内部还设置有处理芯片,用于执行本申请实施例提供的系数确定方法,在实际实现过程中,除了处理芯片之外,还例如可以设置有处理器、微处理器等部件,以实现本申请中的系数确定方法,本实施例对此不做特别限制,只要其具备数据处理的功能即可。
在当前介绍的应用场景的基础上,下面结合图3对本申请提供的系数确定方法进行介绍,图3为本申请实施例提供的参数处理方法的流程图。
如图3所示,该方法包括:
S301、获取第一麦克风采集的第一音频信号、第二麦克风采集得到的第二音频信号、以及输入至扬声器的第三音频信号。
在本实施例中,第一麦克风可以为上述介绍的参考麦克风,以及第一麦克风采集的第一音频信号可以为外部的噪声信号。以及,第二麦克风可以为上述介绍的误差麦克风,第二麦克风所采集的第二音频信号实际上就是内部的冗余噪声信号。以及,本实施例中的扬声器可以产生第三音频信号,第三音频信号可以理解为降噪音信号。
S302、根据扬声器至第二麦克风的第一传输路径,确定目标延时系数,目标延时系数为待延时的音频采样点的数量。
本实施例中的目标延时系数为待延时的音频采样点的数量,其中音频采样点可以理解为,在按照一定的频率对音频进行采样时,可以得到很多个音频采样点,每个音频采样点都对应一个音频信号。
在本实施例中,目标延时系数是为了确定滤波器权系数的参数,具体的,相关技术中在确定滤波器权系数的时候是根据次级通道模型系数确定的,但是根据次级通道模型系数进行处理的计算量较大,并且次级通道模型系数处理的目的就是为了补偿次级通道的延时影响,则本实施中直接采用目标延时系数实现对次级通道的延时影响的补偿,从而可以在保证降噪性能的前提下,显著的减小计算量。
在本实施例中,可以根据扬声器至第二麦克风的第一传输路径,确定的目标延时系数,其中,扬声器至第二麦克风的第一传输路径可以理解为上述介绍的次级通道,因此根据第一传输路径确定的目标延时系数,可以有效的实现对次级通道的延时影响的补偿。
S303、根据目标延时系数和第一音频信号更新第一滤波器的滤波器系数,并通过第一滤波器对第一音频信号进行处理,得到第一滤波信号。
在自适应的混合主动降噪结构中,同时包括了前馈滤波器和反馈滤波器,因为需要对滤波器系数进行自适应的更新,因此在得到目标延时系数之后,就可以对前馈滤波器的滤波器系数以及反馈滤波器的滤波器系数进行更新了。
在一种可能的实现方式中,可以根据目标延时系数和第一音频信号进行处理,从而更新第一滤波器的滤波器系数,此处的第一滤波器例如可以为前馈滤波器。
在实现过程中,例如可以根据目标延时系数对第一音频信号进行延时处理,之后根据延时处理之后的第一音频信号和预设算法进行处理,从而确定更新的第一滤波器的滤波器权系数。
在对第一滤波器的滤波器系数进行更新之后,就可以通过第一滤波器对第一音频信号进行处理,从而得到第一滤波信号,在第一滤波器为前馈滤波器时,当前的处理过程实际上就是前馈主动降噪的处理过程,得到的第一滤波信号也就是前馈主动降噪之后的输出信号,具体是用来进行降噪的信号。
S304、根据目标延时系数、第二音频信号和第三音频信号更新第二滤波器的滤波器系数,并通过第二滤波器对第二音频信号和第三音频信号进行滤波处理,得到第二滤波信号。
同样的,针对反馈滤波器同样需要进行滤波器系数的更新,在一种可能的实现方式中,可以根据目标延时系数、第二音频信号、第三音频信号进行处理,从而更新第二滤波器的滤波器系数,此处的第二滤波器例如可以为反馈滤波器。
因为在反馈滤波器中仅应用到误差麦克风,而没有应用到参考麦克风,因此在自适应的反馈主动降噪过程中,实际上是没有参考麦克风采集的噪声信号作为输入的,因此本实施例中需要根据第二音频信号和第三音频信号来合成输入信号,之后才能够进行自适应的处理。
因此需要根据目标延时系数、第二音频信号和第三音频信号来更新第二滤波器的滤波器系数,在此过程中,除了需要根据第二音频信号和第三音频信号合成反馈系统的输入信号之外,其余的实现方式与前馈系统中的实现方式均类似,此处对此不再赘述。
同样的,在对第二滤波器的滤波器系数进行更新之后,就可以通过第二滤波器对第二音频信号和第三音频信号进行处理,从而得到第二滤波信号,在第二滤波器为反馈滤波器时,当前的处理过程实际上就是反馈主动降噪的处理过程,得到的第二滤波信号也就是反馈主动降噪之后的输出信号,具体是用来进行降噪的信号。
S305、根据第一滤波信号和第二滤波信号对降噪耳机进行降噪处理。
在确定第一滤波器输出的第一滤波信号和第二滤波器输出的第二滤波信号之后,就得到了前馈主动降噪的降噪信号(第一滤波信号)和反馈主动降噪的降噪信号(第二滤波信号),之后根据第一滤波信号和第二滤波信号,就可以对降噪耳机进行降噪处理了。
在一种可能的实现方式中,例如可以根据第一滤波信号和第二滤波信号进行求和处理,得到求和处理之后的信号,然后通过降噪耳机的扬声器对求和处理之后的声音信号进行播放,从而实现降噪处理。
本申请实施例提供的系数确定方法,包括:获取第一麦克风采集的第一音频信号、第二麦克风采集得到的第二音频信号、以及输入至扬声器的第三音频信号。根据扬声器至第二麦克风的第一传输路径,确定目标延时系数,目标延时系数为待延时的音频采样点的数量。根据目标延时系数和第一音频信号更新第一滤波器的滤波器系数,并通过第一滤波器对第一音频信号进行处理,得到第一滤波信号。根据目标延时系数、第二音频信号和第三音频信号更新第二滤波器的滤波器系数,并通过第二滤波器对第二音频信号和第三音频信号进行滤波处理,得到第二滤波信号。根据第一滤波信号和第二滤波信号对降噪耳机进行降噪处理。通过第二麦克风和扬声器之间的次级传输路径,确定目标延时系数,其中的目标延时系数为待延时的音频采样点的数量,然后根据目标延时系数对第一滤波器和第二滤波器的滤波器系数进行自适应更新,从而可以在保证降噪性能的前提下,显著减小计算量,降低信号处理通路的时延,进而提升降噪耳机的降噪性能。
在上述实施例的基础上,下面结合图4和图5对本申请实施例提供的系数确定方法进行进一步的详细介绍,图4为本申请实施例提供的系数确定方法的流程图二,图5为本申请实施例提供的混合主动降噪的处理过程示意图。
如图4所示,该方法包括:
S401、获取第一麦克风采集的第一音频信号、第二麦克风采集得到的第二音频信号、以及输入至扬声器的第三音频信号。
S402、根据扬声器至第二麦克风的第一传输路径,确定目标延时系数,目标延时系数为待延时的音频采样点的数量。
其中,S401、S402的实现方式与S301、S302的实现方式类似,此处不再赘述。
S403、根据目标延时系数对第一音频信号进行延时处理,得到第一延时信号。
可以理解的是,本实施例中确定目标延时系数的目的就是为了实现对于次级通道的延时的补偿,因此在确定目标延时系数之后,就可以根据目标延时系数对第一音频信号进行延时处理,从而得到第一延时信号。
例如可以结合图5理解当前过程,在图5中,x1(n)为参考麦克风采集的参考信号,也就是本实施例中的第一音频信号,以及其中的D-z为目标延时系数对应的处理单元,参见图5,第一音频信号x1(n)经过目标延时系数对应的处理单元D-z处理之后,得到了第一延时信号u1(n),其中的第一延时信号u1(n)也就是表示的是参考信号x1(n)经过次级通道延时系数之后的信号,其可以表示为如下公式一:
u1(n)=x1(n-k) 公式一
其中,k为待延时的音频采样点的数量,上述公式一的含义也就是说,在参考信号x1(n)经过目标延时系数处理之后,就延时了k个音频采样点,变成了x1(n-k),从而得到了第一延时信号u1(n)。
可以理解的是,在第一音频信号经过目标延时系数的处理之后,得到第一延时信号,然后根据第一延时信号进行前馈降噪处理,就实现了对次级通道的延时的补偿,从而可以保证后续的误差信号在时间上和参考信号可以正确对齐,以有效保证降噪的性能。
S404、根据第一延时信号和第二音频信号,确定第一滤波器系数。
在确定第一延时信号之后,就可以根据第一延时信号和第二音频信号对第一滤波器的系数进行更新了,也就是说确定第一滤波器系数。
例如可以结合图5理解当前过程,在图5中,u1(n)为第一延时信号,e(n)为第二音频信号,具体的,第二音频信号e(n)就是误差麦克风采集到的误差信号,如图5所示,例如可以将第一延时信号u1(n)以及第二音频信号e(n)输入LMS单元中进行处理,从而输出第一滤波器系数,第一滤波器系数例如可以用wa(n)来表示,其中的LMS单元对应的例如可以为FxLMS算法的处理过程。
在一种可能的实现方式中,确定第一滤波器系数的实现例如可以满足如下公式二:
wa(n+1)=wa(n)+2μe(n)u1(n) 公式二
其中,wa(n)为n时刻的第一滤波器系数,wa(n+1)为n+1时刻的第一滤波器系数,μ为预设参数,e(n)为第二音频信号,u1(n)为第一延时信号,公式二其实就对应的是FxLMS算法,因此可以根据第一延时信号和第二音频信号,确定第一滤波器系数。
S405、将第一滤波器的滤波器系数更新为第一滤波器系数。
本实施例中确定的第一滤波器系数实际上就是待更新的前馈滤波器系数,因此可以将第一滤波器的滤波器系数更新为第一滤波器系数,从而可以实现对第一滤波器的滤波器系数的自适应更新。
S406、通过第一滤波器对第一音频信号进行处理,得到第一滤波信号。
在第一滤波器的系数更新之后,第一滤波器就可以进行前馈降噪处理了,本实施例中的第一滤波器例如可以为前馈滤波器,其中前馈滤波器可以对参考信号进行处理,从而确定参考信号对应的降噪信号,具体的,在本实施例中,可以通过第一滤波器对第一音频信号进行处理,从而得到第一滤波信号,其中的第一滤波信号就是第一滤波器输出的针对第一音频信号的降噪信号。
例如可以结合图5进行理解,参见图5,其中的A(z)为前馈滤波器,也就是本实施例中的第一滤波器,如图5所示,第一滤波器A(z)可以对第一音频信号x1(n)进行处理,在处理过程中,具体会运用到上述确定的第一滤波器的滤波器参数wa(n),从而输入第一滤波信号。
第一滤波信号例如可以表示为wa(n)Tx1(n),其中,wa(n)为n时刻的第一滤波器系数,x1(n)为n时刻的采样信号(也就是第一音频信号),那么wa(n)Tx1(n)表示的就是第一滤波器输出的针对第一音频信号的第一滤波信号(也就是降噪信号)。
至此实际上就完成了对混合主动降噪中的前馈主动降噪的部分的介绍,当前确定的第一滤波信号就是前馈主动降噪过程中输出的降噪信号。
S407、确定第一传输路径对应的次级通道模型系数。
在混合主动降噪中还包括反馈主动降噪,在反馈主动降噪中,因为是根据误差麦克风采集的误差信号进行反馈主动降噪的处理的,因此需要考虑误差麦克风和扬声器之间的次级通道,同时基于上述介绍可以确定的是,真实的次级通道是无法明确的,因此本实施例中可以确定第一传输路径对应的次级通道模型系数。
在一种可能的实现方式中,例如可以通过自适应建模的方式,确定次级通道的模型系数
Figure BDA0003141706080000161
其中次级通道的模型系数
Figure BDA0003141706080000162
就可以表示第一传输路径对应的次级通道模型系数。
S408、通过次级通道模型系数对第三音频信号进行处理,得到第五音频信号。
在本实施例中,在反馈主动降噪的处理过程中,因为反馈主动降噪没有参考麦克风采集的参考信号作为输入,因此需要根据扬声器输出的降噪信号和误差麦克风采集的误差信号,生成输入信号,可以理解的是,生成的输入信号实际上就是对于参考信号的估计。
同时,因为反馈主动降噪的处理过程中,声音信号是会经过次级通道的,因此在生成输入信号之前,需要通过次级通道模型系数对第三音频信号进行处理,从而得到第五音频信号,其中的第五音频信号就是模拟第三音频信号经过次级通道之后得到的信号。
例如可以参照图5进行理解,图5中的
Figure BDA0003141706080000163
表示的就是次级通道模型系数,具体为次级通道模型的脉冲响应,用于实现对次级通道的模拟,以及图5中的y(n)表示的就是第三音频信号,参见图5可以确定的是,因为本实施例中具体是混合主动降噪,因此y(n)为前馈滤波器和反馈滤波器的求和输出信号,如图5所示,第三音频信号y(n)会经过次级通道模型系数
Figure BDA0003141706080000164
的处理,得到第五音频信号(在图5中未表示),之后再生成输入信号。
S409、对第二音频信号和第五音频信号进行融合处理,得到第四音频信号。
在得到第五音频信号之后,可以对第二音频信号和第五音频信号进行融合处理,从而得到第四音频信号,其中,第二音频信号实际上就是误差麦克风采集的误差信号,第五音频信号就是应该模拟的次级通道处理之后的降噪信号,因此根据这两部分信号进行融合处理,可以得到估计的参考信号,也就是本实施中的第四音频信号。
例如可以参照图5进行理解,图5中的e(n)表示第二音频信号,y(n)表示第三音频信号,在y(n)经过次级通道模型系数
Figure BDA0003141706080000174
的处理之后,就得到了第五音频信号,然后对第二音频信号e(n)和第五音频信号进行融合处理,就可以得到第四音频信号x2(n),也就是反馈主动降噪的输入信号。
上述确定第四音频信号的实现方式例如可以表示为如下公式三:
Figure BDA0003141706080000171
其中,e(n)为第二音频信号,y(n)为第三音频信号,
Figure BDA0003141706080000172
就表示y(n)经过次级通道模型系数
Figure BDA0003141706080000173
的处理之后得到的第五音频信号,然后根据第二音频信号和第五音频信号进行融合处理,就可以得到第四音频信号x2(n)。
S410、根据目标延时系数对第四音频信号进行延时处理,得到第二延时信号。
在得到第四音频信号之后,第四音频信号就作为自适应的反馈主动降噪过程中的输入信号,然后根据目标延时系数对第四音频信号进行延时处理,得到第二延时信号,其实现方式与上述前馈处理过程的实现方式类似。
例如可以结合图5理解当前过程,在图5中,x2(n)为反馈主动降噪的输入信号,也就是本实施例中的第四音频信号,以及其中的D-z为目标延时系数对应的处理单元,参见图5,第四音频信号x2(n)经过目标延时系数对应的处理单元D-z处理之后,得到了第二延时信号u2(n),其中的第二延时信号u2(n)也就是表示的是第四音频信号x2(n)经过次级通道延时系数之后的信号,其可以表示为如下公式四:
u2(n)=x2(n-k) 公式四
其中,k为待延时的音频采样点的数量,上述公式四的含义也就是说,在第四音频信号x2(n)经过目标延时系数处理之后,就延时了k个音频采样点,变成了x2(n-k),从而得到了第二延时信号u2(n)。
可以理解的是,在第四音频信号经过目标延时系数的处理之后,得到第二延时信号,然后根据第二延时信号进行反馈降噪处理,就实现了对次级通道的延时的补偿,从而可以保证后续的误差信号在时间上和参考信号可以正确对齐,以有效保证降噪的性能。
S411、根据第二延时信号和第二音频信号,确定第二滤波器系数。
在确定第二延时信号之后,就可以根据第二延时信号和第二音频信号对第二滤波器的系数进行更新了,也就是说确定第二滤波器系数。
例如可以结合图5理解当前过程,在图5中,u2(n)为第二延时信号,e(n)为第二音频信号,具体的,第二音频信号e(n)就是误差麦克风采集到的误差信号,如图5所示,例如可以将第二延时信号u2(n)以及第二音频信号e(n)输入LMS单元中进行处理,从而输出第二滤波器系数,第二滤波器系数例如可以用wc(n)来表示,其中的LMS单元对应的就是FxLMS算法的处理过程。
在一种可能的实现方式中,确定第一滤波器系数的实现例如可以满足如下公式五:
wc(n+1)=wc(n)+2μe(n)u2(n) 公式五
其中,wc(n)为n时刻的第二滤波器系数,wc(n+1)为n+1时刻的第二滤波器系数,μ为预设参数,e(n)为第二音频信号,u2(n)为第二延时信号,公式五其实就对应的是FxLMS算法,因此可以根据第二延时信号和第二音频信号,确定第二滤波器系数。
S412、将第二滤波器的滤波器系数更新为第二滤波器系数。
本实施例中确定的第二滤波器系数实际上就是待更新的反馈滤波器系数,因此可以将第二滤波器的滤波器系数更新为第二滤波器系数,从而可以实现对第二滤波器的滤波器系数的自适应更新。
S413、通过第二滤波器对第二音频信号和第三音频信号进行滤波处理,得到第二滤波信号。
在第二滤波器的系数更新之后,第二滤波器就可以进行反馈降噪处理了,本实施例中的第二滤波器例如可以为反馈滤波器,其中反馈滤波器可以对输入信号进行处理,从而确定输入信号对应的降噪信号,具体的,在本实施例中,可以通过第二滤波器对第二音频信号和第三音频信号合成的第四音频信号进行处理,从而得到第二滤波信号,其中的第二滤波信号就是第二滤波器输出的针对第四音频信号的降噪信号。
例如可以结合图5进行理解,参见图5,其中的C(z)为反馈滤波器,也就是本实施例中的第二滤波器,如图5所示,第二滤波器C(z)可以对第四音频信号x2(n)进行处理,在处理过程中,具体会运用到上述确定的第二滤波器的滤波器参数wc(n),从而输入第二滤波信号。
第二滤波信号例如可以表示为wc(n)Tx2(n-1),其中,wc(n)为n时刻的第二滤波器系数,x2(n-1)为n-1时刻的第四音频信号(也就是根据第二音频信号和第三音频信号合成的输入信号),那么wc(n)Tx2(n-1)表示的就是第二滤波器输出的针对第四音频信号的第二滤波信号(也就是降噪信号)。
至此就完成了对混合主动降噪中的反馈主动降噪的部分的介绍。
S414、对第一滤波信号和第二滤波信号进行融合处理,得到第三滤波信号。
本实施例的具体应用场景为自适应的混合式主动降噪,因此最终扬声器播放的降噪信号,是根据前馈主动降噪的第一滤波信号和反馈主动降噪第二滤波信号确定的。
参见图5,可以根据第一滤波器A(z)(也就是前馈滤波器)输出的第一滤波信号,以及第二滤波器C(z)(也就是反馈滤波器)输出的第二滤波信号进行融合处理,从而得到第三滤波信号y(n),第三滤波信号具体为前馈滤波器和反馈滤波器的求和输出信号。
确定第三滤波信号y(n)的实现例如可以表示为如下公式六:
y(n)=wa(n)Tx1(n)+wc(n)Tx2(n-1) 公式六
其中,wa(n)Tx1(n)为第一滤波信号,wc(n)Tx2(n-1)为第二滤波信号,y(n)为输出的第三滤波信号。
同时值得说明的是,在图5中的P(z)表示的是主通道,参考麦克风采集的第一音频信号会经过主通道P(z),变为d(n),其中,d(n)为第一音频信号经过主通道P(z)后的期望信号,此处的期望信号可以理解为,认为第一音频信号x1(n)在经过主通道会变成什么样的信号,在经过主通道的过程中,信号可能会发生衰减等,此处的主通道可以理解为一种通道模型,其可以对第一音频信号进行处理,得到期望信号d(n)。
本实施例中的误差麦克风采集采集到的误差信号e(n)实际上就是期望信号d(n)和扬声器播放的降噪信号y′(n)互相抵消之后的冗余噪声,其可以表示为如下公式七:
e(n)=d(n)+y′(n) 公式七
其中,e(n)为冗余噪声信号,也就是本实施例中的第二音频信号,d(n)为第一音频信号经过主通道P(z)后的期望信号,y′(n)为扬声器到误差麦克风的信号,在图5中有表示。
S415、通过扬声器播放第三滤波信号,以实现对降噪耳机进行降噪处理。
本实施例中的第三滤波信号实际上就是混合主动降噪系统输出的降噪信号,因此可以通过扬声器播放第三滤波信号,从而对噪声信号进行抵消,以实现对降噪耳机的降噪处理。
本申请实施例提供的系数确定方法,通过确定目标延时系数,其中的目标延时系数为待延时的音频采样点的数量,然后根据目标延时系数对第一滤波器和第二滤波器的滤波器系数进行自适应更新,从而可以在保证降噪性能的前提下,显著减小计算量,进而有效提升降噪耳机的降噪性能。同时本实施例中通过根据自适应更新后的第一滤波器进行前馈降噪处理得到第一滤波信号,以及根据自适应更新后的第二滤波器进行反馈降噪处理得到第二滤波信号,之后根据第一滤波信号和第二滤波信号融合处理,得到第三滤波信号,然后通过扬声器播放第三滤波信号,从而可以有效的实现混合式主动降噪,降低计算量,以降低信号处理通路的时延,进而提升降噪性能。
在上述实施例的基础上,下面结合图6至图9对确定目标延时系数的可能的实现方式进行介绍,图6为本申请实施例提供的系数确定方法的流程图三,图7为本申请实施例提供的理想次级通道相频响应的实现示意图,图8为本申请实施例提供的延时系数相频响应的实现示意图,图9为本申请实施例提供的理想次级通道与延时系数的相位差示意图。
如图6所示,该方法包括:
S601、获取扫频信号中的各个预设频率各自对应的第一相位变化值,第一相位变化值为预设频率的信号在第一传输路径传输前后的相位变化值。
可以理解的是,音频信号是一种正弦信号,那么音频信号在经过传输路径之后,相位会发生变化,在本实施例中,音频信号会经过第一传输路径,此处将音频信号经过第一传输路径之前的相位,和经过第一传输路径之后的相位的相位变化值,称为第一相位变化值。
在本实施例中,例如可以设置有扫频信号,在扫频信号中包括多个预设频率,其中,各个预设频率所各自对应的第一相位变化值例如可以如图7所示。
在图7中示意出了一条相频响应曲线,在图7所示的响应曲线中,横轴为频率,纵轴为角度,其中响应曲线的含义就是各个预设频率各自对应的第一相位变化值。
S602、确定多个待选延时系数。
本实施例中需要确定目标延时系数,在一种可能的实现方式中,例如可以首先确定多个待选延时系数,之后在待选延时系数中确定目标延时系数,在实际实现过程中,多个待选延时系数的具体选择可以根据实际需求进行确定,本实施例对此不做特别限制。
S603、获取每个待选延时系数各自对应的相频响应曲线,相频响应曲线中包括各预设频率各自对应的第二相位变化值。
在本实施例中,待选延时系数可以表示为在当前采样频率下的采样点个数。
其中延时系数可以看做是对次级通道的模拟,代替的是原本的
Figure BDA0003141706080000211
的作用,因此可以直接获取待选延时系数对应的相频响应曲线,在一种可能的实现方式中,例如可以存在确定相频响应曲线的工具,将延时系数输入该工具之后,该工具就可以输出延时系数的相频响应曲线。
比如说针对任一个待选延时系数,该待选延时系数对应的相频响应曲线中,各个预设频率所各自对应的第二相位变化值例如可以如图8所示,在图8所示的相频响应曲线中,横轴为频率,纵轴为角度。
S604、根据各预设频率各自对应的和各预设频率各自对应的,在多个待选延时系数中确定目标延时系数。
在确定目标延时系数的一种可能的实现方式中,例如可以确定目标延时系数满足如下条件:预设频率fi对应的第二相位变化值,与预设频率fi对应的第一相位变化值之间的差值在预设范围内,fi为第i个预设频率,i为整数,i大于或等于1,且小于或等于N。
在一种可能的实现方式中,例如可以理解为目标延时系数满足预设条件,其中,预设条件例如可以为:所有预设频率各自对应的第一相位变化值和第二相位变化值的差值在预设范围内,其中预设范围为[-90°,90°]。
也可以理解为目标延时系数的相频响应曲线与理想次级通道相频曲线的相位差在[-90°,90°],例如图9示出的就是图7中的理想次级通道相频曲线和图8中的延时系数的相频响应曲线的相位差,从图9中可以看出,当前相位差在[-90°,90°]的范围内,则例如可以将图8所示的相频响应曲线对应的延时系数确定为目标延时系数,因此在本实施例中,只要满足上述介绍的相位变化值的差值在预设范围内的条件的待选延时系数,就即可以作为本实施例中的目标延时系数。
在一种可能的实现方式中,若存在多个延时系数均满足上述条件,则可以将对应的相位差最小确定为目标延时系数。
值得说明的是,本实施例中将各个预设频率对应的相位变化值的差值在预设范围内的待选延时系数确定为目标延时系数的原因在于,若满足相位变化值的差值在预设范围内,则在根据该延时系数确定滤波器的系数的时候,可以有效保证FxLMS算法的收敛,进而可以保证可以有效的实现对滤波器系数的确定。
上述介绍的是根据相位变化值的相位差确定目标延时系数的实现方式,在另一种可选的实现方式中,延时系数还可以根据次级通道的脉冲响应的峰值对应的点数确定。在实际实现过程中,确定目标延时系数的具体实现可以根据实际需求进行选择,本实施例对此不做限制。
本申请实施例提供的系数确定方法,包括:通过确定各个预设频率各自对应的第一相位变化值,以及各个预设频率各自对应的第二相位变化值,之后根据各个待选延时系数各自对应的第二相位变化值,与第一相位变化值进行比较,将各个预设频率的相位变化值的差值均在预设范围内的待选延时系数确定为目标延时系数,当前确定的目标延时系数可以有效保证在确定滤波器系数时可以有效收敛,从而可以准确有效的实现对于目标延时系数的确定,进而保证了降噪处理的性能。
综上所述,本申请实施例提供的系数确定方法,在设计自适应混合式主动降噪系统的滤波器权系数时,使用仅延迟采样点的系数的形式(也就是说目标延时系数),替代对次级通道传递函数的建模,从而可以在保证混合式主动降噪系统的降噪性能的前提下,显著减小计算量,使自适应混合式主动降噪系统的滤波器权系数的设计效率得到明显提升,以有效降低混合式主动降噪处理过程的延时,提升混合式主动降噪的降噪性能。
图10为本申请实施例提供的系数确定装置的结构示意图。如图10所示,该装置100包括:获取模块1001、确定模块1002、以及第一处理模块1003、第二处理模块1004、降噪处理模块1005。
获取模块1001,用于获取所述第一麦克风采集的第一音频信号、所述第二麦克风采集得到的第二音频信号、以及输入至所述扬声器的第三音频信号;
确定模块1002,用于根据所述扬声器至第二麦克风的第一传输路径,确定目标延时系数,所述目标延时系数为待延时的音频采样点的数量;
第一处理模块1003,用于根据所述目标延时系数和所述第一音频信号更新第一滤波器的滤波器系数,并通过所述第一滤波器对所述第一音频信号进行处理,得到第一滤波信号;
第二处理模块1004,用于根据所述目标延时系数、所述第二音频信号和所述第三音频信号更新第二滤波器的滤波器系数,并通过所述第二滤波器对所述第二音频信号和所述第三音频信号进行滤波处理,得到第二滤波信号;
降噪处理模块1005,用于根据所述第一滤波信号和所述第二滤波信号对所述降噪耳机进行降噪处理。
在一种可能的设计中,所述第一处理模块1003具体用于:
根据所述目标延时系数对所述第一音频信号进行延时处理,得到第一延时信号;
根据所述第一延时信号和所述第二音频信号,确定第一滤波器系数;
将所述第一滤波器的滤波器系数更新为所述第一滤波器系数。
在一种可能的设计中,所述第二处理模块1004具体用于:
根据所述第二音频信号和所述第三音频信号,确定第四音频信号;
根据所述目标延时系数对所述第四音频信号进行延时处理,得到第二延时信号;
根据所述第二延时信号和所述第二音频信号,确定第二滤波器系数;
将所述第二滤波器的滤波器系数更新为所述第二滤波器系数。
在一种可能的设计中,所述第二处理模块1004具体用于:
确定所述第一传输路径对应的次级通道模型系数;
通过所述次级通道模型系数对所述第三音频信号进行处理,得到第五音频信号;
对所述第二音频信号和所述第五音频信号进行融合处理,得到所述第四音频信号。
在一种可能的设计中,所述降噪处理模块1005具体用于:
对所述第一滤波信号和所述第二滤波信号进行融合处理,得到第三滤波信号;
通过所述扬声器播放所述第三滤波信号,以实现对所述降噪耳机进行降噪处理。
在一种可能的设计中,所述确定模块1002具体用于:
获取扫频信号中的各个预设频率各自对应的第一相位变化值,所述第一相位变化值为所述预设频率的信号在所述第一传输路径传输前后的相位变化值;
确定多个待选延时系数;
根据所述扫频信号中的各个预设频率各自对应的第一相位变化值,在所述多个待选延时系数中确定所述目标延时系数。
在一种可能的设计中,所述确定模块1002具体用于:
获取每个所述待选延时系数各自对应的相频响应曲线,所述相频响应曲线中包括各所述预设频率各自对应的第二相位变化值;
根据各所述预设频率各自对应的第一相位变化值和各所述预设频率各自对应的第二相位变化值,在所述多个待选延时系数中确定所述目标延时系数。
在一种可能的设计中,预设频率fi对应的第二相位变化值,与所述预设频率fi对应的第一相位变化值之间的差值在预设范围内,所述fi为第i个预设频率,所述i为整数,所述i大于或等于1,且小于或等于所述N。
本实施例提供的装置,可用于执行上述方法实施例的技术方案,其实现原理和技术效果类似,本实施例此处不再赘述。
图11为本申请实施例提供的系数确定设备的硬件结构示意图,如图11所示,本实施例的系数确定设备110包括:处理器1101以及存储器1102;其中
存储器1102,用于存储计算机执行指令;
处理器1101,用于执行存储器存储的计算机执行指令,以实现上述实施例中系数确定方法所执行的各个步骤。具体可以参见前述方法实施例中的相关描述。
可选地,存储器1102既可以是独立的,也可以跟处理器1101集成在一起。
当存储器1102独立设置时,该系数确定设备还包括总线1103,用于连接所述存储器1102和处理器1101。
本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质中存储有计算机执行指令,当处理器执行所述计算机执行指令时,实现如上系数确定设备所执行的系数确定方法。
在本申请所提供的几个实施例中,应该理解到,所揭露的设备和方法,可以通过其它的方式实现。例如,以上所描述的设备实施例仅仅是示意性的,例如,所述模块的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,例如多个模块可以结合或者可以集成到另一个系统,或一些特征可以忽略,或不执行。另一点,所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口,装置或模块的间接耦合或通信连接,可以是电性,机械或其它的形式。
上述以软件功能模块的形式实现的集成的模块,可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述软件功能模块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(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)或处理器(英文:processor)执行本申请各个实施例所述方法的部分步骤。
应理解,上述处理器可以是中央处理单元(英文:Central Processing Unit,简称:CPU),还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(英文:Digital Signal Processor,简称:DSP)、专用集成电路(英文:Application Specific Integrated Circuit,简称:ASIC)等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合发明所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件处理器执行完成,或者用处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。
存储器可能包含高速RAM存储器,也可能还包括非易失性存储NVM,例如至少一个磁盘存储器,还可以为U盘、移动硬盘、只读存储器、磁盘或光盘等。
总线可以是工业标准体系结构(Industry Standard Architecture,ISA)总线、外部设备互连(Peripheral Component,PCI)总线或扩展工业标准体系结构(ExtendedIndustry Standard Architecture,EISA)总线等。总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示,本申请附图中的总线并不限定仅有一根总线或一种类型的总线。
上述存储介质可以是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。存储介质可以是通用或专用计算机能够存取的任何可用介质。
本领域普通技术人员可以理解:实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。该程序在执行时,执行包括上述各方法实施例的步骤;而前述的存储介质包括:ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各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,或者对其中部分或者全部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。

Claims (12)

1.一种系数确定方法,其特征在于,应用于降噪耳机,所述降噪耳机的耳廓外设置有第一麦克风,所述降噪耳机的耳廓内设置有第二麦克风和扬声器,所述方法包括:
获取所述第一麦克风采集的第一音频信号、所述第二麦克风采集得到的第二音频信号、以及输入至所述扬声器的第三音频信号;
根据所述扬声器至所述第二麦克风的第一传输路径,确定目标延时系数,所述目标延时系数为待延时的音频采样点的数量;
根据所述目标延时系数和所述第一音频信号更新第一滤波器的滤波器系数,并通过所述第一滤波器对所述第一音频信号进行处理,得到第一滤波信号;
根据所述目标延时系数、所述第二音频信号和所述第三音频信号更新第二滤波器的滤波器系数,并通过所述第二滤波器对所述第二音频信号和所述第三音频信号进行滤波处理,得到第二滤波信号;
根据所述第一滤波信号和所述第二滤波信号对所述降噪耳机进行降噪处理。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据所述目标延时系数和所述第一音频信号更新第一滤波器的滤波器系数,包括:
根据所述目标延时系数对所述第一音频信号进行延时处理,得到第一延时信号;
根据所述第一延时信号和所述第二音频信号,确定第一滤波器系数;
将所述第一滤波器的滤波器系数更新为所述第一滤波器系数。
3.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,所述根据所述目标延时系数、所述第二音频信号和所述第三音频信号更新第二滤波器的滤波器系数,包括:
根据所述第二音频信号和所述第三音频信号,确定第四音频信号;
根据所述目标延时系数对所述第四音频信号进行延时处理,得到第二延时信号;
根据所述第二延时信号和所述第二音频信号,确定第二滤波器系数;
将所述第二滤波器的滤波器系数更新为所述第二滤波器系数。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述根据所述第二音频信号和所述第三音频信号,确定第四音频信号,包括:
确定所述第一传输路径对应的次级通道模型系数;
通过所述次级通道模型系数对所述第三音频信号进行处理,得到第五音频信号;
对所述第二音频信号和所述第五音频信号进行融合处理,得到所述第四音频信号。
5.根据权利要求1-4任一项所述的方法,其特征在于,所述根据所述第一滤波信号和所述第二滤波信号对所述降噪耳机进行降噪处理,包括:
对所述第一滤波信号和所述第二滤波信号进行融合处理,得到第三滤波信号;
通过所述扬声器播放所述第三滤波信号,以实现对所述降噪耳机进行降噪处理。
6.根据权利要求1-5任一项所述的方法,其特征在于,所述根据所述扬声器至所述第二麦克风的第一传输路径,确定目标延时系数,包括:
获取扫频信号中的各个预设频率各自对应的第一相位变化值,所述第一相位变化值为所述预设频率的信号在所述第一传输路径传输前后的相位变化值;
确定多个待选延时系数;
根据所述扫频信号中的各个预设频率各自对应的第一相位变化值,在所述多个待选延时系数中确定所述目标延时系数。
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述根据所述扫频信号中的各个预设频率各自对应的第一相位变化值,在所述多个待选延时系数中确定所述目标延时系数,包括:
获取每个所述待选延时系数各自对应的相频响应曲线,所述相频响应曲线中包括各所述预设频率各自对应的第二相位变化值;
根据各所述预设频率各自对应的第一相位变化值和各所述预设频率各自对应的第二相位变化值,在所述多个待选延时系数中确定所述目标延时系数。
8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,预设频率
Figure DEST_PATH_IMAGE001
对应的第二相位变化值,与所述 预设频率
Figure 969655DEST_PATH_IMAGE001
对应的第一相位变化值之间的差值在预设范围内,所述
Figure 36968DEST_PATH_IMAGE001
为第i个预设频率,所 述i为整数,所述i大于或等于1,且小于或等于N,所述N为所述扫频信号中的预设频率的数 量。
9.一种系数确定装置,其特征在于,应用于降噪耳机,所述降噪耳机的耳廓外设置有第一麦克风,所述降噪耳机的耳廓内设置有第二麦克风和扬声器,所述装置包括:
获取模块,用于获取所述第一麦克风采集的第一音频信号、所述第二麦克风采集得到的第二音频信号、以及输入至所述扬声器的第三音频信号;
确定模块,用于根据所述扬声器至所述第二麦克风的第一传输路径,确定目标延时系数,所述目标延时系数为待延时的音频采样点的数量;
第一处理模块,用于根据所述目标延时系数和所述第一音频信号更新第一滤波器的滤波器系数,并通过所述第一滤波器对所述第一音频信号进行处理,得到第一滤波信号;
第二处理模块,用于根据所述目标延时系数、所述第二音频信号和所述第三音频信号更新第二滤波器的滤波器系数,并通过所述第二滤波器对所述第二音频信号和所述第三音频信号进行滤波处理,得到第二滤波信号;
降噪处理模块,用于根据所述第一滤波信号和所述第二滤波信号对所述降噪耳机进行降噪处理。
10.一种系数确定设备,其特征在于,包括:
存储器,用于存储程序;
处理器,用于执行所述存储器存储的所述程序,当所述程序被执行时,所述处理器用于执行如权利要求1至8中任一所述的方法。
11.一种计算机可读存储介质,其特征在于,包括指令,当其在计算机上运行时,使得计算机执行如权利要求1至8中任一所述的方法。
12.一种计算机可读取存储介质,其存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至8中任一项所述的方法。
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