CN114125632A - 一种主动降噪耳机的滤波器装置及其降噪方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及降噪耳机技术领域，尤其是指一种主动降噪耳机的滤波器装置，本发明通过第一低通滤波器、高通滤波器分别对第一拾音传感器、第二拾音传感器采集的噪音信号分别进行低频降噪处理和高频降噪处理，并通过DSP控制器进行相位叠加，之后将叠加的相位信号发送至第二低通滤波器进行二次低频降噪处理，并将二次低频降噪处理的相位信号通过扬声器输出，本发明经过至少3次的降噪处理，将低频噪音与高频噪音分别进行了处理，并且本发明通过第三拾音传感器、第三低通滤波器增加了反馈降噪机制，可将第一次未降噪的噪音进行多次降噪，可使得降噪耳机的降噪性能更高。

Description

一种主动降噪耳机的滤波器装置及其降噪方法
技术领域
本发明涉及降噪耳机技术领域，尤其是指一种主动降噪耳机的滤波器装置及其降噪方法。
背景技术
降噪耳机是指能够降低外部环境中的噪声的耳机。降噪耳机包括主动降噪耳机和被动降噪耳机两种。主动降噪是通过扬声器产生与外部环境中的噪声幅度相同且相位反向的声波，来抵消外部环境中的噪声，降低对中低频段的噪声有明显的效果。被动降噪是通过耳套、耳塞等隔音部件来阻挡外部环境中的噪声，一般只对1kHz以上的高频噪声起作用。
但是目前的降噪耳机一般只进行前置反馈式降噪，在降噪的过程中未被降噪的部分还是会传入佩戴者耳朵内部，并且现有的耳机降噪模块无法根据降噪效果进行参数调整，检测维修不方便。
发明内容
本发明针对现有技术的问题提供一种主动降噪耳机的滤波器装置及其降噪方法。
为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
本发明提供的一种主动降噪耳机的滤波器装置，包括第一拾音传感器、第二拾音传感器、声音解码模块、第一低通滤波器、第二低通滤波器、高通滤波器、DSP控制器和扬声器，所述第一拾音传感器用于采集耳机外部的高频噪音信号，所述第二拾音传感器用于采集耳机外部的低频噪音信号，所述第一拾音传感器、所述第二拾音传感器均将采集的高频噪音信号和低频噪音信号均发送至声音解码模块进行处理；声音解码模块将接受高频噪音信号和低频噪音信号进行进行解码，分别得到高频噪音信号、低频噪音信号对应的高频时域波形和低频时域波形，并将高频时域波形发送至高通滤波器，将低频时域波形发送至第一低通滤波器；第一低通滤波器根据接受到的低频时域波形进行对应的低频降噪处理，并将降噪之后的低频相位信号发送至DSP控制器，高通滤波器根据接受的高频时域波形进行对应的高频降噪处理，并将降噪之后的高频相位信号发送至DSP控制器；DSP控制器对送入的高、低频相位信号进行相位叠加后发送至第二低通滤波器进行二次低频降噪处理，并将二次低频降噪处理的相位信号通过扬声器输出。
作为优选，还包括第三拾音传感器和第三低通滤波器，所述第三拾音传感器用于采集耳机内部的噪音信号，并将采用的信号发送至声音解码模块进行处理，然后将解码处理的内音时域波形发送至第三低通滤波器进行降噪处理，并发送至DSP控制器与高、低频相位信号进行相位信号叠加处理。
作为优选，所述第一低通滤波器、所述第三低通滤波器、所述高通滤波器均外接有修正模块，所述修正模块根据高频时域波形、低频时域波形、内音时域波形分别与高通滤波器、第一低通滤波器、所述第三低通滤波器的响应曲线进行反向对比，将存在误差的响应曲线进行修正处理。
作为优选，所述第一低通滤波器、所述第二低通滤波器、所述第三低通滤波器、所述高通滤波器均外接有计算模块和调整模块，所述计算模块根据统计第三拾音传感器采集的噪音信号平均计算出剩余的噪音信号，并将计算的结果发送至调整模块，调整模块根据接受的计算结构对第一低通滤波器、所述第二低通滤波器、所述第三低通滤波器、所述高通滤波器的参数进行调整，并迭代执行上述过程，直至计算模块计算出的噪音平均值低于预设的噪音值。
作为优选，所述预设的噪音值可根据耳机降噪等级、降噪性能或根据降噪均值进行设定。
作为优选，所述DSP控制器外接有音乐输入接口，所述音乐输入接口通过信号混合器与所述第二低通滤波器连接。
作为优选，所述DSP控制器还外接有分析对比模块和储存模块，所述储存模块用于将叠加高、低频相位信号之后的相位信号进行编码储存，所述分析对比模块可调取编码储存的相位信号进行一一对比，将两个相位信号一致的耳机进行配对。
一种主动降噪耳机滤波器的降噪方法，包括以下步骤：
步骤一、通过第一拾音传感器用于采集耳机外部的高频噪音信号，通过第二拾音传感器用于采集耳机外部的低频噪音信号，第一拾音传感器、第二拾音传感器均将采集的高频噪音信号和低频噪音信号均发送至声音解码模块进行处理；
步骤二、声音解码模块将接受高频噪音信号和低频噪音信号进行进行解码，分别得到高频噪音信号、低频噪音信号对应的高频时域波形和低频时域波形，并将高频时域波形发送至高通滤波器，将低频时域波形发送至第一低通滤波器；
步骤三、第一低通滤波器根据接受到的低频时域波形进行对应的低频降噪处理，并将降噪之后的低频相位信号发送至DSP控制器；
步骤四、高通滤波器根据接受的高频时域波形进行对应的高频降噪处理，并将降噪之后的高频相位信号发送至DSP控制器；
步骤五、第三拾音传感器用于采集耳机内部的噪音信号，并将采用的信号发送至声音解码模块进行处理，然后将解码处理的内音时域波形发送至第三低通滤波器进行降噪处理，并发送至DSP控制器；
步骤六、DSP控制器对送入的全部相位信号进行相位叠加后发送至第二低通滤波器进行二次低频降噪处理，并将二次低频降噪处理的相位信号通过扬声器输出。
本发明的有益效果：
本发明提供的一种主动降噪耳机的滤波器装置，包括第一拾音传感器、第二拾音传感器、声音解码模块、第一低通滤波器、第二低通滤波器、高通滤波器、DSP控制器和扬声器，本发明通过第一低通滤波器、高通滤波器分别对第一拾音传感器、第二拾音传感器采集的噪音信号分别进行低频降噪处理和高频降噪处理，并通过DSP控制器进行相位叠加，之后将叠加的相位信号发送至第二低通滤波器进行二次低频降噪处理，并将二次低频降噪处理的相位信号通过扬声器输出，本发明经过至少3次的降噪处理，将低频噪音与高频噪音分别进行了处理，并且本发明通过第三拾音传感器、第三低通滤波器增加了反馈降噪机制，可将第一次未降噪的噪音进行多次降噪，可使得降噪耳机的降噪性能更高。
附图说明
图1为本发明的原理图。
图2为本发明的方法流程图。
附图标记分别为：
第一拾音传感器--1，第二拾音传感器--2，第三拾音传感器--3，声音解码模块--4，第一低通滤波器--5，高通滤波器--6，第三低通滤波器--7，DSP控制器--8，第二低通滤波器--9，扬声器--10，修正模块--11，计算模块--12，调整模块--13，音乐输入接口--14，信号混合器--15，分析对比模块--16，储存模块--17。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例与附图对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。以下结合附图对本发明进行详细的描述。
实施例一
如图1所示，本发明提供的一种主动降噪耳机的滤波器装置，包括第一拾音传感器1、第二拾音传感器2、声音解码模块4、第一低通滤波器5、第二低通滤波器9、高通滤波器6、DSP控制器8和扬声器10，所述第一拾音传感器1用于采集耳机外部的高频噪音信号，所述第二拾音传感器2用于采集耳机外部的低频噪音信号，所述第一拾音传感器1、所述第二拾音传感器2均将采集的高频噪音信号和低频噪音信号均发送至声音解码模块4进行处理；声音解码模块4将接受高频噪音信号和低频噪音信号进行进行解码，分别得到高频噪音信号、低频噪音信号对应的高频时域波形和低频时域波形，并将高频时域波形发送至高通滤波器6，将低频时域波形发送至第一低通滤波器5；第一低通滤波器5根据接受到的低频时域波形进行对应的低频降噪处理，并将降噪之后的低频相位信号发送至DSP控制器8，高通滤波器6根据接受的高频时域波形进行对应的高频降噪处理，并将降噪之后的高频相位信号发送至DSP控制器8；DSP控制器8对送入的高、低频相位信号进行相位叠加后发送至第二低通滤波器9进行二次低频降噪处理，并将二次低频降噪处理的相位信号通过扬声器10输出，本发明通过第一低通滤波器5、高通滤波器6分别对第一拾音传感器1、第二拾音传感器2采集的噪音信号分别进行低频降噪处理和高频降噪处理，并通过DSP控制器8进行相位叠加，之后将叠加的相位信号发送至第二低通滤波器9进行二次低频降噪处理，并将二次低频降噪处理的相位信号通过扬声器10输出，本发明经过至少3次的降噪处理，将低频噪音与高频噪音分别进行了处理，并且本发明通过第三拾音传感器3、第三低通滤波器7增加了反馈降噪机制，可将第一次未降噪的噪音进行多次降噪，可使得降噪耳机的降噪性能更高。
本实施例中，还包括第三拾音传感器3和第三低通滤波器7，所述第三拾音传感器3用于采集耳机内部的噪音信号，并将采用的信号发送至声音解码模块4进行处理，然后将解码处理的内音时域波形发送至第三低通滤波器7进行降噪处理，并发送至DSP控制器8与高、低频相位信号进行相位信号叠加处理。
本实施例中，所述第一低通滤波器5、所述第三低通滤波器7、所述高通滤波器6均外接有修正模块11，所述修正模块11根据高频时域波形、低频时域波形、内音时域波形分别与高通滤波器6、第一低通滤波器5、所述第三低通滤波器7的响应曲线进行反向对比，将存在误差的响应曲线进行修正处理，修正模块11用于将第一低通滤波器5、第三低通滤波器7、高通滤波器6降噪过程进行修正，当高频时域波形、低频时域波形、内音时域波形与响应曲线反向对比不一致时，则进行适当的修正，以提高第一低通滤波器5、第三低通滤波器7、高通滤波器6的降噪性能。
本实施例中，所述第一低通滤波器5、所述第二低通滤波器9、所述第三低通滤波器7、所述高通滤波器6均外接有计算模块12和调整模块13，所述计算模块12根据统计第三拾音传感器3采集的噪音信号平均计算出剩余的噪音信号，并将计算的结果发送至调整模块13，调整模块13根据接受的计算结构对第一低通滤波器5、所述第二低通滤波器9、所述第三低通滤波器7、所述高通滤波器6的参数进行调整，并迭代执行上述过程，直至计算模块12计算出的噪音平均值低于预设的噪音值，所述预设的噪音值可根据耳机降噪等级、降噪性能或根据降噪均值进行设定。
本实施例中，所述DSP控制器8外接有音乐输入接口14，所述音乐输入接口14通过信号混合器15与所述第二低通滤波器9连接，音乐输入接口14接入的音乐信号也可通过第二低通滤波器9进行低频降噪处理。
本实施例中，所述DSP控制器8还外接有分析对比模块16和储存模块17，所述储存模块17用于将叠加高、低频相位信号之后的相位信号进行编码储存，所述分析对比模块16可调取编码储存的相位信号进行一一对比，将两个相位信号一致的耳机进行配对，在生产耳机检测的过程中，可通过分析对比模块16找出降噪性能一致的耳机，可使得配对的两只耳机降噪性能一致，提高佩戴的舒适度。
实施例二
如图2所示，本发明提供的一种主动降噪耳机滤波器的降噪方法，包括以下步骤：步骤一、通过第一拾音传感器1用于采集耳机外部的高频噪音信号，通过第二拾音传感器2用于采集耳机外部的低频噪音信号，第一拾音传感器1、第二拾音传感器2均将采集的高频噪音信号和低频噪音信号均发送至声音解码模块4进行处理；步骤二、声音解码模块4将接受高频噪音信号和低频噪音信号进行进行解码，分别得到高频噪音信号、低频噪音信号对应的高频时域波形和低频时域波形，并将高频时域波形发送至高通滤波器6，将低频时域波形发送至第一低通滤波器5；步骤三、第一低通滤波器5根据接受到的低频时域波形进行对应的低频降噪处理，并将降噪之后的低频相位信号发送至DSP控制器8；步骤四、高通滤波器6根据接受的高频时域波形进行对应的高频降噪处理，并将降噪之后的高频相位信号发送至DSP控制器8；步骤五、第三拾音传感器3用于采集耳机内部的噪音信号，并将采用的信号发送至声音解码模块4进行处理，然后将解码处理的内音时域波形发送至第三低通滤波器7进行降噪处理，并发送至DSP控制器8；步骤六、DSP控制器8对送入的全部相位信号进行相位叠加后发送至第二低通滤波器9进行二次低频降噪处理，并将二次低频降噪处理的相位信号通过扬声器10输出。
本发明提供的一种主动降噪耳机滤波器的降噪方法，分别将低频噪音、高频噪音进行降噪处理，并且进行通过第三拾音传感器3增加了反馈降噪机制，使得降噪性能更优。
以上所述，仅是本发明较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明以较佳实施例公开如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当利用上述揭示的技术内容作出些许变更或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明技术是指对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。

Claims (8)

1.一种主动降噪耳机的滤波器装置，其特征在于：包括第一拾音传感器、第二拾音传感器、声音解码模块、第一低通滤波器、第二低通滤波器、高通滤波器、DSP控制器和扬声器，所述第一拾音传感器用于采集耳机外部的高频噪音信号，所述第二拾音传感器用于采集耳机外部的低频噪音信号，所述第一拾音传感器、所述第二拾音传感器均将采集的高频噪音信号和低频噪音信号均发送至声音解码模块进行处理；声音解码模块将接受高频噪音信号和低频噪音信号进行进行解码，分别得到高频噪音信号、低频噪音信号对应的高频时域波形和低频时域波形，并将高频时域波形发送至高通滤波器，将低频时域波形发送至第一低通滤波器；第一低通滤波器根据接受到的低频时域波形进行对应的低频降噪处理，并将降噪之后的低频相位信号发送至DSP控制器，高通滤波器根据接受的高频时域波形进行对应的高频降噪处理，并将降噪之后的高频相位信号发送至DSP控制器；DSP控制器对送入的高、低频相位信号进行相位叠加后发送至第二低通滤波器进行二次低频降噪处理，并将二次低频降噪处理的相位信号通过扬声器输出。
2.根据权利要求1所述的一种主动降噪耳机的滤波器装置，其特征在于：还包括第三拾音传感器和第三低通滤波器，所述第三拾音传感器用于采集耳机内部的噪音信号，并将采用的信号发送至声音解码模块进行处理，然后将解码处理的内音时域波形发送至第三低通滤波器进行降噪处理，并发送至DSP控制器与高、低频相位信号进行相位信号叠加处理。
3.根据权利要求2所述的一种主动降噪耳机的滤波器装置，其特征在于：所述第一低通滤波器、所述第三低通滤波器、所述高通滤波器均外接有修正模块，所述修正模块根据高频时域波形、低频时域波形、内音时域波形分别与高通滤波器、第一低通滤波器、所述第三低通滤波器的响应曲线进行反向对比，将存在误差的响应曲线进行修正处理。
4.根据权利要求2所述的一种主动降噪耳机的滤波器装置，其特征在于：所述第一低通滤波器、所述第二低通滤波器、所述第三低通滤波器、所述高通滤波器均外接有计算模块和调整模块，所述计算模块根据统计第三拾音传感器采集的噪音信号平均计算出剩余的噪音信号，并将计算的结果发送至调整模块，调整模块根据接受的计算结构对第一低通滤波器、所述第二低通滤波器、所述第三低通滤波器、所述高通滤波器的参数进行调整，并迭代执行上述过程，直至计算模块计算出的噪音平均值低于预设的噪音值。
5.根据权利要求4所述的一种主动降噪耳机的滤波器装置，其特征在于：所述预设的噪音值可根据耳机降噪等级、降噪性能或根据降噪均值进行设定。
6.根据权利要求1所述的一种主动降噪耳机的滤波器装置，其特征在于：所述DSP控制器外接有音乐输入接口，所述音乐输入接口通过信号混合器与所述第二低通滤波器连接。
7.根据权利要求1所述的一种主动降噪耳机的滤波器装置，其特征在于：所述DSP控制器还外接有分析对比模块和储存模块，所述储存模块用于将叠加高、低频相位信号之后的相位信号进行编码储存，所述分析对比模块可调取编码储存的相位信号进行一一对比，将两个相位信号一致的耳机进行配对。
8.一种主动降噪耳机滤波器的降噪方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、通过第一拾音传感器用于采集耳机外部的高频噪音信号，通过第二拾音传感器用于采集耳机外部的低频噪音信号，第一拾音传感器、第二拾音传感器均将采集的高频噪音信号和低频噪音信号均发送至声音解码模块进行处理；
步骤二、声音解码模块将接受高频噪音信号和低频噪音信号进行进行解码，分别得到高频噪音信号、低频噪音信号对应的高频时域波形和低频时域波形，并将高频时域波形发送至高通滤波器，将低频时域波形发送至第一低通滤波器；
步骤三、第一低通滤波器根据接受到的低频时域波形进行对应的低频降噪处理，并将降噪之后的低频相位信号发送至DSP控制器；
步骤四、高通滤波器根据接受的高频时域波形进行对应的高频降噪处理，并将降噪之后的高频相位信号发送至DSP控制器；
步骤五、第三拾音传感器用于采集耳机内部的噪音信号，并将采用的信号发送至声音解码模块进行处理，然后将解码处理的内音时域波形发送至第三低通滤波器进行降噪处理，并发送至DSP控制器；
步骤六、DSP控制器对送入的全部相位信号进行相位叠加后发送至第二低通滤波器进行二次低频降噪处理，并将二次低频降噪处理的相位信号通过扬声器输出。
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