CN114143656A - 一种产线耳机自适应计算降噪滤波器的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种产线耳机自适应计算降噪滤波器的方法，包括如下步骤：步骤一、关闭反馈麦克风，关闭前馈麦克风，喇叭发出扫频信号，人工耳采样输入信号，声卡有一路输出信号直接输入回声卡；步骤二、关闭反馈麦克风，打开前馈麦克风，设置滤波器为直通滤波器，喇叭发出扫频信号，人工耳采样输入信号，声卡有一路输出信号直接输入回声卡；步骤三、通过T1和T2可计算出耳机滤波器的实际传递函数；步骤四、根据实际传递函数，得到新滤波器；步骤五、对耳机写入新滤波器。本发明的方法可实现降噪耳机在产线滤波器快速重新计算，为每一个耳机打造独立的滤波器参数，使得降噪量可以达到设计要求，曲线差异较小，良率偏高。
Description
技术领域
本发明属于耳机生产技术领域，更具体地说，尤其涉及一种产线耳机自适应计算降噪滤波器的方法。
背景技术
随着耳机技术的发展，降噪耳机以其独有的优势，带给使用者舒适安静的工作环境，远离各种噪声干扰，越来越获得广大消费者的关注和亲耐，但是降噪滤波器的设计却不是一个简单的过程，往往需要研发工程师长达几个月的调试，而且我们发现单一的滤波器并无法满足产线众多耳机的实际情况，往往降噪量达不到设计要求，曲线差异较大，造成良率偏低。
目前市面上大多数在线调节滤波器仅仅是在原有滤波器基础上对耳机进行盲调或微调，并没有对耳机传递函数进行二次测试，这种调节方式不但没有准确的参考标准，而且可能带来滤波器不稳定甚至出现耳机自激啸叫的问题，不但提高不了生产良率反而成为生产制造的一大隐患，为此我们提出一种产线耳机自适应计算降噪滤波器的方法来解决现有技术中存在的问题。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种产线耳机自适应计算降噪滤波器的方法，可实现降噪耳机在产线滤波器快速重新计算，为每一个耳机打造独立的滤波器参数，使得降噪量可以达到设计要求，曲线差异较小，良率偏高，并自动完成在线测试和烧录的过程，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种产线耳机自适应计算降噪滤波器的方法，包括如下步骤：
步骤一、关闭反馈麦克风，关闭前馈麦克风，喇叭发出扫频信号，人工耳采样输入信号，声卡有一路输出信号直接输入回声卡，作为降噪系统的参考信号；
步骤二、关闭反馈麦克风，打开前馈麦克风，设置滤波器为直通滤波器，又名BYPASS滤波器，喇叭发出扫频信号，人工耳采样输入信号，声卡有一路输出信号直接输入回声卡，作为降噪系统的参考信号；
步骤三、假定第一步采样信号为T1，第二部采样信号为T2，通过T1和 T2可计算出耳机滤波器的实际传递函数；
步骤四、根据实际传递函数，计算目标曲线，并通过算法进行数据拟合，得到新滤波器；
步骤五、对耳机写入新滤波器，重新进行在线曲线测试。
优选的，所述步骤一中的降噪系统包括前端接收处理模块、喇叭和人工耳，所述前端接收处理模块用于接收外部噪声，并对噪声进行分析，然后发出信号，所述喇叭接收前端处理模块发出的信号，产生抵消声，所述抵消声与外部噪声相抵消，实现降噪。
优选的，所述前端接收处理模块包括麦克风和滤波器，所述麦克风用于接收外部噪声，所述滤波器用于对噪声进行分析，并产生供喇叭接收的信号，所述喇叭产生的抵消声幅值与外部噪声的幅值呈相同设置，所述喇叭产生的抵消声相位与外部噪声的相位呈相反设置。
优选的，所述麦克风用于接收外部噪声，所述麦克风可以将外部噪声转化为滤波器可以接收的信号，并传输至滤波器处，所述滤波器用于接收麦克风传出的信号，所述滤波器可以将接收的信号进行分析，并转化为喇叭可以接收的信号，传输至喇叭处，所述喇叭用于接收滤波器传出的信号，所述喇叭接收到滤波器传出的信号后，产生抵消声，所述抵消声与人工耳接收到的外部噪声相互抵消，实现降噪。
优选的，定义外界进入人工耳的噪声为S，外界进入麦克风的噪声为S1，所述麦克风用于接收S1，所述麦克风可以将S1转化为S2，并将S2传输至滤波器处，所述滤波器用于接收S2，所述滤波器可以将S2转化为S3，并将S3 传输至喇叭处，所述喇叭用于接收S3，所述喇叭可以将S3转化为S4，并将 S4传输至人工耳处。
优选的，所述麦克风包括传递函数F1，所述麦克风传递函数为F1＝S2/S1，所述滤波器包括传递函数F2，所述滤波器传递函数为F2＝S3/S2，所述喇叭包括传递函数F3，所述喇叭传递函数为F3＝S4/S3，所述外界噪声直接到人耳传递函数为F。
优选的，定义A(F)＝A(F1*F2*F3)幅值相等，P(F)＝-P(F1*F2*F3) 相位相反，所述测量信号包括T1信号和T2信号，所述T1信号包括TR1信号和TK1信号两部分，其中TR1信号为参考信号，TK1信号为实际人工耳采集信号，即人耳信号，所述人耳传递函数F＝TK1/TR1，可以推出A(F)和P(F)，即外界噪声的幅值和相位。
优选的，所述T2信号包括TR2信号和TK2信号两部分，其中TR2信号为参考信号，TK2信号为实际人工耳采集信号，若测量T2信号时滤波器直通，即F2＝1，则F1*F3＝(TK2-TK1)/TR2，可以推出A(F1*F3)和P(F1*F3)，根据T1信号和T2信号可以推出滤波器的目标拟合曲线，采用复曲线拟合算法即可在线计算出滤波器。
本发明的技术效果和优点：本发明提供的一种产线耳机自适应计算降噪滤波器的方法，与现有技术相比，
本发明通过设置的降噪系统，利用降噪系统中的麦克风对外部噪声进行接收，并将接收的外部噪声转化为滤波器可以接收的信号，并传输至滤波器处，利用降噪系统中的滤波器接收麦克风传出的信号，并且对接收的信号进行分析，并转化为喇叭可以接收的信号，传输至喇叭处，利用降噪系统中的喇叭接收滤波器传出的信号，当喇叭接收到滤波器传出的信号后，产生抵消声，利用抵消声与人工耳接收到的外部噪声相互抵消，实现降噪；
可实现降噪耳机在产线滤波器快速重新计算，为每一个耳机打造独立的滤波器参数，使得降噪量可以达到设计要求，曲线差异较小，良率偏高，并自动完成在线测试和烧录的过程；
也避免了大多数在线调节滤波器仅仅是在原有滤波器基础上对耳机进行盲调或微调，并没有对耳机传递函数进行二次测试的情况，避免了滤波器不稳定出现耳机自激啸叫的问题，使用起来十分便利。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书以及附图中所指出的结构来实现和获得。
附图说明
图1为本发明的方法流程图；
图2为本发明降噪系统对外界噪声进行降噪的流程图；
图3为本发明推算出幅值的目标拟合曲线图；
图4为本发明推算出相位的目标拟合曲线图。
具体实施方式
在不同附图中以相同标号来标示相同或类似组件；另外请了解文中诸如“第一”、“第二”、“第三”、“上”、“下”、“前”、“后”、“内”、“外”、“端”、“部”、“段”、“宽度”、“厚度”、“区”等等及类似用语仅便于看图者参考图中构造以及仅用于帮助描述本发明而已，并非是对本发明的限定。
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供了如图1-4所示的一种产线耳机自适应计算降噪滤波器的方法，包括如下步骤：
步骤一、关闭反馈麦克风，关闭前馈麦克风，喇叭发出扫频信号，人工耳采样输入信号，声卡有一路输出信号直接输入回声卡，作为降噪系统的参考信号；
步骤二、关闭反馈麦克风，打开前馈麦克风，设置滤波器为直通滤波器，又名BYPASS滤波器，喇叭发出扫频信号，人工耳采样输入信号，声卡有一路输出信号直接输入回声卡，作为降噪系统的参考信号；
步骤三、假定第一步采样信号为T1，第二部采样信号为T2，通过T1和 T2可计算出耳机滤波器的实际传递函数；
步骤四、根据实际传递函数，计算目标曲线，并通过算法进行数据拟合，得到新滤波器；
步骤五、对耳机写入新滤波器，重新进行在线曲线测试。
其中采用类似的ANC测试系统，并采样同样的参考信号回路，控制耳机前馈麦克风关闭和前馈麦克风直通bypass回路进行两路音频数据采集，采样数据时反馈麦克风前后保持一致，无论是同时打开或同时关闭或者是单前馈麦克风降噪系统都符合同一原理，无论PC系统与待测设备是通过dongle无线连接还是有线连接测试，采用相似的测试方案均在此保护范围，采用相似的方法在线计算滤波器系数，重新载入新系数，进行二次增益调测并烧录的方法，将耳机芯片和外围电路引起的相位时延导入计算模型，对各个频段分别设置优先权重，拟合曲线时考虑权重的影响，实际情况中，耳机的芯片以及外围电路也会引起相位延迟，这些参数需要加入模型中一同计算；
所述步骤一中的降噪系统包括前端接收处理模块、喇叭和人工耳，所述前端接收处理模块用于接收外部噪声，并对噪声进行分析，然后发出信号，所述喇叭接收前端处理模块发出的信号，产生抵消声，所述抵消声与外部噪声相抵消，实现降噪；
所述前端接收处理模块包括麦克风和滤波器，所述麦克风用于接收外部噪声，所述滤波器用于对噪声进行分析，并产生供喇叭接收的信号，所述喇叭产生的抵消声幅值与外部噪声的幅值呈相同设置，所述喇叭产生的抵消声相位与外部噪声的相位呈相反设置；
所述麦克风用于接收外部噪声，所述麦克风可以将外部噪声转化为滤波器可以接收的信号，并传输至滤波器处，所述滤波器用于接收麦克风传出的信号，所述滤波器可以将接收的信号进行分析，并转化为喇叭可以接收的信号，传输至喇叭处，所述喇叭用于接收滤波器传出的信号，所述喇叭接收到滤波器传出的信号后，产生抵消声，所述抵消声与人工耳接收到的外部噪声相互抵消，实现降噪；
请参阅图2，定义外界进入人工耳的噪声为S，外界进入麦克风的噪声为 S1，所述麦克风用于接收S1，所述麦克风可以将S1转化为S2，并将S2传输至滤波器处，所述滤波器用于接收S2，所述滤波器可以将S2转化为S3，并将S3传输至喇叭处，所述喇叭用于接收S3，所述喇叭可以将S3转化为S4，并将S4传输至人工耳处；
请参阅图3和图4，所述麦克风包括传递函数F1，所述麦克风传递函数为F1＝S2/S1，所述滤波器包括传递函数F2，所述滤波器传递函数为F2＝S3/S2，所述喇叭包括传递函数F3，所述喇叭传递函数为F3＝S4/S3，所述外界噪声直接到人耳传递函数为F；
定义A(F)＝A(F1*F2*F3)幅值相等，P(F)＝-P(F1*F2*F3)相位相反，所述测量信号包括T1信号和T2信号，所述T1信号包括TR1信号和TK1信号两部分，其中TR1信号为参考信号，TK1信号为实际人工耳采集信号，即人耳信号，所述人耳传递函数F＝TK1/TR1，可以推出A(F)和P(F)，即外界噪声的幅值和相位；
所述T2信号包括TR2信号和TK2信号两部分，其中TR2信号为参考信号， TK2信号为实际人工耳采集信号，若测量T2信号时滤波器直通，即F2＝1，则 F1*F3＝(TK2-TK1)/TR2，可以推出A(F1*F3)和P(F1*F3)，根据T1信号和T2信号可以推出滤波器的目标拟合曲线，采用复曲线拟合算法即可在线计算出滤波器。
综上所述，本发明首先关闭反馈麦克风，关闭前馈麦克风，喇叭发出扫频信号，人工耳采样输入信号，声卡有一路输出信号直接输入回声卡，作为降噪系统的参考信号；然后关闭反馈麦克风，打开前馈麦克风，设置滤波器为直通滤波器，又名BYPASS滤波器，喇叭发出扫频信号，人工耳采样输入信号，声卡有一路输出信号直接输入回声卡，作为降噪系统的参考信号；然后假定第一步采样信号为T1，第二部采样信号为T2，通过T1和T2可计算出耳机滤波器的实际传递函数；进而根据实际传递函数，计算目标曲线，并通过算法进行数据拟合，得到新滤波器；最后对耳机写入新滤波器，重新进行在线曲线测试；
利用降噪系统中的麦克风对外部噪声进行接收，并将接收的外部噪声转化为滤波器可以接收的信号，并传输至滤波器处，利用降噪系统中的滤波器接收麦克风传出的信号，并且对接收的信号进行分析，并转化为喇叭可以接收的信号，传输至喇叭处，利用降噪系统中的喇叭接收滤波器传出的信号，当喇叭接收到滤波器传出的信号后，产生抵消声，利用抵消声与人工耳接收到的外部噪声相互抵消，实现降噪；
可实现降噪耳机在产线滤波器快速重新计算，为每一个耳机打造独立的滤波器参数，使得降噪量可以达到设计要求，曲线差异较小，良率偏高，并自动完成在线测试和烧录的过程。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，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，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种产线耳机自适应计算降噪滤波器的方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤一、关闭反馈麦克风，关闭前馈麦克风，喇叭发出扫频信号，人工耳采样输入信号，声卡有一路输出信号直接输入回声卡，作为降噪系统的参考信号；
步骤二、关闭反馈麦克风，打开前馈麦克风，设置滤波器为直通滤波器，又名BYPASS滤波器，喇叭发出扫频信号，人工耳采样输入信号，声卡有一路输出信号直接输入回声卡，作为降噪系统的参考信号；
步骤三、假定第一步采样信号为T1，第二部采样信号为T2，通过T1和T2可计算出耳机滤波器的实际传递函数；
步骤四、根据实际传递函数，计算目标曲线，并通过算法进行数据拟合，得到新滤波器；
步骤五、对耳机写入新滤波器，重新进行在线曲线测试。
2.根据权利要求1所述的一种产线耳机自适应计算降噪滤波器的方法，其特征在于：所述步骤一中的降噪系统包括前端接收处理模块、喇叭和人工耳，所述前端接收处理模块用于接收外部噪声，并对噪声进行分析，然后发出信号，所述喇叭接收前端处理模块发出的信号，产生抵消声，所述抵消声与外部噪声相抵消，实现降噪。
3.根据权利要求2所述的一种产线耳机自适应计算降噪滤波器的方法，其特征在于：所述前端接收处理模块包括麦克风和滤波器，所述麦克风用于接收外部噪声，所述滤波器用于对噪声进行分析，并产生供喇叭接收的信号，所述喇叭产生的抵消声幅值与外部噪声的幅值呈相同设置，所述喇叭产生的抵消声相位与外部噪声的相位呈相反设置。
4.根据权利要求3所述的一种产线耳机自适应计算降噪滤波器的方法，其特征在于：所述麦克风用于接收外部噪声，所述麦克风可以将外部噪声转化为滤波器可以接收的信号，并传输至滤波器处，所述滤波器用于接收麦克风传出的信号，所述滤波器可以将接收的信号进行分析，并转化为喇叭可以接收的信号，传输至喇叭处，所述喇叭用于接收滤波器传出的信号，所述喇叭接收到滤波器传出的信号后，产生抵消声，所述抵消声与人工耳接收到的外部噪声相互抵消，实现降噪。
5.根据权利要求4所述的一种产线耳机自适应计算降噪滤波器的方法，其特征在于：定义外界进入人工耳的噪声为S，外界进入麦克风的噪声为S1，所述麦克风用于接收S1，所述麦克风可以将S1转化为S2，并将S2传输至滤波器处，所述滤波器用于接收S2，所述滤波器可以将S2转化为S3，并将S3传输至喇叭处，所述喇叭用于接收S3，所述喇叭可以将S3转化为S4，并将S4传输至人工耳处。
6.根据权利要求5所述的一种产线耳机自适应计算降噪滤波器的方法，其特征在于：所述麦克风包括传递函数F1，所述麦克风传递函数为F1＝S2/S1，所述滤波器包括传递函数F2，所述滤波器传递函数为F2＝S3/S2，所述喇叭包括传递函数F3，所述喇叭传递函数为F3＝S4/S3，所述外界噪声直接到人耳传递函数为F。
7.根据权利要求6所述的一种产线耳机自适应计算降噪滤波器的方法，其特征在于：定义A(F)＝A(F1*F2*F3)幅值相等，P(F)＝-P(F1*F2*F3)相位相反，所述测量信号包括T1信号和T2信号，所述T1信号包括TR1信号和TK1信号两部分，其中TR1信号为参考信号，TK1信号为实际人工耳采集信号，即人耳信号，所述人耳传递函数F＝TK1/TR1，可以推出A(F)和P(F)，即外界噪声的幅值和相位。
8.根据权利要求7所述的一种产线耳机自适应计算降噪滤波器的方法，其特征在于：所述T2信号包括TR2信号和TK2信号两部分，其中TR2信号为参考信号，TK2信号为实际人工耳采集信号，若测量T2信号时滤波器直通，即F2＝1，则F1*F3＝(TK2-TK1)/TR2，可以推出A(F1*F3)和P(F1*F3)，根据T1信号和T2信号可以推出滤波器的目标拟合曲线，采用复曲线拟合算法即可在线计算出滤波器。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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