CN114255729A - 主动降噪方法及其装置、电子设备与计算机可读存储介质 - Google Patents

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Abstract

本申请提供了一种主动降噪方法，包括：基于设置于目标降噪区域对应的监测位置处的监测麦克风采集的监测位置误差信号，确定监测位置误差信号对应的目标降噪区域误差信号，其中，目标降噪区域为需要进行降噪的区域；基于目标降噪区域误差信号，确定降噪参数；基于降噪参数生成降噪信号，以对目标降噪区域进行降噪。基于监测位置误差信号，获得能够完全表征目标降噪区域降噪后剩余噪声信号的目标降噪区域误差信号，基于目标降噪区域误差信号确定出针对于目标降噪区域的降噪参数，并基于针对于目标降噪区域的降噪参数生成降噪信号，以对目标降噪区域进行降噪，实现目标降噪区域的噪声最小化。

Description

主动降噪方法及其装置、电子设备与计算机可读存储介质
技术领域
本申请涉及主动降噪技术领域，具体涉及一种主动降噪方法、主动降噪装置、电子设备及计算机可读存储介质。
背景技术
反馈自适应主动降噪系统力求将误差麦克风设置于目标降噪区域，以采集目标降噪区域误差信号(即目标降噪区域降噪后剩余噪声信号)，进而根据目标降噪区域误差信号调整降噪参数，从而实现目标降噪区域的噪声最小化。
然而，由于主动降噪场景的限制，一部分主动降噪产品的目标降噪区域无法或者不必要设置误差麦克风，实际设置麦克风的位置往往不得不偏离真实待降噪区域导致目标降噪区域误差信号无法被直接、准确获得，使得反馈自适应主动降噪系统无法确定针对于目标降噪区域的最佳降噪参数，从而影响目标降噪区域的降噪效果。
发明内容
有鉴于此，本申请实施例提供了一种主动降噪方法、主动降噪装置、电子设备及计算机可读存储介质，以解决现有技术中由于目标降噪区域无法或者不必要设置误差麦克风而无法直接、准确获得目标降噪区域误差信号，从而反馈自适应主动降噪系统无法确定针对于目标降噪区域的最佳降噪参数的技术问题。
根据本申请实施例的第一方面，提供一种主动降噪方法，包括：基于设置于目标降噪区域对应的监测位置处的监测麦克风采集的监测位置误差信号，确定监测位置误差信号对应的目标降噪区域误差信号，其中，目标降噪区域为需要进行降噪的区域；基于目标降噪区域误差信号，确定降噪参数；基于降噪参数生成降噪信号，以对目标降噪区域进行降噪。
在本申请的一个实施例中，基于设置于目标降噪区域对应的监测位置处的监测麦克风采集的监测位置误差信号，确定监测位置误差信号对应的目标降噪区域误差信号，包括：基于监测位置误差信号，确定监测位置误差信号对应的监测位置噪声信号；基于监测位置噪声信号，确定监测位置噪声信号对应的目标降噪区域噪声信号；基于目标降噪区域噪声信号，确定目标降噪区域噪声信号对应的目标降噪区域误差信号；其中，基于目标降噪区域误差信号，确定降噪参数，包括：基于目标降噪区域噪声信号和目标降噪区域误差信号，确定降噪参数。
在本申请的一个实施例中，基于监测位置误差信号，确定监测位置误差信号对应的监测位置噪声信号，包括：基于滤波器输出的初始降噪信号和次级路径，确定监测位置误差信号对应的监测位置降噪信号，其中，次级路径为滤波器的输出端与监测位置之间的传递路径；监测位置误差信号通过减法器减去监测位置降噪信号，获得监测位置噪声信号。
在本申请的一个实施例中，基于滤波器输出的初始降噪信号和次级路径，确定监测位置误差信号对应的监测位置降噪信号，包括：根据初始降噪信号和次级路径对应的第一传递函数，获得监测位置降噪信号；其中，第一传递函数用于等效模拟次级路径对初始降噪信号的响应。
在本申请的一个实施例中，基于监测位置噪声信号，确定监测位置噪声信号对应的目标降噪区域噪声信号，包括：根据监测位置噪声信号和第一路径补偿函数，确定目标降噪区域噪声信号；其中，第一路径补偿函数用于等效模拟监测位置和目标降噪区域之间的传递路径，以对监测位置噪声信号进行补偿。
在本申请的一个实施例中，基于目标降噪区域噪声信号，确定目标降噪区域噪声信号对应的目标降噪区域误差信号，包括：根据初始降噪信号和补偿次级路径对应的第二路径补偿函数，获得目标降噪区域降噪信号；其中，补偿次级路径为滤波器的输出端与目标降噪区域之间的传递路径，第二路径补偿函数用于等效模拟补偿次级路径对初始降噪信号的响应；基于目标降噪区域噪声信号和目标降噪区域降噪信号，确定目标降噪区域误差信号。
在本申请的一个实施例中，基于目标降噪区域噪声信号和目标降噪区域误差信号，确定降噪参数，包括：将目标降噪区域噪声信号和目标降噪区域误差信号输入自适应模块，自适应模块基于目标降噪区域噪声信号和目标降噪区域误差信号调节滤波器的初始降噪参数，其中，初始降噪信号基于目标降噪区域噪声信号和初始降噪参数生成；基于调节后的降噪参数对目标降噪区域进行降噪：当调节后的目标降噪区域误差信号满足最小化条件，确定降噪参数。
根据本申请实施例的第二方面，提供一种主动降噪装置，包括：第一确定模块，配置为基于设置于目标降噪区域对应的监测位置处的监测麦克风采集的监测位置误差信号，确定监测位置误差信号对应的目标降噪区域误差信号，其中，目标降噪区域为需要进行降噪的区域；第二确定模块，配置为基于目标降噪区域误差信号，确定降噪参数；降噪模块，配置为基于降噪参数生成降噪信号，以对目标降噪区域进行降噪。
根据本申请实施例的第三方面，提供一种电子设备，包括：处理器；以及存储器，在存储器中存储有计算机程序指令，计算机程序指令在被处理器运行时使得处理器执行如上述第一方面所述的主动降噪方法。
根据本申请实施例的第四方面，提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序指令，计算机程序指令在被处理器运行时使得处理器执行如上述第一方面所述的主动降噪方法。
本申请实施例提供的主动降噪方法，基于与目标降噪区域对应的监测位置处的监测麦克风采集的监测位置误差信号，确定与监测位置误差信号对应的目标降噪区域误差信号，基于能够完全表征目标降噪区域降噪后剩余噪声信号的目标降噪区域误差信号，确定出针对于目标降噪区域的降噪参数，并基于降噪参数生成降噪信号，以对目标降噪区域进行降噪，实现目标降噪区域的噪声最小化。
附图说明
图1所示为现有技术中的反馈主动降噪系统的框图。
图2所示为本申请一实施例提供的主动降噪方法的流程示意图。
图3所示为本申请一实施例提供的主动降噪方法的流程示意图。
图4所示为本申请一实施例提供的主动降噪方法的流程示意图。
图5所示为本申请一实施例提供的主动降噪方法的流程示意图。
图6所示为本申请一实施例提供的主动降噪方法的流程示意图。
图7a所示为为本申请一实施例提供的主动降噪方法对应的主动降噪系统的框图。
图7b所示为图7a提供的主动降噪方法对应的主动降噪系统的模拟电路框图。
图8所示为本申请一实施例提供的主动降噪装置的结构示意图。
图9所示为本申请一实施例提供的主动降噪装置的结构示意图。
图10所示为本申请一实施例提供的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅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，都属于本申请保护的范围。
根据布局位置和控制方式的不同，主动降噪系统可以分为前馈、反馈和混合主动降噪系统，每一种降噪系统均可实现为自适应噪声控制系统。其中，反馈主动降噪系统力求将误差麦克风设置于目标降噪区域，以采集目标降噪区域降噪后剩余的噪声信号，进而根据目标降噪区域的剩余的噪声信号确定扬声器输出的降噪信号，实现目标降噪区域的噪声最小化。
然而，由于主动降噪场景的限制，目标降噪区域无法或者不必要设置误差麦克风。具体而言，图1所示为现有技术中的反馈主动降噪系统的框图，如图1所示，误差麦克风120只能设置于靠近目标降噪区域，即误差麦克风120设置于目标降噪区域外。由于误差麦克风120无法或者不必要设置于目标降噪区域，使得误差麦克风120采集的误差信号e并不能完全表征目标降噪区域降噪后剩余噪声。对于反馈主动降噪系统，确定主动降噪滤波器130参数W的准则是取次级路径的传递函数G(次级路径的传递函数为扬声器110的电声转换的传递函数和扬声器110的振膜面到误差麦克风120之间空间的传递函数)的逆的相反数，使误差麦克风120采集的误差信号e趋近于零，由于误差麦克风120采集的误差信号e并不能完全表征目标降噪区域降噪后剩余噪声，继而使得图1所示的反馈主动降噪系统并非是完美针对目标降噪区域，无法实现目标降噪区域的噪声最小化。
下面结合图2至图10进一步举例说明本申请提及的主动降噪方法、主动降噪装置、电子设备和计算机可读存储介质。
示例性主动降噪方法
图2所示为本申请一实施例提供的主动降噪方法的流程示意图。如图2所示，该主动降噪方法包括下列步骤。
步骤201：基于设置于目标降噪区域对应的监测位置处的监测麦克风采集的监测位置误差信号，确定监测位置误差信号对应的目标降噪区域误差信号。
具体而言，目标降噪区域为需要进行降噪的区域，即目标降噪区域为实际降噪区域。监测位置为与目标降噪区域对应的、能够设置监测麦克风的位置，即监测位置就是监测麦克风所处位置。监测位置误差信号为监测位置处降噪后剩余的噪声信号。目标降噪区域误差信号为目标降噪区域降噪后剩余的噪声信号。
考虑到反馈自适应主动降噪系统致力于基于采集目标降噪区域降噪后剩余的噪声信号，以确定针对于目标降噪区域的降噪参数，实现目标降噪区域的噪声最小化，然而目标降噪区域无法或者不必要设置误差麦克风，目标降噪区域误差信号无法直接通过误差麦克风采集，而与目标降噪区域对应的监测位置却能够设置监测麦克风，监测位置误差信号可以通过监测麦克风采集。因此，基于与目标降噪区域对应的监测位置处的监测麦克风采集的监测位置误差信号，确定与监测位置误差信号对应的目标降噪区域误差信号。
例如，对于主动降噪耳机而言，目标降噪区域为人耳的鼓膜，但鼓膜处无法放置误差麦克风，则监测麦克风只能设置于耳机上，当耳机放置于耳道内时，监测麦克风处于的监测位置与鼓膜相对应。基于耳机中监测麦克风采集的耳道中降噪后剩余噪声信号，确定出鼓膜位置处的降噪后剩余噪声信号，以确定出针对鼓膜的降噪参数。
步骤202：基于目标降噪区域误差信号，确定降噪参数。
具体而言，基于能够完全表征目标降噪区域降噪后剩余噪声信号的目标降噪区域误差信号，确定出针对于目标降噪区域的降噪参数。
步骤203：基于降噪参数生成降噪信号，以对目标降噪区域进行降噪。
具体而言，基于针对于目标降噪区域的降噪参数生成降噪信号，以对目标降噪区域进行降噪，实现目标降噪区域的噪声最小化。
本申请实施例中，基于与目标降噪区域对应的监测位置处的监测麦克风采集的监测位置误差信号，确定与监测位置误差信号对应的目标降噪区域误差信号，基于能够完全表征目标降噪区域降噪后剩余噪声信号的目标降噪区域误差信号，确定出针对于目标降噪区域的降噪参数，并基于降噪参数生成降噪信号，以对目标降噪区域进行降噪，实现目标降噪区域的噪声最小化。
图3所示为本申请一实施例提供的主动降噪方法的流程示意图。如图3所示，基于设置于目标降噪区域对应的监测位置处的监测麦克风采集的监测位置误差信号，确定监测位置误差信号对应的目标降噪区域误差信号步骤，包括下列步骤。
步骤301：基于监测位置误差信号，确定监测位置误差信号对应的监测位置噪声信号。
具体而言，监测位置噪声信号为原始噪声信号传递到监测位置处的噪声信号，监测位置误差信号为监测位置处噪声信号降噪后剩余的噪声信号。本质上来说，监测位置噪声信号与监测位置降噪信号叠加后形成监测位置误差信号。已知监测位置误差信号，基于对监测位置误差信号进行还原操作，确定监测位置误差信号对应的监测位置噪声信号。
步骤302：基于监测位置噪声信号，确定监测位置噪声信号对应的目标降噪区域噪声信号。
具体而言，监测位置噪声信号为噪声信号传递到监测位置处的噪声信号，目标降噪区域噪声信号为噪声信号传递到目标降噪区域的噪声信号。噪声信号在监测位置和目标降噪区域的空间进行传递，获取二者位置关系，基于监测位置噪声信号，确定监测位置噪声信号对应的目标降噪区域噪声信号。
步骤303：基于目标降噪区域噪声信号，确定目标降噪区域噪声信号对应的目标降噪区域误差信号。
具体而言，目标降噪区域噪声信号为噪声信号传递到目标降噪区域的噪声信号，目标降噪区域误差信号为目标降噪区域降噪后剩余的噪声信号。本质上来说，目标降噪区域噪声信号与目标降噪区域降噪信号叠加后形成目标降噪区域误差信号。已知目标降噪区域噪声信号，通过对目标降噪区域噪声信号进行叠加操作，确定目标降噪区域噪声信号对应的目标降噪区域误差信号。
示例性地，基于目标降噪区域误差信号，确定降噪参数步骤，包括：基于目标降噪区域噪声信号和目标降噪区域误差信号，确定降噪参数。
具体而言，基于目标降噪区域噪声信号和目标降噪区域误差信号，实时掌握目标降噪区域需要降噪的噪声信号和降噪后剩余的噪声信号的情况，确定出针对于目标降噪区域的降噪参数。
本申请实施例中，基于监测位置误差信号，确定监测位置误差信号对应的监测位置噪声信号，获取监测位置和目标降噪区域的位置关系，基于监测位置噪声信号，确定监测位置噪声信号对应的目标降噪区域噪声信号，基于目标降噪区域噪声信号，确定目标降噪区域噪声信号对应的目标降噪区域误差信号，并基于目标降噪区域噪声信号和目标降噪区域误差信号，确定出针对于目标降噪区域的降噪参数，以对目标降噪区域进行降噪。
图4所示为本申请一实施例提供的主动降噪方法的流程示意图。如图4所示，基于监测位置误差信号，确定监测位置误差信号对应的监测位置噪声信号步骤，包括如下步骤。
步骤401：基于滤波器输出的初始降噪信号和次级路径，确定监测位置误差信号对应的监测位置降噪信号。
具体而言，初级路径为原始噪声信号到达监测麦克风的传递路径，初级路径具有其对应的传递函数，初级路径的传递函数用符号Pm表示。次级路径为滤波器的输出端(即扬声器的输入端)与监测位置之间的传递路径，次级路径具有其对应的传递函数，次级路径的传递函数用符号Gm表示。滤波器输出的初始降噪信号经过次级路径传递到监测位置处即为监测位置降噪信号，则基于滤波器输出的初始降噪信号和次级路径，能够确定监测位置误差信号对应的监测位置降噪信号。
在一个可选的实施例中，基于滤波器输出的初始降噪信号和次级路径，确定监测位置误差信号对应的监测位置降噪信号步骤包括：根据初始降噪信号和次级路径对应的第一传递函数，获得监测位置降噪信号。
示例性地，第一传递函数用于等效模拟次级路径对初始降噪信号的响应。具体而言，第一传递函数用于等效模拟次级路径对不同频率初始降噪信号的幅值、相位的响应，用符号
Figure BDA0003241814900000091
表示。第一传递函数
Figure BDA0003241814900000092
通过构建次级路径的等效电路模块实现，即通过次级路径的等效电路模块等效模拟次级路径对不同频率初始降噪信号的幅值、相位的响应。
由于第一传递函数
Figure BDA0003241814900000093
能够等效模拟次级路径对不同频率初始降噪信号的幅值、相位的响应，则根据初始降噪信号和第一传递函数
Figure BDA0003241814900000094
获得监测位置降噪信号。
步骤402：监测位置误差信号通过减法器减去监测位置降噪信号，获得监测位置噪声信号。
具体而言，原始噪声信号经初级路径到达监测位置的监测位置噪声信号与滤波器生成的初始降噪信号经次级路径到达监测位置的监测位置降噪信号叠加后，形成监测位置误差信号。已知监测麦克风采集的监测位置误差信号，监测位置误差信号减去监测位置降噪信号，能够还原得到监测位置噪声信号。
由于次级路径的等效电路模块能够实现等效模拟次级路径对初始降噪信号的响应，次级路径的等效电路模块输入端的输入为滤波器生成的初始降噪信号，次级路径的等效电路模块输出端的输出为与监测位置降噪信号等效的等效信号。监测位置误差信号和次级路径的等效电路模块输出端输出的等效信号同时输入减法器的输入端，监测位置误差信号通过减法器减去等效信号，获得监测位置噪声信号。
本申请实施例中，通过构建次级路径的等效电路模块，具体化第一传递函数
Figure BDA0003241814900000095
实现等效模拟次级路径对初始降噪信号的响应，根据初始降噪信号和次级路径对应的第一传递函数
Figure BDA0003241814900000096
获得监测位置降噪信号，监测位置误差信号利用减法器减去次级路径的等效电路模块输出的与监测位置降噪信号等效的等效信号，从而还原得到监测位置噪声信号。
在一个进一步实施例中，基于监测位置噪声信号，确定监测位置噪声信号对应的目标降噪区域噪声信号步骤，包括：根据监测位置噪声信号和第一路径补偿函数，确定目标降噪区域噪声信号。
示例性地，第一路径补偿函数用于等效模拟监测位置和目标降噪区域之间的传递路径，以对监测位置噪声信号进行补偿。具体而言，噪声信号在监测位置和目标降噪区域之间进行传递，针对于监测位置噪声信号，需要进行补偿，以获得目标降噪区域噪声信号。监测位置和目标降噪区域之间的传递路径命名为第一补偿路径G△，第一路径补偿函数用于等效模拟第一补偿路径，以对监测位置噪声信号进行补偿，用符号
Figure BDA0003241814900000101
表示。第一路径补偿函数
Figure BDA0003241814900000102
通过构建第一补偿路径的等效电路模块实现，即通过构建监测位置和目标降噪区域之间的传递路径的等效电路模块，等效模拟监测位置和目标降噪区域之间的传递路径，以对监测位置噪声信号进行补偿。
本申请实施例中，通过构建监测位置和目标降噪区域之间的传递路径的等效电路模块，具体化第一路径补偿函数
Figure BDA0003241814900000103
实现等效模拟监测位置和目标降噪区域之间的传递路径，以对监测位置噪声信号进行补偿，以获得目标降噪区域噪声信号。
图5所示为本申请一实施例提供的主动降噪方法的流程示意图。如图5所示，基于目标降噪区域噪声信号，确定目标降噪区域噪声信号对应的目标降噪区域误差信号步骤，包括下列步骤。
步骤501：根据初始降噪信号和补偿次级路径对应的第二路径补偿函数，获得目标降噪区域降噪信号。
示例性地，补偿次级路径为滤波器的输出端与目标降噪区域之间的传递路径，第二路径补偿函数用于等效模拟补偿次级路径Ge对不同频率初始降噪信号的幅值、相位的响应，用符号
Figure BDA0003241814900000104
表示。具体而言，第二路径补偿函数
Figure BDA0003241814900000105
通过构建补偿次级路径的等效电路模块实现，即通过补偿次级路径的等效电路模块等效模拟补偿次级路径对初始降噪信号的响应。
由于滤波器输出的初始降噪信号经过补偿次级路径传递到目标降噪区域即为目标降噪区域降噪信号，第二路径补偿函数
Figure BDA0003241814900000111
能够等效模拟补偿次级路径对不同频率初始降噪信号的幅值、相位的响应，则根据初始降噪信号和第二路径补偿函数
Figure BDA0003241814900000112
获得目标降噪区域降噪信号。
步骤502：基于目标降噪区域噪声信号和目标降噪区域降噪信号，确定目标降噪区域误差信号。
具体而言，针对于目标降噪区域，目标降噪区域噪声信号与目标降噪区域降噪信号的叠加，可以获得目标降噪区域降噪后剩余噪声信号，即目标降噪区域误差信号。
本申请实施例中，通过构建滤波器的输出端与目标降噪区域之间的传递路径的等效电路模块，具体化第二路径补偿函数
Figure BDA0003241814900000113
实现等效模拟补偿次级路径对不同频率初始降噪信号的幅值、相位的响应。根据初始降噪信号和第二路径补偿函数
Figure BDA0003241814900000114
获得目标降噪区域降噪信号，叠加目标降噪区域噪声信号与目标降噪区域降噪信号，获得目标降噪区域误差信号。
图6所示为本申请一实施例提供的主动降噪方法的流程示意图。如图6所示，基于目标降噪区域噪声信号和目标降噪区域误差信号，确定降噪参数步骤，包括如下步骤。
步骤601：将目标降噪区域噪声信号和目标降噪区域误差信号输入自适应模块，自适应模块基于目标降噪区域噪声信号和目标降噪区域误差信号调节滤波器的初始降噪参数。
示例性的，初始降噪信号基于目标降噪区域噪声信号和初始降噪参数生成。具体而言，自适应主动降噪过程是一个循环迭代过程，自适应模块可以是最小均方(Least MeanSquare，LMS)模块。
步骤602：基于调节后的降噪参数对目标降噪区域进行降噪：当调节后的目标降噪区域误差信号满足最小化条件，确定降噪参数。
具体而言，基于调节后降噪参数对目标降噪区域进行降噪，重复上述循环迭代过程，直至目标降噪区域误差信号满足最小化条件，确定降噪参数。
本申请实施例中，将目标降噪区域噪声信号和目标降噪区域误差信号输入自适应模块，自适应模块基于目标降噪区域噪声信号和目标降噪区域误差信号调节滤波器的初始降噪参数，当调节后的目标降噪区域误差信号满足最小化条件，确定降噪参数。
图7a所示为本申请一实施例提供的主动降噪方法对应的主动降噪系统的框图。图7b所示为图7a提供的主动降噪方法对应的主动降噪系统的模拟电路框图。结合图7a和图7b，其中，监测位置误差信号用符号em表示，监测位置噪声信号用符号dm表示，目标降噪区域误差信号用符号ee表示，目标降噪区域噪声信号用符号de表示，初始降噪信号用符号y表示，原始噪声信号用符号x表示。
该主动降噪方法具体过程如下。
通过设置于监测位置处的监测麦克风采集到监测位置误差信号em。通过构建次级路径的等效电路模块，具体化第一传递函数
Figure BDA0003241814900000121
实现等效模拟次级路径对初始降噪信号y的响应，根据初始降噪信号y和次级路径对应的第一传递函数
Figure BDA0003241814900000122
获得监测位置降噪信号
Figure BDA0003241814900000123
监测位置误差信号em利用减法器减去次级路径的等效电路模块输出的与监测位置降噪信号等效的等效信号，从而还原得到监测位置噪声信号dm(dm等于原始噪声信号x经过初级路径Pm形成的监测位置噪声信号x·Pm，但反馈主动降噪系统由于x不可知，通过上述构建等效电路模块，对监测位置误差信号em进行还原操作，得到监测位置噪声信号dm)。
通过构建监测位置和目标降噪区域之间的传递路径的等效电路模块，具体化第一路径补偿函数
Figure BDA0003241814900000124
实现等效模拟监测位置和目标降噪区域之间的传递路径，以对监测位置噪声信号dm进行补偿，以获得目标降噪区域噪声信号de，用公式表达为
Figure BDA0003241814900000125
通过构建滤波器的输出端与目标降噪区域之间的传递路径的传递路径的等效电路模块，具体化第二路径补偿函数
Figure BDA0003241814900000131
实现等效模拟补偿次级路径对不同频率初始降噪信号的幅值、相位的响应，根据初始降噪信号y和第二路径补偿函数
Figure BDA0003241814900000132
获得目标降噪区域降噪信号。其中，初始降噪信号y基于初始降噪参数W和目标降噪区域噪声信号de获得，滤波器的输入信号为
Figure BDA0003241814900000133
则初始降噪信号
Figure BDA0003241814900000134
则目标降噪区域降噪信号为
Figure BDA0003241814900000135
通过叠加目标降噪区域噪声信号de与目标降噪区域降噪信号，获得目标降噪区域误差信号
Figure BDA0003241814900000136
自适应模块(即LMS模块)一端输入目标降噪区域噪声信号
Figure BDA0003241814900000137
一端输入目标降噪区域误差信号
Figure BDA0003241814900000138
基于二者，调整初始降噪参数W，循环此过程，直至目标降噪区域误差信号满足最小化条件，确定降噪参数。
通过上述方法获得针对于目标降噪区域的最优降噪参数，实现目标降噪区域的噪声最小化。
反馈自适应主动降噪系统力求将误差麦克风设置于目标降噪区域，以确定针对于目标降噪区域的降噪参数，实现目标降噪区域的噪声最小化。然而实际设置麦克风的位置往往不得不偏离真实待降噪区域导致目标降噪区域误差信号无法被直接、准确获得，使得反馈自适应主动降噪系统无法确定针对于目标降噪区域的最佳降噪参数。通过对目标降噪区域对应的监测位置处的监测麦克风采集的监测位置误差信号进行推导，获得目标降噪区域误差信号，从而基于目标降噪区域误差信号确定出针对于目标降噪区域的最优降噪参数，进而实现目标降噪区域的噪声最小化。
示例性主动降噪装置
图8所示为本申请一实施例提供的主动降噪装置的结构示意图。如图8所示，该主动降噪装置100包括：第一确定模块101、第二确定模块102和降噪模块103。
第一确定模块101配置为，基于设置于目标降噪区域对应的监测位置处的监测麦克风采集的监测位置误差信号，确定监测位置误差信号对应的目标降噪区域误差信号，其中，目标降噪区域为需要进行降噪的区域。第二确定模块102配置为，基于目标降噪区域误差信号，确定降噪参数。降噪模块103配置为，基于降噪参数生成降噪信号，以对目标降噪区域进行降噪。
图9所示为本申请一实施例提供的主动降噪装置的结构示意图。如图9所示，第一确定模块101包括：第一确定单元1011、第二确定单元1012和第三确定单元1013。
第一确定单元1011配置为，基于监测位置误差信号，确定监测位置误差信号对应的监测位置噪声信号。第二确定单元1012配置为，基于监测位置噪声信号，确定监测位置噪声信号对应的目标降噪区域噪声信号。第三确定单元1013配置为，基于目标降噪区域噪声信号，确定目标降噪区域噪声信号对应的目标降噪区域误差信号。示例性地，第二确定模块102进一步配置为基于目标降噪区域噪声信号和目标降噪区域误差信号，确定降噪参数。
在一个实施例中，第一确定单元1011进一步配置为基于滤波器输出的初始降噪信号和次级路径，确定监测位置误差信号对应的监测位置降噪信号。其中，次级路径为滤波器的输出端与监测位置之间的传递路径；监测位置误差信号通过减法器减去监测位置降噪信号，获得监测位置噪声信号。
在一个进一步实施例中，第一确定单元1011进一步配置为根据初始降噪信号和次级路径对应的第一传递函数，获得监测位置降噪信号。其中，第一传递函数用于等效模拟次级路径对初始降噪信号的响应；监测位置误差信号通过减法器减去监测位置降噪信号，获得监测位置噪声信号。
在一个实施例中，第二确定单元1012进一步配置为根据监测位置噪声信号和第一路径补偿函数，确定目标降噪区域噪声信号。其中，第一路径补偿函数用于等效模拟监测位置和目标降噪区域之间的传递路径，以对监测位置噪声信号进行补偿。
在一个实施例中，第三确定单元1013进一步配置为根据初始降噪信号和补偿次级路径对应的第二路径补偿函数，获得目标降噪区域降噪信号。其中，补偿次级路径为滤波器的输出端与目标降噪区域之间的传递路径，第二路径补偿函数用于等效模拟补偿次级路径对初始降噪信号的响应；基于目标降噪区域噪声信号和目标降噪区域降噪信号，确定目标降噪区域误差信号。
在一个实施例中，第二确定模块102进一步配置为将目标降噪区域噪声信号和目标降噪区域误差信号输入自适应模块，自适应模块基于目标降噪区域噪声信号和目标降噪区域误差信号调节滤波器的初始降噪参数。其中，初始降噪信号基于目标降噪区域噪声信号和初始降噪参数生成；基于调节后的降噪参数对目标降噪区域进行降噪：当调节后的目标降噪区域误差信号满足最小化条件，确定降噪参数。
上述主动降噪装置中各个模块的功能和作用的实现过程具体详见上述主动降噪方法中对应步骤的实现过程，在此不再赘述。
示例性电子设备
图10所示为本申请一实施例提供的电子设备的结构示意图。如图10所示，电子设备300包括一个或多个处理器310和存储器320。
处理器310可以是中央处理单元(CPU)或者具有数据处理能力和/或指令执行能力的其他形式的处理单元，并且可以控制电子设备300中的其他组件以执行期望的功能。
存储器320可以包括一个或多个计算机程序产品，所述计算机程序产品可以包括各种形式的计算机可读存储介质，例如易失性存储器和/或非易失性存储器。所述易失性存储器例如可以包括随机存取存储器(RAM)和/或高速缓冲存储器(cache)等。所述非易失性存储器例如可以包括只读存储器(ROM)、硬盘、闪存等。在所述计算机可读存储介质上可以存储一个或多个计算机程序指令，处理器310可以运行所述程序指令，以实现上文所述的本申请的各个实施例的主动降噪方法以及/或者其他期望的功能。
在一个示例中，电子设备300还可以包括：输入装置330和输出装置340，这些组件通过总线系统和/或其他形式的连接机构(未示出)互连。
当然，为了简化，图3中仅示出了该电子设备300中与本申请有关的组件中的一些，省略了诸如总线、输入/输出接口等等的组件。除此之外，根据具体应用情况，电子设备300还可以包括任何其他适当的组件。
示例性计算机程序产品和计算机可读存储介质
除了上述方法和设备以外，本申请的实施例还可以是计算机程序产品，其包括计算机程序指令，所述计算机程序指令在被处理器运行时使得所述处理器执行本说明书上述“示例性主动降噪方法”部分中描述的根据本申请各个实施例提供的主动降噪方法中的步骤。
所述计算机程序产品可以以一种或多种程序设计语言的任意组合来编写用于执行本申请实施例操作的程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言，诸如Java、C++等，还包括常规的步骤式程序设计语言，诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算设备上执行、部分地在用户设备上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算设备上部分在远程计算设备上执行、或者完全在远程计算设备或服务器上执行。
此外，本申请的实施例还可以是计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，所述计算机程序指令在被处理器运行时使得所述处理器执行本说明书上述“示例性主动降噪方法”部分中描述的根据本申请各个实施例提供的主动降噪方法中的步骤。
所述计算机可读存储介质可以采用一个或多个可读介质的任意组合。可读介质可以是可读信号介质或者可读存储介质。可读存储介质例如可以包括但不限于电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。
需要说明的是，以上列举的仅为本申请的具体实施例，显然本申请不限于以上实施例，随之有着许多的类似变化。本领域的技术人员如果从本申请公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应属于本申请的保护范围。
应当理解，本申请实施例中提到的第一、第二等限定词，仅仅为了更清楚地描述本申请实施例的技术方案使用，并不能用以限制本申请的保护范围。
以上仅为本申请的较佳实施例而已，并非用于限定本申请的保护范围。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种主动降噪方法，其特征在于，包括：
基于设置于目标降噪区域对应的监测位置处的监测麦克风采集的监测位置误差信号，确定所述监测位置误差信号对应的目标降噪区域误差信号，其中，所述目标降噪区域为需要进行降噪的区域；
基于所述目标降噪区域误差信号，确定降噪参数；
基于所述降噪参数生成降噪信号，以对所述目标降噪区域进行降噪。
2.根据权利要求1所述的主动降噪方法，其特征在于，所述基于设置于目标降噪区域对应的监测位置处的监测麦克风采集的监测位置误差信号，确定所述监测位置误差信号对应的目标降噪区域误差信号，包括：
基于所述监测位置误差信号，确定所述监测位置误差信号对应的监测位置噪声信号；
基于所述监测位置噪声信号，确定所述监测位置噪声信号对应的目标降噪区域噪声信号；
基于所述目标降噪区域噪声信号，确定所述目标降噪区域噪声信号对应的目标降噪区域误差信号；
其中，所述基于所述目标降噪区域误差信号，确定降噪参数，包括：
基于所述目标降噪区域噪声信号和所述目标降噪区域误差信号，确定所述降噪参数。
3.根据权利要求2所述的主动降噪方法，其特征在于，所述基于所述监测位置误差信号，确定所述监测位置误差信号对应的监测位置噪声信号，包括：
基于滤波器输出的初始降噪信号和次级路径，确定所述监测位置误差信号对应的监测位置降噪信号，其中，所述次级路径为所述滤波器的输出端与所述监测位置之间的传递路径；
所述监测位置误差信号通过减法器减去所述监测位置降噪信号，获得所述监测位置噪声信号。
4.根据权利要求3所述的主动降噪方法，其特征在于，所述基于滤波器输出的初始降噪信号和次级路径，确定所述监测位置误差信号对应的监测位置降噪信号，包括：
根据所述初始降噪信号和所述次级路径对应的第一传递函数，获得所述监测位置降噪信号；
其中，所述第一传递函数用于等效模拟所述次级路径对所述初始降噪信号的响应。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的主动降噪方法，其特征在于，所述基于所述监测位置噪声信号，确定所述监测位置噪声信号对应的目标降噪区域噪声信号，包括：
根据所述监测位置噪声信号和第一路径补偿函数，确定所述目标降噪区域噪声信号；
其中，所述第一路径补偿函数用于等效模拟所述监测位置和所述目标降噪区域之间的传递路径，以对所述监测位置噪声信号进行补偿。
6.根据权利要求3或4所述的主动降噪方法，其特征在于，所述基于所述目标降噪区域噪声信号，确定所述目标降噪区域噪声信号对应的目标降噪区域误差信号，包括：
根据所述初始降噪信号和补偿次级路径对应的第二路径补偿函数，获得目标降噪区域降噪信号；
其中，所述补偿次级路径为所述滤波器的输出端与所述目标降噪区域之间的传递路径，所述第二路径补偿函数用于等效模拟所述补偿次级路径对所述初始降噪信号的响应；
基于所述目标降噪区域噪声信号和所述目标降噪区域降噪信号，确定所述目标降噪区域误差信号。
7.根据权利要求3或4所述的主动降噪方法，其特征在于，所述基于所述目标降噪区域噪声信号和所述目标降噪区域误差信号，确定所述降噪参数，包括：
将所述目标降噪区域噪声信号和所述目标降噪区域误差信号输入自适应模块，所述自适应模块基于所述目标降噪区域噪声信号和所述目标降噪区域误差信号调节所述滤波器的初始降噪参数，其中，所述初始降噪信号基于所述目标降噪区域噪声信号和所述初始降噪参数生成；
基于调节后的降噪参数对所述目标降噪区域进行降噪：当调节后的目标降噪区域误差信号满足最小化条件，确定所述降噪参数。
8.一种主动降噪装置，其特征在于，包括：
第一确定模块，配置为基于设置于目标降噪区域对应的监测位置处的监测麦克风采集的监测位置误差信号，确定所述监测位置误差信号对应的目标降噪区域误差信号，其中，所述目标降噪区域为需要进行降噪的区域；
第二确定模块，配置为基于所述目标降噪区域误差信号，确定降噪参数；
降噪模块，配置为基于所述降噪参数生成降噪信号，以对所述目标降噪区域进行降噪。
9.一种电子设备，包括：
处理器；以及
存储器，在所述存储器中存储有计算机程序指令，所述计算机程序指令在被所述处理器运行时使得所述处理器执行如权利要求1至7中任一项所述的主动降噪方法。
10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序指令，所述计算机程序指令在被处理器运行时使得所述处理器执行如权利要求1至7中任一项所述的主动降噪方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN115620695A (zh) * 2022-04-07 2023-01-17 中国科学院国家空间科学中心 一种主动降噪方法、系统、装置、头盔及可穿戴服装

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