CN114420081A - 一种有源降噪设备的风噪抑制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于有源降噪技术领域，公开了一种有源降噪设备的风噪抑制方法，该方法首先采集前馈降噪麦克风的RMS能量值，并设定风噪声判断阈值，根据前馈降噪麦克风的RMS能量值与阈值的大小，判断是否需要调整滤波器的参数设定；若需要进行滤波器的参数设定调整，则获取新、旧状态下反馈降噪麦克风进行噪声检测得到的RMS能量值；根据新、旧状态下反馈降噪麦克风的RMS能量值的大小关系，判断当前时刻滤波器的参数设定调整的效果，并确定下一时刻滤波器的调整方向。本发明能够保证反馈降噪麦克风采集到的噪声能量是不会比处理之前变大的，保证了降噪效果，同时很好地避免了风噪声环境下前馈噪声处理过程中产生新噪声，从而带来更好的降噪体验。

Description

一种有源降噪设备的风噪抑制方法
技术领域
本发明属于有源降噪技术领域，涉及一种有源降噪设备的风噪抑制方法。
背景技术
当前有源降噪设备（诸如有源降噪耳机等）多采用混合降噪模式，以帮助用户最大程度降低外界环境噪声，且通常对于稳态噪声效果比较显著。
目前，前后馈混合模式的有源降噪设备，通常会有一颗或多颗前馈降噪麦克风，采集外界初始环境噪声，送给前馈噪声处理模块进行噪声抵消处理。
通常情况下前馈降噪系统遵守因果性限制条件，既外界噪声透过设备渗透到耳道这段时间，就是给前馈噪声处理模块处理提出的时间上的限制要求。
然而，上述模式的有源降噪设备，对于快变噪声比如风噪声，基本上不能有效降噪，且在风速较大时，还会给用户带来一些困扰，具体体现在：
风噪声并不是一种稳态的噪声，特别是当风速较快时，前馈降噪麦克风会产生相对于普通环境噪声相比更大的信号，且该信号经过放大后，甚至会波形消顶，产生大量谐波，这样前馈噪声处理模块生成的控制信号里，也会含有相关的谐波，但是在风噪声透过设备渗透到耳道内这个过程中并不产生这些谐波，于是新的噪声被送给佩戴者，进而给用户带来了困扰。
尽管减小麦克风放大增益，可以有效地避免波形消顶及谐波的产生，但是也会严重影响到前馈降噪效果，进而降低了设备的整体降噪量。
发明内容
本发明的目的在于提出一种有源降噪设备的风噪抑制方法，在保障降噪效果的前提下，有效地避免了上述前馈噪声处理过程中产生的新噪声。
本发明为了实现上述目的，采用如下技术方案：
一种有源降噪设备的风噪抑制方法，包括如下步骤：
步骤1. 分别获取第i个数据点时刻一号前馈降噪麦克风和二号前馈降噪麦克风进行噪声检测得到的检测结果，该检测结果为RMS能量值；
将第i个数据点时刻，一号前馈降噪麦克风得到的RMS能量值记为FF1_i;
将第i个数据点时刻，二号前馈降噪麦克风得到的RMS能量值记为FF2_i;
其中，i=1,2, 3,…为数字信号序列；
步骤2. 设定风噪声判断阈值a，根据前馈降噪麦克风的RMS能量值与阈值a的大小，判断是否需要调整前馈噪声处理模块中滤波器的参数设定；
定义滤波器的初始参数设定为F0以及新参数设定为FT；在初始参数设定为F0与新参数设定FT之间设置一组插值参数设定；
将该组插值参数设定由前向后依次定义为参数设定F1、F2……、FT-1；
其中，T为自然数；此处由前向后是指由F0指向FT的方向；该组插值参数设定中各个参数设定的排序原则是和控制风噪声呈现相关性，体现在：
由初始参数设定F0指向新参数设定FT的方向，各个插值参数设定分别是不同大小的风噪声下减小因风噪声而产生的控制信号；
其中，由初始参数设定F0指向新参数设定FT的方向，各个插值参数设定F1、F2……、FT-1对应因风噪声产生的控制信号逐渐减小；
步骤2.1. 首先判断第i个数据点时刻，一号前馈降噪麦克风的RMS能量值FF1_i与二号前馈降噪麦克风的RMS能量值FF2_i的大小关系；
如果FF1_i > FF2_i，则转到步骤2.2；若FF2_i > FF1_i，则转到步骤2.3；
步骤2.2. 根据阈值a与FF1_i、FF2_i的大小关系，进行如下调整：
若阈值a≥FF1_i，则保持滤波器的初始参数设定F0；
或者由滤波器的当前参数设定向着初始参数设定F0的方向进行参数设定调整，并更新为前一插值参数设定，直至当更新至F0时不再变化；
若FF1_i≥阈值a≥FF2_i，则切换二号前馈降噪麦克风为前馈信号源，同时保持滤波器的当前参数设定不变；
若FF2_i >阈值a，则由滤波器的当前参数设定向着新参数设定FT的方向进行参数设定调整，并更新为后一插值参数设定，直至当更新至FT时不再变化；
步骤2.3. 根据阈值a与FF1_i、FF2_i的大小关系，进行如下调整：
若阈值a≥FF2_i，则保持滤波器的初始参数设定F0；
或者由滤波器的当前参数设定向着初始参数设定F0的方向进行参数设定调整，并更新为前一插值参数设定，直至当更新至F0时不再变化；
若FF2_i≥阈值a≥FF1_i，则切换一号前馈降噪麦克风为前馈信号源，同时保持滤波器的当前参数设定不变；
若FF1_i >阈值a，则由滤波器的当前参数设定向着新参数设定FT的方向进行参数设定调整，并更新为后一插值参数设定，直至当更新至FT时不再变化；
步骤3. 若经过步骤2.2以及步骤2.3判断，需要进行滤波器的参数设定调整，则转到步骤4，判断滤波器的参数设定调整效果；
否则，返回步骤1，进行下一个数据点时刻的判断；
步骤4. 获取第i个数据点时刻，即新状态下反馈降噪麦克风进行噪声检测得到的检测结果，该检测结果为RMS能量值，记为FB_new(i)；
定义第i-1个数据点时刻，即旧状态下反馈降噪麦克风进行噪声检测得到的检测结果，该检测结果为RMS能量值，记为FB_old(i)；
其中，FB_old(i)等于FB_new(i-1)；
设定旧状态下反馈降噪麦克风的初始RMS能量值为FB_old(0)；
根据第i个数据点时刻，新状态下RMS能量值FB_new(i)与旧状态下RMS能量值FB_old(i)的大小关系，判断滤波器的参数设定调整效果：
经过判断：若FB_new(i) < FB_old(i)，则转到步骤4.1；
经过判断：若FB_new(i)≥FB_old(i)，则转到步骤4.2；
步骤4.1. 返回步骤1，将i更新为下一数据点时刻，继续进行滤波器的参数设定调整，调整方向向着新参数设定FT的方向；
步骤4.2. 滤波器停止在当前参数设定位置；同步的，记录停止flag(i)=1；
设定连续累加次数M以及判断阈值N，M、N均为自然数，且M>N；
若截止到当前第i个数据点时刻时，经过的数据点时刻的个数超过M，则判断第i个数据点时刻及其之前的M-1个数据点时刻中flag(i)=1的数量；
经过判断，若flag(i)=1的数量大于N，则执行步骤4.3；
经过判断，若flag(i)=1的数量小于或等于N，则执行步骤4.4；
步骤4.3. 返回步骤1，将i更新为下一数据点时刻，继续进行滤波器的参数设定调整，调整方向向着初始参数设定F0的方向；
步骤4.4. 返回步骤1，将i更新为下一数据点时刻，继续进行滤波器的参数设定调整，调整方向向着新参数设定FT的方向。
此外，本发明还提出了另一种有源降噪设备的风噪抑制方法，在保障降噪效果的前提下，有效地避免了上述前馈噪声处理过程中产生的新噪声。
本发明为了实现上述目的，采用如下技术方案：
一种有源降噪设备的风噪抑制方法，包括如下步骤：
步骤1. 获取第i个数据点时刻前馈降噪麦克风进行噪声检测得到的检测结果，该检测结果为RMS能量值；
将第i个数据点时刻，前馈降噪麦克风获取的RMS能量值记为FF1_i；
其中，i=1,2, 3,…为数字信号序列；
步骤2. 设定风噪声判断阈值a，根据前馈降噪麦克风得到的RMS能量值与阈值a的大小，判断是否需要调整前馈噪声处理模块中滤波器的参数设定；
定义滤波器的初始参数设定为F0以及新参数设定为FT；在初始参数设定为F0与新参数设定FT之间设置一组插值参数设定；
将该组插值参数设定，由前向后依次定义为参数设定F1、F2……、FT-1；
其中，T为自然数；此处由前向后是指由F0指向FT的方向；该组插值参数设定中各个参数设定的排序原则是和控制风噪声呈现相关性，体现在：
由初始参数设定F0指向新参数设定FT的方向，各个插值参数设定分别是不同大小的风噪声下减小因风噪声而产生的控制信号；
其中，由初始参数设定F0指向新参数设定FT的方向，各个插值参数设定F1、F2……、FT-1对应因风噪声产生的控制信号逐渐减小；
根据阈值a与FF1_i的大小关系，进行如下调整：
若FF1_i>阈值a，则由滤波器的当前参数设定向着新参数设定FT的方向进行参数设定调整，并更新为后一插值参数设定，直至当更新至FT时不再变化；
若FF1_i≤阈值a，则保持滤波器的初始参数设定F0；
或者由滤波器的当前参数设定向着初始参数设定F0的方向进行参数设定调整，并更新为前一插值参数设定，直至当更新至F0时不再变化；
步骤3. 若经过上述步骤2判断，需要进行滤波器的参数设定调整，则转到步骤4，并判断滤波器的参数设定调整效果；
否则，返回步骤1，进行下一个数据点时刻的判断；
步骤4. 获取第i个数据点时刻，即新状态下反馈降噪麦克风进行噪声检测得到的检测结果，该检测结果为RMS能量值，记为FB_new(i)；
定义第i-1个数据点时刻，即旧状态下反馈降噪麦克风进行噪声检测得到的检测结果，该检测结果为RMS能量值，记为FB_old(i)；
其中，FB_old(i)等于FB_new(i-1)；
设定旧状态下反馈降噪麦克风的初始RMS能量值为FB_old(0)；
根据第i个数据点时刻，新状态下RMS能量值FB_new(i)与旧状态下RMS能量值FB_old(i)的大小，判断滤波器的参数设定调整效果：
经过判断：若FB_new(i) < FB_old(i)，则转到步骤4.1；
经过判断：若FB_new(i)≥FB_old(i)，则转到步骤4.2；
步骤4.1. 返回步骤1，将i更新为下一数据点时刻，继续进行滤波器的参数设定调整，调整方向向着新参数设定FT的方向；
步骤4.2. 滤波器停止在当前参数设定位置；同步的，记录停止flag(i)=1；
设定连续累加次数M以及判断阈值N，M、N均为自然数，且M>N；
若截止到当前第i个数据点时刻时，数据点时刻的连续累加次数超过M，则判断第i个数据点时刻及其之前的M-1个数据点时刻中flag(i)=1的数量；
经过判断，若flag(i)=1的数量大于N，则执行步骤4.3；
经过判断，若flag(i)=1的数量小于或等于N，则执行步骤4.4；
步骤4.3. 返回步骤1，将i更新为下一数据点时刻，继续进行滤波器的参数设定调整，调整方向向着初始参数设定F0的方向；
步骤4.4. 返回步骤1，将i更新为下一数据点时刻，继续进行滤波器的参数设定调整，调整方向向着新参数设定FT的方向。
本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：
如上所述，本发明述及了一种有源降噪设备的风噪抑制方法，该方法能够保证滤波器在进行参数设定调整之后，反馈降噪麦克风采集到的噪声能量是不会比处理之前变大的，这样就既能保证降噪效果，又能很好地避免风噪声环境下前馈噪声处理过程中产生新噪声，从而带来更好的降噪体验。
附图说明
为了更清楚地说明本发明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简单地介绍。
图1为本发明实施例1中有源降噪耳机的结构示意图；
图2为本发明实施例1中有源降噪耳机的风噪抑制方法的流程示意图；
图3为本发明实施例2中有源降噪耳机的结构示意图；
图4为本发明实施例2中有源降噪耳机的风噪抑制方法的流程示意图；
图5为现有技术中第一种有源降噪耳机的结构示意图；
图6为现有技术中第二种有源降噪耳机的结构示意图。
其中，1-一号前馈降噪麦克风，2-二号前馈降噪麦克风，3-反馈降噪麦克风，4-扬声器，5-ADC采样器，6-DAC采样器，7-前馈噪声处理模块，8-反馈噪声处理模块，9-噪声检测判断模块。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。
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。
需要说明，本发明实施例中所有方向性指示（诸如上、下、左、右、前、后……）仅用于解释在某一特定姿态（如附图所示）下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
另外，本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
实施例1
本实施例1述及了一种有源降噪耳机的风噪抑制方法，该风噪抑制方法针对的有源降噪耳机（采用混合降噪模式）的结构，如图1所示。
如图1和图5可知，本实施例中有源降噪耳机采用的是两个前馈降噪麦克风，分别定义为一号前馈降噪麦克风1以及二号前馈降噪麦克风2。
此外，有源降噪耳机还包括反馈降噪麦克风3、扬声器4、ADC采样器5、DAC采样器6、前馈噪声处理模块7以及反馈噪声处理模块8。
其中，以上结构及其连接关系均为当前的通用技术，此处不再赘述。
与现有技术中有源降噪耳机结构（即图5中结构）不同的是，本实施例1中有源降噪耳机在现有结构的基础上，增加了噪声检测判断模块9。
在噪声检测判断模块9内设置滤波模块，该滤波模块使用IIR低通滤波器，用来滤除异常情况下的较大干扰噪声，比如系统啸叫时产生的噪声。
噪声检测判断模块9的输入是ADC采样后的一号前馈降噪麦克风1、二号前馈降噪麦克风2的信号以及反馈降噪麦克风3的信号。
在噪声检测判断模块9内进行风噪声抑制的方法如图2所示。由图2可知，本实施例1中有源降噪设备的风噪抑制方法，包括如下步骤：
步骤1. 一号前馈降噪麦克风1先进行滤波处理，再进行噪声检测，获取一号前馈降噪麦克风1的检测结果，该检测结果为RMS能量值。
将第i个数据点时刻一号前馈降噪麦克风得到的RMS能量值记为FF1_i，FF1_i为一号前馈降噪麦克风1的检测结果经过ADC采样后得到的信号。
其中，i=1,2, 3,…为数字信号序列，采样周期为500ms-1s。
同理，二号前馈降噪麦克风2先进行滤波处理，再进行噪声检测，获取二号前馈降噪麦克风2的检测结果，该检测结果为RMS能量值。
将第i个数据点时刻二号前馈降噪麦克风得到的RMS能量值记为FF2_i，FF2_i为二号前馈降噪麦克风2的检测结果经过ADC采样后得到的信号。
其中，i=1,2, 3,…为数字信号序列，采样周期为500ms-1s。
将采集到的RMS能量值FF1_i、FF2_i输入到噪声检测判断模块9内。
步骤2. 设定风噪声判断阈值a，根据前馈降噪麦克风的RMS能量值与阈值a的大小，判断是否需要调整前馈噪声处理模块7中滤波器的参数设定。
本实施例中阈值a是根据实际产品系统在合适的风速下测试得到的。
此处，合适的风速一般定义为3m/s-5m/s。
定义滤波器的初始参数设定为F0以及新参数设定为FT。
为了避免滤波器较大突变对主观体验带来的冲击感，新参数设定FT和初始参数设定F0之间不能有很大的差异，因此进行了如下设置：
在初始参数设定为F0与新参数设定FT之间设置一组插值参数设定，将该组插值参数设定由前向后依次定义为参数设定F1、F2……、FT-1。
其中，T为自然数，此处由前向后是指由F0指向FT的方向。
本发明通过设置上述一组插值参数设定，并且该组插值参数设定中各个插值参数设定的排序原则是和控制风噪声呈现相关性，具体体现在：
由初始参数设定F0指向新参数设定FT的方向，各个插值参数设定分别是不同大小的风噪声下减小因风噪声而产生的控制信号。
其中，由初始参数设定F0指向新参数设定FT的方向，各个插值参数设定对应因风噪声产生的控制信号逐渐减小。
本实施例中插值参数设定的数量可以根据内存条的大小决定。
每一次噪声判断后，确定向滤波器的新参数设定FT调整时，均是在该组插值参数设定内单向逐次调整的，且每次更新为后一插值参数设定。
当滤波器调整到最后一个参数设定即新参数设定FT后，即便经过噪声判断后仍然需要进行参数设定调整，滤波器参数设定也不再进行调整。
同理的，当滤波器参数设定需要退回到初始参数设定F0时，也是在该组插值参数设定内单向逐次调整的，且每次更新为前一插值参数设定。
当滤波器参数退回到初始参数设定F0时，滤波器的参数设定不再调整。
本实施例中滤波器参数设定是基于预设滤波器参数（即F0）而言的。
对于自适应调整滤波器参数设定的前馈噪声处理模块，定义参考信号x(i)，在反馈降噪麦克风3处，期望信号为d(i)，控制信号s(i)。
设第i个数据点时刻，滤波器权系数w(i)和参考输入x(i)分别为：
w(i)=[w1(i),w2(i),...,wL(i)]；x(i)=[x(i),x(i−1),...,x(i-L+1)]。
其中，L表示一个帧处理中数据的长度。
控制信号为：y(i)=x (i)*wT (i)，其中，上标T表示矩阵转置。
误差传声器接收到的信号为：e(i)=d(i)+s(i);
根据最小均方误差原则，设定最优权系数迭代，w(i+1)=w(i)−u(i)*e(i)*x(i)；其中，u是滤波器权系数更新速度。
当经过噪声判断，需要调整滤波器新设定，需对权系数进行变量设定，u(i+1)= u(i)/(FF1(i)/FF1(i-1))2。
步骤2.1. 首先判断第i个数据点时刻，一号前馈降噪麦克风1的RMS能量值FF1_i与二号前馈降噪麦克风2的RMS能量值FF2_i的大小关系。
如果FF1_i > FF2_i，则转到步骤2.2；若FF2_i > FF1_i，则转到步骤2.3。
步骤2.2. 根据阈值a与FF1_i、FF2_i的大小关系，进行如下调整：
若阈值a≥FF1_i，则保持滤波器的初始参数设定F0；
或者由滤波器的当前参数设定向着初始参数设定F0的方向进行参数设定调整，并更新为前一插值参数设定，直至当更新至F0时不再变化。
若FF1_i≥阈值a≥FF2_i，则切换二号前馈降噪麦克风2为前馈信号源，同时保持滤波器的当前参数设定不变。
若FF2_i >阈值a，则由滤波器的当前参数设定向着新参数设定FT的方向进行参数设定调整，并更新为后一插值参数设定，直至当更新至FT时不再变化。
步骤2.3. 根据阈值a与FF1_i、FF2_i的大小关系，进行如下调整：
若阈值a≥FF2_i，则保持滤波器的初始参数设定F0；
或者由滤波器的当前参数设定向着初始参数设定F0的方向进行参数设定调整，并更新为前一插值参数设定，直至当更新至F0时不再变化。
若FF2_i≥阈值a≥FF1_i，则切换一号前馈降噪麦克风1为前馈信号源，同时保持滤波器的当前参数设定不变。
若FF1_i >阈值a，则由滤波器的当前参数设定向着新参数设定FT的方向进行参数设定调整，并更新为后一插值参数设定，直至当更新至FT时不再变化。
步骤3. 若经过步骤2.2以及步骤2.3判断，需要进行滤波器的参数设定调整，则转到步骤4，判断滤波器的参数设定调整效果。
否则，返回步骤1，进行下一个数据点时刻的判断。
步骤4. 获取第i个数据点时刻，即新状态下反馈降噪麦克风3进行噪声检测得到的检测结果，该检测结果为RMS能量值，记为FB_new(i)。
RMS能量值FB_new(i)为新状态下反馈降噪麦克风3进行噪声检测得到的检测结果经过ADC采样后得到的信号；其中，采样周期为500ms-1s。
定义第i-1个数据点时刻，即旧状态下反馈降噪麦克风3进行噪声检测得到的检测结果，该检测结果为RMS能量值，记为FB_old(i)。
设定旧状态下反馈降噪麦克风的初始RMS能量值为FB_old(0)。
RMS能量值FB_old(i)为旧状态下反馈降噪麦克风3进行噪声检测得到的检测结果经过ADC采样后得到的信号；其中，采样周期为500ms-1s。
其中，FB_old(i)等于FB_new(i-1)。
根据第i个数据点时刻，新状态下RMS能量值FB_new(i)与旧状态下RMS能量值FB_old(i)的大小关系，判断滤波器的参数设定调整效果：
经过判断：若FB_new(i) < FB_old(i)，则转到步骤4.1。
经过判断：若FB_new(i)≥FB_old(i)，则转到步骤4.2。
步骤4.1. 返回步骤1，将i更新为下一数据点时刻，继续进行滤波器的参数设定调整，调整方向向着新参数设定FT的方向。
步骤4.2. 滤波器停止在当前参数设定位置；同步的，记录停止flag(i)=1；
设定连续累加次数M以及判断阈值N，M、N均为自然数，且M>N。
若截止到当前第i个数据点时刻时，经过的数据点时刻的个数超过M，则判断第i个数据点时刻及其之前的M-1个数据点时刻中flag(i)=1的数量。
经过判断，若flag(i)=1的数量大于N，则执行步骤4.3。
经过判断，若flag(i)=1的数量小于或等于N，则执行步骤4.4。
此种设置，可有效避免风噪抑制过程中被一些突发情况影响，比如突发性大噪声，例如关门、拍手、机动车靠近、鸣笛以及轨道交通错车等。
步骤4.3. 返回步骤1，将i更新为下一数据点时刻，继续进行滤波器的参数设定调整，调整方向向着初始参数设定F0的方向。
步骤4.4. 返回步骤1，将i更新为下一数据点时刻，继续进行滤波器的参数设定调整，调整方向向着新参数设定FT的方向。
通过以上步骤4，可以保证经过本发明方法处理后，反馈降噪麦克风3采集到的噪声能量是不会比处理前变大的，保证了降噪效果。
本实施例1述及的风噪抑制方法，既可以保证降噪效果，也可以避免风噪声环境下前馈噪声处理过程中产生新噪声，因而带来更好的降噪体验。
实施例2
本实施例2述及了一种有源降噪耳机的风噪抑制方法，该风噪抑制方法针对的有源降噪耳机（采用混合降噪模式）的结构，如图3所示。
如图3和图6可知，本实施例2中有源降噪耳机，采用的是一个前馈降噪麦克风，即只有一号前馈降噪麦克风1。
此外，有源降噪耳机还包括反馈降噪麦克风3、扬声器4、ADC采样器5、DAC采样器6、前馈噪声处理模块7以及反馈噪声处理模块8。
其中，以上结构及其连接关系均为当前的通用技术，此处不再赘述。
与现有技术中的有源降噪耳机结构（即图6中结构）不同的是，本实施例2中有源降噪耳机在现有结构的基础上，增加了噪声检测判断模块9。
其中，噪声检测判断模块9的输入是ADC采样后的一号前馈降噪麦克风1的信号以及反馈降噪麦克风3的信号。
在噪声检测判断模块9内进行风噪声抑制的方法如图4所示，由图4可知，本实施例2中有源降噪设备的风噪抑制方法，包括如下步骤：
步骤1. 一号前馈降噪麦克风1先进行滤波处理，再进行噪声检测，获取一号前馈降噪麦克风1的检测结果，该检测结果为RMS能量值。
将第i个数据点时刻，一号前馈降噪麦克风得到的RMS能量值记为FF1_i，FF1_i为一号前馈降噪麦克风1的检测结果，经过ADC采样后得到的信号。
其中，i=1,2, 3,…为数字信号序列，采样周期为500ms-1s。
将采集的RMS能量值FF1_i输入到噪声检测判断模块9内。
步骤2. 设定风噪声判断阈值a，根据前馈降噪麦克风的RMS能量值与阈值a的大小，判断是否需要调整前馈噪声处理模块7中滤波器的参数设定。
本实施例中阈值a是根据实际产品系统在合适的风速下测试得到的。
此处，合适的风速一般定义为3m/s-5m/s。
定义滤波器的初始参数设定为F0以及新参数设定为FT。
为了避免滤波器较大突变对主观体验带来的冲击感，在初始参数设定为F0与新参数设定FT之间设置一组插值参数设定。
将该组插值参数设定，由前向后依次定义为参数设定F1、F2……、FT-1；其中，T为自然数；由前向后是指由F0指向FT的方向。
本实施例中插值参数设定的方式与上述实施例1完全相同，此处不再赘述。
根据阈值a与FF1_i的大小关系，进行如下调整：
若FF1_i>阈值a，则由滤波器的当前参数设定向着新参数设定FT的方向进行参数设定调整，并更新为后一插值参数设定，直至当更新至FT时不再变化。
若FF1_i≤阈值a，则保持滤波器的初始参数设定F0；
或者由滤波器的当前参数设定向着初始参数设定F0的方向进行参数设定调整，并更新为前一插值参数设定，直至当更新至F0时不再变化。
步骤3. 若经过上述步骤2判断，需要进行滤波器的参数设定调整，则转到步骤4，并判断滤波器的参数设定调整效果。
否则，返回步骤1，进行下一个数据点时刻的判断。
步骤4. 获取第i个数据点时刻，即新状态下反馈降噪麦克风进行噪声检测得到的检测结果，该检测结果为RMS能量值，记为FB_new(i)。
RMS能量值FB_new(i)为新状态下反馈降噪麦克风3进行噪声检测得到的检测结果经过ADC采样后得到的信号；其中，采样周期为500ms-1s。
定义第i-1个数据点时刻，即旧状态下反馈降噪麦克风进行噪声检测得到的检测结果，该检测结果为RMS能量值，记为FB_old(i)。
RMS能量值FB_old(i)为旧状态下反馈降噪麦克风3进行噪声检测得到的检测结果经过ADC采样后得到的信号；其中，采样周期为500ms-1s。
其中，FB_old(i)等于FB_new(i-1)。
设定旧状态下反馈降噪麦克风的初始RMS能量值为FB_old(0)。
根据第i个数据点时刻，新状态下RMS能量值FB_new(i)与旧状态下RMS能量值FB_old(i)的大小，判断滤波器的参数设定调整效果：
经过判断：若FB_new(i) < FB_old(i)，则转到步骤4.1。
经过判断：若FB_new(i)≥FB_old(i)，则转到步骤4.2。
步骤4.1. 返回步骤1，将i更新为下一数据点时刻，继续进行滤波器的参数设定调整，调整方向向着新参数设定FT的方向。
步骤4.2. 滤波器停止在当前参数设定位置；同步的，记录停止flag(i)=1。
设定连续累加次数M以及判断阈值N，M、N均为自然数，且M>N。
若截止到当前第i个数据点时刻时，数据点时刻的连续累加次数超过M，则判断第i个数据点时刻及其之前的M-1个数据点时刻中flag(i)=1的数量。
经过判断，若flag(i)=1的数量大于N，则执行步骤4.3。
经过判断，若flag(i)=1的数量小于或等于N，则执行步骤4.4。
步骤4.3. 返回步骤1，将i更新为下一数据点时刻，继续进行滤波器的参数设定调整，调整方向向着初始参数设定F0的方向。
步骤4.4. 返回步骤1，将i更新为下一数据点时刻，继续进行滤波器的参数设定调整，调整方向向着新参数设定FT的方向。
通过以上步骤4，可以保证经过本发明方法处理后，反馈降噪麦克风3采集到的噪声能量是不会比处理前变大的，保证了降噪效果。
本实施例2述及的风噪抑制方法，既可以保证降噪效果，也可以避免风噪声环境下前馈噪声处理过程中产生新噪声，因而带来更好的降噪体验。
当然，本发明中有源降噪耳机，还可以替换为有源降噪耳塞或助听器等设备，此类设备均可以采用上述实施例1或2中的风噪抑制方法。
当然，以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内，理应受到本发明的保护。

Claims (10)

1.一种有源降噪设备的风噪抑制方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1. 分别获取第i个数据点时刻一号前馈降噪麦克风和二号前馈降噪麦克风进行噪声检测得到的检测结果，该检测结果为RMS能量值；
将第i个数据点时刻，一号前馈降噪麦克风得到的RMS能量值记为FF1_i;
将第i个数据点时刻，二号前馈降噪麦克风得到的RMS能量值记为FF2_i;
其中，i=1,2, 3,…为数字信号序列；
步骤2. 设定风噪声判断阈值a，根据前馈降噪麦克风得到的RMS能量值与阈值a的大小，判断是否需要调整前馈噪声处理模块中滤波器的参数设定；
定义滤波器的初始参数设定为F0以及新参数设定为FT；
在初始参数设定为F0与新参数设定FT之间设置一组插值参数设定，将该组插值参数设定由前向后依次定义为插值参数设定F1、F2……、FT-1；
其中，T为自然数；此处由前向后是指由F0指向FT的方向；
由初始参数设定F0指向新参数设定FT的方向，各个插值参数设定分别是不同大小的风噪声下减小因风噪声而产生的控制信号；
其中，由初始参数设定F0指向新参数设定FT的方向，各个插值参数设定F1、F2……、FT-1对应因风噪声产生的控制信号逐渐减小；
步骤2.1. 首先判断第i个数据点时刻，一号前馈降噪麦克风的RMS能量值FF1_i与二号前馈降噪麦克风的RMS能量值FF2_i的大小关系；
如果FF1_i > FF2_i，则转到步骤2.2；若FF2_i > FF1_i，则转到步骤2.3；
步骤2.2. 根据阈值a与FF1_i、FF2_i的大小关系，进行如下调整：
若阈值a≥FF1_i，则保持滤波器的初始参数设定F0；
或者由滤波器的当前参数设定向着初始参数设定F0的方向进行参数设定调整，并更新为前一插值参数设定，直至当更新至F0时不再变化；
若FF1_i≥阈值a≥FF2_i，则切换二号前馈降噪麦克风为前馈信号源，同时保持滤波器的当前参数设定不变；
若FF2_i >阈值a，则由滤波器的当前参数设定向着新参数设定FT的方向进行参数设定调整，并更新为后一插值参数设定，直至当更新至FT时不再变化；
步骤2.3. 根据阈值a与FF1_i、FF2_i的大小关系，进行如下调整：
若阈值a≥FF2_i，则保持滤波器的初始参数设定F0；
或者由滤波器的当前参数设定向着初始参数设定F0的方向进行参数设定调整，并更新为前一插值参数设定，直至当更新至F0时不再变化；
若FF2_i≥阈值a≥FF1_i，则切换一号前馈降噪麦克风为前馈信号源，同时保持滤波器的当前参数设定不变；
若FF1_i >阈值a，则由滤波器的当前参数设定向着新参数设定FT的方向进行参数设定调整，并更新为后一插值参数设定，直至当更新至FT时不再变化；
步骤3. 若经过步骤2.2以及步骤2.3判断，需要进行滤波器的参数设定调整，则转到步骤4，并判断滤波器的参数设定调整效果；
否则，返回步骤1，将i更新为下一数据点时刻并进行判断；
步骤4. 获取第i个数据点时刻，即新状态下反馈降噪麦克风进行噪声检测得到的检测结果，该检测结果为RMS能量值，记为FB_new(i)；
定义第i-1个数据点时刻，即旧状态下反馈降噪麦克风进行噪声检测得到的检测结果，该检测结果为RMS能量值，记为FB_old(i)；
其中，FB_old(i)等于FB_new(i-1)；
设定旧状态下反馈降噪麦克风的初始RMS能量值为FB_old(0)；
根据第i个数据点时刻，新状态下RMS能量值FB_new(i)与旧状态下RMS能量值FB_old(i)的大小关系，判断滤波器的参数设定调整效果：
经过判断：若FB_new(i) < FB_old(i)，则转到步骤4.1；
经过判断：若FB_new(i)≥FB_old(i)，则转到步骤4.2；
步骤4.1. 返回步骤1，将i更新为下一数据点时刻，继续进行滤波器的参数设定调整，调整方向向着新参数设定FT的方向；
步骤4.2. 滤波器停止在当前参数设定位置；同步的，记录停止flag(i)=1；
设定连续累加次数M以及判断阈值N，M、N均为自然数，且M>N；
若截止到当前第i个数据点时刻时，经过的数据点时刻的个数超过M，则判断第i个数据点时刻及其之前的M-1个数据点时刻中flag(i)=1的数量；
经过判断，若flag(i)=1的数量大于N，则执行步骤4.3；
经过判断，若flag(i)=1的数量小于或等于N，则执行步骤4.4；
步骤4.3. 返回步骤1，将i更新为下一数据点时刻，继续进行滤波器的参数设定调整，调整方向向着初始参数设定F0的方向；
步骤4.4. 返回步骤1，将i更新为下一数据点时刻，继续进行滤波器的参数设定调整，调整方向向着新参数设定FT的方向。
2.根据权利要求1所述的有源降噪设备的风噪抑制方法，其特征在于，
所述步骤1中，一号前馈降噪麦克风在进行噪声检测之前，先进行滤波处理；二号前馈降噪麦克风在进行噪声检测之前，先进行滤波处理。
3.根据权利要求1所述的有源降噪设备的风噪抑制方法，其特征在于，
所述RMS能量值FF1_i为一号前馈降噪麦克风进行噪声检测获取的检测结果经过ADC采样后得到的信号；其中，采样周期为500ms-1s；
所述RMS能量值FF2_i为二号前馈降噪麦克风进行噪声检测获取的检测结果经过ADC采样后得到的信号；其中，采样周期为500ms-1s。
4.根据权利要求1所述的有源降噪设备的风噪抑制方法，其特征在于，
所述RMS能量值FB_new(i)为新状态下反馈降噪麦克风进行噪声检测得到的检测结果经过ADC采样后得到的信号；其中，采样周期为500ms-1s；
所述RMS能量值FB_old(i)为旧状态下反馈降噪麦克风进行噪声检测得到的检测结果经过ADC采样后得到的信号；其中，采样周期为500ms-1s。
5.根据权利要求1所述的有源降噪设备的风噪抑制方法，其特征在于，
所述有源降噪设备包括有源降噪耳机、耳塞或助听器。
6.一种有源降噪设备的风噪抑制方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1. 获取第i个数据点时刻前馈降噪麦克风进行噪声检测得到的检测结果，该检测结果为RMS能量值；
将第i个数据点时刻，前馈降噪麦克风获取的RMS能量值记为FF1_i；
其中，i=1,2, 3,…为数字信号序列；
步骤2. 设定风噪声判断阈值a，根据前馈降噪麦克风得到的RMS能量值与阈值a的大小，判断是否需要调整前馈噪声处理模块中滤波器的参数设定；
定义滤波器的初始参数设定为F0以及新参数设定为FT；
在初始参数设定为F0与新参数设定FT之间设置一组插值参数设定；将该组插值参数设定，由前向后依次定义为参数设定F1、F2……、FT-1；
其中，T为自然数；此处由前向后是指由F0指向FT的方向；
由初始参数设定F0指向新参数设定FT的方向，各个插值参数设定分别是不同大小的风噪声下减小因风噪声而产生的控制信号；
其中，由初始参数设定F0指向新参数设定FT的方向，各个插值参数设定F1、F2……、FT-1对应因风噪声产生的控制信号逐渐减小；
根据阈值a与FF1_i的大小关系，进行如下调整：
若FF1_i>阈值a，则由滤波器的当前参数设定向着新参数设定FT的方向进行参数设定调整，并更新为后一插值参数设定，直至当更新至FT时不再变化；
若FF1_i≤阈值a，则保持滤波器的初始参数设定F0；
或者由滤波器的当前参数设定向着初始参数设定F0的方向进行参数设定调整，并更新为前一插值参数设定，直至当更新至F0时不再变化；
步骤3. 若经过上述步骤2判断，需要进行滤波器的参数设定调整，则转到步骤4，并判断滤波器的参数设定调整效果；
否则，返回步骤1，将i更新为下一数据点时刻并进行判断；
步骤4. 获取第i个数据点时刻，即新状态下反馈降噪麦克风进行噪声检测得到的检测结果，该检测结果为RMS能量值，记为FB_new(i)；
定义第i-1个数据点时刻，即旧状态下反馈降噪麦克风进行噪声检测得到的检测结果，该检测结果为RMS能量值，记为FB_old(i)；
其中，FB_old(i)等于FB_new(i-1)；
设定旧状态下反馈降噪麦克风的初始RMS能量值为FB_old(0)；
根据第i个数据点时刻，新状态下RMS能量值FB_new(i)与旧状态下RMS能量值FB_old(i)的大小，判断滤波器的参数设定调整效果：
经过判断：若FB_new(i) < FB_old(i)，则转到步骤4.1；
经过判断：若FB_new(i)≥FB_old(i)，则转到步骤4.2；
步骤4.1. 返回步骤1，将i更新为下一数据点时刻，继续进行滤波器的参数设定调整，调整方向向着新参数设定FT的方向；
步骤4.2. 滤波器停止在当前参数设定位置；同步的，记录停止flag(i)=1；
设定连续累加次数M以及判断阈值N，M、N均为自然数，且M>N；
若截止到当前第i个数据点时刻时，数据点时刻的连续累加次数超过M，则判断第i个数据点时刻及其之前的M-1个数据点时刻中flag(i)=1的数量；
经过判断，若flag(i)=1的数量大于N，则执行步骤4.3；
经过判断，若flag(i)=1的数量小于或等于N，则执行步骤4.4；
步骤4.3. 返回步骤1，将i更新为下一数据点时刻，继续进行滤波器的参数设定调整，调整方向向着初始参数设定F0的方向；
步骤4.4. 返回步骤1，将i更新为下一数据点时刻，继续进行滤波器的参数设定调整，调整方向向着新参数设定FT的方向。
7.根据权利要求6所述的有源降噪设备的风噪抑制方法，其特征在于，
所述步骤1中，前馈降噪麦克风在进行噪声检测之前，先进行滤波处理。
8.根据权利要求6所述的有源降噪设备的风噪抑制方法，其特征在于，
所述RMS能量值FF1_i为前馈降噪麦克风进行噪声检测获取的检测结果经过ADC采样后的信号；其中，采样周期为500ms-1s。
9.根据权利要求6所述的有源降噪设备的风噪抑制方法，其特征在于，
所述RMS能量值FB_new(i)为新状态下反馈降噪麦克风进行噪声检测得到的检测结果经过ADC采样后的信号；其中，采样周期为500ms-1s；
所述RMS能量值FB_old(i)为旧状态下反馈降噪麦克风进行噪声检测得到的检测结果经过ADC采样后的信号；其中，采样周期为500ms-1s。
10.根据权利要求6所述的有源降噪设备的风噪抑制方法，其特征在于，
所述有源降噪设备包括有源降噪耳机、耳塞或助听器。
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