CN115767347A - 主动降噪耳机及其啸叫抑制方法、装置及存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种主动降噪耳机及其啸叫抑制方法、装置及存储介质，针对包括前馈麦克风、反馈麦克风、通话麦克风和扬声器的主动降噪耳机，在检测到耳机发生啸叫时，首先在前馈通路和反馈通路中定位当前啸叫所产生的目标啸叫通路，也即确定当前发生啸叫的是前馈通路、反馈通路，或者是两个通路均产生了啸叫，在此基础上，根据产生啸叫的目标啸叫通路进行针对性的啸叫抑制，保证啸叫抑制的有效性。同时，在进行啸叫抑制后，可以按照设定周期检测耳机的声学状态，直至检测到的声学状态表明耳机无啸叫发生后，准确判断出啸叫抑制的释放时间，可以释放对目标啸叫通路的啸叫抑制，防止出现耳机间断性发出啸叫声的现象，保证了用户的正常使用。

Description

主动降噪耳机及其啸叫抑制方法、装置及存储介质

技术领域

本申请涉及主动降噪技术领域，更具体的说，是涉及一种主动降噪耳机及其啸叫抑制方法、装置及存储介质。

背景技术

主动降噪耳机可以在一定程度上减少人耳听到的外界环境噪声，达到保护听力和提高耳机播放质量的作用。常见的主动降噪耳机单只配备有三颗麦克风，其常规安装位置如图1所示。其中前馈(Feedforword，FF)麦克风和通话麦克风位于耳机杆上，反馈(Feedback，FB)麦克风位于耳机内部出音嘴附近，前馈麦克风和反馈麦克风共同构成了耳机的主动降噪麦克风，用于实现前馈降噪、反馈降噪以及透传功能。

正常佩戴情况下无论是耳机的主动降噪功能还是透传功能，都不会发生啸叫，因为前馈麦克风和耳机扬声器之间无明显的正反馈回路，可看作是开环通路，反馈麦克风和耳机扬声器之间工作状态为负反馈回路，这两个回路都不会构成不稳定的正反馈回路，因此不会产生啸叫。但是当耳机被堵孔、挤压或者紧握在手里时，前馈/反馈回路就会在某些频点上变成正反馈回路，即麦克风采集，滤波器放大，耳机扬声器输出到再次被麦克风采集，最终形成自激，产生啸叫声。耳机发生啸叫时耳机的音频功能均不能正常工作，会严重影响用户的正常使用，因此有必要研究一种对主动降噪耳机啸叫的抑制方案。

发明内容

鉴于上述问题，提出了本申请以便提供一种主动降噪耳机及其啸叫抑制方法、装置及存储介质，以实现对主动降噪耳机啸叫的检测和抑制，保证用户的正常使用。具体方案如下：

第一方面，提供了一种主动降噪耳机啸叫抑制方法，所述主动降噪耳机包括前馈麦克风、反馈麦克风、通话麦克风和扬声器，方法包括：

在检测到主动降噪耳机发生啸叫后，定位当前啸叫所产生的目标啸叫通路，所述目标啸叫通路包括由所述前馈麦克风和所述扬声器构成的前馈通路，和/或，由所述反馈麦克风和所述扬声器构成的反馈通路；

根据所述目标啸叫通路进行啸叫抑制；

按照设定周期检测所述主动降噪耳机的声学状态，直至所述声学状态表明所述主动降噪耳机无啸叫发生后，释放对所述目标啸叫通路的啸叫抑制。

第二方面，提供一种主动降噪耳机啸叫抑制装置，所述主动降噪耳机包括前馈麦克风、反馈麦克风、通话麦克风和扬声器，装置包括：

啸叫检测单元，用于检测主动降噪耳机是否发生啸叫；

啸叫通路定位单元，用于在检测到主动降噪耳机发生啸叫后，定位当前啸叫所产生的目标啸叫通路，所述目标啸叫通路包括由所述前馈麦克风和所述扬声器构成的前馈通路，和/或，由所述反馈麦克风和所述扬声器构成的反馈通路；

啸叫抑制单元，用于根据所述目标啸叫通路进行啸叫抑制；

啸叫抑制释放单元，用于按照设定周期检测所述主动降噪耳机的声学状态，直至所述声学状态表明所述主动降噪耳机无啸叫发生后，释放对所述目标啸叫通路的啸叫抑制。

第三方面，提供一种主动降噪耳机，包括：前馈麦克风、反馈麦克风、通话麦克风、扬声器、前馈滤波器、反馈滤波器及处理器；

所述处理器用于，实现如前所述的主动降噪耳机啸叫抑制方法的各个步骤。

第四方面，提供一种存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现如前所述的主动降噪耳机啸叫抑制方法的各个步骤。

借由上述技术方案，本申请针对包括前馈麦克风、反馈麦克风、通话麦克风和扬声器的主动降噪耳机提供了一种啸叫抑制方法，在检测到耳机发生啸叫时，首先在前馈通路和反馈通路中定位当前啸叫所产生的目标啸叫通路，也即确定当前发生啸叫的是前馈通路、反馈通路，或者是两个通路均产生了啸叫，在此基础上，根据产生啸叫的目标啸叫通路进行针对性的啸叫抑制，保证啸叫抑制的有效性。同时，在进行啸叫抑制后，可以按照设定周期检测耳机的声学状态，直至检测到的声学状态表明耳机无啸叫发生后，准确判断出啸叫抑制的释放时间，可以释放对目标啸叫通路的啸叫抑制，防止出现耳机间断性发出啸叫声的现象，保证了用户的正常使用。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本申请的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1示例了一种主动降噪耳机结构示意图；

图2示例了一种耳机主动降噪/透传功能的原理框图；

图3为本申请实施例公开的一种主动降噪耳机啸叫抑制方法流程示意图；

图4示例了一种传递函数H_s2b(w)在不同佩戴状态下，幅值随频率变化曲线示意图；

图5示例了一种传递函数H_s2f(w)在不同佩戴状态下，幅值随频率变化曲线示意图；

图6示例了一种反馈啸叫和前馈啸叫时耳机麦克风信号和扬声器信号的语谱图；

图7为本申请实施例提供的一种主动降噪耳机啸叫抑制装置结构示意图。

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。

本申请提供了一种主动降噪耳机啸叫抑制方法，将其应用于主动降噪耳机上可以实现对耳机啸叫的检测、抑制，降低啸叫对耳机正常使用的影响。

本申请方案可以适用于对主动降噪耳机进行啸叫抑制，主动降噪耳机可以包括具备主动降噪功能/透传功能的耳机，其一般包括前馈麦克风FFmic、反馈麦克风FBmic、通话麦克风TALKmic和扬声器SPK，如图1所示。此外，为了保证耳机的主动降噪/透传功能的正常实现，耳机还可以包括前馈滤波器和反馈滤波器。如图2，其示例了一种耳机主动降噪/透传功能的原理框图。

x(n)表示前馈麦克风采集的环境噪声，n为数字信号采样点，s(n)表示扬声器输出的数字信号，H_s2f(w)表示扬声器到前馈麦克风的传输函数，H_s2b(w)表示扬声器到反馈麦克风的传输函数，H_f2b(w)表示前馈麦克风到反馈麦克风的传输函数，H_ff(w)表示主动降噪模式下的前馈降噪滤波器，K_ff(w)表示透传模式下的前馈透传滤波器，H_fb(w)表示主动降噪模式下的反馈降噪滤波器，K_fb(w)表示透传模式下的反馈透传滤波器。

接下来，结合图3所述，本申请的主动降噪耳机啸叫抑制方法可以包括如下步骤：

步骤S100、在检测到主动降噪耳机发生啸叫后，定位当前啸叫所产生的目标啸叫通路。

其中，所述目标啸叫通路包括由所述前馈麦克风和所述扬声器构成的前馈通路，和/或，由所述反馈麦克风和所述扬声器构成的反馈通路。

耳机在不同情况下，有可能仅前馈通路发生啸叫，或仅反馈通路发生啸叫，或者前馈通路和反馈通路同时发生啸叫。

本步骤中在检测到耳机发生啸叫之后，首先要定位当前啸叫所产生的啸叫通路，定义为目标啸叫通路，目标啸叫通路可以是前馈通路和反馈通路中的一个或两个。

步骤S110、根据所述目标啸叫通路进行啸叫抑制。

具体地，本申请可以根据当前啸叫所发生的目标啸叫通路，进行针对性的啸叫抑制，示例如，若目标啸叫通路包括前馈通路，则可以对前馈通路进行啸叫抑制，若目标啸叫通路包括反馈通路，则可以对反馈通路进行啸叫抑制，保证了啸叫抑制的有效性。

一种可选的啸叫抑制方式中，可以将目标啸叫通路对应的滤波器的增益按照设定步长调低，在调低增益后继续检测主动降噪耳机是否仍发生啸叫，若是，可以继续调低目标啸叫通路对应的滤波器的增益，直至检测到主动降噪耳机无啸叫发生为止。

其中，目标啸叫通路对应的滤波器可以包括前馈通路对应的前馈滤波器，和/或，反馈通路对应的反馈滤波器。

增益调整的设定步长可以是6dB或其他数值。

当然，除此之外还可以采用其他啸叫抑制手段，本申请实施例中不一一列举。

步骤S120、按照设定周期检测所述主动降噪耳机的声学状态，直至所述声学状态表明所述主动降噪耳机无啸叫发生后，释放对所述目标啸叫通路的啸叫抑制。

需要说明的是，在上述步骤进行啸叫抑制后，仅能够保证当下耳机不会出现啸叫，但是为了保证耳机的正常音频功能，还需要准确判断啸叫抑制的释放时机，保证释放啸叫抑制后不会出现间隔反复的啸叫。为此，本实施例中在进行啸叫抑制之后，按照设定周期检测主动降噪耳机的声学状态，以此来判断主动降噪耳机是否还存在啸叫，直至检测到耳机不存在啸叫后，认为满足啸叫抑制的释放时机，可以释放对目标啸叫通路的啸叫抑制。

这里，以对目标啸叫通路的啸叫抑制为调低目标啸叫通路对应的滤波器的增益为例，则释放啸叫抑制可以包括：将目标啸叫通路对应的滤波器的增益按照设定步长调高至啸叫抑制之前的正常水平。

本实施例中，考虑到在耳机正常佩戴状态下一般不会发生啸叫。但是，当耳机被堵孔或者被握在手里时耳机的声学状态会发生明显变化，耳机扬声器到反馈麦克风的传输函数H_s2b(w)、扬声器到前馈麦克风的传输函数H_s2f(w)以及前馈麦克风到反馈麦克风的传输函数H_f2b(w)的幅值会出现明显的抬升，图4和图5仅示例了H_s2b(w)和H_s2f(w)的曲线变化情况，H_f2b(w)的曲线变化情况与H_s2f(w)类似，本文并未示出。

由图4、图5可以看出，相对于正常佩戴状态和佩戴松状态，在耳机堵孔/按压状态下，使得前馈通路或反馈通路变成不稳定的正反馈，引起耳机啸叫，H_s2b(w)和H_s2f(w)分别在某些频段显现出明显的幅度抬升。

为此，本步骤中通过对主动降噪耳机的声学状态进行周期性检测，通过声学状态来判断主动降噪耳机的啸叫是否停止，直至停止后释放对目标啸叫通路的啸叫抑制。

本步骤中进行声学状态检测的设定周期时长可以调节，若考虑到能够准确判断啸叫抑制释放时机，可以调整为实时检测或设置一个较短的间隔周期。

本申请提供的啸叫抑制方法，在检测到耳机发生啸叫时，首先在前馈通路和反馈通路中定位当前啸叫所产生的目标啸叫通路，也即确定当前发生啸叫的是前馈通路、反馈通路，或者是两个通路均产生了啸叫，在此基础上，根据产生啸叫的目标啸叫通路进行针对性的啸叫抑制，保证啸叫抑制的有效性。同时，在进行啸叫抑制后，可以按照设定周期检测耳机的声学状态，直至检测到的声学状态表明耳机无啸叫发生后，准确判断出啸叫抑制的释放时间，可以释放对目标啸叫通路的啸叫抑制，防止出现耳机间断性发出啸叫声的现象，保证了用户的正常使用。

在本申请的一些实施例中，提供了一种主动降噪耳机啸叫检测的实施方式。

传统的方案中，一般是通过判断耳机扬声器信号是否发生截幅来认定耳机是否发生啸叫，当检测到扬声器信号截幅后直接关闭扬声器。但是这种方式并不准确，当扬声器输入信号较大时也会产生截幅，但是此时耳机并未发生啸叫，按照现有方案可能会误判为啸叫，直接关闭扬声器，导致扬声器播放的正常信号无法被用户听到。

为了解决上述现有技术的缺陷，本申请进行了相关研究，并发现啸叫产生的真实原因是：某些频点的信号由负反馈变成了不稳定的正反馈，信号幅度不断增大，比其他频点信号高很多，从而最终产生了啸叫。为此，本实施例中从该角度出发，设计了一套啸叫检测方法，具体可以包括如下几个步骤：

S1、获取扬声器信号s(n)，并逐帧计算扬声器信号的功率谱S(l，ω)。

其中，l为时间帧，ω为角频率。

S2、基于每一帧扬声器信号的功率谱，计算每一帧扬声器信号的平均功率，以及，在每一帧扬声器信号的功率谱中确定功率最大的频点作为对应帧的啸叫候选频点。

具体地，每一帧扬声器信号的平均功率可以表示为

在每一帧扬声器信号的功率谱中确定功率最大的频点作为对应帧的啸叫候选频点，并将该啸叫候选频点的功率记为S_max(l，ω_h)。

S3、判断啸叫候选频点的功率与扬声器信号的平均功率之差，是否持续L帧时间均超过设定功率阈值；若是，确定主动降噪耳机发生啸叫。

其中，L大小可以在5-10之间，示例如L取值为8。

按照本实施例提供的啸叫检测方法，若扬声器输出的信号中，连续L帧的啸叫候选频点的功率与信号平均功率之差均超过了设定功率阈值，则表明啸叫候选频点的信号由负反馈变成了不稳定的正反馈，使得扬声器输出的信号幅度不断增大，比其他频点信号高很多，从而最终产生了啸叫。采用本实施例提供的方案进行啸叫检测更加符合啸叫产生的根本原因，因此得到的啸叫检测结果也更加准确。

在本申请的一些实施例中，进一步对前述步骤S100中，定位当前啸叫所产生的目标啸叫通路的过程进行说明。

基于前述对现有技术方案的介绍可知，现有技术仅仅是在判断扬声器输出信号截幅后，即关闭扬声器信号。其并不存在真正意义上的啸叫检测，也更加不存在定位啸叫发生的通路的过程。而按照前述对主动降噪耳机工作原理的介绍可知，其存在两个不同的通路，即：前馈通路和反馈通路。当主动降噪耳机发生啸叫时，有可能是上述两个通路中的一个或两个产生啸叫，而不同通路产生的啸叫需要采用不同的抑制方式进行啸叫抑制，才能够针对性的抑制啸叫，为此，有必要提供一种准确定位当前啸叫所产生的目标啸叫通路的方案。

参照图6，其示例了反馈啸叫和前馈啸叫时耳机麦克风信号和扬声器信号的语谱图。

图6中，左半部分示例的是反馈啸叫时各信号语谱图，右半部分示例的是前馈啸叫时各信号语谱图。

采集三个麦克风的信号，其中前馈麦克风对应前馈时域信号x_ff(n)，反馈麦克风对应反馈时域信号x_fb(n)，通话麦克风对应通话时域信号x_talk(n)。

由图6可知，当发生啸叫时扬声器信号s(n)为饱和状态，由于反馈麦克风与扬声器距离十分接近，因此反馈麦克风对应的反馈时域信号x_fb(n)也会截幅。当反馈通路发生啸叫而前馈通路未发生啸叫时，反馈时域信号x_fb(n)会截幅，但是前馈时域信号x_ff(n)和通话时域信号x_talk(n)不会截幅，此时扬声器到反馈麦克风的传输函数H_s2b(w)低频段会抬升。如果发生啸叫的是前馈通路，则x_fb(n)、x_ff(n)和x_talk(n)均会截幅。

为此，本实施例中通过前馈麦克风对应的前馈时域信号x_ff(n)、通话麦克风对应的通话时域信号x_talk(n)和扬声器到反馈麦克风的传输函数H_s2b(w)来进行目标啸叫通路的定位。

具体地，定位当前啸叫所产生的目标啸叫通路的过程，可以包括：

S1、获取前馈麦克风采集的当前帧的前馈时域信号x_ff(n)和所述通话麦克风采集的当前帧的通话时域信号x_talk(n)。

S2、基于前馈时域信号x_ff(n)计算前馈麦克风在当前帧的平均能量P_ff(l)，以及，基于通话时域信号x_talk(n)计算通话麦克风在当前帧的平均能量P_talk(l)。

其中，N为一帧的采样点数目。

S3、若前馈麦克风在当前帧的平均能量P_ff(l)小于第一能量阈值T_ff(l)，且通话麦克风在当前帧的平均能量P_talk(l)小于第二能量阈值T_talk(l)，则确定当前仅反馈通路发生啸叫。

其中，第一能量阈值T_ff(l)和第二能量阈值T_talk(l)可以取值为30dB或其它数值。

进一步地，定位当前啸叫所产生的目标啸叫通路的过程，还可以包括：

S4、计算扬声器至反馈麦克风的传输函数H_s2b(w)在设定低频段的平均幅值。

结合图4所示，传输函数H_s2b(w)幅值的变化几乎覆盖到了全频段，其中在低频段：50Hz～1000Hz可以将佩戴松、正常佩戴和耳机堵孔这三个状态区分开，为此，本步骤中设定低频段可以是50Hz～1000Hz。

传输函数H_s2b(w)在当前帧设定低频段的平均幅值可以表示为|H_s2b(l)|，其计算方式可以是：

S41、获取所述反馈麦克风采集的当前帧的反馈频域信号X_fb(l，ω)，及所述扬声器的当前帧的频域信号X_spk(l，ω)；

S42、计算在设定低频段，所述反馈频域信号X_fb(l，ω)与所述扬声器的当前帧的频域信号X_spk(l，ω)的比值，并基于所述比值得到所述平均幅值。

比值H_s2b(l，ω)为复数，经过取模后可以得到平均幅值|H_s2b(l)|。

S5、若前馈麦克风在当前帧的平均能量P_ff(l)不小于第一能量阈值T_ff(l)，且通话麦克风在当前帧的平均能量P_talk(l)不小于第二能量阈值T_talk(l)，且所述平均幅值|H_s2b(l)|小于设定的第一幅值阈值T_s2b(l)，则确定当前仅前馈通路发生啸叫。

具体地，根据前文介绍可知，当反馈通路发生啸叫时，扬声器到反馈麦克风的传输函数H_s2b(w)在低频段会抬升，因此，若本步骤中确定传输函数H_s2b(w)在设定低频段的平均幅值|H_s2b(l)|小于设定第一幅值阈值，表明当前反馈通路未发生啸叫，则只可能是前馈通路发生了啸叫。

其中，第一幅值阈值T_s2b(l)可以取值为-10dB，或其它数值。

S6、若前馈麦克风在当前帧的平均能量P_ff(l)不小于第一能量阈值T_ff(l)，且通话麦克风在当前帧的平均能量P_talk(l)不小于第二能量阈值T_talk(l)，且所述平均幅值|H_s2b(l)|不小于设定的第一幅值阈值T_s2b(l)，则确定当前前馈通路和反馈通路均发生啸叫。

总结上述目标啸叫通路的判定过程可以得到如下公式表示：

本实施例提供的目标啸叫通路的判断方式，通过分析耳机发生反馈啸叫和前馈啸叫时各麦克风信号、扬声器信号及不同传输函数的能量变化情况，得到上述判定结果，基于此，通过对不同麦克风信号和扬声器信号进行分析，结合上述判定公式，即可准确的检测出当前发生啸叫的目标啸叫通路。

在本申请的一些实施例中，进一步对前述步骤S120，按照设定周期检测所述主动降噪耳机的声学状态，直至所述声学状态表明所述主动降噪耳机无啸叫发生后，释放对所述目标啸叫通路的啸叫抑制的过程进行介绍。

一般耳机正常佩戴状态下不会发生啸叫，但是当耳机被堵孔或者被握在手里耳机的声学状态会发生明显变化，扬声器到反馈麦克风的传输函数H_s2b(w)、扬声器到前馈麦克风的传输函数H_s2f(w)、前馈麦克风到反馈麦克风的传递函数H_f2b(w)的幅值在某些频段均会发生明显抬升，如图4和图5(由于H_f2b(w)的曲线图与H_s2f(w)类似，因此本申请并未示出H_f2b(w))，使得前馈通路或反馈通路变成不稳定的正反馈，从而引起啸叫。

通过前述方案介绍可知，本申请可以检测并抑制啸叫，但是还需要进一步明确何时释放啸叫抑制，即需要检测耳机何时能够回到正常状态，保证耳机正常工作。

本实施例中，对目标啸叫通路为不同通路时，对释放啸叫抑制的过程进行分别介绍：

1、若目标啸叫通路包括反馈通路：

则在进行啸叫抑制后，按照设定周期计算扬声器至反馈麦克风的传输函数H_s2b(w)在设定低频段的平均幅值|H_s2b(l)|，直至计算得到的平均幅值小于第一设定幅值阈值T_s2b(l)时，|H_s2b(l)|＜T_s2b(l)，表明耳机的声学状态并非处于堵孔/按压状态，可以判定反馈通路无啸叫发生，释放对反馈通路的啸叫抑制。

结合图4所示，传输函数H_s2b(w)幅值的抬升几乎覆盖到了全频段，其中在低频段：50Hz～1000Hz可以将佩戴松、正常佩戴和耳机堵孔这三个状态区分开，为此，本步骤中设定低频段可以是50Hz～1000Hz。

其中，释放对反馈通路的啸叫抑制可以是，将反馈通路对应的反馈滤波器的增益按照设定步长调高至啸叫抑制之前的正常水平。

2、若目标啸叫通路包括前馈通路：

在此情况下，本实施例提供了几种不同的判断方式：

第一种、

在进行啸叫抑制后，按照设定周期计算前馈麦克风到反馈麦克风的传递函数Hf2_b(w)在设定中频段的平均幅值|H_f2b(l)|，直至计算得到的平均幅值小于第二设定幅值阈值T_f2b(l)时，|H_f2b(l)|＜T_f2b(l)，表明耳机的声学状态并非处于堵孔/按压状态，可以判定前馈通路无啸叫发生，释放对前馈通路的啸叫抑制。

第二种、

还可以是按照设定周期计算扬声器到前馈麦克风的传输函数H_s2f(w)在设定中频段的平均幅值|H_s2f(l)|，直至计算得到的平均幅值小于第二设定幅值阈值T_s2f(l)时，|H_s2f(l)|＜T_s2f(l)，表明耳机的声学状态并非处于堵孔/按压状态，可以判定前馈通路无啸叫发生，释放对前馈通路的啸叫抑制。

结合图5所示，传输函数H_f2b(w)或H_s2f(w)幅值的抬升基本在中频段500Hz～4KHz，因此本实施例中可以将上述设定中频段设置为500Hz～4KHz。

进一步地，考虑到传输函数H_s2f(w)容易受到外部环境噪声的干扰，导致结果出现一定的误差，因此本实施例中可以优选第一种判断方式。

其中，释放对前馈通路的啸叫抑制可以是，将前馈通路对应的前馈滤波器的增益按照设定步长调高至啸叫抑制之前的正常水平。

上述步骤中计算前馈麦克风到反馈麦克风的传递函数H_f2b(w)在设定中频段的平均幅值|H_f2b(l)|的过程，可以包括：

在主动降噪或透传功能开启状态下，前馈麦克风到反馈麦克风间的传输路径在已有的声学路径的基础上，增加了电学路径，即前馈麦克风-前馈滤波器-扬声器-反馈麦克风的电学路径，为此可以按照下述方式计算传递函数H_f2b(w)在设定中频段的平均幅值|H_f2b(l)|：

以主动降噪功能开启状态为例进行说明：

在主动降噪功能开启状态下，t1时刻前馈滤波器可以表示为H_ff1，采集前馈麦克风和反馈麦克风的信号，计算二者之间的传输函数H_yx1：

H_yx1(l，ω)＝X_fb1(l，ω)/X_ff1(l，ω)

其中，X_fb1(l，ω)、X_ff1(l，ω)分别为t1时刻反馈麦克风和前馈麦克风的频域信号。

t2时刻，改变前馈滤波器的增益，得到新的前馈滤波器H_ff2，再次计算前馈麦克风和反馈麦克风之间的传输函数H_yx2：

H_yx2(l，ω)＝X_fb2(l，ω)/X_ff2(l，ω)

其中，X_fb2(l，ω)、X_ff2(l，ω)分别为t2时刻反馈麦克风和前馈麦克风的频域信号。

计算传递函数H_f2b(w)：

对上述传递函数H_f2b(w)取设定中频段平均幅值，得到|H_f2b(l)|。

上述以耳机开启主动降噪功能为例介绍了计算传递函数H_f2b(w)在设定中频段的平均幅值|H_f2b(l)|的过程。当耳机在开启透传功能时，仅需要将前述计算过程中，前馈滤波器由前馈降噪滤波器H_ff变更为前馈透传滤波器K_ff即可，其它计算过程不变。

本实施例介绍的方案可以在不额外增设其他传感器的情况下，基于耳机已有的麦克风和扬声器，即可检测耳机的声学状态，并在声学状态表明主动降噪耳机无啸叫发生后(如耳机当前没有堵孔/按压状态)，释放对目标啸叫通路的啸叫抑制。

除此之外，还可以采用其他方式进行耳机声学状态的检测，示例如在耳机上增设传感器，通过传感器采集的参数来实现耳机声学状态的检测等。

下面对本申请实施例提供的主动降噪耳机啸叫抑制装置进行描述，下文描述的主动降噪耳机啸叫抑制装置与上文描述的主动降噪耳机啸叫抑制方法可相互对应参照。

参见图7，图7为本申请实施例公开的一种主动降噪耳机啸叫抑制装置结构示意图。

如图7所示，该装置可以包括：

啸叫检测单元11，用于检测主动降噪耳机是否发生啸叫；

啸叫通路定位单元12，用于在检测到主动降噪耳机发生啸叫后，定位当前啸叫所产生的目标啸叫通路，所述目标啸叫通路包括由所述前馈麦克风和所述扬声器构成的前馈通路，和/或，由所述反馈麦克风和所述扬声器构成的反馈通路；

啸叫抑制单元13，用于根据所述目标啸叫通路进行啸叫抑制；

啸叫抑制释放单元14，用于按照设定周期检测所述主动降噪耳机的声学状态，直至所述声学状态表明所述主动降噪耳机无啸叫发生后，释放对所述目标啸叫通路的啸叫抑制。

可选的，上述啸叫检测单元检测主动降噪耳机是否发生啸叫的过程，可以包括：

获取扬声器信号，并逐帧计算扬声器信号的功率谱；

基于每一帧扬声器信号的功率谱，计算每一帧扬声器信号的平均功率，以及，在每一帧扬声器信号的功率谱中确定功率最大的频点作为对应帧的啸叫候选频点；

判断所述啸叫候选频点的功率与所述扬声器信号的平均功率之差，是否持续L帧时间均超过设定功率阈值；

若是，确定主动降噪耳机发生啸叫。

可选的，啸叫通路定位单元定位当前啸叫所产生的目标啸叫通路的过程，可以包括：

获取所述前馈麦克风采集的当前帧的前馈时域信号和所述通话麦克风采集的当前帧的通话时域信号；

基于所述前馈时域信号计算所述前馈麦克风在当前帧的平均能量，以及，基于所述通话时域信号计算所述通话麦克风在当前帧的平均能量；

若所述前馈麦克风在当前帧的平均能量小于第一能量阈值，且所述通话麦克风在当前帧的平均能量小于第二能量阈值，则确定当前仅反馈通路发生啸叫。

可选的，啸叫通路定位单元定位当前啸叫所产生的目标啸叫通路的过程，还可以包括：

计算所述扬声器至所述反馈麦克风的传输函数在设定低频段的平均幅值；

若所述前馈麦克风在当前帧的平均能量不小于第一能量阈值、所述通话麦克风在当前帧的平均能量不小于第二能量阈值且所述平均幅值小于设定的第一幅值阈值，则确定当前仅前馈通路发生啸叫；

若所述前馈麦克风在当前帧的平均能量不小于第一能量阈值、所述通话麦克风在当前帧的平均能量不小于第二能量阈值且所述平均幅值不小于设定的第一幅值阈值，则确定当前前馈通路和反馈通路均发生啸叫。

可选的，上述啸叫通路定位单元计算所述扬声器至所述反馈麦克风的传输函数在设定低频段的平均幅值的过程，可以包括：

获取所述反馈麦克风采集的当前帧的反馈频域信号，及所述扬声器的当前帧的频域信号；

计算在设定低频段，所述反馈频域信号与所述扬声器的当前帧的频域信号的比值，并基于所述比值得到所述平均幅值。

可选的，上述啸叫抑制单元根据所述目标啸叫通路进行啸叫抑制的过程，可以包括：

将所述目标啸叫通路对应的滤波器的增益按照设定步长调低，其中，所述前馈通路对应的滤波器为前馈滤波器，所述反馈通路对应的滤波器为反馈滤波器；

在调低增益后检测所述主动降噪耳机是否仍发生啸叫，若是，继续调低目标啸叫通路对应的滤波器的增益，直至检测到所述主动降噪耳机无啸叫发生为止。

可选的，上述啸叫抑制释放单元按照设定周期检测所述主动降噪耳机的声学状态，直至所述声学状态表明所述主动降噪耳机无啸叫发生后，释放对所述目标啸叫通路的啸叫抑制的过程，可以包括：

若所述目标啸叫通路包括所述反馈通路，则在进行啸叫抑制后，按照设定周期计算所述扬声器至所述反馈麦克风的传输函数在设定低频段的平均幅值，直至计算得到的平均幅值小于第一设定幅值阈值时，表明所述反馈通路无啸叫发生，释放对所述反馈通路的啸叫抑制；

若所述目标啸叫通路包括所述前馈通路，则在进行啸叫抑制后，按照设定周期计算所述前馈麦克风到所述反馈麦克风的传递函数在设定中频段的平均幅值，直至计算得到的平均幅值小于第二设定幅值阈值时，表明所述前馈通路无啸叫发生，释放对所述前馈通路的啸叫抑制。

可选的，上述啸叫抑制释放单元释放对所述反馈通路的啸叫抑制的过程，可以包括：

将所述反馈通路对应的反馈滤波器的增益按照设定步长调高至啸叫抑制之前的正常水平；

释放对所述反馈通路的啸叫抑制，包括：

将所述前馈通路对应的前馈滤波器的增益按照设定步长调高至啸叫抑制之前的正常水平。

本申请实施例提供的主动降噪耳机啸叫抑制装置可应用于主动降噪耳机，主动降噪耳机可以包括：前馈麦克风、反馈麦克风、通话麦克风、扬声器、前馈滤波器、反馈滤波器及处理器，其中，处理器用于，实现如前各实施例介绍的主动降噪耳机啸叫抑制方法的各个步骤。

本申请实施例还提供一种存储介质，该存储介质可存储有适于处理器执行的程序，所述程序用于：实现如前各实施例介绍的主动降噪耳机啸叫抑制方法的各个步骤。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间可以根据需要进行组合，且相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (11)

1.一种主动降噪耳机啸叫抑制方法，其特征在于，所述主动降噪耳机包括前馈麦克风、反馈麦克风、通话麦克风和扬声器，方法包括：

在检测到主动降噪耳机发生啸叫后，定位当前啸叫所产生的目标啸叫通路，所述目标啸叫通路包括由所述前馈麦克风和所述扬声器构成的前馈通路，和/或，由所述反馈麦克风和所述扬声器构成的反馈通路；

根据所述目标啸叫通路进行啸叫抑制；

按照设定周期检测所述主动降噪耳机的声学状态，直至所述声学状态表明所述主动降噪耳机无啸叫发生后，释放对所述目标啸叫通路的啸叫抑制。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，检测主动降噪耳机是否发生啸叫的过程，包括：

获取扬声器信号，并逐帧计算扬声器信号的功率谱；

基于每一帧扬声器信号的功率谱，计算每一帧扬声器信号的平均功率，以及，在每一帧扬声器信号的功率谱中确定功率最大的频点作为对应帧的啸叫候选频点；

判断所述啸叫候选频点的功率与所述扬声器信号的平均功率之差，是否持续L帧时间均超过设定功率阈值；

若是，确定主动降噪耳机发生啸叫。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述定位当前啸叫所产生的目标啸叫通路，包括：

获取所述前馈麦克风采集的当前帧的前馈时域信号和所述通话麦克风采集的当前帧的通话时域信号；

基于所述前馈时域信号计算所述前馈麦克风在当前帧的平均能量，以及，基于所述通话时域信号计算所述通话麦克风在当前帧的平均能量；

若所述前馈麦克风在当前帧的平均能量小于第一能量阈值，且所述通话麦克风在当前帧的平均能量小于第二能量阈值，则确定当前仅反馈通路发生啸叫。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述定位当前啸叫所产生的目标啸叫通路，还包括：

计算所述扬声器至所述反馈麦克风的传输函数在设定低频段的平均幅值；

若所述前馈麦克风在当前帧的平均能量不小于第一能量阈值、所述通话麦克风在当前帧的平均能量不小于第二能量阈值且所述平均幅值小于设定的第一幅值阈值，则确定当前仅前馈通路发生啸叫；

若所述前馈麦克风在当前帧的平均能量不小于第一能量阈值、所述通话麦克风在当前帧的平均能量不小于第二能量阈值且所述平均幅值不小于设定的第一幅值阈值，则确定当前前馈通路和反馈通路均发生啸叫。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述计算所述扬声器至所述反馈麦克风的传输函数在设定低频段的平均幅值，包括：

获取所述反馈麦克风采集的当前帧的反馈频域信号，及所述扬声器的当前帧的频域信号；

计算在设定低频段，所述反馈频域信号与所述扬声器的当前帧的频域信号的比值，并基于所述比值得到所述平均幅值。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述目标啸叫通路进行啸叫抑制，包括：

将所述目标啸叫通路对应的滤波器的增益按照设定步长调低，其中，所述前馈通路对应的滤波器为前馈滤波器，所述反馈通路对应的滤波器为反馈滤波器；

在调低增益后检测所述主动降噪耳机是否仍发生啸叫，若是，继续调低目标啸叫通路对应的滤波器的增益，直至检测到所述主动降噪耳机无啸叫发生为止。

7.根据权利要求1-6任一项所述的方法，其特征在于，所述按照设定周期检测所述主动降噪耳机的声学状态，直至所述声学状态表明所述主动降噪耳机无啸叫发生后，释放对所述目标啸叫通路的啸叫抑制，包括：

若所述目标啸叫通路包括所述反馈通路，则在进行啸叫抑制后，按照设定周期计算所述扬声器至所述反馈麦克风的传输函数在设定低频段的平均幅值，直至计算得到的平均幅值小于第一设定幅值阈值时，表明所述反馈通路无啸叫发生，释放对所述反馈通路的啸叫抑制；

若所述目标啸叫通路包括所述前馈通路，则在进行啸叫抑制后，按照设定周期计算所述前馈麦克风到所述反馈麦克风的传递函数在设定中频段的平均幅值，直至计算得到的平均幅值小于第二设定幅值阈值时，表明所述前馈通路无啸叫发生，释放对所述前馈通路的啸叫抑制。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，释放对所述反馈通路的啸叫抑制，包括：

将所述反馈通路对应的反馈滤波器的增益按照设定步长调高至啸叫抑制之前的正常水平；

释放对所述反馈通路的啸叫抑制，包括：

将所述前馈通路对应的前馈滤波器的增益按照设定步长调高至啸叫抑制之前的正常水平。

9.一种主动降噪耳机啸叫抑制装置，其特征在于，所述主动降噪耳机包括前馈麦克风、反馈麦克风、通话麦克风和扬声器，装置包括：

啸叫检测单元，用于检测主动降噪耳机是否发生啸叫；

啸叫通路定位单元，用于在检测到主动降噪耳机发生啸叫后，定位当前啸叫所产生的目标啸叫通路，所述目标啸叫通路包括由所述前馈麦克风和所述扬声器构成的前馈通路，和/或，由所述反馈麦克风和所述扬声器构成的反馈通路；

啸叫抑制单元，用于根据所述目标啸叫通路进行啸叫抑制；

啸叫抑制释放单元，用于按照设定周期检测所述主动降噪耳机的声学状态，直至所述声学状态表明所述主动降噪耳机无啸叫发生后，释放对所述目标啸叫通路的啸叫抑制。

10.一种主动降噪耳机，其特征在于，包括：前馈麦克风、反馈麦克风、通话麦克风、扬声器、前馈滤波器、反馈滤波器及处理器；

所述处理器用于，实现如权利要求1～8中任一项所述的主动降噪耳机啸叫抑制方法的各个步骤。

11.一种存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时，实现如权利要求1～8中任一项所述的主动降噪耳机啸叫抑制方法的各个步骤。

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