CN116782077A - 耳机的主动降噪方法、装置、耳机及存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供一种耳机的主动降噪方法、装置、耳机及存储介质，该耳机的主动降噪方法包括：获取环境声信号，将环境声信号按照频率划分为N个频段的环境声信号，N为大于或等于2的整数；对N个频段的环境声信号分别进行分析，得到N个频段对应的响度值，确定响度值最大的目标频段；在目标频段与第一频段不同，并且目标频段对应的响度值与第一响度值的差值的绝对值大于第一阈值的情况下，将耳机的滤波器参数从当前滤波器参数切换为目标频段对应的滤波器参数；当前滤波器参数对应的噪声频段为第一频段，当前滤波器参数对应的响度值为第一响度值。本申请实施例可以提高耳机的降噪效果。

Description

耳机的主动降噪方法、装置、耳机及存储介质

技术领域

本申请涉及耳机降噪技术领域，具体涉及一种耳机的主动降噪方法、装置、耳机及存储介质。

背景技术

耳机在人们的日常生活和工作中已经得到了广泛应用。为了提高耳机的降噪效果，一般采用主动降噪技术进行降噪。主动降噪技术采用的方法是产生一个与外界噪声幅度相同相位相反的信号来抵消进入耳机的噪声。目前耳机中采用的主动降噪技术，一般通过计算得出环境噪声的大小，根据环境噪声大小，选择不同的降噪深度。然而，目前计算的环境噪声只考虑固定频率的噪声，导致实际噪声大小和计算得出的有偏差，导致耳机的降噪效果差。

发明内容

本申请实施例提供一种耳机的主动降噪方法、装置、耳机及存储介质，可以提高耳机的降噪效果。

本申请实施例的第一方面提供了一种耳机的主动降噪方法，包括：

获取环境声信号，将所述环境声信号按照频率划分为N个频段的环境声信号，N为大于或等于2的整数；

对所述N个频段的环境声信号分别进行分析，得到N个频段对应的响度值，确定响度值最大的目标频段；

在所述目标频段与第一频段不同，并且所述目标频段对应的响度值与第一响度值的差值的绝对值大于第一阈值的情况下，将所述耳机的滤波器参数从当前滤波器参数切换为所述目标频段对应的滤波器参数；所述当前滤波器参数对应的噪声频段为所述第一频段，所述当前滤波器参数对应的响度值为所述第一响度值。

本申请实施例的第二方面提供了一种耳机的主动降噪装置，包括：

获取单元，用于获取环境声信号；

频段划分单元，用于将所述环境声信号按照频率划分为N个频段的环境声信号，N为大于或等于2的整数；

分析单元，用于对所述N个频段的环境声信号分别进行分析，得到N个频段对应的响度值；

确定单元，用于确定响度值最大的目标频段；

切换单元，用于在所述目标频段与第一频段不同，并且所述目标频段对应的响度值与第一响度值的差值的绝对值大于第一阈值的情况下，将所述耳机的滤波器参数从当前滤波器参数切换为所述目标频段对应的滤波器参数；所述当前滤波器参数对应的噪声频段为所述第一频段，所述当前滤波器参数对应的响度值为所述第一响度值。

本申请实施例的第三方面提供了一种耳机，包括处理器和存储器，所述存储器用于存储计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，所述处理器被配置用于调用所述程序指令，执行如本申请实施例第一方面中的步骤指令。

本申请实施例的第四方面提供了一种计算机可读存储介质，其中，上述计算机可读存储介质存储用于电子数据交换的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，所述程序指令当被处理器执行时使所述处理器执行如本申请实施例第一方面中的步骤指令。

本申请实施例的第五方面提供了一种计算机程序产品，其中，上述计算机程序产品包括计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，所述程序指令当被处理器执行时使所述处理器执行如本申请实施例第一方面中的步骤指令。

本申请实施例的耳机的主动降噪方法，获取环境声信号，将所述环境声信号按照频率划分为N个频段的环境声信号，N为大于或等于2的整数；对所述N个频段的环境声信号分别进行分析，得到N个频段对应的响度值，确定响度值最大的目标频段；在所述目标频段与第一频段不同，并且所述目标频段对应的响度值与第一响度值的差值的绝对值大于第一阈值的情况下，将所述耳机的滤波器参数从当前滤波器参数切换为所述目标频段对应的滤波器参数；所述当前滤波器参数对应的噪声频段为所述第一频段，所述当前滤波器参数对应的响度值为所述第一响度值。本申请实施例中，通过对划分的N个频段的环境声信号分别进行分析，得到N个频段对应的响度值，从而确定响度值最大的目标频段，可以准确地判断环境噪声对应的响度值最大的噪声频率范围为目标频段，在当前滤波器参数的滤波效果不能满足需求时，将耳机的滤波器参数从当前滤波器参数切换为目标频段对应的滤波器参数，从而提高耳机的降噪效果。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请实施例提供的一种耳机主动降噪的系统架构；

图2是本申请实施例提供的一种耳机的主动降噪方法的流程示意图；

图3是本申请实施例提供的一种降噪深度图；

图4是本申请实施例提供的另一种耳机的主动降噪方法的流程示意图；

图5是本申请实施例提供的另一种耳机的主动降噪方法的流程示意图；

图6是本申请实施例提供的一种耳机的主动降噪方法的具体流程示意图；

图7是本申请实施例提供的一种耳机的主动降噪装置的结构示意图；

图8是本申请实施例提供的一种耳机的结构示意图。

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。

本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。

在本申请中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本申请所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

目前耳机中采用的主动降噪技术，通过前置麦克采集环境噪声，固定频率权重计算得出环境噪声的大小，根据环境噪声大小，进行降噪深度的切换，降噪深度分为三档，分别为深度降噪、中度降噪和轻度降噪，当环境噪声较大时，自动进入深度降噪，环境噪声中等时，进入中度降噪，环境噪声较小时，进入轻度降噪。比如，固定频率为200Hz、1KHz，权重分别为0.5和0.5，即，将环境噪声在200H和1KHz的响度相加除以2，得到环境噪声的响度值，根据响度值选择对应降噪等级(深度、中度、轻度)。然而，计算的环境噪声频率权重是固定的，导致实际噪声大小和计算得出的有偏差，导致降噪效果差。固定频率计算得出的噪声，与实际最大噪声频率不一致时，可能切换至不匹配的降噪深度，导致降噪效果差。三档降噪深度，并非对应环境的不同降噪频率，与实际环境噪声频率不匹配，导致降噪效果差。

本申请实施例的耳机的主动降噪方法，通过对划分的N个频段的环境声信号分别进行分析，得到N个频段对应的响度值，从而确定响度值最大的目标频段，可以准确地判断环境噪声对应的响度值最大的噪声频率范围为目标频段，在当前滤波器参数的滤波效果不能满足需求时，将耳机的滤波器参数从当前滤波器参数切换为目标频段对应的滤波器参数，从而提高耳机的降噪效果。以下具体进行说明。

请参阅图1，图1是本申请实施例提供的一种耳机主动降噪的系统架构。如图1所示，该系统架构包括噪音源和耳机，耳机佩戴在人耳上。耳机可以包括前馈麦克风、反馈麦克风、第一模数转换器(analog to digital converter，ADC)、第二模数转换器、主动降噪(active noise cancellation，ANC)模块、数模转换器(digital to analog converter，DAC)和喇叭。其中，主动降噪模块包括滤波器组(滤波器组可以包括至少一个滤波器)，该滤波器组的滤波器参数可以实时调整。前馈麦克风可以采集噪音源的噪声信号，该噪声信号经过第一模数转换器后到主动降噪模块，主动降噪模块可以对经过第一模数转换器的噪声信号进行分析，得到一组滤波器参数，将主动降噪模块中的滤波器组的滤波器参数设置为该一组滤波器参数。该噪声信号经过第一数模转换器到主动降噪模块中，可以通过该滤波器组设置的一组滤波器参数进行滤波，从而实现将噪声信号去除或削弱，实现主动降噪的效果。

主动降噪模块可以对数字信号进行处理，属于数字信号处理器(digital signalprocessor，DSP)。

前馈麦克风可以设置在耳机上远离人耳的一侧，前馈麦克风采集的是耳机外面的噪声信号。反馈麦克风可以设置在耳机上靠近人耳的一侧，反馈麦克风采集的是耳机中靠近人耳的噪声信号，其采集的噪声信号，可以认为是人耳听到的噪声信号。反馈麦克风可以通过反馈麦克风采集降噪后的残余噪声大小，残余噪声越小，则表明降噪效果越优。反馈麦克风采集的噪声信号经过第一模数转换器到主动降噪模块，主动降噪模块可以对经过第二模数转换器的噪声信号进行分析，得到反馈麦克风采集的残余噪声的大小，根据反馈麦克风采集的残余噪声的大小，来动态调整滤波器参数。

图1的麦克风是模拟麦克风，本身没有模数转换的功能。如果麦克风是数字麦克风，则第一模数转换器和第二模数转换器可以省略。图1是一个耳机的主动降噪的系统架构，对于一对耳机而言，每个耳机的主动降噪的系统架构都可以参见图1。

请参阅图2，图2是本申请实施例提供的一种耳机的主动降噪方法的流程示意图。如图2所示，该方法可以包括步骤201至步骤203。

201，主动降噪模块获取环境声信号，将环境声信号按照频率划分为N个频段的环境声信号，N为大于或等于2的整数。

本申请实施例中，主动降噪模块是图1的耳机中的主动降噪模块。主动降噪模块可以是主动降噪(active noise cancellation，ANC)芯片。

环境声信号，可以是耳机的周围环境的声音信号。环境声信号可以包括周围环境的噪声信号。

主动降噪模块可以对环境声信号进行频率分析，将环境声信号按照频率划分为N个频段的环境声信号。例如N＝4，100-300Hz为频段1，300-600Hz为频段2，600-1KHz为频段3，1K-4KHz为频段4。

可选的，步骤201中，主动降噪模块获取环境声信号，具体包括如下步骤：

(11)主动降噪模块通过所述耳机的前馈麦克风采集环境声信号；或者，

(12)主动降噪模块通过终端设备采集环境声信号。

本申请实施例中，主动降噪模块获取的环境声信号，可以是由耳机中的前馈麦克风采集的，也可以是与耳机进行通信连接(比如，蓝牙连接)的终端设备(比如，手机)采集的。

前馈麦克风(feedforward microphone，FF MIC)，用于拾取环境噪声。

通过耳机的前馈麦克风采集环境声信号，可以更加实时准确的采集环境噪声。通过终端设备采集环境声信号，不会受到耳机佩戴位置对采集的环境噪声的影响，可以更加精准的采集用户需要降噪的噪声。

202，主动降噪模块对N个频段的环境声信号分别进行分析，得到N个频段对应的响度值，确定响度值最大的目标频段。

本申请实施例中，主动降噪模块对N个频段的环境声信号分别进行分析，可以测量N个频段中每个频段的环境声信号的响度值。响度又称音量，用于衡量人耳感受到的声音强弱。

对N个频段的环境声信号分别进行分析时。可以将采集到的环境声信号从时域转换成频域，得到频率响应，即各频率的响度，再通过计权的方式(比如，A计权的方式)统计求平均值得出各噪声频率等级的响度值。

具体的，测量N个频段中每个频段的环境声信号的响度值时，可以将N个频段中每个频段划分为M个频点，测量每个频点对应的响度值，将M个频点对应的响度值相加求平均值，即可得到每个频段对应的响度值。

从N个频点对应的响度值中，确定响度值最大的目标频段。找到响度值最大的目标频段，可以确定环境声信号中最嘈杂的噪音所在频段。一般而言，在环境中，最大的噪声，会掩盖其他的噪声。把最大的噪声降低后，整体的降噪效果会有较大的提升。在最大的噪声的频段去做降噪，可以达到比较好的降噪效果。

可选的，步骤202中，主动降噪模块对N个频段的环境声信号分别进行分析，得到N个频段对应的响度值，具体可以包括如下步骤：

主动降噪模块采用计权的方式计算N个频段中每个频段的环境声信号的响度值，得到N个频段对应的响度值。

本申请实施例中，计权的方式可以包括A计权声压级(A-weighting soundpressure level)、B计权声压级、C计权声压级中的一种。比如，采用A计权声压级的方式计算N个频段中每个频段的环境声信号的响度值，得到N个频段对应的响度值。A计权声压级是最符合人耳听觉感受的一种计权方式，使得计算的响度值更接近人耳的听觉感受。

可选的，主动降噪模块采用计权的方式计算N个频段中每个频段的环境声信号的响度值，得到N个频段对应的响度值，具体可以包括如下步骤：

主动降噪模块采用计权的方式计算第二频段内的M个频点的响度值，对所述M个频点的响度值加权求和，得到所述第二频段对应的响度值，所述第二频段是所述N个频段中的任一个，M为大于或等于2的整数。

例如，第二频段以100-300Hz为频段1为例，可以按照如下方式求此段频率范围的A计权的响度平均值：在100-300Hz内，每10Hz的A计权的响度值相加求平均值，得出响度值，即为频段1对应的响度值。具体的，可以将100Hz、110Hz、120Hz、…300Hz的A计权的响度值相加后，除以21，即可求得频段1的A计权的响度平均值，即为频段1对应的响度值。其他频段对应的响度值的计算方式可以参见频段1，此处不再赘述。

本申请实施例中，在计算某一个频段对应的响度值时，通过该频段范围内的多个频点的响度值相加求平均值，可以准确的反映出整个频段的响度值，提高频段对应的响度值的计算结果的准确性。

203，在目标频段与第一频段不同，并且目标频段对应的响度值与第一响度值的差值的绝对值大于第一阈值的情况下，主动降噪模块将耳机的滤波器参数从当前滤波器参数切换为目标频段对应的滤波器参数；当前滤波器参数对应的噪声频段为第一频段，当前滤波器参数对应的响度值为第一响度值。

本申请实施例中，第一阈值，可以预先进行设置，可以存储在耳机的存储器中。例如，第一阈值可以设置为大于或等于3dB的值。当前滤波参数，是耳机当前设置的滤波器参数。

如果目标频段与第一频段不同，并且目标频段对应的响度值与第一响度值的差值的绝对值大于第一阈值，则表明当前滤波器参数的滤波效果不能满足当前环境噪声的滤波需求。将耳机的滤波器参数从当前滤波器参数切换为目标频段对应的滤波器参数，提高响度值最大的频段(即目标频段)的降噪效果，从而提高耳机的降噪效果。

当前滤波器参数对应的响度值，是耳机上一次进行滤波器参数切换之前，最近一次采集的环境声信号中响度值最高所在频段(即第一频段)所对应的响度值。

其中，步骤201至步骤203可以重复执行。

可选的，所述耳机内存储有N组滤波器参数，所述N组滤波器参数与所述N个频段一一对应，所述目标频段对应的滤波器参数为所述目标频段对应的一组滤波器参数。

其中，N组滤波器参数对应N个频段，每组滤波器参数对应的降噪深度图不同。例如，频段1对应的一组滤波器参数，其对应的降噪深度图，在频段1的降噪深度最深。

请参阅图3，图3是本申请实施例提供的一种降噪深度图。降噪深度图是一种能够精确表现出耳机降噪能力的图表，图3的横轴代表声音频率(hz)，纵轴则代表噪音衰减(dB)。当横轴对应到的纵轴值越低，该频率的降噪效果就越强。图3中的曲线1，代表的是频段1(100-300Hz)对应的降噪深度图，其在频段1的降噪深度最深，对频段1的噪声的降噪效果最好。图3的中的曲线2，代表的是频段2(300-600Hz)对应的降噪深度图，其在频段2的降噪深度最深，对频段2的噪声的降噪效果最好。图3的中的曲线3，代表的是频段3(600-1000Hz)对应的降噪深度图，其在频段3的降噪深度最深，对频段3的噪声的降噪效果最好。图3的中的曲线4，代表的是频段4(1000-4000Hz)对应的降噪深度图，其在频段4的降噪深度最深，对频段4的噪声的降噪效果最好。

每一个频率等级(即频段)，对应的是一组滤波参数。同一个频率等级，对应的一组滤波器参数是不会变的。这一组滤波器参数并不是只在这一个频率范围内有滤波效果，其他频率范围内也有，只是降噪深度没有那么深。

N组滤波器参数可以是固定在耳机中。N组滤波器参数可以是实验室测量的。比如，可以在实验室通过播放粉红噪声，调试滤波器参数，使得对应频率范围的降噪最优。

本申请实施例中，耳机内存储有N组滤波器参数，N组滤波器参数与N个频段一一对应，耳机的当前滤波器参数对应的噪声频段为第一频段，当检测到环境声信号中响度最大的频段为目标频段，在第一频段与目标频段不同，并且目标频段对应的响度值与第一响度值的差值的绝对值大于第一阈值时，进行滤波器参数的切换。在满足一定条件时，再进行切换滤波器参数，避免反复切换滤波器参数而导致降噪效果频繁变化而体验差。通过内置N组滤波器参数，可以实现滤波器参数的快速切换。

可选的，步骤203中，在目标频段与第一频段不同，并且目标频段对应的响度值与第一响度值的差值的绝对值大于第一阈值的情况下，主动降噪模块将耳机的滤波器参数从当前滤波器参数切换为目标频段对应的滤波器参数，包括：

在目标频段与第一频段的频率等级的差值的绝对值大于1，并且目标频段对应的响度值与第一响度值的差值的绝对值大于第一阈值的情况下，主动降噪模块将耳机的滤波器参数从当前滤波器参数切换为目标频段对应的滤波器参数。

本申请实施例中，以N＝4为例，100-300Hz为频段1，频率等级为1，300-600Hz为频段2，频率等级为2，600-1KHz为频段3，频率等级为3，1K-4KHz为频段4，频率等级为4。如果环境声信号中响度值最高的频率在200到400Hz之间变化(比如，一会是250Hz最高，一会是400Hz最高)，响度值的变化也在第一阈值以上，则会出现滤波器参数频繁的切换的情况，影响用户体验。

比如，检测到100-300Hz的环境声信号对应的响度值为90dB，300到600Hz的环境声信号对应的响度值为93dB，此时这两个噪声的差异不是很大，耳机的滤波器参数为300到600Hz对应的滤波器参数。在下一时刻，如果检测到300到600Hz的环境声信号对应的响度值下降到90dB以下，满足目标频段(100-300Hz)与第一频段(300-600Hz)不同，并且目标频段对应的响度值(90dB以下)与第一响度值(93dB)的差值的绝对值大于第一阈值(3dB)的条件，耳机的滤波器参数会从300到600Hz对应的滤波器参数切换到100-300Hz对应的滤波器参数。则会出现滤波器参数频繁的切换的情况，影响用户体验。如果切换条件设置为：在目标频段与第一频段的频率等级的差值的绝对值大于1，并且目标频段对应的响度值与第一响度值的差值的绝对值大于第一阈值的情况下，主动降噪模块将耳机的滤波器参数从当前滤波器参数切换为目标频段对应的滤波器参数。则不会进行滤波器参数的切换，避免反复切换滤波器参数而导致降噪效果频繁变化而体验差，从而提高用户体验。

可选的，所述目标频段对应的滤波器参数按照如下公式计算得到：

F＝-f1/(f2*f3)；

其中，F为所述目标频段对应的滤波器参数，f1为噪音源到所述耳机的反馈麦克风的转移函数，f2为噪音源到所述耳机的前馈麦克风的转移函数，f3为所述耳机的喇叭到所述反馈麦克风的转移函数。

本申请实施例中，f1是实时计算出来的，与反馈麦克风采集到的环境噪声有关。如果反馈麦克风采集到的环境噪声发生变化，f1也会变化。f2是实时计算出来的，与前馈麦克风采集到的环境噪声有关。如果前馈麦克风采集到的环境噪声发生变化，f2也会变化。f3是实时计算出来的，与喇叭播放的音频有关，如果喇叭播放的音频的频率和/或响度发生变化，f3也会变化。

本申请实施例中，可以通过反馈麦克风采集降噪后的残余噪声大小，残余噪声越小，则判断为降噪最优。通过实时计算的噪声频率范围和噪声最大频率点更精准，从而提升降噪效果。

本申请实施例中，通过对划分的N个频段的环境声信号分别进行分析，得到N个频段对应的响度值，从而确定响度值最大的目标频段，可以准确地判断环境噪声对应的响度值最大的噪声频率范围为目标频段，在当前滤波器参数的滤波效果不能满足需求时，将耳机的滤波器参数从当前滤波器参数切换为目标频段对应的滤波器参数，从而提高耳机的降噪效果。

请参阅图4，图4是本申请实施例提供的另一种耳机的主动降噪方法的流程示意图。如图4所示，该方法可以包括步骤401至步骤405。

401，主动降噪模块获取环境声信号，检测耳机的喇叭是否在播放信号。

402，在耳机的喇叭没有播放信号的情况下，主动降噪模块将环境声信号按照频率划分为N个频段的环境声信号，N为大于或等于2的整数。

本申请实施例中，在耳机的喇叭(扬声器)没有播放音频信号时，前馈麦克风不会采集到喇叭播放的信号，则直接将环境声信号按照频率划分为N个频段的环境声信号。

403，在耳机的喇叭播放信号的情况下，主动降噪模块将环境声信号进行回声消除，得到新的环境声信号，将新的环境声信号按照频率划分为N个频段的环境声信号，N为大于或等于2的整数。

本申请实施例中，在耳机的喇叭(扬声器)正在播放音频信号时，环境声信号不仅包括周围环境中的噪声信号，还也可以包括耳机的喇叭播放的音频信号。

回声消除：对于喇叭播放的信号，被前馈麦克风采集到后得到的回声，通过自适应算法来模拟生成回声信号，然后从前馈麦克风采集的混合信号中减去这个回声信号，实现回声消除。从而避免喇叭播放的音频信号对主动降噪的影响，进一步提升耳机主动降噪的效果。

404，主动降噪模块对N个频段的环境声信号分别进行分析，得到N个频段对应的响度值，确定响度值最大的目标频段。

405，在目标频段与第一频段不同，并且目标频段对应的响度值与第一响度值的差值的绝对值大于第一阈值的情况下，主动降噪模块将耳机的滤波器参数从当前滤波器参数切换为目标频段对应的滤波器参数；当前滤波器参数对应的噪声频段为第一频段，当前滤波器参数对应的响度值为第一响度值。

其中，步骤404至步骤405的具体实施可以参见上述步骤202至步骤203，此处不再赘述。

本申请实施例中，可以判断耳机的喇叭是否播放信号，在喇叭播放信号时，通过回声消除技术，消除喇叭播放信号的干扰，使得更准确地判断环境声中响度值最大的频段，进而提高主动降噪的效果。

请参阅图5，图5是本申请实施例提供的另一种耳机的主动降噪方法的流程示意图。如图5所示，该方法可以包括步骤501至步骤506。

501，主动降噪模块获取环境声信号，检测耳机的喇叭是否在播放信号。

502，在耳机的喇叭没有播放信号的情况下，主动降噪模块将环境声信号按照频率划分为N个频段的环境声信号，N为大于或等于2的整数。

503，在耳机的喇叭播放信号的情况下，主动降噪模块将环境声信号进行回声消除，得到新的环境声信号，将新的环境声信号按照频率划分为N个频段的环境声信号，N为大于或等于2的整数。

504，主动降噪模块对N个频段的环境声信号分别进行分析，得到N个频段对应的响度值，确定响度值最大的目标频段。

505，在目标频段与第一频段不同，并且目标频段对应的响度值与第一响度值的差值的绝对值大于第一阈值的情况下，主动降噪模块将耳机的滤波器参数从当前滤波器参数切换为目标频段对应的滤波器参数；当前滤波器参数对应的噪声频段为第一频段，当前滤波器参数对应的响度值为第一响度值。

其中，步骤501至步骤505的具体实施，可以参见上述步骤401至步骤405，此处不再赘述。

506，在目标频段与第一频段相同，或者目标频段对应的响度值与第一响度值的差值的绝对值小于第一阈值的情况下，维持耳机的滤波器参数为当前滤波器参数。

本申请实施例中，在目标频段与第一频段相同，或者目标频段对应的响度值与第一响度值的差值的绝对值小于第一阈值的情况下，表明环境声噪声变化较小，维持耳机的滤波器参数为当前滤波器参数，避免滤波器参数频繁切换影响用户体验。

请参阅图6，图6是本申请实施例提供的一种耳机的主动降噪方法的具体流程示意图。如图6所示，该方法可以包括步骤601至步骤605。

601，通过前馈麦克风采集环境声信号。

602，检测喇叭是否在播放信号。

如果是，则进入回声消除，把喇叭播放的信号从前馈麦克风采集到的信号中消除，得到新的环境声信号，如果否，则执行步骤603。

603，将环境声信号，按噪声等级的频率范围进行划分，进行各噪声频率等级对应的信号分析，计算得出各噪声频率等级的A计权的响度值。

其中，设定噪声频率等级为N个，例如N＝4，100-300Hz为等级1，300-600Hz为等级2，600-1KHz为等级3，1K-4KHz为等级4。

步骤603的环境声信号，可以是步骤601采集的环境声信号，也可以是回声消除之后，得到的新的环境声信号。

604，把最大响度的噪声等级设置为新的噪声频率等级N1，对应响度值为S1；其中，原滤波器参数对应的噪声频率等级为N2，对应响度值为S2。

605，将噪声频率等级N1与原滤波器参数的噪声频率等级N2进行对比，满足切换条件，则进行切换滤波器参数，否则不切换。

例如，切换条件为S1-S2>3dB，且|N1-N2|>1，即新的噪声频率等级的响度与原噪声等级的响度值大于3dB，且两个噪声频率等级大于1才切换，等级差小于1或者响度差小于3dB均不切换。

回声消除：对于喇叭播放的信号，被前馈麦克风采集到后得到的回声，通过自适应算法来模拟生成回声信号，然后从前馈麦克风采集的混合信号中减去这个回声信号，实现回声消除。从而避免喇叭播放的音频信号对主动降噪的影响，进一步提升耳机主动降噪的效果。

信号分析：可以将采集到的环境声信号从时域转换成频域，得到频率响应，即各频率的响度，再通过计权的方式(比如，A计权的方式)统计求平均值得出各噪声频率等级的响度值。

滤波器，为主动降噪算法滤波器，设定噪声频率等级为N个，可以内置N组滤波器，每一组滤波器的降噪效果为对应频率范围最优降噪的滤波器参数。具体的，可以在实验室通过播放粉红噪声，调试滤波器参数，使得对应频率范围的降噪最优。

本申请实施例中，提供了一种针对动态环境的智能主动降噪方案，通过前馈麦克风采集环境声，经过环境声的信号分析，得出环境声的主要频率范围，选择对应频率范围的滤波器，从而实现降噪效果更优的智能动态环境主动降噪。

可以判断喇叭是否播放，通过回声消除技术，消除喇叭播放信号的干扰，使得更准确地判断环境声等级和对应最大噪声频率范围。通过信号分析，得出最大噪声频率等级和范围，然后通过切换条件的判断，切换至更合适的滤波器参数，得到更好的降噪效果。可以更加准确地判断环境噪声等级和对应最大噪声频率范围，实现更好的降噪效果。

上述主要从方法侧执行过程的角度对本申请实施例的方案进行了介绍。可以理解的是，电子设备为了实现上述功能，其包含了执行各个功能相应的硬件结构和/或软件模块。本领域技术人员应该很容易意识到，结合本文中所提供的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，本申请能够以硬件或硬件和计算机软件的结合形式来实现。某个功能究竟以硬件还是计算机软件驱动硬件的方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。

本申请实施例可以根据上述方法示例对耳机进行功能单元的划分，例如，可以对应各个功能划分各个功能单元，也可以将两个或两个以上的功能集成在一个处理单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。需要说明的是，本申请实施例中对单元的划分是示意性的，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式。

请参阅图7，图7是本申请实施例提供的一种耳机的主动降噪装置的结构示意图，该耳机的主动降噪装置700应用于耳机中的主动降噪模块，该耳机的主动降噪装置700可以包括获取单元701、频段划分单元702、分析单元703、确定单元704、切换单元705，其中：

获取单元701，用于获取环境声信号；

频段划分单元702，用于将所述环境声信号按照频率划分为N个频段的环境声信号，N为大于或等于2的整数；

分析单元703，用于对所述N个频段的环境声信号分别进行分析，得到N个频段对应的响度值；

确定单元704，用于确定响度值最大的目标频段；

切换单元705，用于在所述目标频段与第一频段不同，并且所述目标频段对应的响度值与第一响度值的差值的绝对值大于第一阈值的情况下，将所述耳机的滤波器参数从当前滤波器参数切换为所述目标频段对应的滤波器参数；所述当前滤波器参数对应的噪声频段为所述第一频段，所述当前滤波器参数对应的响度值为所述第一响度值。

可选的，分析单元703对所述N个频段的环境声信号分别进行分析，得到N个频段对应的响度值，包括：采用计权的方式计算N个频段中每个频段的环境声信号的响度值，得到N个频段对应的响度值。

可选的，分析单元703采用计权的方式计算N个频段中每个频段的环境声信号的响度值，得到N个频段对应的响度值，包括：

采用计权的方式计算第二频段内的M个频点的响度值，对所述M个频点的响度值加权求和，得到所述第二频段对应的响度值，所述第二频段是所述N个频段中的任一个，M为大于或等于2的整数。

可选的，获取单元701获取环境声信号，包括：

通过所述耳机的前馈麦克风采集环境声信号；或者，

通过终端设备采集环境声信号。

可选的，该耳机的主动降噪装置700还可以包括检测单元706。

所述检测单元706，用于检测所述耳机的喇叭是否在播放信号；

频段划分单元702，还用于在所述耳机的喇叭没有播放信号的情况下，将所述环境声信号按照频率划分为N个频段的环境声信号。

可选的，该耳机的主动降噪装置700还可以包括回声消除单元707。

回声消除单元707，用于在所述耳机的喇叭播放信号的情况下，将所述环境声信号进行回声消除，得到新的环境声信号；

频段划分单元702，还用于将所述新的环境声信号按照频率划分为N个频段的环境声信号。

可选的，所述耳机内存储有N组滤波器参数，所述N组滤波器参数与所述N个频段一一对应，所述目标频段对应的滤波器参数为所述目标频段对应的一组滤波器参数。

可选的，该耳机的主动降噪装置700还可以包括维持单元708。

维持单元708，用于在所述目标频段与第一频段相同，或者所述目标频段对应的响度值与第一响度值的差值的绝对值小于第一阈值的情况下，维持所述耳机的滤波器参数为所述当前滤波器参数。

可选的，所述目标频段对应的滤波器参数按照如下公式计算得到：

F＝-f1/(f2*f3)；

其中，F为所述目标频段对应的滤波器参数，f1为噪音源到所述耳机的反馈麦克风的转移函数，f2为噪音源到所述耳机的前馈麦克风的转移函数，f3为所述耳机的喇叭到所述反馈麦克风的转移函数。

可选的，切换单元705在所述目标频段与第一频段不同，并且所述目标频段对应的响度值与第一响度值的差值的绝对值大于第一阈值的情况下，将所述耳机的滤波器参数从当前滤波器参数切换为所述目标频段对应的滤波器参数，包括：在目标频段与第一频段的频率等级的差值的绝对值大于1，并且目标频段对应的响度值与第一响度值的差值的绝对值大于第一阈值的情况下，将耳机的滤波器参数从当前滤波器参数切换为目标频段对应的滤波器参数。

其中，本申请实施例中的获取单元701、频段划分单元702、分析单元703、确定单元704、切换单元705、检测单元706、回声消除单元707、维持单元708可以是耳机中的处理器。

图7所示的耳机的主动降噪装置700的具体实施可以参见图2至图6所示的方法实施例，此处不再赘述。

本申请实施例中，通过对划分的N个频段的环境声信号分别进行分析，得到N个频段对应的响度值，从而确定响度值最大的目标频段，可以准确地判断环境噪声对应的响度值最大的噪声频率范围为目标频段，在当前滤波器参数的滤波效果不能满足需求时，将耳机的滤波器参数从当前滤波器参数切换为目标频段对应的滤波器参数，从而提高耳机的降噪效果。

请参阅图8，图8是本申请实施例提供的一种耳机的结构示意图，如图8所示，该耳机800包括处理器801和存储器802，处理器801、存储器802可以通过通信总线803相互连接。通信总线803可以是外设部件互连标准(peripheral component interconnect，PCI)总线或扩展工业标准结构(extended industry standard architecture，EISA)总线等。通信总线803可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图8中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。存储器802用于存储计算机程序，计算机程序包括程序指令，处理器801被配置用于调用程序指令，上述程序包括用于执行图2或图4所示的方法中的部分或全部步骤。处理器801可以包括图1中的主动降噪模块，处理器801可以是主动降噪芯片。

存储器802可以是只读存储器(read-only memory，ROM)或可存储静态信息和指令的其他类型的静态存储设备，随机存取存储器(random access memory，RAM)或者可存储信息和指令的其他类型的动态存储设备，也可以是电可擦可编程只读存储器(electricallyerasable programmable read-only memory，EEPROM)、只读光盘(compact disc read-only memory，CD-ROM)或其他光盘存储、光碟存储(包括压缩光碟、激光碟、光碟、数字通用光碟、蓝光光碟等)、磁盘存储介质或者其他磁存储设备、或者能够用于携带或存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码并能够由计算机存取的任何其他介质，但不限于此。存储器可以是独立存在，通过总线与处理器相连接。存储器也可以和处理器集成在一起。

该耳机800还包括前馈麦克风、反馈麦克风、模数转换器、数模转换器和喇叭。该耳机800还可以包括通信模块(比如，蓝牙模块)，可以通信模块与终端设备进行通信连接(比如，蓝牙连接)。

本申请实施例中，通过对划分的N个频段的环境声信号分别进行分析，得到N个频段对应的响度值，从而确定响度值最大的目标频段，可以准确地判断环境噪声对应的响度值最大的噪声频率范围为目标频段，在当前滤波器参数的滤波效果不能满足需求时，将耳机的滤波器参数从当前滤波器参数切换为目标频段对应的滤波器参数，从而提高耳机的降噪效果。

本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质，其中，该计算机可读存储介质存储用于电子数据交换的计算机程序，该计算机程序使得计算机执行如上述方法实施例中记载的任何一种耳机的主动降噪方法的部分或全部步骤。

需要说明的是，对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本申请并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本申请，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本申请所必须的。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置，可通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在申请明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件程序模块的形式实现。

所述集成的单元如果以软件程序模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储器中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储器中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、电子设备或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储器包括：U盘、只读存储器(read-only memory，ROM)、随机存取存储器(random access memory，RAM)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储器中，存储器可以包括：闪存盘、只读存储器、随机存取器、磁盘或光盘等。

以上对本申请实施例进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (10)

1.一种耳机的主动降噪方法，其特征在于，包括：

获取环境声信号，将所述环境声信号按照频率划分为N个频段的环境声信号，N为大于或等于2的整数；

对所述N个频段的环境声信号分别进行分析，得到N个频段对应的响度值，确定响度值最大的目标频段；

在所述目标频段与第一频段不同，并且所述目标频段对应的响度值与第一响度值的差值的绝对值大于第一阈值的情况下，将所述耳机的滤波器参数从当前滤波器参数切换为所述目标频段对应的滤波器参数；所述当前滤波器参数对应的噪声频段为所述第一频段，所述当前滤波器参数对应的响度值为所述第一响度值。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述N个频段的环境声信号分别进行分析，得到N个频段对应的响度值，包括：

采用计权的方式计算N个频段中每个频段的环境声信号的响度值，得到N个频段对应的响度值。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取环境声信号，包括：

通过所述耳机的前馈麦克风采集环境声信号；或者，

通过终端设备采集环境声信号。

4.根据权利要求1～3任一项所述的方法，其特征在于，所述获取环境声信号之后，所述方法还包括：

检测所述耳机的喇叭是否在播放信号；

在所述耳机的喇叭没有播放信号的情况下，执行所述将所述环境声信号按照频率划分为N个频段的环境声信号的步骤。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

在所述耳机的喇叭播放信号的情况下，将所述环境声信号进行回声消除，得到新的环境声信号，执行将所述环境声信号按照频率划分为N个频段的环境声信号的步骤。

6.根据权利要求1～3任一项所述的方法，其特征在于，所述耳机内存储有N组滤波器参数，所述N组滤波器参数与所述N个频段一一对应，所述目标频段对应的滤波器参数为所述目标频段对应的一组滤波器参数。

7.根据权利要求1～3任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

在所述目标频段与第一频段相同，或者所述目标频段对应的响度值与第一响度值的差值的绝对值小于第一阈值的情况下，维持所述耳机的滤波器参数为所述当前滤波器参数。

8.一种耳机的主动降噪装置，其特征在于，包括：

获取单元，用于获取环境声信号；

频段划分单元，用于将所述环境声信号按照频率划分为N个频段的环境声信号，N为大于或等于2的整数；

分析单元，用于对所述N个频段的环境声信号分别进行分析，得到N个频段对应的响度值；

确定单元，用于确定响度值最大的目标频段；

切换单元，用于在所述目标频段与第一频段不同，并且所述目标频段对应的响度值与第一响度值的差值的绝对值大于第一阈值的情况下，将所述耳机的滤波器参数从当前滤波器参数切换为所述目标频段对应的滤波器参数；所述当前滤波器参数对应的噪声频段为所述第一频段，所述当前滤波器参数对应的响度值为所述第一响度值。

9.一种耳机，其特征在于，包括处理器和存储器，所述存储器用于存储计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，所述处理器被配置用于调用所述程序指令，执行如权利要求1～7任一项所述的方法。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，所述程序指令当被处理器执行时使所述处理器执行如权利要求1～7任一项所述的方法。