CN117896663A - 确定前馈滤波器传递函数的方法、相关装置及测试系统 - Google Patents
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Abstract
本申请提出一种确定前馈滤波器传递函数的方法、相关装置及测试系统，该方法应用于测试系统的测试控制器，该方法包括：分别在耳机的前馈滤波器处于不同工作状态时，控制声源扬声器向耳机播放声音信号，并计算耳内传声器采集的声音信号的频谱；根据耳机的前馈滤波器处于不同工作状态时耳内传声器采集的声音信号的频谱，确定耳机的前馈滤波器的传递函数与耳内传声器采集的声音信号的频谱之间的关系；根据耳机的前馈滤波器的传递函数与耳内传声器采集的声音信号的频谱之间的关系，确定耳机处于设定工作模式时前馈滤波器的传递函数。上述方案能够以更低的测试成本、更高效地确定耳机前馈滤波器的传递函数。
Description
技术领域
本申请涉及主动噪声控制技术领域，尤其涉及一种确定前馈滤波器传递函数的方法、相关装置及测试系统。
背景技术
近年来主动降噪耳机快速普及，广泛应用于日常生活，商务办公，工业，航空等领域，市场对主动降噪耳机的降噪性能要求也越来越高。佩戴耳机时，人的头部、耳部的形状以及佩戴方式的差异对前馈滤波器降噪影响较大，对反馈滤波器降噪影响较小，又因为反馈滤波器的调整容易导致反馈系统不稳定引起啸叫，所以设计耳机主动降噪的主要工作集中在设计前馈滤波器的传递函数上。
前馈滤波器的传递函数设计除了以最大降噪量为目标以外，还有其他的设计目标。例如即要听耳机播放的声音，又要与周围的人谈话时，可以开启通透模式，使得耳机将环境声透传进来，达到与不带耳机相同的效果，这就需要以戴上耳机后，人耳听到环境噪声的频谱与不带耳机时相同为目标设计前馈滤波器；再有就是助听或辅听功能，需要根据人耳的听力损失的情况对人耳听音能力补偿，前馈滤波器需要以将人耳听力补偿到正常水平为目标来设计；此外还有用于听清环境细微声音的侦听模式，为了放大环境声中的某些细节往往需要对环境声的频谱进行调整，这就需要以调整后的频谱为目标设计前馈滤波器等等。
由此可见，如何确定耳机前馈滤波器在设定工作模式时的传递函数，是使得耳机满足上述设定工作模式下的用户需求的关键。
发明内容
基于上述技术现状，本申请提出一种确定前馈滤波器传递函数的方法、相关装置及测试系统，能够以更少的连线、更低的测试成本、更高效地确定在设定工作模式下，耳机前馈滤波器的传递函数。
为了达到上述技术方案，本申请具体提出如下技术方案：
本申请第一方面提出一种确定前馈滤波器传递函数的方法，应用于测试系统的测试控制器，所述测试系统包括声源扬声器、耳机、耳内传声器和测试控制器，所述测试控制器分别与所述耳内传声器和所述声源扬声器连接，所述耳内传声器用于采集所述耳内传声器采集的声音信号，所述方法包括：
分别在所述耳机的前馈滤波器处于不同工作状态时，控制所述声源扬声器向所述耳机播放声音信号，并计算所述耳内传声器采集的声音信号的频谱；
根据所述耳机的前馈滤波器处于不同工作状态时所述耳内传声器采集的声音信号的频谱，确定所述耳机的前馈滤波器的传递函数与所述耳内传声器采集的声音信号的频谱之间的关系；
根据所述耳机的前馈滤波器的传递函数与所述耳内传声器采集的声音信号的频谱之间的关系，确定所述耳机处于设定工作模式时所述前馈滤波器的传递函数。
在一些实现方式中，在所述耳机工作于非被动隔音环境的情况下，所述处于不同工作状态包括处于关闭状态、处于初始传递函数状态以及处于调整后传递函数状态；
在所述耳机工作于被动隔音环境的情况下，所述处于不同工作状态包括处于关闭状态和处于初始传递函数状态。
在一些实现方式中，根据所述耳机的前馈滤波器处于不同工作状态时所述耳内传声器采集的声音信号的频谱，确定所述耳机的前馈滤波器的传递函数与所述耳内传声器采集的声音信号的频谱之间的关系，包括：
根据所述耳机的前馈滤波器处于不同工作状态时所述耳内传声器采集的声音信号的频谱，确定所述耳机的前馈滤波器的补偿传递函数与所述耳内传声器采集的声音信号的频谱之间的关系；
基于所述耳机的前馈滤波器的补偿传递函数与所述耳内传声器采集的声音信号的频谱之间的关系，以及所述初始传递函数，确定所述耳机的前馈滤波器的传递函数与所述耳内传声器采集的声音信号的频谱之间的关系。
在一些实现方式中，根据所述耳机的前馈滤波器的传递函数与所述耳内传声器采集的声音信号的频谱之间的关系，确定所述耳机处于设定工作模式时所述前馈滤波器的传递函数，包括：
根据所述耳机的前馈滤波器的传递函数与所述耳内传声器采集的声音信号的频谱之间的关系，确定所述耳机处于设定工作模式时所述前馈滤波器的目标传递函数；
基于所述耳机处于设定工作模式时所述前馈滤波器的目标传递函数，进行耳机输出频谱仿真，所述耳机输出频谱仿真用于仿真当所述前馈滤波器的传递函数为所述目标传递函数之外的传递函数时，所述耳内传声器采集的声音信号的频谱；
根据所述耳机输出频谱仿真的仿真结果，确定所述耳机处于设定工作模式时所述前馈滤波器的实际传递函数。
在一些实现方式中，根据所述耳机的前馈滤波器的传递函数与所述耳内传声器采集的声音信号的频谱之间的关系，确定所述耳机处于设定工作模式时所述前馈滤波器的目标传递函数，包括：
确定当所述耳机处于设定工作模式时，所述耳内传声器采集的声音信号的目标频谱；
根据所述耳机的前馈滤波器的传递函数与所述耳内传声器采集的声音信号的频谱之间的关系，以及当所述耳机处于设定工作模式时，所述耳内传声器采集的声音信号的目标频谱，确定所述耳机处于设定工作模式时所述前馈滤波器的目标传递函数。
在一些实现方式中，所述设定工作模式包括降噪模式、通透模式、助听模式、辅听模式、侦听模式、直通模式中的至少一种；在所述直通模式下，所述耳机的前馈传声器输出的信号直接传输至所述耳机的扬声器。
本申请第二方面提出一种测试系统，包括：声源扬声器、耳机、耳内传声器和测试控制器，所述测试控制器分别与所述耳内传声器和所述声源扬声器连接，所述耳内传声器用于采集所述耳内传声器采集的声音信号；
所述测试控制器被配置为执行上述的确定前馈滤波器传递函数的方法。
在一些实现方式中，所述测试控制器包括处理设备，以及与所述处理设备连接的声卡；
所述声卡用于驱动所述声源扬声器播放声音信号，以及，接收所述耳内传声器采集的声音信号；
所述处理设备用于控制所述声卡驱动所述声源扬声器播放声音信号，以及，对所述耳内传声器采集的声音信号进行频谱分析，确定所述耳内传声器采集的声音信号的频谱。
在一些实现方式中，所述耳机包括前馈传声器、耳机扬声器、反馈传声器和降噪控制电路，所述降噪控制电路包括前馈滤波器和反馈滤波器；
所述前馈传声器用于采集所述声源扬声器和所述耳机扬声器输出的声音信号，所述前馈传声器的输出端与所述前馈滤波器的输入端连接；
所述反馈扬声器用于采集所述声源扬声器和所述耳机扬声器输出的声音信号，所述反馈传声器的输出端与所述反馈滤波器的输入端连接；
所述前馈滤波器的输出端和所述反馈滤波器的输出端耦合后与所述耳机扬声器的输入端连接。
本申请第三方面提出一种确定前馈滤波器传递函数的装置，应用于测试系统的测试控制器，所述测试系统包括声源扬声器、耳机、耳内传声器和测试控制器，所述测试控制器分别与所述耳内传声器和所述声源扬声器连接，所述耳内传声器用于采集所述耳内传声器采集的声音信号，所述装置包括：
数据采集单元，用于分别在所述耳机的前馈滤波器处于不同工作状态时，控制所述声源扬声器向所述耳机播放声音信号，并计算所述耳内传声器采集的声音信号的频谱；
第一处理单元，用于根据所述耳机的前馈滤波器处于不同工作状态时所述耳内传声器采集的声音信号的频谱，确定所述耳机的前馈滤波器的传递函数与所述耳内传声器采集的声音信号的频谱之间的关系；
第二处理单元，用于根据所述耳机的前馈滤波器的传递函数与所述耳内传声器采集的声音信号的频谱之间的关系，确定所述耳机处于设定工作模式时所述前馈滤波器的传递函数。
本申请第四方面提出一种电子设备，包括存储器和处理器；
所述存储器与所述处理器连接，用于存储程序；
所述处理器用于通过运行所述存储器中的程序，实现上述的确定前馈滤波器传递函数的方法。
本申请第五方面提出一种存储介质，所述存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器运行时，实现上述的确定前馈滤波器传递函数的方法。
本申请第六方面提出一种计算机程序产品，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实现上述的确定前馈滤波器传递函数的方法。
本申请提出的确定前馈滤波器传递函数的方法，能够基于更加简洁的测试系统、更少的连线来确定耳机前馈滤波器传递函数，只需要测试耳机的前馈滤波器处于不同工作状态时，耳内传声器采集的声音信号的频谱，即可根据耳机的前馈滤波器处于不同工作状态时耳内传声器采集的声音信号的频谱，确定耳机的前馈滤波器的传递函数与耳内传声器采集的声音信号的频谱之间的关系；进而，根据耳机的前馈滤波器的传递函数与耳内传声器采集的声音信号的频谱之间的关系，确定耳机处于设定工作模式时前馈滤波器的传递函数。该方案能够简化测试系统，以更少的连线、更低的测试成本、更高效地确定耳机前馈滤波器的传递函数。
另外，由于本申请实施例的测试系统更加简洁、连线更少，因此在批量耳机测试时效率更高，在真人佩戴测试时更加方便快捷。而且，本申请实施例不需要破坏耳机结构，因此对于成品耳机也能适用，既能用于测试耳机前馈滤波器目标传递函数，又能用于在一个基准前馈滤波器的基础上进行迭代优化。
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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的测试耳机前馈滤波器传递函数的系统连线示意图；
图2为本申请实施例提供的另一种测试耳机前馈滤波器传递函数的系统连线示意图；
图3为本申请实施例提供的一种测试系统的结构示意图；
图4为本申请实施例提供的一种确定前馈滤波器传递函数的方法的流程示意图；
图5为本申请实施例提供的主动降噪耳机系统的示意图；
图6为本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
本申请实施例技术方案适用于设计耳机前馈滤波器的传递函数的应用场景，采用本申请实施例技术方案，能够更加高效、快速地设计出耳机工作于设定工作模式时的前馈滤波器传递函数。
传统的设计前馈降噪滤波器的方法需要分别测量耳机扬声器和外部噪声源发声时，前馈传声器、反馈传声器、耳内传声器采集的信号。因此测试时要将耳机扬声器、前馈传声器、反馈传声器都引线出来，线路连接复杂，所需设备复杂，不利于大量真人佩戴数据的采集，且对于已经装配成型的耳机，特别是装配精密的入耳和半入耳式耳机进行测量时，这个过程会对声学结构进行破坏，因此无法得到准确的测量结果。
在传统方案中，以最大降噪量为目标的前馈滤波器传递函数的测试方法为：
第一步：测试系统搭建
将耳机扬声器，前馈传声器，反馈传声器，耳内传声器的导线引出来。其中耳内传声器可以是植入真人耳道的探针式传声器或直接采用仿真耳的传声器。
按图1进行连线，声卡输出的信号可通过耳机放大器馈给耳机扬声器发声，前馈传声器，反馈传声器，耳内传声器分别连接到传声器供电电路上，电路输出的传声器信号由声卡的输入通道进行采集，此外还要有一个声卡通道用来回采功放馈给扬声器的激励信号。
第二步：耳机扬声器激励测试
计算机产生扫频信号或噪声信号使耳机扬声器发声，同时采集各个传声器的信号，以及功放对耳机扬声器的激励信号。
计算机软件对前馈传声器的信号和耳机功放对扬声器的激励信号进行频谱分析，并计算出耳机扬声器到前馈传声器传播路径的传递函数Gsf。其中传递函数Gsf为离散的频率和复数幅值对应的序列，其他传递函数也采用同样的表示方式。
同理分别计算出耳机扬声器到反馈传声器传播路径的传递函数Gsb，扬声器到耳内传声器传播路径的传递函数Gse。
第三步：噪声源激励测试
按图2改变连线，断开耳机扬声器，声卡输出的信号对音箱进行激励，声卡回采通道用于采集声卡输出到音箱的激励信号。
计算机产生扫频信号或噪声信号使音箱发声，同时采集各个传声器的信号，以及声卡对音箱的激励信号。
计算机软件对前馈传声器的信号和声卡对音箱的激励信号进行频谱分析，并计算出音箱到前馈传声器传播路径的传递函数Gnf。
同理分别计算出音箱到反馈传声器传播路径的传递函数Gnb，音箱到耳内传声器传播路径的传递函数Gne。
第四步：计算前馈滤波器目标传递函数
以耳内传声器采集到声音的频谱为Set目标计算前馈滤波器目标传递函数的一般方法为，采用公式(1)计算出前馈滤波器的目标传递函数Gft。
其中Sepnc为关闭前馈和反馈滤波器时，耳机被动隔音后的残余噪声。
特别的以最大降噪量为目标即令Set＝0计算前馈滤波器目标传递函数，采用公式(2)计算出单前馈状态下，前馈滤波器的目标传递函数Gf0。
采用公式(3)可以计算出混合降噪状态下，前馈滤波器的目标传递函数Gfh0。
其中Gb为反馈控制器传递函数。
上述的测试方法存在以下缺点：
(1)测试系统复杂。需要将耳机扬声器连接到功放上，前馈传声器、反馈传声器、耳内传声器连接到传声器供电电路上，再将功放、3个传声器供电电路、音箱，连接到声卡上，声卡连接到计算机上。所需设备复杂，连线繁多因此测试系统搭建效率很低，成本高。
(2)不利于批量测试，耳机批量测试时，每个耳机都要进行极其复杂的连线工作，导致耳机批量测试时效率很低。
(3)不利于真人佩戴测试，使用同一个耳机进行大量真人佩戴测试时，耳机连线太多不方便佩戴，且更换测试场所时，所有设备需要重新连线，操作复杂。
(4)无法用于对耳机成品的进行测试。对已经装配成型的成品耳机进行测试时，需要对耳机进行拆解破坏，将耳机扬声器和前馈、反馈传声器的线引出来，不可避免地破坏了耳机原有声学的结构，导致测试结果不准确，因此该方法无法对耳机成品进行测试。
(5)算法不支持迭代优化，降噪耳机在量产过程中，会使用同一款基准前馈滤波器，但由于耳机扬声器和前馈传声器的灵敏度是有差异的，量产时往往需要在基准前馈滤波器的基础上进行微调，弥补差异。该算法只能用于测试耳机前馈滤波器目标传递函数，不能用于在一个基准前馈滤波器的基础上进行迭代优化。
针对上述技术问题，本申请提出一种新的用于确定耳机前馈滤波器的传递函数的方案。该方案以更加简洁的测试系统、更加快速地确定耳机前馈滤波器的传递函数。
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。
本申请实施例首先提出一种测试系统，参见图3所示，该测试系统由声源扬声器、耳机、耳内传声器和测试控制器构成，其中，测试控制器由处理设备和声卡组成，该处理设备可以是计算机，处理设备可以通过例如USB等通信线路与声卡连接。
测试控制器分别与耳内传声器和声源扬声器连接，使得测试控制器可以对耳内传声器采集的声音信号进行分析，还可以控制声源扬声器播放声音信号。具体是，处理设备控制所述声卡驱动所述声源扬声器播放声音信号，耳内传声器采集的声音信号通过声卡传输到处理设备，处理设备可以对所述耳内传声器采集的声音信号进行频谱分析，确定所述耳内传声器采集的声音信号的频谱。
耳内传声器用于采集耳内传声器采集的声音信号，该耳内传声器可以是仿真耳的传声器，也可以是在真人耳道内植入的探针传声器。
在实际应用时，上述的测试系统中的耳机和耳内传声器被真人佩戴，或者装设于模拟耳道环境中。
在耳机内部设置有前馈传声器、耳机扬声器、反馈传声器和耳机ANC控制器电路，即降噪控制电路，所述降噪控制电路包括前馈滤波器和反馈滤波器。该降噪控制电路可以是成品状态下集成到内机内部的电路，也可以是开发状态下在耳机外部的电路。
前馈传声器用于采集声源扬声器和耳机扬声器输出的声音信号，前馈传声器的输出端与前馈滤波器的输入端连接；
反馈扬声器用于采集声源扬声器和耳机扬声器输出的声音信号，反馈传声器的输出端与反馈滤波器的输入端连接；
前馈滤波器的输出端和反馈滤波器的输出端耦合后与所述耳机扬声器的输入端连接。即，前馈滤波器输出的信号与反馈滤波器输出的信号叠加后输入耳机扬声器。
参见图3所示的测试系统，在测试耳机前馈滤波器的传递函数时，只需要将耳内传声器的输出端引出来，连接到传声器供电电路上，声卡输出的信号馈给声源扬声器，声卡输入通道连接至传声器供电电路上。
然后即可执行对耳机前馈滤波器的传递函数的测试。图3所示的测试系统相比图1和图2所示的测试系统而言，其结构更简单，连线更少，测试成本更低。
基于本申请实施例提出的上述测试系统，只需要声源扬声器播放2到3次声音信号，调整1到2次前馈滤波器，通过分析一个耳内传声器采集的声音信号，就能完成对耳机前馈滤波器的传递函数的测试，其确定耳机前馈滤波器的传递函数的效率更高。
在另一些实施例中公开了基于上述的测试系统的确定前馈滤波器传递函数的方法，该方法可以由上述的测试系统中的测试控制器执行，具体可以由测试控制器中的处理设备来执行。
参见图4所示，本申请实施例提出的确定前馈滤波器传递函数的方法，包括：
S101、分别在所述耳机的前馈滤波器处于不同工作状态时，控制所述声源扬声器向所述耳机播放声音信号，并计算所述耳内传声器采集的声音信号的频谱。
其中，前馈滤波器处于不同工作状态，包括前馈滤波器处于关闭状态、处于初始传递函数状态，以及在前馈滤波器处于初始传递函数时对其传递函数进行调整后使前馈滤波器处于调整后传递函数的状态。
在不同的工作情况下，前馈滤波器处于不同工作状态可以有不同的含义。
比如，当耳机工作于被动隔音环境时，使耳机前馈滤波器分别处于关闭状态和处于初始传递函数状态时，并在各状态下分别控制所述声源扬声器向所述耳机播放声音信号，并计算所述耳内传声器采集的声音信号的频谱。
当耳机工作于非被动隔音环境时，使耳机前馈滤波器处于关闭状态、处于初始传递函数状态，以及处于调整后传递函数状态，并在各状态下分别控制所述声源扬声器向所述耳机播放声音信号，并计算所述耳内传声器采集的声音信号的频谱。
参见图3所示的系统架构可知，当控制声源扬声器向耳机播放声音信号时，声音信号会进入耳机进而被耳机播放至耳道内，同时，声源扬声器播放的声音信号也会直接传播至耳道内，进入耳道内的声音信号会被耳内传声器采集到。
耳内传声器采集的声音信号会发送给测试控制器，由测试控制器对耳内传声器采集的声音信号进行频谱分析，确定耳内传声器采集的声音信号的频谱，也就是确定被用户实际听到的声音信号的频谱。
比如，在关闭耳机前馈滤波器时，测试控制器控制声源扬声器播放声音信号，同时通过耳内传声器采集声音信号。测试控制器对耳内传声器采集的声音信号记性频谱分析，计算出频谱Seoff，其中频谱Seoff为离散的频率和复数幅值对应的序列，本申请各实施例中其他频谱和传递函数也采用同样的表示方式。
在开启前馈滤波器时，将前馈滤波器的传递函数设置为初始传递函数Gfi0，Gfi0可随意设置，为了方便通常设置为Gfi0＝1，即前馈传声器信号可直接传输到耳机扬声器。测试控制器控制声源扬声器播放声音信号，同时通过耳内传声器采集声音信号。测试控制器对耳内传声器采集的声音信号记性频谱分析，计算出频谱Sei0。
将前馈滤波器的传递函数设置为Gfi1，Gfi1可随意设置，但差异尽量与Gfi0大一些，为了方便通常设置为Gfi1＝gGfi0，其中g为常数，即调整Gfi0的增益得到Gfi1。测试控制器控制声源扬声器播放声音信号，同时通过耳内传声器采集声音信号。测试控制器对耳内传声器采集的声音信号记性频谱分析，计算出频谱Sei1。
S102、根据所述耳机的前馈滤波器处于不同工作状态时所述耳内传声器采集的声音信号的频谱，确定所述耳机的前馈滤波器的传递函数与所述耳内传声器采集的声音信号的频谱之间的关系。
具体的，参见图3所示的测试系统可知，耳内传声器采集的声音信号的频谱，受耳机采集并输出的声音信号的影响，而耳机采集并输出的声音信号的信号能量，又与耳机前馈滤波器的传递函数相关。因此，通过分析耳内传声器采集的声音信号的频谱，能够分析耳机的前馈滤波器的传递函数对耳内传声器采集的声音信号的频谱的影响，进而确定耳机的前馈滤波器的传递函数与耳内传声器采集的声音信号的频谱之间的关系。
图5展示了更为通俗的主动降噪耳机系统的示意图，下面结合图5对耳机前馈滤波器的传递函数与耳内传声器采集的声音信号的频谱之间的关系进行推导。
在图5中，M表示耳机要播放的音乐信号；Gf，表示前馈滤波器传递函数；Gb表示反馈滤波器传递函数；Geq表示EQ滤波器传递函数，通常为音乐信号的非反馈降噪频段(高频部分)；Gmc表示MC滤波器传递函数，通常为音乐信号的反馈降噪频段(低频部分)；St表示扬声器驱动功放输入端叠加信号；Sc表示反馈麦克风信号和音乐信号的叠加，对反馈麦克风采集到的扬声器播放的音乐信号进行削弱之后，再进行反馈降噪，可使得反馈降噪不影响音乐信号的频响。Gsf表示扬声器到前馈麦克风的传递函数；Gse表示扬声器到耳内麦克风的传递函数；Gsb表示扬声器到反馈麦克风的传递函数；Sf表示前馈麦克风信号；Se表示耳内麦克风信号；Sb表示反馈麦克风信号；Gnf表示环境噪声到前馈麦克风的传递函数；Gne表示环境噪声到耳内麦克风的传递函数；Gnb表示环境噪声到反馈麦克风的传递函数；N表示环境噪声。
针对图5所示的系统，针对耳内麦克风处的声音在频域进行控制，可列出以下方程组。
St＝SfGf+MGeq+ScGb (4)
Sf＝NGnf+StGsf (5)
Se＝NGne+StGse (6)
Sb＝NGnb+StGsb (7)
Sc＝MGmc+Sb (8)
将式(5)，(7)，(8)代入式(4)可得馈给扬声器的信号为
St＝(NGnf+StGsf)Gf+MGeq+(MGmc+NGnb+StGsb)Gb (9)
整理可得
将式(10)代入(6)可得耳内麦克风采集到的声音信号，也就是佩戴降噪耳机后人耳听到的声音。
令M＝0即不开音乐时
为开启降噪后的残余环境噪声。
整理可得
式(12)中关闭反馈控制器，即单前馈状态下可得
令Se＝0，求解Gf，只需令分子为0则
可得
将此时的Gf标记为Gf0就得到了
Gf0为单前馈降噪状态下能把噪声完全消除的前馈滤波器传递函数。
令
令
GOLb＝GsbGb (15)
将式(13)(14)(15)带入到式(12)可得
假设有一个初始的前馈控制器Gfi0，使得主动降噪后耳内麦克风采集到的残余噪声为Sei0；关闭前馈滤波器后耳内麦克风采集到的残余噪声为Seoff，需要设计一个前馈滤波器Gft使得残余噪声为Set。
根据公式(16)可以计算出对应的三种情况下残余噪声。
将式(18)和(19)联立可得
将式(17)和(19)联立可得
进行整理
联立式(22)和式(20)可得
令
则有
Gft＝ΔGfGfi0
即对令残余噪声为Sei0的原始滤波器Gfi0补偿ΔGf，就可以得到令残余噪声为Set的新滤波器Gft。
令Set＝0时就可以设计主动降噪量最大的Gft。令Set为不佩戴耳机时的Se时，可设计通透模式的Gft，还可以根据目标Set设计语音侦听模式等。
对于被动降噪较好的声学结构，令Gsf＝0且测试数据时式(24)退化为
使得滤波器的设计容易很多。
在被动降噪较差Gsf不能忽略时，可以再将前馈滤波器设置为Gfi1测得Sei1，与式(20)同理，可得
与式(22)联立可得
代入到式(24)并进行整理可得
通过上述推导可知，当耳机处于被动隔音环境时，耳机前馈滤波器的补偿传递函数如公式(25)所示，当耳机处于非被动隔音环境时，耳机前馈滤波器的补偿传递函数如公式(28)所示。则，在确定耳机前馈滤波器的初始传递函数Gfi0的情况下，通过公式Gft＝ΔGfGfi0即可确定耳机前馈滤波器的实际传递函数。
基于上述公式(25)和公式(28)可知，通过检测耳机前馈滤波器处于关闭状态时、处于初始传递函数状态时以及处于调整后传递函数状态时，耳内传声器(耳内麦克风)采集的声音信号的频谱，即可按照公式(25)或公式(28)确定耳机的前馈滤波器的传递函数Gft与耳内传声器采集的声音信号的频谱Set之间的关系。
具体的，基于步骤S101所测得的耳机的前馈滤波器处于不同工作状态时，耳内传声器采集的声音信号的频谱，代入上述公式(25)或公式(28)，即可得到耳机的前馈滤波器的补偿传递函数ΔGf与耳内传声器采集的声音信号的频谱Set之间的关系的表达式。
进一步的，基于耳机的前馈滤波器的补偿传递函数ΔGf与耳内传声器采集的声音信号的频谱Set之间的关系的表达式，以及耳机前馈滤波器的初始传递函数Gfi0，通过公式Gft＝ΔGfGfi0即可确定耳机的前馈滤波器的传递函数Gft与所述耳内传声器采集的声音信号的频谱Set之间的关系的表达式。
S103、根据所述耳机的前馈滤波器的传递函数与所述耳内传声器采集的声音信号的频谱之间的关系，确定所述耳机处于设定工作模式时所述前馈滤波器的传递函数。
具体的，上述的设定工作模式，可以是最大降噪模式、通透模式、助听模式、辅听模式、侦听模式、直通模式等工作模式中的任意一种或多种。其中，上述的直通模式即为耳机的前馈滤波器的传递函数Gft＝1的情况，此时耳机前馈传声器采集的声音信号直接全部传输至耳机的扬声器。
当耳机工作于不同工作模式时，用户佩戴耳机时实际听到的声音信号频谱是不同的，也就是耳内传声器采集到的声音信号的频谱Set是不同的。
因此，针对每一种设定的工作模式，均可以首先确定在该工作模式下，耳内传声器采集到的声音信号的目标频谱Set。
然后，基于上述的公式(25)或公式(28)计算确定耳机前馈滤波器的补偿传递函数ΔGf，以及结合公式Gft＝ΔGfGfi0即可确定在该特定工作模式下，耳机前馈滤波器的传递函数Gft。
比如，在耳机工作于最大降噪模式时，令Set＝0。此时若耳机处于被动隔音环境下(被动降噪较好)，则根据公式(25)可计算得到相应的前馈滤波器补偿传递函数。然后，结合公式Gft＝ΔGfGfi0即可确定在最大降噪模式下，耳机前馈滤波器的传递函数Gft。若耳机处于非被动隔音环境下(被动降噪较差)，则根据公式(28)可计算得到相应的前馈滤波器补偿传递函数。然后，结合公式Gft＝ΔGfGfi0即可确定在最大降噪模式下，耳机前馈滤波器的传递函数Gft。
在上述的最大降噪模式下，若全程开启了反馈降噪，则必须在开反馈降噪的状态下，前馈滤波器的传递函数设置为Gft，耳内传声器采集的声音信号的频谱才能成为Set。若全程关闭反馈降噪，则必须在单前馈的状态下，前馈滤波器的传递函数设置为Gft，耳内传声器采集的声音信号的频谱才能成为Set。
通过上述介绍可见，本申请提出的确定前馈滤波器传递函数的方法，能够基于更加简洁的测试系统、更少的连线来确定耳机前馈滤波器传递函数，只需要测试耳机的前馈滤波器处于不同工作状态时，耳内传声器采集的声音信号的频谱，即可根据耳机的前馈滤波器处于不同工作状态时耳内传声器采集的声音信号的频谱，确定耳机的前馈滤波器的传递函数与耳内传声器采集的声音信号的频谱之间的关系；进而，根据耳机的前馈滤波器的传递函数与耳内传声器采集的声音信号的频谱之间的关系，确定耳机处于设定工作模式时前馈滤波器的传递函数。该方案能够简化测试系统，以更少的连线、更低的测试成本、更高效地确定耳机前馈滤波器的传递函数。
另外，由于本申请实施例的测试系统更加简洁、连线更少，因此在批量耳机测试时效率更高，在真人佩戴测试时更加方便快捷。而且，本申请实施例不需要破坏耳机结构，因此对于成品耳机也能适用，既能用于测试耳机前馈滤波器目标传递函数，又能用于在一个基准前馈滤波器的基础上进行迭代优化。
在一些实施例中还公开了，当根据耳机的前馈滤波器的传递函数与耳内传声器采集的声音信号的频谱之间的关系，确定耳机处于设定工作模式时前馈滤波器的传递函数时，可以通过执行如下步骤A1-A3的处理实现：
A1、根据耳机的前馈滤波器的传递函数与耳内传声器采集的声音信号的频谱之间的关系，确定耳机处于设定工作模式时前馈滤波器的目标传递函数。
具体的，根据上述步骤S103的介绍，设定耳机处于设定工作模式时，耳内传声器采集的声音信号的目标频谱Set，然后根据公式(25)或公式(28)，确定相应的耳机前馈滤波器的补偿传递函数，进而根据公式可以确定耳机处于该设定工作模式时前馈滤波器的目标传递函数Gft。
A2、基于所述耳机处于设定工作模式时所述前馈滤波器的目标传递函数，进行耳机输出频谱仿真。
其中，所述耳机输出频谱仿真用于仿真当所述前馈滤波器的传递函数为所述目标传递函数之外的传递函数时，所述耳内传声器采集的声音信号的频谱。
具体的，上述步骤A1获取了令耳内传声器采集的声音信号的频谱为Set为设计目标的前馈滤波器的目标传递函数Gft。以Gft为目标搭建数字或模拟电路时，不可避免的存在误差，若搭建的前馈滤波器的传递函数为Gf，相应的耳内传声器采集到的声音信号的频谱将为Se，设计过程中往往需要快速验证前馈滤波器电路的工作效果，从而确定是否需要对前馈滤波器电路的实际传递函数Gf进行进一步的优化调整。显然对Se进行仿真，是一个比搭建实际电路验证效率更高的方法。
该仿真过程主要是仿真当前馈滤波器的传递函数为目标传递函数之外的传递函数时，耳内传声器采集的声音信号的频谱。从而能够通过仿真明确当耳机前馈滤波器的传递函数不是上述的目标传递函数时，耳内传声器采集的声音信号的频谱与目标频谱的关系。
将式(18)和(19)联立可得
同理可得当前馈滤波器电路实际传递函数为Gf时
与式(22)联立可得
将(27)代入式(30)可得
整理可得
由于仿真时，设计目标Gft和所对应的Set均为已知的，为了方便，可以将式中Gfi1替换为Gft则Sei1对应的变为Set，则有
按照上述公式(33)进行仿真，通过调整Gf的值，计算相应的Se的值，可以确定当耳机前馈滤波器的传递函数不是目标传递函数时，耳内传声器采集的声音信号的频谱。通过仿真，当Gf越接近Gft时，Se就越接近Set。
按照上述的仿真方案，可以针对各种不同的工作模式，分别确定耳机前馈滤波器的传递函数与耳内传声器采集的声音信号的频谱之间的关系。
A3、根据所述耳机输出频谱仿真的仿真结果，确定所述耳机处于设定工作模式时所述前馈滤波器的实际传递函数。
具体的，根据上述仿真的仿真结果，可以明确当耳机的前馈滤波器的传递函数为非目标传递函数时，耳内传声器采集的声音信号的频谱。
基于该仿真结果，可以基于前馈滤波器电路的工作效果，对前馈滤波器的传递函数进行有方向的明确调整，得到耳机处于设定工作模式时的前馈滤波器实际传递函数。
在本申请实施例中，实现了对耳机输出频谱的更高效的仿真，从而进一步提升了耳机前馈滤波器的设计和优化效率。
与上述的确定前馈滤波器传递函数的方法相对应的，本申请实施例还提供了一种确定前馈滤波器传递函数的装置，该装置包括；
数据采集单元，用于分别在所述耳机的前馈滤波器处于不同工作状态时，控制所述声源扬声器向所述耳机播放声音信号，并计算所述耳内传声器采集的声音信号的频谱；
第一处理单元，用于根据所述耳机的前馈滤波器处于不同工作状态时所述耳内传声器采集的声音信号的频谱，确定所述耳机的前馈滤波器的传递函数与所述耳内传声器采集的声音信号的频谱之间的关系；
第二处理单元，用于根据所述耳机的前馈滤波器的传递函数与所述耳内传声器采集的声音信号的频谱之间的关系，确定所述耳机处于设定工作模式时所述前馈滤波器的传递函数。
在一些实现方式中，在所述耳机工作于非被动隔音环境的情况下，所述处于不同工作状态包括处于关闭状态、处于初始传递函数状态以及处于调整后传递函数状态；
在所述耳机工作于被动隔音环境的情况下，所述处于不同工作状态包括处于关闭状态和处于初始传递函数状态。
在一些实现方式中，根据所述耳机的前馈滤波器处于不同工作状态时所述耳内传声器采集的声音信号的频谱，确定所述耳机的前馈滤波器的传递函数与所述耳内传声器采集的声音信号的频谱之间的关系，包括：
根据所述耳机的前馈滤波器处于不同工作状态时所述耳内传声器采集的声音信号的频谱，确定所述耳机的前馈滤波器的补偿传递函数与所述耳内传声器采集的声音信号的频谱之间的关系；
基于所述耳机的前馈滤波器的补偿传递函数与所述耳内传声器采集的声音信号的频谱之间的关系，以及所述初始传递函数，确定所述耳机的前馈滤波器的传递函数与所述耳内传声器采集的声音信号的频谱之间的关系。
在一些实现方式中，根据所述耳机的前馈滤波器的传递函数与所述耳内传声器采集的声音信号的频谱之间的关系，确定所述耳机处于设定工作模式时所述前馈滤波器的传递函数，包括：
根据所述耳机的前馈滤波器的传递函数与所述耳内传声器采集的声音信号的频谱之间的关系，确定所述耳机处于设定工作模式时所述前馈滤波器的目标传递函数；
基于所述耳机处于设定工作模式时所述前馈滤波器的目标传递函数，进行耳机输出频谱仿真，所述耳机输出频谱仿真用于仿真当所述前馈滤波器的传递函数为所述目标传递函数之外的传递函数时，所述耳内传声器采集的声音信号的频谱；
根据所述耳机输出频谱仿真的仿真结果，确定所述耳机处于设定工作模式时所述前馈滤波器的实际传递函数。
在一些实现方式中，根据所述耳机的前馈滤波器的传递函数与所述耳内传声器采集的声音信号的频谱之间的关系，确定所述耳机处于设定工作模式时所述前馈滤波器的目标传递函数，包括：
确定当所述耳机处于设定工作模式时，所述耳内传声器采集的声音信号的目标频谱；
根据所述耳机的前馈滤波器的传递函数与所述耳内传声器采集的声音信号的频谱之间的关系，以及当所述耳机处于设定工作模式时，所述耳内传声器采集的声音信号的目标频谱，确定所述耳机处于设定工作模式时所述前馈滤波器的目标传递函数。
在一些实现方式中，所述设定工作模式包括降噪模式、通透模式、助听模式、辅听模式、侦听模式、直通模式中的至少一种；在所述直通模式下，所述耳机的前馈传声器输出的信号直接传输至所述耳机的扬声器。
本实施例提供的确定前馈滤波器传递函数的装置，与本申请上述实施例所提供的确定前馈滤波器传递函数的方法属于同一申请构思，可执行本申请上述任意实施例所提供的确定前馈滤波器传递函数的方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。未在本实施例中详尽描述的技术细节，可参见本申请上述实施例提供的确定前馈滤波器传递函数的方法的具体处理内容，此处不再加以赘述。
以上的数据采集单元、第一处理单元和第二处理单元所实现的功能可以分别由相同或不同的处理器实现，本申请实施例不作限定。
应理解以上装置中的单元可以以处理器调用软件的形式实现。例如该装置包括处理器，处理器与存储器连接，存储器中存储有指令，处理器调用存储器中存储的指令，以实现以上任一种方法或实现该装置各单元的功能，其中处理器可以为通用处理器，例如CPU或微处理器等，存储器可以为装置内的存储器或装置外的存储器。或者，装置中的单元可以以硬件电路的形式实现，可以通过对硬件电路的设计，实现部分或全部单元的功能，该硬件电路可以理解为一个或多个处理器；例如，在一种实现中，该硬件电路为ASIC，通过对电路内元件逻辑关系的设计，实现以上部分或全部单元的功能；再如，在另一种实现中，该硬件电路可以通过PLD实现，以FPGA为例，其可以包括大量逻辑门电路，通过配置文件来配置逻辑门电路之间的连接关系，从而实现以上部分或全部单元的功能。以上装置的所有单元可以全部通过处理器调用软件的形式实现，或全部通过硬件电路的形式实现，或部分通过处理器调用软件的形式实现，剩余部分通过硬件电路的形式实现。
在本申请实施例中，处理器是一种具有信号处理能力的电路，在一种实现中，处理器可以是具有指令读取与运行能力的电路，例如CPU、微处理器、GPU、或DSP等；在另一种实现中，处理器可以通过硬件电路的逻辑关系实现一定功能，该硬件电路的逻辑关系是固定的或可以重构的，例如处理器为ASIC或PLD实现的硬件电路，例如FPGA等。在可重构的硬件电路中，处理器加载配置文档，实现硬件电路配置的过程，可以理解为处理器加载指令，以实现以上部分或全部单元的功能的过程。此外，还可以是针对人工智能设计的硬件电路，其可以理解为一种ASIC，例如NPU、TPU、DPU等。
可见，以上装置中的各单元可以是被配置成实施以上方法的一个或多个处理器(或处理电路)，例如：CPU、GPU、NPU、TPU、DPU、微处理器、DSP、ASIC、FPGA，或这些处理器形式中至少两种的组合。
此外，以上装置中的各单元可以全部或部分可以集成在一起，或者可以独立实现。在一种实现中，这些单元集成在一起，以SOC的形式实现。该SOC中可以包括至少一个处理器，用于实现以上任一种方法或实现该装置各单元的功能，该至少一个处理器的种类可以不同，例如包括CPU和FPGA，CPU和人工智能处理器，CPU和GPU等。
可选地，本申请实施例还提供了一种测试系统，该测试系统的结构如图3所示。
参见图3，该测试系统包括声源扬声器、耳机、耳内传声器和测试控制器，所述测试控制器分别与所述耳内传声器和所述声源扬声器连接，所述耳内传声器用于采集所述耳内传声器采集的声音信号；
所述测试控制器被配置为执行上述方法实施例所述的任意一种确定前馈滤波器传递函数的方法。
在一些实习方式中，所述测试控制器包括处理设备，以及与所述处理设备连接的声卡；
所述声卡用于驱动所述声源扬声器播放声音信号，以及，接收所述耳内传声器采集的声音信号；
所述处理设备用于控制所述声卡驱动所述声源扬声器播放声音信号，以及，对所述耳内传声器采集的声音信号进行频谱分析，确定所述耳内传声器采集的声音信号的频谱。
在一些实习方式中，所述耳机包括前馈传声器、耳机扬声器、反馈传声器和降噪控制电路，所述降噪控制电路包括前馈滤波器和反馈滤波器；
所述前馈传声器用于采集所述声源扬声器和所述耳机扬声器输出的声音信号，所述前馈传声器的输出端与所述前馈滤波器的输入端连接；
所述反馈扬声器用于采集所述声源扬声器和所述耳机扬声器输出的声音信号，所述反馈传声器的输出端与所述反馈滤波器的输入端连接；
所述前馈滤波器的输出端和所述反馈滤波器的输出端耦合后与所述耳机扬声器的输入端连接。
本实施例提供的测试系统，与本申请上述实施例所提供的确定前馈滤波器传递函数的方法属于同一申请构思，可执行本申请上述任意实施例所提供的确定前馈滤波器传递函数的方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。未在本实施例中详尽描述的技术细节，可参见本申请上述实施例提供的确定前馈滤波器传递函数的方法的具体处理内容，此处不再加以赘述。
本申请另一实施例还提出一种电子设备，参见图6所示，该设备包括：
存储器200和处理器210；
其中，所述存储器200与所述处理器210连接，用于存储程序；
所述处理器210，用于通过运行所述存储器200中存储的程序，实现上述任一实施例公开的确定前馈滤波器传递函数的方法。
具体的，上述电子设备还可以包括：总线、通信接口220、输入设备230和输出设备240。
处理器210、存储器200、通信接口220、输入设备230和输出设备240通过总线相互连接。其中：
总线可包括一通路，在计算机系统各个部件之间传送信息。
处理器210可以是通用处理器，例如通用中央处理器(CPU)、微处理器等，也可以是特定应用集成电路(application-specific integrated circuit，ASIC)，或一个或多个用于控制本发明方案程序执行的集成电路。还可以是数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现成可编程门阵列(FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。
处理器210可包括主处理器，还可包括基带芯片、调制解调器等。
存储器200中保存有执行本发明技术方案的程序，还可以保存有操作系统和其他关键业务。具体地，程序可以包括程序代码，程序代码包括计算机操作指令。更具体的，存储器200可以包括只读存储器(read-only memory，ROM)、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)、可存储信息和指令的其他类型的动态存储设备、磁盘存储器、flash等等。
输入设备230可包括接收用户输入的数据和信息的装置，例如键盘、鼠标、摄像头、扫描仪、光笔、语音输入装置、触摸屏、计步器或重力感应器等。
输出设备240可包括允许输出信息给用户的装置，例如显示屏、打印机、扬声器等。
通信接口220可包括使用任何收发器一类的装置，以便与其他设备或通信网络通信，如以太网，无线接入网(RAN)，无线局域网(WLAN)等。
处理器210执行存储器200中所存放的程序，以及调用其他设备，可用于实现本申请上述实施例所提供的任意一种确定前馈滤波器传递函数的方法的各个步骤。
本申请实施例还提出一种芯片，该芯片包括处理器和数据接口，所述处理器通过所述数据接口读取并运行存储器上存储的程序，以执行上述任意实施例所介绍的确定前馈滤波器传递函数的方法，具体处理过程及其有益效果可参见上述的确定前馈滤波器传递函数的方法的实施例介绍。
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任意实施例中描述的确定前馈滤波器传递函数的方法中的步骤。
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，还包括常规的过程式程序设计语言，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存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行本说明书上述任意实施例中描述的确定前馈滤波器传递函数的方法中的步骤。
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。
需要说明的是，本说明书中的各个实施例均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，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。对于装置类实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
本申请各实施例方法中的步骤可以根据实际需要进行顺序调整、合并和删减，各实施例中记载的技术特征可以进行替换或者组合。
本申请各实施例种装置及终端中的模块和子模块可以根据实际需要进行合并、划分和删减。
本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的终端，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的终端实施例仅仅是示意性的，例如，模块或子模块的划分，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，例如多个子模块或模块可以结合或者可以集成到另一个模块，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，装置或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
作为分离部件说明的模块或子模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块或子模块的部件可以是或者也可以不是物理模块或子模块，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络模块或子模块上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块或子模块来实现本实施例方案的目的。
另外，在本申请各个实施例中的各功能模块或子模块可以集成在一个处理模块中，也可以是各个模块或子模块单独物理存在，也可以两个或两个以上模块或子模块集成在一个模块中。上述集成的模块或子模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块或子模块的形式实现。
专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，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来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。
结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件单元，或者二者的结合来实施。软件单元可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。
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。
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 (13)
1.一种确定前馈滤波器传递函数的方法，其特征在于，应用于测试系统的测试控制器，所述测试系统包括声源扬声器、耳机、耳内传声器和测试控制器，所述测试控制器分别与所述耳内传声器和所述声源扬声器连接，所述耳内传声器用于采集所述耳内传声器采集的声音信号，所述方法包括：
分别在所述耳机的前馈滤波器处于不同工作状态时，控制所述声源扬声器向所述耳机播放声音信号，并计算所述耳内传声器采集的声音信号的频谱；
根据所述耳机的前馈滤波器处于不同工作状态时所述耳内传声器采集的声音信号的频谱，确定所述耳机的前馈滤波器的传递函数与所述耳内传声器采集的声音信号的频谱之间的关系；
根据所述耳机的前馈滤波器的传递函数与所述耳内传声器采集的声音信号的频谱之间的关系，确定所述耳机处于设定工作模式时所述前馈滤波器的传递函数。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述耳机工作于非被动隔音环境的情况下，所述处于不同工作状态包括处于关闭状态、处于初始传递函数状态以及处于调整后传递函数状态；
在所述耳机工作于被动隔音环境的情况下，所述处于不同工作状态包括处于关闭状态和处于初始传递函数状态。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，根据所述耳机的前馈滤波器处于不同工作状态时所述耳内传声器采集的声音信号的频谱，确定所述耳机的前馈滤波器的传递函数与所述耳内传声器采集的声音信号的频谱之间的关系，包括：
根据所述耳机的前馈滤波器处于不同工作状态时所述耳内传声器采集的声音信号的频谱，确定所述耳机的前馈滤波器的补偿传递函数与所述耳内传声器采集的声音信号的频谱之间的关系；
基于所述耳机的前馈滤波器的补偿传递函数与所述耳内传声器采集的声音信号的频谱之间的关系，以及所述初始传递函数，确定所述耳机的前馈滤波器的传递函数与所述耳内传声器采集的声音信号的频谱之间的关系。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述耳机的前馈滤波器的传递函数与所述耳内传声器采集的声音信号的频谱之间的关系，确定所述耳机处于设定工作模式时所述前馈滤波器的传递函数，包括：
根据所述耳机的前馈滤波器的传递函数与所述耳内传声器采集的声音信号的频谱之间的关系，确定所述耳机处于设定工作模式时所述前馈滤波器的目标传递函数；
基于所述耳机处于设定工作模式时所述前馈滤波器的目标传递函数，进行耳机输出频谱仿真，所述耳机输出频谱仿真用于仿真当所述前馈滤波器的传递函数为所述目标传递函数之外的传递函数时，所述耳内传声器采集的声音信号的频谱；
根据所述耳机输出频谱仿真的仿真结果，确定所述耳机处于设定工作模式时所述前馈滤波器的实际传递函数。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，根据所述耳机的前馈滤波器的传递函数与所述耳内传声器采集的声音信号的频谱之间的关系，确定所述耳机处于设定工作模式时所述前馈滤波器的目标传递函数，包括：
确定当所述耳机处于设定工作模式时，所述耳内传声器采集的声音信号的目标频谱；
根据所述耳机的前馈滤波器的传递函数与所述耳内传声器采集的声音信号的频谱之间的关系，以及当所述耳机处于设定工作模式时，所述耳内传声器采集的声音信号的目标频谱，确定所述耳机处于设定工作模式时所述前馈滤波器的目标传递函数。
6.根据权利要求1、2、4、5中的任意一项所述的方法，其特征在于，所述设定工作模式包括降噪模式、通透模式、助听模式、辅听模式、侦听模式、直通模式中的至少一种；在所述直通模式下，所述耳机的前馈传声器输出的信号直接传输至所述耳机的扬声器。
7.一种测试系统，其特征在于，包括：声源扬声器、耳机、耳内传声器和测试控制器，所述测试控制器分别与所述耳内传声器和所述声源扬声器连接，所述耳内传声器用于采集所述耳内传声器采集的声音信号；
所述测试控制器被配置为执行如权利要求1至6中任意一项所述的确定前馈滤波器传递函数的方法。
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述测试控制器包括处理设备，以及与所述处理设备连接的声卡；
所述声卡用于驱动所述声源扬声器播放声音信号，以及，接收所述耳内传声器采集的声音信号；
所述处理设备用于控制所述声卡驱动所述声源扬声器播放声音信号，以及，对所述耳内传声器采集的声音信号进行频谱分析，确定所述耳内传声器采集的声音信号的频谱。
9.根据权利要求7或8所述的系统，其特征在于，所述耳机包括前馈传声器、耳机扬声器、反馈传声器和降噪控制电路，所述降噪控制电路包括前馈滤波器和反馈滤波器；
所述前馈传声器用于采集所述声源扬声器和所述耳机扬声器输出的声音信号，所述前馈传声器的输出端与所述前馈滤波器的输入端连接；
所述反馈扬声器用于采集所述声源扬声器和所述耳机扬声器输出的声音信号，所述反馈传声器的输出端与所述反馈滤波器的输入端连接；
所述前馈滤波器的输出端和所述反馈滤波器的输出端耦合后与所述耳机扬声器的输入端连接。
10.一种确定前馈滤波器传递函数的装置，其特征在于，应用于测试系统的测试控制器，所述测试系统包括声源扬声器、耳机、耳内传声器和测试控制器，所述测试控制器分别与所述耳内传声器和所述声源扬声器连接，所述耳内传声器用于采集所述耳内传声器采集的声音信号，所述装置包括：
数据采集单元，用于分别在所述耳机的前馈滤波器处于不同工作状态时，控制所述声源扬声器向所述耳机播放声音信号，并计算所述耳内传声器采集的声音信号的频谱；
第一处理单元，用于根据所述耳机的前馈滤波器处于不同工作状态时所述耳内传声器采集的声音信号的频谱，确定所述耳机的前馈滤波器的传递函数与所述耳内传声器采集的声音信号的频谱之间的关系；
第二处理单元，用于根据所述耳机的前馈滤波器的传递函数与所述耳内传声器采集的声音信号的频谱之间的关系，确定所述耳机处于设定工作模式时所述前馈滤波器的传递函数。
11.一种电子设备，其特征在于，包括存储器和处理器；
所述存储器与所述处理器连接，用于存储程序；
所述处理器用于通过运行所述存储器中的程序，实现如权利要求1至6中任意一项所述的确定前馈滤波器传递函数的方法。
12.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器运行时，实现如权利要求1至6中任意一项所述的确定前馈滤波器传递函数的方法。
13.一种计算机程序产品，其特征在于，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实现如权利要求1至6中任意一项所述的确定前馈滤波器传递函数的方法。
Priority Applications (1)
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| CN202311869574.8A CN117896663A (zh) | 2023-12-29 | 2023-12-29 | 确定前馈滤波器传递函数的方法、相关装置及测试系统 |
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