CN118474607A - 主动降噪方法、装置和主动降噪耳机 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例提供一种主动降噪方法、装置和主动降噪耳机,涉及降噪领域。主动降噪方法应用于主动降噪耳机的处理器;所述主动降噪耳机还包括前馈降噪通道;所述主动降噪方法包括:在需将所述前馈降噪滤波器的滤波器系数从第一系数值切换至第二系数值的情况下,获取所述前馈麦克风的输入信号;基于所述输入信号确定出目标采样点或过零点;以所述目标采样点或所述过零点对应的时刻为初始时刻进行第一数量的预设周期的延时处理得到目标时刻;在所述目标时刻将所述前馈降噪滤波器的滤波器系数更新为所述第二系数值,以使所述前馈降噪滤波器基于所述第二系数值进行降噪。通过上述主动降噪方法,可以减少滤波器系数切换时的噪声。
Description
技术领域
本申请涉及降噪领域,具体而言,涉及一种主动降噪方法、装置和主动降噪耳机。
背景技术
主动降噪耳机设置有自适应控制模块和主动降噪通道,自适应控制模块可调整主动降噪通道内主动降噪滤波器的滤波器系数,以调整主动降噪滤波器的降噪能力,从而使得主动降噪通道在对不同场景下的环境噪声均有较好的降噪效果的同时,降低底噪的影响。
主动降噪通道用于播放反噪声信号,以跟耳内的噪声抵消,达到主动降噪的目的。然而,在切换主动降噪滤波器的滤波器系数时,滤波器系数的变化幅度过大容易出现反噪声信号突变的问题,反噪声信号同样为噪声信号,若反噪声信号突变过大,则用户仍会收听到噪声,影响用户体验。
发明内容
有鉴于此,本申请旨在提供一种主动降噪方法、装置和主动降噪耳机,以减少主动降噪过程中因滤波器系数切换导致的噪声。
第一方面,本申请实施例提供一种主动降噪方法,应用于主动降噪耳机;所述主动降噪耳机包括处理器和前馈降噪通道,所述前馈降噪通道包括前馈降噪滤波器和前馈麦克风;所述处理器与所述前馈降噪滤波器连接;所述主动降噪方法包括:在需将所述前馈降噪滤波器的滤波器系数从第一系数值切换至第二系数值的情况下,获取所述前馈麦克风的输入信号;所述输入信号包括不同时刻的采样点采集的音频信号;基于所述输入信号确定出目标采样点或过零点;所述目标采样点为:幅值小于预设阈值的音频信号对应的采样点;所述过零点为:至少一个相邻采样点的音频信号的符号与该采样点采集的音频信号的符号相反的采样点;以所述目标采样点或所述过零点对应的时刻为初始时刻进行第一数量的预设周期的延时处理得到目标时刻;所述第一数量的预设周期的总时长与所述前馈降噪滤波器的时延匹配;在所述目标时刻将所述前馈降噪滤波器的滤波器系数更新为所述第二系数值,以使所述前馈降噪滤波器基于所述第二系数值进行降噪。
前馈降噪滤波器降噪所使用的反噪声信号与输入信号成正比,本申请实施例中,目标采样点为幅度小于预设阈值的音频信号对应的采样点,以及过零点处于音频信号的符号变化时刻附近,这表征过零点处采集的音频信号的信号幅度也通常较小,因此,若使用过零点或目标采样点对应的时刻进行系数切换,可以使得输入信号较小,进而减小反噪声信号的幅值,减少系数切换时因反噪声信号的信号突变产生的噪声。由于输入信号被前馈降噪滤波器处理需要一段时间,前馈降噪滤波器当前处理的输入信号可能是在先输入的音频信号,因此,以目标采样点或过过零点对应的时刻为初始时刻进行第一数量的预设周期的延时处理得到目标时刻,可以使得切换系数时能够准确使用目标采样点处的输入信号,进而减少因输入信号过大导致反噪声信号过大的可能性。
一实施例中,所述目标采样点包括所述过零点,若所述过零点存在多个,所述基于所述输入信号确定出目标采样点,包括:将首个所述过零点确定为所述目标采样点。
本申请实施例中,过零点是目标采样点的一种形式,也即任意一个过零点处输入信号的幅度通常会小于预设值,在该情况下,将首个过零点作为目标采样点,减少目标采样点确定的复杂性,提高目标采样点的确定效率。
一实施例中,所述目标采样点包括所述过零点,所述主动降噪耳机还包括过零检测电路;所述基于所述输入信号确定出目标采样点,包括:获取基于所述过零检测电路检测到的所述过零点;将所述过零电测电路检测到的任意一个所述过零点确定为所述目标采样点。
本申请实施例中,过零检测由硬件电路实现,可以提高过零检测的可靠性与实时性,进而提高系数切换的准确性与及时性,减少因延迟使得需在输入信号处于较大幅度的时刻进行系数切换的可能性。
一实施例中,所述主动降噪耳机还包括延时电路,所述延时电路与所述处理器连接;以所述目标采样点或所述过零点对应的时刻为初始时刻进行第一数量的预设周期的延时处理得到目标时刻,包括:在检测到所述目标采样点或所述过零点时,启动所述延时电路,并接收所述延时电路在进行第一数量的预设周期的延时处理后生成的触发信号;响应于所述触发信号将所述前馈降噪滤波器的滤波器系数更新为第二系数值。
本申请实施例中,对输入信号进行延时处理由硬件电路实现,可以提高延时的可靠性与实时性,进而提高系数切换的准确性与及时性,使得前馈降噪滤波器的更新操作精确发生在输入信号幅度较小的时刻,减少因延迟使得需在输入信号处于较大幅度的时刻进行系数切换的可能性。
一实施例中,所述第一数量为a/2,所述a为所述前馈降噪滤波器的阶数;若所述a/2不为整数,则向上或向下取整;所述预设周期为所述处理器从所述前馈麦克风获取输入信号的采样周期。
本申请实施例中,前馈降噪滤波器处理音频信号所需的时间与其阶数相关,以及,输入信号的获取频率与处理器从前馈麦克风获取输入信号的采样周期相关。基于此,前馈降噪滤波器处理输入信号的时长约为a/2个前馈麦克风获取输入信号的采样周期,因此,通过上述设置,可以使得目标时刻为输入信号的幅度较小的时刻。
一实施例中,所述前馈降噪滤波器被配置为以第一频率接收所述前馈麦克风的输入信号;所述主动降噪方法还包括:获取基于第二频率采样得到的所述前馈麦克风的输入信号;所述第二频率小于所述第一频率;基于所述第二频率下所述前馈麦克风的输入信号确定所述第二系数值。
本申请实施例中,处理器获取输入信号的频率小于前馈降噪滤波器获取输入信号的频率,也即,降低处理器获取输入信号的频率以降低处理器计算第二系数值的频率,从而减少处理器所需的计算量、功耗。
一实施例中,所述处理器中配置有第一滤波器,所述第一滤波器的滤波器系数被配置为所述第一系数值;所述基于所述第二频率下所述前馈麦克风的输入信号确定所述第二系数值,包括:每隔第二预设时间间隔基于所述输入信号对所述第一滤波器的滤波器系数进行迭代,得到所述第二系数值。
本申请实施例中,每间隔第二预设时间间隔则计算一次滤波器系数并进行迭代,使得耳机的降噪能力及时变化,从而及时适应各种环境,提升用户体验。。
一实施例中,所述每隔第二预设时间间隔基于所述输入信号对所述第一滤波器的滤波器系数进行迭代,得到所述第二系数值,包括:获取误差信号;所述误差信号表征耳道位置的音频信号;基于所述输入信号、所述误差信号及预设的自适应算法,对所述第一滤波器的滤波器系数进行迭代计算,得到迭代后的滤波器频域系数;所述自适应算法包括迭代后的滤波器系数和输入信号、误差信号之间的转换关系;迭代前和迭代后的滤波器系数为所述第二频率下的第二系数值。
本申请实施例中,输入信号、误差信号为频域的信号,第一系数值为时域的值,因此,可以对第一滤波器的滤波器系数在频域上进行计算,以使输入信号、误差信号与第一系数值匹配,得到频域系数。通过上述方式,可以实现对滤波器系数的迭代,从而使得滤波器系数能够与所需的系数值在时域上匹配。
一实施例中,所述滤波器系数为频域的滤波器系数;所述对所述第一滤波器的滤波器系数在频域上进行迭代计算,包括:对所述第一滤波器的滤波器系数在频域上进行迭代计算,得到滤波器频域系数;所述得到滤波器频域系数之后,所述方法还包括:通过傅里叶反变换将所述滤波器频域系数转换为时域系数;对所述第二频率下的所述时域系数进行上插值计算,得到所述第一频率下的第二系数值。
本申请实施例中,第二系数值为时域的值,故将频域系数通过傅里叶变换得到时域系数。又因为输入信号由处理器以第二频率采样,而前馈降噪滤波器以第一滤波器获取输入信号进行处理,二者所需输入信号的频率不一致,因此,需将时序系数进行上插值计算,得到第一频率下的第二系数值。通过该傅里叶反变换和上插值计算,可以使得第二系数值能够被前馈降噪滤波器所使用,从而进行有效地降噪。
一实施例中,所述自适应算法包括迭代因子;基于所述输入信号、所述误差信号及预设的自适应算法,对所述第一滤波器的滤波器系数在频域上进行迭代计算,包括:对于所述第一滤波器的滤波器系数中频点号小于所述预设值的滤波器系数,基于所述输入信号、所述误差信号及采用第一迭代因子的所述自适应算法计算该滤波器系数对应的迭代后的滤波器系数;对于所述第一滤波器的滤波器系数中频点号大于或等于所述预设值的滤波器系数,基于所述输入信号、所述误差信号及采用第二迭代因子的所述自适应算法计算该滤波器系数对应的迭代后的滤波器系数;其中,所述第二迭代因子大于所述第一迭代因子。
对于滤波器的频域系数而言,频域系数按照频点排序,频点号可以用于表征滤波器的不同频率部分,如频点号小的频域系数表征滤波器的低频部分;频点号大的频域系数表征滤波器的高频部分。低频信号更易于被用户感知,若在低频信号的时刻进行前馈降噪滤波器的系数切换,其引起的噪声更容易被用户感知,因此,本申请实施例中,在使用低频频点处采用更小的第一迭代因子,减少前馈降噪滤波器系数更新在低频处的信号变化量,同时,在中高频频点处采用较大的第二迭代因子,有利于前馈降噪滤波器的更快收敛。一方面,可以使用户不易听到因前馈降噪滤波器系数切换引起的噪声,另一方面,可以提高自适应主动降噪的收敛速度,使主动降噪更容易适应环境变化和耳机佩戴变化,从而提高用户使用主动降噪耳机的体验。
一实施例中,所述主动降噪耳机还包括反馈降噪通道,所述误差信号包括所述反馈降噪通道的反馈麦克风采集的音频信号;和/或,所述主动降噪耳机还包括虚拟麦克风,所述虚拟麦克风用于模拟在所述耳道位置处设置的独立于所述主动降噪耳机之外的麦克风;所述误差信号包括所述虚拟麦克风估计的音频信号。
本申请实施例中,通过反馈麦克风或虚拟麦克风,均可以得到准确误差信号,以进行滤波器系数的迭代。
第二方面,本申请实施例还提供一种主动降噪装置,应用于主动降噪耳机;所述主动降噪耳机包括处理器和前馈降噪通道,所述前馈降噪通道包括前馈降噪滤波器和前馈麦克风;所述处理器与所述前馈降噪滤波器连接;所述主动降噪装置包括:自适应控制模块,用于在需将所述前馈降噪滤波器的滤波器系数从第一系数值切换至第二系数值的情况下,获取所述前馈麦克风的输入信号;所述输入信号包括不同时刻的采样点采集的音频信号;所述自适应控制模块,还用于基于所述输入信号确定出目标采样点;所述目标采样点包括过零点,所述过零点为:至少一个相邻采样点的音频信号的符号与该采样点采集的音频信号的符号相反的采样点;所述自适应控制模块,还用于以所述目标采样点对应的时刻为初始时刻进行第一数量的预设周期的延时处理得到目标时刻;所述第一数量的预设周期的总时长与所述前馈降噪滤波器的时延匹配;所述自适应控制模块,还用于在所述目标时刻将所述前馈降噪滤波器的滤波器系数更新为所述第二系数值,以使所述前馈降噪滤波器基于所述第二系数值进行降噪。
第三方面,本申请实施例还提供一种主动降噪耳机,包括:处理器,配置有自适应控制模块,所述处理器用于执行如第一方面所述的主动降噪方法;前馈降噪通道,包括前馈降噪滤波器和前馈麦克风,所述前馈降噪滤波器和所述前馈麦克风与所述处理器连接;反馈降噪通道,包括反馈降噪滤波器和反馈麦克风,所述反馈降噪滤波器和所述反馈麦克风与所述处理器连接。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案,下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本申请的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,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相关的附图。
图1为本申请一实施例提供的一种耳机的结构示意图;
图2为本申请一实施例提供的一种耳机的扩展结构示意图;
图3为本申请一实施例提供的主动降噪方法的流程图;
图4为本申请一实施例提供的一种自适应模块的示意图。
图标:降噪通道100;反馈降噪通道110;反馈麦克风111;反馈降噪滤波器112;前馈降噪通道120;前馈麦克风121;前馈降噪滤波器123;处理器200;自适应控制模块210;低通及下采样滤波器子模块211;Sz滤波器212;自适应算法子模块213;第一滤波器214;模数转换器310;数模转换器320;音频回声模块330;限幅器340;模拟增益模块350。
具体实施方式
为了使本申请实施例的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本申请进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请,并不用于限定本申请。
首先,本申请实施例提供一种主动降噪方法,主动降噪方法可以应用于主动降噪耳机。其中,主动降噪耳机可以是入耳式耳机、半入耳式耳机等,还可以是TWS(TrueWireless Stereo,真无线立体声)耳机中的一个耳机。
请参阅图1,图1为本申请一实施例提供的一种主动降噪耳机的示意图。主动降噪耳机包括降噪通道100、处理器200及一些专用的硬件电路(图1未示出)。其中,本申请所提供的主动降噪方法可以是由处理器及专用硬件电路共同执行实现,主动降噪方法的具体内容将在后文展开,在此不再赘述。
在本申请的实施例中,降噪通道100的降噪能力可进行调节。例如,降噪能力可以增强或减少。其中,降噪能力的调整可以通过不同的方式实现,例如,使用滤波器降噪的降噪通道中,可以设置有提供不同增益大小的多个增益模块,通过切换不同的增益模块实现滤波器降噪能力的调节,继而实现降噪通道降噪能力的调节。再例如,可以设置在降噪通道100中设置降噪的滤波器,通过调整滤波器的滤波器系数实现降噪通道降噪能力的调节。上述仅为示例,不应成为对本申请的限制。
在本申请的一些实施例中,降噪通道100包括反馈降噪通道110和前馈降噪通道120。反馈降噪(或称为反馈式主动降噪)和前馈降噪(或称为前馈式主动降噪)的针对性不同,使得二者的降噪能力存在差异。例如,前馈降噪对低频频段(如频率小于1.5KHz的频段)具有较好的降噪效果,而对高频频段(如频率大于3KHz的频段)几乎无降噪效果,而反馈降噪对更低频频段(如频率小于1KHz的频段)具有较好的降噪效果。反馈降噪和前馈降噪还具有其他降噪能力的差异,反馈降噪和前馈降噪的具体内容可以参考现有技术,上述仅为示例,在此不再展开。在本申请实施例中,反馈降噪通道110是指采用反馈降噪方式进行主动降噪,前馈降噪通道120是指采用前馈降噪方式进行主动降噪。
本实施例中,前馈降噪通道120包括前馈降噪滤波器123和前馈麦克风121,前馈麦克风121指设置于前馈降噪通道120中的麦克风,也被称为耳外麦克风,前馈麦克风121可以由一个或多个麦克风组成,用于采集用户耳外的音频数据。前馈降噪滤波器123指设置于前馈降噪通道120中的滤波器。其中,前馈降噪滤波器123可以包括多个滤波器,滤波器可以是FIR滤波器,也可以是IIR滤波器,也可以是FIR滤波器与一组IIR滤波器的串联,或FIR滤波器与一组IIR滤波器的并联。
同理,反馈降噪通道包括反馈降噪滤波器112和反馈麦克风111,反馈麦克风111指设置于反馈降噪通道中的麦克风,也被称为耳内麦克风,反馈麦克风111可以由一个或多个麦克风组成,通常设置于耳机内侧靠近耳道的位置,用于采集用户耳内的音频数据。反馈降噪滤波器112指设置于反馈降噪通道中的滤波器。其中,反馈降噪滤波器112可以包括多个滤波器,滤波器可以是FIR滤波器,也可以是IIR滤波器,也可以是FIR滤波器与一组IIR滤波器的串联,或FIR滤波器与一组IIR滤波器的并联。
此外,本申请实施例所提供的耳机还可以包括其他结构。请参阅图2,图2为本申请一实施例提供的主动降噪耳机的扩展结构图。
如图2所示,可以在反馈麦克风111和反馈滤波器之间设置模数转换器310,以及在前馈麦克风121和前馈滤波器之间设置模数转换器310并将反馈滤波器和前馈滤波器降噪后的音频信号通过数模转换器320转换后输出。若前馈麦克风能采集到的音频信号为模拟信号,则输入信号也可以是模数转换器对前馈麦克风进行采样得到的音频信号。也即模数转换器可以对前馈麦克风和反馈麦克风采集的输入信号按照预设的频率进行采样,并将采样得到的输入信号存入主动降噪耳机的存储单元中,以供处理器从存储单元中取用。
此外,反馈麦克风111和反馈滤波器之间,前馈麦克风121和前馈滤波器之间,还可以设置模拟增益模块、低通滤波器、下采样滤波器等,其中,模拟增益模块主要用于对采集到的环境噪声进行放大,而前馈通道的增益模块主要用于为前馈降噪通道的前馈降噪滤波器123提供增益,第一反馈增益模块和第二反馈增益模块用于为反馈滤波器提供增益。以及,在反馈滤波器和数模转换器320可以设置限幅器340,限制音频信号的频率范围。
此外,以及,主动降噪耳机还包括扬声器,主动降噪耳机可以用于播放音频,如音乐、通话的语音等待播放音频,其待播放音频同样可以通过模数转换器310转换后输出,以及待播放音频还可以通过音频回声模块330去降低反馈降噪通道110中的噪声,从而降低反馈降噪通道110中收集的声音所受待播放音频的影响。降噪后的音频信号通过数模转换器320转换后由耳机的扬声器播放。
上述主动降噪耳机的具体结构可以参考现有技术,在此不再展开。
在本申请的实施例中,反馈降噪通道110和前馈降噪通道120均与处理器200连接,其中,处理器200分别与反馈麦克风111、反馈降噪滤波器112、前馈麦克风121、前馈降噪滤波器123连接。处理器200可以根据反馈麦克风111、前馈麦克风121输入的音频信号判断是否需要调整反馈降噪通道和前馈降噪通道的降噪能力。
其中,前馈降噪通道120和反馈降噪通道110也可以称为反噪声通道,二者输出的信号在数模转换器320前相加,通过扬声器播放出反噪声信号,并与耳内的噪声相互抵消,达到主动降噪的目的。
反馈降噪通道110和前馈降噪通道120的降噪能力与各自通道的滤波器的滤波器系数相关,因此,主动降噪耳机在调整反馈降噪通道110和前馈降噪通道120的降噪能力时,可以调整各自通道的滤波器的滤波器系数。
接下来,将对处理器200所执行的主动降噪方法进行说明。
在本申请的实施例中,处理器200中可以配置自适应控制模块210,自适应控制模块210为配置在处理器200中的程序,以使得处理器200可以通过自适应控制模块210,以及配置主动降噪耳机中的其他专用硬件电路共用实现本申请所提供的主动降噪方法。
请参阅图3,图3为本申请一实施例所提供的一种主动降噪方法的流程图。主动降噪方法包括:
S110,在需将前馈降噪滤波器的滤波器系数从第一系数值切换至第二系数值的情况下,获取前馈麦克风的输入信号。
本实施例中,在滤波器系数的一次更新迭代过程中,第一系数为前馈降噪滤波器未调整前的初始滤波器系数,第二系数为前馈降噪滤波器需调整得到的目标滤波器系数。其中,第一系数值为第一系数的具体取值,第二系数值为第二系数的具体取值。例如,以前馈降噪滤波器123是FIR滤波器为例,前馈降噪滤波器123未调整前的滤波器系数为Q1,其中,Q1=[10 11],调整后的系数为Q2,Q2=[12 10],则第一系数为Q1,第一系数值为[1011],第二系数为Q2,第二系数值为[12 10]。接着,若新的场景中对滤波器系数值的需求值为[13 15],则以[12 10]为新的第一系数值,[13 15]为新的第二系数值,执行新的切换过程。上述仅为示例,不应成为对本申请的限制。
当主动降噪耳机所处的环境发生变化时,会使得输入信号发生变化,主动降噪耳机可以通过前馈降噪通道120的输入信号判断是否需要调整前馈降噪滤波器123的降噪能力。因此,在本申请的实施例中,处理器200可以获取前馈麦克风121的输入信号,并基于输入信号计算滤波器系数,若计算得到的滤波器系数的值与当前的前馈降噪通道配置的第一系数值不同,则可以将该滤波器系数的值确定为第二系数值。存在第二系数值也即表征需将前馈降噪滤波器123的滤波器系数从第一系数值切换至第二系数值。其中,主动降噪耳机还包括存储单元,存储单元中存储有前馈麦克风121的输入信号,输入信号可以是被模数转换器从前馈麦克风121采样得到的,模数转换器将输入信号存入出存储单元前,还可以经过如下采样滤波器等滤波器进行处理。在另一些实施例中,处理器也可以获取前馈降噪滤波器的输入信号。
在本申请的一实施例中,前馈降噪滤波器123被配置为以第一频率接收前馈麦克风121的输入信号,而处理器200可以获取基于第二频率采样得到的前馈麦克风121的输入信号,并基于前馈麦克风121的输入信号确定第二系数值。
在该实施例中,第二频率小于第一频率,也即处理器200获取得到的输入信号的频率小于前馈降噪麦克风获取输入信号降噪的频率。
主动降噪耳机在大多数时间是以固定滤波器系数进行降噪,在环境发生变化时再进行滤波器系数的切换。因此,在该实施例中,通过降低处理器200获取输入信号的频率,可以降低处理器200计算第二系数的频率,从而降低处理器200在大多数时间的计算量和功耗。
在一些实施例中,可以令第一频率和第二频率的为定值N1,N1的取值可以是2、4、6、8、16、24、32等,例如,如第一频率可以是768KHz,384KHz,192KHz等,相应地,第二频率可以是48KHz,32KHz,16KHz等。
在本申请的实施例中,处理器200可以配置有自适应控制模块210,自适应控制模块210为程序模块,用于控制前馈降噪滤波器123的滤波器系数切换,以及执行本申请所提供的主动降噪方法。
请参阅图4,图4为本申请一实施例提供的自适应控制模块210的示意图。在本申请的实施例中,自适应控制模块210包括自适应算法子模块213。自适应算法子模块213用于配置自适应算法,以通过自适应算法和输入信号进行第二系数的计算与迭代。其中,自适应算法可以是最小均方、递归最小均方、归一化最小均方等。
在一些实施例中,自适应控制模块210还可以配置第一滤波器214,第一滤波器214同样为程序。其中,第一滤波器214的滤波器系数被配置为第一系数值,以及,第一滤波器214还可以用于配置自适应算法子模块213所计算出的第二系数值,以使得前馈降噪滤波器123根据第一滤波器214所配置的滤波器系数进行更新。例如,第一滤波器214和前馈降噪滤波器123当前配置的滤波器系数为第一系数值Q1,Q1=[10 15],自适应算法模块在计算出新的第二系数值Q2(Q2=[20 30])后,先将第一滤波器214的滤波器系数的值更新为[2030],处理器200再控制前馈降噪滤波器123再根据第一滤波器214所配置的值[20 30]进行更新,同样从[10 15]更新成[20 30]。
在一些实施例中,自适应控制模块210还可以包括低通及下采样子滤波器子模块和Sz滤波器212。在自适应控制模块210中,低通及下采样子滤波器子模块和Sz滤波器212为程序模块。低通及下采样子滤波器子模块用于对前馈滤波器输入信号和误差信号进行低通滤波和下采样,误差信号可以是反馈麦克风111采集的音频信号。
Sz指的是对耳机扬声器和反馈麦克风111之间的传递函数的估计,即用户佩戴耳机后,输入是耳机扬声器的输入音频信号,输出是反馈麦克风111采集的音频信号,这个输入输出之间的传递函数或者说传输函数,称之为Sz。Sz滤波器212用于对Sz进行滤波。
在本申请的一实施例中,可以每隔第二预设时间间隔基于输入信号对第一滤波器214的滤波器系数进行迭代,得到第二系数值。
在本实施例中,处理器200获取输入信号的时间间隔为第一预设时间,第二预设时间间隔可以小于或等于第一预设时间间隔,第二预设时间间隔的时长在此不作限制。
基于输入信号对第一滤波器214的滤波器系数进行迭代可以是使用预设的自适应算法进行迭代。而若环境未发生变化,则前馈降噪滤波器123的降噪能力无需变化,由输入信号迭代计算得到的结果也不会发生变化。因此,在本申请的实施例中,在迭代结果与第一系数值不同时再结束迭代,以得到与当前第一系数值不同的第二系数值,以避免频繁对前馈降噪滤波器123进行修改调整。
在本申请的一实施例中,每隔第二预设时间间隔基于输入信号对第一滤波器214的滤波器系数进行迭代,得到第二系数值,包括:获取误差信号;基于输入信号、误差信号及预设的自适应算法,对第一滤波器214的滤波器系数在频域上进行迭代计算,得到迭代后的滤波器系数;迭代前和迭代后的滤波器系数为第二频率下的第二系数值,自适应算法包括迭代后的滤波器系数和输入信号、误差信号之间的转换关系;其中,此处的输入信号指处理器获取的输入信号,也即第二频率下采样得到的输入信号。
上述迭代过程在频域中进行,若输入信号为时域信号,则可以将其转换为频域信号。相应地,对第一滤波器的滤波器系数在频域上进行迭代计算,包括:对第一滤波器的滤波器系数在频域上进行迭代计算,得到滤波器频域系数。
本实施例中,误差信号表征耳道位置的音频信号。
其中,误差信号可以是反馈麦克风111采集的音频信号,其中,也可以是虚拟麦克风估计的音频信号。其中,虚拟麦克风为设置在处理器200内程序,用于模拟在耳道位置处设置的独立于主动降噪耳机之外的麦克风。例如,虚拟麦克风所设置的位置处是指的是当用户佩戴上耳机时,耳机靠近耳道侧与耳膜之间的耳道位置,尤其指的是耳道接近耳膜处的位置。本申请实施例中的虚拟麦克风指的是在虚拟麦克风处放置一个独立于耳机的麦克风用于采集音频信号,或者指的是如果在虚拟麦克风处放置一个独立于耳机的麦克风,则该麦克风能采集到的音频信号即该虚拟MIC采集到的音频信号。
其中,误差信号还可以是反馈麦克风111采集的音频信号或虚拟麦克风估计的音频信号通过自适应控制模块210内的低通及下采样滤波器子模块211进行滤波后的信号。误差信号与输入信号可以使用同一低通及下采样滤波器子模块211进行滤波,也可以使用不同的低通及下采样滤波器子模块211滤波。在此不作限制,但使用同一低通及下采样滤波器子模块211进行滤波可以提高滤波效果的一致性。
在一实施例中,虚拟麦克风的音频信号可以如下计算方式估计得到:
E1=FF_in*[Pz*Cp+Pz*FB_W*Sz*(Cp-Cs)-FF_W*Sz*Cs]/(1
+FB_W*Sz)
其中,FF_in是前馈麦克风121采集的音频信号;FB_W是反馈降噪滤波器112系数;FF_W是前馈降噪滤波器123系数。Pz指的是前馈麦克风121和反馈麦克风111之间的传递函数的一个估计;Sz指的是耳机扬声器和反馈麦克风111之间的传递函数的一个估计;Cp指的是针对耳机外环境声,反馈麦克风111和虚拟麦克风之间的传递函数的一个估计。Cs指的是针对耳机扬声器播放的音频信号,反馈麦克风111和虚拟麦克风之间的传递函数的一个估计。
Pz可以是用户佩戴耳机后,输入是FF麦克风采集的音频信号,输出是FB麦克风采集的音频信号,这个输入输出之间的传递函数或者说传输函数。Sz可以是用户佩戴耳机后,输入是耳机扬声器的输入音频信号,输出是反馈麦克风111采集的音频信号,这个输入输出之间的传递函数或者说传输函数。Cp可以是用户佩戴耳机后,对于耳机外环境声,分别传送到反馈麦克风111处和虚拟麦克风处,输入是反馈麦克风111采集的音频信号,输出是虚拟麦克风采集的音频信号,这个输入输出之间的传递函数或者说传输函数。Cs可以是用户佩戴耳机后,对于耳机扬声器播放的音频信号,分别传送到反馈麦克风111处和虚拟麦克风处。输入是反馈麦克风111采集的音频信号,输出是虚拟麦克风采集的音频信号,这个输入输出之间的传递函数或者说传输函数。Sz可以参考前文。
用户在实际使用时,可能不会有虚拟麦克风,因此,上述参数可以预先进行测试得到并配置于耳机上。例如,针对每一款耳机,Cp、Cs由多个测试者使用该款耳机,并在测试者佩戴耳机时在虚拟麦克风处配置独立于耳机的麦克风测试得到,并应用于该款耳机。
上述测试可以在音频实验室中进行。其中Cp可以在耳机主动降噪关闭情况下,在实验室中播放环境声,比如可以是粉噪或各种环境噪声场景,比如吵闹的地铁或街上等,基于反馈麦克风111采集的音频数据,置于虚拟麦克风处的独立麦克风采集的音频数据,得到Cp。Cs可以由扬声器播放音频信号,再分别由反馈麦克风111采集音频数据,置于虚拟麦克风处的独立麦克风采集音频数据,得到Cs。
Pz,Sz可以由用户使用耳机时测量得到,例如,用户佩戴耳机时,在主动降噪关闭状态下,基于FF MIC采集的音频数据,反馈麦克风111采集的音频数据,测得Pz。可以基于扬声器播放音乐信号、提示声信号、通话语音信号等测得Sz。
通过自适应算法,可以减少残余噪声。在本申请的一实施例中,预设的自适应算法可以使用如下迭代公式:
w(n)为当前第一滤波器214中配置的滤波器系数的频域表示,也即第一系数值的频域表示。W(n+1)为频域系数,u为预设的迭代因子,Xm是输入信号1的低通和下采样滤波后信号的频域表示,为Xm的共轭,Px为Xm的功率,也即E为误差信号的频域表示。
一实施例中,上述滤波器系数为频域的滤波器系数,在得到滤波器频域系数之后,还可以通过傅里叶反变换将滤波器频域系数转换为时域系数;基于第一频率对时域系数进行上插值计算,得到第一频率下的第二系数值。
前馈降噪滤波器所使用的第一系数值为时域的系数值,因此,w(n)可以由第一系数值作傅里叶变换得到。同理,需将滤波器频域系数通过傅里叶反变换将频域的系数转换为时域系数。输入信号可以是处理器200从存储单元获得,而存储单元内的输入信号可以是如模数转换器等采样电路以第二频率从麦克风采样得到,也即输入信号的采样频率为第二频率,计算得到的频域系数和时域系数均在第二频率的条件下,而前馈降噪滤波器123获取输入信号的频率为第一频率,因此,可以基于第一频率对时域系数进行上插值计算,以得到在第一频率下的第二系数值。
例如,前馈降噪滤波器123包括至少一个子滤波器,且至少一个子滤波器为FIR滤波器,每一子滤波器具有一个对应的子系数,每一子系数配置有相应的第一系数值,上插值计算可以是对前馈降噪滤波器123的第1个系数、第N1+1,2*N1+1,…,i*N1+1个系数为第一滤波器214的第1,2,…,i个系数,配置前馈降噪滤波器123的其它系数为零。N1为第一频率和第二频率的比值,i为正整数。
在得到第二系数值后,可以利用该第二系数值对滤波器系数进行更新。在更新后,继续采样输入信号和获取误差信号,并每间隔第二预设时间间隔以新的滤波器系数继续进行计算第二系数值的过程,其中,一次迭代是指将第一系数值更新为第二系数值的过程。
在本申请的实施例中,前馈降噪滤波器123包括一个或多个子滤波器,每一子滤波器需配置相应的滤波器系数及相应的第一系数值。第一滤波器214是模拟前馈降噪滤波器123所构建的,因此,第一滤波器214的滤波器系数也包括多个系数及相应的第一系数值。
对于滤波器的频域系数而言,频域系数按照频点排序,频点号可以用于表征滤波器的不同频率部分,如频点号小的频域系数表征滤波器的低频部分;频点号大的频域系数表征滤波器的高频部分。上述自适应算法包括迭代因子,在本申请的实施例中,基于输入信号、误差信号及预设的自适应算法,对第一滤波器的滤波器系数在频域上进行迭代计算,可以是:对于第一滤波器的滤波器系数中频点号小于预设值的滤波器系数,基于输入信号、误差信号及采用第一迭代因子的自适应算法计算该滤波器系数对应的迭代后的滤波器系数;对于第一滤波器的滤波器系数中频点号大于或等于预设值的滤波器系数,基于输入信号、误差信号及采用第二迭代因子的自适应算法计算该滤波器系数对应的迭代后的滤波器系数。
预设值可以是3、4、5、6等正整数,在此不做限制。假设预设值为p,则若子系数的频点号小于p,则确定该子系数为第一类系数,使用第一迭代因子的自适应算法进行滤波器系数的计算。则若系数的频点号大于或等于p,则确定该系数为第二类子系数,使用第二迭代因子的自适应算法进行滤波器系数的计算。
第二迭代因子大于第一迭代因子。可以理解,相较于高频噪声,低频噪声更易于被用户所感知,同理,在系数切换时,噪声也更易于被感知,因此,在低频处使用更小的迭代因子,可以减少滤波器系数的变化幅度,进而低频的音频信号在系数切换时的信号变化幅度,减少反噪声的影响。反之,在中高频采用较大的迭代因子,有利于第一滤波器214的更快收敛。
由此,一方面,可以使用户不易听到因前馈降噪滤波器123系数切换引起的噪声,另一方面提高第一滤波器214的收敛速度,使主动降噪更容易适应环境变化和耳机佩戴变化,从而提高用户使用主动降噪耳机的体验。
S120,基于输入信号确定出目标采样点或过零点。
在处理器200获取输入信号时,是按第二频率获取输入信号,也输入信号并非完全连续的,而是由多个采样点采样的输入信号组成,即输入信号包括不同时刻的采样点采集的音频信号。
本申请实施例中,所述目标采样点为:幅值小于预设阈值的音频信号对应的采样点;过零点为:至少一个相邻采样点的音频信号的符号与该采样点采集的音频信号的符号相反的采样点。
例如,连续的5个采样点,分别为R1至R5,各自采样的音频信号的值分别为-5、-4、-2、1、3,其中,R3的音频信号的符号和R4的音频信号的符号互相相反,因此,过零点可以定义为R3,也可以定义为R4。目标时刻可以定义为R3所在时刻,也可以定义为R4所在时刻。
反噪声通道(包括前馈降噪通道)输出的反噪声信号与输入信号二者之间的大小正相关,也即输入信号的信号幅度,则反噪声信号的信号幅度越大,因此,与本申请的实施例中,可以确定出输入信号的信号幅值较小的时刻,并在该时刻进行滤波器系数的切换,从而降低因反噪声突变导致的噪声信号的大小。
而过零点为正负变化的音频信号对应的采样点,其所采样的音频信号的幅度通常较小,因此,使用过零点,可以确定出信号幅度较小的时刻进行滤波器系数的切换。也即,过零点也可以理解为是目标采样点的一种形式,或者说,目标采样点包括过零点,过零点采集的音频信号的幅值小于预设阈值的采样点。
在本申请的实施例中,因为确定出一个切换时刻即可,因此,若存在多个过零点,则将任意一个过零点确定为目标采样点,如上述示例,可以将R3或R4中的其中一个确定为目标采样点。
在一些实施例中,也可以在检测到首个过零点后,或检测得到多个过零点后,直接选择首个过零点作为目标采样点。
在一些实施例中,若存在多个过零点,还可以计算每一过零点对应音频信号的幅度,将幅度较小的音频信号对应的过零点确定为目标采样点。
在本申请的实施例中,过零检测还可以是由硬件电路实现,例如,无线耳机还包括过零检测电路,可以获取基于过零检测电路检测得到的过零点,将过零电测电路检测到的任意一个过零点确定为目标采样点。
过零检测电路的具体结构可以参考现有技术,在此不再展开,本实施例中,过零检测电路可以对连续的多个采样点采集的音频信号进行检测,并判断音频信号的符号是否与上一音频信号相同,若不同,则确定检测到过零点,此时,过零检测电路可以向处理器200反馈信号,指示处理器200检测到过零点,以使处理器200将过零点确定为目标采样点。
相较于使用软件程序去确定过零点,硬件电路更具可靠性和实时性,可以有效提高过零检测的准确性和实施性,以及提高滤波器系数切换时刻的准确性,减少因非正常延时导致的滤波器系数切换时刻的偏移,使得前馈降噪滤波器123的系数的更新操作精确发生在前馈降噪滤波器123的输入信号幅度很小的时刻。
在另一些实施例中,目标采样点为幅值小于预设阈值的音频信号对应的采样点。在确定时,可以将各采样点所采样的音频信号的幅度与预设阈值进行比较,将幅度小于预设阈值的采样点确定为目标采样点。
在本实施例中,预设阈值的具体大小不作限制,可以是输入信号最大幅度值的10%、15%、20%、30%等,可以理解,预设阈值越小,滤波器系数切换产生的噪声越小。若存在多个满足条件的采样点,可以择一使用。
S130,以目标采样点或过零点对应的时刻为初始时刻进行第一数量的预设周期的延时处理得到目标时刻。
输入信号第一数量的预设周期的总时长与前馈降噪滤波器123的时延匹配。可以理解,输入信号自被前馈麦克风121采集,以及前馈降噪滤波器123对输入信号进行滤波之间具有一定的时间间隔,这使得前馈降噪滤波器123当前处理的输入信号可能是在先输入的音频信号,其信号幅度可能原大于预设阈值,若此时更新滤波器系数,则仍可能存在反噪声信号过大的问题。此外,匹配是指二者相等或二者的误差在一定范围内。
因此,在本申请的实施例中,可以以目标采样点对应的时刻为初始时刻进行第一数量的预设周期的延时处理得到目标时刻,从而能够准确地在输入信号幅度较小的时刻进行滤波器系数切换。
本实施例中,因为处理器200使用第一频率采集的输入信号,因此,预设周期可以是第一频率对应的周期。前馈降噪滤波器123滤波的时间与其阶数相关,因此,在本申请的实施例中,第一数量为a/2,a为前馈降噪滤波器123的阶数;若a/2不为整数,则向上或向下取整。
延时处理也可以由硬件电路时间。也即,在本申请的实施例中,主动降噪耳机还包括延时电路,延时电路与处理器200连接;在处理器200检测到目标采样点或过零检测电路检测到过零点时,启动延时电路,并接收延时电路在进行第一数量的预设周期的延时处理后生成的触发信号,以响应于触发信号将前馈降噪滤波器123的滤波器系数更新为第二系数值。
S140,在目标时刻将前馈降噪滤波器的滤波器系数更新为第二系数值,以使前馈降噪滤波器基于第二系数值进行降噪。
将前馈降噪滤波器的滤波器系数更新为第二系数值的具体过程可以参考现有技术。
本申请实施例中,目标采样点对应的音频信号的幅值小于预设阈值,若使用目标采样点的时刻进行系数切换,可以使得输入信号较小,进而减小反噪声信号的幅值,进而减少系数切换时因反噪声信号的信号突变产生的噪声。由于输入信号被前馈降噪滤波器处理需要一段时间,前馈降噪滤波器123当前处理的输入信号可能是在先输入的音频信号,因此,以目标采样点对应的时刻为初始时刻进行第一数量的预设周期的延时处理得到目标时刻,可以使得切换系数时能够准确使用目标采样点处的输入信号,进而减少因输入信号过大导致反噪声信号过大的可能性。
基于同一发明构思,本申请实施例还提供一种主动降噪装置,在本申请的实施例中,主动降噪装置应用于主动降噪耳机。主动降噪装置包括上述任意实施例所提供的自适应控制模块210,以执行本申请上述任意实施例提供的主动降噪方法。
本申请的实施例中,自适应控制模块210用于在需将前馈降噪滤波器123的滤波器系数从第一系数值切换至第二系数值的情况下,获取前馈麦克风121的输入信号;输入信号包括不同时刻的采样点采集的音频信号;基于输入信号确定出目标采样点或过零点;所述目标采样点为:幅值小于预设阈值的音频信号对应的采样点;过零点为:至少一个相邻采样点的音频信号的符号与该采样点采集的音频信号的符号相反的采样点;以目标采样点或过零点对应的时刻为初始时刻进行第一数量的预设周期的延时处理得到目标时刻;第一数量的预设周期的总时长与前馈降噪滤波器123的时延匹配;在目标时刻将前馈降噪滤波器123的滤波器系数更新为第二系数值,以使前馈降噪滤波器123基于第二系数值进行降噪。
一实施例中,目标采样点还包括:幅值小于预设阈值的音频信号对应的采样点;自适应控制模块210还用于从输入信号中确定出幅值小于预设阈值的音频信号,并将该音频信号对应的采样点确定为目标采样点。
一实施例中,目标采样点包括所述过零点,自适应控制模块210还用于若存在多个所述过零点,则将任意一个或首个过零点确定为目标采样点。
一实施例中,无线耳机还包括过零检测电路,过零检测电路与处理器200连接,自适应控制模块210还用于获取基于过零检测电路检测得到的过零点;将过零电测电路检测到的任意一个过零点确定为目标采样点。
一实施例中,主动降噪耳机还包括延时电路,延时电路与处理器200连接,自适应控制模块210还用于在检测到目标采样点时,启动延时电路,并接收延时电路在进行第一数量的预设周期的延时处理后生成的触发信号;响应于触发信号将所述前馈降噪滤波器123的滤波器系数更新为第二系数值。
一实施例中,第一数量为a/2,所述a为前馈降噪滤波器123的阶数;若所述a/2不为整数,则向上或向下取整;预设周期为处理器200从前馈麦克风121获取输入信号的采样周期。
一实施例中,前馈降噪滤波器123被配置为以第一频率接收前馈麦克风121的输入信号;自适应控制模块210还用于获取基于第二频率采样得到的获取前馈麦克风121的输入信号;第二频率小于所述第一频率;基于前馈麦克风121的输入信号确定第二系数值。
一实施例中,自适应控制模块210中配置有第一滤波器214,所述第一滤波器214的滤波器系数被配置为第一系数值,自适应控制模块210还用于每隔第二预设时间间隔基于输入信号对所述第一滤波器214的滤波器系数进行迭代,得到所述第二系数值。
一实施例中,自适应控制模块210中配置有自适应算法子模块213,自适应控制模块210还用于获取误差信号;误差信号表征耳道位置的音频信号;基于输入信号、误差信号及预设的自适应算法,对第一滤波器214的滤波器系数进行迭代计算,得到迭代后的滤波器系数;自适应算法包括迭代后的滤波器系数和输入信号、误差信号之间的转换关系;迭代前和迭代后的滤波器系数为所述第二频率下的第二系数值。
滤波器系数为频域的滤波器系数;自适应控制模块210具体用于对第一滤波器的滤波器系数在频域上进行迭代计算,得到滤波器频域系数。自适应控制模块210还用于通过傅里叶反变换将滤波器频域系数转换为时域系数;对第二频率下的时域系数进行上插值计算,得到第一频率下的第二系数值。
一实施例中,自适应算法包括迭代因子;自适应模块还用于对于所述一滤波器的滤波器系数中频点号小于预设值的滤波器系数,基于输入信号、误差信号及采用第一迭代因子的自适应算法计算该滤波器系数对应的迭代后的滤波器系数;对于第一滤波器的滤波器系数中频点号大于或等于预设值的滤波器系数,基于输入信号、误差信号及采用第二迭代因子的自适应算法计算该滤波器系数对应的迭代后的滤波器系数;其中,第二迭代因子大于第一迭代因子。
一实施例中,主动降噪耳机还包括反馈降噪通道110,误差信号包括反馈降噪通道110的反馈麦克风111采集的音频信号;和/或,主动降噪耳机还包括虚拟麦克风,虚拟麦克风用于模拟在所述耳道位置处设置的独立于所述主动降噪耳机之外的麦克风;误差信号包括虚拟麦克风估计的音频信号。
可以理解,主动降噪装置所实现的功能与前述主动降噪方法的内容相似,在此不再展开。
基于同一发明构思,本申请实施例还提供一种可读存储介质,存储介质中存储有指令,指令可被一个或多个处理器200执行,以实现如上述实施例所提供的主动降噪方法。
该计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质(例如软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如DVD(digital videodisc,数字化视频光盘))、或者半导体介质(例如SSD(SolidState Disk,固态硬盘))等。
所述主动降噪方法如果以软件功能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介质中。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介质中,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,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。而前述的存储介质包括:U盘、移动硬盘、ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
在本申请所提供的实施例中,应该理解到,所揭露的方法,也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的。在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分,也可以是各个模块单独存在,也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。
以上各实施例可以在不冲突的情况下自由组合,组合得到的实施例涵盖在本申请的保护范围之内。
以上对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围,而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有作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。
应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本申请的描述中,还需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;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。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
以上所述仅为本申请的实施例而已,并不用于限制本申请的保护范围,对于本领域的技术人员来说,本申请可以有各种更改和变化。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 (13)
1.一种主动降噪方法,其特征在于,应用于主动降噪耳机;所述主动降噪耳机包括处理器和前馈降噪通道,所述前馈降噪通道包括前馈降噪滤波器和前馈麦克风;所述处理器与所述前馈降噪滤波器连接;
所述主动降噪方法包括:
在需将所述前馈降噪滤波器的滤波器系数从第一系数值切换至第二系数值的情况下,获取所述前馈麦克风的输入信号;所述输入信号包括不同时刻的采样点采集的音频信号;
基于所述输入信号确定出目标采样点或过零点;所述目标采样点为:幅值小于预设阈值的音频信号对应的采样点;所述过零点为:至少一个相邻采样点的音频信号的符号与该采样点采集的音频信号的符号相反的采样点;
以所述目标采样点或所述过零点对应的时刻为初始时刻进行第一数量的预设周期的延时处理得到目标时刻;所述第一数量的预设周期的总时长与所述前馈降噪滤波器的时延匹配;
在所述目标时刻将所述前馈降噪滤波器的滤波器系数更新为所述第二系数值,以使所述前馈降噪滤波器基于所述第二系数值进行降噪。
2.根据权利要求1所述的主动降噪方法,其特征在于,所述目标采样点包括所述过零点,若所述过零点存在多个,所述基于所述输入信号确定出目标采样点,包括:
将首个所述过零点确定为所述目标采样点。
3.根据权利要求1所述的主动降噪方法,其特征在于,所述目标采样点包括所述过零点,所述主动降噪耳机还包括过零检测电路;
所述基于所述输入信号确定出目标采样点,包括:
获取基于所述过零检测电路检测到的所述过零点;
将所述过零电测电路检测到的任意一个所述过零点确定为所述目标采样点。
4.根据权利要求1所述的主动降噪方法,其特征在于,所述主动降噪耳机还包括延时电路,所述延时电路与所述处理器连接;
以所述目标采样点或所述过零点对应的时刻为初始时刻进行第一数量的预设周期的延时处理得到目标时刻,包括:
在检测到所述目标采样点或所述过零点时,启动所述延时电路,并接收所述延时电路在进行第一数量的预设周期的延时处理后生成的触发信号;
响应于所述触发信号将所述前馈降噪滤波器的滤波器系数更新为第二系数值。
5.根据权利要求1所述的主动降噪方法,其特征在于,所述第一数量为a/2,所述a为所述前馈降噪滤波器的阶数;若所述a/2不为整数,则向上或向下取整;所述预设周期为所述处理器从所述前馈麦克风获取输入信号的采样周期。
6.根据权利要求1-5任一项所述的主动降噪方法,其特征在于,所述前馈降噪滤波器被配置为以第一频率接收所述前馈麦克风的输入信号;所述主动降噪方法还包括:
获取基于第二频率采样得到的所述前馈麦克风的输入信号;所述第二频率小于所述第一频率;
基于所述前馈麦克风的输入信号确定所述第二系数值。
7.根据权利要求6所述的主动降噪方法,其特征在于,所述处理器中配置有第一滤波器,所述第一滤波器的滤波器系数被配置为所述第一系数值;
所述基于所述前馈麦克风的输入信号确定所述第二系数值,包括:
每隔第二预设时间间隔基于所述输入信号对所述第一滤波器的滤波器系数进行迭代,得到所述第二系数值。
8.根据权利要求7所述的主动降噪方法,其特征在于,所述每隔第二预设时间间隔基于所述输入信号对所述第一滤波器的滤波器系数进行迭代,得到所述第二系数值,包括:
获取误差信号;所述误差信号表征耳道位置的音频信号;
基于所述输入信号、所述误差信号及预设的自适应算法,对所述第一滤波器的滤波器系数在频域上进行迭代计算,得到迭代后的滤波器系数;所述自适应算法包括迭代后的滤波器系数和输入信号、误差信号之间的转换关系;迭代前和迭代后的滤波器系数均为所述第二频率下的第二系数值。
9.根据权利要求8所述的主动降噪方法,其特征在于,所述滤波器系数为频域的滤波器系数;
所述对所述第一滤波器的滤波器系数在频域上进行迭代计算,包括:对所述第一滤波器的滤波器系数在频域上进行迭代计算,得到滤波器频域系数;
所述得到滤波器频域系数之后,所述方法还包括:
通过傅里叶反变换将所述滤波器频域系数转换为时域系数;
对所述时域系数进行上插值计算,得到所述第一频率下的第二系数值。
10.根据权利要求8所述的主动降噪方法,其特征在于,所述预设自适应算法包括迭代因子;
基于所述输入信号、所述误差信号及预设的自适应算法,对所述第一滤波器的滤波器系数在频域上进行迭代计算,得到迭代后的滤波器系数,包括:
对于所述第一滤波器的滤波器系数中频点号小于所述预设值的滤波器系数,基于所述输入信号、所述误差信号及采用第一迭代因子的所述自适应算法计算该滤波器系数对应的迭代后的滤波器系数;
对于所述第一滤波器的滤波器系数中频点号大于或等于所述预设值的滤波器系数,基于所述输入信号、所述误差信号及采用第二迭代因子的所述自适应算法计算该滤波器系数对应的迭代后的滤波器系数;
其中,所述第二迭代因子大于所述第一迭代因子。
11.根据权利要求8所述的主动降噪方法,其特征在于,所述主动降噪耳机还包括反馈降噪通道,所述误差信号包括所述反馈降噪通道的反馈麦克风采集的音频信号;
和/或,
所述主动降噪耳机还包括虚拟麦克风,所述虚拟麦克风用于模拟在耳道位置处设置的独立于所述主动降噪耳机之外的麦克风;所述误差信号包括所述虚拟麦克风估计的音频信号。
12.一种主动降噪装置,其特征在于,应用于主动降噪耳机的处理器;所述主动降噪耳机还包括前馈降噪通道,所述前馈降噪通道包括前馈降噪滤波器和前馈麦克风;所述处理器与所述前馈降噪滤波器连接;所述主动降噪装置包括:
自适应控制模块,用于在需将所述前馈降噪滤波器的滤波器系数从第一系数值切换至第二系数值的情况下,获取所述前馈麦克风的输入信号;所述输入信号包括不同时刻的采样点采集的音频信号;
所述自适应控制模块,还用于基于所述输入信号确定出目标采样点;所述目标采样点包括过零点,所述过零点为:至少一个相邻采样点的音频信号的符号与该采样点采集的音频信号的符号相反的采样点;
所述自适应控制模块,还用于以所述目标采样点对应的时刻为初始时刻进行第一数量的预设周期的延时处理得到目标时刻;所述第一数量的预设周期的总时长与所述输入信号被所述前馈降噪滤波器处理的时延匹配;
所述自适应控制模块,还用于在所述目标时刻将所述前馈降噪滤波器的滤波器系数更新为所述第二系数值,以使所述前馈降噪滤波器基于所述第二系数值进行降噪。
13.一种主动降噪耳机,其特征在于,包括:
处理器,配置有自适应控制模块,所述处理器用于执行如权利要求1-11所述的主动降噪方法;
前馈降噪通道,包括前馈降噪滤波器和前馈麦克风,所述前馈降噪滤波器和所述前馈麦克风与所述处理器连接;
反馈降噪通道,包括反馈降噪滤波器和反馈麦克风,所述反馈降噪滤波器和所述反馈麦克风与所述处理器连接。
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