一种蓝牙耳机的自适应降噪参数调整方法及系统与流程

本发明涉及蓝牙耳机降噪，具体涉及一种蓝牙耳机的自适应降噪参数调整方法及系统。

背景技术：

1、在主动降噪耳机使用过程中，前馈麦克风网孔会因汗液、皮脂等异物附着而发生渐进式物理堵塞，或因扬声器振膜老化、温湿度变化等因素，导致前馈声学路径的传递函数发生漂移，使预设降噪参数与实际声学路径失配，造成降噪性能下降，从而难以实现精准的自适应降噪补偿。

技术实现思路

1、为了克服现有技术的不足，本发明提供一种蓝牙耳机的自适应降噪参数调整方法及系统，以解决现有技术中的问题。

2、为实现以上目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种蓝牙耳机的自适应降噪参数调整方法，应用于蓝牙耳机系统，所述蓝牙耳机系统包括蓝牙耳机和用于收纳所述蓝牙耳机的充电仓，所述充电仓内设置有参考扬声器和参考麦克风；所述方法包括：

4、在所述蓝牙耳机的音频播放期间，控制所述蓝牙耳机的扬声器发射探测信号，并获取所述蓝牙耳机的前馈麦克风对所述探测信号采集的声学响应信号；其中，所述探测信号的频带被动态配置于由实时音频内容的心理声学掩蔽阈值和环境噪声能量分布共同确定的频谱缝隙内，且所述探测信号的发射频度根据物理环境传感器采集的数据所表征的物理状态变化速率进行动态调整；

5、基于所述声学响应信号，从预设的退化类型集合中确定当前的初判退化类型，并与所述初判退化类型对应的声学特征模板进行匹配，得到当前匹配度；当所述当前匹配度未落入预设置信区间时，从所述退化类型集合中排除所述当前的初判退化类型及其对应的声学特征模板，并从剩余的候选退化类型中重新确定新的初判退化类型并进行所述匹配，直至所述当前匹配度落入所述预设置信区间，若直至所述退化类型集合中无剩余候选类型时，则判定满足预设存疑条件，在所述蓝牙耳机降低主动降噪滤波器的增益，并向与所述蓝牙耳机通信连接的用户终端发送存疑提示；

6、当所述充电仓检测到所述蓝牙耳机被收纳后，由所述充电仓控制所述蓝牙耳机执行校验测量，并对所述存疑提示对应的诊断事件进行复核；

7、当所述复核确认诊断结论可信时，在所述蓝牙耳机解除对所述增益的降低，并根据所述诊断结论对所述蓝牙耳机的降噪参数进行重构。

8、在其中一个实施例中，基于所述声学响应信号，从预设的退化类型集合中确定当前的初判退化类型，并与所述初判退化类型对应的声学特征模板进行匹配，得到当前匹配度，包括：

9、将所述声学响应信号与参考声学模型进行比对，提取声学路径变异特征向量；

10、计算所述声学路径变异特征向量与所述退化类型集合中各候选退化类型对应的声学特征模板的加权欧氏距离，将距离最小的候选退化类型确定为所述初判退化类型；

11、将计算得到的最小加权欧氏距离或基于该距离归一化后的相关系数作为所述当前匹配度。

12、在其中一个实施例中，从所述退化类型集合中排除所述当前的初判退化类型及其对应的声学特征模板，并从剩余的候选退化类型中重新确定新的初判退化类型，包括：

13、将已被确定为所述初判退化类型的候选退化类型对应的声学特征模板从所述退化类型集合中移除；

14、在移除后的所述退化类型集合中，重新计算所述声学路径变异特征向量与各剩余候选退化类型对应声学特征模板的加权欧氏距离；

15、将距离最小的剩余候选退化类型确定为所述新的初判退化类型。

16、在其中一个实施例中，在所述蓝牙耳机降低主动降噪滤波器的增益，包括：

17、根据触发所述预设存疑条件时，被排除的候选退化类型总数、被排除的次序、以及最近一次所确定的初判退化类型对应的所述当前匹配度中的至少一者，确定衰减比例；

18、其中，被排除的候选退化类型总数越多，或首个被排除的初判退化类型其匹配度越差，则所述衰减比例越高；

19、按照所述衰减比例，降低所述蓝牙耳机的主动降噪滤波器在当前降噪频段内的增益值。

20、在其中一个实施例中，由所述充电仓控制所述蓝牙耳机执行校验测量，并基于所述校验测量的结果对所述诊断结论进行复核，包括：

21、控制所述充电仓内的所述参考扬声器发射校验信号，通过所述蓝牙耳机的前馈麦克风和所述充电仓内的所述参考麦克风同步采集所述校验信号的响应；

22、基于所述参考麦克风采集的响应，对所述前馈麦克风采集的响应进行差分校准，获得所述蓝牙耳机的绝对声学路径特征；

23、将所述绝对声学路径特征与所述存疑提示对应的诊断事件中所封存的声学响应特征进行比对；

24、若比对结果不一致，则以所述绝对声学路径特征为基准，对所述蓝牙耳机的参考声学基线进行更新。

25、在其中一个实施例中，根据所述诊断结论对所述蓝牙耳机的降噪参数进行重构，包括：

26、根据所述诊断结论中的定量贡献，更新所述蓝牙耳机的声学数字孪生体中对应物理元件的参数值，其中，所述声学数字孪生体为采用集总参数等效电路模型构建的、反映所述蓝牙耳机当前声学状态的模型；

27、基于更新后的所述声学数字孪生体，在分层约束优化框架下生成新的降噪滤波器系数；

28、其中，所述分层约束优化框架的第一层生成闭环稳定性约束下的全频带增益上限包络，第二层在所述增益上限包络内以最小化预测耳道残余噪声的心理声学粗糙度为目标确定低频段降噪系数的锚点，第三层以所述增益上限包络和所述锚点为约束最大化目标频段的降噪深度。

29、在其中一个实施例中，控制所述蓝牙耳机的扬声器发射所述探测信号，包括：

30、在所述蓝牙耳机的音频播放期间，对实时播放的音频内容进行心理声学掩蔽阈值分析，确定所述音频内容在不同频段的掩蔽声压级；

31、对环境噪声进行实时频谱分析，确定当前噪声的能量分布；

32、基于所述掩蔽声压级与所述噪声能量分布，构建联合时频谱，并在所述联合时频谱中定位出音频掩蔽能量低于第一预设阈值且噪声能量低于第二预设阈值的频谱缝隙；

33、将所述探测信号的频带动态配置于所述频谱缝隙内；

34、获取所述蓝牙耳机的所述物理环境传感器采集的物理环境数据，根据所述物理环境数据所表征的物理状态变化速率，动态调整所述探测信号的发射频度。

35、在其中一个实施例中，还包括：

36、当复核后的所述诊断结论指示所述前馈麦克风处于渐进式半堵塞状态且其定量贡献超过预设阈值时，利用已辨识的堵塞等效声学模型计算透听增强滤波器系数；

37、将所述蓝牙耳机从主动降噪模式切换至由所述透听增强滤波器系数配置的透明度增强模式。

38、一种蓝牙耳机，包括扬声器、前馈麦克风、耳机处理器及存储器；

39、所述存储器存储有指令，当所述指令被所述耳机处理器执行时，使得所述蓝牙耳机执行如上述的方法中由所述蓝牙耳机执行的步骤。

40、一种蓝牙耳机系统，包括如上述的蓝牙耳机，以及用于收纳所述蓝牙耳机的充电仓；

41、所述充电仓内设置有参考扬声器和参考麦克风，所述充电仓被配置为在检测到所述蓝牙耳机被收纳后，执行上述的方法中由所述充电仓执行的步骤。

42、与现有的技术相比，本发明具有的有益效果为：

43、本发明在充电仓内部署参考扬声器和参考麦克风，在耳机收纳后利用免环境干扰的封闭腔体条件，控制参考扬声器发射校验信号，由前馈麦克风和参考麦克风同步采集响应并进行差分校准，获得耳机的绝对声学路径特征。将该绝对声学路径特征与在线诊断存疑事件中的声学响应特征进行比对，可对在线诊断结论进行高精度复核。并根据诊断结论，对耳机主动降噪滤波器的系数进行重构；若匹配结果满足预设存疑条件，则降低降噪滤波器增益，从而提升自适应降噪的准确性和可靠性。