一种自适应主动降噪方法、系统及主动降噪耳机与流程

本发明涉及智能耳机的主动降噪技术领域，具体涉及一种自适应主动降噪方法、系统及主动降噪耳机。

背景技术：

耳机在人们的寻常生活和工作中已经得到了广泛应用，耳机除了用来欣赏音乐，娱乐的功能之外，也被广泛的应用于隔离噪声，实现主动降噪，以保持相对安静的环境，满足用户安静听歌的需求。

主动降噪（即，有源噪声控制（activenoisecontrol，anc））是基于一种声波相干叠加原理的噪声主动控制技术，其在声场中引入次级声源，并利用产生与原始噪音幅度相同相位相反的次级噪声，与原始噪声相干抵消，从而达到噪声抑制的目的。

目前耳机中采用的主动降噪技术多是固定降噪的技术，但是不同场景中，噪声的分布频段及噪声幅度大小都有不同，使得在不同场景下同样开启此种固定式的主动降噪时，可能会使用户产生不舒适感或者降噪频段与噪声频段不符，导致降噪效果差。

技术实现要素：

本发明的目的之一在于提供一种自适应主动降噪方法，通过分析外部噪声信号频段及降噪幅值，自适应匹配对应的降噪模式，实现主动降噪，提高降噪效果。

为了解决上述技术问题，本发明所提出如下技术方案予以解决：

本申请涉及一种自适应主动降噪方法，其应用于主动降噪耳机上，其特征在于，所述主动降噪耳机包括至少一个用于采集外部噪声的麦克风，所述自适应主动降噪方法还包括：

对所述麦克风所采集的噪声信号进行fft分析，以获取所述噪声信号的最大幅值s0及所述最大幅值s0对应的频率f0；

根据所述噪声信号的最大幅值s0及频率f0，确定预设的至少一种降噪模式中一种降噪模式进行降噪。

在本申请中，预设的至少一种降噪模式，具体为：预设一组降噪频率f1~fm及一组最大降噪幅值s1~sn，其中每个降噪频率分别对应满足一组最大降噪幅度a1~an时的一组最大降噪幅值为s1~sn；各降噪频率f1~fm分别与所述一组最大降噪幅值s1~sn中每个进行组合确定所述至少一种降噪模式。

在本申请中，根据所述噪声信号的最大幅值s0及频率f0，确定预设的至少一种降噪模式中一种降噪模式进行降噪，具体为：根据所述噪声信号的最大幅值s0及频率f0，确定所述最大幅值s0与所述一组最大降噪幅值s1~sn中相对应的最大降噪幅值，且频率f0与所述一组降噪频率f1~fm中相对应的降噪频率；根据所对应的最大降噪幅值、及所对应的降噪频率，确定降噪模式。

在本申请中，所述一组最大降噪幅值s1~sn按顺序排序，且相邻最大降噪幅值的间隔sd相等；所述一组降噪频率f1~fm按与所述一组最大降噪幅值s1~sn的顺序相同的顺序排序，且相邻降噪频率的间隔fd也相等。

在本申请中，确定所述最大幅值s0与所述一组最大降噪幅值s1~sn中相对应的最大降噪幅值，且频率f0与所述一组降噪频率f1~fm中相对应的降噪频率，具体为：

若f0≤f1 fd/2，则令f0=f1；

若f0＞fm-fd/2，则令f0=fm，若fi-fd/2＜f0≤fi fd/2（其中i=2~m-1），则令f0=fi；

若s0≤s1 sd/2，则令s0=s1；

若s0＞sn-sd/2，则令s0=sn；

若si-sd/2＜s0≤si sd/2（其中i=2~n-1），则令s0=si。

本发明提供的自适应主动降噪方法，具有如下有益效果和优点：

预设多种降噪模式，根据实际获取的外界噪声，能够自适应匹配不同的降噪模式，有针对性的实现主动降噪，以达到较好的降噪效果。

本发明的目的之二在于提供一种自适应主动降噪系统，通过分析不同外部噪声的频段及降噪幅度，自适应匹配对应的降噪模式，实现主动降噪，提高降噪效果。

为了解决上述技术问题，本发明所提出如下技术方案予以解决：

本发明还涉及一种自适应主动降噪系统，其用于主动降噪耳机上，其特征在于，所述自适应主动降噪系统包括：

麦克风，其设置在所述主动降噪耳机中，用于采集外部的噪声信号；

分析单元，其用于对所述噪声信号进行fft分析，获得所述噪声信号的最大幅值s0及所述最大幅值s0对应的频率f0；

降噪滤波器，其根据根据噪声信号的最大幅值s0及频率f0确定预设的至少一种降噪模式中一种降噪模式。

在本申请中，预设的至少一种降噪模式，具体为：预设一组降噪频率f1~fm及一组最大降噪幅值s1~sn，其中每个降噪频率分析对应满足一组最大降噪幅度a1~an时的一组最大降噪幅值为s1~sn；各降噪频率分别与所述一组最大降噪幅值中每个进行组合确定所述至少一种降噪模式。

在本申请中，所述降噪滤波器根据所述噪声信号的最大幅值s0及频率f0，确定预设的至少一种降噪模式中一种降噪模式，具体为：

根据所述噪声信号的最大幅值s0及频率f0，确定所述最大幅值s0与所述一组最大降噪幅值s1~sn中相对应的最大降噪幅值，且频率f0与所述一组降噪频率f1~fm中相对应的降噪频率；

根据所对应的最大降噪幅值、及所对应的降噪频率，确定降噪模式。

在本申请中，所述一组最大降噪幅值s1~sn按顺序排序，且相邻最大降噪幅值的间隔sd相等；所述一组降噪频率f1~fm按与所述一组最大降噪幅值s1~sn的顺序相同的顺序排序，且相邻降噪频率的间隔fd也相等。

本发明的目的之三在于提供一种耳机，通过分析不同噪声的频段及降噪幅度，自适应匹配对应的降噪模式，实现自适应主动降噪，提高降噪效果，提高产品卖点及市场竞争力。

为了解决上述技术问题，本发明所提出如下技术方案予以解决：

一种耳机，其特征在于，其采用如上所述的自适应主动降噪系统主动降噪。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对本发明实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简要介绍，显而易见地，下面描述的附图是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，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附图。

图1为本发明提出的自适应主动降噪方法实施例的流程图；

图2为本发明提出的自适应主动降噪系统实施例的原理框图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

主动降噪耳机已融入用户生活，其通过主动降噪滤波器实现对耳机主动降噪，以保证安静的使用环境。在用户需要调节在某个频率下降低一定的降噪幅度时，需要调节主动降噪滤波器的参数，例如增益、q值（即，损耗/输入功率）等。

即，在完成某个频率f下降低一定降噪幅度a时，会对应获取到主动降噪滤波器的对应参数，此时，采用此对应的参数进行降噪的模式成为降噪滤波器的一种降噪模式。

在这个过程中，也会获取到对应降噪幅度a时的最大降噪幅值s。

因此，在多个不同频率下分别降低不同的降噪幅度，以获取到对应的多种降噪模式。

在本申请中，在降噪滤波器30中预设字少一种降噪模式。

对于降噪滤波器30内预设的多种降噪模式说明如下。

首先，根据实际产品，预设一组降噪频率f1~fm及一组最大降噪幅值s1~sn，每个降噪频率分别对应满足一组最大降噪幅度a1~an时的一组最大降噪幅值为s1~sn。

例如，在降噪频率f1下分别降低最大降噪幅度a1~an时的最大降噪幅值分别为s1~sn中，在降噪频率f2下分别降低最大降噪幅度a1~an时的最大降噪幅值分别为s1~sn中，以此类推。

即，在降噪频率f1下对应一组最大降噪幅值s1~sn，在降噪频率f2下也对应一组最大降噪幅值s1~sn中，等等。

如此，对应（f1，s1）、（f1，s2）、……、（f1，sn）、……、（fm，s1）、（fm，s2）、……、（fm，sn），获取到m*n种降噪模式，其中m可以等于n，也可以不等于n。

预设这些降噪模式，在主动降噪耳机上的麦克风采集到外部噪声信号时，能够通过分析该噪声信号，自适应匹配某一降噪模式，以实现自适应主动滤波，提高降噪效果。

参考图1和图2，描述主动降噪过程。

s1：对外部噪声信号进行fft分析，获得噪声信号的s0及频率f0。

主动降噪耳机中设置有至少一个麦克风10，具体可以在耳机外壳上设置麦克风10，其用于采集外部环境中的噪声信号。

该麦克风10为可以采集外部环境中噪声信号的采集设备，例如为单颗麦克风、麦克风阵列等。

麦克风10采集外部噪声，并发送至分析单元20，分析单元20进行fft（fastfouriertransform，快速傅立叶变换）分析，得到噪声的频率分布曲线，捕捉噪声信号的最大幅值s0及最大幅值s0对应的频率f0。

该麦克风10应保证在耳机佩戴时不会被遮挡。

s2：根据s0及f0，确定s0与一组最大降噪幅值s1~sn中相对应的最大降噪幅值，f0与一组降噪频率f1~fm中相对应的降噪频率。

在获取到实际外部噪声的最大幅值s0及频率f0后，若想确定对应哪种降噪模式，首先应确定判定s0与一组最大降噪幅值s1~sn中哪个相对应，f0与一组降噪频率f1~fm中哪个相对应。

降噪频率f1~fm按照顺序排序且间隔fd相等，最大降噪幅值s1~sn按照顺序排序且间隔sd相等。

在本申请中，一组降噪频率f1~fm及一组最大降噪幅值s1~sn均按递增顺序排序，即，f1＜f2＜……＜fm，s1＜s2＜……＜sn。

若f0≤f1 fd/2，则令f0=f1，即，确定降噪频率为f1。

若f0＞fm-fd/2，则令f0=fm，即，确定降噪频率为fm。

若fi-fd/2＜f0≤fi fd/2（其中i=2~m-1），则令f0=fi，即，确定降噪频率为fi。

例如，若f2-fd/2＜f0≤f2 fd/2，则令f0=f2，即，确定降噪频率为f2。若f3-fd/2＜f0≤f3 fd/2，则令f0=f3，即，确定降噪频率为f3。

若s0≤s1 sd/2，则令s0=s1，即，确定最大降噪幅值为s1。

若s0＞sn-sd/2，则令s0=sn，即，确定最大降噪幅值为sn。

若si-sd/2＜s0≤si sd/2（其中i=2~n-1），则令s0=si,即，确定最大降噪幅值为si。

例如，若s2-sd/2＜s0≤s2 sd/2，则令s0=s2，即，确定最大降噪幅值为s2。若s3-sd/2＜s0≤s3 sd/2，则令s0=s3，即，确定最大降噪频率为s3。

s3：确定降噪模式。

根据s2中更新后的s0和f0、以及预设的降噪模式，确定对应的降噪模式。

s4：利用该降噪模式降噪。

降噪滤波器利用s3中确定的降噪模式，进行降噪。

本方法根据实际的外部噪声信号，对影响产品的外部噪声信号进行分档，以选取相匹配的降噪模式进行降噪。

例如，降噪频率f1~f9分别为40hz、60hz、80hz、……、200hz，且fd=20hz,对应降噪幅度a1~a7分别为10db、15db、……、40db，最大降噪幅值s1~s7为60db、65db、……、90db，sd=5db。则降噪滤波器存在7*9=63种降噪模式，即（40hz，60db）、（40hz，65db）、……、（40hz，90db）、（60hz，60db）、（60hz，65db）、……、（60hz，90db）、……、（200hz，60db）、（200hz，65db）、……（2000hz，90db）。

例如，对火车站台的噪声fft分析后，得到噪声的频率分布曲线，捕捉噪声信号的最大幅值s0=71db，f0=47hz。

根据s0=71db及f0=47hz，判断采取哪种降噪模式，具体判断如下。

f0≤f1 fd/2，s3-sd/2<s0≤s3 sd/2，则确定降噪幅度最大的降噪频率在f1=40hz处，以及降噪幅度为a3=20db（即，s3=70db）的降噪模式。

通过对外部噪声信号的分析，能够自适应匹配所预设的降噪滤波器的降噪模式，能够有针对性的降低外部噪声，降噪效果好。

本申请还涉及一种主动降噪耳机，其具有如上所述的主动降噪系统，并进行如上所述的主动降噪方法，用于自适应匹配针对外部噪声信号的降噪模式，降噪效果好，提高了耳机产品的卖点及市场竞争力。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。