用于调谐支持噪声消除的音频系统的方法和支持噪声消除的音频系统与流程

用于调谐支持噪声消除的音频系统的方法和支持噪声消除的音频系统
1.本公开内容涉及一种用于调谐具有可耳戴式播放设备(例如头戴式耳机)的支持噪声消除的音频系统的至少一个参数的方法，该可耳戴式播放设备包括扬声器和麦克风。本公开内容还涉及一种相应的支持噪声消除的音频系统。
2.如今，包括耳塞式耳机的大量头戴式耳机都配备了噪声消除技术。例如，这种噪声消除技术被称为主动噪声消除或环境噪声消除，两者都缩写为anc。anc大体上利用记录的环境噪声，对该环境噪声进行处理以产生抗噪声信号，该抗噪声信号随后与有用的音频信号组合以在头戴式耳机的扬声器之上播放。anc还能够用于如手机或移动电话之类的其他音频设备。
3.各种anc方法利用反馈(fb)麦克风、前馈(ff)麦克风或反馈麦克风和前馈麦克风的组合。
4.ff和fb anc通过调谐基于给定的系统的声音的滤波器来实现。
5.在anc设备的生产期间或生产结束时，例如通过测量设备的声学特性来定期执行调谐。目前，在校准过程中使用一些如人造头的测量固定装置进行调谐，在所述人造头的耳道中具有麦克风。包括一些测试声音的播放的测量是由某种处理设备协调的，这种处理设备能够是个人计算机等。为了获得所生产的每个anc设备的最佳anc性能，必须在处理设备的控制下对anc设备中的每个执行专用测量，这是非常耗时的，尤其是如果要校准较大量的anc设备时。
6.待实现的目的是为支持噪声消除的音频系统提供改进的调谐概念，以使得能够减少调谐工作。
7.该目的通过独立权利要求的主题实现。改进的调谐概念的实施例和改进方案在从属权利要求中限定。
8.改进的调谐概念基于这样的思想，即音频系统本身控制校准过程并执行调谐，而不是使用外部处理系统来协调支持噪声消除的音频系统的校准过程。仅在外部执行测试声音的播放。改进的调谐概念还允许多个支持噪声消除的音频系统并行或同时执行调谐，特别是在单个音频系统之间没有任何依赖关系的情况下。只需要具有相应麦克风的专用测量固定装置。待调谐的音频系统的参数可以是ff anc系统的前馈滤波器的增益因子。然而，也能够执行如滤波器频率或相位的其它参数的调谐。例如，前馈滤波器的形状或响应可以随参数的变化而变化。
9.在用于调谐具有包括扬声器和前馈麦克风的可耳戴式播放设备的支持噪声消除的音频系统的至少一个参数的方法的实施例中，该播放设备放置在测量固定装置上。播放设备被放置为使得扬声器面向测量固定装置的耳道表示和位于耳道表示内的测试麦克风。当从环境声源播放测试声音时，参数在多个设置之间变化。在音频系统中，至少在参数改变时从测试麦克风接收并存储测量信号。在音频系统中确定所存储的测量信号中的最小功率。在音频系统中，根据所改变的参数的多个设置来确定与最小功率相关联的调谐参数。例如，后一种确定是基于参数的变化与所存储的测量信号中的功率过程中的最小功率的时刻
之间的固定时间关系来进行的。
10.例如，参数的改变的控制从音频系统内部进行，例如，不从外部设备进行控制。
11.例如，调谐参数或从调谐参数得到的参数被设置为音频系统的至少一个参数。由于所记录的信号的记录和评估在音频系统内进行，因此不需要诸如协调校准过程的个人计算机之类的外部处理设备。所有的处理都发生在音频系统中，因此系统是自主的。这使得同时校准大量单元变得容易，而无需大量的基础设施成本。
12.例如，在参数的改变和测量信号的记录或存储期间，根据改变的参数在音频系统中执行anc。所述至少一个参数例如与anc相关。测量信号的功率对应于用户的耳朵、特别是用户的耳膜处的anc性能。因此，测量信号中的最小功率对应于anc过程相对于改变的参数的最佳性能。
13.在各种实施例中，所述至少一个参数是用于音频系统的噪声消除的前馈滤波器的增益因子。这允许在仅将滤波器的增益调整或调谐至最佳值的同时，保持ff anc滤波器的固定频率响应。例如，增益因数在播放装置的生成过程中受机械公差的影响。
14.例如，通过以连续或逐步的方式在最小值与最大值之间改变增益因子来改变所述至少一个参数。例如，增益因子从最小值变化到最大值或从最大值变化到最小值。这种变化允许容易地确定最小功率与相关联的增益因子之间的时间关系。此外，它允许更容易地看到测量信号的功率如何在最小功率附近产生，即在与最小功率相关联的所确定参数附近产生。
15.在其他实施例中，仍然可以以不同的方式改变待调谐的参数，如某些预定模式或预定序列的参数值，以确定最小功率与相关联的参数之间的关系。例如，可以使用二进制搜索算法或自适应算法来找到最小功率。
16.在各种实施例中，所述至少一个参数确定用于音频系统的噪声消除的前馈滤波器的形状或响应。这允许音频系统的灵活的参数化。
17.支持噪声消除的音频系统可以包括可耳戴式播放设备，如具有扬声器和麦克风的头戴式耳机或耳麦，以及用于播放一个或更多个音频信号并执行anc处理的一些处理逻辑的另外的设备。为此，音频系统可以包括具有存储器等的处理器，以形成信号处理部分。信号处理部分可以包括在头戴式耳机中，例如包括在头戴式耳机的外壳中，或者可以包括在如经由线缆连接到扬声器外壳的如加密狗的单独的外壳中。信号处理部分还可以包括在移动设备中，播放设备通过有线或无线连接到该移动设备。在后一种情况下，在校准过程中确定的调谐参数可以与播放设备相关联地存储，例如存储在播放设备中，使得可以在不丢失校准结果的情况下交换移动设备。
18.在一些实施例中，例如，当从环境声源播放相同的测试声音时，同时对两个或更多个支持anc的音频系统执行该方法。因此，只需要一个环境声源来调谐彼此独立地执行其调谐的多个支持anc的音频系统的参数。
19.在各种实施例中，通过音频系统的音频输入接收测量信号。例如，在常规操作模式期间，音频输入用于接收要通过播放设备播放的音频信号。在执行调谐的校准操作模式期间，通过相同的音频输入接收测量信号。音频输入能够是有线连接，例如音频线缆或音频连接器，或者能够是无线连接。在这两个选项中，来自测试麦克风的测量信号如常规音频信号一样提供给音频输入。
20.在各种实施例中，例如，测试声音由具有各个预定振幅的不同频率的预定数量的正弦波组成。例如，测试声音是整数个振幅加权正弦波的总和，其中正弦波的数量可以为1至8，例如3或4。正弦波的数量和频率例如由音频系统的制造商选择，并且可以被选择为在anc工作良好的频带中。如果频率不是彼此的倍数或主电源频率的倍数，则这可能是有益的，以最小化谐波失真问题。
21.如果根据用户偏好对频率进行加权，则能够改善调谐的结果。例如，可以对频率进行加权以在耳道处实现相等的响度。该加权例如对应于播放设备或头戴式耳机的被动衰减。
22.在一些实施方式中，可以将不在anc频带中的频率用于测试信号。这能够具有使指定频率的过冲最小化的效果。频率和加权因子可以通过用户实验预先确定。
23.在耳道处，测试声音的振幅可能约为80db声压级spl。
24.各种选项可用于确定测量信号中的最小功率。然而，如果测试声音包括如上所述的不同频率的正弦波，则确定最小功率可以包括使用带通滤波器在测试声音的正弦波的频率处对所存储的测量信号进行滤波以获得第一中间信号。例如，带通滤波器可以是拒绝除正弦波频率以外的所有频率的峰值滤波器。峰值滤波器可以具有约为10的q因子，可以为所有带通滤波器选择相同的q因子。
25.然后对第一中间信号进行平滑以获得绝对功率信号。最小功率被确定为绝对功率信号的最小值。平滑可以包括寻找第一中间信号的绝对值。此外，可以使用多个顶帽滤波器对信号进行平滑，其中所述顶帽滤波器的数量对应于不同频率的数量。顶帽滤波器中的每个的长度可以与相应的正弦波的周期相匹配。例如，顶帽滤波器是非因果类型的，从而信号不发生时移。
26.确定绝对功率信号中的最小值可以是简单的最小值方法，或者可以包括多项式拟合。用于多项式拟合的预期形状可以是二次项的平方根。此外，例如，可以使用二进制搜索算法或自适应算法来寻找最小值。最小值的位置是最佳anc发生的时间。
27.为了确定调谐参数，如果改变的参数如上所述被线性地限制在最小值与最大值之间，则能够使用线性插值将最小功率出现的时间转换为最小功率出现的增益。
28.与人类相比，在测量固定装置上倾向于以稍微不同的增益值出现最佳anc。这种差异被称为真耳校准差异recd。recd是校准设备测量的最佳增益与人的最佳增益之间的电平差(单位：db)。该值通常是以db为单位测量的恒定的偏移量，该恒定的偏移量对测试中的头戴式耳机或其他播放设备的设计是特定的。通常，头戴式耳机的recd大约为0db，而耳塞式耳机的recd通常约为2db。
29.recd的值通过两次测量来实验地确定。第一次测量是取金色的、配置最佳的头戴式耳机，并且要求一组人单独地选择最佳anc电平。第二次测量是运行上述校准算法，以确定最佳调谐参数，即在这种情况下的增益因子。增益校准的输出应等于测试组的平均增益。如果结果不相同，则可以相应地修改recd的值。
30.在一些实施例中，该方法还包括在音频系统中基于调谐参数和所存储的测量信号来确定音频系统的噪声消除性能。例如，如果为噪声消除设置了所确定的调谐参数，则确定了anc性能。为此，可以通过静音anc功能以使得不发生anc并记录由此产生的测量信号来确定包括环境声源和音频系统的整个系统的残余均方(rms)电平。通过这种方式确定的rms与
静音期间的测量信号的功率相对应。然后，将静音rms电平与rms功率电平进行比较，并将调谐参数设置为至少一个参数，其中差值或比率对应于anc性能。
31.在先前的公开中，已经用可以应用于单通道音频系统中的单通道anc描述了各种实施例。然而，如果使用立体声anc系统，例如与立体声头戴式耳机一起使用，则对于彼此独立的两个音频通道即左音频通道和右音频通道独立地执行anc。因此，也可以独立地执行调谐。
32.例如，在这种配置中，播放设备包括另一扬声器和与该另一扬声器相关联的另一前馈麦克风。测量固定装置包括另一耳道表示和位于该另一耳道表示内的另一测试麦克风。
33.在该方法的这种实施例中，将播放设备放置到测量固定装置上包括另一扬声器面向另一耳道表示和另一测试麦克风。该方法还包括在播放测试声音时在多个设置之间改变音频系统的另一参数。该另一参数可以是与另一前馈麦克风和另一扬声器相关联的anc相关参数。在音频系统中，至少在另一参数改变时从另一测试麦克风接收并存储另一测量信号。在音频系统中确定在所存储的另一测量信号中的另一最小功率。根据改变的另一参数的多个设置，在音频系统中确定与另一最小功率相关联的另一调谐参数。可以在音频设备或播放设备中设置另一调谐参数得到的参数。
34.针对单通道方法的上述各种实施方式也适用于对应于双通道方法的在播放设备中具有另一扬声器和另一麦克风的实施方式，这对于技术人员应该是显而易见的。
35.例如，调谐参数和另一调谐参数都是第一通道和第二通道的ff anc滤波器的相应的增益因子。因此，能够为两个通道设置最佳增益。然而，如在单通道方法中，也能够执行如滤波器频率或相位的其他参数的调谐。例如，各个前馈滤波器的形状或响应可以随着通道的参数的变化而变化。
36.这种双通道或立体声通道系统的第二个考虑因素是两个通道的anc性能应该相似。处理情况不是这种情况的一种选择是调整较高性能通道的参数，使得其anc性能变得更接近较低性能通道的anc性能。因此，仍然能够实现总体上改善的听觉印象。
37.例如，在耳道处测量信号的功率的预期形状随着二次型与改变的参数例如增益的平方根而改变的条件下，对于本领域技术人员来说，计算满足该条件的较高性能通道的参数是显而易见的。
38.在改进的调谐概念的另一实施方式中，具有音频处理器和包括扬声器和前馈麦克风的可耳戴式播放设备的支持噪声消除的音频系统被配置为在常规操作模式和校准操作模式下操作。音频处理器被配置成，在校准操作模式下，当从环境声源播放测试声音并且播放设备放置到测量固定装置上时，在多个设置之间改变例如与扬声器处的噪声消除相关联的参数，扬声器面向测量固定装置的耳道表示和位于耳道表示内的测试麦克风。
39.音频处理器还被配置成，在校准操作模式下，至少在参数改变时从测试麦克风接收并存储测量信号、确定所存储的测量信号中的最小功率、以及从改变的参数的多个设置中确定与最小功率相关联的调谐参数。这允许在很少的外部努力下校准音频系统，特别是仅使用具有测试麦克风和环境声源的测量固定装置，而不需要外部协调或处理。
40.在一些实施方式中，音频处理器还被配置成，在校准操作模式下，将调谐参数或从调谐参数得到的参数设置为常规操作模式的参数。该参数可以是用于噪声消除的前馈滤波
器的增益因子。然而，也能够执行诸如滤波器频率或相位的其它参数的调谐。例如，前馈滤波器的形状或响应可以利用参数的变化来单独地确定。
41.在一些实施方式中，音频系统还包括音频输入，用于在常规操作模式期间接收将通过扬声器播放的有用的音频信号，并且用于在校准操作模式期间接收测量信号。因此，两个信号(有用的音频信号和测量信号)都通过相同的音频输入接收。音频输入能够是有线连接，例如音频线缆或音频连接器，或者能够是无线连接。
42.在一些实施方式中，可耳戴式播放设备还包括另一扬声器和与该另一扬声器相关联的另一前馈麦克风，例如以用于建立立体声系统。在这种配置中，音频处理器还被配置为在校准模式操作下，在播放测试声音的同时，在多个设置之间改变与另一扬声器处的噪声消除相关联的另一参数，另一扬声器面向测量固定装置的另一耳道表示和位于另一耳道表示内的另一测试麦克风。音频处理器在校准操作模式下，至少在另一参数变化时从另一测试麦克风接收并存储另一测量信号，确定所存储的另一测量信号中的另一最小功率，并且根据所改变的另一参数的多个设置中确定与另一最小功率相关联的另一调谐参数。例如，这样的配置允许对立体声音频系统进行调谐。
43.通过针对调谐方法的上述各种实施方式，这种音频系统的另外的实施例对于技术人员而言是显而易见的。
44.在上述所有实施例中，能够用数字滤波器和/或模拟滤波器来执行anc。所有的音频系统也可以包括反馈anc。测量信号的处理和记录优选在数字域中执行。
45.下面将借助附图更详细地描述改进的调谐概念。在所有附图中，具有相同或相似功能的元件具有相同的附图标记。因此，它们的描述不必在下面的附图中重复。
46.在附图中：
47.图1示出了具有来自环境声源的多个声音路径的由用户佩戴的示例头戴式耳机；
48.图2示出了根据改进的调谐概念的测量配置的示例实施方式；
49.图3示出了根据改进的调谐概念的测量配置的另外的示例实施方式；
50.图4示出了根据改进的调谐概念的方法的示例实施方式；
51.图5示出了调谐过程中的示例信号；
52.图6示出了用于评估测量信号的示例流程图；
53.图7示出了测量信号的处理期间的示例信号；
54.图8示出了调谐过程中的另外的示例信号；以及
55.图9示出了支持噪声消除的音频系统的示例实施方式。
56.前馈噪声消除系统通常包括位于头戴式耳机外部的一个或更多个麦克风和位于用户的耳朵附近的扬声器。所述前馈噪声消除系统通过在环境噪声进入耳朵之前测量该环境噪声并对信号进行处理来衰减环境声音，使得离开其扬声器的声学信号与进入耳朵的环境噪声相等且相反，从而进行相消干涉。
57.图1示出了具有多个声音路径的由用户佩戴的头戴式耳机hp的示例配置。图1所示的头戴式耳机hp是支持噪声消除的音频系统的任何可耳戴式播放设备的示例，并且能够例如包括入耳式头戴式耳机或耳塞式耳机、耳上式头戴式耳机或耳罩式头戴式耳机。除了头戴式耳机，可耳戴式播放设备也可以是移动电话或类似设备。
58.本示例中的头戴式耳机hp具有扬声器sp、前馈麦克风ff_mic以及可选地反馈麦克
风fb_mic。为了更好的概述，此处没有示出头戴式耳机hp的内部处理细节。
59.在图1所示的配置中，存在多个声音路径，其中的每个均能够由相应的声学响应函数或声学传递函数表示。例如，第一声学传递函数affm表示在环境声源与前馈麦克风ff_mic之间的声学声音路径，并且可以被称为环境到前馈的响应函数。声学传递函数de表示在头戴式耳机的扬声器sp、潜在地包括扬声器sp本身的响应与暴露于扬声器sp的用户的耳膜ed之间的声学声音路径，并且可以被称为驱动器到耳朵的响应函数。另外的声学传递函数ae表示通过用户的耳道ec在环境声源与耳膜ed之间的声学声音路径，并且可以被称为环境到耳朵的响应函数。
60.如果存在反馈麦克风fb_mic，则声学传递函数dfbm表示在扬声器sp与反馈麦克风fb_mic之间的声音路径，并且可以被称为驱动器到反馈的响应函数。传递函数dfbm可以包括扬声器sp本身的响应。在这种配置中，声学传递函数afbm表示在环境声源与反馈麦克风fb_mic之间的声学声音路径，并且可以被称为环境到反馈的响应函数。
61.头戴式耳机hp的响应函数或传递函数，特别是在麦克风ff_mic和fb_mic与扬声器sp之间的响应函数或传递函数能够分别与前馈滤波器函数和反馈滤波器函数一起使用，其可以在操作期间参数化为噪声消除滤波器。前馈滤波器函数在图1中用传递函数f指示。
62.路径ae也能够被称为从环境声源到耳膜ed的直接路径。从环境声音通过噪声消除的间接路径由三部分组成。第一部分用声学传递函数affm表示。第二部分表示为f，其表示通过噪声消除附件的传递函数。例如，它包括附件的麦克风响应和前馈anc滤波器，对于数字系统，该前馈anc滤波器由adc、dac、anc滤波器和任何相关联的处理延迟组成。间接路径的第三部分由驱动器到耳朵的响应函数de给出。
63.作为可耳戴式播放设备的示例的头戴式耳机hp可以被实现为两者都是激活或支持的麦克风fb_mic和ff_mic，使得能够执行混合anc，或者作为ff anc设备，其中只有前馈麦克风ff_mic是激活的并且反馈麦克风fb_mic不存在或至少不是激活的。
64.为了更好的概述，图1中省略了有关麦克风信号的处理或任何信号传输的任何具体细节。然而，为了执行anc而对麦克风信号的处理可以在位于头戴式耳机或其他可耳戴式播放设备内的音频处理器中实现，或者在专用处理单元中的头戴式耳机外部实现。如果处理单元集成到播放设备中，则播放设备本身形成支持噪声消除的音频系统。如果在外部执行处理，则外部设备或处理器与播放设备一起形成支持噪声消除的音频系统。例如，可以在如移动电话或移动音频播放器的移动设备中执行处理，头戴式耳机通过或不通过线缆连接到该移动设备。
65.前馈校准的目的是找到前馈系统的参数，例如增益，该参数使从环境声源到耳膜ed的直接路径ae的振幅等于间接路径，即从环境声源通过前馈anc到耳膜ed的路径am、f和de的组合。能够通过播放来自环境扬声器的噪声源、然后调整前馈anc通道的例如增益的参数并监测耳道处的信号来找到该参数。能够期望，当前馈通道的待校准参数理想时，在耳道处看到信号的最小值。
66.图2示出可以与改进的调谐概念一起使用的测量配置的示例实施方式。测量配置包括环境声源ass，其包括环境放大器adr和用于播放测试声音tst的环境扬声器asp。包括头戴式耳机hp的支持噪声消除的音频系统包括麦克风fb_mic、ff_mic，它们的信号由音频处理器proc处理并经由扬声器sp输出。音频处理器proc可以具有控制接口ci，通过该控制
接口能够设置音频处理器proc的处理参数或操作模式。在一些实施方式中，音频处理器proc可以实现为特别是具有可编程固件的arm微处理器。例如，这允许改变或适配各个滤波算法和/或下面更详细地描述的校准算法。
67.头戴式耳机hp放置在测量固定装置mf上，该测量固定装置可以是具有耳道表示ec的人造头，测试麦克风ecm位于该耳道表示的端部处，用于经由麦克风放大器micamp记录测量信号mes。测量信号mes经由音频系统的音频输入传输到音频系统或头戴式耳机hp，并能够由音频处理器proc存储以用于进一步的评估。
68.应当注意，至少测量固定装置mf和环境声源ass以其基本功能表示，即在不排除更复杂的实施方式的情况下播放测试信号tst和记录测量信号mes。
69.图3示出了根据改进的调谐概念的测量配置的另外的示例实施方式。该配置包括作为提供测试信号的设备的示例的个人计算机，该设备包括环境放大器adr和环境扬声器asp。所示的音频系统由包括音频处理器的电路板和连接到该电路板的输出的头戴式耳机hp实现。头戴式耳机hp被实现为具有两个扬声器和两个前馈麦克风的立体声头戴式耳机，所述两个扬声器和两个前馈麦克风中的每个分别与通道之一相关联。因此，测量固定装置mf具有带有相应麦克风(未示出)的两个耳道表示，所述麦克风连接到立体声麦克风放大器micamp，该立体声麦克风放大器的输出端连接到音频系统或电路板的音频输入。尽管示出了从测量固定装置mf到音频输入的有线连接，但可以用无线连接完全或部分代替该连接。
70.从图2和图3能够看出，经由环境扬声器asp播放测试声音在控制、信号等方面完全独立于音频系统和测量固定装置。
71.参照图3，示出了具有anc功能的单个立体声音频系统的测量设置。可选地，用几个虚线框表示，其中，音频系统进一步设置在测量固定装置上，能够对更多数量的音频系统同时执行调谐。
72.现在参照图4，示出了示出用于调谐具有可耳戴式播放设备的支持噪声消除的音频系统的参数的方法的方法流程的示例框图。如框410所示，将播放设备放置在测量固定装置上，如图2或图3所示，使得一个或多个扬声器面向测量固定装置的各个耳道表示和位于耳道表示内的各个测试麦克风。框410可以包括在测试麦克风与音频设备、特别是音频设备的音频输入之间进行相应的连接。
73.在框420中，开始或继续播放测试声音。例如，测试声音包括具有相应预定振幅的不同频率的预定数量的正弦波或由该正弦波组成。测试声音可以是有限数量的正弦波例如一至八个正弦波的总和，其中已经发现三个或四个正弦波能够提供良好的结果。可以对振幅进行加权，以在耳道处、相应地在耳道表示处实现相同的响度。
74.在框430中，当从环境声源播放测试声音时，开始改变至少一个噪声消除相关参数。参照图5，标记为环境扬声器信号的顶部信号表示由三个正弦波组成的测试声音的示例。例如，参数的改变的控制从音频系统内部进行，例如，不从外部设备进行控制。
75.再次参照图5，标记为前馈anc增益的底部信号表示改变的参数的示例，其在此是用于音频系统的噪声消除的前馈滤波器的增益因子。例如，当增益保持在零值时，在时刻t2与t5之间有效地使音频系统的anc功能静音，增益因子在时刻t5与t6之间线性增加，在t6之后保持在最大值。在其他实施例中，以不同的方式改变要调谐的参数，如一些预定模式或预定序列的参数值仍然是可能的。
76.现在返回参照图4，在与框430同时执行的方框440中，至少在改变参数或播放测试声音时，从测试麦克风接收并存储一个测量信号或多个测量信号。在框450中，确定所存储的测量信号中的最小功率。这种确定可以包括确定测量信号的功率(例如剩余均方根rms)的过程。再次参照图5，作为示例，标记为耳道处的声学信号功率的中间信号表示这样的功率信号。从图5能够看出，在anc功能静音期间，即在时刻t2与t5之间，特别是在t4与t5之间，信号功率具有恒定的高电平，在t4与t5之间的间隔不包括测量开始时的瞬态部分。在t5与t6之间的时间间隔中，信号功率首先在时刻tmin减小到最小值，然后从该时刻开始到时刻t6再次增大。能够用相应的信号处理技术来确定时刻tmin，稍后将更详细地解释。
77.返回参照图4，在框460中，根据改变的参数的多个设置来确定调谐参数，使得调谐参数与最小功率相关联。再次参照图5，调谐参数可以对应于时刻tmin的前馈anc增益的设置或从其得到的值。返回参照图4，在框470中，调谐参数可以应用于播放设备或音频系统。替代地，可以在播放设备或音频系统中设置从调谐参数得到的参数。作为另外的可选步骤，在框480中，可以确定例如在所设置的参数下的anc性能。下面将对此进行更详细的解释。
78.现在参照图6，示出了用于处理所存储的测量信号的流程图。例如，在从耳道表示中的测试麦克风记录之后，使用带通滤波器来提取测试声音的频率。例如，峰值滤波器用于此目的，其q因子约为10，并且拒绝除了测试声音中包括的频率以外的所有频率。在下一处理步骤中，形成滤波信号的绝对值并随后对其进行平滑以提取耳道处的功率振幅。例如，使用多个顶帽滤波器执行平滑，该滤波器的数量由测试声音中包含的正弦波的数量确定。这些滤波器中的每个的长度可以与相应正弦波的周期相匹配。例如，这个滤波的输出对应于图5的图中的中间信号。
79.在图6的上部处理流程所示的后续步骤中，选择用于评估的相应数据，特别是在具有参数或增益因子的变化的时间间隔期间的数据。例如，从平滑功率信号中选择在时刻t5与t6之间的部分。确定功率信号的最小值，特别是平滑信号的最小值的位置。求最小值的算法可以是简单的最小值方法，或者也可以包括多项式拟合。假设如图5的图中的线性增加的参数，用于多项式拟合的期望形状是二次项的平方根。最小值的位置是最佳anc发生的时间，即具有最低信号功率的时间。
80.在图6的下部处理流程中，对功率信号的数据进行了另一选择。一方面，在anc被静音的情况下的信号功率(例如rms)将被确定为绝对anc性能的基础。例如，在时刻t4与t5之间选择信号。另一方面，基于所识别的最小值的位置，选择在最佳anc参数或增益处的测量信号的功率(例如rms)。最小功率下的功率与anc关闭时的功率之比将导致anc性能。
81.应当注意，分别对测量信号或测量信号的功率的评估也能够用于确定音频系统的其他特性。例如，如果anc由于如生产期间的制造误差的某些原因而不能正确工作，则测量信号能够特别是在时刻t5与t6之间具有不同的形状。例如，信号形状可以不具有如图5的中间信号所示的曲线形式，但是可以示出随着增益因子的增加而增加的信号功率。在这种情况下，功率信号的最小值可以在时刻t5处。因此，如果在确定最小功率期间检测到这种行为，则这可被视为系统错误和/或故障的指示。换句话说，可以基于测量信号中的最小功率的确定来检测系统错误和/或故障。
82.现在参照图7，示出了不同处理阶段后的测量信号的信号图。例如，标记为a)的顶部信号表示从测试麦克风接收的未过滤的测量信号。标记为b)的中间信号表示在经过如结
合图6所解释的带通滤波之后的经处理的测量信号。标记为c)的底部信号表示在经过绝对值确定和平滑之后的经处理的信号。
83.现在参照图8，示出了调谐过程的另外的示例信号，其与图5的调谐过程类似，但表示具有两个独立扬声器和前馈麦克风的立体声播放设备的过程。顶部信号和底部信号与图5中的信号相对应，假设两个通道的增益设置相同。示出了耳道处的声学信号功率的两个中间信号被分为左通道信号l和右通道信号r。从这些信号能够看出，左通道信号在时刻tmin_l处具有最小功率，右通道功率信号在时刻tmin_r处具有其最小值。因此，为左通道确定第一增益，为右通道确定第二增益。
84.这两种不同的增益能够在音频系统或播放设备中如根据它们各自的最小功率所确定的来设置。然而，为了在两个通道处具有可比较的声学行为和响度，还可以设想所确定的调谐参数的偏差以实现更好的用户体验。另一个考虑可以是左通道和右通道的anc性能应该相似。处理不是这种情况的一个选择是调整较高性能通道的增益，使得其anc性能接近低性能通道的anc性能。在知道测量信号的期望形状或由此得到的其功率信号的情况下，本领域技术人员能够计算满足该条件的增益。
85.在上述各种实施方式中，通过调谐前馈滤波器的增益因子来举例说明待校准的参数的变化。然而，对于技术人员将显而易见的是，也能够校准任何其它参数，特别是与anc相关的参数，例如确定前馈滤波器的形状或响应的参数。
86.现在参照图9，呈现了支持噪声消除的音频系统的另一示例。在该示例实施方式中，系统由移动设备例如移动电话mp形成，该移动设备包括具有扬声器sp的播放设备、反馈麦克风fb_mic、前馈麦克风ff_mic和用于在操作期间执行anc的处理器proc。
87.在未示出的另外的实施方式中，例如如图1所示的头戴式耳机hp能够连接到移动电话mp，其中来自麦克风fb_mic、ff_mic的信号从头戴式耳机传输到移动电话mp，特别是移动电话的处理器proc，用于生成通过头戴式耳机的扬声器播放的音频信号。例如，根据头戴式耳机是否连接到移动电话，使用移动电话的内部组件即扬声器和麦克风或使用头戴式耳机的扬声器和麦克风来执行anc，从而在每种情况下使用滤波器参数的不同设置。
88.附图标记说明
89.hp
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头戴式耳机
90.sp
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扬声器
91.fb_mic
ꢀꢀꢀꢀ
反馈麦克风
92.ff_mic
ꢀꢀꢀꢀ
前馈麦克风
93.ec
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耳道
94.ed
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
耳膜
95.f
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
前馈滤波器函数
96.dfbm
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
驱动器到反馈的响应函数
97.de
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
驱动器到耳朵的响应函数
98.ae
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
环境到耳朵的响应函数
99.afbm
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
环境到反馈的响应函数
100.affm
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
环境到前馈的响应函数
101.ass
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
环境声源
102.adr
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
环境放大器
103.asp
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
环境扬声器
104.tst
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
测试声音
105.proc
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
处理器
106.ci
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
控制接口
107.mf
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
测量固定装置
108.ecm
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
耳道麦克风
109.micamp
ꢀꢀꢀꢀ
麦克风放大器
110.mes
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
测量信号
111.mp
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
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