一种基于EQ的降噪补偿设计方法及音频系统及耳机与流程

一种基于eq的降噪补偿设计方法及音频系统及耳机
技术领域
1.本发明涉及音频外设技术领域，尤其是指一种基于eq的降噪补偿设计方法及音频系统及耳机。


背景技术：

2.目前的耳机，其降噪一般是通过硬件补偿进行的，如图1所示，其一般通过麦克风采集耳机输出的音频信号并发送至降噪器，由降噪器根据失真的程度，对后续输出对应频率的音频进行降噪，从而让声音尽可能减少失真。
3.然而，这种降噪方式具有以下不足：其需要专门的滤波器作为补偿降噪使用，由于降噪耳机内部的滤波器本身资源就紧张，因此该降噪功能无疑导致额外部件和资源的占据；此外，硬件滤波器的使用也会增加耳机的功耗，使得耳机续航降低。


技术实现要素：

4.本发明针对现有技术的问题提供一种基于eq的降噪补偿设计方法及音频系统及耳机，能够在不额外使用滤波器的前提下，实现降噪补偿。
5.为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
6.本发明提供的一种基于eq的降噪补偿设计方法，包括以下步骤：
7.a.量测原始音频的音频曲线a；
8.b.量测打开降噪功能后的音频的降噪曲线b；
9.c.通过音频曲线a与降噪曲线b计算出音损曲线c；
10.d.根据音损曲线c设计软件eq滤波器；
11.e.把软件eq滤波器设置在耳机的音频系统中。
12.进一步的，在步骤a前，还包括：a'.确定主动降噪所使用的硬件滤波器。
13.进一步的，还包括：增加程序增益控制器，通过程序增益控制器对音频输入和补偿进行控制以避免失真。
14.进一步的，在步骤d中，eq滤波器采用peak的iir型滤波器进行设计。
15.进一步的，在步骤e中，软件eq滤波器与音频系统中的硬件滤波器彼此互不干涉。
16.进一步的，在步骤c中，音损曲线c＝a-b。
17.本发明还提供了一种用于耳机的音频系统，包括收音模块、软件eq滤波器、硬件滤波器、音频输出模块和拾音模块，所述收音模块经所述eq滤波器信号连接所述音频输出模块，所述拾音模块用于拾取所述音频输出模块所输出的音频信号，所述硬件滤波器用于根据所述拾音模块所拾取的音频信号对所述音频输出模块进行信号补偿；
18.所述软件eq滤波器由上述的降噪补偿方法设计而成。
19.进一步的，还包括程序增益控制器，所述程序增益控制器用于所述软件eq滤波器和所述音频输出模块进行控制以避免失真。
20.本发明还提供了一种耳机，包括上述的音频系统。
21.本发明的有益效果：本发明通过设计软件eq滤波器，即通过软件判断失真效果并进行补偿，从而减少了对于硬件滤波器的资源使用，且不会增加功耗。
附图说明
22.图1为现有技术中耳机内部的结构框图。
23.图2为实施例1的流程图。
24.图3为实施例2的结构框图。
25.图4为音频曲线a和降噪曲线b的示意图。
26.图5为图4状态下音损曲线c的示意图。
具体实施方式
27.为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例与附图对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。以下结合附图对本发明进行详细的描述。
28.实施例1
29.结合图2、图4和图5所示，本实施例提供了一种基于eq的降噪补偿设计方法，包括以下步骤：
30.a.量测原始音频的音频曲线a；
31.b.量测打开降噪功能后的音频的降噪曲线b；
32.c.通过音频曲线a与降噪曲线b计算出音损曲线c；
33.d.根据音损曲线c设计软件eq滤波器；
34.e.把软件eq滤波器设置在耳机的音频系统中。
35.即本发明相较于现有技术，采用软件eq实现降噪，即通过测算耳机音频曲线a与降噪曲线b后，通过两者确定主动降噪器本身的降噪效果，然后即可对比该耳机降噪前后而得到音损曲线c，该音损曲线c可由c＝b-a而直接获得；根据该音损曲线c进行软件eq滤波器的设计并设置到音频系统中，通过该软件eq滤波器进行补偿滤波器的替代，以达到减少作为降噪使用的滤波器数量的效果，有利于减少功耗。
36.此外，在头戴式主动降噪耳机或入耳式主动降噪耳机或小封闭的环境空间，进行主动降噪后会对原音质有低频段的损失，而采用本方法所设计的软件eq滤波器，则能够有效避免上述的情况发生。
37.在本实施例中，在步骤a前，还包括：a'.确定主动降噪所使用的硬件滤波器。即该软件eq滤波器是基于音频系统中的主动降噪用的硬件滤波器所涉及的，因此需要先确定该硬件滤波器以后方可进行软件eq滤波器的设计；而当更换了硬件滤波器以后，即该软件eq滤波器就需要根据上述的步骤a-d进行重新设计。
38.在本实施例中，本发明还包括：增加程序增益控制器，通过程序增益控制器对音频输入和补偿进行控制以避免失真。即由于音频系统的内部数字处理位宽限制，往往会导致因位宽不够而导致的音频失真，因此本发明为避免这种现象，可以在整个音频的系统中增加模拟的程序增益控制器，以避免因补偿过高或者音频输入信号过大导致的失真。
39.在本实施例中，在步骤d中，eq滤波器采用peak的iir型滤波器进行设计。该设计方式为一种通用的基础理论设计方法，在大学数学信号处理等相关课程中均有介绍，因此属
于本领域技术人员可毫无疑义获知的技术方案，在此不再赘述其具体步骤。
40.本发明虽然采用了上述基础设计，但是该方式于现有技术中并未用于进行耳机降噪用的软件eq滤波器设计，因此具有创造性。
41.在本实施例中，在步骤e中，软件eq滤波器与音频系统中的硬件滤波器彼此互不干涉。即软件eq滤波器用于对音频系统所接收到的音频信号进行一次降噪后进行输出，再由音频系统的麦克风接收其输出音频并由硬件滤波器进行二次降噪，两个滤波器彼此互不干涉，从而降低了硬件滤波器的功耗，达到了省电效果。
42.实施例2
43.如图3所示，本实施例提供了一种用于耳机的音频系统，包括收音模块、软件eq滤波器、硬件滤波器、音频输出模块和拾音模块，所述收音模块经所述eq滤波器信号连接所述音频输出模块，所述拾音模块用于拾取所述音频输出模块所输出的音频信号，所述硬件滤波器用于根据所述拾音模块所拾取的音频信号对所述音频输出模块进行信号补偿；
44.所述软件eq滤波器由实施例1所述的降噪补偿方法设计而成。
45.即音频系统具有上述结构构成，其与普通的降噪音频系统不同之处在于：本发明的硬件降噪器仅进行二次降噪使用，对于音频信号刚输入时的一次降噪，则是由软件eq滤波器进行，此方式达到了减少硬件降噪器的功耗，且减少了对于补偿降噪器的设置，从而节省了资源和能耗。
46.在本实施例中，本音频系统还包括程序增益控制器，所述程序增益控制器用于所述软件eq滤波器和所述音频输出模块进行控制以避免失真。由于本音频系统的内部数字处理位宽限制，往往会导致因位宽不够而导致的音频失真，因此本发明为避免这种现象，可以在整个音频的系统中增加模拟的程序增益控制器，以避免因补偿过高或者音频输入信号过大导致的失真。
47.实施例3
48.本实施例提供了一种耳机，包括上述的音频系统，其具有以下优势：
49.1)解决不使用硬件滤波器，降低音乐补偿系统对硬件资源的占用，降低系统整体功耗；
50.2)利用eq进行补偿的设计方法简单，而且可以在降噪设计的后期阶段进行，对整个系统的计设进程较方便；
51.3)这种设计的简易便捷性，在音频设计上有很大的好处。因为音频设计，往往会存在客观数据与主观听感的差异性，这主要是由人工耳差异性导致，这个时候，由于eq的方式修改方便，在客观数据没问题的情况下，若需要根据主观进行微调，就非常的便捷，这也是其它的方式无法达成的。
52.以上所述，仅是本发明较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明以较佳实施例公开如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当利用上述揭示的技术内容作出些许变更或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明技术是指对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。