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降噪方法、装置、耳机设备及存储介质与流程

2022-08-11 08:31:21 来源:中国专利 TAG:


1.本发明涉及耳机技术领域,尤其涉及一种降噪方法、装置、耳机设备及存储介质。


背景技术:

2.目前,随着科学技术的发展,人民生活水平的提高,带有主动降噪(anc)功能的耳机渐渐进入了人们的生活中。主动噪声消除的最基本原理是根据波形相消。耳机扬声器发射与噪声信号相反相位的波形来抵消噪声信号的影响进而达到降噪的效果。前馈降噪是主动降噪的一种,通过前馈麦克风(ff anc mic)接收来自外部的噪声,通过耳机内部芯片识别噪声信号的相位和幅度,然在通过内部电路将等幅反向的噪声信息传递给耳机扬声器(spk),然后通过耳机扬声器(spk)发射反向声波抵消外部环境的噪音,进而达到降噪的效果。
3.但是,实际上前馈麦克风录制到的音频和人耳鼓膜处接受到的噪声信号大小却有较大的误差。因为外部的噪声是先到达的是耳机的壳体外部,然后再经穿过耳机的整机,最后经过人的耳道到达人耳鼓膜,期间噪声的传播必定会有一定的损失。这会使得前馈麦克风录制的噪声信号大小≠扬声器反向抵消信号大小≠人耳实际接收到的噪声信号大小,进而使得反向抵消信号无法完全抵消外部噪声,如果抵消信号过大,甚至会产生负降噪的效果,十分影响降噪耳机的使用体验。


技术实现要素:

4.本发明的主要目的在于提供一种降噪方法、装置、耳机设备及存储介质,旨在解决前馈降噪通过对前馈麦克风拾取的噪声信号进行等幅反向处理再播放,无法完全抵消外部噪声,影响降噪耳机的使用体验的技术问题。
5.为实现上述目的,本发明提供一种降噪方法,降噪方法应用于耳机设备,降噪方法包括:
6.通过所述耳机设备中的前馈麦克风获取环境噪声信号;
7.获取第一衰减系数和第二衰减系数,其中,所述第一衰减系数表征噪声信号从所述前馈麦克风位置传递至用户耳膜位置时的衰减量,所述第二衰减系数表征噪声信号从所述耳机设备的扬声器位置传递至用户耳膜位置时的衰减量;
8.对所述环境噪声信号进行目标处理得到用于抵消环境噪声的消噪信号,并采用所述扬声器播放所述消噪信号,其中,所述目标处理包括反相位处理、采用所述第一衰减系数进行的衰减处理以及采用所述第二衰减系数进行的补偿处理。
9.可选地,获取第二衰减系数的步骤包括:
10.通过所述扬声器采用超声波测距得到所述扬声器到用户耳膜处的距离,作为用户耳道长度;
11.从与各种耳道长度对应预设的第三衰减系数中获取所述用户耳道长度对应的衰减系数作为所述第二衰减系数,其中,所述第三衰减系数表征噪声信号从所述扬声器位置
开始传递并经过对应耳道长度的距离后的衰减量。
12.可选地,获取第二衰减系数的步骤之前,还包括:
13.当检测到所述耳机设备佩戴于测试耳时,通过所述扬声器采用超声波测距得到所述扬声器到所述测试耳耳膜处的距离,作为第一测试耳道长度;
14.采用所述扬声器播放测试噪声信号,并获取所述测试耳耳膜处设置的麦克风拾取到的衰减噪声信号;
15.根据所述测试噪声信号和所述衰减噪声信号计算得到所述第一测试耳道长度对应的所述第三衰减系数,将所述第一测试耳道长度与所述第三衰减系数绑定存储在所述耳机设备中。
16.可选地,所述通过所述扬声器采用超声波测距得到所述扬声器到用户耳膜处的距离,作为用户耳道长度的步骤包括:
17.通过所述扬声器发射超声波信号并通过所述耳机设备中在所述扬声器位置设置的接收麦克风接收回射的所述超声波信号;
18.根据所述超声波信号的发射时间和接收时间计算所述扬声器到用户耳膜的距离,作为用户耳道长度。
19.可选地,获取第一衰减系数的步骤包括:
20.从与各种耳道长度对应预设的第四衰减系数中获取所述用户耳道长度对应的衰减系数作为所述第一衰减系数,其中,所述第四衰减系数表征噪声信号从所述前馈麦克风位置开始传递并经过对应耳道长度的距离后的衰减量。
21.可选地,所述获取第一衰减系数的步骤之前,还包括:
22.当检测到所述耳机设备佩戴于测试耳时,通过所述扬声器采用超声波测距得到所述扬声器到所述测试耳耳膜处的距离,作为第二测试耳道长度;
23.通过所述前馈麦克风获取第一环噪信号,并获取所述测试耳耳膜处设置的麦克风拾取到的第二环噪信号;
24.根据所述第一环噪信号和所述第二环噪信号计算得到所述第二测试耳道长度对应的所述第四衰减系数,将所述第二测试耳道长度与所述第四衰减系数绑定存储在所述耳机设备中。
25.可选地,所述对所述环境噪声信号进行目标处理得到用于抵消环境噪声的消噪信号的步骤包括:
26.采用所述第一衰减系数对所述环境噪声信号进行衰减处理得到第一处理信号;
27.采用所述第二衰减系数对所述第一处理信号进行补偿处理得到第二处理信号;
28.对所述第二处理信号进行反相位处理得到用于抵消环境噪声的消噪信号。
29.为实现上述目的,本发明还提供一种降噪装置,降噪装置部署于耳机设备,降噪装置包括:
30.第一获取模块,用于通过所述耳机设备中的前馈麦克风获取环境噪声信号;
31.第二获取模块,用于获取第一衰减系数和第二衰减系数,其中,所述第一衰减系数表征噪声信号从所述前馈麦克风位置传递至用户耳膜位置时的衰减量,所述第二衰减系数表征噪声信号从所述耳机设备的扬声器位置传递至用户耳膜位置时的衰减量;
32.降噪模块,用于对所述环境噪声信号进行目标处理得到用于抵消环境噪声的消噪
信号,并采用所述扬声器播放所述消噪信号,其中,所述目标处理包括反相位处理、采用所述第一衰减系数进行的衰减处理以及采用所述第二衰减系数进行的补偿处理。
33.为实现上述目的,本发明还提供一种耳机设备,耳机设备包括:存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的降噪程序,降噪程序被处理器执行时实现如上的降噪方法的步骤。
34.此外,为实现上述目的,本发明还提出一种计算机可读存储介质,计算机可读存储介质上存储有降噪程序,降噪程序被处理器执行时实现如上的降噪方法的步骤。
35.本发明中,通过耳机设备的前馈麦克风获取环境噪声信号,获取第一衰减系数和第二衰减系数,第一衰减系数表征噪声信号从前馈麦克风位置传递至用户耳膜位置时的衰减量,第二衰减系数表征噪声信号从耳机设备的扬声器位置传递至用户耳膜位置时的衰减量;对环境噪声信号进行目标处理得到用于抵消环境噪声的消噪信号,并采用扬声器播放所述消噪信号,其中,目标处理包括反相位处理、采用第一衰减系数进行的衰减处理以及采用第二衰减系数进行的补偿处理。本发明通过采用第一衰减系数和第二衰减系数来对前馈麦克风获取的环境噪声信号进行对应的衰减处理和补偿处理,使得最终达到用户耳膜处的消噪信号能够更多地抵消用户耳膜处的噪声信号,从而提高主动降噪的效果,提高降噪耳机的使用体验。
附图说明
36.图1为本发明降噪方法第一实施例的流程示意图;
37.图2为本发明降噪装置较佳实施例的功能模块示意图。
38.本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例,参照附图做进一步说明。
具体实施方式
39.应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
40.参照图1,图1为本发明降噪方法第一实施例的流程示意图。
41.本发明实施例提供了降噪方法的实施例,需要说明的是,虽然在流程图中示出了逻辑顺序,但是在某些情况下,可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。本发明实施例降噪方法应用于耳机设备,当耳机设备包括两只耳机时,降噪方法可应用于其中任意一只耳机。本实施例中,降噪方法包括:
42.步骤s10,通过所述耳机设备中的前馈麦克风获取环境噪声信号;
43.耳机设备中设置前馈麦克风,前馈麦克风的设置位置可参照常规耳机设备中前馈麦克风的设置位置。耳机设备在开启主动降噪模式时,可以通过耳机设备中的前馈麦克风获取声音信号,该声音信号可认为是外界环境的噪声信号,故以下称为环境噪声信号。
44.步骤s20,获取第一衰减系数和第二衰减系数,其中,所述第一衰减系数表征噪声信号从所述前馈麦克风位置传递至用户耳膜位置时的衰减量,所述第二衰减系数表征噪声信号从所述耳机设备的扬声器位置传递至用户耳膜位置时的衰减量;
45.耳机设备可以获取两个衰减系数,用于对环境噪声信号进行修正,以下称为第一衰减系数和第二衰减系数以示区分。第一衰减系数可以是能够表征噪声信号从前馈麦克风位置传递至用户耳膜位置时的衰减量的系数,该系数可以是比例,也可以是能量值或幅值,
具体可以根据需要设置,在此并不做限制。需要说明的是,噪声信号从前馈麦克风位置传递至用户耳膜具体是指该噪声信号对应的噪声依靠传播介质进行的传递,而非耳机设备内部电路中的信号传递,该噪声从一处传递至另一处,那么该噪声的能量会存在一定的衰减,可以通过对该噪声进行拾取得到噪声信号,对噪声信号的能量或幅值的分析来量化这种衰减。
46.在具体实施方式中,第一衰减系数可以是由技术人员在实验室测试得到,在耳机设备生产时写入耳机设备芯片中,耳机设备在需要使用时从本机获取;或者,第一衰减系数也可以是由技术人员在实验室测试得到后上传服务器,由耳机设备在需要使用时从服务器获取;或者,也可以是由耳机设备在测试环境中基于测试得到的数据计算得到第一衰减系数并存储在本机,在需要使用时从本机获取;或者,在其他实施方式中,耳机设备还可以通过其他方式获取第一衰减系数,具体在本实施例中并不限制。
47.在一实施方式中,当第一衰减系数是由技术人员在实验室测试得到时,测试方法具体可以是:将耳机设备佩戴于测试耳,测试耳是仿真耳,在测试耳的耳膜处设置有麦克风;通过耳机设备中的扬声器采用超声波测距方法测得扬声器到测试耳耳膜处的距离,将该距离作为测试耳的耳道长度输出;获取耳机设备中的前馈麦克风拾取噪声信号,获取测试耳耳膜处设置的麦克风拾取到的噪声信号,根据两个噪声信号可以计算得到一个衰减系数,将该衰减系数输出;将输出的测试耳的耳道长度与衰减系数进行记录,并可以预置在耳机设备中;通过更换不同的测试耳或调整耳机设备佩戴于测试耳的深度,可以测得不同耳道长度对应的第四衰减系数。
48.第二衰减系数可以是能够表征噪声信号从耳机设备的扬声器位置传递至用户耳膜位置时的衰减量的系数,该系数同第一衰减系数一样,可以是比例,也可以是能量值或幅值,具体可以根据需要设置,在此并不做限制。需要说明的是,噪声信号从耳机设备的扬声器位置传递至用户耳膜位置具体也是指噪声依靠传播介质进行的传递。
49.在具体实施方式中,第二衰减系数同第一衰减系数一样,有多种获取方式,具体可以参照第一衰减系数的获取方式,在此不做赘述。
50.在一实施方式中,当第二衰减系数是由技术人员在实验室测试得到时,测试方法具体可以是:将耳机设备佩戴于测试耳,测试耳是仿真耳,在测试耳的耳膜处设置有麦克风;通过耳机设备中的扬声器采用超声波测距方法测得扬声器到测试耳耳膜处的距离,将该距离作为测试耳的耳道长度输出;控制耳机设备中的扬声器播放一段噪声信号,获取测试耳耳膜处设置的麦克风拾取到的噪声信号,根据两个噪声信号可以计算得到一个衰减系数,将该衰减系数输出;将输出的测试耳的耳道长度与衰减系数进行记录,并可以预置在耳机设备中;通过更换不同的测试耳或调整耳机设备佩戴于测试耳的深度,可以测得不同耳道长度对应的第三衰减系数。
51.步骤s30,对所述环境噪声信号进行目标处理得到用于抵消环境噪声的消噪信号,并采用所述扬声器播放所述消噪信号,其中,所述目标处理包括反相位处理、采用所述第一衰减系数进行的衰减处理以及采用所述第二衰减系数进行的补偿处理。
52.在获取到环境噪声信号、第一衰减系数和第二衰减系数后,耳机设备可以对环境噪声信号进行衰减处理、补偿处理和反相位处理,其中,衰减处理是采用第一衰减系数来进行处理,补偿处理是采用第二衰减系数来处理。三种处理操作的顺序可以任意颠倒,在本实
施例中并不做限制。例如,在一实施方式中,可以先采用第一衰减系数对环境噪声信号进行衰减处理,再对处理后的信号进行反相位处理,再对反相位处理后的信号采用第二衰减系数来进行补偿处理。又如,在一实施方式中,可以先对环境噪声信号进行反相位处理,再对反相位处理后的信号采用第一衰减系数进行衰减处理,再对衰减处理后的信号采用第二衰减系数进行补偿处理。还有其他的实施方式在此不做赘述。
53.在具体实施方式中,根据第一衰减系数的数据形式不同,进行衰减处理的具体操作也不同,但是可以理解的是采用第一衰减系数对信号进行衰减处理,处理后的信号的能量或幅值是小于处理之前的信号的能量或幅值的。例如,在一实施方式中,当第一衰减系数是用户耳膜处的噪声信号的幅值除以前馈麦克风位置的噪声信号的幅值得到的比值(可以理解的是该比值小于1)时,可以将环境噪声信号的幅值乘以第一衰减系数,得到衰减处理后的环境噪声信号。
54.同理,在具体实施方式中,根据第二衰减系数的数据形式不同,进行补偿处理的具体操作也不同,但是可以理解的是,采用第二衰减系数对信号进行补偿处理,处理后的信号的能量或幅值是大于处理之前的信号的能量或幅值的。例如,在一实施方式中,当第二衰减系数是用户耳膜处的噪声信号的幅值除以扬声器位置的噪声信号的幅值得到的比值(可以理解的是该比值小于1)时,可以将环境噪声信号的幅值除以第二衰减系数,得到补偿处理后的环境噪声信号。
55.需要说明的是,采用第一衰减系数进行衰减处理,是为了模拟环境噪声信号从前馈麦克风位置传递到用户耳膜位置的衰减,采用第二衰减系数进行补偿处理,是为了模拟扬声器播放的噪声信号传递到用户耳膜位置的衰减,进行反相位处理是基于波形相消的原理,产生与原本信号相位相反的信号以能够与原本的信号相抵消。也即,采用第一衰减系数对环境噪声信号进行衰减处理后得到的是用户耳膜处的噪声信号,而如果直接对用户耳膜处的噪声信号进行反相位处理得到消噪信号再采用扬声器播放,那么经过扬声器到用户耳膜这一段的距离,实际到达用户耳膜处的消噪信号将会衰减到小于用户耳膜处的噪声信号的水平,从而无法完全抵消掉用户耳膜处的噪声信号,因此,采用第二衰减系数对扬声器要播放的信号先进行一个补偿,再输出,这样使得当播放的消噪信号到达用户耳膜位置时,正好衰减至与用户耳膜处的噪声信号水平相当,从而能够更多地将用户耳膜处的噪声信号抵消,达到更好的噪声消除效果。
56.在本实施例中,通过耳机设备的前馈麦克风获取环境噪声信号,获取第一衰减系数和第二衰减系数,第一衰减系数表征噪声信号从前馈麦克风位置传递至用户耳膜位置时的衰减量,第二衰减系数表征噪声信号从耳机设备的扬声器位置传递至用户耳膜位置时的衰减量;对环境噪声信号进行目标处理得到用于抵消环境噪声的消噪信号,并采用扬声器播放所述消噪信号,其中,目标处理包括反相位处理、采用第一衰减系数进行的衰减处理以及采用第二衰减系数进行的补偿处理。本实施例通过采用第一衰减系数和第二衰减系数来对前馈麦克风获取的环境噪声信号进行对应的衰减处理和补偿处理,使得最终达到用户耳膜处的消噪信号能够更多地抵消用户耳膜处的噪声信号,从而提高主动降噪的效果,提高降噪耳机的使用体验。
57.进一步地,在一实施方式中,所述步骤s30中对所述环境噪声信号进行目标处理得到用于抵消环境噪声的消噪信号的步骤包括:
58.步骤s301,采用所述第一衰减系数对所述环境噪声信号进行衰减处理得到第一处理信号;
59.步骤s302,采用所述第二衰减系数对所述第一处理信号进行补偿处理得到第二处理信号;
60.步骤s303,对所述第二处理信号进行反相位处理得到用于抵消环境噪声的消噪信号。
61.在本实施方式中,可以先采用第一衰减系数对环境噪声信号进行衰减处理,将处理之后的信号称为第一处理信号以示区分。再采用第二衰减系数对第一处理信号进行补偿处理,将处理之后的信号称为第二处理信号以示区分。再对第二处理信号进行反相位处理得到用于抵消环境噪声的消噪信号。
62.进一步地,基于上述第一实施例,提出本发明耳机降噪方法第二实施例,在本实施例中,所述步骤s20中获取第二衰减系数的步骤包括:
63.步骤s201,通过所述扬声器采用超声波测距得到所述扬声器到用户耳膜处的距离,作为用户耳道长度;
64.在本实施例中,考虑到每个人的耳道长度不同,噪声信号从扬声器位置传递到用户耳膜处的衰减量是不同的,提出通过超声波测距方式来测量用户耳道长度,进而根据用户耳道长度来选取合适的第二衰减系数,以提高针对当前用户所提供的降噪服务的降噪效果更佳,进一步提升降噪耳机的使用体验。
65.具体地,耳机设备中的扬声器可以采用带超声波收发功能的扬声器,通过超声波测距原理,测得从扬声器到用户耳膜处的距离,将该段距离作为用户耳道长度。
66.步骤s202,从与各种耳道长度对应预设的第三衰减系数中获取所述用户耳道长度对应的衰减系数作为所述第二衰减系数,其中,所述第三衰减系数表征噪声信号从所述扬声器位置开始传递并经过对应耳道长度的距离后的衰减量。
67.耳机设备中预先可以针对不同的耳道长度设置不同的衰减系数(以下称为第三衰减系数以示区别),且每个第三衰减系数表征的是噪声信号从扬声器位置开始传递并经过该第三衰减系数所对应的耳道长度的距离后的衰减量。在具体实施方式中,各种耳道长度的第三衰减系数可以是由技术人员在研发阶段在测试环境中测试得到并设置在耳机设备中的,也可以是由耳机设备在测试环境下基于测试数据计算得到并保存在耳机设备中的,在本实施例中并不做限制。可以理解的是,当耳机设备中设置越多不同耳道长度对应的第三衰减系数时,在具体应用场景中就越能够匹配得到与用户耳道长度对应的第三衰减系数,进而能够获得更好的降噪效果。
68.在一实施方式中,当预先没有设置与用户耳道长度对应的第三衰减系数时,耳机设备也可以从预设的各种耳道长度对应的第三衰减系数中,选取与该用户耳道长度最接近的一种耳道长度对应的第三衰减系数作为第二衰减系数。
69.进一步地,在一实施方式中,所述步骤s20中获取第二衰减系数的步骤之前,还包括:
70.步骤s40,当检测到所述耳机设备佩戴于测试耳时,通过所述扬声器采用超声波测距得到所述扬声器到所述测试耳耳膜处的距离,作为第一测试耳道长度;
71.在本实施例中,技术人员或用户可以将耳机设备放置于测试环境中,使得耳机设
备自动测试得到第三衰减系数并保存在耳机设备中,以供后续应用时调用。该测试环境具体可以是耳机设备佩戴于测试耳,测试耳与耳机设备通信连接的测试环境。其中,测试耳是仿真耳,在测试耳的耳膜处设置有麦克风。
72.耳机设备可以在检测到佩戴于测试耳时,通过耳机设备中的扬声器采用超声波测距方法测得扬声器到测试耳耳膜处的距离,将该距离作为测试耳的耳道长度(以下称为第一测试耳道长度)。测得第一测试耳道长度的具体实施方式可以参照上述测试用户耳道长度的具体实施方式,在此不做赘述。
73.在具体实施方式中,耳机设备可以根据用户触发的指令确定其已佩戴于测试耳中,也即,当用户将耳机设备放置于测试环境中时,可以通过触摸耳机的触摸按钮等交互方式触发开始测试的指令,以使得耳机设备在接收到该指令时开始进行测试。
74.步骤s50,采用所述扬声器播放测试噪声信号,并获取所述测试耳耳膜处设置的麦克风拾取到的衰减噪声信号;
75.耳机设备采用扬声器播放测试噪声信号,并获取测试耳耳膜处设置的麦克风拾取到的噪声信号(以下称为衰减噪声信号以示区分)。其中,测试噪声信号可以是预先根据需要设置的一段一定频率一定幅值的噪声信号。
76.步骤s60,根据所述测试噪声信号和所述衰减噪声信号计算得到所述第一测试耳道长度对应的所述第三衰减系数,将所述第一测试耳道长度与所述第三衰减系数绑定存储在所述耳机设备中。
77.可以理解的是,扬声器播放测试噪声信号,经过测试耳耳道的一段距离的传播,信号衰减了,测试耳耳膜处麦克风拾取的衰减噪声信号相比于测试噪声信号存在一定的衰减量,由于测试噪声信号和衰减噪声信号对于耳机设备而言是已知的,所以耳机设备可以通过两者信号对比计算得到一个衰减系数,该衰减系数表征了测试噪声信号从扬声器位置开始传递并经过第一测试耳道长度的距离后的衰减量,也即该衰减系数就是第一测试耳道长度对应的第三衰减系数。耳机设备可以将第一测试耳道长度与第三衰减系数绑定存储在耳机设备中,以当耳机设备测得用户耳道长度与该第一测试耳道长度相同时,调用该第一测试耳道长度对应的第三衰减系数作为第二衰减系数来对环境声音信号进行补偿处理。
78.进一步地,在一实施方式中,所述步骤s40包括:
79.步骤s401,通过所述扬声器发射超声波信号并通过所述耳机设备中在所述扬声器位置设置的接收麦克风接收回射的所述超声波信号;
80.在本实施方式中,可以通过耳机设备的扬声器发射超声波信号,并记录发射超声波信号的发射时间,再通过在该扬声器位置设置的接收麦克风接收经过用户耳膜返射的该超声波信号,并记录接收时间。
81.步骤s402,根据所述超声波信号的发射时间和接收时间计算所述扬声器到用户耳膜的距离,作为用户耳道长度。
82.根据超声波信号的发射时间和接收时间,耳机设备可以计算得到扬声器到用户耳膜的距离,将该距离作为用户耳道长度。由于超声波信号的频率很高,根据λ=c/f(λ是波长,c是声速,f是声波的频率)可知,在声速一定的情况下,频率越高,声波的波长越短。因此超声波信号的波长很短,在耳机大小的尺度范围内,超声波信号的指向性很强,可以近似认为超声波信号是沿着直线传播的,通过超声波信号到达物体后反射回来到接收麦克风的接
收时间和角度,可以计算出前面障碍物的距离。
83.进一步地,基于上述第二实施例,提出本发明耳机降噪方法第三实施例,在本实施例中,所述步骤s10中获取第一衰减系数的步骤包括:
84.步骤s101,从与各种耳道长度对应预设的第四衰减系数中获取所述用户耳道长度对应的衰减系数作为所述第一衰减系数,其中,所述第四衰减系数表征噪声信号从所述前馈麦克风位置开始传递并经过对应耳道长度的距离后的衰减量。
85.在本实施例中,考虑到每个人的耳道长度不同,噪声信号从扬声器位置传递到用户耳膜处的衰减量是不同的,提出通过超声波测距方式来测量用户耳道长度,进而根据用户耳道长度来选取合适的第一衰减系数,以提高针对当前用户所提供的降噪服务的降噪效果更佳,进一步提升降噪耳机的使用体验。
86.耳机设备中预先可以针对不同的耳道长度设置不同的衰减系数(以下称为第四衰减系数以示区别),且每个第四衰减系数表征的是噪声信号从前馈麦克风位置开始传递并经过该第四衰减系数所对应的耳道长度的距离后的衰减量。在具体实施方式中,各种耳道长度的第四衰减系数可以是由技术人员在研发阶段在测试环境中测试得到并设置在耳机设备中的,也可以是由耳机设备在测试环境下基于测试数据计算得到并保存在耳机设备中的,在本实施例中并不做限制。可以理解的是,当耳机设备中设置越多不同耳道长度对应的第四衰减系数时,在具体应用场景中就越能够匹配得到与用户耳道长度对应的第四衰减系数,进而能够获得更好的降噪效果。
87.在一实施方式中,当预先没有设置与用户耳道长度对应的第四衰减系数时,耳机设备也可以从预设的各种耳道长度对应的第四衰减系数中,选取与该用户耳道长度最接近的一种耳道长度对应的第四衰减系数作为第一衰减系数。
88.进一步地,在一实施方式中,所述步骤s10中获取第一衰减系数的步骤之前,还包括:
89.步骤s70,当检测到所述耳机设备佩戴于测试耳时,通过所述扬声器采用超声波测距得到所述扬声器到所述测试耳耳膜处的距离,作为第二测试耳道长度;
90.在本实施例中,技术人员或用户可以将耳机设备放置于测试环境中,使得耳机设备自动测试得到第四衰减系数并保存在耳机设备中,以供后续应用时调用。该测试环境具体可以是耳机设备佩戴于测试耳,测试耳与耳机设备通信连接的测试环境。其中,测试耳是仿真耳,在测试耳的耳膜处设置有麦克风。
91.耳机设备可以在检测到佩戴于测试耳时,通过耳机设备中的扬声器采用超声波测距方法测得扬声器到测试耳耳膜处的距离,将该距离作为测试耳的耳道长度(以下称为第二测试耳道长度)。测得第二测试耳道长度的具体实施方式可以参照上述测试用户耳道长度的具体实施方式,在此不做赘述。
92.需要说明的是,当实施方式与上述第二实施例中步骤s40~s60的实施方式结合实施时,耳机设备可以仅测试一次测试耳道长度,那么第一测试耳道长度就是第二测试耳道长度。
93.步骤s80,通过所述前馈麦克风获取第一环噪信号,并获取所述测试耳耳膜处设置的麦克风拾取到的第二环噪信号;
94.耳机设备通过前馈麦克风获取噪声信号(以下称为第一环噪信号以示区分),获取
测试耳耳膜处设置的麦克风拾取到的噪声信号(以下称为第二环噪信号)。
95.步骤s90,根据所述第一环噪信号和所述第二环噪信号计算得到所述第二测试耳道长度对应的所述第四衰减系数,将所述第二测试耳道长度与所述第四衰减系数绑定存储在所述耳机设备中。
96.可以理解的是,耳机设备所处外界环境中的噪声信号在经过前馈麦克风位置,通过耳机设备壳体、用户耳道传递至用户耳膜处,信号衰减了,也即,第二环噪信号相比于第一环噪信号存在一定的衰减量,由于第一环噪信号和第二环噪信号对于耳机设备而言是已知的,所以耳机设备可以通过两者信号对比计算得到一个衰减系数,该衰减系数表征了噪声信号从前馈麦克风位置开始传递并经过第二测试耳道长度的距离后的衰减量,也即该衰减系数就是第二测试耳道长度对应的第四衰减系数。耳机设备可以将第二测试耳道长度与第四衰减系数绑定存储在耳机设备中,以当耳机设备测得用户耳道长度与该第二测试耳道长度相同时,调用该第二测试耳道长度对应的第四衰减系数作为第一衰减系数来对环境声音信号进行衰减处理。
97.此外,本发明实施例还提出一种降噪装置,降噪装置部署于耳机设备,参照图2,降噪装置包括:
98.第一获取模块10,用于通过所述耳机设备中的前馈麦克风获取环境噪声信号;
99.第二获取模块20,用于获取第一衰减系数和第二衰减系数,其中,所述第一衰减系数表征噪声信号从所述前馈麦克风位置传递至用户耳膜位置时的衰减量,所述第二衰减系数表征噪声信号从所述耳机设备的扬声器位置传递至用户耳膜位置时的衰减量;
100.降噪模块30,用于对所述环境噪声信号进行目标处理得到用于抵消环境噪声的消噪信号,并采用所述扬声器播放所述消噪信号,其中,所述目标处理包括反相位处理、采用所述第一衰减系数进行的衰减处理以及采用所述第二衰减系数进行的补偿处理。
101.进一步地,第二获取模块20还用于:
102.通过所述扬声器采用超声波测距得到所述扬声器到用户耳膜处的距离,作为用户耳道长度;
103.从与各种耳道长度对应预设的第三衰减系数中获取所述用户耳道长度对应的衰减系数作为所述第二衰减系数,其中,所述第三衰减系数表征噪声信号从所述扬声器位置开始传递并经过对应耳道长度的距离后的衰减量。
104.进一步地,降噪装置还包括:
105.第一测距模块,用于当检测到所述耳机设备佩戴于测试耳时,通过所述扬声器采用超声波测距得到所述扬声器到所述测试耳耳膜处的距离,作为第一测试耳道长度;
106.第三获取模块,用于采用所述扬声器播放测试噪声信号,并获取所述测试耳耳膜处设置的麦克风拾取到的衰减噪声信号;
107.第一计算模块,用于根据所述测试噪声信号和所述衰减噪声信号计算得到所述第一测试耳道长度对应的所述第三衰减系数,将所述第一测试耳道长度与所述第三衰减系数绑定存储在所述耳机设备中。
108.进一步地,所述测距模块还用于:
109.通过所述扬声器发射超声波信号并通过所述耳机设备中在所述扬声器位置设置的接收麦克风接收回射的所述超声波信号;
110.根据所述超声波信号的发射时间和接收时间计算所述扬声器到用户耳膜的距离,作为用户耳道长度。
111.进一步地,第二获取模块20还用于:
112.从与各种耳道长度对应预设的第四衰减系数中获取所述用户耳道长度对应的衰减系数作为所述第一衰减系数,其中,所述第四衰减系数表征噪声信号从所述前馈麦克风位置开始传递并经过对应耳道长度的距离后的衰减量。
113.进一步地,所述降噪装置还包括:
114.第二测距模块,用于当检测到所述耳机设备佩戴于测试耳时,通过所述扬声器采用超声波测距得到所述扬声器到所述测试耳耳膜处的距离,作为第二测试耳道长度;
115.第四获取模块,用于通过所述前馈麦克风获取第一环噪信号,并获取所述测试耳耳膜处设置的麦克风拾取到的第二环噪信号;
116.第二计算模块,用于根据所述第一环噪信号和所述第二环噪信号计算得到所述第二测试耳道长度对应的所述第四衰减系数,将所述第二测试耳道长度与所述第四衰减系数绑定存储在所述耳机设备中。
117.进一步地,所述降噪模块还用于:
118.采用所述第一衰减系数对所述环境噪声信号进行衰减处理得到第一处理信号;
119.采用所述第二衰减系数对所述第一处理信号进行补偿处理得到第二处理信号;
120.对所述第二处理信号进行反相位处理得到用于抵消环境噪声的消噪信号。
121.本发明降噪装置的具体实施方式的拓展内容与上述降噪方法各实施例基本相同,在此不做赘述。
122.本发明耳机设备包括结构壳体、通信模块、主控模块(例如微控制单元mcu)、扬声器、麦克风、存储器等组成。主控模块可包含微处理器、音频解码单元、电源及电源管理单元、系统所需的传感器和其他有源或无源器件等(可以根据实际功能进行更换、删减或增加),实现无线音频的接收与播放功能。耳机设备可以通过通信模块与用户终端建立通信连接。耳机的存储器中可以存储有降噪程序,微处理器可以用于调用存储器中存储的降噪程序,并执行以下操作:
123.通过所述耳机设备中的前馈麦克风获取环境噪声信号;
124.获取第一衰减系数和第二衰减系数,其中,所述第一衰减系数表征噪声信号从所述前馈麦克风位置传递至用户耳膜位置时的衰减量,所述第二衰减系数表征噪声信号从所述耳机设备的扬声器位置传递至用户耳膜位置时的衰减量;
125.对所述环境噪声信号进行目标处理得到用于抵消环境噪声的消噪信号,并采用所述扬声器播放所述消噪信号,其中,所述目标处理包括反相位处理、采用所述第一衰减系数进行的衰减处理以及采用所述第二衰减系数进行的补偿处理。
126.进一步地,获取第二衰减系数的操作包括:
127.通过所述扬声器采用超声波测距得到所述扬声器到用户耳膜处的距离,作为用户耳道长度;
128.从与各种耳道长度对应预设的第三衰减系数中获取所述用户耳道长度对应的衰减系数作为所述第二衰减系数,其中,所述第三衰减系数表征噪声信号从所述扬声器位置开始传递并经过对应耳道长度的距离后的衰减量。
129.进一步地,获取第二衰减系数的操作之前,微处理器还可以用于调用存储器中存储的降噪程序:
130.当检测到所述耳机设备佩戴于测试耳时,通过所述扬声器采用超声波测距得到所述扬声器到所述测试耳耳膜处的距离,作为第一测试耳道长度;
131.采用所述扬声器播放测试噪声信号,并获取所述测试耳耳膜处设置的麦克风拾取到的衰减噪声信号;
132.根据所述测试噪声信号和所述衰减噪声信号计算得到所述第一测试耳道长度对应的所述第三衰减系数,将所述第一测试耳道长度与所述第三衰减系数绑定存储在所述耳机设备中。
133.进一步地,所述通过所述扬声器采用超声波测距得到所述扬声器到用户耳膜处的距离,作为用户耳道长度的操作包括:
134.通过所述扬声器发射超声波信号并通过所述耳机设备中在所述扬声器位置设置的接收麦克风接收回射的所述超声波信号;
135.根据所述超声波信号的发射时间和接收时间计算所述扬声器到用户耳膜的距离,作为用户耳道长度。
136.进一步地,获取第一衰减系数的操作包括:
137.从与各种耳道长度对应预设的第四衰减系数中获取所述用户耳道长度对应的衰减系数作为所述第一衰减系数,其中,所述第四衰减系数表征噪声信号从所述前馈麦克风位置开始传递并经过对应耳道长度的距离后的衰减量。
138.进一步地,所述获取第一衰减系数的操作之前,微处理器还可以用于调用存储器中存储的降噪程序:
139.当检测到所述耳机设备佩戴于测试耳时,通过所述扬声器采用超声波测距得到所述扬声器到所述测试耳耳膜处的距离,作为第二测试耳道长度;
140.通过所述前馈麦克风获取第一环噪信号,并获取所述测试耳耳膜处设置的麦克风拾取到的第二环噪信号;
141.根据所述第一环噪信号和所述第二环噪信号计算得到所述第二测试耳道长度对应的所述第四衰减系数,将所述第二测试耳道长度与所述第四衰减系数绑定存储在所述耳机设备中。
142.进一步地,所述对所述环境噪声信号进行目标处理得到用于抵消环境噪声的消噪信号的操作包括:
143.采用所述第一衰减系数对所述环境噪声信号进行衰减处理得到第一处理信号;
144.采用所述第二衰减系数对所述第一处理信号进行补偿处理得到第二处理信号;
145.对所述第二处理信号进行反相位处理得到用于抵消环境噪声的消噪信号。
146.本发明耳机设备和计算机可读存储介质的各实施例,均可参照本发明降噪方法各个实施例,此处不再赘述。
147.需要说明的是,在本文中,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个
……”
限定的要素,并不排除在包括该
要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。
148.上述本发明实施例序号仅仅为了描述,不代表实施例的优劣。
149.通过以上的实施方式的描述,本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现,当然也可以通过硬件,但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解,本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献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(如rom/ram、磁碟、光盘)中,包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机,计算机,服务器,空调器,或者网络设备等)执行本发明各个实施例的方法。
150.以上仅为本发明的优选实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。
再多了解一些

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