CN107666637A - 自调式主动噪声消除方法、***及耳机装置 - Google Patents
自调式主动噪声消除方法、***及耳机装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN107666637A CN107666637A CN201610600624.6A CN201610600624A CN107666637A CN 107666637 A CN107666637 A CN 107666637A CN 201610600624 A CN201610600624 A CN 201610600624A CN 107666637 A CN107666637 A CN 107666637A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- self
- active noise
- signal
- adjustable active
- headphone device
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
- H04R3/00—Circuits for transducers, loudspeakers or microphones
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
- H04R2410/00—Microphones
- H04R2410/05—Noise reduction with a separate noise microphone
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Soundproofing, Sound Blocking, And Sound Damping (AREA)
- Headphones And Earphones (AREA)
- Circuit For Audible Band Transducer (AREA)
Abstract
一种自调式主动噪声消除方法、***及耳机装置,耳机装置设置于一量测治具上,量测治具用以接收耳机装置输出的音频,能仿真人耳听到的声音,自调式主动噪声消除***自耳机装置内麦克风取得环境噪声信号,***产生的信号即用以抵消环境噪声信号的反向噪声信号,用以压抑自扬声单元持续接收的环境噪声信号,之后输出的混音信号可定义为误差信号,在一调校模式下,自量测治具接收的误差信号可用以更新自调式主动噪声消除参数,当误差信号低于一默认门槛时,调校处理结束,最后参数可存储作为用户模式的耳机装置的默认值。
Description
技术领域
本发明涉及一种提供降噪耳机的降噪参数的技术,特别涉及一种通过环境噪声模拟与误差调校的自调式主动噪声消除方法与***,以及使用***所产生的降噪参数的耳机装置。
背景技术
常见具有主动式噪声控制(Active Noise Control,ANC)的降噪耳机的运作原理是在耳机上制作一个接收外部噪声的收音单元,内部信号处理***能够配合软件与硬件的处理,产生破坏外部噪声信号(振幅与频率)的信号,例如产生与噪声振幅与频率相同但相位相反的信号,使得在降噪耳机内抵消外部噪声,达到消除噪声的效果。
应用在主动式降噪耳机内的主动式噪声控制***一般分为前馈式控制(feedforward control)以及反馈式控制(feedback control)两种架构,其中反馈式控制架构有稳定性的问题,因此在量产过程中需花很多的时间来选择电子料件以及调整控制器的增益;而前馈式控制架构虽无稳定性的问题,但仍旧需花时间调教来达到预期的效能,降噪效果也不如反馈式架构佳。
曾有现有技术为了兼顾前馈式控制以及反馈式控制两种架构的优点,提出混合型式的架构,虽可得到较佳的降噪效果,但因为每组耳机需四颗麦克风,相对增加控制电路的复杂度,电路设计与电子料件的使用都会使得整体成本升高。
图1显示现有技术中主动降噪耳机的架构示意图,示意图显示有一耳机罩100罩住人耳10的示意图,耳机装置内外各有一个麦克风,并包括在耳机罩100内的耳机内扬声器103,其中耳罩内麦克风105为接收误差信号(error)的麦克风,耳罩外麦克风107则是接收参考信号(reference)的麦克风。
应用此主动降噪技术的架构,耳机装置以耳罩外麦克风107接收参考信号,再以耳罩内麦克风105接收耳机罩100内的噪声(误差信号),误差信号回馈至数字信号处理器(DSP)101,数字信号处理器101能自动调适数字滤波器(如一种数字有限脉冲响应滤波器,digital FIR Filter)的参数,目的是将传到人耳10的噪声抑制到最小。
发明内容
本发明提出一种提供噪声调校参数的自调式主动噪声消除方法、***及耳机装置,相关***根据环境噪声仿真以及通过误差收音装置得到的误差调校信号,在耳机出厂时已经记录对应此耳机装置的噪声调校参数,使得此具有主动降噪功能的耳机装置能够在不增加过多料件成本的情况下仍能兼顾前馈式控制以及反馈式控制两种架构的优点。
根据自调式主动噪声消除方法的实施例,优选地,所提出的自调式主动噪声消除***可自耳机装置取得由扬声器仿真产生的环境噪声信号,形成一参考信号,接着***执行主动降噪滤波处理,采用一组自调式主动噪声消除参数,以参考信号经滤波后产生滤波后信号,并输出滤波后信号至耳机装置,由耳机装置输出滤波后信号,可以抵消环境噪声信号,形成的残值由一音频量测单元接收,作为自调式主动噪声消除***评估降噪效能的误差信号。
具体地,根据一实施例,当自调式主动噪声消除******评估误差信号时,判断误差信号是否低于一门槛,若误差信号高于或等于门槛,执行一适应式算法更新自调式主动噪声消除参数,用以调整主动降噪滤波处理中滤波器参数,并重复以上所述流程后,持续更新自调式主动噪声消除参数,直到误差信号低于门槛时,即决定自调式主动噪声消除参数,存储后形成受测的耳机装置出厂时的自调式主动噪声消除参数。
进一步地,所述的环境噪声信号是由一仿真环境噪声的扬声器所播出,再由耳机装置的一收音单元接收,形成参考信号。而所述的适应式算法是采用一正规化最小均方演算。
具体地,自调式主动噪声消除方法适用耳机装置,自调式主动噪声消除参数存储于耳机装置的一内存中,成为耳机装置的出厂值。
优选地,实施例所记载的自调式主动噪声消除***主要组件有一输出入单元,用以接收自耳机装置取得的环境噪声信号,形成参考信号,还用以输出滤波后信号至耳机装置,以及接收自一音频量测单元产生的误差信号;***包括一滤波单元,采用一滤波方程式,以一组自调式主动噪声消除参数执行滤波,产生滤波后信号;***包括一适应式演算单元,可对误差信号演算取得滤波方程式的是数,决定自调式主动噪声消除参数;***包括一储存单元,是用以存储该组自调式主动噪声消除参数。
进一步地,所述的输出入单元包括一收音接口单元,参考信号是经一信号线接入收音接口单元,而所述的输出入单元包括一线路接入接口,自调式主动噪声消除***是通过线路接入接口接收误差信号。
进一步地,在自调式主动噪声消除***的设置中,外部装置包括有仿真环境噪声的音频量测单元,此可为一模拟人耳的人工耳量测***,用以接收耳机装置输出的音频。
进一步地,自调式主动噪声消除***通过评估误差信号判断***的降噪效能,通过一门槛评估误差信号是否达到要求,重复产生自调式主动噪声消除参数直到误差信号达到要求,存储对应的自调式主动噪声消除参数作为耳机装置出厂值。
优选地,耳机装置则是包括有储存单元,还包括一数字信号处理器、一收音单元以及一扬声单元;其中收音单元用以取得外部环境噪声,数字信号处理器以一主动噪声控制滤波方程式引入储存单元中的自调式主动噪声消除参数,用以产生抵消外部环境噪声的反向噪声信号。
进一步地,还包括一数字信号处理器、一收音单元以及一扬声单元;其中收音单元用以取得外部环境噪声,数字信号处理器以一主动噪声控制滤波方程式引入储存单元中的自调式主动噪声消除参数,产生抵消外部环境噪声的反向噪声信号。
为了能更进一步了解本发明为达成既定目的所采取的技术、方法及功效,请参阅以下有关本发明的详细说明、图式,相信本发明的目的、特征与特点,当可由此得以深入且具体的了解,然而所附图式仅提供参考与说明用,并非用来对本发明加以限制者。
附图说明
图1显示现有技术中主动降噪耳机的架构示意图;
图2A显示本发明自调式主动噪声消除***的架构实施例示意图;
图2B显示实现本发明自调式主动噪声消除***的转移函数实施例图;
图3示意描述取得自调式主动噪声消除***所产生的降噪参数的耳机装置;
图4显示本发明自调式主动噪声消除***的电路实施例框图;
图5显示本发明自调式主动噪声消除***的整体设置实施例图;
图6所示流程描述本发明自调式主动噪声消除方法的实施例流程。
具体实施方式
本发明关于一种提供降噪耳机的降噪参数的技术,说明书所记载实施例涉及通过环境噪声模拟与误差调校的自调式主动噪声消除方法与***,以及使用***所产生的降噪用的自调式主动噪声消除参数的耳机装置。且发明的目的之一是能让耳机装置出厂时已经记录对应此耳机装置的噪声调校参数,使得此具有主动降噪功能的耳机装置能够在不特别新增降噪麦克风组件的情况下仍兼顾前述前馈式控制(feedforward control)以及反馈式控制(feedback control)两种主动降噪电路架构的优点。
本说明书所提出的自调式主动噪声消除***的架构实施例可参考图2A所示的示意图,在此基本架构下,耳机装置20的主要组件包括数字信号处理器201、接收外部噪声的收音单元203与在耳机罩202内播放音响的扬声单元205,***另在量测治具22设有一音频收音单元207。
当自调式主动噪声消除***运行时,将耳机装置20架设于量测治具22上,包括将量测治具22中音频收音单元207以线路接入耳机装置20上的线路接入接口(line-in,未示于本示意图中)。数字信号处理器201即可取得由收音单元203接收到外部环境噪声,作为参考信号(reference signal),并进行模拟-数字转换后形成噪声信号;通过线路接入接口自音频收音单元207接收到通过量测治具22所量测到的误差信号(error signal),误差信号是提供***评估当下的降噪效能。数字信号处理器201执行主动噪声控制(Active NoiseControl,ANC),运算一适应式算法(例如一种正规化最小均方演算,Normalized LeastMean Square)决定自调式主动噪声消除参数,自调式主动噪声消除参数带入滤波方程式,参考信号以一滤波机制下的滤波方程式运算后得出经滤波后的信号(filtered referencesignal),产生一反向的噪声信号,再输出经扬声单元205播出。当耳机装置20内扬声单元205播出此反向噪声信号,能够抵消持续接收到的外部环境噪声,两者抵消后可以达到降噪的功效。如前述滤波方程式,一般而言,最常使用到的算法为以LMS为基础所推演出來的Filter-X LMS算法。
在此自调式主动噪声消除的机制下,扬声单元205输出经滤波产生的反向噪声信号,用以抵消持续接收到的环境噪声,两者抵消后产生的声音信号由量测治具22内的音频收音单元207接收,输出误差信号,以此误差信号判断是否已经低于一***设定的噪声门槛,若仍要继续演算,再由数字信号处理器201再次执行主动噪声控制,以适应演算决定再一自调式主动噪声消除参数,直到误差信号低于***设定的噪声门槛为止。
图2B显示实现本发明自调式主动噪声消除***的转移函数实施例图。
在此自调式主动噪声消除***运作中,将以环境噪声仿真单元仿真出环境噪声,成为输入自调式主动噪声消除***的参考信号x(n),在主要信号传播的路径(第一路径)上,参考信号x(n)经由耳机装置的壳体或耳罩(耳罩转移函数P)转移,耳罩转移函数P表示参考信号x(n)经此传播路径转变为噪声信号d(n)的空间响应,转移后形成***主要欲消除的噪声信号d(n)。
自调式主动噪声消除***的另一路径(第二路径)是,前述环境噪声形成参考信号x(n)经自动调适数字滤波器执行滤波(滤波器参数W),其中包括模拟数字转换、信号重建、功率调整等动作,自动调适数字滤波器引入一组滤波器参数W(即自调式主动噪声消除参数),产生滤波后信号y(n)。转移函数S用以估计此路径上的脉冲响应,为此第二路径的等效转移函数,转移函数S所估计的脉冲响应涵盖路径上预测所需的各种电子组件,包括图中未示的麦克风、前置放大器、前置低通滤波器、模拟数字转换器,以及/或扬声器输出声音时所需经过的各种电子组件等,如图中未示的数字模拟转换器、后置低通滤波器等。滤波后信号y(n)经转移函数S后形成在此路径上的主动降噪信号d’(n),这是一种反向噪声信号。
前述噪声信号d(n)与主动降噪信号d’(n)之间经误差演算211后取得的差异即为误差信号e(n),误差信号e(n)为残余噪声的估测值,也就是主动降噪机制产生而输出的反向噪声信号(如d’(n))与主要欲消除的噪声信号(如d(n))互相抵消后剩下的噪声,可作为评估***降噪效能的依据,并成为自调式主动噪声消除参数回馈209,产生的自调式主动噪声消除参数作为调整滤波器参数的依据,提供更新滤波器参数W。
运作中,反复以上转移运算,反复取得新的自调式主动噪声消除参数,持续更新滤波器参数W与取得误差信号e(n),直到达到***要求的较佳误差值与对应的自调式主动噪声消除参数,存储后作为受测耳机装置的默认滤波器参数W。
图3则是示意经本发明自调式主动噪声消除***优化所产生的降噪参数的耳机装置20,也就是***提供的具有自调式主动噪声消除参数的装置,耳机装置20在出厂前已经在其内存中存储自调式主动噪声消除***对此型号、类型或厂牌等采用相同电路组件或料材的耳机装置20产生的自调式主动噪声消除参数,耳机装置20戴上人耳30上,图中示意显示耳机罩202即罩上人耳30。
运作时,耳机装置20以一信号线321(对应一线路接入接口(line-in))连接外部音源32,线路接入接口如一接收音源的接口,可由外部音源32输入音频到耳机装置20。其中数字信号处理器201即引入前述取得的自调式主动噪声消除参数进行已经优化的降噪处理。过程中包括耳机装置20经收音单元203取得外部环境噪声,数字信号处理器201以主动噪声控制(ANC)滤波方程式引入储存单元中的自调式主动噪声消除参数,产生用以抵消外部环境噪声的反向噪声信号,能够提供主动降噪的功能。之后经扬声单元205输出反向噪声信号以抵消外部环境噪声,抵消后的声音信号(包括外部音源产生的声音信号)将输出至人耳30中。
前述自调式主动噪声消除***在如图2A与2B描述的调校模式(调校阶段)是可以一独立的电路***实现,此电路***产生实现耳机装置内降噪***的自调式主动噪声消除参数,实施例的一个如图4所示。
自调式主动噪声消除***40可实现为耳机装置内的降噪***,在调校模式下,即应用耳机内降噪电路***实现此一外部噪声消除***,其中功能可以由多个不同的电路单元实现。自调式主动噪声消除***40的对外连接接口包括收音接口单元402(MIC)、扬声接口单元401(SPEAKER)与线路接入接口单元403(Line-In),执行信号处理的主要电路组件为滤波单元407、模拟数字转换单元404、适应式演算单元405以及存储数据的储存单元406。
自调式主动噪声消除***40运作时,外部通过环境噪声仿真单元44产生仿真环境噪声,环境噪声由受测的耳机装置(未示于图中,可设置于音频量测单元42上)中接收外部噪声的麦克风所接收,经信号线接入自调式主动噪声消除***40,形成图标中传送到自调式主动噪声消除***40的参考信号412,参考信号412由自调式主动噪声消除***40的收音接口单元402输入***。
参考信号412经***内模拟数字转换单元404转换为数字信号后,再经滤波单元407(采用一组自调式主动噪声消除参数)运算滤波方程式产生的信号可经模拟数字转换单元404转换为模拟信号,形成的信号为用以抵消环境噪声的反向噪声信号,接着通过扬声接口单元401输出为滤波后信号411,并输入至待测耳机装置。
滤波后信号411为经***对参考信号412滤波的结果,其中采用一组默认或是先前处理产生的自调式主动噪声消除参数。滤波后信号411经输出至耳机装置后播出,可用以抵消环境噪声仿真单元44产生的环境噪声,与主要欲消除的噪声信号(如参考信号412)互相抵消后剩下的残值,由音频量测单元42接收,形成误差信号413,经线路接入接口单元403输入至自调式主动噪声消除***40。
值得一提的是,线路接入接口单元403为音源输入耳机装置的接口,在此调校模式中,误差信号413经由此线路接入接口单元403输入自调式主动噪声消除***40,经模拟数字转换单元404转换为数字信号后,数字误差信号经一适应式演算单元405运算一适应式算法,调整其中主动噪声控制滤波方程式的系数,形成一组自调式主动噪声消除参数。在一实施例中,通过调整自调式主动噪声消除参数使得误差信号的瞬间平方误差(Instantaneoussquared error)最小,而使用的方法的一个是使用梯度估计(Stochastic gradient)或者如上所述的最小均方法(Least Mean Square)调整适应性算法中的系数。
以上以适应式演算优化***的降噪效能时,可决定一组自调式主动噪声消除参数,自调式主动噪声消除参数带入滤波方程式,可以使得耳机装置产生的下一波参考信号以前述滤波方程式运算后得出经优化后的滤波后信号411,再输出经扬声接口单元401输出。
当经过前述更新后的自调式主动噪声消除参数执行滤波后形成的滤波后信号输出至耳机装置后,达到抵消环境噪声的效果,再次由音频量测单元42内部收音产生误差信号413,自调式主动噪声消除***40评估此误差信号413,若符合***设定的要求,相关的自调式主动噪声消除参数将存储于储存单元406。
在一实施例中,当自调式主动噪声消除***40接收误差信号413后,可以进行评估,例如以一门槛值评估误差信号413,判断是否为最佳或是已经达到要求的降噪效能,若通过误差信号413评估并未达到要求,将持续以上处理,运算更新自调式主动噪声消除参数,直到误差信号413的评估达到降噪的要求,其对应的自调式主动噪声消除参数将存储后适用相关受测的耳机装置。
音频量测单元42实施上为一个量测治具,实作一组模拟人耳的人工耳量测***(型号参考:ITU-P57type 2),一端有孔安置受测耳机装置的喇叭组件,经内部收音后,可以模拟信号输出误差信号。
图5接着显示本发明自调式主动噪声消除***的整体设置实施例图,其中所示的自调式主动噪声消除***50可以实现一具有主动降噪功能的耳机装置的电路***,可以一集成电路(IC)、电子电路或韧体实现。
在此自调式主动噪声消除***50的实施情境图中,显示有一组喇叭,持续播出仿真环境噪声的音讯,实现本发明自调式主动噪声消除***中的环境噪声仿真单元55,55’,有一双耳的待测耳机装置53,53’设置于一量测治具上,耳机装置53,53’本身设有接收外部声音信号(噪声)的收音单元531,531’,量测治具如一模拟人耳的人工耳量测***,实现本发明自调式主动噪声消除***中的音频量测单元51,51’,耳机装置53,53’的喇叭朝向音频量测单元51,51’的收音孔(本例为向下),让音频量测单元51,51’可以接收到耳机装置53,53’输出的音讯,包括接收到的环境噪声,以及经降噪处理后转换得到的抑制噪声的信号。音频量测单元51,51’再经输出接口输出误差信号511,512至自调式主动噪声消除***50。
在此设置中,自调式主动噪声消除***50所包括的输出入单元501如实现在耳机装置上的几种接口,如输出音频的扬声接口单元(如图4,401)、接收外部噪声信号的收音接口单元(如图4,402),以及接收外部音源输入音频(如音乐、语音)的线路接入接口单元(如图4,403)。输出入单元501通过线路接收自耳机装置53,53’取得的环境噪声信号,于自调式主动噪声消除***50内形成参考信号513。输出入单元501用以输出自调式主动噪声消除***50产生的滤波后信号514,形成足以抵消部分或全部噪声的反向噪声信号。输出入单元501并以线路接入接口接收自音频量测单元51,51’产生的误差信号。用户模式,也就是非调校阶段的模式,线路接入接口在耳机装置上为一接收音频的接口。
自调式主动噪声消除***50包括执行模拟数字信号转换的模拟数字转换单元503,包括将输入模拟音频转换为数字音频,以及将数字音频转换为输出的模拟音讯。
其中适应式演算单元507用以运算一适应式算法,运算如上述正规化最小均方演算(Normalized LMS),用以演算接收到的误差信号取得滤波方程式的系数,以决定自调式主动噪声消除参数。
滤波单元505则是引入一组自调式主动噪声消除参数,带入滤波方程式,此例中是将参考信号经滤波运算后得出滤波后信号,产生用以抵消环境噪声的反向的噪声信号。
自调式主动噪声消除***50设有一储存单元509,在调校模式中为自调式主动噪声消除***50中记录经***调校过较佳的自调式主动噪声消除参数的内存;若在用户模式,储存单元509也就是耳机装置53,53’内存储作为耳机装置53,53’执行主动降噪的自调式主动噪声消除参数。
***运作时,耳机装置53,53’持续接收环境噪声仿真单元55,55’产生的模拟噪声,自调式主动噪声消除***50经输出入单元501引入成为参考信号513,参考信号513在***50中处理,包括模拟数字转换,经滤波单元505以一自调式主动噪声消除参数执行滤波,形成滤波后信号514,并输出至耳机装置53,53’,通过耳机装置53,53’的扬声单元播出,播出的信号包括持续接收到的噪声。当耳机装置53,53’通过滤波后信号抵消环境噪声信号后,形成的残值由音频量测单元51,51’接收,输出成为提供自调式主动噪声消除***50评估降噪效能的误差信号511,512。
于是,自调式主动噪声消除***50能够以一门槛评估误差信号511,512,当不符条件时,每次再以适应式演算单元507处理,产生新的一组自调式主动噪声消除参数,继续产生滤波后信号;当符合设定的门槛以下的条件时,表示得到较佳的自调式主动噪声消除参数,可以经储存单元509存储成为耳机装置53,53’出厂值。
上述滤波单元505可以一有限脉冲响应(Finite Impulse Response,FIR)滤波器实现,用以产生执行主动噪声控制滤波。
图6所示流程描述本发明自调式主动噪声消除方法的实施例流程。
耳机装置设置在实现为一治具的音频量测单元上,让音频量测单元方便接收到耳机装置输出的音频,在步骤S601中,耳机装置上设有接收外部环境噪声的收音单元,用以接收一噪声源产生的环境噪声信号,例如由前述环境噪声仿真单元所产生的信号,以此作为调校***的参考信号,输出至自调式主动噪声消除***。其中耳机装置的收音单元如一种设于耳机装置壳体上的对外收音的麦克风,而环境噪声仿真单元如一仿真环境噪声的扬声器。
如步骤S603,相关调校电路通过接入的信号线取得由耳机装置接收的环境噪声,作为自调式主动噪声消除***的参考信号。接着如步骤S605,在自调式主动噪声消除***中执行滤波,例如采用一种有限脉冲响应(Finite Impulse Response,FIR)的数字滤波器(FIR filter),接收参考信号后,***执行主动降噪滤波处理,如主动噪声控制滤波(ANCfiltering),产生滤波后信号,其中主动降噪滤波处理是以一组自调式主动噪声消除参数执行滤波,若是第一次执行主动降噪,该组自调式主动噪声消除参数为一初始值。
滤波后信号较佳为一反向噪声信号,将输出至耳机装置的相关电路,如步骤S607,此滤波后信号经耳机装置输出后,可以抵消持续接收到的环境噪声,形成的残值由耳机装置的扬声单元输出,再由音频量测单元接收,如步骤S609,***接着自音频量测单元接收所产生经降噪后的误差信号。由于耳机装置输出的音频为经特定自调式主动噪声消除参数运算后的经降噪的音讯,经仿真人耳的音频量测单元接收后,***可取得人耳接收到的噪声信号,此为经降噪后的残值,形成所述的误差信号。音频量测单元产生误差信号是用来监测整个耳机***的降噪效能,因此可以根据此误差信号作为调校耳机装置内滤波器參数的依据。
之后以一门槛评估降噪质量,如步骤S611,自调式主动噪声消除***判断此误差信号是否低于***所设定的门槛,用以判断是否为对此耳机装置优化的滤波参数。
在评估误差信号时,主要是判断误差信号是否低于一***设定的门槛,若误差信号高于或等于此门槛,如步骤S613,即执行所述的适应式算法产生新的一组自调式主动噪声消除参数,以更新该组自调式主动噪声消除参数,再如步骤S615,更新后的自调式主动噪声消除参数可用以调整主动降噪滤波处理中滤波器参数,流程再回到步骤S603,重复步骤S603至S611,包括主动降噪滤波处理、输出滤波后信号、接收误差信号以及评估误差信号等的步骤,并更新自调式主动噪声消除参数;直到误差信号低于门槛时,如步骤S617,***即存储对应的该组自调式主动噪声消除参数,作为耳机装置出厂的自调式主动噪声消除参数。
经由以上图6所揭示的流程持续循环运算,通过每次产生的调校自调式主动噪声消除参数,对接收到的参考信号运算,输出并量测噪声,直到所量测的误差信号低于特定门槛时,即存储当下得出的调校自调式主动噪声消除参数,特别是存储于耳机装置的内存中,作为该副耳机装置执行降噪的出厂值。
以上,根据说明书所载自调式主动噪声消除方法与相关***,主要构想是将一般主动降噪耳机装置用以接收耳机内噪声的麦克风移至量测治具上,以量测治具模拟人耳听力,采用如同现有技术中混合前馈式与反馈式主动式噪声控制***的架构,利用适应式演算来运算滤波器参数,也就是自调式主动噪声消除***所输出的一种降噪参数,经迭代后得到优化的噪声抑制效果,即以此降噪参数存储于耳机装置内的内存,可以实现如同前馈式控制主动噪声控制架构的效果,例如,通过本发明技术可以用两颗麦克风达到四个麦克风的降噪效果。
以上所述仅为本发明的较佳可行实施例,凡依本权利要求范围所做的均等变化与修饰,皆应属本发明的涵盖范围。
Claims (10)
1.一种自调式主动噪声消除方法,其特征在于,所述的方法包括:
自一耳机装置取得环境噪声信号,形成一参考信号;
执行一主动降噪滤波处理,以该参考信号经滤波后产生滤波后信号,其中该主动降噪滤波处理是以一组自调式主动噪声消除参数执行滤波;
输出该滤波后信号至该耳机装置,由该耳机装置输出该滤波后信号,抵消该环境噪声信号,形成的残值由一音频量测单元接收;
接收该音频量测单元输出的误差信号;以及
评估该误差信号,判断该误差信号是否低于一门槛,若该误差信号高于或等于该门槛,执行一适应式算法更新该组自调式主动噪声消除参数,用以调整该主动降噪滤波处理中滤波器参数,并重复该主动降噪滤波处理、输出该滤波后信号、接收该误差信号以及评估该误差信号的步骤,并更新该组自调式主动噪声消除参数;直到该误差信号低于该门槛时,存储对应的该组自调式主动噪声消除参数。
2.如权利要求1所述的自调式主动噪声消除方法,其特征在于,所述的环境噪声信号是由一仿真环境噪声的扬声器所播出,再由该耳机装置的一收音单元接收,形成该参考信号。
3.如权利要求1所述的自调式主动噪声消除方法,其特征在于,所述的适应式算法是采用一正规化最小均方演算。
4.如权利要求1、2或3所述的自调式主动噪声消除方法,其特征在于,所述的自调式主动噪声消除方法适用该耳机装置,该组自调式主动噪声消除参数存储于该耳机装置的一内存中,成为该耳机装置的出厂值。
5.一种自调式主动噪声消除***,其特征在于,所述的***包括:
一输出入单元,用以接收自一耳机装置取得的环境噪声信号,于该自调式主动噪声消除***内形成参考信号;用以输出该自调式主动噪声消除***产生的滤波后信号;以及接收自一音频量测单元产生的误差信号;
一滤波单元,采用一滤波方程式,以一组自调式主动噪声消除参数执行滤波,针对该参考信号滤波后产生该滤波后信号;
一适应式演算单元,是对该误差信号演算取得该滤波方程式的系数,决定该组自调式主动噪声消除参数;
一储存单元,用以存储该组自调式主动噪声消除参数,用以作为该耳机装置执行主动降噪的自调式主动噪声消除参数;
其中,自调式主动噪声消除***经该输出入单元输出该滤波后信号至该耳机装置,该耳机装置通过该滤波后信号抵消该环境噪声信号,形成的残值由该音频量测单元接收,该自调式主动噪声消除***接收该音频量测单元输出的误差信号;该自调式主动噪声消除***接着评估该误差信号,判断该误差信号是否低于一门槛,若该误差信号高于或等于该门槛,执行一适应式算法更新该组自调式主动噪声消除参数,用以调整该主动降噪滤波处理中滤波器参数,并重复该主动降噪滤波处理、输出该滤波后信号、接收该误差信号以及评估该误差信号的步骤,并更新该组自调式主动噪声消除参数;直到该误差信号低于该门槛时,存储对应的该组自调式主动噪声消除参数。
6.如权利要求5所述的自调式主动噪声消除***,其特征在于,所述的输出入单元包括一收音接口单元,该参考信号是经一信号线接入该收音接口单元。
7.如权利要求5所述的自调式主动噪声消除***,其特征在于,所述的输出入单元包括一线路接入接口,该自调式主动噪声消除***是通过该线路接入接口接收该误差信号。
8.如权利要求5、6或7所述的自调式主动噪声消除***,其特征在于,所述的音频量测单元为一仿真人耳的人工耳量测***实现。
9.一种耳机装置,其特征在于,包括一储存单元,用以存储如权利要求1所述的自调式主动噪声消除方法产生的自调式主动噪声消除参数。
10.如权利要求9所述的耳机装置,其特征在于,还包括一数字信号处理器、一收音单元以及一扬声单元;其中该收音单元用以取得外部环境噪声,该数字信号处理器以一主动噪声控制滤波方程式引入该储存单元中的自调式主动噪声消除参数,产生抵消该外部环境噪声的反向噪声信号。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201610600624.6A CN107666637B (zh) | 2016-07-28 | 2016-07-28 | 自调式主动噪声消除方法、***及耳机装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201610600624.6A CN107666637B (zh) | 2016-07-28 | 2016-07-28 | 自调式主动噪声消除方法、***及耳机装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN107666637A true CN107666637A (zh) | 2018-02-06 |
CN107666637B CN107666637B (zh) | 2020-04-03 |
Family
ID=61115051
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201610600624.6A Active CN107666637B (zh) | 2016-07-28 | 2016-07-28 | 自调式主动噪声消除方法、***及耳机装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN107666637B (zh) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108551603A (zh) * | 2018-02-28 | 2018-09-18 | 东莞市晨新电子科技有限公司 | 一种降噪耳机及测试和调整该耳机降噪参数的方法 |
CN109741727A (zh) * | 2019-01-07 | 2019-05-10 | 哈尔滨工业大学(深圳) | 基于有源噪声控制算法的主动降噪耳机、降噪方法及存储介质 |
CN111862924A (zh) * | 2019-04-25 | 2020-10-30 | 瑞昱半导体股份有限公司 | 用于主动式降噪的音频调校方法以及相关音频调校装置 |
CN115206278A (zh) * | 2022-06-08 | 2022-10-18 | 荣耀终端有限公司 | 一种声音降噪的方法和装置 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101365259A (zh) * | 2007-08-10 | 2009-02-11 | 奥迪康有限公司 | 听力装置中的有源噪声消除 |
CN101400007A (zh) * | 2007-09-28 | 2009-04-01 | 富准精密工业(深圳)有限公司 | 主动消噪耳机及其消噪方法 |
JP2009083809A (ja) * | 2007-10-03 | 2009-04-23 | Panasonic Corp | 能動騒音低減装置 |
CN102769816A (zh) * | 2012-07-18 | 2012-11-07 | 歌尔声学股份有限公司 | 降噪耳机的测试装置和方法 |
CN104303227A (zh) * | 2012-03-26 | 2015-01-21 | 弗朗霍夫应用科学研究促进协会 | 通过结合有源噪音消除及感知噪音补偿改善声音重现的感知质量的装置和方法 |
CN104581468A (zh) * | 2013-10-15 | 2015-04-29 | 骅讯电子企业股份有限公司 | 具有主动噪音消除功能的耳机及其自动校正方法 |
-
2016
- 2016-07-28 CN CN201610600624.6A patent/CN107666637B/zh active Active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101365259A (zh) * | 2007-08-10 | 2009-02-11 | 奥迪康有限公司 | 听力装置中的有源噪声消除 |
CN101400007A (zh) * | 2007-09-28 | 2009-04-01 | 富准精密工业(深圳)有限公司 | 主动消噪耳机及其消噪方法 |
JP2009083809A (ja) * | 2007-10-03 | 2009-04-23 | Panasonic Corp | 能動騒音低減装置 |
CN104303227A (zh) * | 2012-03-26 | 2015-01-21 | 弗朗霍夫应用科学研究促进协会 | 通过结合有源噪音消除及感知噪音补偿改善声音重现的感知质量的装置和方法 |
CN102769816A (zh) * | 2012-07-18 | 2012-11-07 | 歌尔声学股份有限公司 | 降噪耳机的测试装置和方法 |
CN104581468A (zh) * | 2013-10-15 | 2015-04-29 | 骅讯电子企业股份有限公司 | 具有主动噪音消除功能的耳机及其自动校正方法 |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108551603A (zh) * | 2018-02-28 | 2018-09-18 | 东莞市晨新电子科技有限公司 | 一种降噪耳机及测试和调整该耳机降噪参数的方法 |
CN109741727A (zh) * | 2019-01-07 | 2019-05-10 | 哈尔滨工业大学(深圳) | 基于有源噪声控制算法的主动降噪耳机、降噪方法及存储介质 |
CN111862924A (zh) * | 2019-04-25 | 2020-10-30 | 瑞昱半导体股份有限公司 | 用于主动式降噪的音频调校方法以及相关音频调校装置 |
CN115206278A (zh) * | 2022-06-08 | 2022-10-18 | 荣耀终端有限公司 | 一种声音降噪的方法和装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN107666637B (zh) | 2020-04-03 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN101292567B (zh) | 噪声控制装置 | |
CN101577847B (zh) | 信号处理设备和信号处理方法 | |
CN108428445A (zh) | 一种无误差传声器的自适应主动降噪方法 | |
CN101883304B (zh) | 用于声复制的补偿*** | |
CN104751839B (zh) | 具有低速率仿真的噪声消除*** | |
CN103988525B (zh) | 虚拟音频***调谐 | |
CN102473405B (zh) | 用于自适应主动噪声消除的***、方法与设备 | |
EP2284831B1 (en) | Method and device for active noise reduction using perceptual masking | |
US8447045B1 (en) | Multi-microphone active noise cancellation system | |
CN105405438A (zh) | 具有改进的鲁棒性的自适应噪声控制*** | |
Ardekani et al. | Effects of imperfect secondary path modeling on adaptive active noise control systems | |
US8611552B1 (en) | Direction-aware active noise cancellation system | |
CN107666637A (zh) | 自调式主动噪声消除方法、***及耳机装置 | |
CN107636758A (zh) | 声学回声消除***和方法 | |
CN102113346A (zh) | 用于电声通道的自适应控制和均衡的方法 | |
CN109643538A (zh) | 用于固定前馈噪声衰减***的自适应换能器校准 | |
CN105814627A (zh) | 有源噪声控制*** | |
TW201804816A (zh) | 自調式主動噪聲消除方法、系統及耳機裝置 | |
WO2018119463A1 (en) | Methods and systems for end-user tuning of an active noise cancelling audio device | |
CN111031442A (zh) | 一种基于dsp虚拟传感的耳机主动降噪自适应*** | |
Shen et al. | Adaptive-gain algorithm on the fixed filters applied for active noise control headphone | |
CN108140380A (zh) | 具有部分地由固定响应滤波器提供的反馈响应的自适应消噪反馈控制器及方法 | |
EP2077549B1 (en) | Coefficient measurement apparatus, effect impartment apparatus, and musical sound generating apparatus | |
CN112562624B (zh) | 主动降噪滤波器设计方法、降噪方法、***及电子设备 | |
CN110246480A (zh) | 利用对角化滤波器矩阵的主动噪声消除*** |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |