CN115019763A - 语音设备的主动降噪方法、装置、设备及介质 - Google Patents

语音设备的主动降噪方法、装置、设备及介质 Download PDF

Info

Publication number
CN115019763A
CN115019763A CN202210953245.0A CN202210953245A CN115019763A CN 115019763 A CN115019763 A CN 115019763A CN 202210953245 A CN202210953245 A CN 202210953245A CN 115019763 A CN115019763 A CN 115019763A
Authority
CN
China
Prior art keywords
information
noise
noise information
noise reduction
preset
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.)
Pending
Application number
CN202210953245.0A
Other languages
English (en)
Inventor
邓刚
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shenzhen Changfeng Imaging Equipment Co ltd
Original Assignee
Shenzhen Changfeng Imaging Equipment Co ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shenzhen Changfeng Imaging Equipment Co ltd filed Critical Shenzhen Changfeng Imaging Equipment Co ltd
Priority to CN202210953245.0A priority Critical patent/CN115019763A/zh
Publication of CN115019763A publication Critical patent/CN115019763A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K11/00—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/16—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/175—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound
    • G10K11/178—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound by electro-acoustically regenerating the original acoustic waves in anti-phase
    • G10K11/1781—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound by electro-acoustically regenerating the original acoustic waves in anti-phase characterised by the analysis of input or output signals, e.g. frequency range, modes, transfer functions
    • G10K11/17821—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound by electro-acoustically regenerating the original acoustic waves in anti-phase characterised by the analysis of input or output signals, e.g. frequency range, modes, transfer functions characterised by the analysis of the input signals only
    • G10K11/17823—Reference signals, e.g. ambient acoustic environment
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K11/00—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/16—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/175—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound
    • G10K11/178—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound by electro-acoustically regenerating the original acoustic waves in anti-phase
    • G10K11/1781—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound by electro-acoustically regenerating the original acoustic waves in anti-phase characterised by the analysis of input or output signals, e.g. frequency range, modes, transfer functions
    • G10K11/17821—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound by electro-acoustically regenerating the original acoustic waves in anti-phase characterised by the analysis of input or output signals, e.g. frequency range, modes, transfer functions characterised by the analysis of the input signals only
    • G10K11/17825—Error signals
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K11/00—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/16—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/175—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound
    • G10K11/178—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound by electro-acoustically regenerating the original acoustic waves in anti-phase
    • G10K11/1785—Methods, e.g. algorithms; Devices
    • G10K11/17853—Methods, e.g. algorithms; Devices of the filter
    • G10K11/17854—Methods, e.g. algorithms; Devices of the filter the filter being an adaptive filter
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K11/00—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/16—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/175—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound
    • G10K11/178—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound by electro-acoustically regenerating the original acoustic waves in anti-phase
    • G10K11/1787—General system configurations
    • G10K11/17879—General system configurations using both a reference signal and an error signal

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Soundproofing, Sound Blocking, And Sound Damping (AREA)
  • Circuit For Audible Band Transducer (AREA)

Abstract

本发明涉及语音设备降噪领域，公开了一种语音设备的主动降噪方法、装置、设备及介质。该方法包括通过将获取到的所述噪音信息与所述上一刻降噪信息进行抵消，得到干净的噪音信息，并利用所述干净的噪音信息和已获取到的所述上一刻残余噪音信息，基于预置LMS算法对所述滤波器进行更新，根据所述干净的噪音信息经过更新后的所述滤波器接收，所述扬声器对应播放降噪信息，根据所述降噪信息与所述外部噪音信息进行抵消，得到新的残余噪音信息，返回并重新执行上述步骤，以不断更新残余噪音信息，直至残余噪音信息趋近为零，以得到干净的语音信息，解决了现有设备无法有效去除语音中的噪音的问题。

Description

语音设备的主动降噪方法、装置、设备及介质
技术领域
本发明涉及语音设备降噪领域，尤其涉及一种语音设备的主动降噪方法、装置、设备及介质。
背景技术
在科技发展日新月异的今天，头戴式语音设备的应用也越来越广泛，人们在使用语音设备进行互动交流、收听音乐等活动时，外部环境的噪音信息会穿过语音设备进入耳朵，为了降低外部噪音对用户的影响，除了通过在语音设备的物理机构方面进行改进之外，也可以通过语音设备自身采用主动降噪的方法来降低外部噪音对语音设备的影响。
发明内容
本发明的主要目的在于解决现有设备无法有效地将噪音信息进行有效消除的技术问题。
本发明第一方面提供了一种语音设备的主动降噪方法，所述语音设备包括：误差传声器、参考传声器、滤波器和扬声器，所述语音设备的主动降噪方法包括：
获取外部噪音信息、所述参考传声器采集到的噪音信息以及所述误差传声器采集到的上一刻残余噪音信息；
将所述噪音信息进行补偿，得到干净的噪音信息；
利用所述干净的噪音信息和所述上一刻残余噪音信息，基于预置LMS算法对所述滤波器进行更新；
根据更新后的所述滤波器接收所述干净的噪音信息，所述扬声器对应播放降噪信息；
根据所述降噪信息与所述外部噪音信息进行抵消，得到新的残余噪音信息，返回并重新执行上述步骤。
可选的，在本发明第一方面的第一种实现方式中，所述获取外部噪音信息、所述参考传声器采集到的噪音信息、所述误差传声器采集到的上一刻残余噪音信息以及预置估计反馈路径所传递的上一刻降噪信息之前，还包括：
执行离线估计，得出预置估计前馈路径的系数和预置估计反馈路径的系数。
可选的，在本发明第一方面的第二种实现方式中，所述语音设备还包括白噪音产生器，所述白噪音产生器用于播放白噪音信息，所述执行离线估计，得出预置估计前馈路径的系数和预置估计反馈路径的系数包括：
根据所述参考传声器接收所述白噪音信息，得到第一白噪音信息，根据所述白噪音信息经过预置估计反馈路径，得到第二白噪音信息，将所述第一白噪音信息和所述第二白噪音信息进行相互抵消，得到第一差值；
根据所述误差传声器接收所述白噪音信息，得到第三白噪音信息，根据所述白噪音信息经过预置估计前馈路径，分别第四白噪音信息，将所述第三白噪音信息和所述第四白噪音信息进行相互抵消，得到第二差值；
基于所述LMS算法，对所述第一差值和所述第二差值进行处理，以分别得到预置估计反馈路径的系数和预置估计前馈路径的系数。
可选的，在本发明第一方面的第三种实现方式中，所述外部噪音信息为外部噪音经过声学路径所传递得到的，所述噪音信息包括所述参考传声器分别采集到所述扬声器所播放的所述降噪信息以及外部噪音。
可选的，在本发明第一方面的第四种实现方式中，所述将所述噪音信息进行补偿，得到干净的噪音信息包括：
获取所述估计反馈路径所传递的上一刻降噪信息；
根据所述上一刻降噪信息对所述噪音信息进行补偿，将所述噪音信息中的所述降噪信息抵消掉。
可选的，在本发明第一方面的第五种实现方式中，所述利用所述干净的噪音信息和所述上一刻残余噪音信息，基于预置LMS算法对所述滤波器进行更新包括：
根据所述参考传声器所采集到的所述外部噪音经过所述估计前馈路径，得到计算传声信息；
利用所述计算传声信息和所述上一刻残余噪音信息，基于预置LMS算法对所述滤波器进行更新。
本发明第二方面提供了一种语音设备的主动降噪装置，所述语音设备包括：误差传声器、参考传声器、滤波器和扬声器，所述语音设备的主动降噪装置包括：
获取模块，用于获取外部噪音信息、所述参考传声器采集到的噪音信息以及所述误差传声器采集到的上一刻残余噪音信息；
补偿模块，用于将所述噪音信息进行补偿，得到干净的噪音信息；
更新模块，用于利用所述干净的噪音信息和所述上一刻残余噪音信息，基于预置LMS算法对所述滤波器进行更新；
降噪模块，用于根据更新后的所述滤波器接收所述干净的噪音信息，所述扬声器对应播放降噪信息；
抵消模块，用于根据所述降噪信息与所述外部噪音信息进行抵消，得到新的残余噪音信息，返回并重新执行上述步骤。
本发明第三方面提供了一种语音设备的主动降噪设备，所述语音设备的主动降噪设备包括：存储器和至少一个处理器，所述存储器中存储有指令，所述存储器和所述至少一个处理器通过线路互连；
所述至少一个处理器调用所述存储器中的所述指令，以使得所述设备执行如上述中任一项所述语音设备的主动降噪方法。
本发明的第四方面提供了一种语音设备的计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述语音设备的主动降噪方法。
本发明所提供的技术方案中，通过将获取到的所述噪音信息与所述上一刻降噪信息进行抵消，得到干净的噪音信息，并利用所述干净的噪音信息和已获取到的所述上一刻残余噪音信息，基于预置LMS算法对所述滤波器进行更新，根据所述干净的噪音信息经过更新后的所述滤波器接收，所述扬声器对应播放降噪信息，根据所述降噪信息与所述外部噪音信息进行抵消，得到新的残余噪音信息，返回并重新执行上述步骤，以不断更新残余噪音信息，直至残余噪音信息趋近为零，以得到干净的语音信息，解决了现有设备无法有效去除语音中的噪音的问题。
附图说明
图1为本发明实施例中语音设备的主动降噪方法的第一个实施例示意图；
图2为本发明实施例中语音设备的主动降噪方法的第二个实施例示意图；
图3为本发明实施例中语音设备的主动降噪方法的第三个实施例示意图；
图4为本发明实施例中语音设备的主动降噪方法的第四个实施例示意图；
图5为本发明实施例中语音设备的主动降噪方法的第五个实施例示意图；
图6为本发明实施例中语音设备的主动降噪装置的一个实施例示意图；
图7为本发明实施例中语音设备的主动降噪设备的一个实施例示意图。
具体实施方式
本发明实施例提供了一种语音设备的主动降噪方法及***、装置、设备及存储介质。
本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等（如果存在）是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的实施例能够以除了在这里图示或描述的内容以外的顺序实施。此外，术语“包括”或“具有”及其任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、***、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
为便于理解，下面对本发明实施例的具体流程进行描述，请参阅图1-5，本发明实施例中语音设备的主动降噪方法的一个实施例，所述语音设备包括：误差传声器、参考传声器、滤波器和扬声器，所述语音设备的主动降噪方法包括：
101、获取外部噪音信息、所述参考传声器采集到的噪音信息以及所述误差传声器采集到的上一刻残余噪音信息；
在本实施例中，外部噪音信息为外部噪音经过声学路径所传递得到的，所述噪音信息包括所述参考传声器分别采集到所述扬声器所播放的所述降噪信息以及外部噪音，其中，外部噪音是以声波的形式传递，再被参考传声器接收后便转换为计算机可读的外部噪音数据
Figure 589420DEST_PATH_IMAGE001
，
Figure 735231DEST_PATH_IMAGE002
为分别经过估计前馈路径和估计反馈路径的上一刻反馈数据，通过
Figure 642007DEST_PATH_IMAGE003
得出，经过反馈路径传递的反馈数据为
Figure 593782DEST_PATH_IMAGE004
，
其中，
Figure 269614DEST_PATH_IMAGE005
为上一刻噪音数据，
Figure 851905DEST_PATH_IMAGE006
为降噪数据，具体为
Figure 478933DEST_PATH_IMAGE007
。
在101之前，还需要执行：
100、执行离线估计，得出预置估计前馈路径的系数和预置估计反馈路径的系数。
进一步的，语音设备还包括白噪音产生器，白噪音产生器用于播放白噪音信息，步骤100具体还可以执行：
1001、根据所述参考传声器接收所述白噪音信息，得到第一白噪音信息，根据所述白噪音信息经过预置估计反馈路径，得到第二白噪音信息，将所述第一白噪音信息和所述第二白噪音信息进行相互抵消，得到第一差值；
1002、根据所述误差传声器接收所述白噪音信息，得到第三白噪音信息，根据所述白噪音信息经过预置估计前馈路径，分别第四白噪音信息，将所述第三白噪音信息和所述第四白噪音信息进行相互抵消，得到第二差值；
本1001-1002步骤中，由于噪音经过前馈路径和反馈路径的系数是未知的，因此需要事先预设声学路径系数P、前馈路径系数
Figure 172083DEST_PATH_IMAGE008
和反馈路径系数
Figure 764738DEST_PATH_IMAGE009
，并在SIMULINK内进行仿真，以进行第一轮的各种数据计算及获取，这里白噪音产生器播放的白噪音设为
Figure 517931DEST_PATH_IMAGE010
，通过白噪音
Figure 868141DEST_PATH_IMAGE010
分别经过反馈路径、估计反馈路径、前馈路径和估计前馈路径，并得到对应的第一白噪音数据
Figure 364981DEST_PATH_IMAGE011
、第二白噪音数据
Figure 15405DEST_PATH_IMAGE012
、第三白噪音数据
Figure 736236DEST_PATH_IMAGE013
和第四白噪音数据
Figure 104901DEST_PATH_IMAGE014
，通过
Figure 874274DEST_PATH_IMAGE015
，计算出
Figure 868951DEST_PATH_IMAGE016
和
Figure 760683DEST_PATH_IMAGE017
的差值，得到第一差值
Figure 351065DEST_PATH_IMAGE018
，同理，通过
Figure 189708DEST_PATH_IMAGE019
，计算出
Figure 549145DEST_PATH_IMAGE020
和
Figure 815041DEST_PATH_IMAGE014
的差值，
得到第二差值
Figure 689456DEST_PATH_IMAGE021
。
1003、基于所述LMS算法，对所述第一差值和所述第二差值进行处理，以分别得到预置估计反馈路径的系数和预置估计前馈路径的系数。
在步骤1003中，设定
Figure 66211DEST_PATH_IMAGE022
作为
Figure 280154DEST_PATH_IMAGE023
的步长，
Figure 716952DEST_PATH_IMAGE024
作为
Figure 78663DEST_PATH_IMAGE025
的步长，因此通过以下两个方式分别获取对应的权值来更新
Figure 757644DEST_PATH_IMAGE026
系数和
Figure 91673DEST_PATH_IMAGE027
系数：
Figure 699372DEST_PATH_IMAGE028
；
Figure 486063DEST_PATH_IMAGE029
。
其中，当
Figure 266937DEST_PATH_IMAGE030
非常趋近于F时，
Figure 721052DEST_PATH_IMAGE031
与
Figure 234073DEST_PATH_IMAGE032
相等；当
Figure 508059DEST_PATH_IMAGE033
非常趋近于S时，
Figure 30308DEST_PATH_IMAGE034
与
Figure 840394DEST_PATH_IMAGE035
相等。
在第一轮的求值中，由于内部并没有噪音经过，因此
Figure 789895DEST_PATH_IMAGE036
、
Figure 613495DEST_PATH_IMAGE037
、
Figure 673855DEST_PATH_IMAGE038
和
Figure 836983DEST_PATH_IMAGE039
均为
0，参考传声器第一次采集到外部噪音数据
Figure 957386DEST_PATH_IMAGE040
时，并没有采集其他的噪音，因此进入到估计路径的中间噪音数据
Figure 2702DEST_PATH_IMAGE041
内没有叠加其他噪音数据以及抵消其他上一刻的噪音数据，故而得到初始的传声数据
Figure 866753DEST_PATH_IMAGE042
，初始的传声数据
Figure 884387DEST_PATH_IMAGE043
直接经过估计前馈路径
Figure 175691DEST_PATH_IMAGE044
得到初始
计算传声数据
Figure 708304DEST_PATH_IMAGE045
，外部噪音经过声学路径P得到初始的噪音数据
Figure 874581DEST_PATH_IMAGE046
，由于初始状态下，扬声器并没有能播放与噪音数据
Figure 746722DEST_PATH_IMAGE047
相抵消的降噪数据，故而发出来的
Figure 208927DEST_PATH_IMAGE048
，基于LMS算法对
Figure 432098DEST_PATH_IMAGE049
和
Figure 700269DEST_PATH_IMAGE050
进行计算，得出初始的估计声学路径系数
Figure 692495DEST_PATH_IMAGE051
：
Figure 60023DEST_PATH_IMAGE052
，由于初始的估计声学路径系数的上一刻是不存在，因此初始的计算公式为
Figure 770490DEST_PATH_IMAGE053
。
中间噪音数据
Figure 576772DEST_PATH_IMAGE054
经过估计声学路径得到初始的上一刻噪音数据
Figure 423505DEST_PATH_IMAGE055
：
Figure 994557DEST_PATH_IMAGE056
；
误差传声器接收到初始的上一刻噪音数据，得到初始的降噪数据，并传递至扬声器，由扬声器对外界播放，其中需要注意的是，此时扬声器对外播放的初始降噪音是与第二次外部噪音经过声学路径的
Figure 661162DEST_PATH_IMAGE057
进行抵消：
Figure 474397DEST_PATH_IMAGE058
，得出扬声器所播放的降噪音是与下一次外部
噪音进行抵消的结论，公式表达：
Figure 972374DEST_PATH_IMAGE059
。
102、将所述噪音信息进行补偿，得到干净的噪音信息；
进一步的，步骤102具体还可以执行：
1021、获取所述估计反馈路径所传递的上一刻降噪信息；
1022、根据所述上一刻降噪信息对所述噪音信息进行补偿，将所述噪音信息中的所述降噪信息抵消掉。
在步骤1021-1022中，由于声音传播是全向的，反馈数据是上一刻噪音数据被误差传声器接收，以及被扬声器播放时，会被参考传声器所采集得到的，因此反馈数据不应该被播放，所以在与外部噪音数据进行叠加得到中间噪音数据
Figure 212863DEST_PATH_IMAGE060
，具体公式为
Figure 366764DEST_PATH_IMAGE061
，此后需要通过上一刻反馈数据进行抵消，以留下无杂质的外部噪音数据，即传声数据，具体公式为
Figure 718111DEST_PATH_IMAGE062
。
103、利用所述干净的噪音信息和所述上一刻残余噪音信息，基于预置LMS算法对所述滤波器进行更新；
进一步的，步骤103具体还可以执行：
1031、根据所述参考传声器所采集到的所述外部噪音经过所述估计前馈路径，得到计算传声信息；
在本实施例中，得到计算传声数据的具体公式为
Figure 336174DEST_PATH_IMAGE063
，滤波器更新的具体
公式为
Figure 747563DEST_PATH_IMAGE064
，其中，
Figure 388760DEST_PATH_IMAGE065
为上一刻的滤波器系数，
Figure 42333DEST_PATH_IMAGE066
为步长，
Figure 514903DEST_PATH_IMAGE067
为残余噪音数据，而新的上一刻噪音数据便是通过传声数据与滤波器系数的卷积得到的，具体公式为
Figure 97194DEST_PATH_IMAGE068
。
1032、利用所述计算传声信息和所述上一刻残余噪音信息，基于预置LMS算法对所述滤波器进行更新。
104、根据更新后的所述滤波器接收所述干净的噪音信息，所述扬声器对应播放降噪信息；
在本实施例中，滤波器接收到干净的噪音信息后，对应有发出降噪信号，扬声器接收到该降噪信号后，对应会播放与外部噪音信息相反振频的降噪信息，由于声音的传播是全向的，因此，参考传声器同样在采集到外部噪音的同时，也有将降噪信息一并采集，而这降噪信息在内部对滤波器更新是不需要的，甚至会影响到滤波器更新后所传递出的降噪信号无法达到预期降噪效果，因此需要将所接收到的降噪信息单独抵消掉，故，在降噪信号传递时，降噪信号会经过预置的估计前馈路径，并传递得到用于与降噪信息抵消的上一刻降噪信息。
105、根据所述降噪信息与所述外部噪音信息进行抵消，得到新的残余噪音信息，返回并重新执行上述步骤
在步骤101-105中，上述得到新的残余噪音信息其实是已经对上一刻噪音数据进行一轮的更新，对新一轮接收到的外部噪音数据进行抵消并获取新的残余噪音数据，新的上一刻噪音数据通过误差传声器接收，具体的公式为
Figure 225687DEST_PATH_IMAGE069
，以及通过扬声器播放与新接收到的噪音数据进行抵消，具体的公式为：
Figure 918837DEST_PATH_IMAGE070
，其中，
Figure 714754DEST_PATH_IMAGE071
为新一轮外部噪音
Figure 999105DEST_PATH_IMAGE072
与声学路径系数
Figure 880473DEST_PATH_IMAGE073
系卷积得到的，具体公式为
Figure 111735DEST_PATH_IMAGE074
。
降噪步骤是不断反复，且更新的，所对应得到的新的残余噪音信息是否趋近于零，便可达到完全的降噪效果，由于残余噪音数据是要传递到人耳的，实际设备会由于电信号之间的转换和外界不可控因素或多或少地干扰降噪效果，动态降噪中要使得所残余噪音信息等于零是理想状态才能达到的，因此需要事先预置一个噪音阈值，将获取到的残余噪音数据与噪音阈值进行对比判断，若大于预置噪音阈值，则重新获取计算传声数据和残余噪音数据，对降噪数据进行更新处理，进一步的获取到新的残余噪音数据，并判断是否大于噪音阈值，如此重复，直到残余噪音数据不大于噪音阈值，才确认降噪成功，并输出降噪后的音频信息，通过拾取外部噪音，并根据LMS算法对该外部噪音被拾取转换为可读数据进行计算，并得到对应的路径系数，扬声器便根据对应的路径系数，生成并播放与其相反的电信号，以抵消外部噪音，进而达到降噪效果，进一步实现拾取干净的用户音频信息。
该方法在实际应用时，音乐信息或音频信息同样也会被参考传声器和误差传声器所接收，若不对参考传声器接收到的音乐信息或音频信息进行消除，音乐信息或音频信息会作为另一个干扰降噪效果的噪音信息，因此音乐信息或音频信息同样需要经过估计前馈路径和估计反馈路径，并将得到估计的音乐信息或估计的音频信息，用于抵消下一次被参考传声器和误差传声器所接收的音乐信息或音频信息，残余噪音信息需要提取到LMS算法中进行计算得到趋近于P的W系数，在残余噪音信息中同样也存在扬声器播放出的音乐信息或音频信息，会影响W系数的计算，因此在电路中事先设置了估计前馈路径来传递音乐信息或音频信息，用于抵消掉残余噪音信息中的音乐信息或音频信息，以确保音乐信息或音频信息不用影响到W的更新以及确保用户能够接收到干净的音乐信息或音频信息。
上面对本发明实施例中语音设备的主动降噪方法进行了描述，下面对本发明实施例中语音设备的主动降噪装置进行描述，请参阅图6，本发明实施例中语音设备的主动降噪装置的一个实施例包括：
获取模块201，用于获取外部噪音信息、所述参考传声器采集到的噪音信息以及所述误差传声器采集到的上一刻残余噪音信息；
补偿模块202，用于将所述噪音信息进行补偿，得到干净的噪音信息；
更新模块203，用于利用所述干净的噪音信息和所述上一刻残余噪音信息，基于预置LMS算法对所述滤波器进行更新；
降噪模块204，用于根据更新后的所述滤波器接收所述干净的噪音信息，所述扬声器对应播放降噪信息；
抵消模块205，用于根据所述降噪信息与所述外部噪音信息进行抵消，得到新的残余噪音信息，返回并重新执行上述步骤。
本发明实施例中语音设备的主动降噪装置的另一个实施例中所述语音设备的主动降噪装置包括：
获取模块201，用于获取外部噪音信息、所述参考传声器采集到的噪音信息以及所述误差传声器采集到的上一刻残余噪音信息；
补偿模块202，用于将所述噪音信息进行补偿，得到干净的噪音信息；
更新模块203，用于利用所述干净的噪音信息和所述上一刻残余噪音信息，基于预置LMS算法对所述滤波器进行更新；
降噪模块204，用于根据更新后的所述滤波器接收所述干净的噪音信息，所述扬声器对应播放降噪信息；
抵消模块205，用于根据所述降噪信息与所述外部噪音信息进行抵消，得到新的残余噪音信息，返回并重新执行上述步骤。
其中，所述语音设备的主动降噪装置还包括系数预设模块200，所述系数预设模块200具体用于：
执行离线估计，得出预置估计前馈路径的系数和预置估计反馈路径的系数。
进一步的，系数预设模块200还可以执行：
根据所述参考传声器接收所述白噪音信息，得到第一白噪音信息，根据所述白噪音信息经过预置估计反馈路径，得到第二白噪音信息，将所述第一白噪音信息和所述第二白噪音信息进行相互抵消，得到第一差值；
根据所述误差传声器接收所述白噪音信息，得到第三白噪音信息，根据所述白噪音信息经过预置估计前馈路径，分别第四白噪音信息，将所述第三白噪音信息和所述第四白噪音信息进行相互抵消，得到第二差值；
基于所述LMS算法，对所述第一差值和所述第二差值进行处理，以分别得到预置估计反馈路径的系数和预置估计前馈路径的系数。
其中，所述补偿模块202具体还可以执行：
获取所述估计反馈路径所传递的上一刻降噪信息；
根据所述上一刻降噪信息对所述噪音信息进行补偿，将所述噪音信息中的所述降噪信息抵消掉。
其中，所述更新模块203具体还可以执行：
根据所述参考传声器所采集到的所述外部噪音经过所述估计前馈路径，得到计算传声信息；
利用所述计算传声信息和所述上一刻残余噪音信息，基于预置LMS算法将所述滤波器进行更新。
上面附图6从模块化功能实体的角度对本发明实施例中语音设备的主动降噪装置进行详细描述，下面从硬件处理的角度对本发明实施例中主动降噪设备进行详细描述。
附图7是本发明实施例提供的语音设备的主动降噪设备的结构示意图，该主动降噪设备300可因配置或性能不同而产生比较大的差异，可以包括一个或一个以上处理器（central processing units，CPU）310（例如，一个或一个以上处理器）和存储器320，一个或一个以上存储应用程序333或数据332的存储介质330（例如一个或一个以上海量存储设备）。其中，存储器320和存储介质330可以是短暂存储或持久存储。存储在存储介质330的程序可以包括一个或一个以上模块（图示没标出），每个模块可以包括对主动降噪设备300中的一系列指令操作。更进一步地，处理器310可以设置为与存储介质330通信，在主动降噪设备300上执行存储介质330中的一系列指令操作。
基于语音设备的主动降噪设备300还可以包括一个或一个以上电源340，一个或一个以上有线或无线网络接口350，一个或一个以上输入输出接口360，和/或，一个或一个以上操作***331，例如Windows Serve，Mac OS X，Unix，Linux，FreeBSD等等。本领域技术人员可以理解，图4示出的主动降噪设备结构并不构成对基于主动降噪设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。
本发明还提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质可以为非易失性计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质也可以为易失性计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有指令，当所述指令在计算机上运行时，使得计算机执行所述语音设备的主动降噪方法及***的步骤。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的***或装置、单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。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或者该技术方案的全部或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中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器（read-only memory，ROM）、随机存取存储器（random access memory，RAM）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述，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。

Claims (9)

1.一种语音设备的主动降噪方法，其特征在于，所述语音设备包括误差传声器、参考传声器、滤波器和扬声器，所述语音设备的主动降噪方法包括：
获取外部噪音信息、所述参考传声器采集到的噪音信息以及所述误差传声器采集到的上一刻残余噪音信息；
将所述噪音信息进行补偿，得到干净的噪音信息；
利用所述干净的噪音信息和所述上一刻残余噪音信息，基于预置LMS算法对所述滤波器进行更新；
根据更新后的所述滤波器接收所述干净的噪音信息，所述扬声器对应播放降噪信息；
根据所述降噪信息与所述外部噪音信息进行抵消，得到新的残余噪音信息，返回并重新执行获取外部噪音信息、所述参考传声器采集到的噪音信息以及所述误差传声器采集到的上一刻残余噪音信息的步骤。
2.根据权利要求1所述语音设备的主动降噪方法，其特征在于，在获取外部噪音信息、所述参考传声器采集到的噪音信息以及所述误差传声器采集到的上一刻残余噪音信息之前，还包括：
执行离线估计，得出预置估计前馈路径的系数和预置估计反馈路径的系数。
3.根据权利要求2所述语音设备的主动降噪方法，其特征在于，所述语音设备还包括白噪音产生器，所述白噪音产生器用于播放白噪音信息，所述执行离线估计，得出预置估计前馈路径的系数和预置估计反馈路径的系数包括：
根据所述参考传声器接收所述白噪音信息，得到第一白噪音信息，根据所述白噪音信息经过预置估计反馈路径，得到第二白噪音信息，将所述第一白噪音信息和所述第二白噪音信息进行相互抵消，得到第一差值；
根据所述误差传声器接收所述白噪音信息，得到第三白噪音信息，根据所述白噪音信息经过预置估计前馈路径，分别第四白噪音信息，将所述第三白噪音信息和所述第四白噪音信息进行相互抵消，得到第二差值；
基于所述LMS算法，对所述第一差值和所述第二差值进行处理，以分别得到预置估计反馈路径的系数和预置估计前馈路径的系数。
4.根据权利要求3所述语音设备的主动降噪方法，其特征在于，所述外部噪音信息为外部噪音经过声学路径所传递得到的，所述噪音信息包括所述参考传声器分别采集到所述扬声器所播放的所述降噪信息以及外部噪音。
5.根据权利要求4所述语音设备的主动降噪方法，其特征在于，所述将所述噪音信息进行补偿，得到干净的噪音信息包括：
获取所述估计反馈路径所传递的上一刻降噪信息；
根据所述上一刻降噪信息对所述噪音信息进行补偿，将所述噪音信息中的所述降噪信息抵消掉。
6.根据权利要求5所述语音设备的主动降噪方法，其特征在于，所述利用所述干净的噪音信息和所述上一刻残余噪音信息，基于预置LMS算法对所述滤波器进行更新包括：
根据所述参考传声器所采集到的所述外部噪音经过所述估计前馈路径，得到计算传声信息；
利用所述计算传声信息和所述上一刻残余噪音信息，基于预置LMS算法将所述滤波器进行更新。
7.一种语音设备的主动降噪装置，其特征在于，所述语音设备包括：误差传声器、参考传声器、滤波器和扬声器，所述语音设备的主动降噪装置包括：
获取模块，用于获取外部噪音信息、所述参考传声器采集到的噪音信息以及所述误差传声器采集到的上一刻残余噪音信息；
补偿模块，用于将所述噪音信息进行补偿，得到干净的噪音信息；
更新模块，用于利用所述干净的噪音信息和所述上一刻残余噪音信息，基于预置LMS算法对所述滤波器进行更新；
降噪模块，用于根据更新后的所述滤波器接收所述干净的噪音信息，所述扬声器对应播放降噪信息；
抵消模块，用于根据所述降噪信息与所述外部噪音信息进行抵消，得到新的残余噪音信息，返回并重新执行上述步骤。
8.一种语音设备的主动降噪设备，其特征在于，所述语音设备的主动降噪设备包括：存储器和至少一个处理器，所述存储器中存储有指令，所述存储器和所述至少一个处理器通过线路互连；
所述至少一个处理器调用所述存储器中的所述指令，以使得所述主动降噪设备执行如权利要求1-6中任一项所述语音设备的主动降噪方法。
9.一种语音设备的计算机可读存储介质，所述语音设备的计算机可读存储介质上存储有计算机程序，其特征在于，所述语音设备包括：误差传声器和扬声器，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-6中任一项所述语音设备的主动降噪方法。
CN202210953245.0A 2022-08-10 2022-08-10 语音设备的主动降噪方法、装置、设备及介质 Pending CN115019763A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210953245.0A CN115019763A (zh) 2022-08-10 2022-08-10 语音设备的主动降噪方法、装置、设备及介质

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210953245.0A CN115019763A (zh) 2022-08-10 2022-08-10 语音设备的主动降噪方法、装置、设备及介质

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN115019763A true CN115019763A (zh) 2022-09-06

Family

ID=83065846

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210953245.0A Pending CN115019763A (zh) 2022-08-10 2022-08-10 语音设备的主动降噪方法、装置、设备及介质

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN115019763A (zh)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070098119A1 (en) * 2003-05-14 2007-05-03 Ian Stothers Adaptive control unit with feedback compensation
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
CN111536587A (zh) * 2020-04-24 2020-08-14 青岛海信日立空调***有限公司 空调器
CN111836147A (zh) * 2019-04-16 2020-10-27 华为技术有限公司 一种降噪的装置和方法
CN111883095A (zh) * 2020-04-27 2020-11-03 珠海市杰理科技股份有限公司 主动降噪方法、装置、***以及相关设备
CN112233644A (zh) * 2020-11-04 2021-01-15 华北电力大学 一种基于四元数自适应滤波器的滤波-x最小均方有源噪声控制方法
CN112309361A (zh) * 2020-10-29 2021-02-02 西安艾科特声学科技有限公司 一种用于有源噪声控制***的声反馈抑制方法
CN113920974A (zh) * 2021-11-22 2022-01-11 湖南大学 一种基于逆滤波频率均衡的复合式主动降噪方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070098119A1 (en) * 2003-05-14 2007-05-03 Ian Stothers Adaptive control unit with feedback compensation
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
CN111836147A (zh) * 2019-04-16 2020-10-27 华为技术有限公司 一种降噪的装置和方法
CN111536587A (zh) * 2020-04-24 2020-08-14 青岛海信日立空调***有限公司 空调器
CN111883095A (zh) * 2020-04-27 2020-11-03 珠海市杰理科技股份有限公司 主动降噪方法、装置、***以及相关设备
CN112309361A (zh) * 2020-10-29 2021-02-02 西安艾科特声学科技有限公司 一种用于有源噪声控制***的声反馈抑制方法
CN112233644A (zh) * 2020-11-04 2021-01-15 华北电力大学 一种基于四元数自适应滤波器的滤波-x最小均方有源噪声控制方法
CN113920974A (zh) * 2021-11-22 2022-01-11 湖南大学 一种基于逆滤波频率均衡的复合式主动降噪方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI611704B (zh) 自調式主動噪聲消除方法、系統及耳機裝置
Morgan History, applications, and subsequent development of the FXLMS Algorithm [DSP History]
JP5452655B2 (ja) 音声状態モデルを使用したマルチセンサ音声高品質化
CN110996203B (zh) 一种耳机降噪方法、装置、***及无线耳机
CN111883095A (zh) 主动降噪方法、装置、***以及相关设备
CN110402540B (zh) 主动降噪方法、装置、芯片、主动控制***和存储介质
CN110718205B (zh) 一种无次级路径有源噪声控制***及实现方法
EP1297523A1 (en) Active noise reduction system
CN101379872A (zh) 带有自适应反馈抑制***的助听器
CN112562624B (zh) 主动降噪滤波器设计方法、降噪方法、***及电子设备
Shen et al. Multi-channel wireless hybrid active noise control with fixed-adaptive control selection
CN113409755A (zh) 主动降噪方法、装置及主动降噪耳机
CN105356861A (zh) 一种有源降噪的方法和***
CN111436014A (zh) 主动降噪耳机的滤波装置、滤波方法以及主动降噪耳机
CN115250397A (zh) Tws耳机和tws耳机的播放方法及装置
CN104768114B (zh) 反馈抑制
CN107666637B (zh) 自调式主动噪声消除方法、***及耳机装置
CN115019763A (zh) 语音设备的主动降噪方法、装置、设备及介质
Xie et al. A feedforward and feedback composite active noise reduction headset based on inverse filter frequency equalization and its DSP system implementation
US20230131827A1 (en) Method for generating active noise reduction filter, storage medium and earphone
CN113488016B (zh) 系数确定方法及装置
JP2003250193A (ja) 反響消去方法、この方法を実施する装置、プログラムおよびその記録媒体
CN115209302A (zh) 音频降噪处理方法、装置、设备、介质及程序产品
JP3128870B2 (ja) ノイズ低減装置
Wang et al. A frequency-domain nonlinear echo processing algorithm for high quality hands-free voice communication devices

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
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20220906

RJ01 Rejection of invention patent application after publication