[发明专利]一种实现不同频率响应拟合的主动降噪系统及方法

说明书

本发明提供的一种实现不同频率响应拟合的主动降噪系统，包括噪声采集通路、声音播放通路，以及连接于噪声采集通路与声音播放通路之间的级联降噪滤波器组，其中噪声采集通路包括依次连接噪声采集麦克风、AD转换器、第一降采样滤波器；声音播放通路包括依次连接的声音播放单元、第一升采样滤波器、加法器、第二升采样滤波器、DA转换器和播放喇叭；级联降噪滤波器组包括至少两个IIR数字滤波器级联的IIR数字滤波器组和FIR数字滤波器，级联降噪滤波器组接入第一降采样滤波器输出的噪声参考信号，并顺次通过IIR数字滤波器组和FIR数字滤波器进行滤波器处理。本发明通过IIR数字滤波器组和FIR数字滤波器级联，能够很好地拟合不同频段的频率响应。

技术领域

本发明涉及耳机降噪技术领域，特别涉及一种实现不同频率响应拟合的主动降噪系统及方法。

背景技术

主动降噪耳机是通过主动降噪系统发出与环境噪声相位反向声波来抵消噪声声波将环境噪声消除，从而实现降噪的效果。具体原理是使用外置的麦克风采集外界噪声，然后通过主动降噪系统产生一个与噪声幅度相同相位相差180度的反相声波，将噪声抵消，从而达到降噪。主动降噪耳机其具体功能是降低外界的环境噪声，给佩戴者提供一个安静的环境。

目前经过大量研发已经有很多主动降噪耳机进入到生产和销售，但是现有的主动降噪耳机，多数采用模拟方案，即直接对模拟信号通过滤波器产生反相噪声，其好处是实现比较简单。

数字方案调节更加灵活，量产方便，而且唯有数字方案才能实现自适应的降噪。但是数字方案引入了延时问题，其中包括AD的转换延时、DA转换的延时、降采样或升采样滤波器的延时。延时如果太大，无法产生反相声波，主动降噪会失去效果；延时如果太小，就要求主动降噪工作的音频采样率高，但这会降低降噪滤波器的精度，不能很好的拟合麦克风和扬声器的频率响应，影响降噪效果。

主动降噪过程中，频率响应拟合的精度直接决定降噪的效果。不同耳机头的频率响应有很大差别，有的耳机头频率响应比较平滑，有的耳机头在不同频段的频率响应会有奇点造成难以拟合。

因此，为了解决上述问题，需要针对不同耳机头降噪要求，实现不同频率响应拟合以提高滤波精度的主动降噪系统及方法。

发明内容

本发明的一个方面在于提供一种实现不同频率响应拟合的主动降噪系统，所述系统包括噪声采集通路、声音播放通路，以及连接于所述噪声采集通路与所述声音播放通路之间的级联降噪滤波器组，其中

所述噪声采集通路包括依次连接噪声采集麦克风、AD转换器、第一降采样滤波器；

所述声音播放通路包括依次连接的声音播放单元、第一升采样滤波器、加法器、第二升采样滤波器、DA转换器和播放喇叭；

所述级联降噪滤波器组包括至少两个IIR数字滤波器级联的IIR数字滤波器组和FIR数字滤波器，所述级联降噪滤波器组接入所述第一降采样滤波器输出的噪声参考信号，并顺次通过所述IIR数字滤波器组和FIR数字滤波器进行滤波器处理。

优选地，所述系统还包括信号存储通路，所述信号存储通路包括存储单元，用于将所述噪声参考信号进行存储。

优选地，所述IIR数字滤波器为直接Ⅱ型二阶IIR数字滤波器，包括两个零点和两个极点。

优选地，所述IIR数字滤波器组包括级联的六个IIR数字滤波器。

优选地，所述信号存储通路中还包括第二降采样滤波器，第一降采样滤波器输出的参考噪声信号经过所述第二降采样滤波器滤波后存储于所述存储单元。

本发明的另一个方面在于提供一种实现不同频率响应拟合的主动降噪方法，所述方法包括：

噪声采集麦克风采集周围环境噪声，经AD转换器将所述环境噪声转换为数字信号；