[发明专利]耳机的降噪方法、自适应FIR滤波器、除噪滤波器组和耳机

权利要求书

1.一种耳机的降噪方法，所述耳机包括耳外麦克风、滤波器组、扬声器和耳内麦克风，其特征在于，所述降噪方法包括：

经由所述耳外麦克风采集外部环境噪声信号；

基于所采集的外部环境噪声信号利用第一无限冲激响应(IIR)滤波器进行滤波以得到第一噪声参考信号，从而抵消所述耳外麦克风和所述扬声器的作用；

经由所述耳内麦克风采集残留噪声信号；

对所述耳外麦克风采集的外部环境噪声信号进行下采样，将所述第一IIR滤波器转换到低采样率，以得到第二IIR滤波器，利用所述第二IIR滤波器对下采样后的外部环境噪声信号进行滤波，以得到第二噪声参考信号；

对所述残留噪声信号进行下采样；

基于所述第二噪声参考信号和所述下采样后的残留噪声信号来调整第二FIR滤波器的系数，将调整系数后的第二FIR滤波器转换到高采样率，以得到第一FIR滤波器；

利用所述第一FIR滤波器对所述第一噪声参考信号进行滤波，并经由所述扬声器输出耳内反向噪声，以与所述外部环境噪声进入耳内的噪声进行空中对消。

2.根据权利要求1所述的降噪方法，其特征在于，下采样前的信号的采样率与所述高采样率相同且大于或等于192KHZ，下采样后的信号的采样率与所述低采样率相同且小于或等于48KHz。

3.根据权利要求1所述的降噪方法，其特征在于，基于所述第二噪声参考信号和下采样后的残留噪声信号调整第二FIR滤波器的系数根据以下公式(1)：

其中，w(n)＝[w₀(n)，w₁(n)，w₂(n)，...，w_M-1(n)]^T，M为所述第二FIR滤波器的长度，n为所述第二FIR滤波器的当前采样时刻，w(n)为在n时刻的所述第二FIR滤波器的滤波器系数，其包含从w₀(n)到w_M-1(n)共M个分量，w(n+1)为在n+1时刻的所述第二FIR滤波器的滤波器系数，其包含从w₀(n+1)到w_M-1(n+1)共M个分量，u(n)为在n时刻的所述第二噪声参考信号，e(n)为在n时刻的下采样后的所述残留噪声信号，μ是迭代步长系数。

4.根据权利要求1所述的降噪方法，其特征在于，所述第一IIR滤波器的系数通过测量预先得到。

5.一种自适应FIR滤波器，其特征在于，所述自适应FIR滤波器包括：

第一FIR滤波模块，被配置为基于长度和滤波器系数进行FIR滤波；

获取模块，被配置为获取残留噪声信号以及获取将外部环境噪声抵消耳外麦克风和扬声器作用后的噪声参考信号；

调整模块，被配置为：基于噪声参考信号和残留噪声信号来调整所述第一FIR滤波模块的滤波器系数；基于下采样后的噪声参考信号和下采样后的残留噪声信号来调整滤波器系数，以得到低采样率的FIR滤波器的系数；以及

转换模块，被配置为：将所述低采样率的FIR滤波器的系数转换为高采样率的FIR滤波器的系数，并馈送到所述第一FIR滤波模块。

6.根据权利要求5所述的自适应FIR滤波器，其特征在于，基于下采样后的噪声参考信号和下采样后的残留噪声信号来调整滤波器系数根据以下公式(1)：

其中，w(n)＝[w₀(n)，w₁(n)，w₂(n)，...，w_M-1(n)]^T，M为所述低采样率的FIR滤波器的长度，n为所述低采样率的FIR滤波器的当前采样时刻，w(n)为在n时刻的所述低采样率的FIR滤波器的系数，其包含从w₀(n)到w_M-1(n)共M个分量，w(n+1)为在n+1时刻的所述低采样率的FIR滤波器的滤波器系数，其包含从w₀(n+1)到w_M-1(n+1)共M个分量，u(n)为在n时刻的所述下采样后的噪声参考信号，e(n)为在n时刻的所述下采样后的残留噪声信号，μ是迭代步长系数。