[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

说明书

本公开涉及一种耳机的降噪方法、自适应FIR滤波器、除噪滤波器组和耳机。所述降噪方法包括：采集外部环境噪声信号；基于外部环境噪声信号利用第一无限冲激响应(IIR)滤波器滤波以得到第一噪声参考信号，以抵消耳外麦克风和扬声器的作用；采集残留噪声信号，并基于残留噪声信号和第一噪声参考信号来调整第一有限冲激响应(FIR)滤波器的系数；利用第一FIR滤波器对第一噪声参考信号进行滤波，并经由扬声器输出耳内反向噪声，以与进入耳内的噪声空中对消。该方法能针对耳机佩戴姿势、耳结构和噪声场景变化中的任一种自适应调整FIR滤波器的滤波器系数，在实现自适应快速收敛且FIR滤波器的阶数较低的情况下，对不同情况下的噪声均达到好的抑制效果。

技术领域

本公开涉及耳机以及耳机的降噪方法，更具体地，涉及一种耳机的降噪方法、自适应FIR滤波器、除噪滤波器组和耳机。

背景技术

随着社会进步和人民生活水平的提高，耳机已成为人们必不可少的生活用品。带有主动噪声抑制功能的耳机越来越多受到市场和客户的广泛认可，这样的耳机能够使得用户在机场、地铁、飞机、餐厅等各种嘈杂环境下享受到舒适的降噪体验。

然而，不同的噪声条件、不同的耳机结构都会影响现有耳机的主动噪声抑制功能。首先，目前的耳机提供的主动降噪方案多为用户根据噪声场景来选择滤波系数，例如噪声场景可以包括：飞机、餐厅、地铁、街道等。用户通过选择不同的噪声场景来设置耳机的不同降噪系数。当用户在多个场景之间进行切换时，需要多次选择场景来调整降噪系数，这样的方法在很大程度上影响了用户体验。即便在同一场景中，噪声情况也并不一致，例如上下班高峰时期的地铁和深夜的地铁具有完全不同的噪声强度，对不同时段的地铁场景使用同样的降噪系数显然是不合适的。其次，市面上的耳机具有多种结构，例如入耳式耳机、半入耳式耳机等，不同的耳机有不同的佩戴方式，不同的用户也有不同的耳部结构，这就导致用户佩戴耳机的方式对降噪产生了一定的影响。

因此，具有自适应主动降噪功能的耳机应运而生。目前的自适应主动降噪耳机多依赖于有限冲激响应(FIR)滤波器实现自适应降噪功能。然而FIR滤波器实现的自适应主动噪声抑制系统的阶数较高，计算复杂度和功耗也比较大。

发明内容

提供了本公开以解决现有技术中存在的上述问题。

本公开需要一种耳机的自适应主动降噪方法、自适应FIR滤波器、除噪滤波器组和耳机，其能够针对耳机佩戴姿势、人耳结构和噪声场景变化中的任何一种对FIR滤波器的滤波器系数进行自适应调整，从而在实现自适应快速收敛且所需FIR滤波器的阶数较低的情况下，对不同情况下的噪声均能达到好的抑制效果。

根据本公开的第一方面，提供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。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，并基于所述残留噪声信号和所述第一噪声参考信号来调整第一有限冲激响应(FIR)滤波器的系数；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。

根据本公开的第二方面，提供一种自适应FIR滤波器。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。

根据本公开的第三方面，提供一种除噪滤波器组。所述除噪滤波器组包括：根据本公开各个实施例的自适应FIR滤波器；第一IIR滤波器，其系数通过测量预先得到以抵消耳外麦克风和所述扬声器的作用。所述第一IIR滤波器被配置为：基于所述耳外麦克风所采集的外部环境噪声信号生成所述噪声参考信号，并馈送给所述自适应FIR滤波器中的获取模块。