[发明专利]主动降噪设备和方法

说明书

提供了一种主动降噪(active noise cancellation，ANC)设备(700)。所述ANC设备(700)包括第一麦克风(701)，所述第一麦克风用于响应于所述ANC设备(700)的第一区(780)中的第一声噪声生成第一麦克风信号；扬声器(705)，所述扬声器用于以扬声器信号驱动；第二麦克风(703)，所述第二麦克风用于生成第二麦克风信号，其中所述第二麦克风信号包括基于所述ANC设备(700)的第二区(790)中的第二声噪声的残余噪声分量。此外，所述ANC设备(700)包括处理电路，所述处理电路用于使用第一滤波器(710)基于所述第一麦克风信号生成补偿信号。所述处理电路还用于使用第二滤波器(720)基于所述补偿信号和所述第二麦克风信号生成所述扬声器信号。

技术领域

本发明大体上涉及声音处理。更具体地，本发明涉及一种主动降噪(active noisecancellation，ANC)设备和方法。

背景技术

降噪是各种应用中的常见任务。主动降噪(active noise cancellation，ANC)是一种应用于声波并利用声波的相消干扰的降噪技术。在ANC耳机等ANC设备中，噪声或扰动是要消除或至少降低的外部声波。ANC设备的目标是生成补偿声波，这可以实现对期望衰减区域(通常称为静区)的噪声的相消干扰。补偿声波也称为抗噪声。ANC设备的性能通常以相对降噪水平(也称为衰减)和频率范围的大小，即带宽的大小为特征，其中降噪是稳定的。考虑到降噪是主要目标，更高的衰减和更宽的衰减带宽意味着ANC设备的性能更好。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种改进的主动降噪设备和方法。

上述和其它目的通过独立权利要求请求保护的主题来实现。其它实现方式在从属权利要求、说明书和附图中是显而易见的。

根据第一方面，提供了一种主动降噪ANC设备。ANC设备包括第一麦克风，用于响应于ANC设备的第一区(例如ANC设备暴露于环境噪声的区)中的第一外部声噪声生成第一麦克风信号。此外，ANC设备包括用于以扬声器信号驱动的降噪扬声器和用于生成第二麦克风信号的第二静区麦克风，其中第二麦克风信号包括基于ANC设备的第二区(例如ANC设备的静区)中的残留第二声噪声的残余噪声分量。ANC设备还包括处理电路，用于使用第一滤波器(此处也称为前馈ANC滤波器，即FF ANC滤波器)基于第一麦克风信号生成补偿信号，即降噪或消噪信号。此外，处理电路还用于使用第二滤波器(此处也称为反馈ANC滤波器，即FBANC滤波器)基于补偿信号和第二麦克风信号生成扬声器信号，即抗噪声信号。

有利地，ANC设备通过在队列中组合FF ANC滤波器和FB ANC滤波器来提升主动降噪。有利地，这可以保证FB ANC滤波器支持的改进的FF ANC滤波器的抗噪声稳定性，而没有任何意外衰减。FF ANC滤波器处理观察到的环境噪声且将其发送到静区，并用于预测噪声传递。FB ANC滤波器为FF ANC滤波器提供了稳定的传递路径，并降低了残余噪声，残余噪声是根据预测的FF ANC抗噪声与静区中实际观察到的噪声之间的差获得的。

ANC设备可以是耳机，例如包耳式、贴耳式或入耳式耳机。第一区可以是耳机的外区，也可以称为耳机的外部区或环境区。第二区可以是耳机的内区，也可以称为耳机的内部区，或称为耳机的静区(例如在静音模式下)或播放或收听区(例如在播放模式下)。

在第一方面的另一种可能的实现方式中，处理电路用于使用第二滤波器(即FBANC滤波器)基于补偿信号与第二麦克风信号之间的差生成扬声器信号。

在第一方面的又一种可能的实现方式中，第二麦克风信号包括基于ANC设备的第二区中的残留第二声噪声的残余噪声分量和播放信号分量。处理电路用于使用第二滤波器(即FB ANC滤波器)基于补偿信号、第二麦克风信号和播放信号生成扬声器信号。因此，有利地，ANC设备在播放模式下也提供了改进的主动降噪。