[發明專利]自調式主動噪聲消除方法、系統及耳機裝置

有效

• 申請號: 201610600624.6
• 申請日: 2016-07-28
• 公開（公告）號: CN107666637B
• 公開（公告）日: 2020-04-03
• 發明（設計）人: 歐昆應
• 申請（專利權）人: 驊訊電子企業股份有限公司
• 主分類號: H04R3/00
• 分類號: H04R3/00
• 代理公司: 隆天知識產權代理有限公司 72003
• 代理人: 周濱;章侃銥

一種自調式主動噪聲消除方法、系統及耳機裝置，耳機裝置設置于一量測治具上，量測治具用以接收耳機裝置輸出的音頻，能仿真人耳聽到的聲音，自調式主動噪聲消除系統自耳機裝置內麥克風取得環境噪聲信號，系統產生的信號即用以抵消環境噪聲信號的反向噪聲信號，用以壓抑自揚聲單元持續接收的環境噪聲信號，之后輸出的混音信號可定義為誤差信號，在一調校模式下，自量測治具接收的誤差信號可用以更新自調式主動噪聲消除參數，當誤差信號低于一默認門檻時，調校處理結束，最后參數可存儲作為用戶模式的耳機裝置的默認值。

技術領域

本發明涉及一種提供降噪耳機的降噪參數的技術，特別涉及一種通過環境噪聲模擬與誤差調校的自調式主動噪聲消除方法與系統，以及使用系統所產生的降噪參數的耳機裝置。

背景技術

常見具有主動式噪聲控制(Active Noise Control，ANC)的降噪耳機的運作原理是在耳機上制作一個接收外部噪聲的收音單元，內部信號處理系統能夠配合軟件與硬件的處理，產生破壞外部噪聲信號(振幅與頻率)的信號，例如產生與噪聲振幅與頻率相同但相位相反的信號，使得在降噪耳機內抵消外部噪聲，達到消除噪聲的效果。

應用在主動式降噪耳機內的主動式噪聲控制系統一般分為前饋式控制(feedforward control)以及反饋式控制(feedback control)兩種架構，其中反饋式控制架構有穩定性的問題，因此在量產過程中需花很多的時間來選擇電子料件以及調整控制器的增益；而前饋式控制架構雖無穩定性的問題，但仍舊需花時間調教來達到預期的效能，降噪效果也不如反饋式架構佳。

曾有現有技術為了兼顧前饋式控制以及反饋式控制兩種架構的優點，提出混合型式的架構，雖可得到較佳的降噪效果，但因為每組耳機需四顆麥克風，相對增加控制電路的復雜度，電路設計與電子料件的使用都會使得整體成本升高。

圖1顯示現有技術中主動降噪耳機的架構示意圖，示意圖顯示有一耳機罩100罩住人耳10的示意圖，耳機裝置內外各有一個麥克風，并包括在耳機罩100內的耳機內揚聲器103，其中耳罩內麥克風105為接收誤差信號(error)的麥克風，耳罩外麥克風107則是接收參考信號(reference)的麥克風。

應用此主動降噪技術的架構，耳機裝置以耳罩外麥克風107接收參考信號，再以耳罩內麥克風105接收耳機罩100內的噪聲(誤差信號)，誤差信號回饋至數字信號處理器(DSP)101，數字信號處理器101能自動調適數字濾波器(如一種數字有限脈沖響應濾波器，digital FIR Filter)的參數，目的是將傳到人耳10的噪聲抑制到最小。

發明內容

本發明提出一種提供噪聲調校參數的自調式主動噪聲消除方法、系統及耳機裝置，相關系統根據環境噪聲仿真以及通過誤差收音裝置得到的誤差調校信號，在耳機出廠時已經記錄對應此耳機裝置的噪聲調校參數，使得此具有主動降噪功能的耳機裝置能夠在不增加過多料件成本的情況下仍能兼顧前饋式控制以及反饋式控制兩種架構的優點。

根據自調式主動噪聲消除方法的實施例，優選地，所提出的自調式主動噪聲消除系統可自耳機裝置取得由揚聲器仿真產生的環境噪聲信號，形成一參考信號，接著系統執行主動降噪濾波處理，采用一組自調式主動噪聲消除參數，以參考信號經濾波后產生濾波后信號，并輸出濾波后信號至耳機裝置，由耳機裝置輸出濾波后信號，可以抵消環境噪聲信號，形成的殘值由一音頻量測單元接收，作為自調式主動噪聲消除系統評估降噪效能的誤差信號。

具體地，根據一實施例，當自調式主動噪聲消除系統系統評估誤差信號時，判斷誤差信號是否低于一門檻，若誤差信號高于或等于門檻，執行一適應式算法更新自調式主動噪聲消除參數，用以調整主動降噪濾波處理中濾波器參數，并重復以上所述流程后，持續更新自調式主動噪聲消除參數，直到誤差信號低于門檻時，即決定自調式主動噪聲消除參數，存儲后形成受測的耳機裝置出廠時的自調式主動噪聲消除參數。