[發明專利]主動降噪方法、裝置及耳機

有效

• 申請號: 201910503957.0
• 申請日: 2019-06-12
• 公開（公告）號: CN110225429B
• 公開（公告）日: 2020-12-04
• 發明（設計）人: 王澤眾;虞安波
• 申請（專利權）人: 會聽聲學科技（北京）有限公司
• 主分類號: H04R1/10
• 分類號: H04R1/10
• 代理公司: 北京超凡宏宇專利代理事務所(特殊普通合伙) 11463
• 代理人: 王闖

本發明提供一種主動降噪方法，用于具有限幅器、第一濾波器和反饋濾波器的耳機，所述方法包括：根據噪聲信號和音頻信號，確定限幅器的第一輸入信號；利用第一濾波器對所述第一輸入信號進行濾波，得到第二輸入信號；基于所述第二輸入信號，利用限幅器對反饋濾波器的增益進行調節；利用反饋濾波器生成消噪信號。本發明還提供了與該主動降噪方法相對應的主動降噪裝置及耳機。通過改變觸發限幅器的參考信號，消除了音頻信號的干擾作用，避免出現限幅器誤觸發；限幅器觸發后會維持濾波器在低增益工作一定時間，防止限幅器工作狀態頻繁切換產生雜音；限幅器輸入信號經過濾波器去除低頻干擾信號，減輕主動降噪耳機由于物理運動引起的雜音。

技術領域

本發明涉及耳機的主動降噪領域，具體而言，涉及一種主動降噪方法、裝置及耳機。

背景技術

對于反饋式主動降噪耳機，需要根據降噪耳機的聲學特性設計反饋濾波器，反饋濾波器基于耳機內的麥克風檢測到的噪聲信號進行處理并生成消噪信號，消噪信號經揚聲器播出消噪聲波，消噪聲波與噪聲聲波干涉，實現消噪點噪聲的消除，基于反饋濾波器的降噪系統形成一個閉環回路，該降噪系統存在如下問題：降噪耳機在佩戴過程中受到擠壓引起耳機內聲學特性的巨變，進一步引發閉環回路出現不穩定，最終導致降噪耳機發生嘯叫，嘯叫會嚴重影響用戶體驗，造成聽力損傷。

為解決上述的嘯叫問題，通常會使用限幅器將反饋濾波器的輸出限制在一個合理的范圍內，但是現階段限幅器的使用存在如下問題：1)限幅器容易誤觸發。限幅器的觸發信號為耳罩內的聲信號，耳罩內的聲音不僅有噪聲，也可能有耳機播放的音頻聲，當該音頻的音量較大時，即使沒有產生嘯叫，也會觸發限幅器工作；2)限幅器容易導致其他雜音出現。聲音持續時間極短且響度不太大時，該聲音會被人耳忽略，因此為了消除嘯叫聲，必須在極短時間內降低濾波器的增益，使得人耳聽不見短暫的聲音。但是，增益變化太快時，又會有類似“階躍響應”的現象出現，耳朵會聽到輕微的響聲。當耳機處于異常狀態(如劇烈搖頭)時，限幅器在工作與不工作之間來回切換，這種響聲頻繁出現，人耳會聽到噼里啪啦的聲音。

發明內容

為解決上述問題，本發明提出一種主動降噪方法、裝置及耳機，以避免限幅器的誤觸發以及限幅器由于使用和設計不同引起主動降噪耳機出現的雜音現象。

第一方面，本發明提出一種主動降噪方法，用于具有限幅器、第一濾波器和反饋濾波器的耳機，所述主動降噪方法包括：

根據噪聲信號和音頻信號，確定限幅器的第一輸入信號；

利用第一濾波器對所述第一輸入信號進行濾波，得到第二輸入信號；

基于所述第二輸入信號，利用限幅器對反饋濾波器的增益進行調節；

利用反饋濾波器生成消噪信號。

進一步地，所述根據噪聲信號和音頻信號，確定限幅器的第一輸入信號，包括：

確定耳機的次級通道傳聲特性傳遞函數、反饋濾波器傳遞函數；

基于所述噪聲信號、音頻信號、次級通道傳聲特性傳遞函數、反饋濾波器傳遞函數，確定限幅器的第一輸入信號。

進一步地，所述第一濾波器為截止頻率在100Hz-200Hz的高通濾波器。

進一步的，所述基于所述第二輸入信號，利用限幅器對反饋濾波器的增益進行調節，包括：

設定限幅器的觸發闕值、調節速率以及維持時間；

基于所述第二輸入信號，根據所述限幅器的觸發闕值、調節速率以及維持時間，利用限幅器對反饋濾波器的增益進行調節。

第二方面，本發明還提供一種主動降噪裝置，用于耳機，所述主動降噪裝置包括麥克風、反饋濾波器、揚聲器、限幅器；

所述麥克風與所述反饋濾波器連接，所述反饋濾波器分別與所述揚聲器、所述限幅器連接；