[發明專利]混合降噪濾波器的設計方法、降噪方法、系統及電子設備

有效

• 申請號: 202011374425.0
• 申請日: 2020-11-30
• 公開（公告）號: CN112562626B
• 公開（公告）日: 2021-08-31
• 發明（設計）人: 周軍;陳潔茹;解卓鵬;陳景東;王向輝
• 申請（專利權）人: 深圳百靈聲學有限公司
• 主分類號: G10K11/178
• 分類號: G10K11/178
• 代理公司: 深圳中一聯合知識產權代理有限公司 44414
• 代理人: 冷仔

本申請適用于主動降噪技術領域，提供了一種混合降噪濾波器的設計方法、降噪方法、系統集電子設備：應用于主動降噪系統，主動降噪系統包括內部揚聲器、誤差麥克風和參考麥克風。設計方法包括：根據第一帶限白噪聲信號和第一誤差信號，采用最小二乘法獲得次級路徑估計；根據次級路徑估計和第一誤差信號獲得后饋濾波器參數；根據參考信號、第二誤差信號和次級路徑估計獲得前饋濾波器參數。本申請實施例提供的混合降噪濾波器只需要辨識次級路徑，可以減少通道辨識誤差對濾波器設計帶來的影響；由于設計階段采用了帶限白噪聲作為測試信號，在主動降噪所關注的頻段內，本申請實施例提供的技術方案設計的主動降噪濾波器可以顯著提升降噪效果。

技術領域

本申請屬于主動降噪技術領域，尤其涉及一種混合降噪濾波器的設計方法、降噪方法、系統及電子設備。

背景技術

日常生活中，噪聲無處不在。長時間暴露在噪聲環境中，會影響人們的工作效率和身心健康，甚至會損害聽力。因此，噪聲控制是信號處理領域中一個倍受關注的研究課題。

主動噪聲控制系統可以分為前饋型主動降噪(Active Noise Control，ANC) 系統、后饋型ANC系統和混合型ANC系統。主動降噪系統一般包含初級路徑和次級路徑。以主動降噪耳機為例，為了設計濾波器實現噪聲對消，需要獲取耳機腔體中初級路徑和次級路徑的傳遞函數(或沖激響應)，傳遞函數可通過通道辨識技術獲取。

在基于通道辨識技術的前饋濾波器的設計方案中，直觀思路是獲取初級路徑和次級路徑的沖激響應，在此基礎上進行濾波器的設計。但是此種方案存在兩次加性噪聲的影響、階數不足等問題，因此該設計方案的降噪性能不佳。

發明內容

本申請實施例提供了一種混合降噪濾波器的設計方法、降噪方法、系統及電子設備，可以解決以上問題至少一部分。

第一方面，本申請實施例提供了一種混合降噪濾波器的設計方法，應用于主動降噪系統，所述主動降噪系統包括內部揚聲器、誤差麥克風和參考麥克風；所述設計方法包括：

使用所述內部揚聲器發送第一帶限白噪聲信號，同步采集所述誤差麥克風的第一誤差信號；

根據所述第一帶限白噪聲信號和所述第一誤差信號，采用最小二乘法獲得次級路徑估計；

根據所述次級路徑估計和所述第一誤差信號獲得后饋濾波器參數；

接收來自外部聲源發送的第二帶限白噪聲信號，同步采集參考麥克風信號的參考信號和所述誤差麥克風信號的第二誤差信號；

根據所述參考信號、所述第二誤差信號和所述次級路徑估計獲得前饋濾波器參數。

應理解，本申請實施例提供的混合降噪濾波器只需要辨識次級路徑，可以減少通道辨識誤差對濾波器設計帶來的影響；由于設計階段采用了帶限白噪聲作為測試信號，在主動降噪所關注的頻段內，本申請實施例提供的技術方案設計的混合降噪濾波器可以顯著提升降噪效果。

第二方面，本申請實施例提供了一種主動降噪方法，應用于主動降噪系統，參考麥克風、誤差麥克風、內部揚聲器、前饋濾波器和后饋濾波器；所述主動降噪方法包括：

所述濾波器通過所述參考麥克風接收外部噪聲信號，通過所述誤差麥克風接收耳道內噪聲信號；

所述前饋濾波器對所述外部噪聲信號進行濾波，獲得第一噪聲抵消信號；

所述后饋濾波器對所述耳道內噪聲信號進行濾波，獲得第二噪聲抵消信號；

通過所述內部揚聲器播放所述第一噪聲抵消信號和所述第二噪聲抵消信號；

所述濾波器為采用上述第一方面所述混合降噪濾波器的設計方法設計的濾波器。