[发明专利]一种数字降噪方法、装置和一种音频播放设备

说明书

技术领域

本发明涉及降噪技术领域，特别涉及一种数字降噪方法、装置和一种音频播放设备。

背景技术

传统的降噪耳机采用模拟电路实现，需要通过复杂的硬件电路来搭建滤波器，不但调试复杂，而且精度较低。随着数字技术的不断发展，数字信号的处理也越来越成熟，降噪耳机开始更加普遍地采用数字技术进行降噪处理。将降噪滤波器改为数字滤波器后，大大简化了降噪耳机的调试过程，仅需在软件中修改几个参数便可进行实测，避免了重复焊接硬件电路的繁琐，同时数字滤波器精度非常高，可保证量产时的一致性。

然而，通过数字信号进行滤波处理，要比直接使用模拟信号进行滤波处理多一个步骤，即需要将模拟信号转换为数字信号。将模拟信号转化为数字信号的装置叫做模数转换器(Analog-to-Digital Converter，简写ADC)，经ADC转化后的数字信号输入到数字信号处理(Digital Signal Processing，简写DSP)芯片进行处理，再经数模转换器(Digital-to-Analog Converter，简写DAC)转换为模拟信号，用于输出降噪，其装置框图如图1所示，该降噪装置100中，模数转换器110、数字信号处理芯片120和数模转换器130依次连接。在数字降噪设计中，DSP中设置有降噪滤波器，用以得到与外界噪声反相的降噪信号，并输出给扬声器抵消噪声。通常为了得到较高的降噪量，设计的降噪滤波器具有很高的增益，最高增益可达20dB以上，图2为一种数字反馈降噪耳机的降噪滤波器曲线，从图2中可见，该降噪滤波器在低频段的增益最高达到30dB左右。图3为采用图2所示降噪滤波器的降噪装置在未接入输入时输出信号的傅里叶变换(Fast Fourier Transformation，简写FFT)曲线，其测试设备为AudioPrecision525音频分析仪。

如图3所示，在现有的数字降噪装置中，数字降噪芯片存在比较大的延迟，在降噪滤波器设计时容易引进高频噪声，再加上ADC的噪声被放大，造成本底噪声较大，影响了整体的数字降噪效果。因此，需要提出一种能够降低数字降噪装置本底噪声的方法，来提高降噪效果，提高用户体验。

发明内容

鉴于现有技术数字降噪装置存在较高本底噪声的问题，提出了本发明的一种数字降噪方法、装置和一种音频播放设备，以便克服上述问题或者至少部分地解决上述问题。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

依据本发明的一个方面，提供了一种数字降噪方法，该方法包括：

S110，采集环境噪声的模拟信号；

S120，将所述模拟信号进行放大；

S130，将放大后的所述模拟信号转换为数字信号，并进行反相处理，得到反相数字信号，反相处理的增益降低至0dB以下；

S140，将得到的反相数字信号转换为模拟信号，输出到扬声器以抵消环境噪声；

其中，步骤S120中放大的增益量，用以抵消步骤S130中反相处理降低的增益量。

可选地，在步骤S120中，利用可编程增益放大器对所述模拟信号进行放大。

可选地，在步骤S140中，在将转化的模拟信号输出到扬声器之前，还包括步骤：

S141，将转换得到的模拟信号与待播放的音频信号进行叠加，将叠加后的信号输出到扬声器。

依据本发明的另一个方面，提供了一种数字降噪装置，该数字降噪装置包括依次连接的放大单元、模数转换器、数字信号处理芯片和数模转换器；

所述放大单元，用于接收环境噪声的模拟信号，将所述模拟信号放大，并发送给所述模数转换器；

所述模数转换器，用于将放大后的所述模拟信号转换为数字信号，并发送给所述数字信号处理芯片；

所述数字信号处理芯片，用于将接收到的数字信号进行反相处理，得到反相数字信号，并发送给所述数模转换器，所述数字信号处理芯片的增益降低至0dB以下；

所述数模转换器，用于将得到的反相数字信号转换为模拟信号，输出到扬声器以抵消环境噪声；

其中，所述放大单元的放大增益量，用以抵消所述数字信号处理芯片降低的增益量。

可选地，所述放大单元为可编程增益放大器。

可选地，该数字降噪装置还包括叠加单元；

所述叠加单元连接在所述数模转换器和扬声器之间，用于接收所述数模转换器发送的模拟信号，并将所述模拟信号与待播放音频信号叠加，将叠加后的信号输出到扬声器。