[发明专利]降噪方法、自适应滤波器、入耳式耳机和半入耳式耳机

说明书

本公开涉及一种降噪方法、自适应滤波器、入耳式耳机以及半入耳式耳机，其中降噪方法包括：获取FIR滤波器的输入噪声信号；在第一采样率条件下，基于输入噪声信号计算FIR滤波器的系数，其中，第一采样率小于或等于第一预设值；基于FIR滤波器的系数将FIR滤波器转换为IIR滤波器，以获取IIR滤波器的系数；以及在第二采样率条件下，基于IIR滤波器的系数确定输出噪声信号，其中，第二采样率大于或等于第二预设值，并且第二预设值大于第一预设值。该方法能够针对不同的噪声、用户的不同耳机佩戴姿势以及不同用户的耳道结构自适应地调整滤波器系数，从而达到良好的噪声抑制效果；还能够降低噪声抑制系统的滤波器阶数以及计算复杂度，并同时减轻由计算带来的功耗。

技术领域

本公开涉及耳机以及耳机的降噪方法，更具体地，涉及一种降噪方法、自适应滤波器、入耳式耳机和半入耳式耳机。

背景技术

随着社会进步和人民生活水平的提高，耳机已成为人们必不可少的生活用品。带有主动噪声抑制功能的耳机越来越多受到市场和客户的广泛认可，这样的耳机能够使得用户在机场、地铁、飞机、餐厅等各种嘈杂环境下享受到舒适的降噪体验。

然而，不同的噪声条件、不同的耳机结构都会影响现有耳机的主动噪声抑制功能。首先，目前的耳机提供的主动降噪方案多为用户根据噪声场景来选择滤波系数，例如噪声场景可以包括：飞机、餐厅、地铁、街道等。用户通过选择不同的噪声场景来设置耳机的不同降噪系数。当用户在多个场景之间进行切换时，需要多次选择场景来调整降噪系数，这样的方法在很大程度上影响了用户体验。即便在同一场景中，噪声情况也并不一致，例如上下班高峰时期的地铁和深夜的地铁具有完全不同的噪声强度，对不同时段的地铁场景使用同样的降噪系数显然是不合适的。其次，市面上的耳机具有多种结构，例如入耳式耳机、半入耳式耳机等，不同的耳机有不同的佩戴方式，不同的用户也有不同的耳部结构，这就导致用户佩戴耳机的方式对降噪产生了一定的影响。

因此，具有自适应主动降噪功能的耳机应运而生。主动降噪功能要求滤波器跑在高采样率上，高采样率下系统延时较低，便于人工合成噪声和耳内噪声取得较好的对消效果。目前的自适应主动降噪耳机多依赖于FIR滤波器实现自适应降噪功能。然而工作在高采样率下的FIR滤波器实现的自适应主动噪声抑制系统的阶数较高，计算复杂度和功耗也比较大，且高采样率下的自适应过程不容易收敛到最优解，在器件维护和降噪效果方面都不够理想。

发明内容

提供了本公开以解决现有技术中存在的上述问题。

本公开需要一种自适应主动降噪方法，其能够在不同场景中及时调整滤波器的降噪系数，达到自适应降噪的技术效果；且能够有效提高滤波器的计算效率和降噪效果。

根据本公开的第一方案，提供了一种降噪方法，该方法包括：获取FIR滤波器的输入噪声信号；在第一采样率条件下，基于输入噪声信号计算FIR滤波器的系数，其中，第一采样率小于等于第一预设值；基于FIR滤波器的系数将FIR滤波器转换为IIR滤波器，以获取IIR滤波器的系数；以及在第二采样率条件下，基于IIR滤波器的系数确定输出噪声信号，其中，第二采样率大于等于第二预设值，并且第二预设值大于第一预设值。

在一些实施例中，输入噪声信号包括：由耳外麦克风获取的环境噪声经由模数转换后得到的环境噪声信号，和/或，由耳内麦克风获取的残留噪声经由模数转换后得到的残留噪声信号。

在一些实施例中，第一预设值为48kHz；第二预设值为96kHz。

在一些实施例中，在第一采样率条件下，基于输入噪声信号计算FIR滤波器的系数，包括：基于以下公式确定FIR滤波器的系数：

，

其中，，M为FIR滤波器的长度，n为FIR滤波器当前采样时刻，u(n)为耳外麦克风获取到的环境噪声，e(n)为耳内麦克风获取到的残留噪声，μ是迭代步长系数。