一种耳机自适应有源噪声控制系统及方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108600894A(43)申请公布日2018.09.28(21)申请号201810758793.1(22)申请日2018.07.11(71)申请人重庆传乐音响科技有限公司地址402360重庆市大足区双桥经开区天星大道7号附1幢（标准厂房101幢办公楼）(72)发明人不公告发明人(74)专利代理机构深圳市兴科达知识产权代理有限公司44260代理人贾庆(51)Int.Cl.H04R1/10(2006.01)权利要求书2页说明书8页附图2页(54)发明名称一种耳机自适应有源噪声控制系统及方法(57)摘要本发明公开了一种耳机自适应有源噪声控制系统及方法，该系统至少包括，一个用于采集采集噪音信号的参考麦克风，一个用于采集误差噪音信号的误差麦克风，参考麦克风设于耳机外部，误差麦克风设于耳机内部；一个扬声器单元，用于播放次级声信号；两个模数转换器AD，分别用于将参考噪音信号和误差噪音信号转换为对应的数字信号；一个数模转换器DA，用于将滤波输出信号转化成模拟信号并馈给次级扬声器；一个处理器，用于更新滤波系数并产生次级扬声器的输入信号。该发明能够解决普通自适应算法实时跟踪能力不足和计算延时过大等问题，对不同的环境和不同的耳机佩戴方式都具有较好的自适应性能，提高了耳机自适应有源噪声控制的收敛性能和跟踪性能。CN108600894ACN108600894A权利要求书1/2页1.一种耳机自适应有源噪声控制系统，其特征在于，该系统至少包括：第一音频采集器和第二音频采集器，第一音频采集器安装在耳机外部，用于采集参考噪音信号；第二音频采集器安装在耳机内部，用于采集降噪后的误差噪音信号；第一模数转换器AD和第二模数转换器AD，第一模数转换器AD和第一音频采集器电连接，用于将第一音频采集器采集的参考噪音信号转换为对应的数字信号，第二模数转换器AD和第二音频采集器电连接，用于将第二音频采集器采集的误差噪音信号转换为对应的数字信号；处理器单元，第一模数转换器AD和处理器单元第一信息输入端连接，第二模数转换器AD和处理器单元第二信息输入端连接；数模转换器DA和次级扬声器，处理器单元信息输出端经数模转换器DA后和次级扬声器连接，次级扬声器安装在耳机内，数模转换器DA用于将处理器单元的输出滤波信号转换为对应的模拟信号并馈给到次级扬声器，次级扬声器用于播放次级声音信号。2.根据权利要求1所述的耳机自适应有源噪声控制系统，其特征在于，该控制系统还包括存储器单元，存储器单元和处理器单元双向通信连接。3.根据权利要求1所述的耳机自适应有源噪声控制系统，其特征在于，该控制系统还包括电源模块，电源模块和处理器单元供电端连接。4.根据权利要求1所述的耳机自适应有源噪声控制系统，其特征在于，该控制系统还包括控制逻辑单元，控制逻辑单元用于控制有源降噪功能的开关。5.一种耳机自适应有源噪声控制方法，其特征在于，包括以下步骤：由第一音频采集器实时采集参考噪音信号，并通过第一模数转换器将参考噪音信号转换为对应的数字信号x(n)后传输到处理器单元；由第二音频采集器实时采集误差噪音信号，并通过第二模数转换器将误差噪音信号转换为对应的数字信号e(n)后传输到处理器单元；通过处理器单元计算滤波器系数向量和计算输出滤波信号y(n)，在频域内采用卡尔曼滤波计算滤波器系数向量在时域内对数字信号x(n)和时域滤波器系数进行卷积得到输出滤波信号y(n)；其中，时域滤波器系数是滤波系数向量的逆傅里叶变换；通过数模转换器将输出滤波信号y(n)转换为对应的模拟信号并馈给到次级扬声器，次级扬声器用于播放次级声音信号。6.根据权利要求5所述的耳机自适应有源噪声控制方法，其特征在于，在频域内采用卡尔曼滤波计算滤波器系数向量的步骤如下：在频域内，参考噪音信号对应的数字信号x(n)经过估计的次级通道滤波得到卡尔曼滤波输入信号v(n)；将最近的2L点卡尔曼滤波输入信号v(n)组成的序列做傅里叶变换得到频域向量v(k)，将频域向量v(k)的元素依次放置于对角线组成对角矩阵V(k)；将最近的L点误差噪音信号e(n)组成的序列做傅里叶变换得到频域向量E(k)；HH-1更新卡尔曼增益矩阵K(k)＝P(k)V(k)[V(k)P(k)V(k)+2ψee(k)]，其中，P(k)是状态2CN108600894A权利要求书2/2页误差矩阵，ψee(k)是观测噪声误差对角协方差矩阵，上标H代表共轭转置操作；更新频域滤波器系数向量其中是约束矩阵，IL是维数为L×L的单位矩阵，0L是维数为L×L的零矩阵，F是傅里叶变换矩阵，K(k)是卡尔曼增益矩阵；更新状态误差矩阵P(k)：其中，ψΔΔ(k)是过程噪声对角矩阵，I2L是维数为2L×2L的单位矩阵。7.根据权利要求6所述的耳