耳机、反馈降噪方法及装置

文档序号:196444 发布日期:2021-11-02 浏览:36次 >En<

阅读说明:本技术 耳机、反馈降噪方法及装置 (Earphone, feedback noise reduction method and device ) 是由 胡腾飞 于 2021-07-28 设计创作,主要内容包括:本申请公开了一种耳机、反馈降噪方法及装置,属于声音处理技术领域。该耳机包括:麦克风模块、扬声器模块、信号处理模块以及降噪模块,信号处理模块分别与麦克风模块、降噪模块连接,降噪模块与扬声器模块连接,其中,麦克风模块将获取到的耳道内的音频信号传输给信号处理模块,信号处理模块获取信号音信号对应的原始电信号,并根据信号音信号对应的原始电信号和接收到的音频信号得到噪音信号,信号处理模块将噪音信号传输给降噪模块;降噪模块根据噪音信号得到反向噪音信号,并将反向噪音信号输入至扬声器模块。(The application discloses an earphone, a feedback noise reduction method and a feedback noise reduction device, and belongs to the technical field of sound processing. The earphone includes: the device comprises a microphone module, a loudspeaker module, a signal processing module and a noise reduction module, wherein the signal processing module is respectively connected with the microphone module and the noise reduction module, and the noise reduction module is connected with the loudspeaker module; the noise reduction module obtains a reverse noise signal according to the noise signal and inputs the reverse noise signal to the loudspeaker module.)

耳机、反馈降噪方法及装置

技术领域

本申请属于声音处理技术领域,具体涉及一种耳机、反馈降噪方法及装置。

背景技术

降噪耳机可以降低外界环境声音对用户的影响,现有技术中耳机包括主动降噪耳机、被动降噪耳机、及主动降噪混合被动降噪耳机。主动降噪耳机包括前馈降噪方式和反馈降噪方式。

用户佩戴耳机听音乐或打电话时,耳道内声音分两部分:一种是外界噪音,另一种是音乐或通话的信号音,主动降噪耳机的目的在于尽可能降低噪音、保留信号音。

目前主动降噪耳机的反馈降噪方式为:反馈麦克风收集耳道内的音频信号进行反相处理,生成一个等值反相的反向声波信号由耳机进行播放,以抵消耳道内的音频信号。然而,由于音频信号中包含的信号音也会被同时消除,导致耳机佩戴者不能听清楚音乐或通话对方的声音。

发明内容

本申请实施例的目的是提供一种耳机,能够解决现有的在对音频信号进行降噪处理时也会同时将音频信号中包含的信号音进行消除的问题。

第一方面,本申请实施例提供了一种耳机,包括麦克风模块、扬声器模块、信号处理模块以及降噪模块,所述信号处理模块分别与所述麦克风模块、所述降噪模块连接,所述降噪模块与所述扬声器模块连接,

其中,所述麦克风模块将获取到的耳道内的音频信号传输给所述信号处理模块,所述信号处理模块获取信号音信号对应的原始电信号,并根据所述信号音信号对应的原始电信号和接收到的音频信号得到噪音信号,所述信号处理模块将所述噪音信号传输给所述降噪模块;

所述降噪模块根据所述噪音信号得到反向噪音信号,并将所述反向噪音信号输入至所述扬声器模块。

第二方面,本申请实施例提供了一种反馈降噪方法,应用于耳机,所述耳机包括扬声器模块和麦克风模块,该方法包括:

在佩戴耳机的情况下,通过所述麦克风模块获取耳道内的音频信号;其中,所述音频信号包括噪音信号和所述扬声器模块播放的信号音信号;

获取所述扬声器模块播放的信号音信号对应的原始电信号;

根据所述原始电信号和所述音频信号得到所述噪音信号;

根据所述噪音信号得到反相降噪信号,并将所述反相降噪信号输入所述扬声器模块。

第三方面,本申请实施例提供了一种反馈降噪装置,应用于耳机,所述耳机包括扬声器模块和麦克风模块,该装置包括:

第一获取模块,用于在佩戴耳机的情况下,通过所述麦克风模块获取耳道内的音频信号;其中,所述音频信号包括噪音信号和所述扬声器模块播放的信号音信号;

第二获取模块,用于获取所述扬声器模块播放的信号音信号对应的原始电信号;

处理模块,用于根据所述原始电信号和所述音频信号得到所述噪音信号;

降噪模块,用于根据所述噪音信号得到反相降噪信号,并将所述反相降噪信号输入所述扬声器模块。

第四方面,本申请实施例提供了一种耳机,该电子设备包括处理器、存储器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的程序或指令,所述程序或指令被所述处理器执行时实现如第一方面所述的方法的步骤。

第五方面,本申请实施例提供了一种可读存储介质,所述可读存储介质上存储程序或指令,所述程序或指令被处理器执行时实现如第一方面所述的方法的步骤。

第六方面,本申请实施例提供了一种芯片,所述芯片包括处理器和通信接口,所述通信接口和所述处理器耦合,所述处理器用于运行程序或指令,实现如第一方面所述的方法。

在本申请实施例中,其提供一种耳机,该耳机包括麦克风模块、扬声器模块、信号处理模块以及降噪模块,信号处理模块能够同时获取耳道内的音频信号和信号音信号对应的原始电信号,并根据该信号音信号对应的原始电信号和该接收到的音频信号得到噪音信号传输至降噪模块,降噪模块根据噪音信号得到反向噪音信号,并将反向噪音信号输入至扬声器模块。即,该降噪模块仅对噪音信号进行降噪处理,不会对信号音信号有所衰减,从而让耳机佩戴者能够更清楚的听到音乐或通话对方的声音。

附图说明

图1是本申请实施例提供的耳机的结构示意图一;

图2a是本申请实施例提供的耳机的结构示意图二;

图2b是本申请实施例提供的耳机的结构示意图三;

图3是本申请实施例提供的反馈降噪方法的流程图;

图4是本申请实施例提供的反馈降噪装置的结构示意图;

图5是本申请实施例提供的耳机的结构示意图四。

具体实施方式

下面将详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,仅用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。

本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。此外,说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一。

在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本申请实施例提供一种耳机10,该耳机10可以为主动降噪耳机。

如图1所示,该耳机10包括麦克风模块110、扬声器模块120、信号处理模块130以及降噪模块140。信号处理模块130分别与麦克风模块110、降噪模块140连接,降噪模块140与扬声器模块120连接。

麦克风模块110将获取到的耳道内的音频信号传输给信号处理模块130,信号处理模块130获取信号音信号对应的原始电信号,并根据信号音信号对应的原始电信号和接收到的音频信号得到噪音信号,信号处理模块130将噪音信号传输给降噪模块140。降噪模块140根据噪音信号得到反向噪音信号,并将反向噪音信号输入至扬声器模块120。

本实施例中,如图2a所示,扬声器模块120通常为喇叭,该扬声器模块120用于播放信号音信号。扬声器模块120播放的信号音信号可以包括耳机10播放的音乐信号或通话对方的声音信号。

本实施例中,麦克风模块110用于采集耳道内的音频信号。音频信号包括噪音信号和扬声器模块120播放的信号音信号。噪音信号可以包括从传输介质中引入的噪音信号以及耳机10自身硬件因素产生的噪音信号等。可以理解的是,如果麦克风模块110直接将接收到的音频信号传输至降噪模块140,则降噪模块140会直接对音频信号进行降噪处理,此时不仅会消除噪音信号,也会消除信号音信号,使得耳机佩戴者不能听清楚音乐或通话对方的声音,影响用户体验。

麦克风模块110为反馈麦克风,在此,可以通过反馈麦克风采集耳道内的音频信号。具体的,在耳机10处于降噪模式时,自动通过反馈麦克风采集耳道内的音频信号。

如图2a所示,信号处理模块130用于接收麦克风模块110采集到的耳道内的音频信号,信号处理模块130还用于接收信号音信号对应的原始电信号。也就是说,本实施例中,耳机10的降噪模块140并不是直接对音频信号进行降噪处理,而是在由降噪模块140进行降噪处理前,先通过信号处理模块130将音频信号与信号音信号对应的原始电信号进行对比以去除掉信号音信号,仅保留噪音信号,进而仅将噪音信号输入至降噪模块140进行降噪处理,使得不会对信号音信号有所衰减。

在一个具体的例子中,由于反馈麦克风采集的音频信号Stotal包括信号音信号Sa与噪声信号Na,即Stotal=Sa+Na。信号音信号Sa对应的原始电信号Se经过传递函数G后得到信号音信号Sa,即Sa=Se+G。通过公式Stotal=Sa+Na和公式Sa=Se+G可以得出,Na=Stotal–Se–G。即,信号处理模块130通过Na=Stotal–Se–G处理后,从音频信号Stotal中滤除信号音信号Sa,仅保留噪音信号Na传递到降噪模块140进行降噪处理。从而,降噪模块140衰减的只有噪音信号,而对信号音信号不会有损伤。

本实施例中,降噪模块140用于根据噪音信号得到反向噪音信号,并将反向噪音信号输入至扬声器模块120。

具体的,降噪模块140可以对噪音信号进行反相处理以生成与噪音信号大小相同且相位相反的降噪信号,该降噪信号即为反向噪音信号,并将反向噪音信号输入至扬声器模块120,即,通过反向噪音信号抵消噪音信号来达到主动降噪的效果。

根据本实施例的耳机,该耳机涉及麦克风模块、扬声器模块、信号处理模块以及降噪模块,信号处理模块能够同时获取耳道内的音频信号和信号音信号对应的原始电信号,并根据该信号音信号对应的原始电信号和该接收到的音频信号得到噪音信号传输给降噪模块,降噪模块根据噪音信号得到反向噪音信号,并将反向噪音信号输入至扬声器模块。即,该降噪模块仅对噪音信号进行降噪处理,不会对信号音信号有所衰减,从而让耳机佩戴者能够更清楚的听到音乐或通话对方的声音。

在一个实施例中,如图2b所示,耳机10还包括补偿(Equalizer,EQ)模块150。补偿模块150与扬声器模块110连接,补偿模块110还与信号处理模块130连接。

补偿模块150用于对信号音信号对应的原始电信号进行补偿,进而提高扬声器模块120所播放的信号音信号的音质。

本实施例中,补偿模块150用于将补偿后的信号音信号对应的原始电信号传输至信号处理模块130,信号处理模块130根据补偿后的信号音信号对应的原始电信号和接收到的音频信号得到噪音信号。

具体的,补偿模块150将补偿后的信号音信号对应的原始电信号传输至信号处理模块130。信号处理模块130根据补偿后的信号音信号对应的原始电信号和耳机的传递函数得到信号音信号,并从音频信号中滤除信号音信号得到噪音信号,进而将噪音信号传输至降噪模块140。降噪模块140根据噪音信号得到反向噪音信号,并将反向噪音信号输入至扬声器模块120。

根据本实施例,该补偿模块能够对信号音信号对应的原始电信号进行补偿,从而能够提高信号音信号的音质,进一步提高用户体验。

在一个实施例中,耳机10还包括模式切换模块(图中未示出),模式切换模块可以通过在耳机10上设置按钮、滑键等方式实现,通过该模式切换模块可以使得耳机10在EQ模式和降噪模式之间进行切换。

在一个例子中,如图2b所示,当耳机处于EQ模式,补偿模块150将补偿后的信号音信号对应的原始电信号传输至扬声器模块120,此时,扬声器模块120播放的信号音信号为目标音质信号。即,当耳机处于EQ模式时,麦克风模块110、信号处理模块130和降噪模块140均不工作。

在一个例子中,如图2b所示,当耳机处于EQ模式,耳机佩戴者可以针对耳机10中所设置的按钮、滑键等进行操作,以将耳机10从EQ模式切换为降噪模式。在耳机10进入降噪模式的情况下,自动开启反馈麦克风以采集耳道内的音频信号,反馈麦克风将采集到的音频信号传输至信号处理模块130。补偿模块150将补偿后的信号音信号对应的原始电信号传输给信号处理模块130。信号处理模块130便可根据补偿后的信号音信号对应的原始电信号和接收到的音频信号得到噪音信号,并将该噪音信号传输给降噪模块140。降噪模块140根据噪音信号得到反向噪音信号,并将反向噪音信号输入至扬声器模块120。

根据本实施例,该耳机可以在EQ模式和降噪模式之间进行切换,以满足不同用户的需求。

请参看图3,其是本申请实施例提供的一种反馈降噪方法的流程图。该方法可以应用于耳机中,该耳机可以是图1、图2a和图2b所示的耳机,该耳机可以为主动降噪耳机。该耳机至少包括麦克风模块110和扬声器模块120。如图3所示,该反馈降噪方法可以包括步骤S3100~步骤S3400,以下予以详细说明。

步骤S3100,在佩戴耳机的情况下,通过麦克风模块获取耳道内的音频信号。

音频信号可以包括噪音信号和扬声器模块播放的信号音信号。扬声器模块播放的信号音信号可以包括耳机播放的音乐信号或通话对方的声音信号。噪声信号可以包括从传输介质中引入的噪音信号以及耳机自身硬件因素产生的噪音信号等。

麦克风模块为反馈麦克风,具体的,在佩戴耳机的情况下,通过反馈麦克风拾取耳道内的音频信号。

在佩戴耳机的情况下,通过麦克风模块获取耳道内的音频信号之后,进入:

步骤S3200,获取扬声器模块播放的信号音信号对应的原始电信号。

扬声器模块播放的信号音信号对应的原始电信号通常为模拟信号。

本实施例中,其并不是直接对音频信号进行降噪处理,而是在进行降噪处理前,会获取信号音信号对应的原始电信号,并将音频信号与信号音信号对应的原始电信号进行对比去除掉信号音信号,保留噪音信号,进而仅对噪音信号进行降噪处理,使得不会对信号音信号有所衰减。

在获取扬声器模块播放的信号音信号对应的原始电信号之后,进入:

步骤3300,根据原始电信号和音频信号得到噪音信号。

本实施例中,本步骤S3300中根据原始电信号和音频信号得到噪音信号可以进一步包括如下步骤3310~S3330:

步骤S3310,获取预先存储的耳机的传递函数。

耳机的传递函数G为将原始电信号转换为信号音信号的函数。每个耳机均具有对应的传递函数G。通常,在每个耳机出厂时,测试人员均会对耳机的传递函数G进行测试。具体的,可以通过耳机的喇叭发声、反馈麦克风采集耳机的喇叭的信号,以对耳机的传递函数进行测试,并在测试完成之后,将耳机的传递函数G保存至耳机中。

可以理解的是,在每个耳机出厂之后,耳机佩戴者也可以通过耳机的喇叭发声、反馈麦克风采集耳机的喇叭的信号,实时校准并将传递函数保存至耳机中。

步骤S3320,根据原始电信号和耳机的传递函数,获得信号音信号。

本步骤S3320中,由于信号音信号Sa对应的原始电信号Se经过传递函数G后得到信号音信号Sa,则信号音信号Sa=Se+G。

步骤S3330,根据信号音信号和音频信号得到噪声信号。

本步骤S3330中根据信号音信号和音频信号得到噪声信号可以进一步包括:从音频信号中去除信号音信号得到噪音信号。

由于反馈麦克风采集的音频信号Stotal包括信号音信号Sa与噪音信号Na,即Stotal=Sa+Na。信号音信号对应的原始电信号Se经过传递函数G后得到信号音信号Sa,即Sa=Se+G。通过公式Stotal=Sa+Na和公式Sa=Se+G可以得出:Na=Stotal–Se–G。即,通过Na=Stotal–Se–G处理后,便可从音频信号Stotal中去除信号音信号Sa得到噪音信号Na,仅对噪音信号Na进行降噪处理。

在根据原始电信号和音频信号得到噪音信号之后,进入:

步骤S3400,根据噪音信号得到反相降噪信号,并将反相降噪信号输入扬声器模块。

反相降噪信号为与噪音信号大小相同且相位相反的信号。

本实施例中,可以对噪音信号进行反相处理以生成与噪音信号大小相同且相位相反的降噪信号,该降噪信号即为反向噪音信号,将反相噪音信号输入至扬声器模块120,便可通过反向噪音信号抵消噪音信号来达到主动降噪的效果。

根据本实施例的方法,其能够将获取到的音频信号和信号音信号对应的原始电信号进行对比以去除语音信号,仅保留噪音信号并对该噪音信号进行降噪处理,不会对信号音信号有所衰减,从而让耳机佩戴者能够更清楚的听到音乐或通话对方的声音。

在一个实施例中,本实施例中,在执行本步骤S3100在佩戴耳机的情况下,通过麦克风模块获取耳道内的音频信号之前,该反馈降噪方法还可以包括如下步骤S4100~S4200:

步骤S4100,接收第一输入。

在一个例子中,默认状态下耳机处于EQ模式,当耳机佩戴者针对耳机中所设置的按钮、滑键等进行操作时,可以将耳机从EQ模式切换为降噪模式。

在一个例子中,默认状态下耳机处于降噪模式,当耳机当前处于EQ模式时,耳机佩戴者可以针对耳机中所设置的按钮、滑键等进行操作时,以将耳机从EQ模式切换为降噪模式。

步骤S4200,响应于第一输入,控制耳机进入降噪模式。

本步骤S4200中,当耳机当前处于EQ模式下,耳机佩戴者可以针对耳机中所设置的按钮、滑键等进行操作,以将耳机从EQ模式切换为降噪模式。在耳机进入降噪模式的情况下,自动开启反馈麦克风以采集耳道内的音频信号。

需要说明的是,本申请实施例提供的反馈降噪方法,执行主体可以为反馈降噪装置,或者,可以为该反馈降噪装置中的用于执行加载反馈降噪方法的表示控制的模块。本申请实施例中以反馈降噪装置执行加载反馈降噪方法为例,说明本申请实施例提供的反馈降噪方法。

本申请实施例提供了一种反馈降噪装置400,应用于耳机,该耳机可以是图1、图2a和图2b所示的耳机,该耳机至少包括扬声器模块和麦克风模块。

如图4所示,该装置400包括,包括:

第一获取模块410,用于在佩戴耳机的情况下,通过所述麦克风模块获取耳道内的音频信号;其中,所述音频信号包括噪音信号和所述扬声器模块播放的信号音信号。

第二获取模块420,用于获取所述扬声器模块播放的信号音信号对应的原始电信号。

处理模块430,用于根据所述原始电信号和所述音频信号得到所述噪音信号。

降噪模块440,用于根据所述噪音信号得到反相降噪信号,并将所述反相降噪信号输入所述扬声器模块。

在一个实施例中,所述处理模块430,具体用于:获取预先存储的所述耳机的传递函数;根据所述原始电信号和所述耳机的传递函数,获得所述信号音信号;根据所述信号音信号和所述音频信号得到所述噪音信号。

在一个实施例中,所述降噪模块440,具体用于:从所述音频信号中去除所述信号音信号得到所述噪音信号。

本申请实施例中的反馈降噪装置可以是装置,也可以是无线耳机中的部件、集成电路、或芯片。

本申请实施例提供的反馈降噪装置能够实现图3的方法实施例中反馈降噪方法实现的各个过程,为避免重复,这里不再赘述。

在本申请实施例中,其能够将获取到的音频信号和信号音信号对应的原始电信号进行对比以去除语音信号,仅保留噪音信号并对该噪音信号进行降噪处理,不会对信号音信号有所衰减,从而让耳机佩戴者能够更清楚的听到音乐或通话对方的声音。

可选的,本申请实施例还提供一种耳机500,如图5所示,包括处理器510、存储器520及存储在存储器520上并可在所述处理器510上运行的程序或指令,该程序或指令被处理器510执行时实现上述反馈降噪方法实施例的各个过程,且能达到相同的技术效果,为避免重复,这里不再赘述。

本申请实施例还提供一种可读存储介质,所述可读存储介质上存储有程序或指令,该程序或指令被处理器执行时实现上述反馈降噪方法实施例的各个过程,且能达到相同的技术效果,为避免重复,这里不再赘述。

其中,所述处理器为上述实施例中所述的耳机中的处理器。所述可读存储介质,包括计算机可读存储介质,如计算机只读存储器(Read-Only Memory,ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory,RAM)、磁碟或者光盘等。

本申请实施例另提供了一种芯片,所述芯片包括处理器和通信接口,所述通信接口和所述处理器耦合,所述处理器用于运行程序或指令,实现上述反馈降噪方法实施例的各个过程,且能达到相同的技术效果,为避免重复,这里不再赘述。

应理解,本申请实施例提到的芯片还可以称为系统级芯片、系统芯片、芯片系统或片上系统芯片等。

需要说明的是,在本文中,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。此外,需要指出的是,本申请实施方式中的方法和装置的范围不限按示出或讨论的顺序来执行功能,还可包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序来执行功能,例如,可以按不同于所描述的次序来执行所描述的方法,并且还可以添加、省去、或组合各种步骤。另外,参照某些示例所描述的特征可在其他示例中被组合。

通过以上的实施方式的描述,本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现,当然也可以通过硬件,但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解,本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以计算机软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中,包括若干指令用以使得一台终端(可以是手机,计算机,服务器,或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述的方法。

上面结合附图对本申请的实施例进行了描述,但是本申请并不局限于上述的具体实施方式,上述的具体实施方式仅仅是示意性的,而不是限制性的,本领域的普通技术人员在本申请的启示下,在不脱离本申请宗旨和权利要求所保护的范围情况下,还可做出很多形式,均属于本申请的保护之内。

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