混合降噪滤波器的设计方法、降噪方法、系统及电子设备
本申请适用于主动降噪技术领域，提供了一种混合降噪滤波器的设计方法、降噪方法、系统集电子设备：应用于主动降噪系统，主动降噪系统包括内部扬声器、误差麦克风和参考麦克风。设计方法包括：根据第一带限白噪声信号和第一误差信号，采用最小二乘法获得次级路径估计；根据次级路径估计和第一误差信号获得后馈滤波器参数；根据参考信号、第二误差信号和次级路径估计获得前馈滤波器参数。本申请实施例提供的混合降噪滤波器只需要辨识次级路径，可以减少通道辨识误差对滤波器设计带来的影响；由于设计阶段采用了带限白噪声作为测试信号，在主动降噪所关注的频段内，本申请实施例提供的技术方案设计的主动降噪滤波器可以显著提升降噪效果。
发明专利
CN202011374425.0
2020-11-30
CN112562626A
2021-03-26
G10K11/178(2006.01)
深圳百灵声学有限公司
周军;陈洁茹;解卓鹏;陈景东;王向辉
518000 广东省深圳市南山区粤海街道西北工业大学三航科技大厦2406室
深圳中一联合知识产权代理有限公司
冷仔
广东;44
1.一种混合降噪滤波器的设计方法，其特征在于，应用于主动降噪系统，所述主动降噪系统包括内部扬声器、误差麦克风和参考麦克风；所述设计方法包括： 使用所述内部扬声器发送第一带限白噪声信号，同步采集所述误差麦克风的第一误差信号； 根据所述第一带限白噪声信号和所述第一误差信号，采用最小二乘法获得次级路径估计； 根据所述次级路径估计和所述第一误差信号获得后馈滤波器参数； 接收来自外部声源发送的第二带限白噪声信号，同步采集所述参考麦克风信号的参考信号和所述误差麦克风信号的第二误差信号； 根据所述参考信号、所述第二误差信号和所述次级路径估计获得前馈滤波器参数。 2.如权利要求1所述的设计方法，其特征在于，根据所述第一带限白噪声信号和所述第一误差信号，采用最小二乘法获得次级路径估计，包括： 采用s＝(LTL)-1LTes获得次级路径估计s； 其中，L是第一带限白噪声l(n)构成的卷积矩阵，es是第一误差信号es(n)构成的列向量es。 3.如权利要求1所述的设计方法，其特征在于，根据所述次级路径估计和所述第一误差信号获得后馈滤波器参数，包括： 将所述第一误差信号es(n)和次级路径估计s的卷积输出作为后馈滤波器的后馈输入信号xfb(n)，xfb(n)＝es(n)*s； 将所述第一误差信号es(n)作为滤波器的期望响应，估计后馈滤波器所需的自相关矩阵和互相关向量 其中，N为信号长度； 基于维纳滤波器原理获得后馈滤波器参数g， 4.如权利要求1所述的设计方法，其特征在于，根据所述参考信号、所述第二误差信号和所述次级路径估计获得前馈滤波器参数，包括： 将所述参考信号r(n)和次级路径估计s的卷积输出作为前馈滤波器的前馈输入信号xff(n)，xff(n)＝r(n)*s； 将第二误差信号ep(n)作为前馈滤波器的期望响应，估计前馈滤波器所需的自相关矩阵和互相关向量 其中，N为信号长度； 基于维纳滤波器原理获得前馈滤波器参数w， 5.如权利要求1所述的设计方法，其特征在于，根据所述参考信号、所述第二误差信号和所述次级路径估计获得前馈滤波器参数后，还包括： 将所述后馈滤波器参数和所述前馈滤波器参数导入所述主动降噪系统。 6.如权利要求1所述的设计方法，其特征在于，所述第一带限白噪声和所述第二带限白噪声的频率范围在20Hz到2000Hz。 7.一种主动降噪方法，其特征在于，应用于主动降噪系统，所述主动降噪系统包括：参考麦克风、误差麦克风、内部扬声器、前馈滤波器和后馈滤波器；所述主动降噪方法包括： 所述前馈滤波器通过所述参考麦克风接收外部噪声信号，所述后馈滤波器通过所述误差麦克风接收耳道内噪声信号； 所述前馈滤波器对所述外部噪声信号进行滤波，获得第一噪声抵消信号； 所述后馈滤波器对所述耳道内噪声信号进行滤波，获得第二噪声抵消信号； 通过所述内部扬声器播放所述第一噪声抵消信号和所述第二噪声抵消信号； 所述滤波器为采用权利要求1至6任一项所述混合降噪滤波器的设计方法设计的滤波器。 8.一种主动降噪系统，其特征在于，包括：参考麦克风、误差麦克风、内部扬声器、前馈滤波器和后馈滤波器；所述前馈滤波器和后馈滤波器为采用权利要求1至6任一项所述混合降噪滤波器的设计方法设计的滤波器。 9.一种电子设备，其特征在于，包括权利要求8所述的主动降噪系统。 10.如权利要求9所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备包括主动降噪耳机、车载降噪设备或室内降噪设备。