主动降噪算法及主动降噪耳机制造技术

本发明专利技术涉及降噪耳机技术领域，尤其涉及主动降噪算法及主动降噪耳机，其包括声学结构，声学结构包括前壳和后壳，所述前壳设置有前腔，所述前壳还设置有中腔、孔道和泄露孔，所述中腔内设置有用于安装扬声器的共振阻尼扬声器盒，孔道对称设置有两个，前壳还设置有环状平衡声道，两个孔道通过环状平衡声道导通。本发明专利技术的主动降噪算法及主动降噪耳机，可提高耳机在设计时与真人佩戴时的一致性，同时降低对频响范围的缩小程度，可保障耳机喇叭的灵敏度。本发明专利技术的主动降噪算法，在降噪性能测试过程中，可采用非侵入式降噪参数测量方式同时获得2对立体声耳机或4只TWS耳机的FF、FB目标曲线，不需要从耳机中引出降噪麦克风信号测量，也不需要向耳机扬声器发射信号测量。

【技术实现步骤摘要】
主动降噪算法及主动降噪耳机
本专利技术涉及降噪耳机
，尤其涉及主动降噪算法及主动降噪耳机。
技术介绍
降噪耳机的基本原理是通过外置麦克风拾取噪声信号，然后将此信号传给滤波器，滤波器对信号进行处理后再传给喇叭，经过对滤波器进行特殊设计，使喇叭发出与人耳内噪声信号反相的信号，进而抵消掉噪声。降噪耳机的生产时要考虑到耳机设计时是否能保证真人佩戴时泄漏的一致性，设计上常用的方法是增大前腔的泄漏阻力，但是这样会导致频响范围缩小，降低了耳机的灵敏度。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术的不足提供一种主动降噪算法及主动降噪耳机，可解决上述问题。为实现上述目的，本专利技术的主动降噪耳机，包括声学结构，声学结构包括前壳和后壳，所述前壳设置有前腔，所述前壳还设置有中腔、孔道和泄露孔，所述中腔内设置有用于安装扬声器的共振阻尼扬声器盒，泄露孔的一端与前腔导通，泄露孔的另一端与外界导通，孔道的一端与泄露孔的腰部导通，孔道的一端与共振阻尼扬声器盒内的空间导通；共振阻尼扬声器盒包括主盒体和盒盖，盒盖嵌合于主盒体的开口端，主盒体的底部设置有导通孔，导通孔将前腔和主盒体的内部导通；所述后壳设置有后腔，盒盖位于后腔内；所述孔道对称设置有两个，前壳还设置有环状平衡声道，两个孔道通过环状平衡声道导通。进一步的，所述主盒体设置有支撑通孔，支撑通孔穿设有平压管体，平压管体的一端位于主盒体内部，平压管体的另一端插接于孔道且与孔道导通；所述支撑通孔沿主盒体的圆周方向等间距设置有三个，平压管体设置有三个，共振阻尼扬声器盒通过三个所述平压管体与前壳悬置安装连接；述平压管体的弹性模量0.2～0.3GPa。进一步的，所述支撑通孔与环状平衡声道在同一面上。进一步的，所述共振阻尼扬声器盒的质量与前壳的质量的比值等于振阻尼扬声器盒的声速与前壳的声速的比值。为解决上述问题，本专利技术的主动降噪算法，应用于主动降噪耳机，采集当前环境中的音频信息；对所述音频信息进行解码，得到所述音频信息对应的时域波形；基于所述时域波形，检测所述音频信息中是否包含语音部分；若所述音频信息中不包含语音部分，则基于所述音频信息生成噪声模型；在检测到所述音频信息中包含语音时，基于噪声模型对包含语音和噪声的混合音频进行降噪和编码处理，得到降噪之后的音频。进一步的，本专利技术的主动降噪算法，基于所述时域波形，检测所述音频信息中是否包含语音部分，包括：截取所述时域波形在预设时段内的目标波段；基于预设的声音阈值基线，统计所述目标波段中的波形穿过所述声音阈值基线的次数；若所述波形穿过所述声音阈值基线的次数大于或等于预设次数，则判定所述音频信息中包含语音部分。进一步的，本专利技术的主动降噪算法，基于所述时域波形，检测所述音频信息中是否包含语音部分，包括：截取所述时域波形在预设时段内的目标波段；基于预设的声音阈值基线，统计所述目标波段中相邻采样点的幅度值之间符号不同的次数；根据所述相邻采样点的幅度值之间符号不同的次数，通过如下公式确定所述目标波段的音色转换参数：其中，|x(k)-x(k-1)|≥T，T表示设定差值参数；k表示采样时刻，x(k)表示幅度值，sum表示总采样次数；若所述音色转换参数大于等于预设阈值，则判定所述音频信息包含所述语音部分。进一步的，本专利技术的主动降噪算法，基于所述音频信息生成噪声模型，包括：基于所述音频信息，生成所述音频信息对应的频谱；基于所述频谱信息对应的频谱，生成所述噪声模型；基于噪声模型对包含语音和噪声的混合音频进行降噪和编码处理，得到降噪之后的音频，包括：对所述混合音频进行傅里叶变换，得到混合频谱；对所述噪声模型进行傅里叶变换，得到噪声频谱；根据所述混合频谱和所述噪声频谱之间的差，估计得到降噪音频对应的频谱；对所述降噪音频对应的频谱进行傅里叶反变换，得到所述混合音频对应的降噪之后的音频；根据所述混合频谱和所述噪声频谱之间的差，估计得到降噪音频对应的频谱，包括：根据所述噪声频谱，确定所述噪声频谱的平均值；基于所述噪声频谱的平均值和所述混合频谱对应的相位，确定噪声频谱估值；根据所述混合频谱和所述噪声频谱估值之间的差，估计得到降噪音频对应的频谱。进一步的，本专利技术的主动降噪算法，根据所述混合频谱和所述噪声频谱估值之间的差，估计得到降噪音频对应的频谱，包括：其中，X(ejω)表示所述混合频谱；μ(ejω)表示所述噪声频谱的平均值；ω表示频谱的实数参数。进一步的，本专利技术的主动降噪算法，在降噪性能测试过程中，采用非侵入式降噪参数测量方式同时获得2对立体声耳机或4只TWS耳机的FF、FB目标曲线，具体的是通过5次扫频正弦波的方式测量由声源发射到仿真耳接收的数据获得，不需要从耳机中引出降噪麦克风信号测量，也不需要向耳机扬声器发射信号测量。本专利技术的有益效果：本专利技术的主动降噪算法及主动降噪耳机，共振阻尼喇叭盒不与前壳同步发生共振；泄露孔与共振阻尼喇叭盒内的气压趋于联动平衡，可提高耳机在设计时与真人佩戴时的一致性，同时降低对频响范围的缩小程度，可保障耳机喇叭的灵敏度；同时至少在一定程度上可以针对当前环境中的噪声降低对用户的听觉干扰，提升用户的听觉体验。附图说明图1为本专利技术的主动降噪耳机的前壳的立体半剖结构示意图。图2为本专利技术的主动降噪耳机的前壳的横剖结构示意图。图3为本专利技术的主动降噪耳机的分解结构示意图。图4为本专利技术的主动降噪耳机的轴面剖视结构示意图。图5为本专利技术的主动降噪算法的流程图。图6为本专利技术的频响、相位的设计与实测的曲线对比图。附图标记包括：01—前腔02—中腔03—后腔1—前壳11—孔道111—直角段112—圆弧段12—泄露孔2—后壳3—共振阻尼喇叭盒31—主盒体32—盒盖33—支撑通孔4—平压管体5—环状平衡声道a为本专利技术的设计频响曲线图，b为本专利技术的实测频响曲线图；c为本专利技术的设计相位曲线图，d为本专利技术的实测相位曲线图。具体实施方式以下结合附图对本专利技术进行详细的描述。如图1～4所示，本专利技术的主动降噪耳机，包括声学结构，声学结构包括前壳1和后壳2，所述前壳1设置有前腔01，所述前壳1还设置有中腔02、孔道11和泄露孔12，所述中腔02内设置有用于安装喇叭的共振阻尼喇叭盒3，共振阻尼喇叭盒3的声速为前壳1的声速的120～140％，泄露孔12的一端与前腔01导通，泄露孔12的另一端与外界导通，孔道11的一端与泄露孔12的腰部导通，孔道11的一端与共振阻尼喇叭盒3内的空间导通；共振阻尼喇叭盒3包括主盒体31和盒盖32，盒盖32嵌合于主盒体31的开口端，主盒体31的底部设置有导通孔，导通孔将前腔01和主盒体31的内部导通；所述后壳2设置有后腔03，盒盖32位于后腔03内。所述孔道11对称设置有两个，前壳1还设置有环状平衡声道5，两个孔道通过环状平衡声道本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.主动降噪耳机，其特征在于：包括声学结构，声学结构包括前壳和后壳，所述前壳设置有前腔，所述前壳还设置有中腔、孔道和泄露孔，所述中腔内设置有用于安装扬声器的共振阻尼扬声器盒，泄露孔的一端与前腔导通，泄露孔的另一端与外界导通，孔道的一端与泄露孔的腰部导通，孔道的一端与共振阻尼扬声器盒内的空间导通；共振阻尼扬声器盒包括主盒体和盒盖，盒盖嵌合于主盒体的开口端，主盒体的底部设置有导通孔，导通孔将前腔和主盒体的内部导通；所述后壳设置有后腔，盒盖位于后腔内；/n所述孔道对称设置有两个，前壳还设置有环状平衡声道，两个孔道通过环状平衡声道导通。/n

【技术特征摘要】
1.主动降噪耳机，其特征在于：包括声学结构，声学结构包括前壳和后壳，所述前壳设置有前腔，所述前壳还设置有中腔、孔道和泄露孔，所述中腔内设置有用于安装扬声器的共振阻尼扬声器盒，泄露孔的一端与前腔导通，泄露孔的另一端与外界导通，孔道的一端与泄露孔的腰部导通，孔道的一端与共振阻尼扬声器盒内的空间导通；共振阻尼扬声器盒包括主盒体和盒盖，盒盖嵌合于主盒体的开口端，主盒体的底部设置有导通孔，导通孔将前腔和主盒体的内部导通；所述后壳设置有后腔，盒盖位于后腔内；
所述孔道对称设置有两个，前壳还设置有环状平衡声道，两个孔道通过环状平衡声道导通。


2.根据权利要求1所述的主动降噪耳机，其特征在于：所述主盒体设置有支撑通孔，支撑通孔穿设有平压管体，平压管体的一端位于主盒体内部，平压管体的另一端插接于孔道且与孔道导通；所述支撑通孔沿主盒体的圆周方向等间距设置有三个，平压管体设置有三个，共振阻尼扬声器盒通过三个所述平压管体与前壳悬置安装连接；述平压管体的弹性模量0.1～0.5GPa。


3.根据权利要求2所述的主动降噪耳机，其特征在于：所述支撑通孔与环状平衡声道在同一面上。


4.根据权利要求1所述的主动降噪耳机，其特征在于：所述共振阻尼扬声器盒的质量与前壳的质量的比值等于振阻尼扬声器盒的声速与前壳的声速的比值。


5.主动降噪算法，其特征在于，应用于权利要求1～4中任意一项所述的主动降噪耳机，包括如下步骤的方法：
采集当前环境中的音频信息；
对所述音频信息进行解码，得到所述音频信息对应的时域波形；
基于所述时域波形，检测所述音频信息中是否包含语音部分；
若所述音频信息中不包含语音部分，则基于所述音频信息生成噪声模型；
在检测到所述音频信息中包含语音时，基于噪声模型对包含语音和噪声的混合音频进行降噪和编码处理，得到降噪之后的音频。


6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，基于所述时域波形，检测所述音频信息中是否包含语音部分，包括：
截取所述时域波形在预设时段内的目标波段；基于预设的声音阈值基线，统计所述目标波段中的波形穿过所述声音阈值基线的次数；若所述波形穿过所述声音阈值基线的次数大于或等于预设次数，则判定所述音频信息中包含语音部分。

【专利技术属性】
技术研发人员：邓文武，
申请(专利权)人：东莞市声强电子有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44