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CN107945784A - 一种主动降噪音频设备的自动校准方法及装置 - Google Patents

一种主动降噪音频设备的自动校准方法及装置 Download PDF

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CN107945784A
CN107945784A CN201711336424.5A CN201711336424A CN107945784A CN 107945784 A CN107945784 A CN 107945784A CN 201711336424 A CN201711336424 A CN 201711336424A CN 107945784 A CN107945784 A CN 107945784A
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CN
China
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noise
audio frequency
adaptive filter
noise signal
filter coefficient
Prior art date
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Application number
CN201711336424.5A
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English (en)
Inventor
李波
兰辉
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1More Acoustic Technology Co., Ltd.
Original Assignee
Chengdu Bi Sheng Technology Co Ltd
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Publication date
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Abstract

本发明涉及主动降噪校准领域，尤其是一种主动降噪音频设备的自动校准方法及装置。本发明包括高保真发生设备采集声卡输出的电信号，将其转化为原噪声信号；该原噪声信号被ANC音频设备的MIC采集处理后，产生抗噪声信号，然后新噪声信号通过声电转换设备后，输入至带有ANC自动校准模块的计算机；计算机的ANC自动校准模块将采集到的新噪声信号分为i个频段；对每个频段的新噪声信号进行降噪强度统计，得到适应性滤波器的最佳滤波器系数以及增益调节器的最佳增益值；并回传调节ANC音频设备中适应性滤波器系数Cj和增益调节器的增益值；使得所述新抗噪声信号与高保真发生设备产生的原噪声信号叠加相消，使当前被校准的ANC音频设备达到最佳主动降噪效果。

Description

一种主动降噪音频设备的自动校准方法及装置
技术领域
本发明涉及主动降噪校准领域，具体来说用于自动校准噪音消除的个人音频设备以达到该音频设备最好的降噪效果，尤其是一种主动降噪音频设备的自动校准方法及装置。
背景技术
主动降噪设备的基本原理，腔体外侧的麦克风用于采集周围的环境声，通过主动降噪(ANC)模块，产生和环境噪声相反的抗噪声信号并注入发声模块以抵消环境噪音。
但是在实际应用中，因为麦克风采集到的环境声和人耳最终听到的环境声的差异(这种差异由采音麦克风和人耳位置的延迟)，麦克风个体的频率相位响应差异，以及发生单元的差异，导致即使硬件完全相同的两个产品主动降噪(ANC)的效果可能也不会完全一样。因此根据数学模型计算出来的滤波器系数以及增益等并不能完全体现该音频设备的主动降噪效果(ANC)。即使在实验室针对某一具体的主动降噪(ANC)音频设备调试出最好的效果，但是得到的系数并不能适应其他硬件相同的设备，不利于主动降噪(ANC)音频设备的批量生产。
现有技术测试环境是包括：声卡、计算机、高保真发声设备、声电转换设备、ANC(主动降噪)音频设备。
其中，声卡：所示列为声卡(但也并不单指声卡，可包括其他可以模数/数模转化的设备)将计算机校准时产生的激励信号转换为电信号和采集ANC音频设备对该激励信号的响应；
计算机：运行数字处理软件，将激励信号转换为电信号和采集ANC音频设备对该激励信号的响应通过数字处理软件处理进行处理。
高保真发声设备：也并不单指音响，也可以为其他可发声设备，将声卡产生的电信号无损地转换为声音信号；
声电转换设备：所示列为假人耳(但是也并不单指假耳，也可以为其他的高性能声电转化设备)和麦克风功率放大器：用于放大电信号功率，便于声卡处理。
ANC(主动降噪)音频设备：所示列为主动降噪(ANC)耳机(但是也并不单指耳机，也可以为其他主动降噪设备)。
ANC MIC用于采集环境声音，此环境声音被视为外部噪声，为ANC音频设备需要消除的声音。MIC输出信号通过MIC硬件适配电路。适配电路耦合MIC的信号，对输入信号增益做适当的调整以匹配后端的ADC，适配电路有时也包括一些滤波器，滤波器可以对输入信号做适当的调整以适配ANC滤波器的设计。比如可以设计成低通滤波器以阻止不需要的高频信号进到ANC主控算法模块，同时，滤波电路也用作相位调整作用，对输入的模拟信号做适当的相位调整(众所周知，ANC算法对相位很敏感，平顺的相位响应对ANC降噪设备性能有极大的提高)。高精度ADC用于模数转换，把MIC适配电路输出的模拟信号转换为ANC算法模块能识别的数字音频信号。滤波器动态余量调整模块用于对输入的数字音频信号做一定程度的压缩以防止后端的适应性滤波器运算溢出。Equalization(归一化处理)方便适应性滤波器的数字运算，适应性滤波器是ANC主动降噪的关键，该滤波器负责把采集到的MIC信号转换为和输出信号相反的信号。麦克风采集到的环境声和人耳最终听到的环境声一般存在一定层度的差异，这种差异主要体现为相位上的差异，如果差异过大，会导致ANC音频设备产生的抗噪声信号性能下降，最严重的会导致ANC音频设备产生和输入完全相同的抗噪声输出信号，在此情况，ANC音频设备非但没起到抗噪声的作用，反而会把外部的噪声放大输出，所以适应性滤波器需检测出这种相位差，并把相位纠正到和输入信号相反的相位上来以便能正确的产生抗噪声信号，理论上将，如果能把MIC输入信号纠正到和人耳感知到的噪声完全相反的相位上，就能完全消除环境噪声。但是在现实中往往不可能通过适应性滤波器产生如此完美的反向信号。增益控制模块控制抗噪声输出信号的大小以适配不同的麦克风和喇叭，此模块输出信号和内部音源混合后通过DAC和功率放大器输出到发生单元。
通常的调试方法由信号发生器发出扫频信号/白噪声/粉红噪声/棕色噪声等，噪声被抗噪声(ANC)设备上的麦克风采集并通过模数转换后输出到适应性滤波器以及后端的增益模块产生的抗噪声信号经声卡模数转换后被假人耳内的麦克风采集到，此信号被输送到声卡的输入经模数转换输出到数字信号处理的软件中，调试人员根据采集到的抗噪声信号结果然后调整适应性滤波器系数以及增益，然后再重复上述的步骤，如此往复，直到得到一个比较满意的结果。这种方法不仅费时费力，而且得到的结果往往取决于调试人员的经验以及调试人员的个人主观感受。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：针对现有技术中麦克风个体的频率相位相应差异，以及发生单元的差异，导致即使硬件完全相同的两个产品主动降噪(ANC)的效果可能也不会完全一样的问题，提供一种主动降噪音频设备的自动校准方法及装置。该方法或装置是根据需要校准的音频设备自动得出最适合该音频设备的滤波器系数。该方法的另一特点是自动得出最适合该音频设备的噪声增益设置
本发明采用的技术方案如下：
一种主动降噪音频设备的自动校准方法包括：
原噪声信号产生步骤：高保真发生设备采集声卡输出的电信号，将其转化为原噪声信号；
新噪声信号转换获取步骤：该原噪声信号被ANC音频设备的MIC采集处理后，产生抗噪声信号，所述抗噪声信号和所述原噪声信号叠加后的新噪声信号通过声电转换设备后，通过声卡输入端口输入至带有自动校准模块的计算机；
调节值获取步骤：计算机的自动校准模块通过声卡检测声电转换设备输出的所述新噪声信号，将新噪声信号分为i个频段；对每个频段的新噪声信号进行降噪强度统计，得到适应性滤波器的适应性滤波器系数Cj以及增益调节器的有效增益值；
主动降噪步骤：计算机将适应性滤波器的适应性滤波器系数Cj以及增益调节器的有效增益值回传给ANC音频设备，调节ANC音频设备中适应性滤波器系数Cj和增益调节器的有效增益值；使得所述新抗噪声信号与高保真发生设备产生的原噪声信号叠加相消，使当前被校准的ANC音频设备达到初级主动降噪效果。
进一步的，所述适应性滤波器系数Cj获取方法为：
以固定的ANC音频设备中增益控制器的有效增益值；来扫描一个周期的所有频段对应的降噪强度最大值对应的相位，进而得到所有频段内最佳相位值，并记为P(i)；
计算逼近最佳相位P(i)分布的适应性滤波器系数Cj。
进一步的，所述增益校准模块的有效增益值获取过程是：固定适应性滤波器系数为适应性滤波器系数Cj时，比较当前增益值设置和上次循环增益值设置所得到的噪声剩余量，直到当前增益值设置所得到的噪声剩余量大于或者等于上次循环增益值设置所得到的噪声剩余量，得到有效增益值。
进一步的，根据各频率段的实际相位响应P(r)和最佳相位P(i)的差异E的获取最佳的适应性滤波器系数Cf；然后用Cf代替Cj调整适应性滤波器系数，使得所述新抗噪声信号与高保真发生设备产生的原噪声信号叠加相消，使当前被校准的ANC音频设备达到较佳主动降噪效果。
进一步的，增益校准模块的最佳增益值获取过程是：固定适应性滤波器系数为最佳的适应性滤波器系数Cf时，比较当前增益值设置和上次循环增益值设置所得到的噪声剩余量，直到当前增益值设置所得到的噪声剩余量大于或者等于上次循环增益值设置所得到的噪声剩余量，得到最佳增益值；然后用最佳增益值代替有效增益值调整增益控制器的增益值，使得所述新抗噪声信号与高保真发生设备产生的原噪声信号叠加相消，使当前被校准的ANC音频设备达到最佳主动降噪效果。
一种主动降噪音频设备的自动校准装置包括：
原噪声信号产生模块：高保真发生设备采集声卡输出的电信号，将其转化为原噪声信号；
新噪声信号转换获取模块：该原噪声信号被ANC音频设备的MIC采集处理后，产生抗噪声信号，抗噪声信号和原噪声信号叠加后的新噪声信号通过声电转换设备后，通过声卡输入端口输入至带有ANC计算机的自动校准模块的计算机；
调节值获取模块：计算机的自动校准模块通过声卡检测声电转换设备输出的所述新噪声信号，将新噪声信号分为i个频段；对每个频段的新噪声信号进行降噪强度统计，得到适应性滤波器的适应性滤波器系数Cj以及增益调节器的有效增益值；
主动降噪模块：计算机将适应性滤波器的适应性滤波器系数Cj以及增益调节器的有效增益值回传给ANC音频设备，调节ANC音频设备中适应性滤波器系数Cj和增益调节器的有效增益值；使得所述新抗噪声信号与高保真发生设备产生的原噪声信号叠加相消，使当前被校准的ANC音频设备达到初级主动降噪效果。
进一步的，所述适应性滤波器系数Cj获取方法为：
以固定的ANC音频设备中增益控制器的有效增益值；来扫描一个周期的所有频段对应的降噪强度最大值对应的相位，进而得到所有频段内最佳相位值，并记为P(i)；
计算逼近最佳相位P(i)分布的适应性滤波器系数Cj。
进一步的，所述增益校准模块的有效增益值获取过程是：固定适应性滤波器系数为适应性滤波器系数Cj时，比较当前增益值设置和上次循环增益值设置所得到的噪声剩余量，直到当前增益值设置所得到的噪声剩余量大于或者等于上次循环增益值设置所得到的噪声剩余量，得到有效增益值。
进一步的，根据各频率段的实际相位响应P(r)和最佳相位P(i)的差异E的获取最佳的适应性滤波器系数Cf；然后用Cf代替Cj调整适应性滤波器系数，使得所述新抗噪声信号与高保真发生设备产生的原噪声信号叠加相消，使当前被校准的ANC音频设备达到较佳主动降噪效果。
进一步的，增益校准模块的最佳增益值获取过程是：固定适应性滤波器系数为最佳的适应性滤波器系数Cf时，比较当前增益值设置和上次循环增益值设置所得到的噪声剩余量，直到当前增益值设置所得到的噪声剩余量大于或者等于上次循环增益值设置所得到的噪声剩余量，得到最佳增益值；然后用最佳增益值代替有效增益值调整增益控制器的增益值，使得所述新抗噪声信号与高保真发生设备产生的原噪声信号叠加相消，使当前被校准的ANC音频设备达到最佳主动降噪效果。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
一种用于校准主动降噪(ANC)音频设备的自动校准方法及装置，根据校准时输入的想要消除的各频率段的权重，自动计算出最适合当前主动降噪(ANC)音频设备的最佳的适应性滤波器系数Cf及最佳增益值并回传给该ANC音频设备使其产生最理想的反相噪声，从而或者最佳的主动降噪效果。此系统不同于传统的人工手动校准方法，在校准过程中基本不用人工干预，极大地简化了主动降噪(ANC)音频设备的校准流程以及工厂的生产流程。使用者只用给出想要消除的各频率段的权重，ANC校准软件会根据当前的降噪音频设备自动计算出最适合当前设备的各种参数，包括ANC音频设备的适应性滤波器系数，增益控制器的增益值等。
附图说明
本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：
图1是带有ANC自动校准模块的ANC降噪校准系统结构图。
图2是ANC音频设备抗噪声信号产生处理原理框图。
图3是最佳的适应性滤波器系数自动调整流程图。
图4是增益控制模块的最佳增益值调节过程。
具体实施方式
本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
本说明书中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
一、相关背景技术
在现有技术基础上，本发明中在计算机中增加ANC自动校准模块实现自动校准功能。如图1所述，自动校准模块(通过软件程序实现)产生激励信号(白噪声,粉噪声或者是扫频信号，用于模拟自然界中人耳能听到的环境噪声信号)，处理声卡接收到的新噪声信号，根据当前接收到的新噪声信号，自动校准模块调整滤波器的系数以及增益。
初级主动降噪效果、较佳主动降噪效果以及最佳主动降噪效果的降噪效果依次递增。自动校准模块计算出的有效增益值以及适应新滤波器系数Cj使得ANC音频设备能达出初级主动降噪效果；自动校准模块计算出的有效增益值以及最佳的适应新滤波器系数Cf使得ANC音频设备能达出较佳的主动降噪效果；自动校准模块计算出的最佳增益值以及最佳的适应新滤波器系数Cf使得ANC音频设备能达出最佳的主动降噪效果。
适应性滤波器指的是FIR滤波器和IIR滤波器。
本发明是在现有技术的ANC(主动降噪)音频设备如图2所述。本发明如图2所述自动校准ANC音频设备中适应性滤波器的系数调节和增益控制器增益值调节。
一种主动降噪音频设备的自动校准方法包括：
原噪声信号产生步骤：高保真发生设备采集声卡输出的电信号，将其转化为原噪声信号；
新噪声信号转换获取步骤：该原噪声信号被ANC音频设备的MIC采集处理后，产生抗噪声信号，抗噪声信号和原噪声信号叠加后的新噪声信号通过声电转换设备后，通过声卡输入端口输入至带有ANC计算机的自动校准模块的计算机；
调节值获取步骤：计算机的自动校准模块通过声卡检测声电转换设备输出的所述新噪声信号，将新噪声信号分为i个频段；对每个频段的新噪声信号进行降噪强度统计，得到适应性滤波器的适应性滤波器系数Cj以及增益调节器的有效增益值；
主动降噪步骤：计算机将适应性滤波器的适应性滤波器系数Cj以及增益调节器的有效增益值回传给ANC音频设备，调节ANC音频设备中适应性滤波器系数Cj和增益调节器的有效增益值；使得所述新抗噪声信号与高保真发生设备产生的原噪声信号叠加相消，使当前被校准的ANC音频设备达到初级主动降噪效果。
1)更具体的，所述适应性滤波器系数Cj获取方法为：如图3所示，包括以固定的ANC音频设备中增益控制器增益值；来扫描一个周期的所有频段对应的降噪强度最大值对应的相位，进而得到所有频段内最佳相位值，并记为P(i)；
计算逼近最佳相位P(i)分布的适应性滤波器系数Cj具体过程包括：
步骤1：固定ANC音频设备中增益控制器增益值；
步骤2：调整适应性滤波器的系数使第i个频率段band(i)对应的相位为p；
步骤3：采用基于所述适应性滤波器的抗噪声信号设备输出并经过声卡采集的抗噪声信号对应的数字信号；
步骤4：对所述数字信号进行时域到频域的转换，并记录当前相位p对应的降噪强度值；
步骤5：重复步骤1至4，得到一个周期内所有降噪强度值找到降噪强度最大值对应的相位；
步骤6：重复步骤5，得到所有频段内最佳相位值，并记为P(i)；
步骤7：计算逼近最佳相位P(i)分布的适应性滤波器系数Cj。
实施例1：
步骤1001.开始校准(i＝0j＝0)：校准前的一些准备工作，搭建校准平台，在前面已有比较详细的介绍。i表示当前要校准的频率段。i＝0表示从划分的第一频率段开始校准。j＝0,表示适应性滤波器计算次数从0次计数.p＝0,表示滤波器相位从0度开始调整；
步骤1002.增益控制设置：设定增益控制器的增益值；
步骤1003.调整适应性滤波器系数，得到band(i)相位等于p：p的初始为0，意味着band(i)的初始相位从0度开始；在单点调试方法中，band(i)表示划分的第i个频率段。
步骤1004.产生噪声信号：计算机的自动校准模块驱动声卡发出扫频/粉红噪声等测试信号；
步骤1005.采集信号：计算机的自动校准模块读取经过抗噪声设备后的被声卡采集到的数字信号；
步骤1006.信号时域到频域转换：声卡采集到的是时域上的信号，计算机的自动校准模块需要转换到频域，因为降噪强度是基于频率来做统计；
步骤1007.降噪强度统计(band(i)):计算机的自动校准模块记录下band(i)在当前相位p的的降噪强度；
步骤1008.p>＝360：计算机的自动校准模块判断如果变量p小于360，使p＝p+1(在本文中，为了描述方便，循环精度设置为1，但是也可以为其他更大或者是更小的精度),并重复1003--1008步骤，在0-360℃调整相位；如果变量p>＝360,执行步骤1009；
步骤1009.计算机的自动校准模块得到P(i)(其中，P(i)为band(i)最佳相位)：通过第1003--1008步骤的循环，得到360个降噪强度值，通过比较找到降噪强度最大值的相位，标记为P(i)；(其中，P(i)为band(i)的最佳相位)；
步骤1010.i>＝n:判断i值。i为当前频率段数。如果i小于n(n为ANC自动校准模块设定的频率段总段数),重复步骤1003--1009，找出ANC自动校准模块所设定的所有频率段的最佳相位值；
步骤1011.适应性滤波器系数计算Cj：计算逼近最佳相位P(i)分布的适应性滤波器系数Cj。(计算方法有很多，这个不是关键因素所以不在该专利中要求)。
2)更具体的，在步骤1-7基础上，根据各频率段的实际相位响应P(r)和最佳相位P(i)的差异E的获取最佳的适应性滤波器系数Cf，其具体过程是如步骤8-9所述，其中，
步骤8：当适应性滤波器计算重复次数j在阈值k内，则计算由当前滤波器系数Cj得到的各频率段的实际相位响应P(r)和最佳相位P(i)的差异E；
Ai频率权重因子，其中Ai频率权重因子的个数为i；
步骤9：如果得到E<＝Emin，则当前的适应性滤波器系数为当前权重因子的最佳系数，标记此时的适应性滤波器系数Cj为Cf；Emin为ANC自动校准模块设定的最小误差阀值。
实施例二：基于实施例一，最佳的适应性滤波器系数：为何只能逼近，在实际中由于种种原因，比如iir band限制，fir滤波器阶数限制，P(i)分布斜率过大等，会导致实际计算出的适应性滤波器系数的各频率点相位响应P(r)和P(i)有一定误差，此误差标记为E。
步骤2001：逼近最佳相位P(i)分布的适应性滤波器系数Cj；
步骤2002.j>＝k：判断j值。j为适应性滤波器计算重复次数。k为ANC自动校准模块设定的循环次数。如果j小于k(k为设定的适应性滤波器计算循环次数),执行步骤13.否则执行步骤16.
步骤2003.差异统计：计算由当前滤波器系数Cj得到的各频率段的实际相位响应P(r)和最佳相位P(i)的差异，在统计差异时会引入前面提到的频率权重因子Ai.越重要的频率权重因子越大，在E中所占的百分比也越重。
步骤2004.E<＝Emin：判断E值，如果E>Emin,重复步骤2001--2003.如果得到E<＝Emin(其中，Emin为ANC自动校准模块设定的最小误差阀值)。这时认为当前的适应性滤波器系数为当前权重因子的最佳系数，标记此时的适应性滤波器系数为Cf。
步骤2005.成功(最佳滤波器系数Cf)：如果ANC自动校准模块执行到这一步，表示ANC自动校准模块计算适应性滤波器系数结束，并记录下Cf。(Cf即为适应性滤波器最佳系数)
步骤2006.失败：表示ANC自动校准模块计算适应性滤波器系数失败。意味着Emin设置过小。
3)更具体的，增益校准模块的有效(或者最佳)增益值获取过程是：固定适应性滤波器系数为有效的适应性滤波器系数(或最佳的适应性滤波器；当为有效的适应性滤波器时，获取到的是有效增益值；当为最佳的适应性滤波器时，获取到的是最佳增益值)时，比较当前增益值设置和上次循环增益值设置所得到的噪声剩余量，直到当前增益值设置所得到的噪声剩余量大于或者等于上次循环增益值设置所得到的噪声剩余量，得到有效增益值(或者得到最佳增益值)。
具体过程是：
产生噪声信号：计算机的自动校准模块驱动声卡发出扫频/粉红噪声测试信号
采集信号：计算机的自动校准模块读取经过声电转换设备处理后通过声卡采集到的数字信号。
信号时域到频域转换：声卡采集到的是时域上的信号，计算机的自动校准模块需要转换到频域，因为降噪强度是基于频率来做统计；
总噪声统计：把通过信号时域到频域转换处理后的各频率段噪声相加得到总的噪声剩余量Gj,Gj越小，说明主动降噪深度越深。在统计差异时会引入前面提到的频率权重因子Ai.越重要的频率权重因子越大，在Gj中所占的百分比也越重，
Gj>Gj-1：比较当前增益值设置和上次循环增益值设置所得到的噪声剩余量，如果当前增益值设置所得到的噪声剩余量小于上次循环增益值设置所得到的噪声剩余量，直到当前增益值设置所得到的噪声剩余量大于或者等于上次循环增益值设置所得到的噪声剩余量。
得到最佳增益Gmin：Gj-1被认为是最小噪声剩余量，Gj-1对应的增益值为当前权重因子的有效增益指(或者最佳增益值)。标记为Gmin，Gmin即为增益自动校准的到的最后结果。
实施例三：得到有效增益值(或最佳增益值Gmin)具体过程是：
步骤3001.开始校准(j＝0)：校准前的一些准备工作，搭建校准平台，在前面已有比较详细的介绍。设置Cj(或者Cf，此时适应性滤波器系数Cj，则最终调整出有效增益值；此时设置为最佳适应性滤波器系数Cf，则最终调整出最佳增益值)到待校准的主动降噪(ANC)设备的适应性滤波器中。J为总噪声统计为循环计算次数
步骤3002.增益控制设置：设定主动降噪(ANC)设备的增益控制器增益值；
步骤3003.产生噪声信号：计算机的自动校准模块驱动声卡发出扫频/粉红噪声等测试信号；
步骤3004.采集信号：计算机的自动校准模块读取经过抗噪声设备后的被声卡采集到的数字信号。
步骤3005.信号时域到频域转换：声卡采集到的是时域上的信号，计算机的自动校准模块需要转换到频域，因为降噪强度是基于频率来做统计
步骤3006.总噪声统计：计算机的自动校准模块把通过主动降噪设备处理后的各频率段噪声相加得到总的噪声剩余量Gj,Gj越小，说明主动降噪深度越深。在统计差异时会引入前面提到的频率权重因子Ai.越重要的频率权重因子越大，在Gj中所占的百分比也越重，
步骤3007.Gj>Gj-1：计算机的自动校准模块比较当前增益值设置和上次循环增益值设置所得到的噪声剩余量，如果当前增益值设置所得到的噪声剩余量小于上次循环增益值设置所得到的噪声剩余量，则重复步骤3002--3006，直到当前增益值设置所得到的噪声剩余量大于或者等于上次循环增益值设置所得到的噪声剩余量。
步骤3008.计算机的自动校准模块得到有效增益值(最佳增益值Gmin)：Gj-1被认为是最小噪声剩余量，Gj-1对应的增益值为当前权重因子的有效增益值(或者得到最佳增益值标记为Gmin)，Gmin即为增益自动校准的到的最后结果。
步骤3009.结束：结束增益自动校准流程。
本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

Claims (10)

1.一种主动降噪音频设备的自动校准方法，其特征在于包括：
原噪声信号产生步骤：高保真发生设备采集声卡输出的电信号，将其转化为原噪声信号；
新噪声信号转换获取步骤：该原噪声信号被ANC音频设备的MIC采集处理后，产生抗噪声信号，所述抗噪声信号和所述原噪声信号叠加后的新噪声信号通过声电转换设备后，通过声卡输入端口输入至带有自动校准模块的计算机；
调节值获取步骤：计算机的自动校准模块通过声卡检测声电转换设备输出的所述新噪声信号，将新噪声信号分为i个频段；对每个频段的新噪声信号进行降噪强度统计，得到适应性滤波器的适应性滤波器系数Cj以及增益调节器的有效增益值；i大于等于0的正整数；
主动降噪步骤：计算机将适应性滤波器的适应性滤波器系数Cj以及增益调节器的有效增益值回传给ANC音频设备，调节ANC音频设备中适应性滤波器系数Cj和增益调节器的有效增益值；使得所述新抗噪声信号与高保真发生设备产生的原噪声信号叠加相消，使当前被校准的ANC音频设备达到初级主动降噪效果。
2.根据权利要求1所述的一种主动降噪音频设备的自动校准方法，其特征在于所述适应性滤波器系数Cj获取方法为：
固定的ANC音频设备中增益控制器的有效增益值，扫描一个周期的i个频段对应的降噪强度最大值对应的相位，进而得到所有频段内最佳相位值，并记为逼近最佳相位P(i)；
计算逼近最佳相位P(i)分布的适应性滤波器系数Cj。
3.根据权利要求1所述的一种主动降噪音频设备的自动校准方法，其特征在于所述增益校准模块的有效增益值获取过程是：固定适应性滤波器系数为适应性滤波器系数Cj时，比较当前增益值设置和上次循环增益值设置所得到的噪声剩余量，直到当前增益值设置所得到的噪声剩余量大于或者等于上次循环增益值设置所得到的噪声剩余量时，得到有效增益值。
4.根据权利要求1、2或3所述的一种主动降噪音频设备的自动校准方法，其特征在于根据各频率段的实际相位响应P(r)和最佳相位P(i)的差异E获取最佳的适应性滤波器系数Cf；然后用Cf代替Cj，调整适应性滤波器系数，使得所述新抗噪声信号与高保真发生设备产生的原噪声信号叠加相消，使当前被校准的ANC音频设备达到较佳主动降噪效果。
5.根据权利要求4所述的一种主动降噪音频设备的自动校准方法，其特征在于增益校准模块的最佳增益值获取过程是：固定适应性滤波器系数为最佳的适应性滤波器系数Cf时，比较当前增益值设置和上次循环增益值设置所得到的噪声剩余量，直到当前增益值设置所得到的噪声剩余量大于或者等于上次循环增益值值设置所得到的噪声剩余量时，得到最佳增益值；然后用最佳增益值代替有效增益值调整增益控制器的增益值，使得所述新抗噪声信号与高保真发生设备产生的原噪声信号叠加相消，使当前被校准的ANC音频设备达到最佳主动降噪效果。
6.一种主动降噪音频设备的自动校准装置，其特征在于包括：
原噪声信号产生模块：高保真发生设备采集声卡输出的电信号，将其转化为原噪声信号；
新噪声信号转换获取模块：该原噪声信号被ANC音频设备的MIC采集处理后，产生抗噪声信号，所述抗噪声信号和所述原噪声信号叠加后的新噪声信号通过声电转换设备后，通过声卡输入端口输入至带有自动校准模块的计算机；
调节值获取模块：计算机的自动校准模块通过声卡检测声电转换设备输出的所述新噪声信号，将新噪声信号分为i个频段；对每个频段的新噪声信号进行降噪强度统计，得到适应性滤波器的适应性滤波器系数Cj以及增益调节器的有效增益值；
主动降噪模块：计算机将适应性滤波器的适应性滤波器系数Cj以及增益调节器的有效增益值回传给ANC音频设备，调节ANC音频设备中适应性滤波器系数Cj和增益调节器的有效增益值；使得所述新抗噪声信号与高保真发生设备产生的原噪声信号叠加相消，使当前被校准的ANC音频设备达到初级主动降噪效果。
7.根据权利要求6所述的一种主动降噪音频设备的自动校准装置，其特征在于所述适应性滤波器系数Cj获取方法为：
以固定的ANC音频设备中增益控制器的有效增益值；来扫描一个周期的i个频段对应的降噪强度最大值对应的相位，进而得到所有频段内最佳相位值，并记为逼近最佳相位P(i)；
计算逼近最佳相位P(i)分布的适应性滤波器系数Cj。
8.根据权利要求6所述的一种主动降噪音频设备的自动校准装置，其特征在于所述增益校准模块的有效增益值获取过程是：固定适应性滤波器系数为适应性滤波器系数Cj时，比较当前增益值设置和上次循环增益值设置所得到的噪声剩余量，直到当前增益值设置所得到的噪声剩余量大于或者等于上次循环增益值设置所得到的噪声剩余量时，得到有效增益值。
9.根据权利要求6、7或8所述的一种主动降噪音频设备的自动校准装置，其特征在于根据各频率段的实际相位响应P(r)和最佳相位P(i)的差异E的获取最佳的适应性滤波器系数Cf；然后用Cf代替Cj调整适应性滤波器系数，使得所述新抗噪声信号与高保真发生设备产生的原噪声信号叠加相消，使当前被校准的ANC音频设备达到较佳主动降噪效果。
10.根据权利要求9所述的一种主动降噪音频设备的自动校准装置，其特征在于增益校准模块的最佳增益值获取过程是：固定适应性滤波器系数为最佳的适应性滤波器系数Cf时，比较当前增益值设置和上次循环增益值设置所得到的噪声剩余量，直到当前增益值设置所得到的噪声剩余量大于或者等于上次循环增益值设置所得到的噪声剩余量时，得到最佳增益值；然后用最佳增益值代替有效增益值调整增益控制器的增益值，使得所述新抗噪声信号与高保真发生设备产生的原噪声信号叠加相消，使当前被校准的ANC音频设备达到最佳主动降噪效果。
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