一种降噪方法、装置、电子设备和降噪系统与流程

本申请涉及降噪技术领域，特别涉及一种降噪方法、降噪装置、电子设备和降噪系统。

背景技术：

现在很难有一个安静的办公或者学习环境，在周边环境存在噪声的情况下会影响到用户的交流。为了积极主动地消除噪声，相关技术采用有源消声进行降噪。它的原理是：所有听到的声音都是声波，都有一定的频谱构成。如果可以找到一个声波，其频谱与所要消除的噪声幅值相等，相位刚好相反，两者叠加就可以将噪声完全抵消掉。关键就在于如何得到那抵消噪声的声音。实际采用的办法是：从噪声本身着手，用麦克风监听噪声，再设法通过电子线路产生一个反向声波并通过扬声器播放出来。但是不同的设备的性能参数的不同，会造成降噪的差异性，降噪的效果较差。

因此，如何提供一种解决上述技术问题的方案是本领域技术人员目前需要解决的问题。

技术实现要素：

本申请的目的是提供一种降噪方法、降噪装置、电子设备和降噪系统，能够提高降噪效果。其具体方案如下：

本申请提供了一种降噪方法，包括：

获取环境音频信号；

对所述环境音频信号进行反相处理，得到初始反相环境音频信号；

基于反相音频增益对所述初始反相环境音频信号进行加权处理，得到反相环境音频信号；其中，所述反相音频增益是基于系统参数从预设反相音频增益信息中得到的；

将所述反相环境音频信号发送至功放驱动，以便喇叭输出所述反相环境音频信号。

优选的，还包括：

接收降噪指令；

基于所述降噪指令，执行所述获取环境音频信号的步骤。

优选的，所述接收降噪指令之后，还包括：

发送提示指令至提示设备，以便提示用户。

优选的，还包括：

发送配对指令至目标耳机，以便实现与所述目标耳机的配对连接。

优选的，所述将所述反相环境音频信号发送至功放驱动，以便喇叭输出所述反相环境音频信号之后，还包括：

接收到所述目标耳机的调节指令，所述调节指令包括距离信息；

根据所述调节指令确定与所述距离信息对应的信号幅度；

根据所述信号幅度确定新的所述反相环境音频信号，并将新的所述反相环境音频信号发送至所述功放驱动。

优选的，所述根据所述调节指令确定与所述距离信息对应的信号幅度，包括：

确定所述距离信息对应的距离范围，基于所述距离范围确定对应的所述信号幅度。

优选的，所述确定所述距离信息对应的距离范围，基于所述距离范围确定对应的所述信号幅度，包括：

根据所述调节指令判断所述距离信息是否大于第一预设距离；

若大于所述第一预设距离，则确定所述信号幅度为第一信号幅度；

若不大于所述第一预设距离，则判断所述距离信息是否小于第二预设阈值；

若小于所述第二预设阈值，则确定所述信号幅度为第二信号幅度；

若不小于所述第二预设阈值，则确定所述信号幅度为第三信号幅度。

本申请提供了一种降噪装置，包括：

环境音频信号获取模块，用于获取环境音频信号；

反相环境音频信号获得模块，用于对所述环境音频信号进行反相处理，得到初始反相环境音频信号；

加权处理模块，用于基于反相音频增益对所述初始反相环境音频信号进行加权处理，得到反相环境音频信号；其中，所述反相音频增益是基于系统参数从预设反相音频增益信息中得到的；

反相环境音频信号发送模块，用于将所述反相环境音频信号发送至功放驱动，以便喇叭输出所述反相环境音频信号。

本申请提供了一种电子设备，包括：

存储器，用于存储计算机程序；

处理器，用于执行所述计算机程序时实现如上述降噪方法的步骤。

本申请提供了一种降噪系统，包括：

如上述的电子设备，所述电子设备为电池盒；

与所述电池盒连接的目标耳机。

本申请提供一种降噪方法，包括：获取环境音频信号；对环境音频信号进行反相处理，得到初始反相环境音频信号；基于反相音频增益对初始反相环境音频信号进行加权处理，得到反相环境音频信号；其中，反相音频增益是基于系统参数从预设反相音频增益信息中得到的；将反相环境音频信号发送至功放驱动，以便喇叭输出反相环境音频信号。

可见，本申请环境音频信号在进行反相处理后，对得到的初始反相环境音频信号基于系统参数对应的反相音频增益进行加权处理，消除了不同的设备的一致性差异，使校正后的设备性能一致，提高设备的降噪效果，不仅给使用者带来良好的使用环境，还降低了使用者通话时对于周边人员干扰。

本申请同时还提供了一种降噪装置、电子设备和降噪系统，均具有上述有益效果，在此不再赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例所提供的一种降噪方法的流程图；

图2为本申请实施例提供的一种环境音频信号1的示意图；

图3为本申请实施例提供的一种反相环境音频信号2的示意图；

图4为本申请实施例提供的一种降噪后环境音3的示意图；

图5为本申请实施例所提供的一种降噪装置的结构示意图；

图6为本申请实施例提供的一种电池盒的结构示意图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。

为了积极主动地消除噪声，相关技术采用有源消声进行降噪。它的原理是：所有听到的声音都是声波，都有一定的频谱构成。如果可以找到一个声波，其频谱与所要消除的噪声幅值相等，相位刚好相反，两者叠加就可以将噪声完全抵消掉。关键就在于如何得到那抵消噪声的声音。实际采用的办法是：从噪声本身着手，用麦克风监听噪声，再设法通过电子线路产生一个反向声波并通过扬声器播放出来。但是不同的设备的性能参数的不同，会造成降噪的差异性，降噪的效果较差。

基于上述技术问题，本实施例提供一种降噪方法，能够提高降噪效果具体请参考图1，图1为本申请实施例所提供的一种降噪方法的流程图，具体包括：

s101、获取环境音频信号；

本实施例中降噪方法应用于处理器中，具体的环境音频信号是与环境音对应的音频信号。麦克风采集环境音频信号，并发送至处理器中，以便处理器获取到环境音频信号。

进一步的，为了降低功耗，只在用户需要时进行降噪处理，具体的，降噪方法还包括：接收降噪指令；基于降噪指令，执行获取环境音频信号的步骤。

其中，接收降噪指令的方式可以是当按键被触发后，接收到降噪指令；或者在触屏设备上触控按键后，接收到降噪指令；或者检测到用户语音中包含关键词后，接收到降噪指令；当然，还可以存在其他形式，用户可自定义设置，只要是能够实现本实施例的目的即可。在一种可实现的实施方式中，当接收到降噪指令，然后根据降噪指令发送采集指令至麦克风，以使麦克风采集环境音频信号，并接收麦克风发送的环境音频信号。在另一种可实现的实施方式中，麦克风实时采集环境音频信号，当接收到采集指令后，发送当前的环境音频信号，处理器获取到环境音频信号。可见，本实施例中只有接收降噪指令后，才获取环境音频信号，进行降噪处理，节省能耗。

进一步的，为了提示用户已经开始降噪处理，在接收降噪指令之后，还包括：发送提示指令至提示设备，以便提示用户。

具体的，发送提示指令至提示设备，具体可以是发送点灯指令至指示灯，以便指示灯点亮；还可以是发送播放指令至喇叭，以便喇叭播放预设声音；还可以是发送显示指令至显示设备，以便在显示设备上显示预设内容。可见，本实施例中通过发送提示指令至提示设备来提示用户，降噪操作已经开始，以便用户可以根据降噪后的环境音确定降噪处理是否成功，进而判断是否正常启动降噪。

s102、对环境音频信号进行反相处理，得到初始反相环境音频信号；

在一种可实现的实施方式中，对环境音频信号进行反相处理包括：对所有频段的环境音频信号进行反相处理。

在另一种可实现的实施方式中，对环境音频信号进行反相处理包括：对人耳敏感频段的环境音频信号进行反相处理，得到初始反相环境音频信号。具体的，对人耳敏感频段的环境音频信号进行反相处理，对人耳不敏感频段的环境音频信号不进行反相处理，得到初始反相环境音频信号。其中人耳敏感频段包括20hz～22khz，包括端点值，人耳不敏感频段为小于20hz或大于22khz，通过上述处理能够在满足用户降噪需求的前提下，降低系统的复杂度和降低成本。

s103、基于反相音频增益对初始反相环境音频信号进行加权处理，得到反相环境音频信号；其中，反相音频增益是基于系统参数从预设反相音频增益信息中得到的；

本实施例不再反相处理进行限定，用户可自定义设置，只要是能够实现本实施例的目的即可。可以理解的是环境音频信号和反相环境音频信号反相，两者可以相互抵消。请参考图2，图2为本申请实施例提供的一种环境音频信号1的示意图；请参考图3，图3为本申请实施例提供的一种反相环境音频信号2的示意图；请参考图4，图4为本申请实施例提供的一种降噪后环境音3的示意图，其中，根据环境音频信号1和反相环境音频信号2得到降噪后环境音3。

为了消除产品单体的性能参数造成的一致性差异，本实施例中，对环境音频信号进行反相加权处理，得到反相环境音频信号。其中，系统参数包括但是不限定于麦克风参数、喇叭参数(喇叭单体性能)、装配参数。可以理解的是，本实施例中先进行反相处理，然后基于反相音频增益进行加权处理，加权处理是为了消除麦克风，喇叭单体性能差异及装配带来的产品一致性差异，通过产线测试校正达到产品性能一致的目的。

基于反相音频增益进行加权处理原理，在音频屏蔽箱内，通过测试喇叭发出0db不同频率(如20hz，1khz，10khz)的音频，具体可以是通过扫频的方式播放20hz～22khz连续正弦波音频，以便测试在不同频点屏蔽箱内检测喇叭(模拟人耳)检测到的环境音频信号对应的环境音，如果模拟人耳检测到正相音频信号幅度过大，由于产品发出的环境音频信号幅度过小，将增大产品反相音频增益(权值)使环境音降低到规格以内，如果模拟人耳检测到的反相音频信号幅度过大，由于产品发出的反相音频信号幅度过大，将降低产品反相音频增益，使环境音达到规格要求。对于校正后的权值会写在存储器内，得到预设反相音频增益信息，以使达到不同产品性能一致的目的。

在进行反相处理后，对得到的初始反相环境音频信号基于系统参数对应的反相音频增益进行加权处理，消除了一致性差异，使校正后的设备性能一致，提高降噪效果。进一步的，因此，系统内会存在多个反相音频增益，获取反相音频增益的方式可以是：读取系统参数，基于系统参数从预设反相音频增益信息中匹配得到反相音频增益。

s104、将反相环境音频信号发送至功放驱动，以便喇叭输出反相环境音频信号。

将反相环境音频信号发送至功放驱动，以便功放驱动来驱动喇叭输出反相环境音频信号，以使播出反相环境音，反相环境音与环境音相互抵消，得到的降噪环境音的信号幅度基本为0。

进一步的，使用tws耳机时，用户如果不播放音乐周边环境音噪声还是会影响到使用者，而播放音乐会影响到使用者的专注度。同时，如果用户使用tws耳机通话时，在办公室等开放环境如果说话声音小对方容易听不清，声音大通话内容的保密性差，而且容易干扰到周边人员，为了解决上述技术问题，在本申请提供的降噪方法中，还包括：发送配对指令至目标耳机，以便实现与目标耳机的配对连接。

其中目标耳机为tws耳机。在配合tws耳机仪器降噪时，tws耳机同时通过蓝牙芯片模块与主机、电池盒的处理器(具体为蓝牙芯片模块)连接。本实施例不对配对连接的方式进行限定，用户可自定义设置，可以是常规蓝牙连接方式，还可以是低功耗蓝牙连接方式。可见，本实施例不仅给使用者带来良好的使用环境，也降低使用者本身通话时对于周边人员的干扰并提供通话隐私性，用户说话的声音也会被电池盒采集降噪，这样能降低使用者通话时对于周边人员干扰；同时，因为使用者说话不容易被周边人员听到，具有好的通话隐私性。

进一步的，将反相环境音频信号发送至功放驱动，以便喇叭输出反相环境音频信号之后，还包括：

接收到目标耳机的调节指令，调节指令包括距离信息；

根据调节指令确定与距离信息对应的信号幅度；

根据信号幅度确定新的反相环境音频信号，并将新的反相环境音频信号发送至功放驱动。

具体的，调节指令的接收可以是目标耳机确定距离大于预设距离或者距离小于预设距离时发送的指令，其中，调节指令包括距离信息，该距离信息是目标耳机与电池盒的距离。根据调节指令确定与距离信息对应的信号幅度，可以是当距离在一定范围内时，对应的信号幅度为一确定值，该方法简单；还可以是实时根据距离确定信号幅度，该方法输出反相环境音频信号的准确性高。简单来说，由于tws耳机本身具有降噪功能，因此，当目标耳机远离电池盒时，目标耳机侦测到周围环境噪声增大，则发送调节指令至电池盒，以使电池盒增大信号幅度；当目标耳机靠近电池盒时，目标耳机侦测到反相环境音频信号的干扰，则发送调节指令至电池盒，以使电池盒降低信号幅度。

在一种可实现的实施方式中，根据调节指令确定与距离信息对应的信号幅度，包括：根据每一个距离信息利用算法确定一个权值，根据这个权值确定位移的信号幅度。

在一种可实现的实施方式中，根据调节指令确定与距离信息对应的信号幅度，包括：确定距离信息对应的距离范围，基于距离范围确定对应的信号幅度。例如，距离信息a对应距离范围a，距离范围a对应权值a，基于权值a得到信号幅度a，信号幅度a是初始反相环境音频信号强度与权值a的乘积。本实施例不对距离范围的数量进行设定，在系统内距离范围的数量可以是2个，具体设置有一个阈值；可以是3个，设置两个阈值；可以是4个，设置三个阈值，用户可自定义设置只要是能够实现本实施例的目的即可。

进一步的，为了高效率的确定新的反相环境音频信号，具体的，根据调节指令确定与距离信息对应的信号幅度，包括：根据调节指令判断距离信息是否大于第一预设距离；若大于第一预设距离，则确定信号幅度为第一信号幅度；若不大于第一预设距离，则判断距离信息是否小于第二预设阈值；若小于第二预设阈值，则确定信号幅度为第二信号幅度；若不小于第二预设阈值，则确定信号幅度为第三信号幅度。

可以理解的是，由于电池盒与目标耳机之间的连接是蓝牙连接，因此，在保证两者之间连接的情况下，两者间的距离较短。因此，本实施例通过距离确定信号幅度，系统内预设有多种梯度的信号幅度，通过判断距离确定对应的信号幅度，使信号幅度的确定更加快速，进而提高了新的反相环境音频信号确定的效率。

进一步的，确定信号幅度为第一信号幅度包括：确定反相环境音频信号的幅度，根据该幅度确定对应的权值，基于该权值确定第一信号幅度。

基于上述技术方案，本实施例环境音频信号在进行反相处理后，对得到的初始反相环境音频信号基于系统参数对应的反相音频增益进行加权处理，消除了不同的设备的一致性差异，使校正后的设备性能一致，提高设备的降噪效果，不仅给使用者带来良好的使用环境，还降低了使用者通话时对于周边人员干扰。

基于上述任一实施例，本实施例提供一种具体的降噪应用场景，包括：

单独使用电子设备(电池盒)降噪，其步骤为：

a1、用户按压电池盒上模式按键，以使电池盒的蓝牙芯片模块接收到降噪指令，控制电池盒进入降噪模式一(单独降噪模式)；

b1、电池盒上蓝牙芯片模块识别到降噪指令，控制点亮对应单独降噪模式指示led灯，提示用户模式状态；

c1、电池盒上麦克风收集环境音频信号并传输给蓝牙芯片模块；

d1、蓝牙芯片模块上的数字音频处理模块及存储单元的算法对环境音频信号进行反相加权等处理，生产反相环境音频信号并传输给功放驱动；

e1、功放驱动推动喇叭输出反相环境音频信号；

f1、反相环境音频信号对应的反相音与环境音相抵消，达到降噪目的。

配合降噪系统降噪，其步骤为：

a2、用户按压电池盒上模式按键，以使电池盒的蓝牙芯片模块接收到降噪指令，控制电池盒进入降噪模式二(合作降噪模式)；

b2、电池盒上蓝牙芯片模块识别到降噪指令，控制点亮对应单独降噪模式指示led灯，提示用户模式状态。同时电池盒发送配对指令与tws耳机实现配对。

c2、电池盒上麦克风收集环境音频信号并传输给蓝牙芯片模块；

d2、蓝牙芯片模块上的数字音频处理模块及存储单元的算法对环境音频信号进行反相加权等处理，生产反相环境音频信号并传输给功放驱动；

e2、功放驱动推动喇叭输出反相环境音频信号；

f2、反相环境音频信号对应的反相音与环境音相抵消，达到降噪目的。

g2、当目标耳机tws耳机远离电池盒时，tws耳机即降噪系统侦测到周围环境噪声增大，发送调节指令给到电池盒的蓝牙芯片模块，蓝牙芯片模块增大降噪音频幅度。

f2、当目标耳机tws耳机靠近电池盒时，tws耳机即降噪系统侦测到降噪音频干扰，发送指令给到电池盒的蓝牙芯片模块，蓝牙芯片模块降低降噪音频幅度。

下面对本申请实施例提供的一种降噪装置进行介绍，下文描述的降噪装置与上文描述的降噪方法可相互对应参照，主要设置在蓝牙芯片模块中，参考图5，图5为本申请实施例所提供的一种降噪装置的结构示意图，包括：

环境音频信号获取模块201，用于获取环境音频信号；

反相环境音频信号获得模块202，用于对环境音频信号进行反相处理，得到初始反相环境音频信号；

加权处理模块203，用于基于反相音频增益对初始反相环境音频信号进行加权处理，得到反相环境音频信号；其中，反相音频增益是基于系统参数从预设反相音频增益信息中得到的；

反相环境音频信号发送模块204，用于将反相环境音频信号发送至功放驱动，以便喇叭输出反相环境音频信号。

优选的，还包括：

降噪指令接收模块，用于接收降噪指令；

执行模块，用于基于降噪指令，执行获取环境音频信号的步骤。

优选的，还包括：

点灯指令发送模块，用于发送提示指令至提示设备，以便提示用户。

优选的，还包括：

配对指令发送模块，用于发送配对指令至目标耳机，以便实现与目标耳机的配对连接。

优选的，还包括：

调节指令接收模块，用于接收到目标耳机的调节指令，调节指令包括距离信息；

信号幅度确定模块，用于根据调节指令确定与距离信息对应的信号幅度；

信号发送模块，用于根据信号幅度确定新的反相环境音频信号，并将新的反相环境音频信号发送至功放驱动。

优选的，信号幅度确定模块，包括：

信号幅度确定单元，用于确定距离信息对应的距离范围，基于距离范围确定对应的信号幅度。

优选的，信号幅度确定单元，包括：

第一判断子单元，用于根据调节指令判断距离信息是否大于第一预设距离；

第一信号幅度确定子单元，用于若大于第一预设距离，则确定信号幅度为第一信号幅度；

第二判断子单元，用于若不大于第一预设距离，则判断距离信息是否小于第二预设阈值；

第二信号幅度确定子单元，用于若小于第二预设阈值，则确定信号幅度为第二信号幅度；

第三信号幅度确定子单元，用于若不小于第二预设阈值，则确定信号幅度为第三信号幅度。

由于装置部分的实施例与方法部分的实施例相互对应，因此装置部分的实施例请参见方法部分的实施例的描述，这里暂不赘述。

下面对本申请实施例提供的一种电子设备进行介绍，下文描述的电子设备与上文描述的降噪方法可相互对应参照。

本实施例提供一种电子设备，包括：

存储器，用于存储计算机程序；

处理器，用于执行计算机程序时实现如上述降噪方法的步骤。

该电子设备可以是单独的设备还可以是与耳机搭配的电池盒。

由于电子设备部分的实施例与降噪方法部分的实施例相互对应，因此电子设备部分的实施例请参见降噪方法部分的实施例的描述，这里暂不赘述。

下面对本申请实施例提供的一种降噪系统进行介绍，下文描述的降噪系统与上文描述的方法可相互对应参照。

本实施例提供一种降噪系统，包括：

如上述的电子设备，电子设备为电池盒；

与电池盒连接的目标耳机。

在一种可实现的实施方式中，请参考图6，图6为本申请实施例提供的一种电池盒的结构示意图，该电池盒具体包括：蓝牙芯片模块601、功放驱动602、喇叭603、麦克风604、指示灯605、按键606、其他功能模块607、锂电池模块608、电源管理模块609、连接器610、触点611。

电池盒充电可以使用连接器(如microusb，type-c等)，也可以是无线充电模式或者充电底座通过触点连接的方式。电池盒上mic数量及降噪喇叭数量不做限制。

由于降噪系统部分的实施例与方法部分的实施例相互对应，因此降噪系统部分的实施例请参见方法部分的实施例的描述，这里暂不赘述。

说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(ram)、内存、只读存储器(rom)、电可编程rom、电可擦除可编程rom、寄存器、硬盘、可移动磁盘、cd-rom、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

以上对本申请所提供的一种降噪方法、降噪装置、电子设备及降噪系统进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。

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