主动降噪耳机的制作方法

本申请涉及一种耳机，尤其是一种主动降噪(anc)耳机。

背景技术：

1、如今，噪声污染已成为危害人类健康的问题。为了解决噪音污染问题，anc耳机通常用于降低噪音水平，以提供舒适性。然而，因为环境噪音显著降低，例如街道上的交通噪音和工作场所同事的说话声，anc耳机在某些情况下可能会导致安全和通信问题。

技术实现思路

1、根据一个实施例，多种模式的anc耳机包括初步场景变化检测电路、场景识别电路、滤波器开关电路和连接到滤波器开关电路的扬声器。初步场景变化检测电路(1)使用超低功耗来检测耳机附近的场景变化，包括：串联连接的超低功耗adc、快速傅立叶变换(fft)电路和专用低功率微控制器单元(mcu)。该初步场景变化检测电路连接至超低功耗麦克风以捕获外部噪声，并且在检测到场景变化时，该初步场景变化检测电路发射触发信号。该场景识别电路连接到前向反馈(ff)麦克风，以捕获外部噪声，在接收到触发信号时开始识别耳机附近的当前场景，并创建一个推荐组。该场景识别电路包括：连接到初步场景变化检测电路的有源控制器、用于以低采样率对从ff麦克风接收的信号进行采样的下采样电路、符号提取电路、模式匹配电路、模式开关和本地滤波器系数存储器。推荐组包括一组本地滤波器系数。滤波器开关电路基于从场景识别电路接收到的推荐组，将耳机模式切换到对应于当前场景的当前耳机模式，并且包括：分别连接的一组无限冲击响应(iir)滤波器和一组输出滤波器。滤波器开关电路更新iir滤波器组的一组iir滤波器系数。

2、根据一个实施例，一种识别耳机附近场景变化的计算机实现方法包括：在预定时间间隔(δt)内顺序地获得耳机附近外部噪声的语音信号的频谱；将当前频谱(csp)与先前频谱(psp)进行比较，以计算当前频谱与先前频谱之间的第一相关性(cor1)；响应于检测到大于第一阈值(thres1)的第一相关性(cor1)，将当前频谱添加到第一长时间频谱平滑(平滑1)，然后对第一长时间频谱平滑进行平滑；响应于检测到不大于第一阈值(thres1)的第一相关性(cor1)，将当前频谱添加到第二长时间频谱平滑(平滑2)，然后对第二长时间频谱平滑进行平滑，并将第二长时间频谱平滑中的频谱总数增加1；计算第一长时间频谱平滑(平滑1)和第二长时间频谱平滑(平滑2)之间的第二相关性(cor2)；以及响应于检测到不大于第二阈值(thres2)的第二相关性(cor2)和检测到等于计数阈值(cnt thres)的第二长时间频谱平滑(smooth 2)中的频谱总数，确定耳机附近发生的场景改变以发送触发信号。

3、根据一个实施例，一种计算机实现的耳机模式切换方法，该耳机包括：在超低功耗下工作的初步场景变化检测电路；场景识别电路；以及包括一组滤波器的滤波器开关电路，所述方法包括：通过所述初步场景变化检测电路初步检测耳机附近的场景变化；响应于检测到场景变化，由场景识别电路识别当前场景，以输出包括第一组滤波器系数的推荐组；以及响应于接收到推荐组，使用滤波器开关电路通过基于来自场景识别电路的推荐组，更新滤波器开关电路的滤波器组的第二组滤波器系数，将耳机的耳机模式切换到当前耳机模式。

技术特征：

1.一种多模式主动降噪(anc)耳机(100)，包括：

2.如权利要求1所述的耳机，其特征在于，所述无限冲击响应(iir)滤波器组(17-19)包括并列连接到场景识别电路2的输出的ff iir滤波器(17)、透传(tp)iir滤波器(18)和fbiir滤波器(19)。

3.如权利要求2所述的耳机，其特征在于，还包括连接在ff麦克风(5)和一对ff iir滤波器(17)和tp iir滤波器(18)之间的ff anc adc电路(26)。

4.如权利要求2所述的耳机，其特征在于，还包括位于扬声器(25)附近的fb麦克风(27)和连接在fb麦克风(27)和fb iir滤波器(19)之间的fb anc adc电路(28)。

5.如权利要求1所述的耳机，其特征在于，所述输出滤波器组(20-22)包括并联连接的输出ff iir滤波器(20)、输出tp滤波器(21)和输出fb滤波器(22)。

6.如权利要求1所述的耳机，其特征在于，还包括一个加法器(23)，连接在所述输出滤波器组(20-22)和所述扬声器(25)之间。

7.如权利要求6所述的耳机，其特征在于，还包括连接到所述加法器(23)的音乐源(24)。

8.如权利要求1所述的耳机，其特征在于，所述模式匹配电路包括云模式匹配电路(12)。

9.如权利要求1所述的耳机，其特征在于，所述模式匹配电路包括本地模式匹配电路(13)。

10.如权利要求1所述的耳机，其特征在于，所述模式匹配电路包括语音模式匹配电路(14)。

11.如权利要求1所述的耳机，其特征在于，所述耳机模式包括anc模式、被动噪声消除(pnc)模式和tp模式。

12.如权利要求1所述的耳机，其特征在于，使用超低功耗的初步场景变化检测电路(1)通过比较在预定时间间隔内在耳机附近采集的语音信号的频谱，并计算语音信号频谱的相关性，来检测耳机附近的场景变化。

13.一种识别耳机(100)附近场景变化的计算机实现方法，其特征在于，包括：

14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，所述预定时间间隔在100-150ms的范围内。

15.如权利要求13所述的方法，其特征在于，所述触发信号被发送到电路以确定耳机附近的当前场景。

16.如权利要求13所述的方法，其特征在于，在发送触发信号之后，用第二长时间频谱平滑(平滑2)更新第一长时间频谱平滑(平滑1)，然后清除第二长时间频谱平滑，并且将第二长时间频谱平滑(平滑2)中的频谱总数设置为0。

17.一种切换耳机(100)的耳机模式的计算机实现方法，其特征在于，所述耳机包括：在超低功耗下工作的初步场景变化检测电路(1)；场景识别电路(2)；以及包括一组滤波器(17、18和19)的滤波器开关电路(3)，其特征在于，所述方法包括：

18.如权利要求17所述的方法，其特征在于，通过所述初步场景变化检测电路(1)检测耳机附近的场景变化，包括，比较预定时间间隔内在耳机附近采集的语音信号的频谱，并计算语音信号频谱的相关性。

19.如权利要求17所述的方法，其特征在于，通过所述场景识别电路(2)识别当前场景包括：

20.如权利要求17所述的方法，其特征在于，通过滤波器开关电路(3)将耳机的耳机模式切换到当前耳机模式，包括：

技术总结
本发明的多模式主动降噪(ANC)耳机可包括：初步场景变化检测电路，其使用超低功耗检测耳机附近的场景变化并在检测到场景变化时发送触发信号；场景识别电路，其在接收到触发信号时确定当前场景；以及滤波器开关电路，用于根据确定的当前场景将耳机模式从先前的耳机模式切换到当前耳机模式。这样，ANC耳机可以在降低功耗的情况下自动获得舒适性、安全性和可通信性的更好平衡。

技术研发人员：请求不公布姓名,请求不公布姓名
受保护的技术使用者：博通集成电路（上海）股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/11