一种基于人工耳差异滤波器的补偿降噪测试差异方法、装置与流程

本发明涉及降噪耳机，尤其涉及一种基于人工耳差异滤波器的补偿降噪测试差异方法。

背景技术：

1、现有耳机常通过设计降噪滤波器来实现降噪，例如专利cn202111575547.0中，麦克风用于接收外部噪声、将外部噪声转化为降噪滤波器可以接收的信号、并传输至降噪滤波器处，降噪滤波器用于接收麦克风传出的信号、将接收的信号进行分析并转化为喇叭可以接收的信号传输至喇叭处，喇叭接收到降噪滤波器传出的信号后，产生抵消声，抵消声与人工耳接收到的外部噪声相互抵消，实现降噪。而为了保证降噪耳机的降噪效果，声学工程师针对标准耳机(也叫golden产品)设计滤波器，并在耳机量产过程时将标准产品的滤波器参数烧录到所有产品。但是由于材料和装配差异，量产的每个耳机与标准耳机均有不同的声学特性，在出厂前必须经过anc(active noise cancellation，主动降噪)校准来调整耳机的幅值增益，用以补偿量产耳机与标准耳机间的降噪效果差异。

2、目前，在产线中通常采用711人工耳测试量产耳机的降噪效果，而在研发时一般采用价格更贵但更接近人耳的gras人工耳来设计标准耳机，但同一耳机在711人工耳或gras人工耳中测试结果存在差异，导致量产耳机的测试和校准的准确性不高，最终导致量产耳机的实际降噪效果与标准耳机存在差异。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题在于，提供一种基于人工耳差异滤波器的补偿降噪测试差异方法，能够设计出补偿产线的测试设备与研发的测试设备之间的检测差异的人工耳差异滤波器，在不需要更换产线的测试设备的情况下也能获得接近研发的测试设备的测试效果。

2、为了解决上述技术问题，本发明第一方面公开了一种基于人工耳差异滤波器的补偿降噪测试差异方法，应用于对量产降噪耳机的降噪测试，所述量产降噪耳机的量产降噪滤波器基于标准降噪耳机的标准降噪滤波器设计并基于第二人工耳调试，所述标准降噪耳机的标准降噪滤波器基于第一人工耳设计和调试，所述第一人工耳模仿人耳的准确性高于所述第二人工耳，所述方法包括：

3、通过所述第一人工耳采集所述标准降噪耳机播放预设音频数据时的音频数据，根据该音频数据确定第一滤波器幅频相位参数；通过所述第二人工耳采集所述标准降噪耳机播放所述预设音频数据时的音频数据，根据该音频数据确定第二滤波器幅频相位参数；

4、根据所述第一滤波器幅频相位参数和所述第二滤波器幅频相位参数设计所述量产降噪耳机的人工耳差异滤波器，并将所述人工耳差异滤波器在所述量产降噪耳机中级联所述量产滤波器。

5、作为一种可选的实施方式，在本发明第一方面中，所述根据所述第一滤波器幅频相位参数和所述第二滤波器幅频相位参数设计所述量产降噪耳机的人工耳差异滤波器，包括：

6、根据所述第一滤波器幅频相位参数和所述第二滤波器幅频相位参数确定表征所述第一人工耳与所述第二人工耳之间差异的幅频差异曲线和相位差异曲线；

7、根据所述幅频差异曲线和所述相位差异曲线设计所述量产降噪耳机的人工耳差异滤波器。

8、作为又一种可选的实施方式，在本发明第一方面中，所述通过所述第一人工耳采集所述标准降噪耳机播放预设音频数据时的音频数据的步骤中的采样频率与所述通过所述第二人工耳采集所述标准降噪耳机播放所述预设音频数据时的音频数据的步骤中的采样频率相等，且所述第一滤波器幅频相位参数包括所述第一人工耳采集的所有采样点的频率、幅频数据和相位数据，所述第二滤波器幅频相位参数包括所述第二人工耳采集的所有采样点的频率、幅频数据和相位数据；

9、以及，所述根据所述第一滤波器幅频相位参数和所述第二滤波器幅频相位参数确定表征所述第一人工耳与所述第二人工耳之间差异的幅频差异曲线和相位差异曲线，包括：

10、根据如下公式计算每个目标频率对应的人工耳幅频差值和人工耳相位差值，所述目标频率为所述第一滤波器幅频相位参数或所述第二滤波器幅频相位参数中任一采样点对应的频率：

11、mdi＝m1i-m2i，pdi＝p1i-p2i；

12、其中，mdi为目标频率i对应对应的人工耳幅频差值，pdi为目标频率i对应的人工耳相位差值，m1i为所述第一滤波器幅频相位参数中目标频率i对应的幅频数据，m2i为所述第二滤波器幅频相位参数中目标频率i对应的幅频数据，p1i为所述第一滤波器幅频相位参数中目标频率i对应的相位数据，p2i为所述第二滤波器幅频相位参数中目标频率i对应的相位数据；

13、根据所有所述目标频率及每个所述目标频率对应的人工耳幅频差值和人工耳相位差值确定表征所述第一人工耳与所述第二人工耳之间差异的幅频差异曲线和相位差异曲线；其中，所述幅频差异曲线的横坐标为所有所述目标频率、纵坐标为每个所述目标频率对应的人工耳幅频差值，所述相位差异曲线的横坐标为所有所述目标频率、纵坐标为每个所述目标频率对应的人工耳相位差值。

14、作为又一种可选的实施方式，在本发明第一方面中，所述根据所述幅频差异曲线和所述相位差异曲线设计所述量产降噪耳机的人工耳差异滤波器，包括：

15、将预设数量的子滤波器通过级联组成人工耳差异滤波器；所述人工耳差异滤波器的频率响应根据如下公式计算：

16、

17、bi,1＝-2×cos(2πfi/fs)，

18、ai,1＝-2×cos(2πfi/fs)，

19、其中，h(z)为所述人工耳差异滤波器的频率响应，fi为所述人工耳差异滤波器的第i个子滤波器对应频率响应曲线的中心频率；ai为所述人工耳差异滤波器的第i个子滤波器在其中心频率处的幅度响应的变化值；qi为所述人工耳差异滤波器的第i个子滤波器的品质因子，取决于该滤波器的波峰或波谷的带宽范围；fs为预设采样率；gl为所述人工耳差异滤波器的线性总增益；i为所述预设数量；

20、以所述幅频差异曲线和所述相位差异曲线为基准，确定所述人工耳差异滤波器的所有子滤波器的品质因子、中心频率及该中心频率处的幅度响应的变化值，以使所述人工耳差异滤波器的频率响应对应的幅频特性曲线拟合所述幅频差异曲线，所述人工耳差异滤波器的频率响应对应的相位特性曲线拟合所述相位差异曲线。

21、作为又一种可选的实施方式，在本发明第一方面中，通过最优化算法确定所述人工耳差异滤波器的所有子滤波器的品质因子、中心频率及该中心频率处的幅度响应的变化值，以使所述人工耳差异滤波器的频率响应对应的幅频特性曲线与所述幅频差异曲线的拟合误差小于第一预设误差，且所述人工耳差异滤波器的频率响应对应的相位特性曲线与所述相位差异曲线的拟合误差小于第二预设误差。

22、作为又一种可选的实施方式，在本发明第一方面中，所述子滤波器为二阶iir数字滤波器。

23、作为又一种可选的实施方式，在本发明第一方面中，所述子滤波器为peaking或notch类型滤波器；当所述子滤波器为peaking类型滤波器时，该子滤波器的中心频率为其频率响应曲线中波峰的中心频率；当所述子滤波器为notch类型滤波器时，该子滤波器的中心频率为其频率响应曲线中波谷的中心频率。

24、作为又一种可选的实施方式，在本发明第一方面中，所述降噪曲线表征多个不同频率对应的降噪量。

25、本发明第二方面公开了一种计算机存储介质，所述计算机存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令被调用时，用于执行本发明第一方面所公开的一种基于人工耳差异滤波器的补偿降噪测试差异方法中的步骤。

26、本发明第三方面公开了一种基于人工耳差异滤波器的补偿降噪测试差异装置，存储有可执行程序代码的存储器；

27、与所述存储器耦合的处理器；

28、所述处理器调用所述存储器中存储的所述可执行程序代码，执行本发明第一方面所公开的一种基于人工耳差异滤波器的补偿降噪测试差异方法。

29、与现有技术相比，本发明实施例具有以下有益效果：

30、相比于现有技术，本发明实施例通过设计人工耳差异滤波器补偿产线的测试设备与研发的测试设备之间的检测差异，使得在不更换测试设备的情况下通过产线现有的测试设备也可获得接近研发的测试设备的测试效果，能够节省检测成本，保证量产机与研发机的一致性；还可适应具有多种测试设备的产线环境，使得具有多种测试设备的产线检测结果在一定程度上具有一致性；本发明实施例设计的人工耳差异滤波器具有一定通用性，只要是在人工耳差异滤波器对应的被补偿测试设备下检测的量产耳机均可在原有滤波器的基础上级联该滤波器实现补偿作用，同时，当产线上通过被补偿测试设备校准该量产耳机时，可保持人工耳差异滤波器的参数不变，只需调整原滤波器的参数也能实现校准操作，可不额外增加校准操作的计算量。