一种滤波器组、主动降噪系统及降噪耳机的制作方法

本技术涉及降噪，特别是涉及一种滤波器组、主动降噪系统及降噪耳机。

背景技术：

1、主动降噪是利用主动降噪系统产生与外界环境音幅度一致相位相反的声波，从而将环境噪声抵消，达到降噪目的。

2、主动降噪系统一般采用大量的无限脉冲响应(infinite impulse response，iir)滤波器或者有限脉冲响应(finite impulse response，fir)滤波器来实现降噪。由于噪音信号的动态范围较广且对信噪比要求较高，因此，要求fir和iir需具备较高的计算精度。然而，高精度滤波器在处理数据时需要大量的计算资源和存储空间，使得目前的主动降噪系统功耗高。

技术实现思路

1、本技术提供了一种滤波器组、主动降噪系统及降噪耳机，能够在维持滤波器高计算精度的同时，降低计算资源和存储空间的消耗。

2、第一方面，本技术提供了一种滤波器组，所述滤波器组包括：

3、预设有限脉冲响应fir滤波器组和预设无限脉冲响应iir滤波器组；

4、所述预设fir滤波器组的输出端与所述预设iir滤波器组的输入端连接；

5、所述预设fir滤波器组，用于获取第一初始噪音信号，对所述第一初始噪音信号进行能量监测、动态扩展和滤波，获得第一目标噪音信号，所述第一目标噪音信号为经过位宽恢复后获得的噪音信号；

6、所述预设iir滤波器组，用于获取所述第一目标噪音信号，对所述第一目标噪音信号进行能量监测、动态扩展和滤波，获得第二目标噪音信号，所述第二目标噪音信号为经过位宽恢复后获得的噪音信号。

7、可选地，所述预设fir滤波器组包括第一能量监测模块、第一动态扩展模块和第一位宽恢复模块，其中：

8、所述第一能量监测模块，用于实时计算所述第一初始噪音信号的第一监测值，获取所述第一监测值对应的第一扩展方式；

9、所述第一动态扩展模块，用于根据所述第一扩展方式对所述第一初始噪音信号进行动态扩展，获得第一中间噪音信号；

10、所述第一位宽恢复模块，用于获取对所述第一中间噪音信号滤波后的信号，进行位宽恢复，获得所述第一目标噪音信号。

11、可选地，所述第一监测值包括第一信号能量值，所述第一能量监测模块，具体用于：

12、实时计算所述第一初始噪音信号的所述第一信号能量值；

13、若所述第一信号能量值大于预设能量阈值，则获取所述第一扩展方式为缩小；

14、若所述第一信号能量值小于所述预设能量阈值，则获取所述第一扩张方式为扩大。

15、可选地，所述第一动态扩展模块，具体用于：

16、若所述第一扩展方式为缩小，则将所述第一初始噪音信号与缩小系数相乘，获得所述第一中间噪音信号；

17、若所述第一扩展方式为扩大，则将所述第一初始噪音信号与扩大系数相乘，获得所述第一中间噪音信号。

18、可选地，所述第一监测值包括第一有效比特位数，所述第一能量监测模块，具体用于：

19、实时计算所述第一初始噪音信号的所述第一有效比特位数；

20、若所述第一有效比特位数大于预设有效比特阈值，则获取所述第一扩展方式为缩小；

21、若所述第一有效比特位数小于所述预设有效比特阈值，则获取所述第一扩展方式为扩大。

22、可选地，所述第一动态扩展模块，具体用于：

23、若所述第一扩展方式为缩小，则对所述第一初始噪音信号进行右移位，获得所述第一中间噪音信号；

24、若所述第一扩展方式为扩大，则对所述第一初始噪音信号进行左移位，获得所述第一中间噪音信号。

25、可选地，所述预设iir滤波器组包括前馈模块和反馈模块；

26、所述前馈模块用于获取所述第一目标噪音信号，对所述第一目标噪音信号进行能量监测、动态扩展和滤波，获得第二初始噪音信号；

27、所述反馈模块用于获取所述预设iir滤波器组的过去输出信号，对所述过去输出信号进行能量监测、动态扩展、滤波和位宽恢复，获得第二目标噪音信号反馈输出；

28、所述前馈模块还用于对所述第二初始噪音信号进行位宽恢复，获得第二目标噪音信号前馈输出；

29、所述第二目标噪音信号包括所述第二目标噪音信号前馈输出和所述第二目标噪音信号反馈输出；所述第二目标噪音信号用于表征所述预设iir滤波器组的当前输出信号。

30、可选地，所述前馈模块包括第二能量监测模块、第二动态扩展模块和第二位宽恢复模块；

31、所述第二能量监测模块，用于获取所述第一目标噪音信号，计算所述第一目标噪音信号的第二能量值，获取所述第二能量值对应的第二扩展方式；

32、所述第二动态扩展模块，用于根据所述第二扩展方式对所述第一目标噪音信号进行动态扩展，获得第二中间噪音信号；

33、所述第二位宽恢复模块，用于获取对所述第二中间噪音信号滤波后的信号，进行位宽恢复，获得所述第二目标噪音信号前馈输出。

34、可选地，所述反馈模块包括第三能量监测模块、第三动态扩展模块和第三位宽恢复模块；

35、所述第三能量监测模块，用于获取所述iir滤波器组的所述过去输出信号，计算所述过去输出信号的第三能量值，获取所述第三能量值对应的第三扩展方式；

36、所述第三动态扩展模块，用于根据所述第三扩展方式对所述过去输出信号进行动态扩展，获得第三中间噪音信号；

37、所述第三位宽恢复模块，用于获取对所述第三中间噪音信号滤波后的信号，进行位宽恢复，获得所述第二目标噪音信号反馈输出。

38、第二方面，本技术还提供了一种主动降噪系统，所述主动降噪系统包括麦克风、adc模数转换器和如第一方面任意一项所述的滤波器组；

39、所述麦克风，用于采集模拟噪音信号；

40、所述adc，用于将所述模拟噪音信号转换为数字噪音信号；

41、所述滤波器组，用于对所述数字噪音信号进行滤波处理，获得目标噪音信号。

42、第三方面，本技术还提供了一种降噪耳机，包括如第二方面所述的主动降噪系统。

43、由此可见，本技术具有如下有益效果：

44、本技术提供了一种滤波器组、主动降噪系统及降噪耳机，该滤波器组包括：预设有限脉冲响应fir滤波器组和预设无限脉冲响应iir滤波器组；预设fir滤波器组的输出端与预设iir滤波器组的输入端连接；预设fir滤波器组，用于获取第一初始噪音信号，对第一初始噪音信号进行能量监测、动态扩展和滤波，获得第一目标噪音信号，第一目标噪音信号为经过位宽恢复后获得的噪音信号；预设iir滤波器组，用于获取第一目标噪音信号，对第一目标噪音信号进行能量监测、动态扩展和滤波，获得第二目标噪音信号，第二目标噪音信号为经过位宽恢复后获得的噪音信号。如此，本技术实施例提供的滤波器组，通过实时监测输入滤波器内部的噪音信号的能量，并进行动态扩展来调整噪音信号的位宽，对滤波后的噪音信号进行位宽恢复，从而实现在维持滤波器高计算精度的同时，降低计算资源和存储空间的消耗。