本發(fā)明屬于耳機(jī)降噪領(lǐng)域，具體涉及一種優(yōu)化耳機(jī)降噪效果的方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、耳機(jī)降噪分為主動(dòng)降噪和被動(dòng)降噪，被動(dòng)降噪是通過物理結(jié)構(gòu)來減少外界噪音的傳播。這種技術(shù)通常采用隔音性能較好的材料，如高密度海綿、氣孔結(jié)構(gòu)、聚酯纖維或者特殊材質(zhì)的隔音層等。當(dāng)用戶佩戴降噪耳機(jī)時(shí)，這些結(jié)構(gòu)能夠有效阻隔外界的噪音，減少其進(jìn)入耳道的可能性，從而降低干擾；主動(dòng)降噪則是通過對外界噪音進(jìn)行錄制后生成反波，并在耳機(jī)中播放來抵消外界聲音。

2、在針對外界噪音為音樂時(shí)，比如演唱會(huì)現(xiàn)場工作人員佩戴的耳機(jī)，為了保證能夠聽到指令，需要對外界的音樂進(jìn)行屏蔽，而若采用對外界聲音錄制后生成反波，會(huì)產(chǎn)生延遲，導(dǎo)致無法有效的對外界音樂進(jìn)行屏蔽降噪，為此提出一種優(yōu)化耳機(jī)降噪效果的方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種優(yōu)化耳機(jī)降噪效果的方法及系統(tǒng)，解決了現(xiàn)有技術(shù)中的問題。

2、本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

3、一種優(yōu)化耳機(jī)降噪效果的方法，包括以下步驟：

4、錄制外界音樂；

5、將錄制的音樂傳送至音樂庫中進(jìn)行識別，識別得到候選曲目；

6、對候選曲目進(jìn)行判別，選取確定曲目；

7、對選取的確定曲目進(jìn)行處理，生成曲目的反波；

8、在耳機(jī)中播放反波，并根據(jù)反波降噪效果調(diào)整反波播放時(shí)間；

9、通過調(diào)用曲庫中的音樂文件針對性降噪，這樣可以使反波的播放與外界音樂完美對應(yīng)，無需受制于目前采用的對外界聲音錄制后生成反波所需要的延遲。

10、進(jìn)一步地，音樂識別的步驟包括：

11、s21，對錄制的音頻數(shù)據(jù)進(jìn)行降噪和特征提取，提取音頻的頻譜特征和時(shí)域特征；

12、s22，將提取后的特征上傳至音樂識別服務(wù)器，服務(wù)器通過快速傅里葉變換將音頻與音樂庫進(jìn)行對比，識別并返回匹配的候選曲目列表及其相似度得分；

13、s23，設(shè)定相似度閾值來過濾較低相似度的曲目，保留與錄制音頻相似度較高的幾首候選曲目。

14、進(jìn)一步地，使用快速傅里葉變換進(jìn)行音頻特征匹配，包括以下步驟：

15、s221，將錄制的音頻和數(shù)據(jù)庫中的音頻都分成若干段；

16、s222，對每段音頻應(yīng)用快速傅里葉變換，將音頻信號從時(shí)域轉(zhuǎn)換到頻域，得到各個(gè)頻率成分的幅度和相位信息，生成一系列頻譜數(shù)據(jù)；

17、s223，頻譜數(shù)據(jù)進(jìn)行特征提取，提取到主頻率峰值，生成頻譜指紋；

18、s224，將頻譜指紋數(shù)據(jù)哈?；?，生成一系列哈希值，將錄制音頻的哈希值與音樂庫中每個(gè)曲目的哈希值逐一比對；

19、s225，對每個(gè)數(shù)據(jù)庫曲目，計(jì)算其哈希值序列與錄制音頻的哈希值序列的匹配程度，使用余弦相似度計(jì)算二者之間的相似度得分。

20、進(jìn)一步地，所述余弦相似度計(jì)算公式為：

21、

22、式中，和表示兩個(gè)向量，表示向量和的點(diǎn)積，ai和bi表示向量和的第i個(gè)分量，和表示向量的模；cos(θ)表示兩個(gè)向量之間的夾角的余弦值，范圍在[-1,1]之間。

23、進(jìn)一步地，選取確定標(biāo)曲目的步驟為：

24、s31，對于識別出的候選曲目，選取相似度得分最高的曲目作為目標(biāo)曲目；

25、s32，進(jìn)一步檢查候選曲目的節(jié)奏、音調(diào)和時(shí)間戳信息，確保選出的曲目在節(jié)奏和音調(diào)上與錄制的音頻吻合；

26、s33，信息檢查后，選取與錄制音頻最為相似的曲目作為最終的確定曲目。

27、進(jìn)一步地，生成反波的過程為：

28、s41，利用音頻處理軟件對選取的確定曲目進(jìn)行相位反轉(zhuǎn)，將音頻波形的相位偏移180度；

29、s42，對反轉(zhuǎn)后的音頻頻譜與耳機(jī)錄制的音頻頻譜進(jìn)行比對，對不完全匹配的頻率成分進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整和衰減，生成處理后的反轉(zhuǎn)音頻波形，即為反波。

30、進(jìn)一步地，調(diào)整反波播放時(shí)間的步驟為：

31、s51，在耳機(jī)內(nèi)播放生成的反波音頻，播放時(shí)注意與外界噪音的時(shí)間同步；初始播放延遲設(shè)為0，并根據(jù)需要進(jìn)行微調(diào)；

32、s52，耳機(jī)中引入反饋機(jī)制，通過麥克風(fēng)監(jiān)聽外界噪音的剩余強(qiáng)度，實(shí)時(shí)調(diào)整反波的播放延遲；

33、s53，在播放過程中，根據(jù)實(shí)時(shí)反饋動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)反波播放的持續(xù)時(shí)間；如果噪聲持續(xù)，則持續(xù)播放反波；若噪聲中斷，則停止播放反波。

34、一種優(yōu)化耳機(jī)降噪效果的系統(tǒng)，包括：

35、音頻錄制模塊：錄制外界音樂；

36、曲目識別模塊：將錄制的音樂傳送至音樂庫中進(jìn)行識別，識別得到候選曲目；

37、曲目篩選模塊：對候選曲目進(jìn)行判別，選取確定曲目；

38、反波生成模塊：對選取的確定曲目進(jìn)行處理，生成曲目的反波；

39、以及，降噪模塊：在耳機(jī)中播放反波，并根據(jù)反波降噪效果調(diào)整反波播放時(shí)間。

40、一種計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)介質(zhì)，存儲(chǔ)有可讀程序，當(dāng)程序運(yùn)行時(shí)，能夠上述的負(fù)荷預(yù)測方法。

41、一種電子設(shè)備，包括：處理器、存儲(chǔ)器、通信接口和通信總線，所述處理器、所述存儲(chǔ)器和所述通信接口通過所述通信總線完成相互間的通信；

42、所述存儲(chǔ)器用于存放至少一條可執(zhí)行指令，所述可執(zhí)行指令使所述處理器執(zhí)行上述的負(fù)荷預(yù)測方法對應(yīng)的操作。

43、本發(fā)明的有益效果：

44、本發(fā)明的方法通過調(diào)用曲庫中的音樂文件針對性降噪，這樣可以使反波的播放與外界音樂完美對應(yīng)，無需受制于目前采用的對外界聲音錄制后生成反波所需要的延遲。

技術(shù)特征：

1.一種優(yōu)化耳機(jī)降噪效果的方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種優(yōu)化耳機(jī)降噪效果的方法，其特征在于，音樂識別的步驟包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種優(yōu)化耳機(jī)降噪效果的方法，其特征在于，使用快速傅里葉變換進(jìn)行音頻特征匹配，包括以下步驟：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種優(yōu)化耳機(jī)降噪效果的方法，其特征在于，所述余弦相似度計(jì)算公式為：

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種優(yōu)化耳機(jī)降噪效果的方法，其特征在于，選取確定標(biāo)曲目的步驟為：

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種優(yōu)化耳機(jī)降噪效果的方法，其特征在于，生成反波的過程為：

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種優(yōu)化耳機(jī)降噪效果的方法，其特征在于，調(diào)整反波播放時(shí)間的步驟為：

8.一種優(yōu)化耳機(jī)降噪效果的系統(tǒng)，其特征在于，包括：

9.一種計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)介質(zhì)，存儲(chǔ)有可讀程序，其特征在于，當(dāng)程序運(yùn)行時(shí)，能夠執(zhí)行權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的負(fù)荷預(yù)測方法。

10.一種電子設(shè)備，其特征在于，包括：處理器、存儲(chǔ)器、通信接口和通信總線，所述處理器、所述存儲(chǔ)器和所述通信接口通過所述通信總線完成相互間的通信；

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開一種優(yōu)化耳機(jī)降噪效果的方法及系統(tǒng)，屬于耳機(jī)降噪領(lǐng)域；一種優(yōu)化耳機(jī)降噪效果的方法及系統(tǒng)包括：錄制外界音樂；將錄制的音樂傳送至音樂庫中進(jìn)行識別，識別得到候選曲目；對候選曲目進(jìn)行判別，選取確定曲目；對選取的確定曲目進(jìn)行處理，生成曲目的反波；在耳機(jī)中播放反波，并根據(jù)反波降噪效果調(diào)整反波播放時(shí)間；本發(fā)明通過調(diào)用曲庫中的音樂文件針對性降噪，這樣可以使反波的播放與外界音樂完美對應(yīng)，無需受制于目前采用的對外界聲音錄制后生成反波所需要的延遲。

技術(shù)研發(fā)人員：王欣洋
受保護(hù)的技術(shù)使用者：南京信息工程大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9