一种无线耳机降噪方法、装置及无线耳机和存储介质转让专利

申请号 : CN201910860393.6

文献号 : CN110475178B

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法律信息:

相似专利:

发明人 : 华洋杜洋矫珊珊刘臣

申请人 : 歌尔股份有限公司

摘要 :

本申请公开了一种无线耳机降噪方法、装置及一种无线耳机和计算机可读存储介质,该方法包括:接收从耳机发送的第一电磁信号,并将所述第一电磁信号转换为音频信号;其中,所述第一电磁信号为所述从耳机中的麦克风采集的音频信号经所述线圈感应得到的;通过每个所述单只耳机中麦克风采集的音频信号确定待降噪单只耳机;检测所述待降噪单只耳机中麦克风采集的音频信号是否存在语音特征;若是,则利用滤波器对所述待降噪单只耳机中麦克风采集的音频信号进行降噪处理。本申请提供的无线耳机降噪方法,删减掉两耳之间的连接线,提升降噪处理质量和用户通话体验。

权利要求 :

1.一种无线耳机降噪方法,其特征在于,所述无线耳机中的每个单只耳机均设置有多个麦克风,每个所述单只耳机之间利用线圈进行电磁连接,所述方法应用于所述无线耳机中的主耳机,包括:接收从耳机发送的第一电磁信号,并将所述第一电磁信号转换为音频信号;其中,所述第一电磁信号为所述从耳机中的麦克风采集的音频信号经所述线圈感应得到的;

通过每个所述单只耳机中麦克风采集的音频信号确定待降噪单只耳机;

检测所述待降噪单只耳机中麦克风采集的音频信号是否存在语音特征;

若是,则利用滤波器对所述待降噪单只耳机中麦克风采集的音频信号进行降噪处理;

其中,所述通过每个所述单只耳机中麦克风采集的音频信号确定待降噪单只耳机,包括:基于预设声压范围和每个所述单只耳机中麦克风采集的音频信号确定每个所述单只耳机对应的使能参数;其中,所述使能参数与所述音频信号的声能量呈正相关;

若第一使能参数和第二使能参数均小于预设值,则将主耳机确定为所述待降噪单只耳机;其中,所述第一使能参数和所述第二使能参数分别对应不同的单只耳机;

若第一使能参数和第二使能参数中至少一项大于或等于所述预设值且所述第一使能参数与所述第二使能参数的差值超过预设范围,则将目标使能参数对应的单只耳机确定为所述待降噪单只耳机;其中,所述目标使能参数为所述第一使能参数和所述第二使能参数中的最小值;

若第一使能参数和第二使能参数中至少一项大于或等于所述预设值且所述第一使能参数与所述第二使能参数的差值在所述预设范围内,则将每个所述单只耳机均确定为所述待降噪单只耳机。

2.根据权利要求1所述无线耳机降噪方法,其特征在于,所述检测所述待降噪单只耳机中麦克风采集的音频信号是否存在语音特征,包括:对所述待降噪单只耳机中麦克风采集的音频信号进行包络检测得到包络能量;

当所述包络能量大于第一阈值时,对所述待降噪单只耳机中麦克风采集的音频信号进行过零率检测得到过零率;

当所述过零率大于第二阈值时,判定所述待降噪单只耳机中麦克风采集的音频信号存在语音特征。

3.根据权利要求2所述无线耳机降噪方法,其特征在于,所述利用滤波器对所述待降噪单只耳机中麦克风采集的音频信号进行降噪处理,包括:利用所述待降噪单只耳机中多个麦克风采集的音频信号的包络能量确定滤波器的控制参数;其中,所述控制参数为描述所述滤波器权值更新速度的参数,所述滤波器的约束为所述控制参数与所述权值的乘积;

利用所述滤波器对所述待降噪单只耳机中麦克风采集的音频信号进行降噪处理。

4.根据权利要求3所述无线耳机降噪方法,其特征在于,所述利用所述待降噪单只耳机中多个麦克风采集的音频信号的包络能量确定滤波器的控制参数,包括:将所述待降噪单只耳机中麦克风采集的音频信号对应的包络能量确定为第一包络能量;

选取除所述麦克风之外的候选麦克风,对所述候选麦克风采集的音频信号进行包络检测得到第二包络能量;

基于所述第一包络能量与所述第二包络能量的比值确定滤波器的所述控制参数;其中,所述控制参数与所述比值呈负相关,所述滤波器权值更新速度与所述控制参数呈正相关。

5.根据权利要求1至4中任一项所述无线耳机降噪方法,其特征在于,若每个所述单只耳机均为所述待降噪单只耳机,则所述利用滤波器对所述待降噪单只耳机中麦克风采集的音频信号进行降噪处理之后,还包括:接收所述从耳机发送的第二电磁信号,并将所述第二电磁信号转换为音频信号;其中,所述第二电磁信号为所述从耳机对应的降噪处理后的音频信号经所述线圈感应得到的;

对每个降噪处理后的音频信号进行融合得到输出信号。

6.根据权利要求5所述无线耳机降噪方法,其特征在于,所述对每个降噪处理后的音频信号进行融合得到输出信号,包括:将每个降噪处理后的音频信号进行时频域转换得到多个频域信号;

将每个所述频域信号进行倒谱处理,并在倒谱域内进行信号融合得到融合信号;

将所述融合信号进行逆倒谱处理得到目标频域信号,并将所述目标频域信号转换为目标时域信号;

将所述目标时域信号作为所述输出信号。

7.一种无线耳机降噪装置,其特征在于,所述无线耳机中的每个单只耳机均设置有多个麦克风,每个所述单只耳机之间利用线圈进行电磁连接,所述装置应用于所述无线耳机中的主耳机,包括:第一接收模块,用于接收从耳机发送的第一电磁信号,并将所述第一电磁信号转换为音频信号;其中,所述第一电磁信号为所述从耳机中的麦克风采集的音频信号经所述线圈感应得到的;

确定模块,用于通过每个所述单只耳机中麦克风采集的音频信号确定待降噪单只耳机;

检测模块,用于检测所述待降噪单只耳机中麦克风采集的音频信号是否存在语音特征;若是,则启动降噪模块的工作流程;

所述降噪模块,用于利用滤波器对所述待降噪单只耳机中麦克风采集的音频信号进行降噪处理;

其中,所述确定模块包括:

确定使能参数单元,用于基于预设声压范围和每个所述单只耳机中麦克风采集的音频信号确定每个所述单只耳机对应的使能参数;其中,所述使能参数与所述音频信号的声能量呈正相关;

第一确定单元,用于若第一使能参数和第二使能参数均小于预设值,则将主耳机确定为所述待降噪单只耳机;其中,所述第一使能参数和所述第二使能参数分别对应不同的单只耳机;

第二确定单元,用于若第一使能参数和第二使能参数中至少一项大于或等于所述预设值且所述第一使能参数与所述第二使能参数的差值超过预设范围,则将目标使能参数对应的单只耳机确定为所述待降噪单只耳机;其中,所述目标使能参数为所述第一使能参数和所述第二使能参数中的最小值;

第三确定单元,用于若第一使能参数和第二使能参数中至少一项大于或等于所述预设值且所述第一使能参数与所述第二使能参数的差值在所述预设范围内,则将每个所述单只耳机均确定为所述待降噪单只耳机。

8.一种无线耳机,其特征在于,所述无线耳机中的每个单只耳机均设置有多个麦克风,每个所述单只耳机之间利用线圈进行电磁连接,所述无线耳机中的主耳机包括: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权利要求1至6任一项所述无线耳机降噪方法的步骤。

9.根据权利要求8所述无线耳机,其特征在于,每个所述线圈内设置有导磁材料。

10.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至6任一项所述无线耳机降噪方法的步骤。

说明书 :

一种无线耳机降噪方法、装置及无线耳机和存储介质

技术领域

[0001] 本申请涉及无线耳机技术领域,更具体地说,涉及一种无线耳机降噪方法、装置及一种无线耳机和一种计算机可读存储介质。

背景技术

[0002] 在相关技术中,无线耳机的左右耳之间通过连接线进行连接,连线内通常包括电源线、spk(中文全称:扬声器,英文全称:statistical process control)线、以及一些数字控制信号线。为了适应用户需求的小巧的外观要求,单侧耳机内mic(中文全称:麦克风,英文全称:microphone)间距很近且数量一般不多于2个,降噪质量较低。另外,连接线内数字信号线内串扰给spk或mic,产生周期性噪声,spk线内信号串扰给mic线,形成回声,进一步导致降噪质量较低。
[0003] 因此,如何提高无线耳机的降噪质量是本领域技术人员需要解决的技术问题。

发明内容

[0004] 本申请的目的在于提供一种无线耳机降噪方法、装置及一种无线耳机和一种计算机可读存储介质,提高了无线耳机的降噪质量。
[0005] 为实现上述目的,本申请提供了一种无线耳机降噪方法,所述无线耳机中的每个单只耳机均设置有多个麦克风,每个所述单只耳机之间利用线圈进行电磁连接,所述方法应用于所述无线耳机中的主耳机,包括:
[0006] 接收从耳机发送的第一电磁信号,并将所述第一电磁信号转换为音频信号;其中,所述第一电磁信号为所述从耳机中的麦克风采集的音频信号经所述线圈感应得到的;
[0007] 通过每个所述单只耳机中麦克风采集的音频信号确定待降噪单只耳机;
[0008] 检测所述待降噪单只耳机中麦克风采集的音频信号是否存在语音特征;
[0009] 若是,则利用滤波器对所述待降噪单只耳机中麦克风采集的音频信号进行降噪处理。
[0010] 其中,所述通过每个所述单只耳机中麦克风采集的音频信号确定待降噪单只耳机,包括:
[0011] 基于预设声压范围和每个所述单只耳机中麦克风采集的音频信号确定每个所述单只耳机对应的使能参数;其中,所述使能参数与所述音频信号的声能量呈正相关;
[0012] 若第一使能参数和第二使能参数均小于预设值,则将主耳机确定为所述待降噪单只耳机;其中,所述第一使能参数和所述第二使能参数分别对应不同的单只耳机;
[0013] 若第一使能参数和第二使能参数中至少一项大于或等于所述预设值且所述第一使能参数与所述第二使能参数的差值超过预设范围,则将目标使能参数对应的单只耳机确定为所述待降噪单只耳机;其中,所述目标使能参数为所述第一使能参数和所述第二使能参数中的最小值;
[0014] 若第一使能参数和第二使能参数中至少一项大于或等于所述预设值且所述第一使能参数与所述第二使能参数的差值在所述预设范围内,则将每个所述单只耳机均确定为所述待降噪单只耳机。
[0015] 其中,所述检测所述待降噪单只耳机中麦克风采集的音频信号是否存在语音特征,包括:
[0016] 对所述待降噪单只耳机中麦克风采集的音频信号进行包络检测得到包络能量;
[0017] 当所述包络能量大于第一阈值时,对所述待降噪单只耳机中麦克风采集的音频信号进行过零率检测得到过零率;
[0018] 当所述过零率大于第二阈值时,判定所述待降噪单只耳机中麦克风采集的音频信号存在语音特征。
[0019] 其中,所述利用滤波器对所述待降噪单只耳机中麦克风采集的音频信号进行降噪处理,包括:
[0020] 利用所述待降噪单只耳机中多个麦克风采集的音频信号的包络能量确定滤波器的控制参数;其中,所述控制参数为描述所述滤波器权值更新速度的参数,所述滤波器的约束为所述控制参数与所述权值的乘积;
[0021] 利用所述滤波器对所述待降噪单只耳机中麦克风采集的音频信号进行降噪处理。
[0022] 其中,所述利用所述待降噪单只耳机中多个麦克风采集的音频信号的包络能量确定滤波器的控制参数,包括:
[0023] 将所述待降噪单只耳机中麦克风采集的音频信号对应的包络能量确定为第一包络能量;
[0024] 选取除所述麦克风之外的候选麦克风,对所述候选麦克风采集的音频信号进行包络检测得到第二包络能量;
[0025] 基于所述第一包络能量与所述第二包络能量的比值确定滤波器的所述控制参数;其中,所述控制参数与所述比值呈负相关,所述滤波器权值更新速度与所述控制参数呈正相关。
[0026] 其中,若每个所述单只耳机均为所述待降噪单只耳机,则所述利用滤波器对所述待降噪单只耳机中麦克风采集的音频信号进行降噪处理之后,还包括:
[0027] 接收所述从耳机发送的第二电磁信号,并将所述第二电磁信号转换为音频信号;其中,所述第二电磁信号为所述从耳机对应的降噪处理后的音频信号经所述线圈感应得到的;
[0028] 对每个降噪处理后的音频信号进行融合得到输出信号。
[0029] 其中,所述对每个降噪处理后的音频信号进行融合得到输出信号,包括:
[0030] 将每个降噪处理后的音频信号进行时频域转换得到多个频域信号;
[0031] 将每个所述频域信号进行倒谱处理,并在倒谱域内进行信号融合得到融合信号;
[0032] 将所述融合信号进行逆倒谱处理得到目标频域信号,并将所述目标频域信号转换为目标时域信号;
[0033] 将所述目标时域信号作为所述输出信号。
[0034] 为实现上述目的,本申请提供了一种无线耳机降噪装置,所述无线耳机中的每个单只耳机均设置有多个麦克风,每个所述单只耳机之间利用线圈进行电磁连接,所述装置应用于所述无线耳机中的主耳机,包括:
[0035] 第一接收模块,用于接收从耳机发送的第一电磁信号,并将所述第一电磁信号转换为音频信号;其中,所述第一电磁信号为所述从耳机中的麦克风采集的音频信号经所述线圈感应得到的;
[0036] 确定模块,用于通过每个所述单只耳机中麦克风采集的音频信号确定待降噪单只耳机;
[0037] 检测模块,用于检测所述待降噪单只耳机中麦克风采集的音频信号是否存在语音特征;若是,则启动降噪模块的工作流程;
[0038] 所述降噪模块,用于利用滤波器对所述待降噪单只耳机中麦克风采集的音频信号进行降噪处理。
[0039] 为实现上述目的,本申请提供了一种无线耳机,所述无线耳机中的每个单只耳机均设置有多个麦克风,每个所述单只耳机之间利用线圈进行电磁连接,所述无线耳机中的主耳机包括:
[0040] 存储器,用于存储计算机程序;
[0041] 处理器,用于执行所述计算机程序时实现如上述无线耳机降噪方法的步骤。
[0042] 其中,每个所述线圈内设置有导磁材料。
[0043] 为实现上述目的,本申请提供了一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现如上述无线耳机降噪方法的步骤。
[0044] 通过以上方案可知,本申请提供的一种无线耳机降噪方法,包括:接收从耳机发送的第一电磁信号,并将所述第一电磁信号转换为音频信号;其中,所述第一电磁信号为所述从耳机中的麦克风采集的音频信号经所述线圈感应得到的;通过每个所述单只耳机中麦克风采集的音频信号确定待降噪单只耳机;检测所述待降噪单只耳机中麦克风采集的音频信号是否存在语音特征;若是,则利用滤波器对所述待降噪单只耳机中麦克风采集的音频信号进行降噪处理。
[0045] 本申请提供的无线耳机降噪方法,删减掉两耳之间的连接线,提升用户佩戴体验。双耳耳机之间通过无线电磁波传输方式,可以避免原先信号线之间的干扰,实现信号高质量传输,使得双耳耳机均包含mic的降噪设计,并可以根据实际的音频信号确定待降噪耳机,提升降噪处理质量和用户通话体验。本申请还公开了一种无线耳机降噪装置及一种无线耳机和一种计算机可读存储介质,同样能实现上述技术效果。
[0046] 应当理解的是,以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的,并不能限制本申请。

附图说明

[0047] 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一些实施例,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,还可以根据这些附图获得其他的附图。附图是用来提供对本公开的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与下面的具体实施方式一起用于解释本公开,但并不构成对本公开的限制。在附图中:
[0048] 图1为根据一示例性实施例示出的一种通信架构图;
[0049] 图2为一种小型耳塞类耳机的内部线圈堆叠示意图;
[0050] 图3为一种头戴式或贴耳式耳机的内部线圈堆叠示意图;
[0051] 图4为另一种头戴式或贴耳式耳机的内部线圈堆叠示意图;
[0052] 图5为根据一示例性实施例示出的一种无线耳机降噪方法的流程图;
[0053] 图6为单侧耳机的滤波器降噪示意图;
[0054] 图7为根据一示例性实施例示出的另一种无线耳机降噪方法的流程图;
[0055] 图8为根据一示例性实施例示出的一种无线耳机降噪装置的结构图;
[0056] 图9为根据一示例性实施例示出的一种无线耳机的结构图。

具体实施方式

[0057] 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,所描述的实施例仅仅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作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。
[0058] 为了便于理解本实施例提供的无线耳机降噪方法,下面对其应用的通信架构进行介绍。如图1所示,包括终端10和无线耳机,该无线耳机可以为小型耳塞类、头戴式或贴耳式耳机,在此不进行具体限定。
[0059] 无线耳机包括左耳耳机20和右耳耳机30,左耳耳机20和右耳耳机30上均设有用于采集音频信号的mic,本实施例不对各耳机中mic数量进行限定,每个耳机中可以包含至少2个mic。
[0060] 在具体实施中,可以在左右耳机中任选一单只耳机作为主耳机,另一只耳机作为从耳机,如选取左耳耳机20为主耳机。本实施例采用主从转发模式,即主耳机与终端10之间进行通信连接,主耳机与从耳机之间通过电磁连接。
[0061] 本实施例中,左耳耳机20和右耳耳机30中分别安装线圈,利用一侧线圈产生的交变磁场,将多通道的数字信号(例如时分复用信号或频分复用信号)及模拟信号感应给导磁材料,再传递给另一侧的线圈,进而接收到对侧传递来的多通道信号。由于数字信号在一个导磁材料内传播不会产生相互串扰,解决了噪音和串扰等电气性问题。此处不对线圈的材料进行限定,可以使用高导电率的金属,例如无氧铜或其他高纯度金属。应用到小型化无线耳机中,通常线圈需要进行紧密、多层,进而增强生成的电磁场和提高磁场转换为电信号的效率。
[0062] 优选的,每个线圈内设置有导磁材料。将导磁材料置于线圈内,可以有效增加电磁感应转换效率,提升两侧耳机间的传输距离,避免双耳之间信号传输过程中的丢包。同时,导磁材料传递信息的速度接近电磁波,可以实现高速传输,为双耳mic信号同步处理提供了基本保障。此处同样不对导磁材料的类型进行具体限定,可以选择高磁导率的坡莫合金、镍铁合金或Mu-metal合金丝(带)等。为了配合导磁材料形状,线圈可以为圆形、正方形、长方形等形状。
[0063] 对于小型耳塞类耳机,例如TWS(中文全称:真正无线立体声,英文全称:True Wireless Stereo),如图2所示,1为TWS耳机,2为线圈,a为线圈安装的角度。在TWS耳机中增加导磁内芯线圈后磁感应强度增强,轴向角度差宽容性好,安装时线圈可以旋转一个角度a,通常a小于45度。对于头戴式或贴耳式耳机,内部线圈堆叠如图3和图4所示,其中,1为头带,2为耳机壳体,3为电路板,4为线圈。
[0064] 本申请实施例公开了一种无线耳机降噪方法,提高了无线耳机的降噪质量。
[0065] 参见图5,根据一示例性实施例示出的一种无线耳机降噪方法的流程图,如图5所示,包括:
[0066] S101:接收从耳机发送的第一电磁信号,并将所述第一电磁信号转换为音频信号;其中,所述第一电磁信号为所述从耳机中的麦克风采集的音频信号经所述线圈感应得到的;
[0067] 本实施例的执行主体为上述通信架构中的主耳机,目的为对无线耳机采集的音频信号进行降噪处理。主耳机和从耳机之间通过电磁连接,即从耳机将麦克风采集的音频信号经线圈感应为电磁信号,即本步骤中的第一电磁信号,发送至主耳机的线圈,主耳机将接收到的第一电磁信号转换为音频信号进行后续处理。
[0068] S102:通过每个所述单只耳机中麦克风采集的音频信号确定待降噪单只耳机;
[0069] 本步骤中根据每个单只耳机中麦克风采集的音频信号确定使用哪个耳机的mic阵列进行降噪,即确定待降噪单只耳机。优选的,可以为每个单只耳机分配一个使能参数,该使能参数表示其中主耳机采集的音频信号的声能量,即本步骤可以包括:基于预设声压范围和每个所述单只耳机中麦克风采集的音频信号确定每个所述单只耳机对应的使能参数;其中,所述使能参数与所述音频信号的声能量呈正相关;若第一使能参数和第二使能参数均小于预设值,则将主耳机确定为所述待降噪单只耳机;其中,所述第一使能参数和所述第二使能参数分别对应不同的单只耳机;若第一使能参数和第二使能参数中至少一项大于或等于所述预设值且所述第一使能参数与所述第二使能参数的差值超过预设范围,则将目标使能参数对应的单只耳机确定为所述待降噪单只耳机;其中,所述目标使能参数为所述第一使能参数和所述第二使能参数中的最小值;若第一使能参数和第二使能参数中至少一项大于或等于所述预设值且所述第一使能参数与所述第二使能参数的差值在所述预设范围内,则将每个所述单只耳机均确定为所述待降噪单只耳机。
[0070] 在具体实施中,定义左耳机的使能参数为al,可以通过左耳的主mic采集到的信号进行判断,右耳机的使能参数为ar,可以通过右耳的主mic采集到的信号进行判断。无线耳机中的主耳机和从耳机通过mic采集音频信号,由于各耳机中包含多个mic,因此将靠近嘴部的mic作为主mic。当主mic因为损坏或声孔堵住等原因,造成副mic的信号能量比主mic能量大20dB以上,认为主mic失效,这时用副mic信号进行参数al或ar判断。预设声压范围的最大值为使mic原始录音发生破音的本底噪声水平A,例如考虑到mic及其前置放大器设置,可以设为100dBA,最小值为普通人小声说话的水平B,例如可以设置为60dBA。如果检测到声能量大于或等于A,这时认为噪声过强烈,记al或ar为1,如果检测到声能量小于B,认为该侧没有有用的语音信号可以忽略不计,记al或ar为0。当声能量在B到A之间变化时,al和ar在0到1之间变化,声能量越大,al或ar越大。
[0071] 当al和ar两个值都为0时,则认为使用者没有说话,可以不做信号处理以节能。当al和ar两个值均大于0且小于预设值(例如0.7)时,只使用和外部设备进行主连接那一侧耳机,即主耳机进行mic降噪算法处理。当al和ar中至少一个大于或等于预设值,且它们之间的差异大于阈值(例如0.2)时,则认为数值较大的那一侧能量过大,不利于信号处理,只选择数值较小的一侧耳机进行mic降噪算法处理。当al和ar中至少一个大于或等于预设值,且它们之间的差异小于或等于阈值时,则认为环境噪声能量特别大且噪声源没有明显的方向性,这时需要两侧同时进行mic降噪算法处理,之后从耳机将处理完的结果通过电磁感应的方式传递给主耳机,做进一步的噪声处理。
[0072] S103:检测所述待降噪单只耳机中麦克风采集的音频信号是否存在语音特征;若是,则进入S104;
[0073] 在本实施例中,当音频信号中存在语音特征时进行后续的降噪处理,节约耳机的功耗。此处不对检测方式进行具体限定,优选的可以通过包络能量检测是否含有语音特征。即本步骤可以包括:对所述待降噪单只耳机中麦克风采集的音频信号进行包络检测得到包络能量;当所述包络能量大于第一阈值时,对所述待降噪单只耳机中麦克风采集的音频信号进行过零率检测得到过零率;当所述过零率大于第二阈值时,判定所述待降噪单只耳机中麦克风采集的音频信号存在语音特征。
[0074] 在具体实施中,初始化包络能量 为0,计算公式如下:
[0075] ;
[0076] 其中,可以通过 和 两个参数调节来控制检测灵敏度, 表示迭代速度,可以设值为0.1, 为信号处理一个帧的数据长度, 为输入的音频信号。
[0077] 当 大于第一阈值时,进入过零率检测环节,过零率 的计算公式如下:
[0078] ;
[0079] 其中, ;
[0080] 当过零率大于第二阈值后,认为有采集信号有语音特征,判定语音动作。上述的第一阈值和第二阈值可以根据实际情况灵活设置,在此不进行具体限定。
[0081] S104:利用滤波器对所述待降噪单只耳机中麦克风采集的音频信号进行降噪处理。
[0082] 在本步骤中,如图6所示,利用滤波器对待降噪单只耳机中麦克风采集的音频信号进行降噪处理。图中Mic-a为麦克风,Mic-b为除麦克风之外的麦克风,x1为麦克风采集的音频信号,x2为Mic-b采集的音频信号,x3为滤波器的输出,y为最终的降噪结果。
[0083] 在具体实施中,滤波器权值更新速度的控制参数可以根据Mic-a和Mic-b采集的音频信号确定。即本步骤可以包括:利用所述待降噪单只耳机中多个麦克风采集的音频信号的包络能量确定滤波器的控制参数;其中,所述控制参数为描述所述滤波器权值更新速度的参数,所述滤波器的约束为所述控制参数与所述权值的乘积;利用所述滤波器对所述待降噪单只耳机中麦克风采集的音频信号进行降噪处理。
[0084] 优选的,所述利用所述待降噪单只耳机中多个麦克风采集的音频信号的包络能量确定滤波器的控制参数的步骤可以包括:将所述待降噪单只耳机中麦克风采集的音频信号对应的包络能量确定为第一包络能量;选取除所述麦克风之外的候选麦克风,对所述候选麦克风采集的音频信号进行包络检测得到第二包络能量;基于所述第一包络能量与所述第二包络能量的比值确定滤波器的所述控制参数;其中,所述控制参数与所述比值呈负相关,所述滤波器权值更新速度与所述控制参数呈正相关。
[0085] 其中,第一包络能量与第二包络能量的比值P_ratio=power(mic1)/power(mic2),P_ratio越大表示存在语音的可能性越大,表示存在语音的可能性越大,控制参数越小。具体的,控制参数的取值范围为[0,1],P_ratio小于0dB,控制参数为1。对于小型化耳塞的无线耳机,P_ratio大于2dB时控制参数为0,对于耳套或贴耳式无线耳机,P_ratio大于4dB时控制参数为0。
[0086] 上述滤波器的阶数可以为128,对于自适应滤波器输入信号为x2,滤波输出的信号是x3,x3与x1相减得到抵消后的信号y,y反馈回自适应滤波器进行滤波器权值的更新,其更新速度受控制参数的控制,剩余噪声达到最小值时滤波结束。
[0087] 当控制参数β=0时,判定采集到的音频信号为佩戴者发出声音,滤波器完全约束,更新速度降低,保护信号质量;当0<β<1时,即音频信号中同时存在语音成分和噪声成分,处理速度根据β值调整,滤波器部分约束,噪声部分消除语音完全保留;当β=1时,判定采集到的音频信号均为噪声成分,滤波器快速迭代,噪声被完全消除。
[0088] 本申请实施例提供的无线耳机降噪方法,删减掉两耳之间的连接线,提升用户佩戴体验。双耳耳机之间通过无线电磁波传输方式,可以避免原先信号线之间的干扰,实现信号高质量传输,使得双耳耳机均包含mic的降噪设计,并可以根据实际的音频信号确定待降噪耳机,提升降噪处理质量和用户通话体验。
[0089] 本申请实施例公开了一种无线耳机降噪方法,相对于上一实施例,本实施例对技术方案作了进一步的说明和优化。具体的:
[0090] 参见图7,根据一示例性实施例示出的另一种无线耳机降噪方法的流程图,如图7所示,包括:
[0091] S201:接收所述从耳机发送的第二电磁信号,并将所述第二电磁信号转换为音频信号;其中,所述第二电磁信号为所述从耳机对应的降噪处理后的音频信号经所述线圈感应得到的;
[0092] 在本实施例中,若每个单只耳机均为待降噪单只耳机,则利用滤波器对每个待降噪单只耳机中麦克风采集的音频信号进行降噪处理之后,从耳机将降噪处理后的音频信号经线圈感应得到的电磁信号,即本步骤中的第二电磁信号,发送至主耳机,主耳机对每个降噪处理后的音频信号进行融合。
[0093] S202:对每个降噪处理后的音频信号进行融合得到输出信号。
[0094] 优选的,如图本步骤可以包括:将每个降噪处理后的音频信号进行时频域转换得到多个频域信号;将每个所述频域信号进行倒谱处理,并在倒谱域内进行信号融合得到融合信号;将所述融合信号进行逆倒谱处理得到目标频域信号,并将所述目标频域信号转换为目标时域信号;将所述目标时域信号作为所述输出信号。
[0095] 在具体实施中,当al和ar中至少一个大于或等于预设值,且它们之间的差异小于或等于阈值时,则认为环境噪声能量特别大且噪声源没有明显的方向性,这时需要两侧同时进行mic降噪算法处理后进行融合。首先对各降噪处理后的音频信号进行时频域变换到频域,此处不对时频域变换方式进行限定,例如可以采用FFT(中文全称:快速傅氏变换,英文全称:Fast Fourier Transformation)或MDCT(中文全称:改进离散余弦变换,英文全称:Modified Discrete Cosine Transform)等方式,再对频域信号进行倒谱处理,之后可以在倒谱域内进行信号融合,融合后信号做逆倒谱处理为频域信号,再通过时频变换回时域信号,完成信号融合。通过音频信号融合,可以使得在大噪声情况下语音通讯信噪比进一步提升,提高通讯质量。
[0096] 下面对本申请实施例提供的一种无线耳机降噪装置进行介绍,下文描述的一种无线耳机降噪装置与上文描述的一种无线耳机降噪方法可以相互参照。
[0097] 参见图8,根据一示例性实施例示出的一种无线耳机降噪装置的结构图,如图8所示,包括:
[0098] 第一接收模块801,用于接收从耳机发送的第一电磁信号,并将所述第一电磁信号转换为音频信号;其中,所述第一电磁信号为所述从耳机中的麦克风采集的音频信号经所述线圈感应得到的;
[0099] 确定模块802,用于通过每个所述单只耳机中麦克风采集的音频信号确定待降噪单只耳机;
[0100] 检测模块803,用于检测所述待降噪单只耳机中麦克风采集的音频信号是否存在语音特征;若是,则启动降噪模块804 的工作流程;
[0101] 所述降噪模块804,用于利用滤波器对所述待降噪单只耳机中麦克风采集的音频信号进行降噪处理。
[0102] 本申请实施例提供的无线耳机降噪装置,删减掉两耳之间的连接线,提升用户佩戴体验。双耳耳机之间通过无线电磁波传输方式,可以避免原先信号线之间的干扰,实现信号高质量传输,使得双耳耳机均包含mic的降噪设计,并可以根据实际的音频信号确定待降噪耳机,提升降噪处理质量和用户通话体验。
[0103] 在上述实施例的基础上,作为一种优选实施方式,所述确定模块802包括:
[0104] 确定使能参数单元,用于基于预设声压范围和每个所述单只耳机中麦克风采集的音频信号确定每个所述单只耳机对应的使能参数;其中,所述使能参数与所述音频信号的声能量呈正相关;
[0105] 第一确定单元,用于若第一使能参数和第二使能参数均小于预设值,则将主耳机确定为所述待降噪单只耳机;其中,所述第一使能参数和所述第二使能参数分别对应不同的单只耳机;
[0106] 第二确定单元,用于若第一使能参数和第二使能参数中至少一项大于或等于所述预设值且所述第一使能参数与所述第二使能参数的差值超过预设范围,则将目标使能参数对应的单只耳机确定为所述待降噪单只耳机;其中,所述目标使能参数为所述第一使能参数和所述第二使能参数中的最小值;
[0107] 第三确定单元,用于若第一使能参数和第二使能参数中至少一项大于或等于所述预设值且所述第一使能参数与所述第二使能参数的差值在所述预设范围内,则将每个所述单只耳机均确定为所述待降噪单只耳机。
[0108] 在上述实施例的基础上,作为一种优选实施方式,所述检测模块803包括:
[0109] 包络检测单元,用于对所述待降噪单只耳机中麦克风采集的音频信号进行包络检测得到包络能量;
[0110] 过零率检测单元,用于当所述包络能量大于第一阈值时,对所述待降噪单只耳机中麦克风采集的音频信号进行过零率检测得到过零率;
[0111] 判定单元,用于当所述过零率大于第二阈值时,启动降噪模块804的工作流程。
[0112] 在上述实施例的基础上,作为一种优选实施方式,所述降噪模块804包括:
[0113] 确定控制参数单元,用于利用所述待降噪单只耳机中多个麦克风采集的音频信号的包络能量确定滤波器的控制参数;其中,所述控制参数为描述所述滤波器权值更新速度的参数,所述滤波器的约束为所述控制参数与所述权值的乘积;
[0114] 降噪单元,用于利用所述滤波器对所述待降噪单只耳机中麦克风采集的音频信号进行降噪处理。
[0115] 在上述实施例的基础上,作为一种优选实施方式,所述确定控制参数单元包括:
[0116] 第一检测子单元,用于将所述待降噪单只耳机中麦克风采集的音频信号对应的包络能量确定为第一包络能量;
[0117] 第二检测子单元,用于选取除所述麦克风之外的候选麦克风,对所述候选麦克风采集的音频信号进行包络检测得到第二包络能量;
[0118] 确定子单元,用于基于所述第一包络能量与所述第二包络能量的比值确定滤波器的所述控制参数;其中,所述控制参数与所述比值呈负相关,所述滤波器权值更新速度与所述控制参数呈正相关。
[0119] 在上述实施例的基础上,作为一种优选实施方式,若每个所述单只耳机均为所述待降噪单只耳机,则还包括:
[0120] 第二接收模块,用于接收所述从耳机发送的第二电磁信号,并将所述第二电磁信号转换为音频信号;其中,所述第二电磁信号为所述从耳机对应的降噪处理后的音频信号经所述线圈感应得到的;
[0121] 融合模块,用于对每个降噪处理后的音频信号进行融合得到输出信号。
[0122] 在上述实施例的基础上,作为一种优选实施方式,所述融合模块包括:
[0123] 第一转换单元,用于将每个降噪处理后的音频信号进行时频域转换得到多个频域信号;
[0124] 融合单元,用于将每个所述频域信号进行倒谱处理,并在倒谱域内进行信号融合得到融合信号;
[0125] 第二转换单元,用于将所述融合信号进行逆倒谱处理得到目标频域信号,并将所述目标频域信号转换为目标时域信号;
[0126] 输出单元,用于将所述目标时域信号作为所述输出信号。
[0127] 关于上述实施例中的装置,其中各个模块执行操作的具体方式已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述,此处将不做详细阐述说明。
[0128] 本申请还提供了一种无线耳机,参见图9,本申请实施例提供的一种无线耳机900的结构图,如图9所示,可以包括处理器11和存储器12。该无线耳机900还可以包括多媒体组件13,输入/输出(I/O)接口14,以及通信组件15中的一者或多者。
[0129] 其中,处理器11用于控制该无线耳机900的整体操作,以完成上述的无线耳机降噪方法中的全部或部分步骤。存储器12用于存储各种类型的数据以支持在该无线耳机900的操作,这些数据例如可以包括用于在该无线耳机900上操作的任何应用程序或方法的指令,以及应用程序相关的数据,例如联系人数据、收发的消息、图片、音频、视频等等。该存储器12可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现,例如静态随机存取存储器(Static Random Access Memory,简称SRAM),电可擦除可编程只读存储器(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory,简称EEPROM),可擦除可编程只读存储器(Erasable Programmable Read-Only Memory,简称EPROM),可编程只读存储器(Programmable Read-Only Memory,简称PROM),只读存储器(Read-Only Memory,简称ROM),磁存储器,快闪存储器,磁盘或光盘。多媒体组件13可以包括音频组件用于输出和/或输入音频信号。例如,音频组件可以包括一个麦克风,麦克风用于接收外部音频信号。所接收的音频信号可以被进一步存储在存储器12或通过通信组件15发送。音频组件还包括至少一个扬声器,用于输出音频信号。I/O接口14为处理器11和其他接口模块之间提供接口,上述其他接口模块可以是键盘,鼠标,按钮等。这些按钮可以是虚拟按钮或者实体按钮。通信组件15用于该无线耳机900与其他设备之间进行有线或无线通信。无线通信,例如Wi-Fi,蓝牙,近场通信(Near Field Communication,简称NFC),2G、3G或4G,或它们中的一种或几种的组合,因此相应的该通信组件15可以包括:Wi-Fi模块,蓝牙模块,NFC模块。
[0130] 在一示例性实施例中,无线耳机900可以被一个或多个应用专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit,简称ASIC)、数字信号处理器(Digital Signal Processor,简称DSP)、数字信号处理设备(Digital Signal Processing Device,简称DSPD)、可编程逻辑器件(Programmable Logic Device,简称PLD)、现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,简称FPGA)、控制器、微控制器、微处理器或其他电子元件实现,用于执行上述的无线耳机降噪方法。
[0131] 在另一示例性实施例中,还提供了一种包括程序指令的计算机可读存储介质,该程序指令被处理器执行时实现上述无线耳机降噪方法的步骤。例如,该计算机可读存储介质可以为上述包括程序指令的存储器12,上述程序指令可由无线耳机900的处理器11执行以完成上述的无线耳机降噪方法。
[0132] 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。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。
[0133] 还需要说明的是,在本说明书中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。