CN103247298B - 一种灵敏度校准方法和音频设备 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种灵敏度校准方法和音频设备，涉及校准领域，用以对主采集模块和辅采集模块的灵敏度进行校准，提高二者的灵敏度一致性，进而提高降噪效果。本发明实施例提供的方法包括：判断主采集模块在当前帧内采集的第一信号是否为电路噪声；当第一信号不是电路噪声时，若第一信号具有平稳噪声特性，则根据第一信号和辅采集模块在当前帧内采集的第二信号，确定第一校准增益；根据第一校准增益，对第二信号进行校准，以使主采集模块和辅采集模块的灵敏度一致。

Description

一种灵敏度校准方法和音频设备

技术领域

本发明涉及校准领域，尤其涉及一种灵敏度校准方法和音频设备。

背景技术

手机语音通讯中，噪声抑制的主要目的在于对环境噪声进行抑制，以提高手机使用者的有用语音的清晰度。环境噪音分为平稳噪声和非平稳噪声，有用语音一般具有非平稳性。

噪声抑制的方法包括：单麦克(microphone)降噪和双麦克降噪。单麦克降噪通过检测麦克采集到的语音信号的平稳性来抑制环境噪声中的平稳噪声，但对周围人讲话声等非平稳噪声难以抑制。双麦克降噪通过在手机的特定位置上安装两个麦克，利用双麦克对有用语音和环境噪声的接收差异性进行降噪；不仅较好地抑制了平稳噪声，更有效抑制了非平稳噪声。因此，在越来越多的手机上采用了双麦克降噪。

双麦克对有用语音和环境噪声的接收差异性包括：相位差异性、能量差异性等，其中，能量差异性是一个常用的重要特征。若将正常使用手机时靠近手机下方的麦克称为主麦克，另一个麦克称为辅麦克，则能量差异性表现为：由于主辅麦克与有用语音源的距离不同，使得主麦克接收的有用语音的能量高于辅麦克接收的有用语音的能量；由于主辅麦克与噪声源距离基本相同，使得主辅麦克接收的环境噪声的能量基本相同。利用能量差异性可以区分有用语音和环境噪声，具体的，当主辅麦克在同一时刻采集到的同一语音信号的能量基本相同时，可以认为该语音信号为环境噪声，相反，则为有用语音；进而通过去除环境噪声，达到降噪的目的。

在实现上述双麦克降噪的过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：利用双麦克接收有用语音和环境噪声的能量差异性来区分有用语音和环境噪声时，要求主辅麦克具有严格的灵敏度一致性，而实际使用过程中，麦克的老化、受堵、故障等导致主辅麦克的灵敏度不一致，进而导致双麦克降噪效果差。

发明内容

本发明的实施例提供一种灵敏度校准方法和音频设备，该音频设备包括主采集模块和辅采集模块，用以对主采集模块和辅采集模块的灵敏度进行校准，提高二者的灵敏度一致性，进而提高降噪效果。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

第一方面，提供一种灵敏度的校准的方法，应用于音频设备，所述音频设备包括主采集模块和辅采集模块，所述方法包括：

判断主采集模块在当前帧内采集的第一信号是否为电路噪声；

当所述第一信号不是电路噪声时，若所述第一信号具有平稳噪声特性，则根据所述第一信号和所述辅采集模块在所述当前帧内采集的第二信号，确定第一校准增益；

根据所述第一校准增益，对所述第二信号进行校准，以使所述主采集模块和所述辅采集模块的灵敏度一致。

结合第一方面，在第一种可能的实现方式中，所述判断主采集模块采集的第一信号是否为电路噪声，包括：

获取所述第一信号的第一特性值，将所述第一特性值与预设的电路噪声阈值进行比较，若所述第一特性值大于所述电路噪声阈值，则所述第一信号不是电路噪声，否则，所述第一信号是电路噪声，其中，所述第一特性值包括：平均幅度值，或平均能量的方根值。

结合第一方面或第一方面的第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，所述根据所述第一信号和所述辅采集模块采集的第二信号，确定第一校准增益，包括：

根据所述第一信号的所述第一特性值与所述第二信号的第二特性值的比值确定所述第一校准增益。

结合第一方面或第一方面的第一种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，所述根据所述第一信号和所述辅采集模块采集的第二信号，确定第一校准增益，还包括：

根据所述第一信号的所述第一特性值与所述第二信号的第二特性值的比值确定初步校准增益；

根据预设的平滑系数，在时间轴上对确定的所述初步校准增益进行平滑更新，得到所述第一校准增益。

结合第一方面的第三种可能的实现方式，在第四种可能的实现方式中，所述根据预设的平滑系数，在时间轴上对确定的所述初步校准增益进行平滑更新，得到所述第一校准增益，包括：

根据第二校准增益、所述初步校准增益的比例关系，确定所述第一校准增益；其中，若所述当前帧为第一个帧，则所述第二校准增益为预设值；若所述当前帧不为第一个帧，则所述第二校准增益为所述当前帧的前一个帧内所确定的第一校准增益。

结合第一方面的第四种可能的实现方式，在第五种可能的实现方式中，在所述根据第二校准增益、所述初步校准增益的比例关系，确定所述第一校准增益之前，所述方法还包括：根据所述第二校准增益设置第一校准增益范围；

所述根据第二校准增益、所述初步校准增益的比例关系，确定所述第一校准增益，包括：

根据所述第二校准增益、所述初步校准增益的比例关系，得到中间校准增益；

若所述中间校准增益在所述第一校准增益范围内，则将所述中间校准增益作为所述第一校准增益；或者，若所述中间校准增益不在所述第一校准增益范围内，则将所述第一校准增益范围中最接近所述中间校准增益的值作为所述第一校准增益。

结合第一方面的第二种可能的实现方式至第五种可能的实现方式任一种，在第六种可能的实现方式中，所述根据所述第一校准增益，对所述第二信号进行校准，以使所述主采集模块和所述辅采集模块的灵敏度一致，包括：

将所述第二信号与所述第一校准增益的乘积，作为校准后的第二信号。

结合第一方面，在第七种可能的实现方式中，所述方法还包括：

当所述第一信号是电路噪声时，或者，当所述第一信号不是电路噪声、所述第一信号不具有平稳噪声特性时，根据第二校准增益对所述第二信号进行校准；其中，若所述当前帧为第一个帧，则所述第二校准增益为预设值；若所述当前帧不为第一个帧，则所述第二校准增益为所述当前帧的前一个帧内所确定的第一校准增益。

第二方面，提供一种音频设备，所述音频设备包括主采集模块和辅采集模块，所述主采集模块用于采集第一信号，所述辅采集模块用于采集第二信号，还包括：

电路噪声判断单元，用于判断主采集模块采集第一信号是否为电路噪声；

增益计算单元，用于当所述第一信号不是电路噪声时，若所述第一信号具有平稳噪声特性，则根据所述第一信号和辅采集模块采集的第二信号，确定第一校准增益；

第一校准单元，用于根据所述第一校准增益，对所述第二信号进行校准，以使所述主采集模块和所述辅采集模块的灵敏度一致。

结合第二方面，在第一种可能的实现方式中，所述电路噪声判断单元，包括：

获取模块，用于获取所述第一信号的第一特性值；

比较模块，用于将所述第一特性值与预设的电路噪声阈值进行比较；其中，所述第一特性值包括：平均幅度值，或平均能量的方根值；

电路噪声判断模块，用于若所述第一特性值大于所述电路噪声阈值，则判断所述第一信号不是电路噪声，否则，判断所述第一信号是电路噪声。

结合第二方面或第二方面的第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，所述增益计算单元具体包括：根据所述第一信号的所述第一特性值与所述第二信号的第二特性值的比值确定所述第一校准增益。

结合第二方面或第二方面的第一种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，所述增益计算单元包括：

初步校准增益计算模块，用于根据所述第一信号的所述第一特性值与所述第二信号的第二特性值的比值确定初步校准增益；

平滑更新模块，用于根据预设的平滑系数，在时间轴上对确定的所述初步校准增益进行平滑更新，得到所述第一校准增益。

结合第二方面的第三种可能的实现方式，在第四种可能的实现方式中，所述平滑更新模块具体用于，根据第二校准增益、所述初步校准增益的比例关系，确定所述第一校准增益；其中，若所述当前帧为第一个帧，则所述第二校准增益为预设值；若所述当前帧不为第一个帧，则所述第二校准增益为所述当前帧的前一个帧内所确定的第一校准增益。

结合第二方面的第四种可能的实现方式，在第五种可能的实现方式中，所述增益计算单元还包括：增益范围设置模块，用于根据所述第二校准增益设置第一校准增益范围；

所述平滑更新模块具体用于，根据所述第二校准增益、所述初步校准增益的比例关系，得到中间校准增益；

若所述中间校准增益在所述第一校准增益范围内，则将所述中间校准增益作为所述第一校准增益；或者，若所述中间校准增益不在所述第一校准增益范围内，则将所述第一校准增益范围中最接近所述中间校准增益的值作为所述第一校准增益。

结合第二方面的第二种可能的实现方式至第五种可能的实现方式任一种，在第六种可能的实现方式中，所述第一校准单元具体用于，将所述第二信号与所述第一校准增益的乘积，作为校准后的第二信号。

结合第二方面，在第七种可能的实现方式中，所述设备还包括：

第二校准单元，用于当所述第一信号是电路噪声时，根据第二校准增益对所述第二信号进行校准；其中，若所述当前帧为第一个帧，则所述第二校准增益为预设值；若所述当前帧不为第一个帧，则所述第二校准增益为所述当前帧的前一个帧内所确定的第一校准增益。

结合第二方面，在第八种可能的实现方式中，所述设备还包括：

第三校准单元，用于当所述第一信号不是电路噪声时，若所述第一信号不具有平稳噪声特性，则根据第二校准增益对所述第二信号进行校准；其中，若所述当前帧为第一个帧，则所述第二校准增益为预设值；若所述当前帧不为第一个帧，则所述第二校准增益为所述当前帧的前一个帧内所确定的第一校准增益。

本发明实施例提供的灵敏度校准方法和音频设备，通过获取的主采集模块在当前帧内采集的第一信号和辅采集模块在当前帧内采集的第二信号确定第一校准增益，并根据第一校准增益对第二信号进行校准，从而实现对辅采集模块进行校准，提高了主采集模块和辅采集模块的灵敏度一致性，进而提高了降噪效果，解决了现有技术中，因主采集模块和辅采集模块的灵敏度一致性差导致的降噪效果差的问题。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种灵敏度校准方法的流程图；

图2为本发明实施例提供的另一种灵敏度校准方法的流程图；

图3为本发明实施例提供的另一种灵敏度校准方法的流程图；

图4为本发明实施例提供的一种降噪方法的流程图；

图5为本发明实施例提供的一种音频设备的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的另一种音频设备的结构示意图；

图7为本发明实施例提供的另一种音频设备的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明实施例提供的灵敏度校准方法和装置进行详细描述。

本发明实施例提供的灵敏度校准方法和装置可以应用于音频设备中，该音频设备可以包括主采集模块和辅采集模块。具体可以应用于音频设备中，利用两个采集模块接收有用信号和环境噪声的能量差异性进行降噪的操作之前；当然，也可以应用于在进行灵敏度校准之后可以提高该音频设备的性能的其他非降噪的操作中，本发明对此不进行限定。

音频设备可以为设置有至少两个音频采集模块的手机、录音机、平板电脑及其他智能终端等，采集模块可以为麦克、扬声器、语音采集卡、声电转换器件等。当音频设备中设置有两个以上的采集模块时，可以通过本实施例的方法对其中的任意两个采集模块进行灵敏度校准，使得该两个采集模块的灵敏度一致，进而实现所有采集模块的灵敏度一致。

需要说明的是，对于一个音频设备上的任意两个采集模块而言，可以将其中任一个作为主采集模块，另一个作为辅采集模块；以下实施例中均以音频设备为设置有两个采集模块的手机为例进行说明。其中，主采集模块可以为手机中的主麦克或者辅麦克，当主采集模块为主麦克时，辅采集模块为辅麦克；相反，当主采集模块为辅麦克时，辅采集模块为主麦克。以下实施例中均以主采集模块为主麦克、辅采集模块为辅麦克为例进行说明，通常地，以手机中靠近有用声源的麦克作为主麦克，例如，以靠近手机使用者嘴巴的麦克为主麦克。

一方面，参见图1，为本发明实施例提供的一种灵敏度校准方法，应用于音频设备，所述音频设备包括主采集模块和辅采集模块，该方法包括：

S101：判断主采集模块在当前帧内采集的第一信号是否为电路噪声；

示例性的，语音处理一般采用20ms采样点数作为一帧。

进一步地，该步骤S101可以包括：

获取所述第一信号的第一特性值，将所述第一特性值与预设的电路噪声阈值进行比较，若所述第一特性值大于所述电路噪声阈值，则所述第一信号不是电路噪声，否则，所述第一信号是电路噪声，其中，所述第一特性值包括：平均幅度值，或平均能量的方根值。

示例性的，电路噪声阈值是指在外部静音情况下，音频设备电路自身产生的信号的大小，是按照一定的校准算法设置的，其大小与音频设备的特点有关。一般情况下，预设的电路噪声值为平均幅度值，因此第一特性值可以包括：平均幅度值，或平均能量的方根值。

需要说明的是，本发明实施例对如何判断第一信号是否为电路噪声的方法不进行限定，例如，还可以包括：获取第一信号的平均能量值，比较第一信号的平均能量值与电路噪声阈值的平方，若第一信号的平均能量值大于电路噪声阈值的平方，则第一信号不是电路噪声，否则，第一信号是电路噪声。该情况下，获取第一校准增益的方法可以参见实施例二。

S102：当所述第一信号不是电路噪声时，若所述第一信号具有平稳噪声特性，则根据所述第一信号和所述辅采集模块在所述当前帧内采集的第二信号，确定第一校准增益；

进一步地，本发明实施例对检测第一信号是否具有平稳噪声的特性的方法不进行限定，例如，可以使用常见的单麦克语音活动检测方法进行检测，常见的方法有基音检测、短时过零率计算等。

1)可选的，所述根据所述第一信号和所述辅采集模块采集的第二信号，确定第一校准增益，包括：

根据所述第一信号的所述第一特性值与所述第二信号的第二特性值的比值确定所述第一校准增益。

示例性的，第一信号的第一特性值与第二信号的第二特性值一般为同一类型的特性值，例如当第一特性值和第二特性值同为平均幅度值，或者同为平均能量的方根值。

2)根据1)获得的当前帧内信号的初步校准增益可能与上一帧内信号的第二校准增益差别较大，为了增强音频设备的稳定性，在实际应用中，可以将1)中直接用于校准的第一校准增益作为初步校准增益，并进一步对该初步校准增益进行平滑更新。因此，本发明实施例还提供以下可选方式：

所述根据所述第一信号和所述辅采集模块采集的第二信号，确定第一校准增益，还可以包括：

a、根据所述第一信号的所述第一特性值与所述第二信号的第二特性值的比值确定初步校准增益；

b、根据预设的平滑系数，在时间轴上对确定的所述初步校准增益进行平滑更新，得到所述第一校准增益。

示例性的，本发明实施例对步骤b中所使用的平滑更新的方法不进行限定。

可选的，步骤b可以包括：根据第二校准增益、所述初步校准增益的比例关系，确定所述第一校准增益；其中，若所述当前帧为第一个帧，则所述第二校准增益为预设值；若所述当前帧不为第一个帧，则所述第二校准增益为所述当前帧的前一个帧内所确定的第一校准增益。

示例性的，将当前帧内的初步校准增益用h表示，第二校准增益用h″表示，则可以利用a*h″+(1-a)*h计算第一校准增益，其中，a表示平滑系数，0≤a≤1。a值越大表示平滑程度越大，对辅采集模块的校准越稳定，也就是说该音频设备越稳定，但是收敛速度相对较慢，在实际使用过程中可以根据经验值、对稳定性和收敛速度的要求等确定a的大小，例如，可以将a设置为0.91。另外，h″的初始值可以设置为1。

为了避免获取的第一校准增益与第二校准增益之间差异较大，导致的校准不稳定的问题，进一步可选的，步骤b还可以包括：

b-1、根据所述第二校准增益设置第一校准增益范围；

b-2、根据所述第二校准增益、所述初步校准增益的比例关系，得到中间校准增益；

b-3、若所述中间校准增益在所述第一校准增益范围内，则将所述中间校准增益作为所述第一校准增益；或者，若所述中间校准增益不在所述第一校准增益范围内，则将所述第一校准增益范围中最接近所述中间校准增益的值作为所述第一校准增益。

示例性的，将第二校准增益用h″表示，根据第二校准增益设置的第一校准增益范围为：[h″-step，h″+step]，其中，step表示步长限制。在实际使用过程中可以根据经验值、对稳定性和收敛速度的要求等确定step的大小。例如，假设h″为0.3，step为0.1，可知第一校准增益范围为：[0.2，0.4]。根据h′＝a*h″+(1-a)*h获得中间校准增益h′。当获取的h′为0.15时，由于0.15不在[0.2，0.4]内，且与[0.2，0.4]中的值最接近的为0.2，因此将0.2作为第一校准增益；当获取的h′为0.5，同理，将0.4作为第一校准增益；当获取的h′为0.3，由于0.3不在[0.2，0.4]内，因此将0.3作为第一校准增益。

S103：根据所述校准增益所述第一校准增益，对所述第二信号进行校准，以使所述主采集模块和所述辅采集模块的灵敏度一致。

可选的，步骤S103可以包括：将所述第二信号与所述第一校准增益的乘积，作为校准后的第二信号。

示例性的，第一信号不变，校准第二信号；即：主采集模块的灵敏度不变，通过校准辅采集模块的灵敏度使得主辅采集模块的灵敏度一致。

进一步地，该方法还可以包括：

当所述第一信号是电路噪声时，或者，当所述第一信号不是电路噪声、所述第一信号不具有平稳噪声特性时，根据第二校准增益对所述第二信号进行校准；其中，若所述当前帧为第一个帧，则所述第二校准增益为预设值；若所述当前帧不为第一个帧，则所述第二校准增益为所述当前帧的前一个帧内所确定的第一校准增益。

示例性的，若当前帧为时间轴上的第一个帧，则不存在当前帧的前一个帧，因此，第二校准增益可以为预设值，例如可以为初始值1；若当前帧不为时间轴上的第一个帧，则第二校准增益可以为当前帧的前一个帧内所确定的第一校准增益。根据第二校准增益对所述第二信号进行校准可以包括：将所述第二信号与所述第二校准增益的乘积，作为校准后的第二信号。

本发明实施例提供的灵敏度校准方法，应用于音频设备，该音频设备包括主采集模块和辅采集模块，通过获取的主采集模块在当前帧内采集的第一信号和辅采集模块在当前帧内采集的第二信号确定第一校准增益，并根据第一校准增益对第二信号进行校准，从而实现对辅采集模块进行校准，提高了主采集模块和辅采集模块的灵敏度一致性，进而提高了降噪效果，解决了现有技术中，因主采集模块和辅采集模块的灵敏度一致性差导致的降噪效果差的问题。

下面通过两个具体的实施例对上述灵敏度校准方法进行具体说明。以下两个实施例中均以音频设备中包含的采集模块为主辅两个麦克为例进行说明。

实施例一

参见图2，为本发明实施了提供的一种灵敏度校准方法，包括：

201：获取主麦克在当前帧内采集的第一信号mc(n)的第一特性值Em1；

第一特性值可以包括：平均幅度值或者平均能量的方根值，当第一特性值为平均幅度值时，主麦克在当前帧内采集的第一信号的第一特性值的计算公式可以为：Em1＝sum(|mc(n)|)/N；当第一特性值为平均能量的方根值时，主麦克在当前帧内采集的第一信号的第一特性值的计算公式可以为：其中，sum()表示求和，mc(n)表示主麦克在当前帧内采集到的第n个信号，n的取值范围与当前帧内主麦克采集到的信号的总个数有关，N表示当前帧内采集到的信号的总个数；

202：判断Em1是否大于电路噪声阈值；

电路噪声阈值一般为幅度值，可以预先存储在音频设备中。

203：若否，则执行步骤210；

204：若是，则检测第一信号mc(n)是否具有平稳噪声特性；

205：若否，则执行步骤210；

206：若是，则获取辅麦克在当前帧内的信号第二信号rc(n)的第二特性值Er1；

当第一特性值为平均幅度值时，第二特性值为平均幅度值；辅麦克在当前帧内采集的第二信号的第二特性值的计算公式可以为：Er1＝sum(|rc(n)|)/N；当第一特性值为平均能量的方根值时，第二特性值为平均能量的方根值，辅麦克在当前帧内采集的第二信号的第二特性值的计算公式可以为：其中，sum()表示求和，rc(n)表示辅麦克在当前帧内采集到的第n个信号，n的取值范围与当前帧内主麦克采集到的信号的总个数有关，N表示当前帧内采集到的信号的总个数。

207：将Em1与Er1的比值作为初步校准增益h；

208：对h进行平滑更新，得到第一校准增益；

该步骤209可以包括：1)根据上述公式h′＝a*h″+(1-a)*h获取中间校准增益，其中，h′表示中间校准增益，a表示平滑系数，h″表示第二校准增益；2)根据该中间校准增益和设置第一校准增益范围，获取第一校准增益。具体可以参见上述实施例。

209：将rc(n)与第一校准增益的乘积作为校准后的第二信号rc(n)′。

校准后的第二信号rc(n)′＝第一校准增益*rc(n)；第一信号mc(n)不变。

210：将rc(n)与第二校准增益的乘积作为校准后的第二信号rc(n)′。

若当前帧为第一个帧，则第二校准增益为预设值，例如可以为初始值1；若当前帧不为第一个帧，则第二校准增益为当前帧的前一个帧获得的第一校准增益。校准后的第二信号rc(n)′＝第二校准增益*rc(n)，第一信号mc(n)不变。

需要说明的是，在具体的实现过程中，可以保存第二校准增益，用以对当前帧的初步校准增益进行平滑更新，或者在步骤211中用于对第二信号进行校准。

为了减少计算步骤，由于步骤207中获得的第一校准增益为：Em1与Er1的比值，因此，在具体实现中，在步骤201中可以获取第一信号的绝对值的和，在步骤206中可以获取第二信号的绝对值的和，不进行平均运算。

本发明实施例提供的灵敏度校准方法，应用于音频设备，该音频设备包括主麦克和辅麦克，通过获取的主麦克在当前帧内采集的第一信号和辅麦克在当前帧内采集的第二信号确定第一校准增益，并根据第一校准增益对第二信号进行校准，从而实现对辅麦克进行校准，提高了主麦克和辅麦克的灵敏度一致性，进而提高了降噪效果，解决了现有技术中，因主麦克和辅麦克的灵敏度一致性差导致的降噪效果差的问题。

实施例二

参见图3，为本发明实施了提供的一种灵敏度校准方法，包括：

301：获取主麦克在当前帧内采集的第一信号mc(n)的平均能量Em2；

主麦克在当前帧内采集的第一信号mc(n)的平均能量的计算公式可以为：Em2＝sum(mc(n)*mc(n))/N，其中，sum()表示求和，mc(n)表示主麦克在当前帧内采集到的第n个信号，n的取值范围与当前帧内主麦克采集到的信号的总个数有关，N表示当前帧内采集到的信号的总个数。

302：判断Em2是否大于电路噪声阈值的平方；

由于步骤301中获取的为平均能量，电路噪声阈值一般为幅度值，因此，需要对电路噪声阈值进行求平方运算，进而用以判断第一信号为非电路噪声。

303：若否，则执行步骤310；

304：若是，则检测第一信号mc(n)是否具有平稳噪声特性；

305：若否，则执行步骤310；

306：若是，则获取辅麦克在当前帧内的第二信号rc(n)的平均能量Er2；

辅麦克在当前帧内采集的第二信号rc(n)的平均能量的计算公式可以为：Er2＝sum(rc(n)*rc(n))/N其中，sum()表示求和，rc(n)表示辅麦克在当前帧内采集到的第n个信号，n的取值范围与当前帧内辅麦克采集到的信号的总个数有关，N表示当前帧内采集到的信号的总个数。

307：将Em2与Er2的比值的算术平方根作为初步校准增益h；

308：对h进行平滑更新，得到第一校准增益；

具体的平滑更新的步骤可以参见实施例一的步骤208。

309：将rc(n)与第一校准增益的乘积作为校准后的第二信号rc(n)′。

校准后的第二信号rc(n)′＝第一校准增益*rc(n)，第一信号mc(n)不变。

310：将rc(n)与第二校准增益的乘积作为校准后的第二信号rc(n)′。

若当前帧为第一个帧，则第二校准增益为预设值，例如可以为初始值1；若当前帧不为第一个帧，则第二校准增益为当前帧的前一个帧获得的第一校准增益。校准后的第二信号rc(n)′＝第二校准增益*rc(n)，第一信号mc(n)不变。

需要说明的是，在具体的实现过程中，可以保存第二校准增益，用以对当前帧的初步校准增益进行平滑更新，或者在步骤211中用于对第二信号进行校准。

为了减少计算步骤，由于步骤307中获得的第一校准增益为：Em1与Er1的比值，因此，在具体实现中，在步骤301中可以获取第一信号的能量和，在步骤306中可以获取第二信号的能量和，不进行平均运算。

本发明实施例提供的灵敏度校准方法，应用于音频设备，该音频设备包括主麦克和辅麦克，通过获取的主麦克在当前帧内采集的第一信号和辅麦克在当前帧内采集的第二信号确定第一校准增益，并根据第一校准增益对第二信号进行校准，从而实现对辅麦克进行校准，提高了主麦克和辅麦克的灵敏度一致性，进而提高了降噪效果，解决了现有技术中，因主麦克和辅麦克的灵敏度一致性差导致的降噪效果差的问题。

进一步地，实施例一与实施例二的区别在于，实施例一采用信号的平均幅度值作为信号的大小，实施例二采用信号的平均能量作为信号的大小。在信号变化范围不大的情况下，两个实施例的效果基本相同，但是，在信号变化范围较大时，实施例二采用的方法所引起的误差大于实施例一采用的方法所引起的误差，此情况下，实施例一为优选方案。

实施例三

本发明实施例还提供一种上述灵敏度校准方法的应用方法，应用于音频设备，具体以应用于音频设备中的降噪过程为例进行说明。该音频设备包括主麦克和辅麦克。麦克采集到的信号包括有用语音和环境噪声。由于主辅麦克与噪声源距离基本相同，使得主辅麦克接收的环境噪声的能量基本相同。利用能量差异性可以区分有用语音和环境噪声。具体的，当主辅麦克在同一时刻采集到的同一语音信号的能量基本相同时，可以认为该语音信号为环境噪声，相反，则为有用语音；进而通过去除环境噪声，达到降噪的目的。

参见图4，该降噪方法可以包括：

401：获取主麦克在当前帧内采集的第一信号mc(n)，辅麦克在当前帧内采集的第二信号rc(n)；

402：对第二信号rc(n)进行校准，得到rc(n)′。

具体的校准方法参见上述实施例。

403：对mc(n)进行傅里叶变换，得到频谱fmc(k)，对rc(n)′进行傅里叶变换得到频谱frc(k)；其中，k表示傅里叶变换长度各根频谱系数索引

404：根据频谱fmc(k)划分子带，并计算各子带能量bmc(b)；根据频谱frc(k)划分子带，并计算各子带能量brc(b)；其中，b表示子带索引；

示例性的，可以根据心里听觉声学模型对fmc(k)和frc(k)划分子带，各子带能量表示各子带内频谱系数的平方和。

405：计算主辅麦克各子带能量比r(b)＝bmc(b)/brc(b)；

示例性的，r(b)大于1表示有用语音含量高，r(b)接近1时，表示有用语音含量低。

406：根据r(b)计算各子带信噪比snr(b)；

示例性的，根据r(b)和预设的r(b)和各子带信噪比snr(b)的映射关系得到各子带信噪比snr(b)，例如，可以为线性递增映射，在该线性递增映射关系下，有用语音含量高时，信噪比snr(b)大，有用语音含量低时，信噪比snr(b)小。

407：根据snr(b)对fmc(k)各子带内频谱施加增益，得到ymc(k)；

示例性的，当信噪比snr(b)大时，施加的增益为1；当信噪比snr(b)小时，施加的增益为0，即保留有用语音，除去环境噪声。

408：对ymc(k)进行傅里叶反变换得到降噪后的主麦克的时域信号y(n)。

进一步地，当主辅麦克的灵敏度不一致时，会影响降噪效果，例如，当辅麦克的灵敏度低于主麦克时，辅麦克接收环境噪声的能力将低于主麦克的接收能力，这样，主辅麦克对环境噪声的接收特性将趋近于对有用语音的接收特性，从而造成无法区分有用语音和环境噪声。

本发明实施例提供的降噪方法，通过提高主辅麦克灵敏度一致性，使得主辅麦克对环境噪声的接收特性和对有用语音的接收特性区分明显，从而提高了降噪效果，获得更好的有用语音。

一方面，参见图5，为本发明实施例提供的一种音频设备5050，所述音频设备50包括主采集模块501和辅采集模块502，所述主采集模块501用于采集第一信号，所述辅采集模块502用于采集第二信号，还包括：

电路噪声判断单元503，用于判断主采集模块501采集的第一信号是否为电路噪声；

增益计算单元504，用于当所述第一信号不是电路噪声时，若所述第一信号具有平稳噪声特性，则根据所述第一信号和辅采集模块502采集的第二信号，确定第一校准增益；

第一校准单元505，用于根据所述第一校准增益，对所述第二信号进行校准，以使所述主采集模块501和所述辅采集模块502的灵敏度一致。

进一步地，参见图6，所述电路噪声判断单元503，包括：

获取模块5031，用于获取所述第一信号的第一特性值；

比较模块5032，用于将所述第一特性值与预设的电路噪声阈值进行比较；其中，所述第一特性值包括：平均幅度值，或平均能量的方根值；

电路噪声判断模块5033，用于若所述第一特性值大于所述电路噪声阈值，则判断所述第一信号不是电路噪声，否则，判断所述第一信号是电路噪声。

进一步地，所述增益计算单元504具体包括：根据所述第一信号的所述第一特性值与所述第二信号的第二特性值的比值确定所述第一校准增益。

进一步地，所述增益计算单元504包括：

初步校准增益计算模块5041，用于根据所述第一信号的所述第一特性值与所述第二信号的第二特性值的比值确定初步校准增益；

平滑更新模块5042，用于根据预设的平滑系数，在时间轴上对确定的所述初步校准增益进行平滑更新，得到所述第一校准增益。

进一步地，所述平滑更新模块5042具体用于，根据第二校准增益、所述初步校准增益的比例关系，确定所述第一校准增益；其中，若所述当前帧为第一个帧，则所述第二校准增益为预设值；若所述当前帧不为第一个帧，则所述第二校准增益为所述当前帧的前一个帧内所确定的第一校准增益。

进一步地，所述增益计算单元504还包括：增益范围设置模块5043，用于根据所述第二校准增益设置第一校准增益范围；

所述平滑更新模块5042具体用于，根据所述第二校准增益、所述初步校准增益的比例关系，得到中间校准增益；

若所述中间校准增益在所述第一校准增益范围内，则将所述中间校准增益作为所述第一校准增益；或者，若所述中间校准增益不在所述第一校准增益范围内，则将所述第一校准增益范围中最接近所述中间校准增益的值作为所述第一校准增益。

进一步地，所述第一校准单元505具体用于，将所述第二信号与所述第一校准增益的乘积，作为校准后的第二信号。

进一步地，所述音频设备50还包括：

第二校准单元506，用于当所述第一信号是电路噪声时，根据第二校准增益对所述第二信号进行校准；其中，若所述当前帧为第一个帧，则所述第二校准增益为预设值；若所述当前帧不为第一个帧，则所述第二校准增益为所述当前帧的前一个帧内所确定的第一校准增益。

第三校准单元507，用于当所述第一信号不是电路噪声时，若所述第一信号不具有平稳噪声特性，则根据第二校准增益对所述第二信号进行校准；其中，若所述当前帧为第一个帧，则所述第二校准增益为预设值；若所述当前帧不为第一个帧，则所述第二校准增益为所述当前帧的前一个帧内所确定的第一校准增益。

进一步地，该音频设备50还可以包括存储单元508，用于存储第二校准增益，若所述当前帧为第一个帧，则所述第二校准增益为预设值；若所述当前帧不为第一个帧，则所述第二校准增益为所述当前帧的前一个帧内所确定的第一校准增益。

本发明实施例提供的音频设备，该音频设备包括主采集模块和辅采集模块，通过获取的主采集模块在当前帧内采集的第一信号和辅采集模块在当前帧内采集的第二信号确定第一校准增益，并根据第一校准增益对第二信号进行校准，从而实现对辅采集模块进行校准，提高了主采集模块和辅采集模块的灵敏度一致性，进而提高了降噪效果，解决了现有技术中，因主采集模块和辅采集模块的灵敏度一致性差导致的降噪效果差的问题。

一方面，参见图7，本发明实施例还提供一种音频设备50，所述音频设备包括主采集模块701和辅采集模块702，所述主采集模块701用于采集第一信号，所述辅采集模块702用于采集第二信号，音频设备50还包括：

存储器703、处理器704，所述存储器703用于存储一组代码，所述代码用于控制处理器704执行如下动作：

判断当前帧内的第一信号是否为电路噪声；

当所述第一信号不是电路噪声时，若所述第一信号具有平稳噪声特性，则根据所述第一信号和当前帧内的第二信号，确定第一校准增益；

根据所述第一校准增益，对所述第二信号进行校准。

进一步地，处理器704具体用于，

获取所述第一信号的第一特性值；

将所述第一特性值与预设的电路噪声阈值进行比较；其中，所述第一特性值包括：平均幅度值，或平均能量的方根值；

若所述第一特性值大于所述电路噪声阈值，则判断所述第一信号不是电路噪声，否则，判断所述第一信号是电路噪声。

进一步地，处理器704具体用于，根据所述第一信号的所述第一特性值与所述第二信号的第二特性值的比值确定所述第一校准增益。

进一步地，处理器704具体用于，

根据所述第一信号的所述第一特性值与所述第二信号的第二特性值的比值确定初步校准增益；

根据预设的平滑系数，在时间轴上对确定的所述初步校准增益进行平滑更新，得到所述第一校准增益。

进一步地，处理器704具体用于，根据第二校准增益、所述初步校准增益的比例关系，确定所述第一校准增益；其中，若所述当前帧为第一个帧，则所述第二校准增益为预设值；若所述当前帧不为第一个帧，则所述第二校准增益为所述当前帧的前一个帧内所确定的第一校准增益。

进一步地，处理器704具体用于，

根据所述第二校准增益设置第一校准增益范围；

根据所述第二校准增益、所述初步校准增益的比例关系，得到中间校准增益；

若所述中间校准增益在所述第一校准增益范围内，则将所述中间校准增益作为所述第一校准增益；或者，若所述中间校准增益不在所述第一校准增益范围内，则将所述第一校准增益范围中最接近所述中间校准增益的值作为所述第一校准增益。

进一步地，处理器704具体用于，将所述第二信号与所述第一校准增益的乘积，作为校准后的第二信号。

进一步地，处理器704还用于，当所述第一信号是电路噪声时，根据第二校准增益对所述第二信号进行校准；其中，若所述当前帧为第一个帧，则所述第二校准增益为预设值；若所述当前帧不为第一个帧，则所述第二校准增益为所述当前帧的前一个帧内所确定的第一校准增益。

或者，当所述第一信号不是电路噪声时，若所述第一信号不具有平稳噪声特性，则根据第二校准增益对所述第二信号进行校准；其中，若所述当前帧为第一个帧，则所述第二校准增益为预设值；若所述当前帧不为第一个帧，则所述第二校准增益为所述当前帧的前一个帧内所确定的第一校准增益。

进一步地，存储器703还可以用于存储第二校准增益，其中，若所述当前帧为第一个帧，则所述第二校准增益为预设值；若所述当前帧不为第一个帧，则所述第二校准增益为所述当前帧的前一个帧内所确定的第一校准增益，第二校准增益的预设值可以为初始值1。

本发明实施例提供的音频设备，该音频设备包括主采集模块和辅采集模块，通过获取的主采集模块在当前帧内采集的第一信号和辅采集模块在当前帧内采集的第二信号确定第一校准增益，并根据第一校准增益对第二信号进行校准，提高了主采集模块和辅采集器的灵敏度一致性，进而提高了降噪效果，解决了现有技术中，因主采集器和辅采集模块的灵敏度一致性差导致的降噪效果差的问题。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理包括，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。

上述以软件功能单元的形式实现的集成的单元，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述软件功能单元存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，简称ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，简称RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (15)

1.一种灵敏度校准方法，应用于音频设备，其特征在于，所述音频设备包括主采集模块和辅采集模块，所述方法包括：

判断主采集模块在当前帧内采集的第一信号是否为电路噪声；

当所述第一信号不是电路噪声时，若所述第一信号具有平稳噪声特性，则根据所述第一信号和所述辅采集模块在所述当前帧内采集的第二信号，确定第一校准增益；

根据所述第一校准增益，对所述第二信号进行校准，以使所述主采集模块和所述辅采集模块的灵敏度一致；

所述根据所述第一信号和所述辅采集模块采集的第二信号，确定第一校准增益，包括：

根据所述第一信号的第一特性值与所述第二信号的第二特性值的比值确定所述第一校准增益；其中，所述第一特征值与所述第二特征值均为平均幅度值，或均为平均能量的方根值。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述判断主采集模块采集的第一信号是否为电路噪声，包括：

获取所述第一信号的第一特性值，将所述第一特性值与预设的电路噪声阈值进行比较，若所述第一特性值大于所述电路噪声阈值，则所述第一信号不是电路噪声，否则，所述第一信号是电路噪声，其中，所述第一特性值包括：平均幅度值，或平均能量的方根值。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一信号的第一特性值与所述第二信号的第二特性值的比值确定所述第一校准增益，包括：

根据所述第一信号的所述第一特性值与所述第二信号的所述第二特性值的比值确定初步校准增益；

根据预设的平滑系数，在时间轴上对确定的所述初步校准增益进行平滑更新，得到所述第一校准增益。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据预设的平滑系数，在时间轴上对确定的所述初步校准增益进行平滑更新，得到所述第一校准增益，包括：

根据第二校准增益、所述初步校准增益的比例关系，确定所述第一校准增益；其中，若所述当前帧为第一个帧，则所述第二校准增益为预设值；若所述当前帧不为第一个帧，则所述第二校准增益为所述当前帧的前一个帧内所确定的第一校准增益。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在所述根据第二校准增益、所述初步校准增益的比例关系，确定所述第一校准增益之前，所述方法还包括：根据所述第二校准增益设置第一校准增益范围；

所述根据第二校准增益、所述初步校准增益的比例关系，确定所述第一校准增益，包括：

根据所述第二校准增益、所述初步校准增益的比例关系，得到中间校准增益；

若所述中间校准增益在所述第一校准增益范围内，则将所述中间校准增益作为所述第一校准增益；或者，若所述中间校准增益不在所述第一校准增益范围内，则将所述第一校准增益范围中最接近所述中间校准增益的值作为所述第一校准增益。

6.根据权利要求1、4或5任一项所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一校准增益，对所述第二信号进行校准，以使所述主采集模块和所述辅采集模块的灵敏度一致，包括：

将所述第二信号与所述第一校准增益的乘积，作为校准后的第二信号。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

当所述第一信号是电路噪声时，或者，当所述第一信号不是电路噪声、所述第一信号不具有平稳噪声特性时，根据第二校准增益对所述第二信号进行校准；其中，若所述当前帧为第一个帧，则所述第二校准增益为预设值；若所述当前帧不为第一个帧，则所述第二校准增益为所述当前帧的前一个帧内所确定的第一校准增益。

8.一种音频设备，其特征在于，所述音频设备包括主采集模块和辅采集模块，所述主采集模块用于采集第一信号，所述辅采集模块用于采集第二信号，还包括：

电路噪声判断单元，用于判断主采集模块采集的第一信号是否为电路噪声；

增益计算单元，用于当所述第一信号不是电路噪声时，若所述第一信号具有平稳噪声特性，则根据所述第一信号和辅采集模块采集的第二信号，确定第一校准增益；

第一校准单元，用于根据所述第一校准增益，对所述第二信号进行校准，以使所述主采集模块和所述辅采集模块的灵敏度一致；

所述增益计算单元具体用于：根据所述第一信号的第一特性值与所述第二信号的第二特性值的比值确定所述第一校准增益；其中，所述第一特征值与所述第二特征值均为平均幅度值，或均为平均能量的方根值。

9.根据权利要求8所述的设备，其特征在于，所述电路噪声判断单元，包括：

获取模块，用于获取所述第一信号的第一特性值；

比较模块，用于将所述第一特性值与预设的电路噪声阈值进行比较；其中，所述第一特性值包括：平均幅度值，或平均能量的方根值；

电路噪声判断模块，用于若所述第一特性值大于所述电路噪声阈值，则判断所述第一信号不是电路噪声，否则，判断所述第一信号是电路噪声。

10.根据权利要求8或9所述的设备，其特征在于，所述增益计算单元包括：

初步校准增益计算模块，用于根据第一信号的所述第一特性值与所述第二信号的第二特性值的比值确定初步校准增益；

平滑更新模块，用于根据预设的平滑系数，在时间轴上对确定的所述初步校准增益进行平滑更新，得到所述第一校准增益。

11.根据权利要求10所述的设备，其特征在于，所述平滑更新模块具体用于，根据第二校准增益、所述初步校准增益的比例关系，确定所述第一校准增益；其中，若当前帧为第一个帧，则所述第二校准增益为预设值；若当前帧不为第一个帧，则所述第二校准增益为所述当前帧的前一个帧内所确定的第一校准增益。

12.根据权利要求11所述的设备，其特征在于，所述增益计算单元还包括：增益范围设置模块，用于根据所述第二校准增益设置第一校准增益范围；

所述平滑更新模块具体用于，根据所述第二校准增益、所述初步校准增益的比例关系，得到中间校准增益；

若所述中间校准增益在所述第一校准增益范围内，则将所述中间校准增益作为所述第一校准增益；或者，若所述中间校准增益不在所述第一校准增益范围内，则将所述第一校准增益范围中最接近所述中间校准增益的值作为所述第一校准增益。

13.根据权利要求8、9、11或12任一项所述的设备，其特征在于，所述第一校准单元具体用于，将所述第二信号与所述第一校准增益的乘积，作为校准后的第二信号。

14.根据权利要求8所述的设备，其特征在于，所述设备还包括：

第二校准单元，用于当所述第一信号是电路噪声时，根据第二校准增益对所述第二信号进行校准；其中，若当前帧为第一个帧，则所述第二校准增益为预设值；若当前帧不为第一个帧，则所述第二校准增益为所述当前帧的前一个帧内所确定的第一校准增益。

15.根据权利要求8所述的设备，其特征在于，所述设备还包括：

第三校准单元，用于当所述第一信号不是电路噪声时，若所述第一信号不具有平稳噪声特性，则根据第二校准增益对所述第二信号进行校准；其中，若当前帧为第一个帧，则所述第二校准增益为预设值；若当前帧不为第一个帧，则所述第二校准增益为所述当前帧的前一个帧内所确定的第一校准增益。