CN113421583B - 降噪方法、存储介质、芯片及电子设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及降噪技术领域,具体涉及一种降噪方法、存储介质、芯片及电子设备。降噪方法包括:获取气导降噪参数与骨导降噪参数,气导降噪参数由本帧气导参数与本帧气导噪声参数确定,骨导降噪参数由本帧骨导参数与本帧骨导噪声参数确定,根据本帧骨导参数及本帧气导噪声参数,计算气骨融合先验信噪比,根据气骨融合先验信噪比、气导降噪参数及骨导降噪参数,执行降噪操作。由于气骨融合先验信噪比能够将骨导因素与环境噪声因素进行关联,使得本实施例能够根据骨导声音信号与环境噪声自适应地进行跟踪降噪,使得语音更加自然地且无切换感地传达给用户,从而提高用户体验感。
Description
技术领域
本发明涉及降噪技术领域,具体涉及一种降噪方法、存储介质、芯片及电子设备。
背景技术
随着移动语音通信的不断发展,大噪声环境下保持语音的可懂性、可靠性以及可听性变得非常重要。基于传统的单通道气传导麦克风的降噪算法存在过多局限性,例如在低信噪比的情况下,语音容易失真。
由于骨传导麦克风的物理传感特性使其不受环境噪声的影响,因此,基于骨传导麦克风和气传导麦克风的双麦降噪方法是较佳的选择。传统双麦降噪方法通常是采用骨导低频部分直接对气传导麦克风信号的低频部分进行补偿,此种方式存在明显的切换感,引起听觉的不适应。
发明内容
本发明实施例的一个目的旨在提供一种降噪方法、存储介质、芯片及电子设备,用于解决现有技术存在的技术缺陷。
在第一方面,本发明实施例提供一种降噪方法,包括:
获取气导降噪参数与骨导降噪参数,所述气导降噪参数由本帧气导参数与本帧气导噪声参数确定,所述骨导降噪参数由本帧骨导参数与本帧骨导噪声参数确定;
根据所述本帧骨导参数及所述本帧气导噪声参数,计算气骨融合先验信噪比;
根据所述气骨融合先验信噪比、气导降噪参数及骨导降噪参数,执行降噪操作。
可选地,所述根据所述气骨融合先验信噪比、气导降噪参数及骨导降噪参数,执行降噪操作包括:
对所述气骨融合先验信噪比作归一处理,得到气骨递归因子,所述气骨递归因子与所述气骨融合先验信噪比呈正相关关系;
根据所述气骨递归因子、气导降噪参数及骨导降噪参数,执行降噪操作。
可选地,所述根据所述气骨递归因子、气导降噪参数及骨导降噪参数,执行降噪操作包括:
根据所述本帧气导参数与本帧气导噪声参数,计算本帧气导先验信噪比;
对所述本帧气导先验信噪比作归一处理,得到气导递归因子,所述气导递归因子与所述本帧气导先验信噪比呈负相关关系;
根据所述气导递归因子及气骨递归因子,确定目标递归因子;
根据所述目标递归因子、气导降噪参数及骨导降噪参数,执行降噪操作。
可选地,所述根据所述气导递归因子及气骨递归因子,确定目标递归因子包括:
在所述气导递归因子及气骨递归因子中选择最大递归因子作为目标递归因子。
可选地,所述获取气导降噪参数包括:
根据所述本帧气导参数与所述本帧气导噪声参数,分别计算上帧气导先验信噪比和本帧气导后验信噪比;
根据所述上帧气导先验信噪比、本帧气导后验信噪比及第一预设递归因子,计算本帧气导先验信噪比;
根据所述本帧气导先验信噪比,计算气导增益;
根据所述气导增益与所述本帧气导参数,生成气导降噪参数。
可选地,所述获取骨导降噪参数包括:
根据所述本帧骨导参数与所述本帧骨导噪声参数,分别计算上帧骨导先验信噪比和本帧骨导后验信噪比;
根据所述上帧骨导先验信噪比、本帧骨导后验信噪比及第二预设递归因子,计算本帧骨导先验信噪比;
根据所述本帧骨导先验信噪比,计算骨导增益;
根据所述本帧骨导增益与所述本帧骨导参数,生成骨导降噪参数。
可选地,在根据所述气骨融合先验信噪比、气导降噪参数及骨导降噪参数,执行降噪操作之前,还包括:
判断是否满足骨导融合条件;
若是,根据所述气骨融合先验信噪比、气导降噪参数及骨导降噪参数,执行降噪操作;
若否,根据所述气导降噪参数,执行降噪操作。
可选地,所述判断是否满足骨导融合条件包括:
确定有效信号频率范围内的本帧气导平均先验信噪比、平均自适应因子及上帧平滑信噪比;
根据所述本帧气导平均先验信噪比、平均自适应因子及上帧平滑信噪比,计算本帧平滑信噪比,所述本帧平滑信噪比与所述上帧平滑信噪比在帧序上是连续的;
若所述本帧平滑信噪比大于或等于预设平滑阈值,确定未满足骨导融合条件,若所述本帧平滑信噪比小于预设平滑阈值,确定满足骨导融合条件。
可选地,所述确定有效信号频率范围内的本帧气导平均先验信噪比包括:
在有效信号频率范围内确定每个气导频点对应的本帧气导先验信噪比;
根据所述有效信号频率范围的频点上限值及全部所述本帧气导先验信噪比,计算本帧气导平均先验信噪比。
可选地,所述确定有效信号频率范围内的平均自适应因子包括:
在有效信号频率范围内确定每个气导频点对应的本帧气导先验信噪比及本帧气导后验信噪比;
根据所述本帧气导先验信噪比、所述本帧气导后验信噪比及预设的修调因子,计算单个自适应因子;
根据所述有效信号频率范围的频点上限值及全部所述自适应因子,计算平均自适应因子。
在第二方面,本发明实施例提供一种存储介质,所述存储介质存储有计算机可执行指令,所述计算机可执行指令用于使电子设备执行上述的降噪方法。
在第三方面,本发明实施例提供一种芯片,包括:
至少一个处理器;以及,
与所述至少一个处理器通信连接的存储器;其中,
所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令,所述指令被所述至少一个处理器执行,以使所述至少一个处理器能够执行上述的降噪方法。
在第四方面,本发明实施例提供一种电子设备,包括:
至少一个处理器;以及,
与所述至少一个处理器通信连接的存储器;其中,
所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令,所述指令被所述至少一个处理器执行,以使所述至少一个处理器能够执行上述的降噪方法。
在本发明实施例提供的降噪方法中,获取气导降噪参数与骨导降噪参数,气导降噪参数由本帧气导参数与本帧气导噪声参数确定,骨导降噪参数由本帧骨导参数与本帧骨导噪声参数确定,根据本帧骨导参数及本帧气导噪声参数,计算气骨融合先验信噪比,根据气骨融合先验信噪比、气导降噪参数及骨导降噪参数,执行降噪操作。由于本帧骨导参数与骨导声音信号关联,本帧气导噪声参数与环境噪声关联,气骨融合先验信噪比由本帧骨导参数与本帧气导噪声参数确定,因此,气骨融合先验信噪比能够将骨导因素与环境噪声因素进行关联,使得本实施例能够根据骨导声音信号与环境噪声自适应地进行跟踪降噪,使得语音更加自然地且无切换感地传达给用户,从而提高用户体验感。
附图说明
一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明,这些示例性说明并不构成对实施例的限定,附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件,除非有特别申明,附图中的图不构成比例限制。
图1为本发明实施例提供的一种耳机的电路结构示意图;
图2为本发明实施例提供的一种耳机降噪的场景示意图;
图3为本发明实施例提供的一种降噪方法的流程示意图;
图4a为图3所示的S31中获取气导降噪参数的流程示意图;
图4b为图3所示的S31中获取骨导降噪参数的流程示意图;
图5a为图3所示的S33的流程示意图;
图5b为图5a所示的S332的流程示意图;
图6为本发明另一实施例提供的一种降噪方法的流程示意图;
图7a为图6所示的S34的流程示意图;
图7b为图7a所示的S341的第一个流程示意图;
图7c为图7a所示的S341的第二个流程示意图;
图8a为本发明实施例提供的一种带噪语音谱的示意图,其中,此带噪语音谱未经过降噪操作;
图8b为采用传统气传导单通道的降噪方法对图8a所示的带噪语音谱进行降噪后的示意图;
图8c为采用本实施例提供的降噪方法对图8a所示的带噪语音谱进行降噪后的示意图;
图9为本发明实施例提供的一种电子设备的电路结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。基于本发明中的实施例,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,都属于本发明保护的范围。
需要说明的是,如果不冲突,本发明实施例中的各个特征可以相互结合,均在本发明的保护范围之内。另外,虽然在装置示意图中进行了功能模块划分,在流程图中示出了逻辑顺序,但是在某些情况下,可以以不同于装置中的模块划分,或流程图中的顺序执行所示出或描述的步骤。再者,本发明所采用的“第一”、“第二”、“第三”等字样并不对数据和执行次序进行限定,仅是对功能和作用基本相同的相同项或相似项进行区分。
本文提供的降噪方法可以适用于任何合适类型电子设备,诸如耳机、手机、智能手表、平板电脑、呼叫机、音箱等电子设备,当电子设备为耳机时,耳机可以包括入耳式耳机、头戴式耳机或挂耳式耳机等。
请参阅图1,耳机100包括气传导麦克风11、第一ADC转换器12、第一采样率转换器13、骨传导麦克风14、第二ADC转换器15、第二采样率转换器16、控制器17及蓝牙通信模块18。
气传导麦克风11用于采集气导声音信号,气导声音信号为由空气作为传输介质而传输的声音信号,其中,气导声音信号可为带有环境噪声的声音信号,亦可为纯净声音信号。
第一ADC转换器12用于将气导声音信号转换成数字信号,第一采样率转换器13根据采样率对数字信号进行采样,得到气导信号。
骨传导麦克风14用于采集骨导声音信号,骨导声音信号为由骨骼等人体部位作为传输介质而传输的声音信号,其中,骨导声音信号可为带有电噪声的声音信号,亦可为纯净声音信号。
第二ADC转换器15用于将骨导声音信号转换成数字信号,第二采样率转换器16根据采样率对数字信号进行采样,得到骨导信号。
在一些实施例中,第二ADC转换器15的采样率与第一ADC转换器12的采样率相同。
控制器17根据气导信号与骨导信号,结合下文所阐述的降噪方法进行降噪,得到降噪后的语音信息。
蓝牙通信模块18在控制器17的控制下,与外部设备进行蓝牙通信,其中,控制器17可将降噪后的语音信息传输至蓝牙通信模块18,蓝牙通信模块18再将降噪后的语音信息发送至外部设备。
请参阅图2,用户21与用户22进行通话,其中,用户21的手机23通过基站24与用户22的电话25建立通信连接。
用户21头戴耳机26,耳机26与手机23建立蓝牙通信。耳机23设有气传导麦克风11与骨传导麦克风14,用户21产生声音信号“您好,张三”,一方面,此声音信号经由空气传输至气传导麦克风11而被采集,与此同时,气传导麦克风11也可采集到汽车27产生的环境噪声。另一方面,此声音信号还可通过用户21的骨骼等人体部位传输至骨传导麦克风14而被采集。
控制器17根据气导信号与骨导信号进行降噪,得到降噪后的语音信息28,并控制蓝牙通信模块18将降噪后的语音信息28发送至手机23,手机23将降噪后的语音信息28传输至基站24,基站24再将降噪后的语音信息28转发至电话25,用户22便可在电话25一侧听到无噪声或低噪声的语音信息。
在阐述本发明实施例提供的降噪方法之前,本文先简单阐述发明人在实现本发明的过程中,发现的一种降噪方法,此种方法是先计算先验信噪比,再基于先验信噪比计算降噪增益,最后根据降噪增益进行降噪。其中,此种作法采用判决-引导(Decision-Directed,DD)算法进行计算先验信噪比,传统的DD算法推导如下:
为第帧第k频点对应的气导功率谱的功率参数,为第帧第k频点对应的气导噪声谱的功率参数,为第帧第k频点对应的增益,为第-1帧第k频点的先验信噪比,为在第帧第k频点气导信号的后验信噪比减去自然数1后的数值与0之间的最大值。
由式子三可知,DD算法的成立是建立在人声与噪声互不相关的假设上的,但是在大噪声环境或者某些极端环境下,显然这一假设是不成立的,这会造成人声的失真或多余噪声的残留,所以引入骨传导信号可以对气传导麦克风的信噪比低而造成的人声失真或噪声残留等情况进行补偿。
本发明实施例提供一种降噪方法,请参阅图3,降噪方法S300包括:
S31、获取气导降噪参数与骨导降噪参数,气导降噪参数由本帧气导参数与本帧气导噪声参数确定,骨导降噪参数由本帧骨导参数与本帧骨导噪声参数确定;
作为示例但非限定的是,本帧气导参数为当前帧的气导参数,其中,气导参数为根据气传导麦克风采集的气导声音信号得到的参数,耳机根据傅里叶变换算法,将气导声音信号转换成气导参数。在一些实施例中,气导参数为气导频谱参数或气导功率谱参数,气导频谱参数为气导频谱的频谱参数,气导功率谱参数为气导功率谱的功率参数。
作为示例但非限定的是,本帧气导噪声参数为当前帧的气导噪声参数,其中,气导噪声参数为气导噪声谱的参数,气导噪声谱可由根据噪声提取算法,在气导频谱或气导功率谱中提取得到,气导噪声谱包括气导噪声频谱或气导噪声功率谱,相应的,气导噪声参数包括气导噪声频谱的频谱参数或气导噪声功率谱的功率参数。
在一些实施例中,耳机根据采样率,在有效信号频率范围内提取每个气导频点对应的本帧气导参数,根据本帧气导参数,确定气导噪声谱,根据气导噪声谱,确定本帧气导噪声参数,其中,气导噪声主要为环境噪声。
作为示例但非限定的是,本帧骨导参数为当前帧的骨导参数,其中,骨导参数为根据骨传导麦克风采集的骨导声音信号得到的参数,耳机根据傅里叶变换算法,将骨导声音信号转换成骨导参数。在一些实施例中,骨导参数为骨导频谱参数或骨导功率谱参数,骨导频谱参数为骨导频谱的频谱参数,骨导功率谱参数为骨导功率谱的功率参数。
作为示例但非限定的是,本帧骨导噪声参数为当前帧的骨导噪声参数,其中,骨导噪声参数为骨导噪声谱的参数,骨导噪声谱可由根据噪声提取算法,在骨导频谱或骨导功率谱中提取得到,骨导噪声谱包括骨导噪声频谱或骨导噪声功率谱,相应的,骨导噪声参数包括骨导噪声频谱的频谱参数或骨导噪声功率谱的功率参数。
在一些实施例中,耳机根据采样率,在有效信号频率范围内提取每个骨导频点对应的骨导参数,根据本帧骨导参数,确定骨导噪声谱,根据骨导噪声谱,确定本帧骨导噪声参数,其中,骨导噪声主要为电噪声。
作为示例但非限定的是,气导降噪参数为气导声音信号经过降噪操作后的参数,气导降噪参数可以为气导降噪频谱或气导降噪功率谱。
在一些实施例中,请参阅图4a,获取气导降噪参数时,S31包括:
S311、根据本帧气导参数与本帧气导噪声参数,分别计算上帧气导先验信噪比和本帧气导后验信噪比;
S313、根据上帧气导先验信噪比、本帧气导后验信噪比及第一预设递归因子,计算本帧气导先验信噪比;
S315、根据本帧气导先验信噪比,计算气导增益;
S317、根据气导增益与本帧气导参数,生成气导降噪参数。
作为示例但非限定的是,上帧气导先验信噪比为帧序排列在当前帧气导信号前方的气导信号的先验信噪比,举例而言,第l帧气导信号为当前帧气导信号,第l-1帧气导信号为上帧气导信号,第l-1帧气导信号的先验信噪比为上帧气导先验信噪比。再举例而言,请参见式子一,为上帧气导先验信噪比,为本帧气导先验信噪比。
在一些实施例中,耳机可以根据本帧气导参数,获取上帧气导参数,以及根据本帧气导噪声参数,获取上帧气导噪声参数。接着,耳机根据根据式子二,计算上帧气导先验信噪比。
作为示例但非限定的是,本帧气导后验信噪比为当前帧气导信号的后验信噪比,举例而言,请参见式子三,为当前帧气导信号的后验信噪比,为在本帧气导后验信噪比减去自然数1的数值与0之间的最大值。在一些实施例中,耳机可以根据式子三,计算本帧气导后验信噪比。
请继续参见式子一,耳机根据式子一,结合上帧气导先验信噪比、本帧气导后验信噪比及第一预设递归因子,计算本帧气导先验信噪比。
作为示例但非限定的是,气导增益为降低气导噪声的增益,在一些实施例中,耳机可以根据任意合适增益算法计算气导增益,例如增益算法包括维纳滤波算法或最小均方误差算法等。
在一些实施例中,耳机可以将气导增益与本帧气导参数进行相乘,得到气导降噪参数,举例而言,请参见式子四:
作为示例但非限定的是,骨导降噪参数为骨导声音信号经过降噪操作后的参数,骨导降噪参数可以为骨导降噪频谱或骨导降噪功率谱。
在一些实施例中,请参阅图4b,获取骨导降噪参数时,S31包括:
S312、根据本帧骨导参数与本帧骨导噪声参数,分别计算上帧骨导先验信噪比和本帧骨导后验信噪比;
S314、根据上帧骨导先验信噪比、本帧骨导后验信噪比及第二预设递归因子,计算本帧骨导先验信噪比;
S316、根据本帧骨导先验信噪比,计算骨导增益;
S318、根据本帧骨导增益与本帧骨导参数,生成骨导降噪参数。
作为示例但非限定的是,上帧骨导先验信噪比为帧序排列在当前帧骨导信号前方的骨导信号的先验信噪比,举例而言,第S帧气导信号为当前帧骨导信号,第S-1帧骨导信号为上帧骨导信号,第S-1帧骨导信号的先验信噪比为上帧骨导先验信噪比。
举例而言,请一并参见式子五、式子六和式子七:
其中,为第帧第k频点骨导信号对应的先验信噪比,亦即为上帧骨导先验信噪比,为在第帧第k频点骨导信号的后验信噪比减去自然数1后的数值与0之间的最大值,为第帧第k频点对应的增益,为第帧第k频点对应的骨导频谱的频谱参数,为第帧第k频点对应的骨导噪声频谱的频谱参数,为帧索引,为频点索引,,为总频点数,为第二预设递归因子,其范围一般取0.92-0.99。
在一些实施例中,耳机可以根据本帧骨导参数,获取上帧骨导参数,以及根据本帧骨导噪声参数,获取上帧骨导噪声参数。接着,耳机根据根据式子五,计算上帧骨导先验信噪比。
请继续参见式子七,耳机根据式子七,结合上帧骨导先验信噪比、本帧骨导后验信噪比及第二预设递归因子,计算本帧骨导先验信噪比。
作为示例但非限定的是,骨导增益为降低骨导噪声的增益,在一些实施例中,耳机可以根据任意合适增益算法计算骨导增益,例如增益算法包括维纳滤波算法或最小均方误差算法等。
在一些实施例中,耳机可以将骨导增益与骨导参数进行相乘,得到骨导降噪参数,举例而言,请参见式子八:
S32、根据本帧骨导参数及本帧气导噪声参数,计算气骨融合先验信噪比;
举例而言,耳机根据式子九,计算气骨融合先验信噪比,如下所示:
S33、根据气骨融合先验信噪比、气导降噪参数及骨导降噪参数,执行降噪操作。
由于本帧骨导参数与骨导声音信号关联,本帧气导噪声参数与环境噪声关联,气骨融合先验信噪比由本帧骨导参数与本帧气导噪声参数确定,因此,气骨融合先验信噪比能够将骨导因素与环境噪声因素进行关联,使得本实施例能够根据骨导声音信号与环境噪声自适应地进行跟踪降噪,使得语音更加自然地且无切换感地传达给用户,从而提高用户体验感。
在一些实施例中,请参阅图5a,S33包括:
S331、对气骨融合先验信噪比作归一处理,得到气骨递归因子,气骨递归因子与气骨融合先验信噪比呈正相关关系;
S332、根据气骨递归因子、气导降噪参数及骨导降噪参数,执行降噪操作。
请结合式子九,由于气骨融合先验信噪比的分子为骨导参数,分母为环境噪声参数,其中,环境噪声参数是由气传导麦克风采集得到,因此,气骨融合先验信噪比是由两路物理特性不同的麦克风计算而来,气传导麦克风和骨传导麦克风可能存在不同的增益等情况,并且本实施例希望将气骨融合先验信噪比作为一个能衡量骨导声音信号占比多少的权重因子使用,因此,本实施例可将气骨融合先验信噪比进行0到1范围的映射,亦即作归一处理。
举例而言,请参见式子十:
当气骨融合先验信噪比越大,则表示在当前的环境噪声下,环境噪声信号相对于骨导信号而言越小,气骨融合先验信噪比可用于衡量环境噪声对于整体语音信号的影响,因此,本实施例为了将气骨融合先验信噪比融合到语音降噪中,映射后的气骨递归因子遵循以下正相关关系:气导噪声谱的功率参数越大,气骨融合先验信噪比越大,气骨递归因子越大;气导噪声谱的功率参数越小,气骨融合先验信噪比越小,气骨递归因子越小。
在一些实施例中,执行S332时,耳机根据式子十一与式子十二:执行降噪操作:
由式子十二可知,当气导频点和骨导频点都在有效信号范围内时,耳机可以根据气骨融合先验信噪比、气导降噪参数及骨导降噪参数,执行降噪操作。
当气导频点或骨导频点都在有效信号范围内时,耳机根据气导降噪参数,执行降噪操作,举例而言,请参见式子十三与式子十四:
总体而言,耳机不仅可以在有效信号范围内进行骨导融合以进行降噪,而且还可在有效信号范围之外进行降噪,降噪输出结果汇总如下:
通常,用户使用气骨双麦耳机时,用户不断地调整耳机,使得耳机未能够紧贴用户的骨骼,容易造成气骨递归因子偏小和不稳定,为了提高骨导降噪参数与气导降噪参数之间的融合可靠性,并且,本实施例希望在骨导融合过程中,骨导降噪参数占据整个降噪参数的比例尽可能大,以便保证通话的可懂性和降噪效果,因此,在一些实施例中,请参阅图5b,S332包括:
S3321、根据本帧气导参数与本帧气导噪声参数,计算本帧气导先验信噪比;
S3322、对本帧气导先验信噪比作归一处理,得到气导递归因子,气导递归因子与本帧气导先验信噪比呈负相关关系;
S3323、根据气导递归因子及气骨递归因子,确定目标递归因子;
S3324、根据目标递归因子、气导降噪参数及骨导降噪参数,执行降噪操作。
在一些实施例中,为了提高骨导降噪参数与气导降噪参数之间的融合可靠性,为了提高骨导降噪参数占据整个降噪参数的比例,本实施例将本帧气导先验信噪比也用于骨导融合过程中,因此,本实施例对本帧气导先验信噪比作归一处理,得到气导递归因子,并且也使得气导递归因子与本帧气导先验信噪比呈负相关关系。
由于本帧气导先验信噪比由本帧气导参数与本帧气导噪声参数确定,并且本帧气导先验信噪比与本帧气导噪声参数呈负相关关系,因此,气导递归因子与本帧气导噪声参数呈正相关关系,亦即,本帧气导噪声参数越大,气导递归因子越大,越有利于在步骤S3323中选择能够反映出“耳机未能贴紧骨骼容易造成气骨递归因子偏小和不稳定”的目标递归因子,加上气导递归因子后续也可能与骨导降噪参数结合,加入气骨融合过程中,使得骨导降噪参数尽可能占据整个降噪参数的较大比例,以便保证通话的可懂性和降噪效果。
在一些实施例中,耳机对本帧气导先验信噪比取反,再对取反后的结果作非线性归一处理,本实施例采用双曲正切函数tanh来进行0到1范围的映射,请参见式子十五:
在一些实施例中,耳机根据式子十六,结合目标递归因子、气导降噪参数及骨导降噪参数,执行降噪操作,其中,式子十六如下所述:
在一些实施例中,在执行S33之前,请参阅图6,降噪方法S300还包括:
S34、判断是否满足骨导融合条件;
S35、若是,根据气骨融合先验信噪比、气导降噪参数及骨导降噪参数,执行降噪操作;
S36、若否,根据气导降噪参数,执行降噪操作。
作为示例但非限定的是,骨导融合条件为对每帧气导信号中位于有效信号频率范围内全部气导频点对应的气导参数是否执行骨导融合操作的条件。若满足骨导融合条件,则耳机根据上文提供的降噪方法,结合骨导参数,对位于有效信号频率范围内全部气导频点对应的气导参数进行骨导融合操作,以实现降噪目的。若未满足骨导融合条件,则耳机根据传统降噪方法,对位于有效信号频率范围内全部气导频点对应的气导参数进行降噪操作。
在一些实施例中,请参阅图7a,S34包括:
S341、确定有效信号频率范围内的本帧气导平均先验信噪比、平均自适应因子及上帧平滑信噪比;
S342、根据本帧气导平均先验信噪比、平均自适应因子及上帧平滑信噪比,计算本帧平滑信噪比,本帧平滑信噪比与上帧平滑信噪比在帧序上是连续的;
S343、若本帧平滑信噪比大于或等于预设平滑阈值,确定满足骨导融合条件,若本帧平滑信噪比小于预设平滑阈值,确定未满足骨导融合条件。
作为示例但非限定的是,有效信号频率范围为融合至气骨融合先验信噪比的气导信号所在的频率范围。在气骨融合过程中,由于气导信号与骨导信号进行融合,骨导信号对应的有效信号频率范围决定了气导信号对应的有效信号频率范围,因此,在气骨融合阶段,由骨导信号的物理特性可知,骨导信号可在低频段对气导信号进行补偿,通常,有效信号频率范围为低频段,频率大致为0-1000Hz。
作为示例但非限定的是,本帧气导平均先验信噪比为当前帧中位于有效信号频率范围内全部气导频点对应的本帧气导先验信噪比的平均值,在一些实施例中,请参阅图7b,确定有效信号频率范围内的本帧气导平均先验信噪比时,S341包括:
S3411、在有效信号频率范围内确定每个气导频点对应的本帧气导先验信噪比;
S3413、根据有效信号频率范围的频点上限值及全部本帧气导先验信噪比,计算本帧气导平均先验信噪比。
由于本帧气导先验信噪比都是基于每个气导频点对应的气导参数和气导噪声参数得到的,因此,通过求取本帧气导平均先验信噪比可表达出每帧气导信号中,如采用传统气传导降噪方法进行降噪时的整体气导先验信噪比的大小程度,以便后续判断是否满足骨导融合条件。
作为示例但非限定的是,平均自适应因子为当前帧中位于有效信号频率范围内全部气导频点对应的自适应因子的平均值,在一些实施例中,,请参阅图7c,确定有效信号频率范围内的平均自适应因子时,S341包括:
S3412、在有效信号频率范围内确定每个气导频点对应的本帧气导先验信噪比及本帧气导后验信噪比;
S3414、根据本帧气导先验信噪比、本帧气导后验信噪比及预设的修调因子,计算单个自适应因子;
S3416、根据有效信号频率范围的频点上限值及全部自适应因子,计算平均自适应因子。
耳机根据式子十八,计算单个自适应因子,如下所述:
接着,耳机再根据式子十九,计算平均自适应因子,如下所述:
作为示例但非限定的是,本帧平滑信噪比为对本帧气导平均先验信噪比进行递归平滑后的因子,在一些实施例中,耳机根据式子二十,计算本帧平滑信噪比,如下所述:
其中,为本帧平滑信噪比,为上帧平滑信噪比,与在帧序上是连续的。由式子二十可知,本帧平滑信噪比与上帧平滑信噪比和平均自适应因子关联,并且单个自适应因子分别与本帧气导先验信噪比和本帧气导后验信噪比关联,采用式子二十,可以得到较为平滑可靠的本帧平滑信噪比。
若本帧平滑信噪比大于或等于预设平滑阈值,确定未满足骨导融合条件,则说明每帧中位于有效信号频率范围内的全部气导频点本帧气导先验信噪比经过平滑处理后,依然大于或等于预设平滑阈值,也说明绝大部分本帧气导先验信噪比都是大于或等于预设平滑阈值的,只需要采用传统气传导降噪方法即可有效地降噪,无需进行骨导融合降噪操作,也可以可靠地保留住气传导语音的自然听感。
若本帧平滑信噪比小于预设平滑阈值,确定未满足骨导融合条件,则说明每帧中位于有效信号频率范围内的全部气导频点本帧气导先验信噪比经过平滑处理后,依然小于预设平滑阈值,也说明绝大部分本帧气导先验信噪比都是小于预设平滑阈值的,此种情况如果不进行骨导融合降噪操作,噪声会淹没处于低频段下的正常语音,因此,耳机需要根据气骨融合先验信噪比、气导降噪参数及骨导降噪参数,执行降噪操作。
总体而言,采用骨导融合条件来触发执行本实施例提供的降噪方法,一方面,有助于提高降噪效率,另一方面,在保证降噪效率的同时,也需要可靠地降低噪声,比如,符合骨导融合条件,便采用本实施例提供的降噪方法,不符合骨导融合条件,采用传统气传导降噪方法。
需要说明的是,在上述各个实施方式中,上述各步骤之间并不必然存在一定的先后顺序,本领域普通技术人员,根据本发明实施方式的描述可以理解,不同实施方式中,上述各步骤可以有不同的执行顺序,亦即,可以并行执行,亦可以交换执行等等。
由于本实施例提供的降噪方法涉及到骨导信号是在有效频率范围内的骨导信号,为了更加有效地表达降噪效果,可以在每个图中选择200Hz到800Hz的语音谱进行说明。
在图8a中,语音谱区域81包含噪声与正常语音,由图8a可知,在200Hz到800Hz之间,噪声散布在各个时间点的正常语音中。
在图8b中,语音谱区域82包含噪声与正常语音,由图8b可知,相对图8a的语音谱区域81,在200Hz到800Hz之间,虽然部分噪声被过滤,但是还残留一些噪声,另外,在200Hz到800Hz之间的正常语音也被过滤,尤其在接近200Hz时部分语音谱中,此现象越明显,容易出现语音失真。
在图8c中,语音谱区域83包含噪声与正常语音,由图8c可知,相对图8b的语音谱区域82,在200Hz到800Hz之间,绝大部分噪声被过滤,另外,在200Hz到800Hz之间的正常语音几乎保留着,尤其在接近200Hz时部分语音谱中,保留现象越明显,降低语音失真概率。
请参阅图9,图9为本发明实施例提供的一种电子设备的电路结构示意图,其中,电子设备可以为芯片等电子产品。如图9所示,电子设备900包括一个或多个处理器91以及存储器92。其中,图9中以一个处理器91为例。
处理器91和存储器92可以通过总线或者其他方式连接,图9中以通过总线连接为例。
存储器92作为一种非易失性计算机可读存储介质,可用于存储非易失性软件程序、非易失性计算机可执行程序以及模块,如本发明实施例中的降噪方法对应的程序指令/模块。处理器91通过运行存储在存储器92中的非易失性软件程序、指令以及模块,从而执行降噪装置的各种功能应用以及数据处理,即实现上述方法实施例提供的降噪方法以及上述装置实施例的各个模块或单元的功能。
存储器92可以包括高速随机存取存储器,还可以包括非易失性存储器,例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实施例中,存储器92可选包括相对于处理器91远程设置的存储器,这些远程存储器可以通过网络连接至处理器91。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
所述程序指令/模块存储在所述存储器92中,当被所述一个或者多个处理器91执行时,执行上述任意方法实施例中的降噪方法。
本发明实施例还提供了一种非易失性计算机存储介质,所述计算机存储介质存储有计算机可执行指令,该计算机可执行指令被一个或多个处理器执行,例如图9中的一个处理器91,可使得上述一个或多个处理器可执行上述任意方法实施例中的降噪方法。
本发明实施例还提供了一种计算机程序产品,所述计算机程序产品包括存储在非易失性计算机可读存储介质上的计算机程序,所述计算机程序包括程序指令,当所述程序指令被电子设备执行时,使所述电子设备执行任一项所述的降噪方法。
以上所描述的装置或设备实施例仅仅是示意性的,其中所述作为分离部件说明的单元模块可以是或者也可以不是物理上分开的,作为模块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模块单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。
通过以上的实施方式的描述,本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加通用硬件平台的方式来实现,当然也可以通过硬件。基于这样的理解,上述技术方案本质上或者说对相关技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中,如ROM/RAM、磁碟、光盘等,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)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
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;在本发明的思路下,以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合,步骤可以以任意顺序实现,并存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化,为了简明,它们没有在细节中提供;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范围。
Claims (13)
1.一种降噪方法,其特征在于,包括:
获取气导降噪参数与骨导降噪参数,所述气导降噪参数由本帧气导参数与本帧气导噪声参数确定,所述骨导降噪参数由本帧骨导参数与本帧骨导噪声参数确定;
根据所述本帧骨导参数及所述本帧气导噪声参数,计算气骨融合先验信噪比;
根据所述气骨融合先验信噪比、气导降噪参数及骨导降噪参数,执行降噪操作。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据所述气骨融合先验信噪比、气导降噪参数及骨导降噪参数,执行降噪操作包括:
对所述气骨融合先验信噪比作归一处理,得到气骨递归因子,所述气骨递归因子与所述气骨融合先验信噪比呈正相关关系;
根据所述气骨递归因子、气导降噪参数及骨导降噪参数,执行降噪操作。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述根据所述气骨递归因子、气导降噪参数及骨导降噪参数,执行降噪操作包括:
根据所述本帧气导参数与本帧气导噪声参数,计算本帧气导先验信噪比;
对所述本帧气导先验信噪比作归一处理,得到气导递归因子,所述气导递归因子与所述本帧气导先验信噪比呈负相关关系;
根据所述气导递归因子及气骨递归因子,确定目标递归因子;
根据所述目标递归因子、气导降噪参数及骨导降噪参数,执行降噪操作。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述根据所述气导递归因子及气骨递归因子,确定目标递归因子包括:
在所述气导递归因子及气骨递归因子中选择最大递归因子作为目标递归因子。
5.根据权利要求1至4任一项所述的方法,其特征在于,所述获取气导降噪参数包括:
根据所述本帧气导参数与所述本帧气导噪声参数,分别计算上帧气导先验信噪比和本帧气导后验信噪比;
根据所述上帧气导先验信噪比、本帧气导后验信噪比及第一预设递归因子,计算本帧气导先验信噪比;
根据所述本帧气导先验信噪比,计算气导增益;
根据所述气导增益与所述本帧气导参数,生成气导降噪参数。
6.根据权利要求1至4任一项所述的方法,其特征在于,所述获取骨导降噪参数包括:
根据所述本帧骨导参数与所述本帧骨导噪声参数,分别计算上帧骨导先验信噪比和本帧骨导后验信噪比;
根据所述上帧骨导先验信噪比、本帧骨导后验信噪比及第二预设递归因子,计算本帧骨导先验信噪比;
根据所述本帧骨导先验信噪比,计算骨导增益;
根据所述本帧骨导增益与所述本帧骨导参数,生成骨导降噪参数。
7.根据权利要求1至4任一项所述的方法,其特征在于,在根据所述气骨融合先验信噪比、气导降噪参数及骨导降噪参数,执行降噪操作之前,还包括:
判断是否满足骨导融合条件;
若是,根据所述气骨融合先验信噪比、气导降噪参数及骨导降噪参数,执行降噪操作;
若否,根据所述气导降噪参数,执行降噪操作。
8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,所述判断是否满足骨导融合条件包括:
确定有效信号频率范围内的本帧气导平均先验信噪比、平均自适应因子及上帧平滑信噪比;
根据所述本帧气导平均先验信噪比、平均自适应因子及上帧平滑信噪比,计算本帧平滑信噪比,所述本帧平滑信噪比与所述上帧平滑信噪比在帧序上是连续的;
若所述本帧平滑信噪比大于或等于预设平滑阈值,确定未满足骨导融合条件,若所述本帧平滑信噪比小于预设平滑阈值,确定满足骨导融合条件。
9.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,所述确定有效信号频率范围内的本帧气导平均先验信噪比包括:
在有效信号频率范围内确定每个气导频点对应的本帧气导先验信噪比;
根据所述有效信号频率范围的频点上限值及全部所述本帧气导先验信噪比,计算本帧气导平均先验信噪比。
10.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,所述确定有效信号频率范围内的平均自适应因子包括:
在有效信号频率范围内确定每个气导频点对应的本帧气导先验信噪比及本帧气导后验信噪比;
根据所述本帧气导先验信噪比、所述本帧气导后验信噪比及预设的修调因子,计算单个自适应因子;
根据所述有效信号频率范围的频点上限值及全部所述自适应因子,计算平均自适应因子。
11.一种存储介质,其特征在于,所述存储介质存储有计算机可执行指令,所述计算机可执行指令用于使电子设备执行如权利要求1至10任一项所述的降噪方法。
12.一种芯片,其特征在于,包括:
至少一个处理器;以及,
与所述至少一个处理器通信连接的存储器;其中,
所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令,所述指令被所述至少一个处理器执行,以使所述至少一个处理器能够执行如权利要求1至10任一项所述的降噪方法。
13.一种电子设备,其特征在于,包括:
至少一个处理器;以及,
与所述至少一个处理器通信连接的存储器;其中,
所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令,所述指令被所述至少一个处理器执行,以使所述至少一个处理器能够执行如权利要求1至10任一项所述的降噪方法。
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Legal Events
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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