CN103873625A - 一种增强接收语音响度的方法、装置和移动终端 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种增强接收语音响度的方法、装置和移动终端，属于噪音处理技术领域。该方法包括：通过第一麦克风采集第一声音信号，第二麦克风采集第二声音信号；对第一声音信号和第二声音信号进行处理，过滤出用户语音信号；根据用户语音信号估算背景噪音信号的强度；根据背景噪音信号的强度确定音频接收频响曲线。采用本发明，在双麦克风降噪技术的基础上，估计背景噪声信号的强度，根据背景噪声信号的强度选择适当的音频接收频响曲线来增强通话对方语音的响度，使得用户在嘈杂的环境能听清通话对方的话声，提高通话满意度。
Description
技术领域
本发明涉及噪音处理技术领域，尤其涉及一种增强接收语音响度的方法、装置和移动终端。
背景技术
随着移动通信技术的蓬勃发展，手机等移动终端越来越普及，几乎成为了人们日常生活中必不可少的通讯工具，人们在使用手机打电话的时候通常会遇到嘈杂的环境，如超市或者汽车公路上时很难听到对方讲话的声音，即使在用户将手机通话音量调至最大或者使用手机耳塞进行通话，也难以听清。
双麦克风降噪技术是目前应用最普遍的降噪技术，一个麦克风为普通的用户通话时使用的麦克风，用于收集用户语音，而另一个麦克风设置在移动终端顶端或者背面，用于采集周围环境噪音。这样当用户通话时，根据信号消除原理，将顶端的麦克风采集的嘈杂背景声信号进行反向后，叠加在原有通话信号上以达到消除噪音。但这样是将用户所处的环境噪声从传送出去的声音信号中消除后传送给通话对端，让通话对方听得清晰一些；而用户自己还是由于身处嘈杂的环境听不清对方的话声。正是因为此，根据用户自己身处嘈杂的环境噪音中，调整音频接收频响曲线来增强接收到的语音强度，使得用户听清对方话声一个亟待解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明要解决的技术问题是提供一种增强接收语音响度的方法和移动终端，以解决用户嘈杂的环境很难听到通话对方语音的技术问题。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案如下：
根据本发明的一个方面，提供的一种增强接收语音响度的方法包括：
通过第一麦克风采集第一声音信号，第二麦克风采集第二声音信号；
对第一声音信号和第二声音信号进行处理，过滤出用户语音信号；
根据用户语音信号估算背景噪音信号的强度；
根据背景噪音信号的强度确定音频接收频响曲线。
优选地，第一声音信号包括第一麦克风接收到的用户语音信号和背景噪音信号；第二声音信号包括第二麦克风接收到的用户第二语音信号和背景噪音信号。
优选地，对第一声音信号和第二声音信号进行处理，过滤出用户的语音信号进一步包括：
将第二声音信号转化成相反的信号，与第一声音信号进行叠加抵消，过滤出用户语音信号。
优选地，根据用户语音信号评估背景噪音信号的强度进一步包括：
将第一声音信号减去用户语音信号，得到背景噪音信号的强度。
优选地，根据评估结果确定音频接收频响曲线进一步包括：
当背景噪音信号的强度小于或等于预设的噪音强度阈值时，采用***默认的非噪声环境的音频接收频响曲线对下行方向接收到的音频进行处理。
当背景噪音信号的强度大于预设的噪音强度阈值时，选择预设的噪声环境的音频接收频响曲线对下行方向接收到的音频进行处理。
优选地，根据评估结果确定音频接收频响曲线还包括：
当背景噪音信号的强度大于预设的噪音强度阈值，且接收模式不是最大音量时，将音量调整到最大音量。
根据本发明的另一个方面，提供的一种增强接收语音响度的装置包括：
声音采集模块，用于通过第一麦克风采集第一声音信号，第二麦克风采集第二声音信号；
信号处理模块，用于对第一声音信号和第二声音信号进行处理，过滤出用户语音信号；
噪音强度估算模块，用于根据用户语音信号估算背景噪音信号的强度；
音频接收频响曲线确定模块，根据用户语音信号评估背景噪音信号的强度，并根据评估结果确定音频接收频响曲线。
优选地，信号处理模块具体用于：将第二声音信号转化成相反的信号，与第一声音信号进行叠加抵消，过滤出用户语音信号；
噪音强度估算模块具体用于：将第一声音信号减去用户语音信号，得到背景噪音信号的强度。
优选地，音频接收频响曲线确定模块具体用于：
当背景噪音信号的强度小于或等于预设的噪音强度阈值时，采用***默认的非噪声环境的音频接收频响曲线对下行方向接收到的音频进行处理；
当背景噪音信号的强度大于预设的噪音强度阈值时，选择预设的噪声环境的音频接收频响曲线对下行方向接收到的音频进行处理。
根据本发明的又一个方面，提供的一种移动终端，包括至少两个麦克风，第一麦克风设置为通话麦克风，第二麦克风设置在机身顶端或者背面，还包括上述增强接收语音响度的装置。
与现有技术相比，本发明实施例的增强接收语音响度的方法和移动终端，通过在双麦克风降噪技术的基础上，估计背景噪声信号的强度，根据背景噪声信号的强度决定是否调整音频接收频响曲线，选择适当的音频接收频响曲线来增强通话对方语音的响度，使得用户在嘈杂的环境能听清通话对方的话声，提高通话满意度。
附图说明
图1为本发明实施例提供的增强接收语音响度的方法流程图。
图2为本发明实施例提供的采用非噪声的音频接收频响曲线处理的全通曲线示意图。
图3为本发明实施例提供采用噪声的音频接收频响曲线对原始曲线800HZ-2000HZ频率响度的增强后的曲线示意图。
图4为本发明实施例提供的增强接收语音响度的装置模块结构图。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚、明白，以下结合附图和实施例，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仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例一
如图1所示，本发明实施例提供增强接收语音响度的方法包括以下步骤：
S101、通过第一麦克风采集第一声音信号，第二麦克风采集第二声音信号。
其中，第一麦克风设置于移动终端正常通话的位置，第二麦克风则设置在移动终端顶端或者背面，距离第一麦克风至少10厘米距离。第一声音信号包括第一麦克风接收到的用户语音信号和背景噪音信号；第二声音信号包括第二麦克风接收到的用户第二语音信号和背景噪音信号。
具体来说，第一声音信号（记为SignalMIC1）包括第一麦克风接收到的第一用户语音信号（记为SignalMIC1_voice）和第一背景噪音信号（记为SignalMIC1_noise）；第二声音信号（记为SignalMIC2）包括第二麦克风接收到的第二用户语音信号（记为SignalMIC2_voice）和第二背景噪音信号（记为SignalMIC2_noise），即存在如下等式：
SignalMIC1=SignalMIC1_voice+SignalMIC1_noise
SignalMIC2=SignalMIC2_voice+SignalMIC2_noise
由于双麦克风降噪技术要求的麦克风位置不一样，第二麦克风则设置在移动终端顶端或者背面，距离第一麦克风至少10厘米距离，故第二麦克风采集的用户语音信号SignalMIC2_voice信号较弱，二对于背景噪音信号来说，两个麦克风分别采集的SignalMIC1_noise和SignalMIC2_noise基本是一样的。故可以将SignalMIC1_voice看作用户语音信号，SignalMIC1_noise和SignalMIC2_noise都看作背景噪声信号。
S102、对第一声音信号和第二声音信号进行处理，过滤出用户语音信号。
优选地，在移动终端的数字信号处理器中，将第二声音信号转化成相反的信号，与第一声音信号进行叠加抵消，过滤出用户语音信号。
具体而言，即通过双麦克风降噪算法（该算法为业界通用技术），将进入第二麦克风的声波转化成相反声波与第一麦克风的声波进行抵消后，过滤出第一麦克风接收到的语音信号。
S103、根据用户语音信号估算背景噪音信号的强度。
优选地，将第一声音信号减去用户语音信号，得到背景噪音信号的强度。
S104、根据背景噪音信号的强度确定音频接收频响曲线。
优选地，当背景噪音信号的强度小于或等于预设的噪音强度阈值时，采用非噪声环境的音频接收频响曲线对下行方向接收到的音频进行处理；当背景噪音信号的强度大于预设的噪音强度阈值时，选择预设的噪声环境的音频接收频响曲线对下行方向接收到的音频进行处理。其中，噪音强度阈值可以***默认，也可以通过软件自定义情景模式，举例来说，当用户在嘈杂的超市或者嘈杂的公路的噪音评估阈值设为80DB；当用户在咖啡馆的噪音评估阈值设为60DB。
其中，音频接收频响曲线可以通过均衡滤波器来调试，对低频或高频进行削弱或补偿。为了更好地说明本发明实施例的技术效果，请参阅图2和图3所示的一组实验数据，其横轴是频率，纵轴是分贝值。图2采用的默认的全通滤波器，均衡滤波器的状态是reset状态，该状态没有对任何频率进行削弱或者补偿。此时，接收的频响曲线为全通的频响曲线。在图2的全通滤波器基础上，通过对800HZ-2000HZ频率响度的增强，800HZ以下信号的削弱，来增加人耳对声音听感的敏感度，均衡滤波曲线表现为如图3所示，通过图2和图3的频响曲线可以看出，人耳在敏感区有大概6DB的响度提升。当然，在电功率一定的情况下，这部分听觉响度的提升是以牺牲低频成分为代价的。
本发明实施例的方法，通过在双麦克风降噪技术的基础上，估计背景噪声信号的强度，根据背景噪声信号的强度决定是否调整音频接收频响曲线，选择适当的音频接收频响曲线来增强通话对方语音的响度，使得用户在嘈杂的环境能听清通话对方的话声，提高通话满意度。
实施例二
同样请参阅图1，本实施例二在实施例一的基础上进一步进行了优化：在步骤S104中，根据背景噪音信号的强度确定音频接收频响曲线中还包括：当背景噪音信号的强度大于预设的噪音强度阈值，且接收模式不是最大音量时，将音量调整到最大音量。这样确保当选择预设的噪声环境的音频接收频响曲线对下行方向接收到的音频进行处理后，在提高响度的基础上，能保证接收的声音信号的质量。
实施例三
如图4所示，本发明实施例提供的一种增强接收语音响度的装置包括以下模块：
声音采集模块10，用于通过第一麦克风采集第一声音信号，第二麦克风采集第二声音信号；
信号处理模块20，用于对第一声音信号和第二声音信号进行处理，过滤出用户语音信号。
其中，信号处理模块20用于将第二声音信号转化成相反的信号，与第一声音信号进行叠加抵消，过滤出用户语音信号。
具体而言，即通过双麦克风降噪算法，将进入第二麦克风的声波转化成相反声波与第一麦克风的声波进行抵消后，过滤出第一麦克风接收到的语音信号。
噪音强度估算模块30，用于根据用户语音信号估算噪音信号的强度。
其中，噪音强度估算模块30具体用于将第一声音信号减去用户语音信号，得到背景噪音信号的强度。
音频接收频响曲线确定模块40，根据用户语音信号评估噪音信号的强度，并根据评估结果确定音频接收频响曲线。
其中，音频接收频响曲线确定模块40具体用于：当背景噪音信号的强度小于或等于预设的噪音强度阈值时，采用***默认的非噪声环境的音频接收频响曲线对下行方向接收到的音频进行处理；当背景噪音信号的强度大于预设的噪音强度阈值时，选择预设的噪声环境的音频接收频响曲线对下行方向接收到的音频进行处理。
需要说明的是，上述方法实施例一和实施例二中的技术特征在本装置均能对应适用，这里不再重述。
相应地，本发明还提供了一种移动终端，该移动终端包括至少两个麦克风，第一麦克风设置为通话麦克风，第二麦克风设置在机身顶端或者背面，还包括上述实施例三的增强接收语音响度的装置。
具体来说，第一麦克风设置于移动终端正常通话的位置，第二麦克风则设置在移动终端顶端或者背面，距离第一麦克风至少10厘米距离。第一麦克风接收到的用户语音信号和背景噪音信号；第二麦克风接收到的用户第二语音信号和背景噪音信号。增强接收语音响度的装置通过双麦克风降噪算法，将进入第二麦克风的声波转化成相反声波与第一麦克风的声波进行抵消后，过滤出第一麦克风接收到的语音信号，根据用户语音信号估算噪音信号的强度，根据用户语音信号评估噪音信号的强度，并根据评估结果确定音频接收频响曲线对下行方向接收到的音频进行处理，以增强通话对方语音的响度。
上述实施例的增强接收语音响度的装置和移动终端，通过在双麦克风降噪技术的基础上，估计背景噪声信号的强度，根据背景噪声信号的强度决定是否调整音频接收频响曲线，选择适当的音频接收频响曲线来增强通话对方语音的响度，使得用户在嘈杂的环境能听清通话对方的话声，提高通话满意度。
以上参照附图说明了本发明的优选实施例，并非因此局限本发明的权利范围。本领域技术人员不脱离本发明的范围和实质内所作的任何修改、等同替换和改进，均应在本发明的权利范围之内。
Claims (10)
1.一种增强接收语音响度的方法，其特征在于，所述方法包括：
通过第一麦克风采集第一声音信号，第二麦克风采集第二声音信号；
对所述第一声音信号和第二声音信号进行处理，过滤出用户语音信号；
根据所述用户语音信号估算背景噪音信号的强度；
根据所述背景噪音信号的强度确定音频接收频响曲线。
2.根据权利要求1所述的增强接收语音响度的方法，其特征在于，所述第一声音信号包括第一麦克风接收到的用户语音信号和背景噪音信号；所述第二声音信号包括第二麦克风接收到的用户第二语音信号和背景噪音信号。
3.根据权利要求2所述的增强接收语音响度的方法，其特征在于，对所述第一声音信号和第二声音信号进行处理，过滤出用户的语音信号进一步包括：
将所述第二声音信号转化成相反的信号，与所述第一声音信号进行叠加抵消，过滤出用户语音信号。
4.根据权利要求1所述的增强接收语音响度的方法，其特征在于，根据所述用户语音信号评估背景噪音信号的强度进一步包括：
将所述第一声音信号减去所述用户语音信号，得到背景噪音信号的强度。
5.根据权利要求1-4任意一项权利要求所述的增强接收语音响度的方法，其特征在于，所述根据评估结果确定音频接收频响曲线进一步包括：
当所述背景噪音信号的强度小于或等于预设的噪音强度阈值时，采用***默认的非噪声环境的音频接收频响曲线对下行方向接收到的音频进行处理。
当所述背景噪音信号的强度大于预设的噪音强度阈值时，选择预设的噪声环境的音频接收频响曲线对下行方向接收到的音频进行处理。
6.根据权利要求5所述的增强接收语音响度的方法，其特征在于，所述根据评估结果确定音频接收频响曲线还包括：
当所述背景噪音信号的强度大于预设的噪音强度阈值，且接收模式不是最大音量时，将音量调整到最大音量。
7.一种增强接收语音响度的装置，其特征在于，所述装置包括：
声音采集模块，用于通过第一麦克风采集第一声音信号，第二麦克风采集第二声音信号；
信号处理模块，用于对所述第一声音信号和第二声音信号进行处理，过滤出用户语音信号；
噪音强度估算模块，用于根据所述用户语音信号估算背景噪音信号的强度；
音频接收频响曲线确定模块，根据所述用户语音信号评估背景噪音信号的强度，并根据评估结果确定音频接收频响曲线。
8.根据权利要求7所述的增强接收语音响度的装置，其特征在于：
所述信号处理模块具体用于：将所述第二声音信号转化成相反的信号，与所述第一声音信号进行叠加抵消，过滤出用户语音信号；
所述噪音强度估算模块具体用于：将所述第一声音信号减去所述用户语音信号，得到背景噪音信号的强度。
9.根据权利要求7所述的增强接收语音响度的装置，其特征在于，所述音频接收频响曲线确定模块具体用于：
当所述背景噪音信号的强度小于或等于预设的噪音强度阈值时，采用***默认的非噪声环境的音频接收频响曲线对下行方向接收到的音频进行处理；
当所述背景噪音信号的强度大于预设的噪音强度阈值时，选择预设的噪声环境的音频接收频响曲线对下行方向接收到的音频进行处理。
10.一种移动终端，包括至少两个麦克风，第一麦克风设置为通话麦克风，第二麦克风设置在机身顶端或者背面，其特征在于，该移动终端还包括权利要求7～9任意一项权利要求所述的增强接收语音响度的装置。
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