CN105120059A - 移动终端及其根据呼吸强弱控制耳机通话降噪的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了移动终端及其根据呼吸强弱控制耳机通话降噪的方法，其方法包括：当耳机线控与移动终端连接时，由设置于耳机线控上的两个麦克风接收不同角度的外部语音信号；之后由移动终端将所述外部语音信号转换为数字信号，并与预设的数字模型比对分析语音混合特性数据；并将混合特性数据与预设的呼吸响度数据进行对比，以判断嘴巴与麦克风的距离是否在预设范围内，当嘴巴与麦克风的距离在预设范围内时，发送中断信号控制耳机通话模式，从而实现了通过两个麦克风结合呼吸强弱来降低耳机通话时的噪音，从而改善通话质量。

Description

移动终端及其根据呼吸强弱控制耳机通话降噪的方法

技术领域

本发明涉及通话处理技术领域，特别涉及一种移动终端及其根据呼吸强弱控制耳机通话降噪的方法。

背景技术

随着手持设备的快速普及，消费者对手持设备的功能及智能化的要求越来越高，怎么样使手持设备更加智能化、功能更加专业化、多样化，更加高效的使用于日常生活中，已经成为了研发人员当务之急所要解决的问题。

手持设备一般都配有耳机，用于播放音乐、接听电话等。目前各种各样的耳机层出不穷，耳机听感已经到了一定的瓶颈，生产厂家以及方案厂家开始考虑怎样通过现有软件或者硬件方案，让听感或者使用体验上更加智能化成为大家看重研究的方向。

目前，耳机线控一般使用单个麦克风，在通话时通过该麦克风获取语音信号，但在通话时，声音质量跟距离、外界噪音、回声、风噪等非线性声音的影响关系很大，使用单个麦克风影响声音信号的质量，以及对方的听感，且外部环境噪音对听感的影响较大。

因而现有技术还有待改进和提高。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种移动终端及其根据呼吸强弱控制耳机通话降噪的方法，能通过两个麦克风结合呼吸强弱来降低耳机通话时的噪音。

为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：

一种移动终端根据呼吸强弱控制耳机通话降噪的方法，其包括如下步骤：

当耳机线控与移动终端连接时，由设置于耳机线控上的两个麦克风接收不同角度的外部语音信号；

移动终端将所述外部语音信号转换为数字信号，并与预设的数字模型比对分析语音混合特性数据；

将混合特性数据与预设的呼吸响度数据进行对比，以判断嘴巴与麦克风的距离是否在预设范围内；

当嘴巴与麦克风的距离在预设范围内时，发送中断信号控制耳机通话模式。

所述的移动终端根据呼吸强弱控制耳机通话降噪的方法中，所述移动终端将所述外部语音信号转换为数字信号，并与预设的数字模型比对分析语音混合特性数据的步骤包括：

将两个麦克风接收外部语音信号转换为相应的数字信号；

将每一路数字信号与预设的数字模型比对分析外部语音信号的混合特性数据。

所述的移动终端根据呼吸强弱控制耳机通话降噪的方法中，所述将每一路数字信号与预设的数字模型比对分析外部语音信号的混合特性数据的步骤包括：

将每一路数字信号与预设的数字模型比对，根据有用声音信号和干扰声音信号的强弱和支持角度，保留支持角度内的语音数据，抑制不支持角度的语音数据。

所述的移动终端根据呼吸强弱控制耳机通话降噪的方法中，所述将每一路数字信号与预设的数字模型比对，根据有用声音信号和干扰声音信号的强弱和支持角度，保留支持角度内的语音数据，抑制不支持角度的语音数据的步骤包括：

将每一路数字信号与预设的数字模型比对，通过动态加强相位和幅值来增加有用声音信号的强度；

将所述有用声音信号重新建立数字模型，并建立虚拟的数字空间域和时间域；

将数字信号转换为模拟信号辨识每个麦克风所支持角度内的外部语音信号，并过滤不支持角度的干扰声音信号，从而使特定角度的声音效果加强。

所述的移动终端根据呼吸强弱控制耳机通话降噪的方法中，所述语音混合特性数据包括外部语音信号的大致方向、位置、响度、背景、品质、远近、音调。

一种用于实现上述移动终端根据呼吸强弱控制耳机通话降噪的方法的移动终端，其包括：

耳机线控，设置有两个麦克风，用于接收不同角度的外部语音信号；

移动终端本体，用于将所述外部语音信号转换为数字信号，并与预设的数字模型比对分析语音混合特性数据；并将混合特性数据与预设的呼吸响度数据进行对比，以判断嘴巴与麦克风的距离是否在预设范围内，当嘴巴与麦克风的距离在预设范围内时，发送中断信号控制耳机通话模式。

所述的移动终端中，所述移动终端本体包括：

模数转换模块，用于将两个麦克风接收外部语音信号转换为相应的数字信号；

信号处理模块，用于将每一路数字信号与预设的数字模型比对分析外部语音信号的混合特性数据。

所述的移动终端中，所述信号处理模块具体用于，将每一路数字信号与预设的数字模型比对，根据有用声音信号和干扰声音信号的强弱和支持角度，保留支持角度内的语音数据，抑制不支持角度的语音数据。

所述的移动终端中，所述信号处理模块包括：

强度增加单元，用于将每一路数字信号与预设的数字模型比对，通过动态加强相位和幅值来增加有用声音信号的强度；

模型建立单元，用于将所述有用声音信号重新建立数字模型，并建立虚拟的数字空间域和时间域；

数模转换单元，用于将数字信号转换为模拟信号辨识每个麦克风所支持角度内的外部语音信号，并过滤不支持角度的干扰声音信号，从而使特定角度的声音效果加强。

所述的移动终端中，所述耳机线控上的两个麦克风之间的距离为10-20CM。

相较于现有技术，本发明提供的移动终端及其根据呼吸强弱控制耳机通话降噪的方法，当耳机线控与移动终端连接时，由设置于耳机线控上的两个麦克风接收不同角度的外部语音信号；之后由移动终端将所述外部语音信号转换为数字信号，并与预设的数字模型比对分析语音混合特性数据；并将混合特性数据与预设的呼吸响度数据进行对比，以判断嘴巴与麦克风的距离是否在预设范围内，当嘴巴与麦克风的距离在预设范围内时，发送中断信号控制耳机通话模式，从而实现了通过两个麦克风结合呼吸强弱来降低耳机通话时的噪音，从而改善通话质量。

附图说明

图1为本发明提供的移动终端根据呼吸强弱控制耳机通话降噪的方法的流程图。

图2为本发明提供的移动终端根据呼吸强弱控制耳机通话降噪的方法中步骤S20的流程图。

图3为本发明提供的移动终端根据呼吸强弱控制耳机通话降噪的方法中一个麦克风的空间域的支持角度的示意图。

图4为本发明提供的移动终端根据呼吸强弱控制耳机通话降噪的方法中另一个麦克风的空间域的支持角度的示意图。

图5为本发明提供的移动终端的结构框图。

具体实施方式

本发明提供移动终端及其根据呼吸强弱控制耳机通话降噪的方法，由于需要通过呼吸强弱来判断是否佩戴好耳塞，所以本发明对获取呼吸信号质量有明显的要求，由于呼吸信号本来就是很弱的，单个麦克风还没法在20CM左右的距离获取比较优质的声音来满足算法进行解析的需要，所以本发明通过在耳机线控上使用两个麦克风进行声波聚集，获取呼吸声音信号之外，还能对外部环境噪音进行消除，提高声音信号的信噪比，更大程度改善通话质量。

为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。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。

请参阅图1，本发明实施例提供的移动终端根据呼吸强弱控制耳机通话降噪的方法包括如下步骤：

S10、当耳机线控与移动终端连接时，由设置于耳机线控上的两个麦克风接收不同角度的外部语音信号；

S20、移动终端将所述外部语音信号转换为数字信号，并与预设的数字模型比对分析语音混合特性数据；

S30、将混合特性数据与预设的呼吸响度数据进行对比，以判断嘴巴与麦克风的距离是否在预设范围内；

S40、当嘴巴与麦克风的距离在预设范围内时，发送中断信号控制耳机通话模式。

本发明在耳机线控上设置两个麦克风，并配合相关软件算法，实现了通过两个麦克风结合呼吸强弱来降低耳机通话时的噪音，从而改善通话质量。

本实施例中，两个麦克风均使用MEMS麦克风，其接收的外部语音信号包括人声以及噪音，而噪音又包括：回声、混响、以及需要过滤的低频噪音。

由于每个语音信号都有时间域和空间域，所以需要对每一路信号进行分析，此时需要对每一路信号进行采集，并对每一路信号进行分析处理结合数字模型，得出语音混合特性数据。请一并参阅图2，所述步骤S20包括：

S21、将两个麦克风接收外部语音信号转换为相应的数字信号；

S22、将每一路数字信号与预设的数字模型比对分析外部语音信号的混合特性数据。

其中，所述语音混合特性数据包括外部语音信号的大致方向、位置、响度、背景、品质、远近、音调等。在分析处理时，所述步骤S22包括将每一路数字信号与预设的数字模型比对，根据有用声音信号和干扰声音信号的强弱和支持角度，保留支持角度内的语音数据，抑制不支持角度的语音数据。

具体实施时，步骤S22包括：将每一路数字信号与预设的数字模型比对，通过动态加强相位和幅值来增加有用声音信号的强度；之后，将所述有用声音信号重新建立数字模型，并建立虚拟的数字空间域和时间域；之后，将数字信号转换为模拟信号辨识每个麦克风所支持角度内的外部语音信号，并过滤不支持角度的干扰声音信号，从而使特定角度的声音效果加强。

本发明采用预设的一个角度作为限制，将转换后的数字数据进行筛选，将支持角度内的数据保留，而不支持的角度外的数据进行反波抑制和过滤。具体通过动态加强相位和幅值来增加支持角度的声音的强度，然后将这些数字进行重新建立数字模型并建立虚拟的数字空间域和时间域（如调整每个麦克风的支持角度等），然后通过数模转换器进行数模转换，从而能够更容易辨识所支持的角度内的声音，过滤了不支持的角度的人声和环境噪音，从而形成特定角度声音加强的效果，最终实现较远距离的在自己设置的角度内的声音加强，可以实现最多3米之内的采样声音，使通过耳机通话输出去的声音就会更加清楚。

本发明提供的移动终端根据呼吸强弱控制耳机通话降噪的方法中，要求耳机线控上采用两个全指向性的麦克风、且对称设置，两个麦克风的距离最好在10-20CM范围内，信噪比大于55dB1KHz，频率范围为80HZ-8KHz，模数转换模块的精度大于98dB。

以下对两个麦克风的阵列波束成形方式进行说明：

在处理时，需要单独调节每个麦克风所接收信号的相位与波幅，使联合输出上可以获得某个方向上的最大信噪比，类似于采用带通滤波的方式在频域中提取所需信号。但麦克风的波束成形工作是发生在空间域中的，本发明将语音信号配置成空间域中的各个方向。由于每个人对不同距离和方向所接收声音左耳和右耳脉冲相应静态测量值的傅里叶变化，双耳声级差和双耳时间差都有差异，从而会导致人在辨识波束形成的区域的范围以及方位的区分会有差异，本发明通过对于这些差异性数据进行采集和分类的办法，而建立的一个新的数字模型，避免了头部运动或者人头形态以及器官位置的差异造成的影响。

如图3和图4所示，实线框表示一个或多个录音对象，虚线框表示不想被录入的对象（如噪音）。在通话时，两个麦克风接收声音的角度并不相同。在图3中，一个麦克风可以支持的强化语音的角度，以及实时声音的升压强度为：-30度到30度、以及60度到120度、-150度到150度、以及-60度到-120度。这个区域内的对象声音会进行放大，除此之外的角度声音会进行过滤删除，从而实现某个或者多个方向的特定区域的选择性录音。如图4中，另一个麦克风的支持强化录音所支持的角度-60度到60度、以及-120度到120度，同理这个角度的声音会通过对相位和幅值的处理从而放大录音，其它区域需要过滤或者屏蔽掉干扰音，从花瓣形状可以看出，支持角度得到了有效的放大，而其它的角度声压值比较小。

具体应用时，各麦克风的支持角度和信噪比均可以调整，如可支持正负45度等，最大消除65dB的回声，以及消除25dB的噪声。语音信号的处理和呼吸强弱的计算是相互配合的，呼吸强弱的计算要求低，可以集成在可擦写可编程的处理器中，比语音信号的处理要求低很多。

在对呼吸强弱解析时，由于耳机线控的距离和人嘴的距离是固定的，呼吸强弱的判定主要是判断在固定位置吐气造成的声音信号的采集，跟信号频次没有关系，线控与嘴距离越远响度即声压级就会越弱，线控与嘴巴距离越近，采样声音的效果会更好。因此本发明可以通过神经算法进行建模，通过采集几百普通人的固定位置的呼吸声音信号进行解析，来计算平均距离对应的呼吸强弱的平均值，在分析时，通过呼吸信号的强弱来判断距离，在使用耳机通话时，嘴巴与麦克风的位置大约在2厘米到5厘米，并且可以在通过个人的情况进行定制不同的解析算法。

软件需要预先烧录呼吸响度数据，通过一定量的数据进行比对，最终得出声音距离范围是否在嘴巴与麦克风位置的范围之内，从而以此作为结果判断用户是否带上耳机，并发送中断信号，通过移动终端的信号处理模块直接传递给应用处理器来控制上层应用，从而降低噪音，提高耳机通话音质。

在烧录之前，首先通过每个人的呼吸信号的强弱不同，来采集呼吸信号，通过信号处理模块直接传递给移动终端的应用处理器与保存在文件***中的打包算法进行结合，通过固定位置的声音响度的大小来制定解析算法并允许有误差范围，在采集数据时需要重复三次，三次过程都是通过移动终端（如手机）直接来控制的，每次采集的呼吸声音信号的时间都规定必须在2秒内完成。算法制定完毕后，通过保存在文件***的打包程序进行打包，并通过I2S总线将固件通过信号处理模块烧录到呼吸强弱解析单元中，所述呼吸强弱解析单元用于将语音混合特性数据与预设的呼吸响度数据进行对比，以判断嘴巴与麦克风的距离是否在预设范围内。另外，根据呼吸强弱来判断距离的算法也可以使用现有技术中的算法，本发明对此不作限制。

本发明还同时提供一种用于实现上述移动终端根据呼吸强弱控制耳机通话降噪的方法的移动终端，如图5所示，其包括耳机线控和移动终端本体，耳机线控与移动终端本体电连接时，可以实现语音通话、听音乐等等。

其中，耳机线控，设置有两个麦克风，用于接收不同角度的外部语音信号，所述耳机线控上的两个麦克风之间的距离为10-20CM。移动终端本体用于将所述外部语音信号转换为数字信号，并与预设的数字模型比对分析语音混合特性数据；并将混合特性数据与预设的呼吸响度数据进行对比，以判断嘴巴与麦克风的距离是否在预设范围内，当嘴巴与麦克风的距离在预设范围内时，发送中断信号控制耳机通话模式。具体请参阅上述方法对应的实施例。

具体地，所述移动终端本体包括：模数转换模块，用于将两个麦克风接收外部语音信号转换为相应的数字信号；信号处理模块，用于将每一路数字信号与预设的数字模型比对分析外部语音信号的混合特性数据。具体请参阅上述方法对应的实施例。

其中，所述信号处理模块具体用于：将每一路数字信号与预设的数字模型比对，根据有用声音信号和干扰声音信号的强弱和支持角度，保留支持角度内的语音数据，抑制不支持角度的语音数据。具体请参阅上述方法对应的实施例。

进一步地，所述信号处理模块包括：强度增加单元，用于将每一路数字信号与预设的数字模型比对，通过动态加强相位和幅值来增加有用声音信号的强度；模型建立单元，用于将所述有用声音信号重新建立数字模型，并建立虚拟的数字空间域和时间域；数模转换单元，用于将数字信号转换为模拟信号辨识每个麦克风所支持角度内的外部语音信号，并过滤不支持角度的干扰声音信号，从而使特定角度的声音效果加强。

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种移动终端根据呼吸强弱控制耳机通话降噪的方法，其特征在于，包括如下步骤：

当耳机线控与移动终端连接时，由设置于耳机线控上的两个麦克风接收不同角度的外部语音信号；

移动终端将所述外部语音信号转换为数字信号，并与预设的数字模型比对分析语音混合特性数据；

将混合特性数据与预设的呼吸响度数据进行对比，以判断嘴巴与麦克风的距离是否在预设范围内；

当嘴巴与麦克风的距离在预设范围内时，发送中断信号控制耳机通话模式。

2.根据权利要求1所述的移动终端根据呼吸强弱控制耳机通话降噪的方法，其特征在于，所述移动终端将所述外部语音信号转换为数字信号，并与预设的数字模型比对分析语音混合特性数据的步骤包括：

将两个麦克风接收外部语音信号转换为相应的数字信号；

将每一路数字信号与预设的数字模型比对分析外部语音信号的混合特性数据。

3.根据权利要求1所述的移动终端根据呼吸强弱控制耳机通话降噪的方法，其特征在于，所述将每一路数字信号与预设的数字模型比对分析外部语音信号的混合特性数据的步骤包括：

将每一路数字信号与预设的数字模型比对，根据有用声音信号和干扰声音信号的强弱和支持角度，保留支持角度内的语音数据，抑制不支持角度的语音数据。

4.根据权利要求3所述的移动终端根据呼吸强弱控制耳机通话降噪的方法，其特征在于，所述将每一路数字信号与预设的数字模型比对，根据有用声音信号和干扰声音信号的强弱和支持角度，保留支持角度内的语音数据，抑制不支持角度的语音数据的步骤包括：

将每一路数字信号与预设的数字模型比对，通过动态加强相位和幅值来增加有用声音信号的强度；

将所述有用声音信号重新建立数字模型，并建立虚拟的数字空间域和时间域；

将数字信号转换为模拟信号辨识每个麦克风所支持角度内的外部语音信号，并过滤不支持角度的干扰声音信号，从而使特定角度的声音效果加强。

5.根据权利要求1所述的移动终端根据呼吸强弱控制耳机通话降噪的方法，其特征在于，所述语音混合特性数据包括外部语音信号的大致方向、位置、响度、背景、品质、远近、音调。

6.一种用于实现权利要求1所述移动终端根据呼吸强弱控制耳机通话降噪的方法的移动终端，其特征在于，包括：

耳机线控，设置有两个麦克风，用于接收不同角度的外部语音信号；

移动终端本体，用于将所述外部语音信号转换为数字信号，并与预设的数字模型比对分析语音混合特性数据；并将混合特性数据与预设的呼吸响度数据进行对比，以判断嘴巴与麦克风的距离是否在预设范围内，当嘴巴与麦克风的距离在预设范围内时，发送中断信号控制耳机通话模式。

7.根据权利要求6所述的移动终端，其特征在于，所述移动终端本体包括：

模数转换模块，用于将两个麦克风接收外部语音信号转换为相应的数字信号；

信号处理模块，用于将每一路数字信号与预设的数字模型比对分析外部语音信号的混合特性数据。

8.根据权利要求6所述的移动终端，其特征在于，所述信号处理模块具体用于，将每一路数字信号与预设的数字模型比对，根据有用声音信号和干扰声音信号的强弱和支持角度，保留支持角度内的语音数据，抑制不支持角度的语音数据。

9.根据权利要求8所述的移动终端，其特征在于，所述信号处理模块包括：

强度增加单元，用于将每一路数字信号与预设的数字模型比对，通过动态加强相位和幅值来增加有用声音信号的强度；

模型建立单元，用于将所述有用声音信号重新建立数字模型，并建立虚拟的数字空间域和时间域；

数模转换单元，用于将数字信号转换为模拟信号辨识每个麦克风所支持角度内的外部语音信号，并过滤不支持角度的干扰声音信号，从而使特定角度的声音效果加强。

10.根据权利要求8所述的移动终端，其特征在于，所述耳机线控上的两个麦克风之间的距离为10-20CM。