CN113596665A - 啸叫声的抑制方法、装置、耳机及存储介质 - Google Patents

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Abstract

本公开是关于一种啸叫声的抑制方法、装置、耳机及存储介质，所述方法包括：获取环境音频信号，其中，所述环境音频信号为耳机周围环境中的声音信号；根据预设的第一滤波器组对所述环境音频信号进行滤波，得到第一音频信号；获取耳道音频信号，所述耳道音频信号为所述第一音频信号在耳道内传播时的声音信号；若所述耳道音频信号满足啸叫条件，根据预设的第二滤波器组对后续获取的所述环境音频信号进行滤波，得到第二音频信号；其中，所述第二滤波器组的增益值小于所述第一滤波器组的增益值。

Description

啸叫声的抑制方法、装置、耳机及存储介质
技术领域
本公开涉及信号处理技术领域，尤其涉及一种啸叫声的抑制方法、装置、耳机及存储介质。
背景技术
相关技术的降噪耳机，会具有通透模式。当用户开启耳机的通透模式后，耳机麦克风采集耳机外部的环境音，并对采集到的环境音进行处理后，使得用户在戴着耳机时听到的环境音和不戴耳机时听到的环境音非常接近。
但用户在佩戴耳机且开启通透模式的情况下，如果不小心按压或其他操作触碰到耳机，引起耳机腔体结构变化，则会导致声学传递路径变化，从而引起刺耳的啸叫声。
发明内容
本公开提供一种啸叫声的抑制方法、装置、耳机及存储介质。
根据本公开实施例的第一方面，提供一种啸叫声的抑制方法，包括：
获取环境音频信号，其中，所述环境音频信号为耳机周围环境中的声音信号；
根据预设的第一滤波器组对所述环境音频信号进行滤波，得到第一音频信号；
获取耳道音频信号，所述耳道音频信号为所述第一音频信号在耳道内传播时的声音信号；
若所述耳道音频信号满足啸叫条件，根据预设的第二滤波器组对后续获取的所述环境音频信号进行滤波，得到第二音频信号；其中，所述第二滤波器组的增益值小于所述第一滤波器组的增益值。
可选地，所述耳道音频信号的满足啸叫条件，包括：
所述耳道音频信号的全频带峰值点所在的预设局部频带范围内的局部峰谷差值满足第一条件，且所述耳道音频信号的幅值变化情况满足第二条件。可选地，所述第一条件包括：
所述局部峰谷差值大于第一阈值。可选地，所述预设局部频带范围为：±1000Hz。
可选地，所述第二条件包括：
所述耳道音频信号的幅值的变化趋势为幅值在逐渐增大。
可选地，所述第一滤波器组用于通透滤波，所述第二滤波器组用于通透滤波和啸叫声抑制。
可选地，所述第一滤波器组包括：多个第一滤波器；所述第二滤波器组包括：多个第二滤波器；
所述第一滤波器的数量与所述第二滤波器的数量相同且一一对应；
每个所述第二滤波器的增益值均小于与所述第二滤波器对应的所述第一滤波器的增益值。
可选地，每个所述第二滤波器的频率值均等于与所述第二滤波器对应的所述第一滤波器的频率值；
每个所述第二滤波器的Q值均等于与所述第二滤波器对应的所述第一滤波器的Q值。
可选地，所述第一条件包括：
所述局部峰谷差值大于第二阈值，其中，所述第二阈值大于所述第一阈值。
可选地，所述方法还包括：
若所述局部峰谷差值大于所述第二阈值，根据预设的第三滤波器组对后续获取的所述环境音频信号进行滤波，得到第三音频信号。
可选地，所述第二滤波器组的增益值小于所述第一滤波器组的增益值；
所述第三滤波器组的增益值小于所述第二滤波器组的增益值。
根据本公开实施例的第二方面，提供一种啸叫声的抑制装置，包括：
第一获取模块，用于获取环境音频信号，其中，所述环境音频信号为耳机周围环境中的声音信号；
第一滤波模块，用于根据预设的第一滤波器组对所述环境音频信号进行滤波，得到第一音频信号；
第二获取模块，用于获取耳道音频信号，所述耳道音频信号为所述第一音频信号在耳道内传播时的声音信号；
第二滤波模块，用于若所述耳道音频信号满足啸叫条件，根据预设的第二滤波器组对后续获取的所述环境音频信号进行滤波，得到第二音频信号；其中，所述第二滤波器组的增益值小于所述第一滤波器组的增益值。
根据本公开实施例的第三方面，提供一种耳机，包括：
麦克风、扬声器、处理器和存储器，所述存储器上存储有能够在处理器上运行的计算机程序，所述处理器用于运行所述计算机程序时，执行本公开实施例的第一方面所述方法的步骤。
根据本公开实施例的第四方面，提供一种非临时性计算机可读存储介质，所述计算机程序被处理器执行时实现本公开实施例的第一方面所述方法的步骤。
本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：
本公开实施例通过获取环境音频信号，通过预设的第一滤波器组对所述环境音频信号进行滤波放大，并获取在耳道内传播的耳道音频信号，通过确定耳道音频信号是否满足啸叫条件，若耳道音频信号满足啸叫条件时，即耳机即将产生啸叫声，自动切换使用预设的第二滤波器组进行滤波，从而有效地抑制啸叫声，并且不需要用户进行任何操作，降低操作复杂度，提升用户的使用体验。
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和解释性的，并不能限制本公开。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。
图1是根据一示例性实施例示出的一种啸叫声的抑制方法的流程示意图。
图2是根据一示例性实施例示出的一种啸叫抑制方法的流程示意图。
图3是根据一示例性实施例示出的一种第三音频信号和第四音频信号的频率响应曲线。
图4是根据一示例性实施例示出的一种无线耳机的被动降噪曲线示意图。
图5是根据一示例性实施例示出的一种第一滤波器组的增益曲线与无线耳机的被动降噪曲线示意图。
图6是根据一示例性实施例示出的一种第一滤波器组、第二滤波器组和第三滤波器组的增益曲线。
图7是根据一示例性实施例示出的一种啸叫信号的时域波形和频谱示意图。
图8是根据一示例性实施例示出的一种啸叫声的抑制装置的结构示意图。
图9是根据一示例性实施例示出的一种耳机的结构示意图。
图10是根据一示例性实施例示出的一种啸叫声的抑制装置的框图。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置的例子。
本公开实施例提供一种啸叫声的抑制方法。图1是根据一示例性实施例示出的一种啸叫声的抑制方法的流程示意图，如图1所示，所述方法包括：
步骤S101，获取环境音频信号，其中，所述环境音频信号为耳机周围环境中的声音信号；
步骤S102，根据预设的第一滤波器组对所述环境音频信号进行滤波，得到第一音频信号；
步骤S103，获取耳道音频信号，所述耳道音频信号为所述第一音频信号在耳道内传播时的声音信号；
步骤S104，若所述耳道音频信号满足啸叫条件，根据预设的第二滤波器组对后续获取的所述环境音频信号进行滤波，得到第二音频信号。
在本公开实施例中，所述啸叫声的抑制方法可应用于具有通透模式的耳机。
在步骤S101中，当耳机处于通透模式时，可通过所述耳机的第一音频采集组件获取耳机周围环境中的环境音频信号。第一音频采集组件可为设置于所述耳机外侧的第一麦克风；
需要说明的是，所述通透模式用于让耳机周围环境中的声音信号进入人耳。为了让用户能够清楚的听到耳机周围环境中的声音信号，可通过所述第一麦克风采集所述环境音频信号。
步骤S102中，利用所述第一滤波器组对所述环境音频信号进行滤波增益，使得所述第一滤波器组输出的所述第一音频信号与所述环境音频信号的信号强度差小于预设值。
可以理解的是，当用户佩戴上耳机后，由于耳机本身具有物理隔离作用，会导致耳机外部环境中的声音信号与用户听到的声音信号存在信号强度差；故通过第一滤波器组对获取到的所述环境音频信号进行放大，放大后的第一音频信号与外界环境的音频信号的信号强度差小于预设值，使得用户在佩戴耳机时也能够清楚的听到外界环境中的声音。
步骤S103中，可通过耳机的音频输出组件输出所述第一音频信号，通过所述耳机的第二音频采集组件采集耳道音频信号，确定所述耳道音频信号是否满足啸叫条件。
这里，所述音频输出组件可为所述耳机的扬声器；所述第二音频采集组件可为设置于耳机内侧的第二麦克风。
需要说明的是，由于用户按压耳机或其他操作导致耳机的腔体结构发生变化，耳道音频信号的传播路径发生变化，耳道音频信号传播至所述耳机的第一音频采集组件处，被所述第一音频采集组件拾取，形成一个闭合的正反馈环路；耳道音频信号经过多次反复循环放大后，在某些频点的信号强度超过增益上限，就会发生自激振荡，从而产生啸叫声；不仅容易损坏耳机，还可能会对用户的听力造成损伤，降低用户体验。
基于此，本公开实施例通过采集耳道音频信号，确定所述耳道音频信号是否满足啸叫条件，预判出耳机是否会产生啸叫声。
步骤S104中，若所述耳道音频信号满足啸叫条件，即耳机即将产生啸叫声，通过预设的第二滤波器组对后续采集的环境音频信号进行滤波，得到第二音频信号。
由于所述第二滤波器组的增益值小于所述第一滤波器组的增益值，因而当耳道音频信号的传播路径发生变化后，通过使用增益强度较低的第二滤波器组进行滤波，可以适当降低正反馈环路中对所述耳道音频信号的增益强度；从而使得所述耳道音频信号中某些频点的信号强度不会超过增益上限，从而抑制啸叫声。
在本公开实施例中，所述第一滤波器组可包括：至少一个第一滤波器；所述第二滤波器组可包括：至少一个第二滤波器。
在一些实施例中，所述第一滤波器组包括：第一滤波器，所述第二滤波器组包括：第二滤波器；其中所述第二滤波器的增益值小于所述第一滤波器的增益值。
在获取环境音频信号后，通过第一滤波器对所述环境音频信号进行滤波，得到第一音频信号；获取耳道音频信号，确定所述耳道音频信号是否满足啸叫条件；若所述耳道音频信号满足所述啸叫条件，通过第二滤波器对后续获取的环境音频信号进行滤波，得到第二音频信号。
可选地，所述耳道音频信号满足啸叫条件，包括：
所述耳道音频信号的全频带峰值点所在的预设局部频带范围内的局部峰谷差值满足第一条件，且所述耳道音频信号的幅值变化情况满足第二条件。
在本公开实施例中，所述全频带峰值点为：在全频带范围内幅值最大的频点；所述局部峰谷差值为：所述预设局部频带范围内，所述耳道音频信号中幅值最大的频点与幅值最小的频点之间的幅值差。
这里，所述全频带范围可为0-24kHz；所述预设局部频带范围可根据实际情况进行设定。在一些实施例中，所述预设局部频带范围可为：±1000Hz。
可通过获取所述耳道音频信号的频域特征和时域特征，根据所述耳道音频信号的频域特征，确定所述耳道音频信号的全频带峰值点所在的预设局部频带范围内的局部峰谷差值是否满足第一条件；在所述耳道音频信号的全频带峰值点所在的预设局部频带范围内的局部峰谷差值满足第一条件的情况下，进一步根据所述耳道音频信号的时域特征，确定所述耳道音频信号的幅值变化情况是否满足第二条件，当所述耳道音频信号满足第二条件，确定所述耳道音频信号满足啸叫条件，所述耳机即将产生啸叫声。
可以理解的是，为了提高对啸叫信号识别的准确性，可通过获取所述耳道音频信号的频谱特征和时域特征，若所述耳道音频信号的频域特征表征所述耳道音频信号的全频带峰值点所在的预设局部频带范围内的局部峰谷差值满足第一条件，并且所述耳道音频信号的时域特征表征所述耳道音频信号的幅值变化情况满足第二条件，则可确定所述耳机即将产生啸叫声，从而通过预设的第二滤波器组进行滤波增益，以抑制啸叫声。
可选地，所述第一条件包括：
所述局部峰谷差值大于第一阈值；
在本公开实施例中，通过对比所述局部峰谷差值和第一阈值，若所述局部峰谷差值大于所述第一阈值，确定所述耳道音频信号的全频带峰值点所在的预设局部频带范围内的局部峰谷差值满足第一条件。
这里，所述第一阈值的取值范围可为：25dB-35dB；在一些实施例中，所述第一阈值可为30dB。
需要说明的是，啸叫信号的频谱图中存在单一的、且固定不定的啸叫频率点对应的幅值远大于音频信号中其他频率点的幅值；故可通过确定所述耳道音频信号的全频带峰值点所在的预设局部频带范围内的局部峰谷差值是否大于第一阈值，若所述耳道音频信号的全频带峰值点所在的预设局部频带范围内的局部峰谷差值大于第一阈值，确定满足第一条件。
可选地，所述第二条件，包括：
所述耳道音频信号的幅值的变化趋势为幅值在逐渐增大。
在本公开实施例中，可根据所述耳道音频信号的时域特征，确定所述耳道音频信号的幅值变化趋势，若所述耳道音频信号的幅值变化趋势为幅值在逐渐增大(即呈增长趋势)，确定所述耳道音频信号的幅值变化情况满足第二条件。
在实际应用中，可通过以下方式确定所述耳道音频信号的幅值的变化趋势是否为幅值在逐渐增大：计算每帧数据的幅值能量，统计多帧数据的幅值能量数据；根据所述多帧数据的幅值能量数据进行线性回归计算，根据线性回归结果确定斜率是否大于0；若所述斜率大于0，则表示所述耳道音频信号的幅值的变化趋势为幅值在逐渐增大；反之，则表示所述耳道音频信号的幅值的变化趋势为幅值在逐渐减小。
在一些实施例中，所述第二条件，包括：
所述耳道音频信号在预设时间范围内的幅值的变化趋势为幅值在逐渐增大。
这里，所述预设时间范围可根据实际需求进行设定。
需要说明的是，啸叫信号的时域波形是一个频率较为恒定的正弦波，其幅值会随着时间的增加而迅速增大，直至超出了功放放大区，进入饱和区和截止区时，产生削波现象。故所述啸叫信号的幅值在一定时间范围内呈增长趋势。
可选地，所述第一滤波器组用于通透滤波，所述第二滤波器组用于通透滤波和啸叫声抑制。
在本公开实施例中，由于耳机本身的物理隔离作用，导致耳机外部环境中的声音信号与用户听到的声音信号存在信号强度差；为了实现用户佩戴耳机后听到的声音信号强度与所述耳机外部环境中的声音信号强度相同或相近，可通过第一滤波器组对获取到的环境音频信号进行放大，从而对耳机本身造成的信号强度差进行补偿，实现对环境音频信号进行通透滤波。
但在实际使用过程中，当耳机处于通透模式时，由于用户按压耳机或其他操作导致耳机的腔体结构发生变化，耳道音频信号的传播路径发生变化，耳道音频信号传播至所述耳机的第一音频采集组件处，被所述第一音频采集组件拾取，形成一个闭合的正反馈环路；耳道音频信号经过多次反复循环放大后，在某些频点的信号强度超过增益上限，就会发生自激振荡，从而产生啸叫声。
对此，为了抑制耳机产生啸叫声，可通过增益值小于所述第一滤波器组的第二滤波器组进行滤波；一方面，通过使用所述第二滤波器组适当降低了在正反馈环路中对耳道音频信号的增益强度，从而使得耳道音频信号经过多次反复循环放大后，在某些频点的信号轻度不会超过增益上限，实现对啸叫声的抑制；另一方面通过第二滤波器组对后续获取的环境音频信号进行放大，也能够对耳机本身造成的信号强度差进行适当补偿，实现对环境音频信号的通透滤波。
可选地，所述第一滤波器组包括：多个第一滤波器；所述第二滤波器组包括：多个第二滤波器；
所述第一滤波器的数量与所述第二滤波器的数量相同且一一对应。
每个所述第二滤波器的增益值均小于与所述第二滤波器对应的第一滤波器的增益值。
在本公开实施例中，所述第一滤波器和所述第二滤波器的数量可根据实际需求进行设定；例如，所述第一滤波器的数量和所述第二滤波器的数量可为6个。
在一些实施例中，每个所述第二滤波器的增益值均为与所述第二滤波器对应的第一滤波器的增益值的2/3。
在本公开实施例中，所述2/3是本申请经过多次试验后的较优值；但本发明的保护范围不限于此，例如，每个所述第二滤波器的增益值均为与所述第二滤波器对应的第一滤波器的增益值的0.6；或者，每个所述第二滤波器的增益值均为与所述第二滤波器对应的第一滤波器的增益值的0.7。
可选地，每个所述第二滤波器的频率值均等于与所述第二滤波器对应的所述第一滤波器的频率值；
每个所述第二滤波器的Q值均等于与所述第二滤波器对应的所述第一滤波器的Q值。
在本公开实施例中，所述频率值可为滤波器的中心频率值；所述Q值表示滤波器的品质因数。
这里，所述Q值可由下式确定：
Q＝f/B；
其中，所述f为滤波器的中心频率值；所述B为滤波器的带宽。
可以理解的是，滤波器的Q值越大，滤波器的带宽越窄；滤波器的Q值越小，滤波器的带宽越宽。
在一些实施例中，可通过获取所述耳机的被动降噪曲线，基于所述被动降噪曲线，确定所述第一滤波器组中各个所述第一滤波器的滤波参数和所述第二滤波器组中各个所述第二滤波器的滤波参数。
这里，所述滤波参数包括：频率值和Q值。
可以理解的是，所述耳机的被动降噪曲线可为由所述耳机的物理隔离造成的环境音频信号的信号强度变化曲线。在确定出所述耳机的被动降噪曲线后，基于所述被动降噪曲线，确定所述第一滤波器组中各个所述第一滤波器的滤波参数，以使所述第一滤波器组的增益曲线与所述被动降噪曲线拟合，从而实现所述第一滤波器组的通透滤波功能。
由于所述第二滤波器组用于对所述环境音频信号进行通透滤波，并对所述耳道音频信号进行啸叫声抑制，故所述第二滤波器组的增益曲线的幅值小于所述第一滤波器组的增益曲线的幅值，但所述第二滤波器组的增益曲线的曲线形状与所述第一滤波器组的增益曲线的曲线形状相同。从而可根据各个所述第一滤波器的滤波参数，确定各个所述第二滤波器的滤波参数；其中，每个所述第二滤波器的滤波参数均等于与所述第二滤波器对应的第一滤波器的滤波参数。
可选地，所述第一条件包括：
所述局部峰谷差值大于第二阈值，其中，所述第二阈值大于所述第一阈值。
在本公开实施例中，所述第二阈值的取值范围为45dB-55dB；在一些实施例中，所述第二阈值可为50dB。
可选地，所述方法还包括：
若所述局部峰谷差值大于所述第二阈值，根据预设的第三滤波器组对后续获取的所述环境音频信号进行滤波，得到第三音频信号。
在本公开实施例中，通过将所述耳道音频信号的所述局部峰谷差值与第二阈值对比，若所述局部峰谷差值大于所述第二阈值，说明所述耳道音频信号中啸叫信号的强度较大，可利用预设的第三滤波器组对后续获取的所述环境音频信号进行滤波。
考虑到不同信号强度的啸叫声，本公开实施例在所述耳道音频信号满足啸叫条件，且所述耳道音频信号中的啸叫信号强度较大的情况下，通过第三滤波器组进行滤波，增强对所述啸叫声的抑制力度，从而提高啸叫声抑制的有效性。
在一些实施例中，若所述耳道音频信号满足啸叫条件，且所述耳道音频信号的所述局部峰谷差值大于所述第一阈值，小于所述第二阈值，根据预设的第二滤波器组对后续获取的所述环境音频信号进行滤波，得到第二音频信号；
若所述耳道音频信号满足啸叫条件，且所述耳道音频信号的所述局部峰谷差值大于所述第二阈值，根据预设的第三滤波器组对后续获取的所述环境音频信号进行滤波，得到第三音频信号。
在本公开实施例中，所述第一阈值可为30dB，所述第二阈值可为50dB。
考虑到不同信号强度的啸叫声，为了提高对所述啸叫声的抑制效果，在所述耳道音频信号满足啸叫条件的基础上，可根据所述耳道音频信号的所述局部峰谷差值，确定所述耳道音频信号中的啸叫信号的信号强度，从而采用与所述啸叫信号的信号强度对应的滤波器组进行滤波。
可选地，所述第二滤波器组的增益值小于所述第一滤波器组的增益值；
所述第三滤波器组的增益值小于所述第二滤波器组的增益值。
在本公开实施例中，所述第三滤波器组可包括：多个第三滤波器；所述第二滤波器组可包括：多个第二滤波器。
所述第二滤波器的数量与所述第三滤波器的数量相同且一一对应；
每个所述第三滤波器的增益值均小于与所述第三滤波器对应的所述第二滤波器的增益值；
每个所述第三滤波器的频率值均等于与所述第三滤波器对应的第二滤波器的频率值；
每个所述第三滤波器的Q值均等于与所述第三滤波器对应的第二滤波器的Q值。
在本公开实施例中，由于所述第三滤波器用于对所述对所述环境音频信号进行通透滤波，并对所述耳道音频信号进行啸叫声抑制；相对于所述第二滤波器组，所述第三滤波器组用于对所述局部峰谷差值大于第二阈值的耳道音频信号(即啸叫信号强度更大的耳道音频信号)进行滤波，故所述第三滤波器组的增益曲线的幅值(即增益值)小于所述第二滤波器组的增益曲线的幅值，但所述第三滤波器组的增益曲线的曲线形状与所述第二滤波器组的增益曲线的曲线形状相同。从而可根据各个所述第二滤波器的滤波参数，确定各个所述第三滤波器的滤波参数；其中，每个所述第三滤波器的滤波参数均等于与所述第三滤波器对应的第二滤波器的滤波参数。
本公开还提供以下实施例：
图2是根据一示例性实施例示出的一种啸叫抑制方法的流程示意图，所述方法包括：
步骤S201，获取耳机周围环境中的环境音频信号，利用第一滤波器组对所述环境音频信号进行滤波，得到第一音频信号；
在本示例中，可通过所述无线耳机中的前馈麦克风采集环境音频信号。
需要说明的是，相关技术中，所述无线耳机包括降噪模式和通透模式，其中，降噪模式用于阻挡外界环境的音频信号，而通透模式用于让外界环境的音频信号进入人耳。当所述无线耳机处于通透模式时，通过所述前馈麦克风采集外界环境的第一音频信号。
由于无线耳机本身就具有一定的物理隔离作用，当用户佩戴上无线耳机后，会导致外界环境的音频信号和用户听到的音频信号之间存在信号强度差；故通过所述通透滤波器对所述前馈麦克风采集到的第一音频信号进行放大，使得放大后的第一音频信号与外界环境的音频信号的信号强度差小于预设值，使得用户在佩戴无线耳机时也能够清楚的听到外界环境中的声音。
在一些实施例中，获取音频设备的被动降噪曲线；基于所述被动降噪曲线，确定所述第一滤波器组的滤波参数。
这里，所述滤波参数可包括：频率值和Q值。
在本示例中，所述被动降噪曲线可为由所述无线耳机的物理隔离造成的音频信号的信号强度变化曲线。
可以理解的是，无线耳机在出厂之前，需要对所述无线耳机进行声学特性测量；对于无线耳机的通透滤波器的系数设计是通透模式的关键；可利用人工头模型采集未佩戴耳机时的第三音频信号和佩戴耳机后被动降噪的第四音频信号；如图3所示，图3是根据一示例性实施例示出的一种第三音频信号和第四音频信号的频率响应曲线；可通过对比所述第三音频信号的频率响应曲线和所述第四音频信号的频率响应曲线，确定出所述无线耳机的被动降噪曲线，即所述通透滤波器的目标增益曲线。如图4所示，图4是根据一示例性实施例示出的一种无线耳机的被动降噪曲线示意图。
在确定出被动降噪曲线后，确定所述第一滤波器组的系数，以使所述通透滤波器组的增益曲线与所述被动降噪曲线相似。
在本示例中，所述第一滤波器组可为6个级联的二阶IIR滤波器。
具体地，基于各个IIR滤波器中频率、增益和Q值的初始值，确定第一增益曲线，通过对频率、增益和Q值进行更新，并基于更新后的频率、增益和Q值确定第二增益曲线；将所述第一增益曲线与被动降噪曲线对比，得到第一差值；将所述第二增益曲线与所被动降噪曲线对比，得到第二差值；若所述第二差值小于所述第一差值，将更新后的频率、增益和Q值确定为各个IIR滤波器的初始值；并继续对频率、增益和Q值更新，直至所述第二差值与所述第一差值相等，将频率、增益和Q值的当前值确定为IIR滤波器的滤波参数。
示例性地，如图5所示，图5是根据一示例性实施例示出的一种第一滤波器组的增益曲线与无线耳机的被动降噪曲线示意图。如表1所示，表1为所述第一滤波器组的系数表。
表1所述第一滤波器组的滤波参数表
类型 增益值 频率值 Q值
第一IIR滤波器1 12 3000 0.9
第一IIR滤波器2 4 1400 1
第一IIR滤波器3 4 3800 1
第一IIR滤波器4 2 2000 1
第一IIR滤波器5 5 8000 1
第一IIR滤波器6 4 1000 1
在一些实施例中，基于所述第一滤波器组的滤波参数，确定所述第二滤波器组和第三滤波器组的滤波参数。
在本示例中，在确定出第一滤波器组的滤波参数后，根据第一滤波器组的滤波参数，确定所述第二滤波器组和第三滤波器组的滤波参数。使得所述第二滤波器组的滤波增益小于所述第一滤波器组的滤波增益，所述第三滤波器组的滤波增益小于所述第二滤波器组的滤波增益。
可以理解的是，所述第二滤波器组中的第二滤波器的数量与所述第一滤波器组中的第一滤波器的数量相同，且一一对应。
每个所述第二滤波器的滤波增益均小于与所述第二滤波器对应的第一滤波器的滤波增益；每个所述第二滤波器的滤波参数均等于与所述第二滤波器对应的第一滤波器的滤波参数；示例性地，如表2所示，表2为所述第二滤波器组的滤波参数表。
表2所述第二滤波器组的滤波参数表
类型 增益值 频率值 Q值
第二IIR滤波器1 8 3000 0.9
第二IIR滤波器2 2 1400 1
第二IIR滤波器3 2 3800 1
第二IIR滤波器4 1 2000 1
第二IIR滤波器5 2.4 8000 1
第二IIR滤波器6 2 1000 1
所述第三滤波器组中的第三滤波器的数量与所述第三滤波器组中的第二滤波器的数量相同，且一一对应。
每个所述第三滤波器的滤波增益均小于与所述第三滤波器对应的第二滤波器的滤波增益；每个所述第三滤波器的滤波参数均等于与所述第三滤波器对应的第二滤波器的滤波参数。又示例性地，如表3所示，表3为所述第三滤波器组的滤波参数表。如图6所示，图6是根据一示例性实施例示出的一种第一滤波器组、第二滤波器组和第三滤波器组的增益曲线。
表3所述第三滤波器组的滤波参数表
Figure BDA0003187539860000121
Figure BDA0003187539860000131
在确定出所述第一滤波器组、第二滤波器组和第三滤波器组的滤波参数后，可在无线耳机出厂前，烧录至所述无线耳机，还可以通过后续对无线耳机进行升级时，更新所述无线耳机中滤波器组的滤波参数。
步骤S202，获取耳道音频信号；
在本示例中，可通过所述无线耳机中的后馈麦克风采集在耳道内传播的耳道音频信号。
当用户佩戴上无线耳机后，利用前馈麦克风采集外界环境的环境音频信号，通过第一滤波器组对所述环境音频信号进行放大，得到第一音频信号；并通过无线耳机中的扬声器播放第一音频信号；利用后馈麦克风采集耳道内传播的耳道音频信号。
需要说明的是，由于无线耳机的便携化，无线耳机中前馈麦克风与扬声器之间的距离较近，当用户按压耳机腔体或其他操作引起耳机腔体结构变化，导致音频信号的传递路径发生变化，即扬声器播放的第一音频信号传输到前馈麦克风附近，被前馈麦克风采集后再次传输到扬声器，造成滤波器的闭环正向反馈，导致几个正向反馈循环后，音频信号中某个频点的信号被无限放大形成啸叫音，降低用户体验。
故本示例通过后馈麦克风采集耳道音频信号，以便后续基于耳道音频信号进行啸叫检测。
步骤S203，确定所述耳道音频信号是否满足啸叫条件；
在本示例中，可通过确定所述耳道音频信号的全频带峰值点所在的预设局部频带范围内的局部峰谷差值是否满足第一条件，且所述耳道音频信号的幅值变化情况是否满足第二条件，确定所述耳道音频信号是否满足啸叫条件。
这里，第一条件为所述耳道音频信号的局部峰谷差值大于第一阈值；所述第二条件为所述耳道音频信号的幅值的变化趋势为幅值在逐渐增大。
其中，所述局部峰谷差值为在预设局部频带范围内的耳道音频信号的频谱峰值与耳道音频信号的频谱谷值之间的幅值差。
这里，所述预设局部频带范围和所述第一阈值可根据实际需求进行设定，例如，所述预设局部频带范围可为：±1000Hz；所述第一阈值可为30dB。
通过对所述后馈麦克风采集的耳道音频信号进行频域和时域分析；可通过确定所述耳道音频信号在预设局部频带范围内的局部峰谷差值是否大于第一阈值；若所述耳道音频信号在预设局部频带范围内的局部峰谷差值大于第一阈值，确定所述耳道音频信号满足第一条件；进一步地，确定所述耳道音频信号的幅值的变化趋势是否呈增长趋势；若所述耳道音频信号的幅值的变化趋势呈增长趋势，确定所述耳道音频信号同时满足第一条件和第二条件，也即所述耳道音频信号满足啸叫条件，耳机即将产生啸叫声。
需要说明的是，如图7所示，图7是根据一示例性实施例示出的一种啸叫信号的时域波形和频谱示意图。其中，标号71所示为所述啸叫信号的时域波形，标号72所示为所述啸叫信号的频谱图。所述啸叫信号的时域波形是一个频率恒定的正弦波，其幅值随着时间的增加而迅速增大，直至超出功放放大区，进入饱和区和截止区时，会产生削波现象。所述啸叫信号的频谱图存在单一的，并且固定不变的啸叫频率点，并且啸叫频率点对应的幅值远大于第二音频信号中其他频率点的幅值。
步骤S204，若所述耳道音频信号满足啸叫条件，且所述耳道音频信号的所述局部峰谷差值大于第一阈值，小于第二阈值，根据预设的第二滤波器组对后续获取的所述环境音频信号进行滤波，得到第二音频信号。
在本示例中，所述第一阈值、所述第二阈值可根据实际需求进行设定，例如所述第一阈值为30dB，所述第二阈值为50dB。
在本示例中，若所述耳道音频信号满足啸叫条件，说明耳机即将产生啸叫声，可根据所述耳道音频信号的局部峰谷差值，确定所述耳道音频信号中的啸叫信号的信号强度，进而根据所述啸叫信号的信号强度，确定用于抑制啸叫声的滤波器组。
若所述耳道音频信号的局部峰谷差值大于第一阈值，小于第二阈值，则可通过预设的第二滤波器组，一方面对后续获取的环境音频信号进行通透滤波，另一方面对耳道音频信号进行啸叫声抑制。
步骤S205，若所述耳道音频信号满足啸叫条件，且所述耳道音频信号的所述局部峰谷差值大于第二阈值，根据预设的第三滤波器组对后续获取的所述环境音频信号进行滤波，得到第三音频信号；
在本示例中，若所述耳道音频信号满足啸叫条件，说明耳机即将产生啸叫声，根据所述耳道音频信号的局部峰谷差值，若所述耳道音频信号的局部峰谷差值大于第二阈值，说明所述耳道音频信号中的啸叫信号的信号强度较大，为了有效地抑制啸叫声，可通过预设的第三滤波器组一方面对后续获取的环境音频信号进行通透滤波，另一方面对耳道音频信号进行啸叫声抑制。
步骤S206，若所述耳道音频信号不满足啸叫条件，根据预设的第一滤波器组对后续获取的所述环境音频信号进行滤波，得到第一音频信号。
在本示例中，若耳道音频信号不满足啸叫条件，说明当前啸叫风险已经解除，可继续采用第一滤波器组对环境音频信号进行滤波。
本公开实施例还提供一种啸叫声的抑制装置。图8是根据一示例性实施例示出的一种啸叫声的抑制装置的结构示意图，如图8所示，所述啸叫声的抑制装置100包括：
第一获取模块101，用于获取环境音频信号，其中，所述环境音频信号为耳机周围环境中的声音信号；
第一滤波模块102，用于根据预设的第一滤波器组对所述环境音频信号进行滤波，得到第一音频信号；
第二获取模块103，用于获取耳道音频信号，所述耳道音频信号为所述第一音频信号在耳道内传播时的声音信号；
第二滤波模块104，用于若所述耳道音频信号满足啸叫条件，根据预设的第二滤波器组对后续获取的所述环境音频信号进行滤波，得到第二音频信号；其中，所述第二滤波器组的增益值小于所述第一滤波器组的增益值。
可选地，所述耳道音频信号满足啸叫条件，包括：
所述耳道音频信号的全频带峰值点所在的预设局部频带范围内的局部峰谷差值满足第一条件，且所述耳道音频信号的幅值变化情况满足第二条件。
可选地，所述第一条件包括：
所述局部峰谷差值大于第一阈值。
可选地，所述预设局部频带范围为：±1000Hz。
可选地，所述第二条件包括：
所述耳道音频信号的幅值的变化趋势为幅值在逐渐增大。
可选地，所述第一滤波器组用于通透滤波，所述第二滤波器组用于通透滤波和啸叫声抑制。
可选地，所述第一滤波器组包括：多个第一滤波器；所述第二滤波器组包括：多个第二滤波器；
所述第一滤波器的数量与所述第二滤波器的数量相同且一一对应；
每个所述第二滤波器的增益值均小于与所述第二滤波器对应的所述第一滤波器的增益值。
可选地，每个所述第二滤波器的频率值均等于与所述第二滤波器对应的第一滤波器的频率值；
每个所述第二滤波器的Q值均等于与所述第二滤波器对应的第一滤波器的Q值。
可选地，所述第一条件，包括：
所述局部峰谷差值大于第二阈值，其中，所述第二阈值大于所述第一阈值。
可选地，所述第二滤波模块，还用于：
若所述局部峰谷差值大于第二阈值，根据预设的第三滤波器组对后续获取的所述环境音频信号进行滤波，得到第三音频信号。
可选地，所述第二滤波器组的增益值小于所述第一滤波器组的增益值；
所述第三滤波器组的增益值小于所述第一滤波器组的增益值。
本公开实施例还提供一种耳机，所述耳机包括：
麦克风、扬声器、处理器和存储器；所述存储器上存储有能够在处理器上运行的计算机程序，所述处理器用于运行所述计算机程序时，执行如上述一个或多个技术方案所述的啸叫声的抑制方法的步骤。
这里，本公开实施例提供的耳机为单个耳机；用户在使用时需要一幅耳机，即两个如本公开实施例所述的耳机；其中每个耳机都包含有麦克风、扬声器、处理器和存储器。
可选地，如图9所示，图9是根据一示例性实施例示出的一种耳机的结构示意图。所述麦克风包括：第一麦克风201和第二麦克风202；
所述第一麦克风201设置于在所述耳机被佩戴时所述耳机中位于耳道外的位置；
所述第二麦克风202设置于在所述耳机被佩戴时所述耳机中位于耳道内的位置。
在本公开实施例中，所述第一麦克风用于采集环境音频信号；所述第二麦克风用于采集耳道音频信号。
图10是根据一示例性实施例示出的一种啸叫声的抑制装置的框图。例如，装置800可以是移动电话，移动电脑等。
参照图10，装置800可以包括以下一个或多个组件：处理组件802，存储器804，电源组件806，多媒体组件808，音频组件810，输入/输出(I/O)的接口812，传感器组件814，以及通信组件816。
处理组件802通常控制装置800的整体操作，诸如与显示，电话呼叫，数据通信，相机操作和记录操作相关联的操作。处理组件802可以包括一个或多个处理器820来执行指令，以完成上述的方法的全部或部分步骤。此外，处理组件802可以包括一个或多个模块，便于处理组件802和其他组件之间的交互。例如，处理组件802可以包括多媒体模块，以方便多媒体组件808和处理组件802之间的交互。
存储器804被配置为存储各种类型的数据以支持在设备800的操作。这些数据的示例包括用于在装置800上操作的任何应用程序或方法的指令，联系人数据，电话簿数据，消息，图片，视频等。存储器804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，如静态随机存取存储器(SRAM)，电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)，可擦除可编程只读存储器(EPROM)，可编程只读存储器(PROM)，只读存储器(ROM)，磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。
电源组件806为装置800的各种组件提供电力。电源组件806可以包括电源管理***，一个或多个电源，及其他与为装置800生成、管理和分配电力相关联的组件。
多媒体组件808包括在所述装置800和用户之间的提供一个输出接口的屏幕。在一些实施例中，屏幕可以包括液晶显示器(LCD)和触摸面板(TP)。如果屏幕包括触摸面板，屏幕可以被实现为触摸屏，以接收来自用户的输入信号。触摸面板包括一个或多个触摸传感器以感测触摸、滑动和触摸面板上的手势。所述触摸传感器可以不仅感测触摸或滑动动作的边界，而且还检测与所述触摸或滑动操作相关的持续时间和压力。在一些实施例中，多媒体组件808包括一个前置摄像头和/或后置摄像头。当设备800处于操作模式，如拍摄模式或视频模式时，前置摄像头和/或后置摄像头可以接收外部的多媒体数据。每个前置摄像头和后置摄像头可以是一个固定的光学透镜***或具有焦距和光学变焦能力。
音频组件810被配置为输出和/或输入音频信号。例如，音频组件810包括一个麦克风(MIC)，当装置800处于操作模式，如呼叫模式、记录模式和语音识别模式时，麦克风被配置为接收外部音频信号。所接收的音频信号可以被进一步存储在存储器804或经由通信组件816发送。在一些实施例中，音频组件810还包括一个扬声器，用于输出音频信号。
I/O接口812为处理组件802和***接口模块之间提供接口，上述***接口模块可以是键盘，点击轮，按钮等。这些按钮可包括但不限于：主页按钮、音量按钮、启动按钮和锁定按钮。
传感器组件814包括一个或多个传感器，用于为装置800提供各个方面的状态评估。例如，传感器组件814可以检测到设备800的打开/关闭状态，组件的相对定位，例如所述组件为装置800的显示器和小键盘，传感器组件814还可以检测装置800或装置800一个组件的位置改变，用户与装置800接触的存在或不存在，装置800方位或加速/减速和装置800的温度变化。传感器组件814可以包括接近传感器，被配置用来在没有任何的物理接触时检测附近物体的存在。传感器组件814还可以包括光传感器，如CMOS或CCD图像传感器，用于在成像应用中使用。在一些实施例中，该传感器组件814还可以包括加速度传感器，陀螺仪传感器，磁传感器，压力传感器或温度传感器。
通信组件816被配置为便于装置800和其他设备之间有线或无线方式的通信。装置800可以接入基于通信标准的无线网络，如Wi-Fi，2G或3G，或它们的组合。在一个示例性实施例中，通信组件816经由广播信道接收来自外部广播管理***的广播信号或广播相关信息。在一个示例性实施例中，所述通信组件816还包括近场通信(NFC)模块，以促进短程通信。例如，在NFC模块可基于射频识别(RFID)技术，红外数据协会(IrDA)技术，超宽带(UWB)技术，蓝牙(BT)技术和其他技术来实现。
在示例性实施例中，装置800可以被一个或多个应用专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理设备(DSPD)、可编程逻辑器件(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、控制器、微控制器、微处理器或其他电子元件实现，用于执行上述方法。
在示例性实施例中，还提供了一种包括指令的非临时性计算机可读存储介质，例如包括指令的存储器804，上述指令可由装置800的处理器820执行以完成上述方法。例如，所述非临时性计算机可读存储介质可以是ROM、随机存取存储器(RAM)、CD-ROM、磁带、软盘和光数据存储设备等。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本公开的其它实施方案。本公开旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (25)

1.一种啸叫声的抑制方法，其特征在于，包括：
获取环境音频信号，其中，所述环境音频信号为耳机周围环境中的声音信号；
根据预设的第一滤波器组对所述环境音频信号进行滤波，得到第一音频信号；
获取耳道音频信号，所述耳道音频信号为所述第一音频信号在耳道内传播时的声音信号；
若所述耳道音频信号满足啸叫条件，根据预设的第二滤波器组对后续获取的所述环境音频信号进行滤波，得到第二音频信号；其中，所述第二滤波器组的增益值小于所述第一滤波器组的增益值。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述耳道音频信号的满足啸叫条件，包括：
所述耳道音频信号的全频带峰值点所在的预设局部频带范围内的局部峰谷差值满足第一条件，且所述耳道音频信号的幅值变化情况满足第二条件。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一条件包括：
所述局部峰谷差值大于第一阈值。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述预设局部频带范围为：±1000Hz。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第二条件包括：
所述耳道音频信号的幅值的变化趋势为幅值在逐渐增大。
6.根据权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于，
所述第一滤波器组用于通透滤波，所述第二滤波器组用于通透滤波和啸叫声抑制。
7.根据权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于，
所述第一滤波器组包括：多个第一滤波器；所述第二滤波器组包括：多个第二滤波器；
所述第一滤波器的数量与所述第二滤波器的数量相同且一一对应；
每个所述第二滤波器的增益值均小于与所述第二滤波器对应的所述第一滤波器的增益值。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，
每个所述第二滤波器的频率值均等于与所述第二滤波器对应的所述第一滤波器的频率值；
每个所述第二滤波器的Q值均等于与所述第二滤波器对应的所述第一滤波器的Q值。
9.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第一条件包括：
所述局部峰谷差值大于第二阈值，其中，所述第二阈值大于所述第一阈值。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
若所述局部峰谷差值大于所述第二阈值，根据预设的第三滤波器组对后续获取的所述环境音频信号进行滤波，得到第三音频信号。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，
所述第二滤波器组的增益值小于所述第一滤波器组的增益值；
所述第三滤波器组的增益值小于所述第二滤波器组的增益值。
12.一种啸叫声的抑制装置，其特征在于，包括：
第一获取模块，用于获取环境音频信号，其中，所述环境音频信号为耳机周围环境中的声音信号；
第一滤波模块，用于根据预设的第一滤波器组对所述环境音频信号进行滤波，得到第一音频信号；
第二获取模块，用于获取耳道音频信号，所述耳道音频信号为所述第一音频信号在耳道内传播时的声音信号；
第二滤波模块，用于若所述耳道音频信号满足啸叫条件，根据预设的第二滤波器组对后续获取的所述环境音频信号进行滤波，得到第二音频信号；其中，所述第二滤波器组的增益值小于所述第一滤波器组的增益值。
13.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述耳道音频信号满足啸叫条件，包括：
所述耳道音频信号的全频带峰值点所在的预设局部频带范围内的局部峰谷差值满足第一条件，且所述耳道音频信号的幅值变化情况满足第二条件。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述第一条件包括：
所述局部峰谷差值大于第一阈值。
15.根据权利要求13所述的装置，其特征在于，所述预设局部频带范围为：±1000Hz。
16.根据权利要求13所述的装置，其特征在于，所述第二条件包括：
所述耳道音频信号的幅值的变化趋势为幅值在逐渐增大。
17.根据权利要求12-16任一项所述的装置，其特征在于，所述第一滤波器组用于通透滤波，所述第二滤波器组用于通透滤波和啸叫声抑制。
18.根据权利要求12-16任一项所述的装置，其特征在于，所述第一滤波器组包括：多个第一滤波器；所述第二滤波器组包括：多个第二滤波器；
所述第一滤波器的数量与所述第二滤波器的数量相同且一一对应；
每个所述第二滤波器的增益值均小于与所述第二滤波器对应的所述第一滤波器的增益值。
19.根据权利要求18所述的装置，其特征在于，
每个所述第二滤波器的频率值均等于与所述第二滤波器对应的第一滤波器的频率值；
每个所述第二滤波器的Q值均等于与所述第二滤波器对应的第一滤波器的Q值。
20.根据权利要求13所述的装置，其特征在于，所述第一条件，包括：
所述局部峰谷差值大于第二阈值，其中，所述第二阈值大于所述第一阈值。
21.根据权利要求20所述的装置，其特征在于，所述第二滤波模块，还用于：
若所述局部峰谷差值大于第二阈值，根据预设的第三滤波器组对后续获取的所述环境音频信号进行滤波，得到第三音频信号。
22.根据权利要求20所述的装置，其特征在于，
所述第二滤波器组的增益值小于所述第一滤波器组的增益值；
所述第三滤波器组的增益值小于所述第一滤波器组的增益值。
23.一种耳机，其特征在于，包括：麦克风、扬声器、处理器和存储器，所述存储器上存储有能够在处理器上运行的计算机程序，所述处理器用于运行所述计算机程序时，执行权利要求1至11任一项所述方法的步骤。
24.根据权利要求25所述的耳机，其特征在于，所述麦克风包括第一麦克风和第二麦克风，所述第一麦克风设置于在所述耳机被佩戴时所述耳机中位于耳道外的位置；所述第二麦克风设置于在所述耳机被佩戴时所述耳机中位于耳道内的位置。
25.一种非临时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至11任一项所述方法的步骤。
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