CN114040309B - 风噪检测方法、装置、电子设备及存储介质 - Google Patents

Abstract

本公开是关于一种风噪检测方法，应用于耳机，所述耳机具有第一音频信号采集器和第二音频信号采集器；所述方法包括：获取所述第一音频信号采集器采集的第一音频信号的第一频谱信息和所述第二音频信号采集器采集的第二音频信号的第二频谱信息；根据所述第一频谱信息和所述第二频谱信息，确定所述第一音频信号和所述第二音频信号之间频率的第一相关系数；根据所述第一频谱信息和所述第二频谱信息，确定所述第一音频信号和所述第二音频信号之间幅度的第二相关系数；根据所述第一相关系数和所述第二相关系数，确定所述耳机所在环境是否存在风噪。

Description

风噪检测方法、装置、电子设备及存储介质

技术领域

本公开涉及信号处理领域，尤其涉及一种风噪检测方法、装置、电子设备及存储介质。

背景技术

在日常生活中，外界风噪在大多数情况下都会存在，外界风噪对于睡眠、工作、学习和娱乐等会产生一定的影响。例如，通过耳机等耳机进行工作、学习或者娱乐等相关活动时，如果所在环境中存在风噪，风噪则会影响耳机的效果。

耳机通过降噪技术可以降低风噪对耳机输出效果的影响，在进行降噪之前，需要先对风噪进行检测，根据检测的到的噪声进行相应的降噪处理。

发明内容

本公开提供一种风噪检测方法、装置、电子设备及存储介质。

本公开实施例的第一方面，提供一种风噪检测方法，应用于耳机，所述耳机具有第一音频信号采集器和第二音频信号采集器；所述方法包括：获取所述第一音频信号采集器采集的第一音频信号的第一频谱信息和所述第二音频信号采集器采集的第二音频信号的第二频谱信息；根据所述第一频谱信息和所述第二频谱信息，确定所述第一音频信号和所述第二音频信号之间的第一相关系数；根据所述第一频谱信息和所述第二频谱信息，确定所述第一音频信号和所述第二音频信号之间幅度的第二相关系数；根据所述第一相关系数和所述第二相关系数，确定所述耳机所在环境是否存在风噪。

在一个实施例中，所述根据所述第一频谱信息和所述第二频谱信息，确定所述第一音频信号和所述第二音频信号之间频率之间的第一相关系数，包括：根据所述第一频谱信息，确定所述第一频谱信息的第一功率谱密度；根据所述第二频谱信息，确定所述第二频谱信息的第二功率谱密度；根据所述第一频谱信息、所述第二频谱信息、所述第一功率谱密度和所述第二功率谱密度，确定所述第一音频信号和所述第二音频信号的互相关功率谱密度；根据所述互相关功率谱密度，确定所述第一相关系数。

在一个实施例中，所述根据所述互相关功率谱密度，确定所述第一相关系数，包括：根据所述互相关功率谱密度，确定互相关功率谱密度的表征系数；根据所述表征系数和所述表征系数的权重，确定所述第一相关系数；其中，所述权重为根据所述第一音频信号和所述第二音频信号确定的。

在一个实施例中，所述根据所述第一频谱信息和所述第二频谱信息，确定所述第一音频信号和所述第二音频信号之间幅度的第二相关系数，包括：根据所述第一频谱信息，确定所述第一音频信号的第一幅度谱信息；根据所述第二频谱信息，确定所述第一音频信号的第二幅度谱信息；通过相关系数算法，基于所述第一幅度谱信息和所述第二幅度谱信息，确定所述第二相关系数。

在一个实施例中，所述第一频谱信息和所述第二频谱信息均包括M帧音频信号帧；所述根据所述第一相关系数和所述第二相关系数，确定所述耳机所在环境是否存在风噪，包括：在预设时长内，确定所述第一相关系数小于第一预设相关系数，并且所述第二相关系数小于第二预设相关系数的音频信号帧的帧数；当所述帧数在所述预设时长内所述音频信号帧总帧数的占比大于占比阈值时，确定存在风噪。

在一个实施例中，所述方法还包括：在确定存在风噪时，根据所述预设时长内r帧音频信号帧对应的所述第一相关系数的均值，确定所述风噪的等级；其中，r小于M。

在一个实施例中，所述获取所述第一音频信号采集器采集的第一音频信号的第一频谱信息和所述第二音频信号采集器采集的第二音频信号的第二频谱信息，包括：对所述第一音频信号进行分帧和加窗；对所述第二音频信号进行所述分帧和所述加窗；其中，所述第一音频信号和所述第二音频信号进行所述分帧后的帧长和帧移均相同；所述帧长和所述加窗的窗长相同；将进行所述分帧和所述加窗之后的所述第一音频信号从时域转换到频域，得到所述第一频谱信息；将进行所述分帧和所述加窗之后的所述第二音频信号从时域转换到频域，得到所述第二频谱信息。

在一个实施例中，在确定存在风噪时，根据预设的风噪等级与控制策略的对应关系，选择与当前风噪等级对应的控制策略对所述耳机进行控制。

本公开实施例的第二方面，提供一种风噪的检测装置，应用于耳机，所述耳机具有第一音频信号采集器和第二音频信号采集器；所述方法包括：频谱信息获取模块，用于获取所述第一音频信号采集器采集的第一音频信号的第一频谱信息和所述第二音频信号采集器采集的第二音频信号的第二频谱信息；第一相关系数确定模块，用于根据所述第一频谱信息和所述第二频谱信息，确定所述第一音频信号和所述第二音频信号之间频率的第一相关系数；第二相关系数确定模块，用于根据所述第一频谱信息和所述第二频谱信息，确定所述第一音频信号和所述第二音频信号之间幅度的第二相关系数；风噪确定模块，用于根据所述第一相关系数和所述第二相关系数，确定所述耳机所在环境是否存在风噪。

本公开实施例的第三方面，提供一种电子设备，包括：

处理器和用于存储能够在所述处理器上运行的可执行指令的存储器，其中：处理器用于运行所述可执行指令时，所述可执行指令执行上述任一实施例所述的方法。

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，所述计算机可读存储介质中存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令被处理器执行时实现上述任一实施例所述的方法。

本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

本公开实施例通过耳机中的第一音频信号采集器获取第一音频信号采集器采集的第一音频信号的第一频谱信息，通过第二音频信号采集器获取第二音频信号采集器采集的第二音频信号的第二频谱信息。然后根据第一频谱信息和第二频谱信息，确定第一音频信号和第二音频信号之间频率的第一相关系数；根据第一频谱信息和第二频谱信息，确定第一音频信号和第二音频信号之间幅度的第二相关系数；根据第一相关系数和第二相关系数，确定耳机所在环境是否存在风噪。结合第一音频信号和第二音频信号两者之间与频率相关的第一相关系数和与幅度相关的第二相关系数，综合确定是否存在风噪，从而提高了对风噪的检测准确度，减少了在某些应用场景中对风噪出现误检或者漏检等情况的发生。

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风噪检测方法的流程示意图；

图2是根据一示例性实施例示出的一种获取第一频谱信息和第二频谱信息的流程示意图；

图3是根据一示例性实施例示出的一种确定第一相关系数的流程示意图；

图4是根据一示例性实施例示出的另一种确定第一相关系数的流程示意图；

图5是根据一示例性实施例示出的一种确定第二相关系数的流程示意图；

图6是根据一示例性实施例示出的一种确定耳机的风噪的示意图；

图7是根据一示例性实施例示出的另一种检测风噪的示意图；

图8是根据一示例性实施例示出的一种具体应用场景的示意图；

图9是根据一示例性实施例示出的一种风噪的检测装置的结构示意图；

图10是根据一示例性实施例示出的一种终端设备的框图。

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。

随着降噪技术的发展，耳机具有主动降噪功能，例如耳机等。然而，耳机在佩戴状态时，会受到所在环境的风噪的影响。例如，所在环境为道路时，可能会存在自然风，在行走、跑步或者骑车时会产生风噪，风噪会影响降噪耳机的主动降噪体验。

耳机等耳机具有多个音频信号采集器，例如前馈音频信号采集器、通话音频信号采集器和反馈音频信号采集器等。风噪主要会影响耳机的前馈降噪。前馈降噪的原理：通过前馈音频信号采集器，例如前馈麦克风等采集风噪，然后通过前馈滤波器对风噪进行声波反相抵消。但风噪是一种变化很快的非平稳噪声，前馈滤波器产生的反相信号的变化速率小于风噪的变化速率，难以正确抵消风噪，从而影响了主动降噪的效果。

耳机通过以下两种方式进行降噪：

一是耳机通过加入物理抗风噪的方式，从硬件层面降低风噪的影响。

二是使用风噪检测算法，检测到相应的风噪后降低前馈音频信号采集器的增益或者关闭前馈音频信号采集器的降噪只使用反馈降噪，从软件层面降低风噪的影响。

当然还可以是除风噪之外的其他噪声，例如耳机输出的音频信号之外的其他噪声均可以进行降噪，这些噪声均属于环境噪声。

通常情况下，在对环境噪声，如风噪进行降噪之前，需要先对环境噪声进行检测，在检测到环境噪声后，通过相应的降噪技术进行降噪，从而取得较好的降噪效果。通常情况下，通过前馈音频信号采集器和通话音频信号采集器的频域互相关信息检测环境噪声，例如，根据某些频段的互相关系数的均值确定环境噪声，根据均值可以确定与该均值匹配的类型的噪声等。

该环境噪声，如风噪的检测方式只是通过前馈音频信号采集器和通话音频信号采集器的频域互相关信息检测环境噪声，这样的检测准确度较低，在某些应用场景中不能准确检测出相应的环境噪声，从而不能够准确的对风噪进行降噪。

参考图1，为本技术方案提供的一种风噪检测方法的流程示意图，该检测方法可以应用于耳机，耳机具有第一音频信号采集器和第二音频信号采集器。该耳机可以具有多个音频信号采集器的耳机等耳机，通过这些音频信号采集器可以采集所处环境的音频信号，进而可以根据采集的这些音频信号检测风噪。在该实施例中，该耳机至少具有第一音频信号采集器和第二音频信号采集器，第一音频信号采集器可以是前馈音频信号采集器，前馈音频信号采集器可以是麦克风等部件。第二音频信号采集器可以用于通话的通话音频信号采集器，该通话音频信号采集器除了可以采集通话的音频信号之外，还可以采集所在环境的环境噪声，如风噪。

在一个实施例中，在该耳机为耳机等可以佩戴的设备时，可以是入耳式或者半入耳式等不同结构的耳机。在该耳机处于佩戴状态时，该耳机的一部分朝向耳道，一部分背向耳道，第一音频信号采集器，即前馈音频信号采集器的采集通孔可以位于该耳机背向耳道的外表面，便于采集风噪。第二音频信号采集器，即通话音频信号采集器的采集通孔可以位于耳机靠近嘴部等发声的位置。第一音频信号采集器和第二音频信号采集器并非朝向耳道或者位耳道内的反馈音频信号采集器，例如反馈麦克风等。

该方法包括以下步骤：

步骤S100，获取第一音频信号采集器采集的第一音频信号的第一频谱信息和第二音频信号采集器采集的第二音频信号的第二频谱信息。

步骤S200，根据第一频谱信息和第二频谱信息，确定第一音频信号和第二音频信号之间频率的第一相关系数。

步骤S300，根据第一频谱信息和第二频谱信息，确定第一音频信号和第二音频信号之间幅度的第二相关系数。

步骤S400，根据第一相关系数和第二相关系数，确定耳机所在环境是否存在风噪。

对于步骤S100，可以通过第一音频信号采集器采集的第一音频信号的第一频谱信息，通过第二音频信号采集器采集的第二音频信号的第二频谱信息。

在该实施例中，将第一音频信号采集器采集的音频信号作为第一音频信号，将第一音频信号的频谱信息作为第一频谱信息。将第二音频信号采集器采集的音频信号作为第二音频信号，将第而音频信号的频谱信息作为第二频谱信息。

在第一音频信号采集器采集到第一音频信号后，可以获取到第一音频信号的第一频谱信息，第二音频信号采集器采集到第二音频信号后，可以获取到第二音频信号的第二频谱信息。具体的获取过程在这里并不进行限定，能够根据第一音频信号得到第一频谱信息的方式和根据第二音频信号得到第二频谱信息的方式都在该实施例保护范围之内。第一音频信号和第二音频信号通常情况为时域信号，第一频谱信息为第一音频信号的频域信息，第二频谱信号为第二音频信号的频域信息，将第一音频信号从时域转换为频域的第一频谱信息和将第二音频信号从时域转换为频谱的第二频谱信息的方式都在该实施例的保护范围之内。

获取第一频谱信息和第二频谱信息的具体过程可以参考后续实施例，具体可以通过快速傅里叶变换(FFT)等进行转换。

对于步骤S200，在获取第一频谱信息和第二频谱信号之后，可以根据第一频谱信息和第二频谱信息，确定第一音频信号和第二音频信号之间频率的第一相关系数。

第一音频信号和第二音频信号之间频率的第一相关系数，也可以称为第一音频信号和第二音频信号之间的复频谱的相关系数，将该相关系数作为第一相关系数，属于第一音频信号和第二音频信号之间的一种互相关系数。第一频谱信息和第二频谱信息都是以复数形式表示的频谱信息，根据第一频谱信息和第二频谱信息可以确定第一音频信号和第二音频信号之间的复频谱的第一相关系数。

第一相关系数表示的是第一音频信号和第二音频信号在复频谱这一方面的相关性的系数。确定第一相关系数的具体过程在这里并不限定，具体过程请参考后续实施例。

步骤S300，在获取第一频谱信息和第二频谱信号之后，可以根据第一频谱信息和第二频谱信息，确定第一音频信号和第二音频信号之间幅度的第二相关系数。

由于第一频谱信息和第二频谱信息都是以复数形式标识的频谱信息，所以可以根据第一频谱信息确定第一音频信号的实频谱信息，根据第二频谱信息确定第二音频信号的实频谱信息，实频谱也称幅度谱。然后可以根据第一音频信号的幅度谱信息和第二音频信号的幅度谱信息，确定第一音频信号和第二音频信号之间幅度的第二相关系数，属于第一音频信号和第二音频信号之间的另一种互相关系数。

第二相关系数表示的是第一音频信号和第二音频信号在幅度谱这一方面的相关性的系数，第一相关系数和第二相关系数是两种不同的相关系数。确定第二相关系数的具体过程在这里并不限定，具体过程请参考后续实施例。步骤S200和步骤S300之间没有必然的先后顺序关系。

步骤S400，在确定第一相关系数和第二相关系数之后，由于第一相关系数和第二相关系数时根据第一频谱信息和第二频谱信息之间的不同维度的相关系数，所以可以根据第一相关系数和第二相关系数，确定耳机所在环境是否存在风噪。

结合第一音频信号和第二音频信号两者之间与频率相关的第一相关系数和与幅度相关的第二相关系数，综合确定风噪，从而提高了对风噪的检测准确度，减少了在某些应用场景中对风噪出现误检或者漏检等情况的发生。

所述风噪可用于确定是否存在达到可检测强度的风噪，例如，是否检测到风噪和/或风噪等级。

在另一实施例中，参考图2，为一种获取第一频谱信息和第二频谱信息的流程示意图。

步骤S100，获取第一音频信号采集器采集的第一音频信号的第一频谱信息和第二音频信号采集器采集的第二音频信号的第二频谱信息，具体可以包括：

步骤S101，对第一音频信号进行分帧和加窗。

步骤S102，对第二音频信号进行分帧和加窗；其中，第一音频信号和第二音频信号进行分帧后的帧长和帧移均相同；帧长和加窗的窗长相同。

步骤S103，将进行分帧和加窗之后的第一音频信号从时域转换到频域，得到所述第一频谱信息。

步骤S104，将进行分帧和加窗之后的第二音频信号从时域转换到频域，得到第二频谱信息。

对于步骤S101和步骤S102，在第一音频信号采集器采集到第一音频信号后，该耳机可以对第一音频信号进行分帧和加窗处理。在第二音频信号采集器采集到第二音频信号后，该耳机可以对第二音频信号进行分帧和时域加窗处理。该耳机对第一音频信号进行的分帧和加窗处理与该耳机对第二音频信号进行的分帧和加窗处理相同。第一音频信号和第二音频信号为时域内的信号。

在该实施例中，第一音频信号采集器和第二音频信号采集器可以是以相同的采样率进行音频信号的采集，分别得到第一音频信号和第二音频信号。采样率可以是48000HZ、16000HZ、8000HZ或者4000HZ等等。对第一音频信号和第二音频信号分别进行相同的分帧后，得到的帧长是相同的，例如16ms、32ms或者64ms等。为了使帧与帧之间平滑过渡，保持其连续性，在分帧时，相邻两帧之间存在帧移，帧移可以是帧长的一半。

在对第一音频信号和第二音频信号分别进行分帧后，还可以对分帧后的信息进行加窗。通过加窗处理可以减少分帧后的信号与原始信号之间的误差，使分帧后的信号变得连续并且每一帧都会表现出周期函数的特性。可以使用汉明窗或者汉宁窗等窗函数，窗长与帧长相同，可以减少频谱泄露等。

具体可以通过如下公式(1)对第一音频信号进行分帧加窗：

ff(n,m)＝f((m-1)*inc+n)*w(n),0≤n≤(L-1) (1)

通过如下公式(2)对第二音频信号进行分帧加窗：

tt(n,m)＝t((m-1)*inc+n)*w(n),0≤n≤(L-1) (2)

其中，f(n)表示第一音频信号，t(n)表示第二音频信号，ff(n,m)表示加窗之后的第一音频信号，tt(n,m)表示加窗之后的第二音频信号，w(n)为窗函数。m表示分帧后帧数的索引，将第一音频信号和第二音频信号分别分成M帧音频信号帧。n表示第m帧音频信号帧的采样数据点的索引，每帧音频信号帧中包括n个采样数据点。L表示帧长，inc表帧移。

公式(1)和公式(2)为相同的公式，便于表示加窗之后的第一音频信号和加窗之后的第二音频信号，分别用公式(1)和(2)表示。帧长的L单位为赫兹，和帧长单位为毫秒之间存在相应的转换关系，例如在帧长为32ms时，以赫兹为单位的帧长等于L512，帧移等于inc256，具体转换过程不再进行详细说明。

在通过公式(1)和公式(2)分别得到第一音频信号分帧和加窗后的信息ff(n,m)和第二音频信号分帧和加窗后的信息tt(n,m)。第一音频信号分帧和加窗后包括M帧音频信号帧，第二音频信号分帧和加窗后包括M帧音频信号帧。

通过步骤S103，将进行分帧和加窗之后的第一音频信号ff(n,m)从时域转换到频域，得到第一频谱信息F(k,m)。

通过步骤S104，将进行分帧和加窗之后的第二音频信号tt(n,m)从时域转换到频域，得到第二频谱信息T(k,m)。其中，F(k,m)和T(k,m)中的k表示频点的索引，在ff(n,m)和tt(n,m)从时域转换到频域后，n转换为k，第m帧音频信号帧中共包括K个频点。

F(k,m)表示第m帧音频信号帧包括的n个采样数据点的第一频谱信息，即第m帧音频信号帧中第k个频点的第一频谱信息。综合第m帧音频信号帧中各个频点的第一频谱信息，即为第一音频信号的第m帧音频信号帧的第一频谱信息；综合M个帧音频信号帧中各个频点的第一频谱信息，即为第一音频信号的第一频谱信息。T(k,m)表示第m帧音频信号帧包括的n个采样数据点的第二频谱信息，即第m帧音频信号帧中第k个频点的第二频谱信息。综合第m帧音频信号帧中各个频点的第二频谱信息，即为第二音频信号的第m帧音频信号帧的第二频谱信息；综合M个帧音频信号帧中各个频点的第二频谱信息，即为第二音频信号的第二频谱信息。

通过上述步骤即可得到第一音频信号中M帧音频信号帧中每帧音频信号帧的K个频点的频谱信息，即为第一音频信号的第一频谱信息，第二音频信号中M帧音频信号帧中每帧音频信号帧的K个频点的频谱信息，即为第二音频信号的第二频谱信息。

在另一实施例中，参考图3，为一种确定第一相关系数的流程示意图。步骤S200，根据第一频谱信息和第二频谱信息，确定第一音频信号和第二音频信号之间频率之间的第一相关系数，包括：

步骤S201，根据第一频谱信息，确定第一频谱信息的第一功率谱密度。

步骤S202，根据第二频谱信息，确定第二频谱信息的第二功率谱密度。

步骤S203，根据第一频谱信息、第二频谱信息、第一功率谱密度和第二功率谱密度，确定第一音频信号和第二音频信号的互相关功率谱密度。

步骤S204，根据互相关功率谱密度，确定第一相关系数。

能够根据第一频谱信息确定第一功率谱密度的方式，根据第二频谱信息确定第二频谱信息的第二功率谱密度的方式，根据第一频谱信息、第二频谱信息、第一功率谱密度和第二功率谱密度，确定第一音频信号和第二音频信号的互相关功率谱密度的方式，以及根据互相关功率谱密度，确定第一相关系数的方式都在该实施例的保护范围之内，具体过程请参考后续实施例。

在一个实施例中，第一频谱信息为包括M帧音频信号帧的频谱信息；其中，第m帧音频信号帧中包括K个频点，1≤m≤M。

对于步骤S201，根据第一频谱信息，确定第一频谱信息的第一功率谱密度，包括：确定第一频谱信息中第m帧音频信号帧中第k个频点的频谱信息的第一功率谱密度。

确定第一频谱信息中第m帧音频信号帧中第k个频点的频谱信息的第一功率谱密度包括：

根据M帧音频信号帧中第m帧音频信号帧中第k个频点的频谱信息、第m-1帧音频信号帧中第k个频点的第一功率谱密度和第m帧音频信号帧中第k个频点的频谱信息的共轭信息，确定第一频谱信息中第m帧音频信号帧中各频点的第一功率频谱密度。其中，在m等于1时，第m-1帧音频信号帧中第k个频点的第一功率谱密度为0。

具体可以参考如下公式(3)：

其中，表示第一频谱中第m帧音频信号帧中第k个频点的功率谱密度，F^*(k,m)表示F(k,m)的共轭信息，/>表示第m-1帧音频信号帧中第k个频点的第一功率谱密度。α为平滑系数，是一个常数。

通过该实施例可以确定出第一频谱信息中m帧音频信号帧中各音频信号帧中各频点的第一功率谱密度，即第一频谱信息的第一功率谱密度。第一功率谱密度为复数形式。

对于步骤S202，在确定第二频谱信息之后，可以根据第二频谱信息确定第二功率谱密度。确定第二功率谱密度的方法与确定第一功率谱密度的方法相同。

在一个实施例中，第二频谱信息为包括m帧音频信号帧的频谱信息；其中，第a帧音频信号帧中包括K个频点，1≤m≤M。

对于步骤S202，根据第二频谱信息，确定第二频谱信息的第二功率谱密度，包括：确定第二频谱信息中第m帧音频信号帧中第k个频点的频谱信息的第二功率谱密度。

确定第二频谱信息中第m帧音频信号帧中第k个频点的频谱信息的第二功率谱密度，包括：

根据M帧音频信号帧中第m帧音频信号帧中第k个频点的频谱信息、第m-1帧音频信号帧中第k个频点的第二功率谱密度和第m帧音频信号帧中第k个频点的频谱信息的共轭信息，确定第二频谱信息中第m帧音频信号帧中各频点的第二功率频谱密度。其中，在m等于1时，第m-1帧音频信号帧中第k个频点的第二功率谱密度为0。

具体可以参考如下公式(4)：

其中，表示第二频谱中第m帧音频信号帧中第k个频点的功率谱密度，T^*(k,m)表示T(k,m)的共轭信息，/>表示第m-1帧音频信号帧中第k个频点的第二功率谱密度。α为平滑系数，是一个常数。

通过该实施例可以确定出第二频谱信息中m帧音频信号帧中各音频信号帧中各频点的第二功率谱密度，即第二频谱信息的第二功率谱密度。第二功率谱密度为复数形式。

在另一实施例中，对于步骤S203，根据第一频谱信息、第二频谱信息、第一功率谱密度和第二功率谱密度，确定第一音频信号和第二音频信号的互相关功率谱密度，可以包括：

根据第一频谱信息中第m帧音频信号帧中第k个频点的频谱信息的第一功率谱密度和第二频谱信息中第m帧音频信号帧中第k个频点的频谱信息的第二功率谱密度，确定第一频谱信息和第二频谱信息中第m帧音频信号帧中第k个频点的频谱信息的第二功率谱密度。

具体如下：

根据M帧音频信号帧中第m帧音频信号帧中第k个频点的第一频谱信息、第m帧音频信号帧中第k个频点的第二频谱信息的共轭信息、第m-1帧音频信号帧中第k个频点的互相关功率谱密度、第m帧音频信号帧中第k个频点的第一功率谱密度和第m帧音频信号帧中第k个频点第二功率谱密度，确定第一频谱信息和第二频谱信息中第m帧音频信号帧中第k个频点的互相关功率频谱密度。

其中，在m等于1时，第一频谱信息和第二频谱信息中第m-1帧音频信号帧中第k个频点的互相关功率谱为0。

具体可以参考如下公式(5)和公式(6)

其中，η(k,m)表示第一频谱信息和第二频谱信息中第m帧音频信号帧中第k个频点的互相关功率频谱密度，互相关功率频谱密度为复数形式。表示第一频谱信息和第二频谱信息中第m帧音频信号帧中第k个频点的互相关功率频谱。

通过该实施例可以确定第一频谱信息和第二频谱信息包括的M帧音频信号帧中的各频点的互相关功率谱密度。

在另一实施例中，还可以根据M帧音频信号帧中第m帧音频信号帧中第k个频点的第二频谱信息、第m帧音频信号帧中第k个频点的第一频谱信息的共轭信息、第m-1帧音频信号帧中第k个频点的互相关功率谱密度、第m帧音频信号帧中第k个频点的第一功率谱密度和第m帧音频信号帧中第k个频点第二功率谱密度，确定第一频谱信息和第二频谱信息中第m帧音频信号帧中第k个频点的互相关功率频谱密度。

参考图4，为另一种确定第一相关系数的流程示意图。对于步骤S204，根据互相关功率谱密度，确定第一相关系数，包括：

根据第一频谱信息和第二频谱信息中第m帧音频信号帧中第k个频点的互相关功率频谱密度，确定第一频谱信息和第二频谱信息中第m帧音频信号帧的第一相关系数。

具体包括如下步骤：

步骤S2041，根据所述互相关功率谱密度，确定互相关功率谱密度的表征系数。

具体可以包括：根据第一频谱信息和第二频谱信息中第m帧音频信号帧中第k个频点的互相关功率频谱密度的模，确定第一频谱信息和第二频谱信息中第m帧音频信号帧中第k个频点的互相关功率频谱密度的表征系数。

可以参考如下公式(7)：

υ(k,m)＝|η(k,m)| (7)

其中，υ(k,m)为实数。

步骤S2042，根据表征系数和表征系数的权重，确定第一相关系数；其中，表征系数的权重为根据第一音频信号和第二音频信号确定的。

由于表征系数为第一频谱信息和第二频谱信息中第m帧音频信号帧中第k个频点的互相关功率频谱密度的系数，所以对于第一频谱信息和第二频谱信息而言，各帧音频信号帧中各个频点都会确定相应的表征系数，不同帧的音频信号帧中不同的频点所对应的表征系数均具有各自的权重(也可称为加权系数)。具体可以根据第m帧音频信号帧中各个频点的表征系数与对应的权重的乘积之和，确定第一音频信号和第二音频信号对应的第m帧音频信号帧的第一相关系数。

具体可以参如下公式(8)

其中，ζ(m)表示第一音频信号和第二音频信号对应的第m帧音频信号帧的第一相关系数，表示第m帧音频信号帧中第k个频点的互相关功率频谱密度的表征系数的权重，x和y为常数。

通过增加各个表征系数的权重，提高了第一频谱信息和第二频谱信息在第m帧音频信号帧中第k个频点的复频谱相关性，减少了只通过均在的形式来度量第m帧音频信号帧中第一音频信号和第二音频信号的复频谱相关性导致的相关性较低并且难以度量的问题。

表征系数的权重可以根据第一音频信号和第二音频信号对第一相关性的影响程度确定，也可以是预设的。

在另一实施例中，参考图5，为一种确定第二相关系数的流程示意图，包括：

步骤S301，根据第一频谱信息，确定第一音频信号的第一幅度谱信息；

步骤S302，根据第二频谱信息，确定第一音频信号的第二幅度谱信息；

步骤S303，通过相关系数算法，基于第一幅度谱信息和第二幅度谱信息，确定第二相关系数。

在确定第一频谱信息之后，根据第一频谱信息确定第一音频信号的第一幅度谱信息，具体可以是根据第一音频信号对应的第m帧音频信号帧中第k个频点的第一频谱信息，确定第一频谱信息中第m帧音频信号帧中第k个频点的第一幅度谱信息。

例如，可以通过如下公式(9)确定：

FM(k,m)＝|F(k,m)| (9)

同理，根据如下公式(10)可以确定第二音频信号的第二幅度谱信息，具体可以是根据第二音频信号对应的第m帧音频信号帧中第k个频点的第二频谱信息，确定第二频谱信息中第m帧音频信号帧中第k个频点的第二幅度谱信息。

TM(k,m)＝|T(k,m)| (10)

在确定第一音频信号和第二音频信号对应的第m帧音频信号帧中第k个频点的第一幅度谱信息和第二幅度谱信息之后，通过相关系数算法确定第二相关系数，例如皮尔逊相关系数等确定FM(k,m)和TM(k,m)之间的第二相关系数p(m)。

该第二相关系数为第一音频信号对应的第m帧音频信号帧和第二音频信号对应的第m帧音频信号帧的相关系数，即第一频谱信息中第m帧音频信号帧和第二频谱信息中第m帧音频信号帧的相关系数。

参考图6，为确定耳机的风噪的示意图。步骤S400，根据第一相关系数和第二相关系数，确定耳机所在环境是否存在风噪，包括：

步骤S401，在预设时长内，确定第一相关系数小于第一预设相关系数，并且第二相关系数小于第二预设相关系数的音频信号帧的帧数。

步骤S402，当帧数在预设时长内音频信号帧总帧数的占比大于占比阈值时，确定存在风噪。

该实施例根据预设时长内第一音频信号和第二音频信号对应的至少一帧音频信号帧的第一相关系数和第二相关系数，确定耳机所在环境存在风噪。

预设时长内可以是包括一帧音频信号帧，即根据第一音频信号和第二音频信号对应的第m帧音频信号帧的第一相关系数和第二相关系数，确定第一音频信号和第二音频信号对应的第m帧音频信号帧是否存在风噪。

还可以是：在确定第一相关系数和第二相关系数之后，检测预设时长内音频信号帧的总帧数a1，预设时长例如1秒或者2秒等，第一音频信号在预设时长内的总帧数和第二音频信号在预设时长内的总帧数相同。然后确定预设时长内第一相关系数小于第一预设相关系数，并且第二相关系数小于第二预设相关系数的音频信号帧的帧数r，如果该帧数r占总帧数a1的占比超过占比阈值时，则说明在该预设时长内，存在风噪。风噪的类型可以根据具体的应用场景进行设定，可以包括风噪的等级和来源等等。

第一预设相关系数可以是0.95，第二预设相关系数可以是1，占比阈值可以根据实际需求进行确定，如80％等。

通过实验发现，仅仅通过复频谱的相关性进行风噪检测，会出现某些场景中检测不准确的情况，例如地铁场景下的误检情况。通过对误检的数据进行分析，发现地铁场景下的幅度谱相关性很强，导致其复频谱相关性较弱的原因是因为频谱相位的相关性较弱。所以通过结合复频谱的第一相关系数和幅度谱的第二相关系数，检测风噪，提高了对风噪检测的准确度。复频谱的第一相关系数还可以确定风噪的等级。

在另一实施例中，该方法还包括：

在确定存在风噪时，根据预设时长内r帧音频信号帧对应的第一相关系数的均值，确定风噪的风噪等级；其中，r小于M。

根据该预设时长内这r帧音频信号帧各自的第一相关系数，确定这r帧音频信号帧的第一相关系数的算术平均值，根据该算术平均值确定风噪的等级。预设的风噪等级对应于相应的算术平均值的阈值范围，例如，该算术平均值在第一阈值范围内为第一等级的风噪，在第二阈值范围内时，确定风噪为第二等级的风噪。第一阈值范围可以是大于第二阈值范围，第一等级的风噪可以高于第二等级的风噪。如第一等级的风噪可以是强风，第二等级的风噪可以是弱风等。

在另一实施例中，在确定存在风噪时，根据预设的风噪等级与控制策略的对应关系，选择与当前风噪等级对应的控制策略对所述耳机进行控制。预设的风噪等级还对应有相应的控制策略，不同的风噪等级和控制策略之间存在有对应关系，例如映射关系等，每个风噪等级对应一个控制策略，不同的风噪等级对应的控制策略可以是不同的。控制策略可以是预先设定的，也可以根据实际需求进行调整。在根据风噪等级确定控制策略之后，可以根据与当前风噪等级对应的控制策略对耳机进行控制，例如进行降噪处理等。

在另一实施例中，风噪包括：风噪和语音噪声等。

在另一实施例中，参考图7，为另一种检测风噪的示意图。

该实施例中，为对风噪进行检测，图7的具体流程请参考上述实施例中的内容，这里不再进行重复说明。

图8为一种具体应用场景的示意图。通过本公开提供的风噪的检测方法检测风噪，然后对风噪进行等级划分，进而便于耳机根据风噪的等级切换至抗风噪模式。

在另一实施例中，参考图9，为一种风噪的检测装置的结构示意图，该季岑装置应用于耳机，耳机具有第一音频信号采集器和第二音频信号采集器；所述装置包括：

频谱信息获取模块1，用于获取所述第一音频信号采集器采集的第一音频信号的第一频谱信息和所述第二音频信号采集器采集的第二音频信号的第二频谱信息；

第一相关系数确定模块2，用于根据所述第一频谱信息和所述第二频谱信息，确定所述第一音频信号和所述第二音频信号之间频率的第一相关系数；

第二相关系数确定模块3，用于根据所述第一频谱信息和所述第二频谱信息，确定所述第一音频信号和所述第二音频信号之间幅度的第二相关系数；

风噪确定模块4，用于根据所述第一相关系数和所述第二相关系数，确定所述耳机所在环境是否存在风噪。

在另一实施例中，第一相关系数确定模块2，包括：

第一功率谱密度确定单元，用于根据所述第一频谱信息，确定所述第一频谱信息的第一功率谱密度；

第二功率谱密度确定单元，用于根据所述第二频谱信息，确定所述第二频谱信息的第二功率谱密度；

互相关功率谱密度确定单元，用于根据所述第一频谱信息、所述第二频谱信息、所述第一功率谱密度和所述第二功率谱密度，确定所述第一音频信号和所述第二音频信号的互相关功率谱密度；

第一相关系数确定单元，根据所述互相关功率谱密度，确定所述第一相关系数。

在另一实施例中，第一相关系数确定单元，包括：

表征系数确定子单元，用于根据所述互相关功率谱密度，确定互相关功率谱密度的表征系数；

第一相关系数确定子单元，用于根据所述表征系数和所述表征系数的权重，确定所述第一相关系数；其中，所述权重为根据所述第一音频信号和所述第二音频信号确定的。

在另一实施例中，第二相关系数确定模块3，包括：

第一幅度谱信息确定单元，用于根据所述第一频谱信息，确定所述第一音频信号的第一幅度谱信息；

第二幅度谱信息确定单元，用于根据所述第二频谱信息，确定所述第一音频信号的第二幅度谱信息；

第二相关系数确定单元，用于通过相关系数算法，基于所述第一幅度谱信息和所述第二幅度谱信息，确定所述第二相关系数。

在另一实施例中，所述第一频谱信息和所述第二频谱信息均包括M帧音频信号帧；

风噪确定模块4，还用于：

在预设时长内，确定所述第一相关系数小于第一预设相关系数，并且所述第二相关系数小于第二预设相关系数的音频信号帧的帧数；

当所述帧数在所述预设时长内所述音频信号帧总帧数的占比大于占比阈值时，确定存在风噪。

在另一实施例中，所述装置还包括：

风噪等级确定模块，用于在确定存在风噪时，根据所述预设时长内r帧音频信号帧对应的所述第一相关系数的均值，确定所述风噪的风噪等级；其中，r小于M。

在另一实施例中，频谱信息获取模块1包括：

第一分帧和加窗单元，用于对所述第一音频信号进行分帧和加窗；

第二分帧和加窗单元，用于对所述第二音频信号进行所述分帧和所述加窗；其中，所述第一音频信号和所述第二音频信号进行所述分帧后的帧长和帧移均相同；所述帧长和所述加窗的窗长相同；

第一频谱信息确定单元，用于将进行所述分帧和所述加窗之后的所述第一音频信号从时域转换到频域，得到所述第一频谱信息；

第二频谱信息确定单元，用于将进行所述分帧和所述加窗之后的所述第二音频信号从时域转换到频域，得到所述第二频谱信息。

在另一实施例中，该装置还包括：

控制模块，用于在确定存在风噪时，根据预设的风噪等级与控制策略的对应关系，选择与当前风噪等级对应的控制策略对所述耳机进行控制。

在另一实施例中，所述风噪包括：风噪。

在另一实施例中，还提供了一种电子设备，包括：

处理器和用于存储能够在所述处理器上运行的可执行指令的存储器，其中：

处理器用于运行所述可执行指令时，所述可执行指令执行上述任一实施例所述的方法。

在另一实施例中，还提供了一种非临时性计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令被处理器执行时实现上述任一实施例所述的方法。

需要说明的是，本公开实施例中的“第一”和“第二”仅为表述和区分方便，并无其他特指含义。

图10是根据一示例性实施例示出的一种终端设备的框图。例如，终端设备可以是移动电话，计算机，数字广播终端，消息收发设备，游戏控制台，平板设备，医疗设备，健身设备，个人数字助理等。

参照图10，终端设备可以包括以下一个或多个组件：处理组件802，存储器804，电力组件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通常控制终端设备的整体操作，诸如与展示，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终端设备的操作。这些数据的示例包括用于在终端设备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。

电力组件806为终端设备的各种组件提供电力。电力组件806可以包括电源管理***，一个或多个电源，及其他与为终端设备生成、管理和分配电力相关联的组件。

多媒体组件808包括在终端设备和用户之间的提供一个输出接口的屏幕。在一些实施例中，屏幕可以包括液晶展示器(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。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。当终端设备处于操作模式，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)，当终端设备处于操作模式，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，用于为终端设备提供各个方面的状态评估。例如，传感器组件814可以检测到终端设备的打开/关闭状态，组件的相对定位，例如组件为终端设备的展示器和小键盘，传感器组件814还可以检测终端设备或终端设备一个组件的位置改变，用户与终端设备接触的存在或不存在，终端设备方位或加速/减速和终端设备的温度变化。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被配置为便于终端设备和其他设备之间有线或无线方式的通信。终端设备可以接入基于通信标准的无线网络，如WiFi，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，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模块可基于发频识别(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，终端设备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。

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 (7)

1.一种风噪检测方法，其特征在于，应用于耳机，所述耳机具有第一音频信号采集器和第二音频信号采集器；所述方法包括：

获取所述第一音频信号采集器采集的第一音频信号的第一频谱信息和所述第二音频信号采集器采集的第二音频信号的第二频谱信息；

根据所述第一频谱信息，确定所述第一频谱信息的第一功率谱密度；根据所述第二频谱信息，确定所述第二频谱信息的第二功率谱密度；根据所述第一频谱信息、所述第二频谱信息、所述第一功率谱密度和所述第二功率谱密度，确定所述第一音频信号和所述第二音频信号的互相关功率谱密度；根据所述互相关功率谱密度，确定互相关功率谱密度的表征系数；根据所述表征系数和所述表征系数的权重，确定所述第一音频信号和所述第二音频信号之间功率谱密度的第一相关系数；其中，所述权重为根据所述第一音频信号和所述第二音频信号确定的；

根据所述第一频谱信息，确定所述第一音频信号的第一幅度谱信息；根据所述第二频谱信息，确定所述第一音频信号的第二幅度谱信息；通过相关系数算法，基于所述第一幅度谱信息和所述第二幅度谱信息，确定所述第一音频信号和所述第二音频信号之间幅度的第二相关系数；

所述第一频谱信息和所述第二频谱信息均包括M帧音频信号帧；在预设时长内，确定所述第一相关系数小于第一预设相关系数，并且所述第二相关系数小于第二预设相关系数的音频信号帧的帧数；当所述帧数在所述预设时长内所述音频信号帧总帧数的占比大于占比阈值时，确定所述耳机所在环境存在风噪。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

在确定存在风噪时，根据所述预设时长内r帧音频信号帧对应的所述第一相关系数的均值，确定所述风噪的等级；其中，r小于M。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取所述第一音频信号采集器采集的第一音频信号的第一频谱信息和所述第二音频信号采集器采集的第二音频信号的第二频谱信息，包括：

对所述第一音频信号进行分帧和加窗；

对所述第二音频信号进行所述分帧和所述加窗；其中，所述第一音频信号和所述第二音频信号进行所述分帧后的帧长和帧移均相同；所述帧长和所述加窗的窗长相同；

将进行所述分帧和所述加窗之后的所述第一音频信号从时域转换到频域，得到所述第一频谱信息；

将进行所述分帧和所述加窗之后的所述第二音频信号从时域转换到频域，得到所述第二频谱信息。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在确定存在风噪时，根据预设的风噪等级与控制策略的对应关系，选择与当前风噪等级对应的控制策略对所述耳机进行控制。

5.一种风噪检测装置，其特征在于，应用于耳机，所述耳机具有第一音频信号采集器和第二音频信号采集器；所述装置包括：

频谱信息获取模块，用于获取所述第一音频信号采集器采集的第一音频信号的第一频谱信息和所述第二音频信号采集器采集的第二音频信号的第二频谱信息；

第一相关系数确定模块，用于根据所述第一频谱信息，确定所述第一频谱信息的第一功率谱密度；根据所述第二频谱信息，确定所述第二频谱信息的第二功率谱密度；根据所述第一频谱信息、所述第二频谱信息、所述第一功率谱密度和所述第二功率谱密度，确定所述第一音频信号和所述第二音频信号的互相关功率谱密度；根据所述互相关功率谱密度，确定互相关功率谱密度的表征系数；根据所述表征系数和所述表征系数的权重，确定所述第一音频信号和所述第二音频信号之间功率谱密度的第一相关系数；其中，所述权重为根据所述第一音频信号和所述第二音频信号确定的；

第二相关系数确定模块，用于根据所述第一频谱信息，确定所述第一音频信号的第一幅度谱信息；根据所述第二频谱信息，确定所述第一音频信号的第二幅度谱信息；通过相关系数算法，基于所述第一幅度谱信息和所述第二幅度谱信息，确定所述第一音频信号和所述第二音频信号之间幅度的第二相关系数；

风噪确定模块，用于所述第一频谱信息和所述第二频谱信息均包括M帧音频信号帧；在预设时长内，确定所述第一相关系数小于第一预设相关系数，并且所述第二相关系数小于第二预设相关系数的音频信号帧的帧数；当所述帧数在所述预设时长内所述音频信号帧总帧数的占比大于占比阈值时，确定所述耳机所在环境存在风噪。

6.一种电子设备，其特征在于，包括：

处理器和用于存储能够在所述处理器上运行的可执行指令的存储器，其中：

处理器用于运行所述可执行指令时，所述可执行指令执行上述权利要求1至4任一项所述的方法。

7.一种非临时性计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质中存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令被处理器执行时实现上述权利要求1至4任一项所述的方法。