CN101437094A - 移动终端立体声背景噪声抑制方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开的移动终端立体声背景噪声抑制方法包括如下步骤：a.通过移动终端设备正面的两个麦克对语音进行录制得到左声道信号、右声道信号；通过移动终端设备背面的第三个麦克实现环境背景噪声的录制得到背景噪声信号；b.将上述三个信号进行语音信号预处理；c.将所述预处理输出的信号输入给移动终端基带芯片的噪声回声抑制单元；d.对经噪声抑制单元运算后的结果进一步作后处理，得到左、右声道音频文件，完成带背景噪声抑制功能的立体声录制。另外本发明还公开了利用上述方法的装置。本发明的移动终端立体声背景噪声抑制方法及装置能实现带背景噪声抑制功能的立体声录制，还能根据安静或嘈杂环境决定是否使用噪声抑制。

Description

移动终端立体声背景噪声抑制方法及装置

技术领域

本发明涉及具有语音记录功能的便携式移动终端设备领域，尤其涉及手机终端设备领域的一种立体声背景噪声抑制方法及装置。

背景技术

随着电子信息技术高速发展，便携式移动终端设备在人们的日常生活中扮演着越来越重要的角色。消费者对便携式移动终端设备的功能、性能的追求也越来越高。其中的一种追求就是：对完美声音再现的追求。其中包括立体声在便携式移动终端设备上记录、重放再现。目前便携式移动终端设备上，尤其手机终端设备上往往只有一个麦克(麦克，声音信号采集器)，这无法实现立体声的录制，只有使用两个或两个以上的麦克才可以实现立体声的录制。由于使用移动终端的环境具有不确定性特征，嘈杂的语音录制环境或手机通话环境(如公共商场、马路等)经常会遇到。而使用播放或录制立体声时，往往使用免提功能，这样立体声录制过程中受到的噪声干扰大于以往普通手机使用中受到的干扰。为了有效使用立体声录制，有必要实现带有环境背景噪声抑制功能。核心网和终端两侧都可以具体实现这一功能，但核心网提供的这一功能，运营商往往不开启，若开启也是作为增值服务；故在终端上实现背景噪声抑制功能对消费者来说更为经济、实际。另外，在终端上实现环境背景噪声抑制功能，最好能有效地区分出安静环境和嘈杂环境，因为安静环境时使用噪声抑制可能会减弱语音信号的强度。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于提供一种移动终端立体声背景噪声抑制方法及装置，不仅可实现立体声的录制，还具备背景噪声抑制功能。

为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种移动终端立体声背景噪声抑制方法，该方法包括如下步骤：

a、通过移动终端设备正面的两个麦克对语音进行录制，采集到的信号分别作为左声道信号、右声道信号，以及通过移动终端设备背面的第三个麦克实现环境背景噪声的录制，采集到的信号作为背景噪声信号；

b、将录制的所述左声道信号、右声道信号及背景噪声信号进行语音信号预处理，包括小信号放大、模数转换、滤波处理后，加以增益调整；

c、将所述预处理输出的信号输入给移动终端基带芯片的噪声回声抑制单元；

d、在所述噪声回声抑制单元对输入的所述预处理后的信号进行噪声抑制处理后，对噪声抑制处理输出的结果进一步作后处理，包括增益放大和语音编码，得到左、右声道音频文件，从而完成带背景噪声抑制功能的立体声录制。

较好的实施方式是，所述步骤c进一步包括：判断预处理输出的所述背景噪声信号强度是否大于预设的基准值，若所述背景噪声信号强度大于所述预设的基准值，则作为噪声信号输入给所述噪声回声抑制单元，否则丢弃所述背景噪声信号。这样处于安静环境时，便不使用抑制功能，可避免减弱语音信号的强度。

对于手机终端，所述步骤d中的后处理包括：

(1)采用音频自动增益控制器对经噪声回声抑制单元处理过的强、弱信号作增益调整处理；

(2)采用滤波参数可调的带通滤波器对左、右声道信号进行处理；

(3)用增益放大器将左、右声道信号作进一步的增益调整；

(4)对左、右声道信号进行语音编码。

本发明还公开了一种移动终端立体声背景噪声抑制装置，包括：声音采集器、预处理单元、噪声回声抑制处理单元以及后处理单元；所述预处理单元对声音采集器录制到的声音信号进行语音信号预处理后输出至所述噪声回声抑制处理单元，经该噪声回声抑制处理单元处理后的声音信号输出至所述后处理单元进行处理；其中：

所述声音采集器包括设置在移动终端上的左声道麦克、右声道麦克、以及背景噪声麦克；所述左声道麦克和右声道麦克录制到的声音信号作为语音信号经预处理后分别输送给所述噪声回声抑制处理单元的输入端，所述背景噪声麦克录制到的声音信号作为噪声信号经预处理后输送给所述噪声回声抑制处理单元。

在所述预处理单元的噪声信号输出端与所述噪声回声抑制处理单元的输入端之间还连接有噪声判断单元；

所述噪声判断单元根据一预设基准值判断噪声信号的大小，如为大则输出噪声信号至噪声回声抑制处理单元，如为小则丢弃噪声信号，即安静环境时不作消音处理。

所述左声道麦克和右声道麦克设在移动终端的正面，所述背景噪声麦克设在移动终端的背面。

所述预处理单元包括依次连接的低噪声放大器、模数转换器、带通滤波器、增益放大器以及高通滤波器。

所述后处理单元包括依次连接的音频自动增益控制器、滤波参数可调的带通滤波器、增益放大器以及编码器。此后处理单元适用于手机终端。

本发明具有如下有益效果：

(1)本发明通过利用移动终端背面的第三个麦克记录环境背景噪声，基于三个麦克都采集到背景噪声，可在左、右声道中减去噪声量得到清晰的立体声语音。噪声回声抑制单元有效地去除背景噪声的方式，有效地实现了带背景噪声抑制功能的立体声录制，可实现嘈杂环境时清晰的立体声语音记录。

(2)本发明通过判断移动终端背面的第三个麦克记录背景噪声的强度，有效地区分了嘈杂环境和安静环境，实现了在嘈杂环境中的背景噪声抑制，而安静环境中则不做这种处理，实现了背景环境的选择判断，使立体声效果更好。

附图说明

图1为采用本发明立体声背景噪声抑制方法的手机的正面示意图；

图2为采用本发明立体声背景噪声抑制方法的手机的背面示意图；

图3为本发明移动终端立体声背景噪声抑制装置的原理方框图；

图4为本发明移动终端立体声背景噪声抑制方法的流程图；

图5为本发明移动终端立体声背景噪声抑制装置中预处理单元的内部结构示意图；

图6为本发明移动终端立体声背景噪声抑制装置中后处理单元的内部结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图所示之实施例作进一步详述。

本发明的目的是实现一种移动终端立体声背景噪声抑制方法及装置，通过移动终端设备上的三个麦克，分别得到左声道信号、右声道信号、背景噪声信号；基于三个麦克都采集到背景噪声，可在左、右声道中减去噪声量得到清晰的立体声语音。在这之前判断背景噪声的大小，进而决定是否做消音处理，最终得到具备背景噪声抑制功能的立体声录制。这样用户在体验立体声的同时，可有效去除背景噪声的影响。下面结合附图对发明的具体实施方式进行详细说明。

如图3所示，本发明的移动终端立体声背景噪声抑制装置包括：声音采集器、预处理单元2、噪声判断单元5、噪声回声抑制处理单元3以及后处理单元4。其中：

如图1和图2所示，声音采集器包括：左声道麦克11、右声道麦克12和背景噪声麦克13。左声道麦克11和右声道麦克12设置在移动终端设备正面，采集到的声音信号分别作为左声道信号、右声道信号，主要用于记录立体声。背景噪声麦克13设置在设备背面，采集到的信号作为背景噪声信号。

本发明实施例中，如图5所示，预处理单元2与普通便携式设备一样，包括依次连接的低噪声放大器21、模数转换器22、带通滤波器23、增益放大器24以及高通滤波器25。如图6所示，后处理单元4为手机的音频信号处理所特有，包括依次连接的音频自动增益控制器41、滤波参数可调的带通滤波器42、增益放大器43以及编码器44。

如图3所示，预处理单元2对声音采集器录制到的三种声音信号进行语音信号预处理，其左、右声道信号的输出端连接噪声回声抑制处理单元3的输入，其噪声信号的的输出端连接噪声判断单元5。噪声判断单元5根据一预设基准值判断噪声信号的大小，如为大则输出噪声信号至噪声回声抑制处理单元3，如为小则丢弃噪声信号。噪声回声抑制处理单元3的输出端连接后处理单元4的输入。

如图4，本发明移动终端立体声背景噪声抑制方法的一个具体实施例包括以下步骤：

步骤101，左声道麦克11、右声道麦克12收集到的信号分别作为左声道信号、右声道信号，含语音及背景噪声；

步骤102，背景噪声麦克13收集到的信号作为环境背景噪声信号，主要为背景噪声；

步骤103，将这三个信号在预处理单元处理；

具体的预处理过程参见图5，包括以下步骤：

步骤201，以步骤101、102的输出作为输入信号，低噪声放大器对信号作放大处理；

步骤202，将模拟信号转化成数字信号；

步骤203，带通滤波器对频率较低和频率较高的信号作抑制处理。在手机终端中一般将小于120Hz和大于4kHz的音频信号在这里都给予过滤；

步骤204，通过增益放大器将音频数字信号放大；

步骤205，高通滤波器对低频信号作进一步处理，输出的信号作为步骤107中噪声回声抑制单元的声道输入信号(或作为步骤104中判断背景噪声信号强度的输入信号)。到此，预处理部分完成。

步骤104，判断背景噪声强度，若背景噪声大于基准值则转入步骤106，若背景噪声小于基准值则转入步骤105；此处的背景噪声基准值可以针对不同的用户需求进行设置，例如可以设置：60分贝以上(包括60分贝)的背景噪声判为“大”，否则判为“小”；

步骤105，丢弃小于基准值的背景噪声信号，噪声回声抑制单元的噪声信号输入为空；

步骤106，输出大于基准值的背景噪声信号，噪声回声抑制单元的噪声信号输入为背景噪声；

步骤107，两个噪声回声抑制单元分别对声道(左、右)信号和背景噪声信号作处理，噪声回声抑制单元可采用现有的回声抑制芯片；

步骤108，对噪声抑制信号做后处理；

具体的后处理过程参见图6，包括以下步骤：

步骤301，手机终端上行(发送)方向的音频自动增益控制器对经噪声回声抑制单元处理过的强、弱信号作增益调整处理；

步骤302，有限(或无限)冲激响应滤波器对左、右声道信号进行处理，这带通滤波器的滤波参数是可以调节的，滤波参数决定了输出音频信号的频响特性；

步骤303，增益放大器将左、右声道信号作进一步的增益调整；

步骤304，对左、右声道信号进行语音编码，作为步骤109的输入信号，到此后处理部分完成。

步骤109，得到立体声输出。

本文所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。因此，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进以及更新等等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1、一种移动终端立体声背景噪声抑制方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

a、通过移动终端设备正面的两个麦克对语音进行录制，采集到的信号分别作为左声道信号、右声道信号，以及通过移动终端设备背面的第三个麦克实现环境背景噪声的录制，采集到的信号作为背景噪声信号；

b、将录制的所述左声道信号、右声道信号及背景噪声信号进行语音信号预处理，包括小信号放大、模数转换、滤波处理后，加以增益调整；

c、将所述预处理输出的信号输入给移动终端基带芯片的噪声回声抑制单元；

d、在所述噪声回声抑制单元对输入的所述预处理后的信号进行噪声抑制处理后，对噪声抑制处理输出的结果进一步作后处理，包括增益放大和语音编码，得到左、右声道音频文件，从而完成带背景噪声抑制功能的立体声录制。

2、根据权利要求1所述的移动终端立体声背景噪声抑制方法，其特征在于：所述步骤c进一步包括：判断预处理输出的所述背景噪声信号强度是否大于预设的基准值，若所述背景噪声信号强度大于所述预设的基准值，则作为噪声信号输入给所述噪声回声抑制单元，否则丢弃所述背景噪声信号。

3、根据权利要求1或2所述的移动终端立体声背景噪声抑制方法，其特征在于，所述步骤d中的后处理包括：

(1)采用音频自动增益控制器对经噪声回声抑制单元处理过的强、弱信号作增益调整处理；

(2)采用滤波参数可调的带通滤波器对左、右声道信号进行处理；

(3)用增益放大器将左、右声道信号作进一步的增益调整；

(4)对左、右声道信号进行语音编码。

4、一种移动终端立体声背景噪声抑制装置，包括：声音采集器、预处理单元(2)、噪声回声抑制处理单元(3)以及后处理单元(4)；所述预处理单元(2)对声音采集器录制到的声音信号进行语音信号预处理后输出至所述噪声回声抑制处理单元(3)，经该噪声回声抑制处理单元(3)处理后的声音信号输出至所述后处理单元(4)进行处理；其特征在于：

所述声音采集器包括设置在移动终端上的左声道麦克(11)、右声道麦克(12)、以及背景噪声麦克(13)；所述左声道麦克(11)和右声道麦克(12)录制到的声音信号作为语音信号经预处理后分别输送给所述噪声回声抑制处理单元(3)的输入端，所述背景噪声麦克(13)录制到的声音信号作为噪声信号经预处理后输送给所述噪声回声抑制处理单元(3)。

5、根据权利要求4所述的移动终端立体声背景噪声抑制装置，其特征在于：在所述预处理单元(2)的噪声信号输出端与所述噪声回声抑制处理单元(3)的输入端之间还连接有噪声判断单元(5)；

所述噪声判断单元(5)根据一预设基准值判断噪声信号的大小，如为大则输出噪声信号至噪声回声抑制处理单元(3)，如为小则丢弃噪声信号。

6、根据权利要求4或5所述的移动终端立体声背景噪声抑制装置，其特征在于：所述左声道麦克(11)和右声道麦克(12)设在移动终端的正面，所述背景噪声麦克(13)设在移动终端的背面。

7、根据权利要求4或5所述的移动终端立体声背景噪声抑制装置，其特征在于：所述预处理单元(2)包括依次连接的低噪声放大器(21)、模数转换器(22)、带通滤波器(23)、增益放大器(24)以及高通滤波器(25)。

8、根据权利要求4或5所述的移动终端立体声背景噪声抑制装置，其特征在于：所述后处理单元(4)包括依次连接的音频自动增益控制器(41)、滤波参数可调的带通滤波器(42)、增益放大器(43)以及编码器(44)。

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