CN102984626A - 一种对音频系统输入数字信号检测校正的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种对音频系统输入数字信号检测校正的方法，包括：检测并判断第一预设时间段内左、右声道输入信号幅值是否发生变化，当判定只有其中一声道有变化时，发送校正信号；检测并判断第二预设时间段内有效声道的输入信号是否为POP声，当判定为POP声时，将输入信号替换为静音或舒适的白噪音并将其输出；检测并判断第三预设时间段内有效声道的输入信号是否存在直流偏置，当判定存在时，将输入信号替换为静音或舒适的白噪音并将其输出；将增益控制模块接收到的语音信号或白噪声处理并输出有效声道信号；声道校正模块将有效声道信号赋值给输入信号幅值不变的另一声道。本发明还公开一种对音频系统输入数字信号检测校正的装置。

Description

一种对音频系统输入数字信号检测校正的方法及装置

技术领域

本发明涉及数字信号检测校正领域，尤其涉及一种对音频系统输入数字信号检测校正的方法及装置。

背景技术

数字音频系统是目前任何智能系统必备的一个系统模块，它充当用户与终端设备进行交互的一种必不可少的方式。传统应用中如视频播放、音乐播放之类的多媒体应用居多，他们都是通过音频系统中输出部分来完成多媒体音频内容传播至用户的过程，因此，大部分终端设备中比较注重音频系统的输出信号的音频指标，如信噪比、频率响应等指标，而往往忽略了音频系统输入环节的音频指标。

但是随着智能系统以及语音识别功能日益完善，依靠音频系统输入环节的应用越来越多。常见的如TOM猫、android的google now、ios的siri等目前在各大系统中占有重要地位的应用都是要依赖音频系统中输入的数字信号进行语音模拟、语音的识别等操作来完成相应的功能。如果输入的声音的音频指标差，则很难甚至无法使用这些应用。

目前常见的音频系统输入数字信号端主要有以下问题：打开音频硬件通路时产生的POP声、数字信号含有直流偏置（不为0）、双声道中缺失一声道信号、输入数字信号振幅偏小、数字信号溢出时出现信号塌陷等。当硬件电路设计缺陷或者音频采集芯片自身缺陷时，用户或厂商都不希望重新购买或者设计自己的设备，而仅仅希望通过一系列算法流程的检测与校正可以降低或者消除这种弊端。

发明内容

针对目前常见的问题本发明提出在数字信号向系统输入前进行一系列的数字信号检测同时进行数字信号的校正。数字信号检测与校正主要根据当前产品硬件上实际存在的问题进行统计与分类，然后划分不同的数字信号检测模块与对应问题的校验模块。本发明可适用于硬件电路设计缺陷或者音频采集芯片自身缺陷。

本发明提供一种对音频系统输入数字信号检测校正的方法，包括步骤：

打开音频输入通路；

检测并判断第一预设时间段内左、右声道输入信号幅值是否发生变化；当判定左、右声道输入信号幅值都有变化时，确定左、右声道为有效声道；当判定只有其中一声道输入信号幅值有变化时，确定其为有效声道，并发送校正信号至声道校正模块；

检测并判断第二预设时间段内有效声道的输入信号是否为POP声；当判定输入信号为POP声时，将输入信号替换为静音或舒适的白噪音并将其输出至信号增益控制模块；

检测并判断第三预设时间段内有效声道的输入信号是否存在直流偏置；当判定输入信号存在直流偏置时，将输入信号替换为静音或舒适的白噪音并将其输出至信号增益控制模块；

将增益控制模块接收到的语音信号或白噪声处理并输出有效声道信号；

当所述声道校正模块接收到所述校正信号时，将增益控制模块处理后的有效声道信号直接赋值给输入信号幅值不变的另一声道。

附图说明

图1是本发明一实施方式中一种对音频系统输入数字信号检测校正的装置的功能模块图；

图2是本发明一实施方式中一种对音频系统输入数字信号检测校正的方法流程图。

主要元件符号说明

11、声道检测模块；12、声道校正模块；21、POP声检测模块；

22、POP声校正模块；31、直流偏置检测模块；32、直流偏置校正模块；

41、信号增益控制模块。

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。

参阅图1，是本发明第一实施方式中一种对音频系统输入数字信号检测校正的装置的功能模块图。

一种对音频系统输入数字信号检测校正的装置，包括启动模块、声道检测模块11、POP声检测模块21、POP声校正模块22、直流偏置检测模块31、直流偏置校正模块32、增益控制模块41以及声道校正模块12。

所述启动模块用于打开音频输入通路。所述声道检测模块11用于检测并判断第一预设时间段内左、右声道输入信号幅值是否发生变化；当判定左、右声道输入信号幅值都有变化时，确定左、右声道为有效声道；当判定其中只有一声道输入信号幅值有变化时，确定其为有效声道，并发送校正信号至声道校正模块12。

由于MIC或者AD采集模块刚上电，导致采集电路上存在短时的电流冲击，被音频采集系统进行AD采集模块采集后将数字信号送入音频系统的输入端，产生POP声。所述POP声检测模块21用于检测并判断第二预设时间段内有效声道的输入信号是否为POP声。在本实施方式中，所述第二预设时间段小于300ms。具体地，在本实施方式中，所述POP声检测模块21用于检测并判断输入信号是否为第二预设时间段内采集到的数字信号，若是，则确定输入信号为POP声，其中，所述第二预设时间是具体产品硬件存在POP声的预估时长。在另一实施方式中，所述POP声检测模块21用于当所述直流偏置检测模块31判定输入信号不存在直流偏置时，使用平均滑窗算法来检测并判断滑窗内的输入信号均值是否大于预设门限，若是，则确定输入信号为POP声。所述POP声校正模块22用于当所述POP声检测模块21判定输入信号为POP声时，将输入信号替换为静音或舒适的白噪音并将其输出至信号增益控制模块41。

所述直流偏置检测模块31用于检测并判断第三预设时间段内有效声道的输入信号是否存在直流偏置，所述直流偏置校正模块32用于当判定输入信号存在直流偏置时，将输入信号替换为静音或舒适的白噪音并将其输出至信号增益控制模块41。具体地，所述直流偏置模块包括均值计算模块及比对判定模块，所述均值计算单元用于对第三预设时间段内的输入信号求均值；所述比对判定单元用于判断均值的绝对值是否大于预设直流偏置门限值，若是，则确定存在直流偏置，其中，直流偏置值为所述均值。

所述增益控制模块41用于将接收到的语音信号或白噪声处理并输出有效声道信号。所述声道校正模块12用于当接收到所述校正信号时，将增益控制模块41处理后的有效声道信号直接赋值给输入信号幅值不变的另一声道。其中，增益控制模块41主要适用于多媒体数字信号编解码器或者硬件问题导致音频输入环节的增益不宜过大的情况。一般该增益控制模块41需要知道当前被检测的音频输入系统硬件输入信号的DB值，然后根据音频输入系统要求的输入增益进行数字放大，为了效率对输入信号进行简单的左移放大，然后对放大后的信号进行溢出检测，如果溢出则取输入信号的最大值代替，反之，则直接输出。增益控制模块41如果考虑增益控制的质量，则可以考虑自动增益控制算法进行。

请参阅图2，为本发明一实施方式中一种对音频系统输入数字信号检测校正的方法流程图，包括：

步骤S1、打开音频输入通路；

步骤S2、检测并判断第一预设时间段内左、右声道输入信号幅值是否发生变化；

步骤S3、当判定左、右声道输入信号幅值都有变化时，确定左、右声道为有效声道；当判定其中只有一声道输入信号幅值有变化时，确定其为有效声道，并发送校正信号至声道校正模块；

步骤S4、检测并判断第二预设时间段内有效声道的输入信号是否为POP声；在本实施方式中，所述第二预设时间段小于300ms。

步骤S5、当判定输入信号为POP声时，将输入信号替换为静音或舒适的白噪音并将其输出至信号增益控制模块；

步骤S6、检测并判断第三预设时间段内有效声道的输入信号是否存在直流偏置；

步骤S7、当判定输入信号存在直流偏置时，将输入信号替换为静音或舒适的白噪音并将其输出至信号增益控制模块；

步骤S8、将增益控制模块接收到的语音信号或白噪声处理并输出有效声道信号；

步骤S9、当所述声道校正模块接收到所述校正信号时，将增益控制模块处理后的有效声道信号直接赋值给输入信号幅值没有变化的另一声道。

其中，所述“检测并判断第二预设时间段内有效声道的输入信号是否为POP声”具体实现步骤包括：检测并判断输入信号是否为第二预设时间段内采集到的数字信号，若是，则确定输入信号为POP声，其中，所述第二预设时间是具体产品硬件存在POP声的预估时长。

其中，所述“检测并判断第二预设时间段内有效声道的输入信号是否为POP声”具体实现步骤包括：当判定输入信号不存在直流偏置时，使用平均滑窗算法来检测并判断滑窗内的输入信号均值是否大于预设门限，若是，则确定输入信号为POP声。

其中，所述“检测并判断第三预设时间段内有效声道的输入信号是否存在直流偏置”具体实现步骤包括：

对第三预设时间段内的输入信号求均值；

判断均值的绝对值是否大于预设直流偏置门限值，若是，则确定存在直流偏置，直流偏置值为所述均值。

本发明针对目前常见的问题提出在数字信号向系统输入前进行一系列的数字信号检测同时进行数字信号的校正。数字信号检测与校正主要根据当前产品硬件上实际存在的问题进行统计与分类，然后划分不同的数字信号检测模块与对应问题的校正模块。本发明可适用于硬件电路设计缺陷或者音频采集芯片自身缺陷。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种对音频系统输入数字信号检测校正的方法，其特征在于，包括：

打开音频输入通路；

检测并判断第一预设时间段内左、右声道输入信号幅值是否发生变化；当判定左、右声道输入信号幅值都有变化时，确定左、右声道为有效声道；当判定其中只有一声道输入信号幅值有变化时，确定其为有效声道，并发送校正信号至声道校正模块；

检测并判断第二预设时间段内有效声道的输入信号是否为POP声；当判定输入信号为POP声时，将输入信号替换为静音或舒适的白噪音并将其输出至信号增益控制模块；

检测并判断第三预设时间段内有效声道的输入信号是否存在直流偏置；当判定输入信号存在直流偏置时，将输入信号替换为静音或舒适的白噪音并将其输出至信号增益控制模块；

将增益控制模块接收到的语音信号或白噪声处理并输出有效声道信号；

当所述声道校正模块接收到所述校正信号时，将增益控制模块处理后的有效声道信号直接赋值给输入信号幅值不变的另一声道。

2.根据权利要求1所述的一种对音频系统输入数字信号检测校正的方法，其特征在于：所述“检测并判断第二预设时间段内有效声道的输入信号是否为POP声”具体实现步骤包括：

检测并判断输入信号是否为第二预设时间段内采集到的数字信号，若是，则确定输入信号为POP声，其中，所述第二预设时间是具体产品硬件存在POP声的预估时长。

3.根据权利要求1所述的一种对音频系统输入数字信号检测校正的方法，其特征在于：所述“检测并判断第二预设时间段内有效声道的输入信号是否为POP声”具体实现步骤包括：

当判定输入信号不存在直流偏置时，使用平均滑窗算法来检测并判断滑窗内的输入信号均值是否大于预设门限，若是，则确定输入信号为POP声。

4.根据权利要求1所述的一种对音频系统输入数字信号检测校正的方法，其特征在于：所述“检测并判断第三预设时间段内有效声道的输入信号是否存在直流偏置”具体实现步骤包括：

对第三预设时间段内的输入信号求均值；

判断均值的绝对值是否大于预设直流偏置门限值，若是，则确定存在直流偏置，直流偏置值为所述均值。

5.根据权利要求1所述的一种对音频系统输入数字信号检测校正的方法，其特征在于，所述第二预设时间段小于300ms。

6.一种对音频系统输入数字信号检测校正的装置，其特征在于，包括：

启动模块，用于打开音频输入通路；

声道检测模块，用于检测并判断第一预设时间段内左、右声道输入信号幅值是否发生变化；当判定左、右声道输入信号幅值都变化时，确定左、右声道为有效声道；当判定其中只有一声道输入信号幅值有变化时，确定其为有效声道，并发送校正信号至声道校正模块；

POP声检测模块，用于检测并判断第二预设时间段内有效声道的输入信号是否为POP声；

POP声校正模块，用于当判定输入信号为POP声时，将输入信号赋值为零，以产生舒适的白噪音并将其输出至信号增益控制模块；

直流偏置检测模块，用于检测并判断第三预设时间段内有效声道的输入信号是否存在直流偏置；

直流偏置校正模块，用于当判定输入信号存在直流偏置时，将输入信号赋值为零，以产生舒适的白噪音并将其输出至信号增益控制模块；

增益控制模块，用于将接收到的语音信号或白噪声处理并输出有效声道信号；

声道校正模块，用于当接收到所述校正信号时，将增益控制模块处理后的有效声道信号直接赋值给输入信号幅值不变的另一声道。

7.根据权利要求6所述的一种对音频系统输入数字信号检测校正的装置，其特征在于：所述POP声检测模块用于检测并判断输入信号是否为第二预设时间段内采集到的数字信号，若是，则确定输入信号为POP声，其中，所述第二预设时间是具体产品硬件存在POP声的预估时长。

8.根据权利要求6所述的一种对音频系统输入数字信号检测校正的装置，其特征在于：所述POP声检测模块还用于当所述直流偏置检测模块判定输入信号不存在直流偏置时，使用平均滑窗算法来检测并判断滑窗内的输入信号均值是否大于预设门限，若是，则确定输入信号为POP声。

9.根据权利要求6所述的一种对音频系统输入数字信号检测校正的装置，其特征在于：所述直流偏置模块包括：

均值计算单元，用于对第三预设时间段内的输入信号求均值；

比对判定单元，用于判断均值的绝对值是否大于预设直流偏置门限值，若是，则确定存在直流偏置，直流偏置值为所述均值。

10.根据权利要求6所述的一种对音频系统输入数字信号检测校正的装置，其特征在于，所述第二预设时间段小于300ms。

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