CN103079148A - 一种终端双麦克风降噪的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种终端双麦克风降噪的方法及装置，涉及通信技术领域，所述方法包括：终端通话期间，实时采集终端的手持姿态信息；根据所述手持姿态信息，获取终端主麦克风与声源间的第一实际距离、终端次麦克风与声源间的第二实际距离；利用所述第一实际距离和所述第二实际距离，对终端中的初始降噪参数进行实时调整，得到自适应降噪参数；根据所述自适应降噪参数，对通话音频进行降噪处理。

Description

一种终端双麦克风降噪的方法及装置

技术领域

本发明涉及通信技术领域，特别涉及一种终端双麦克风降噪的方法及相关装置。

背景技术

手机等通讯设备上采用双麦克风降噪技术，已经成为主流趋势。双麦克风降噪技术,是指手机中内置两个麦克风，通过采集通话的语音信号和环境噪声，实现噪声抑制的功能，如图1所示。其中,主麦克风同时接收通话的语音信号和背景噪声信号；而次麦克风则主要收集环境中的噪声，对信号波形进行处理后，用来与主麦克风的采样信号进行合成,让通话的接收方只听到通话语音，而听不到环境噪声，实现双麦克风降噪功能。

双麦克风中的次麦克风采集背景噪声，包括静态噪声、动态噪声和手机回响噪声。手机制造商依据各种复杂环境下的大量实验数据，对手机中的噪声处理模块进行参数设置，可以在手机上有效的实现双麦克风降噪效果，提高通信质量。

然而，传统的双麦克风降噪方法，通常在降噪模块使用固定参数。这使得手机在固定的使用条件下可以达到优异的降噪效果，如图2和图3所示。一旦在通话过程中调整手机的手持状态，导致主麦克风和声源(通常是人的嘴巴)的距离不断变化，降噪功能即会失去效果。某些情况下，如果主麦克风和声源的距离大于等于次麦克风和声源的距离，就会导致正常的语音信号也会被降噪模块抑制，影响正常语音通话，如图4和图5所示。

发明内容

本发明的目的在于提供一种终端双麦克风降噪的方法及装置，通过动态地采集手持姿态信息，实时调整双麦克风降噪处理模块的参数，提高通话质量。

本发明的目的在于提供了一种终端双麦克风降噪的方法，包括：

终端通话期间，实时采集终端的手持姿态信息；

根据所述手持姿态信息，获取终端主麦克风与声源间的第一实际距离、终端次麦克风与声源间的第二实际距离；

利用所述第一实际距离和所述第二实际距离，实时对终端中的初始降噪参数进行实时调整，得到自适应降噪参数；

根据所述自适应降噪参数，对通话音频进行降噪处理。

优选地，所述初始降噪参数是次麦克风初始增益，所述自适应降噪参数是次麦克风自适应增益。

优选地，比较所述第一实际距离和所述第二实际距离的大小，并当所述第一实际距离小于所述第二实际距离时，通过以下公式计算所述次麦克风自适应增益：

$\mathrm{Auxmicgain}=\frac{\mathrm{Auxmiclen}-\mathrm{Mainmiclen}}{{\mathrm{Auxmiclen}}_0-{\mathrm{Mainmiclen}}_0}\·k\·{\mathrm{Aumicgain}}_0$

其中，所述Mainmiclen,Auxmiclen,Auxmicgain分别为第一实际距离、第二实际距离、次麦克风自适应增益，Mainmiclen₀,Auxmiclen₀,Auxmicgain₀分别为第一标准距离、第二标准距离、次麦克风初始增益，k为调节系数。

优选地，当所述第一实际距离大于等于所述第二实际距离时，将所述次麦克风自适应增益调整为零。

本发明的目的还在于提供了一种终端双麦克风降噪的装置，包括：

手持姿态信息采集模块，用于终端通话期间，实时采集终端的手持姿态信息；

距离计算模块，用于利用所述手持姿态信息，获取终端主麦克风与声源间的第一实际距离、终端次麦克风与声源间的第二实际距离；

双麦克风降噪处理模块，用于利用所述第一实际距离和所述第二实际距离，对终端中的初始降噪参数进行实时调整，得到自适应降噪参数，并根据所述自适应降噪参数，对通话音频进行降噪处理。

优选地，所述双麦克风降噪处理模块包括：

比较子模块，用于比较所述第一实际距离和所述第二实际距离；

降噪参数计算子模块，用于当所述第一实际距离小于所述第二实际距离时，通过公式 $\mathrm{Auxmicgain}=\frac{\mathrm{Auxmiclen}-\mathrm{Mainmiclen}}{{\mathrm{Auxmiclen}}_0-{\mathrm{Mainmiclen}}_0}\·k\·{\mathrm{Aumicgain}}_0$ 计算所述次麦克风自适应增益，其中，所述Mainmiclen,Auxmiclen,Auxmicgain分别为第一实际距离、第二实际距离、次麦克风自适应增益，Mainmiclen₀,Auxmiclen₀,Auxmicgain₀分别为第一标准距离、第二标准距离、次麦克风固定增益，k为调节系数，所述初始降噪参数是次麦克风初始增益，所述自适应降噪参数是次麦克风自适应增益。

优选地，所述降噪参数计算子模块还用于当所述第一实际距离大于等于所述第二实际距离时，将所述次麦克风自适应增益调整为零。

与现有技术相比较，本发明的有益效果在于：

本发明克服了传统的固定降噪参数双麦克风降噪技术的局限性，通过采集终端在通话过程中的手持姿态信息，动态调整初始降噪参数，实现双麦克风降噪优化技术，从而消除了传统的降噪方案在某些情况下效果下降，甚至影响正常语音质量的缺点。

附图说明

图1是终端双麦克风示意图；

图2是通话状态下，标准手持姿态手机的正面示意图；

图3是通话状态下，标准手持姿态手机的侧面示意图；

图4是通话状态下，实际手持姿态示意图（前后转动）；

图5是通话状态下，实际手持姿态示意图（向外转动）；

图6是本发明提供的终端双麦克风降噪的方法流程图；

图7是本发明提供的终端双麦克风降噪的装置框图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行详细说明，应当理解，以下所说明的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

图6是本发明提供的终端双麦克风降噪的方法流程图，如图6所示，步骤包括：

步骤601、终端通话期间，实时采集终端的手持姿态信息。

步骤602、根据所述手持姿态信息，获取终端主麦克风与声源间的第一实际距离、终端次麦克风与声源间的第二实际距离。

步骤603、利用所述第一实际距离和所述第二实际距离，对终端中的初始降噪参数进行实时调整，得到自适应降噪参数。

所述步骤603中，所述初始降噪参数是次麦克风初始增益，所述自适应降噪参数是次麦克风自适应增益。比较所述第一实际距离和所述第二实际距离，并当所述第一实际距离大于等于所述第二实际距离时，将所述次麦克风自适应增益调整为零，当所述第一实际距离小于所述第二实际距离时，通过以下公式计算所述次麦克风自适应增益：

$\mathrm{Auxmicgain}=\frac{\mathrm{Auxmiclen}-\mathrm{Mainmiclen}}{{\mathrm{Auxmiclen}}_0-{\mathrm{Mainmiclen}}_0}\·k\·{\mathrm{Aumicgain}}_0$

其中，所述Mainmiclen,Auxmiclen,Auxmicgain分别为第一实际距离、第二实际距离、次麦克风自适应增益，Mainmiclen₀,Auxmiclen₀,Auxmicgain₀分别为第一标准距离、第二标准距离、次麦克风初始增益，k为调节系数。

步骤604、根据所述自适应降噪参数，对通话音频进行降噪处理。

图7是本发明实施例提供的终端双麦克风降噪的装置框图，如图7所示，包括：手持姿态信息采集模块、距离计算模块和双麦克风降噪处理模块，其中：

所述手持姿态信息采集模块，用于终端通话期间，实时采集终端的手持姿态信息，所述手持姿态信息包括终端的实际三维角度，利用手持姿态信息采集模块的陀螺仪和重力传感器等设备采集所述实际三维角度，也就是说，所述手持姿态信息采集模块用于在终端通话时，采集终端实际手持状态（如图4或图5所示状态）相对于标准手持姿态（如图2和图3所示状态）的角度变化。

所述距离计算模块，用于利用所述手持姿态信息，获取终端主麦克风与声源间的第一实际距离、终端次麦克风与声源间的第二实际距离。

双麦克风降噪处理模块，用于利用所述第一实际距离和所述第二实际距离，对终端中的初始降噪参数进行实时调整，得到自适应降噪参数，并根据所述自适应降噪参数，对通话音频进行降噪处理。具体地说，所述初始降噪参数是次麦克风初始增益，所述自适应降噪参数是次麦克风自适应增益。所述双麦克风降噪处理模块的比较子模块将所述自适应降噪参数计算模块得到的第一实际距离和第二实际距离进行大小比较，以便实时地调整次麦克风初始增益，得到次麦克风自适应增益。所述双麦克风降噪处理模块的降噪参数计算子模块在所述第一实际距离小于所述第二实际距离时，通过公式 $\mathrm{Auxmicgain}=\frac{\mathrm{Auxmiclen}-\mathrm{Mainmiclen}}{{\mathrm{Auxmiclen}}_0-{\mathrm{Mainmiclen}}_0}\·k\·{\mathrm{Aumicgain}}_0$ 计算所述次麦克风自适应增益，并在所述第一实际距离大于等于所述第二实际距离时，将所述次麦克风自适应增益调整为零，其中，所述Mainmiclen,Auxmiclen,Auxmicgain分别为第一实际距离、第二实际距离、次麦克风自适应增益，Mainmiclen₀,Auxmiclen₀,Auxmicgain₀分别为第一标准距离、第二标准距离、次麦克风固定增益，k为调节系数。

实施例一：

步骤1、图2和图3分别是通话状态下，标准手持姿态的手机的正面示意图和手机的侧面示意图，假设终端听筒贴近耳朵，次麦克风在听筒附近，标准手持姿态下，主麦克风靠近嘴巴，终端长度为L，此时，主麦克风与声源的距离为第一标准距离Mainmiclen₀，次麦克风与声源的距离为第二标准距离Auxmiclen₀，终端的标准三维角度为α₁,β₁,γ₁，终端使用次麦克风初始增益Auxmicgain₀进行降噪处理。

步骤2、当终端的手持姿态发生变化时，如图4或图5所示手持状态，通过终端内置的陀螺仪和重力传感器等设备，记录终端在通话过程中的实际三维角度α₂,β₂,γ₂，以此确定三维空间中终端的主麦克风和声源的第一实际距离Mainmiclen，即：

$\mathrm{Mainmiclen}=\sqrt{{(L\·{\cos \mathrm{\α}}_1-L\·{\cos \mathrm{\α}}_2)}^2+{(L\·{\cos \mathrm{\β}}_1-L\·{\cos \mathrm{\β}}_2)}^2+{(\·{\cos \mathrm{\γ}}_1-L\·{\cos \mathrm{\γ}}_2)}^2}$

终端的手持姿态发生变化时，一般是终端主麦克风所在的一端前后转动（如图4）或向外转动（如图5），因此可以将次麦克风与声源的第二实际距离Auxmiclen近似为第二标准距离Auxmiclen₀，即终端长度L。

步骤3、依据上一步骤得到的Mainmiclen和Auxmiclen，动态调整次麦克风自适应增益Auxmicgain，以保持终端的通话清晰度。

$\mathrm{Auxmicgain}\left\{\begin{array}{cc}\frac{\mathrm{Auxmiclen}-\mathrm{Mainmiclen}}{{\mathrm{Auxmiclen}}_0-{\mathrm{Mainmiclen}}_0}\&CenterDot;k\&CenterDot;{\mathrm{Aumicgain}}_0& \mathrm{Mainmiclen}<\mathrm{Auxmiclen}\\ 0& \mathrm{Mainmiclen}\&GreaterEqual;\mathrm{Auxmiclen}\end{array}\right.$

其中，所述Mainmiclen,Auxmiclen,Auxmicgain分别为第一实际距离、第二实际距离、次麦克风自适应增益；Mainmiclen₀,Auxmiclen₀,Auxmicgain₀分别为第一标准距离、第二标准距离、次麦克风初始增益；k为调节系数，由测试结果确定，不同项目的调节系数不同；所述第二标准距离约等于终端长度L。

步骤4、不断重复步骤2和步骤3，直到终端通话结束。

实施例二：

步骤1、图2和图3分别是通话状态下，标准手持姿态的手机的正面示意图和手机的侧面示意图，假设终端听筒贴近耳朵，次麦克风与听筒的垂直距离为h，标准手持姿态下，主麦克风靠近嘴巴，终端长度为L，听筒与主麦克风的垂直距离为L。此时，主麦克风与声源的距离为第一标准距离Mainmiclen₀，次麦克风与声源的距离为第二标准距离Auxmiclen₀，终端的标准三维角度为α₁,β₁,γ₁，终端使用次麦克风初始增益Auxmicgain₀进行降噪处理。

其中，将终端的一个较短的侧边作为X轴，将一个较长的侧边作为Y轴，形成平面直角坐标系，在所述坐标系中，假设主麦克风、次麦克风、听筒的坐标分别为（x₁,y₁）、（x₂,y₂）、（x₃,y₃），此时，所述次麦克风与听筒的垂直距离h为|y₂-y₃|，所述听筒与主麦克风的垂直距离为|y₃-y₁|，可以近似为终端长度L。

步骤2、当终端的手持姿态发生变化时，如图4或图5所示手持状态，通过终端内置的陀螺仪和重力传感器等设备，记录终端在通话过程中的实际三维角度α₂,β₂,γ₂，以此确定三维空间中终端的主麦克风和声源的第一实际距离Mainmiclen和第二实际距离Auxmiclen，即：

$\mathrm{Mainmiclen}=\sqrt{{(L\&CenterDot;{\cos \mathrm{\&alpha;}}_1-L\&CenterDot;{\cos \mathrm{\&alpha;}}_2)}^2+{(L\&CenterDot;{\cos \mathrm{\&beta;}}_1-L\&CenterDot;{\cos \mathrm{\&beta;}}_2)}^2+{(\&CenterDot;{\cos \mathrm{\&gamma;}}_1-L\&CenterDot;{\cos \mathrm{\&gamma;}}_2)}^2}$

$\mathrm{Auxmiclen}=\sqrt{L^2+h^2-2L\&CenterDot;h\&CenterDot;(1-{\mathrm{Mainmiclen}}^2/{2L}^2)}$

步骤3、依据上一步骤得到的Mainmiclen和Auxmiclen，动态调整次麦克风自适应增益Auxmicgain，以保持终端的通话清晰度。

$\mathrm{Auxmicgain}\left\{\begin{array}{cc}\frac{\mathrm{Auxmiclen}-\mathrm{Mainmiclen}}{{\mathrm{Auxmiclen}}_0-{\mathrm{Mainmiclen}}_0}\&CenterDot;k\&CenterDot;{\mathrm{Aumicgain}}_0& \mathrm{Mainmiclen}<\mathrm{Auxmiclen}\\ 0& \mathrm{Mainmiclen}\&GreaterEqual;\mathrm{Auxmiclen}\end{array}\right.$

其中，所述Mainmiclen,Auxmiclen,Auxmicgain分别为第一实际距离、第二实际距离、次麦克风自适应增益；Mainmiclen₀,Auxmiclen₀,Auxmicgain₀分别为第一标准距离、第二标准距离、次麦克风初始增益；k为调节系数，由测试结果确定，不同项目的调节系数不同；所述第二标准距离约等于终端长度L。

步骤4、不断重复步骤2和步骤3，直到终端通话结束。

综上所述，本发明能够根据终端手持姿态的位置、角度等信息，对终端中的初始降噪参数进行实时调整，实现降低环境噪声的同时，能够有效地改善终端的语音清晰度,提高通话质量。

尽管上文对本发明进行了详细说明，但是本发明不限于此，本技术领域技术人员可以根据本发明的原理进行各种修改。因此，凡按照本发明原理所作的修改，都应当理解为落入本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种终端双麦克风降噪的方法，其特征在于，包括：

终端通话期间，实时采集终端的手持姿态信息；

根据所述手持姿态信息，获取终端主麦克风与声源间的第一实际距离、终端次麦克风与声源间的第二实际距离；

利用所述第一实际距离和所述第二实际距离，对终端中的初始降噪参数进行实时调整，得到自适应降噪参数；

根据所述自适应降噪参数，对通话音频进行降噪处理。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述初始降噪参数是次麦克风初始增益，所述自适应降噪参数是次麦克风自适应增益。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，比较所述第一实际距离和所述第二实际距离的大小，并当所述第一实际距离小于所述第二实际距离时，通过以下公式计算所述次麦克风自适应增益：

$\mathrm{Auxmicgain}=\frac{\mathrm{Auxmiclen}-\mathrm{Mainmiclen}}{{\mathrm{Auxmiclen}}_0-{\mathrm{Mainmiclen}}_0}\&CenterDot;k\&CenterDot;{\mathrm{Aumicgain}}_0$

其中，所述Mainmiclen,Auxmiclen,Auxmicgain分别为第一实际距离、第二实际距离、次麦克风自适应增益，Mainmiclen₀,Auxmiclen₀,Auxmicgain₀分别为第一标准距离、第二标准距离、次麦克风初始增益，k为调节系数。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，当所述第一实际距离大于等于所述第二实际距离时，将所述次麦克风自适应增益调整为零。

5.一种终端双麦克风降噪的装置，其特征在于，包括：

手持姿态信息采集模块，用于终端通话期间，实时采集终端的手持姿态信息；

距离计算模块，用于利用所述手持姿态信息，获取终端主麦克风与声源间的第一实际距离、终端次麦克风与声源间的第二实际距离；

双麦克风降噪处理模块，用于利用所述第一实际距离和所述第二实际距离，对终端中的初始降噪参数进行实时调整，得到自适应降噪参数，并根据所述自适应降噪参数，对通话音频进行降噪处理。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述双麦克风降噪处理模块包括：

比较子模块，用于比较所述第一实际距离和所述第二实际距离的大小；

降噪参数计算子模块，用于当所述第一实际距离小于所述第二实际距离时，通过公式 $\mathrm{Auxmicgain}=\frac{\mathrm{Auxmiclen}-\mathrm{Mainmiclen}}{{\mathrm{Auxmiclen}}_0-{\mathrm{Mainmiclen}}_0}\&CenterDot;k\&CenterDot;{\mathrm{Aumicgain}}_0$ 计算所述次麦克风自适应增益，其中，所述Mainmiclen,Auxmiclen,Auxmicgain分别为第一实际距离、第二实际距离、次麦克风自适应增益，Mainmiclen₀,Auxmiclen₀,Auxmicgain₀分别为第一标准距离、第二标准距离、次麦克风固定增益，k为调节系数，所述初始降噪参数是次麦克风初始增益，所述自适应降噪参数是次麦克风自适应增益。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述降噪参数计算子模块还用于当所述第一实际距离大于等于所述第二实际距离时，将所述次麦克风自适应增益调整为零。

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