CN103997561A - 通讯装置及其语音处理方法 - Google Patents
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Abstract
一种语音处理方法，适用于一通讯装置，其实施例包括以下步骤。通过通讯装置的至少一麦克风接收近端声音信号。对近端声音信号进行语音活动检测以产生语音能量数据及噪音能量数据。对噪音能量数据进行噪音能量计算，以得到噪音量。判断噪音量是否大于一第一噪音量阈值。若噪音量大于第一噪音量阈值，则令通讯装置致能一侧音模式以依据该语音能量数据产生侧音信号，并通过该通讯装置的听筒播放侧音信号。开启一噪音抑制模式以依据语音能量数据产生远程声音信号，并通过通讯装置的通讯模块发送远程声音信号。
Description
技术领域
本发明有关于通讯装置通及其语音处理方法。
背景技术
使用者利用通讯装置进行通话时往往受环境影响而改变说话的音量。例如在吵杂的环境中，使用者大声说话；而处身于需要轻声细语的环境中，就小声说话。然而，对于通话的远程而言，声音的质量并未因发话者的自我调整说话音量而获得改善。
发明内容
本发明提出关于通讯装置的语音处理方法及通讯装置的实施例。
本发明的一实施例提出一种语音处理方法，适用于一通讯装置。此实施例包括以下步骤。通过通讯装置的至少一麦克风接收近端声音信号。对近端声音信号进行语音活动检测以产生语音能量数据及噪音能量数据。对噪音能量数据进行噪音能量计算，以得到噪音量。判断噪音量是否大于一第一噪音量阈值。若噪音量大于第一噪音量阈值，则令通讯装置致能一侧音模式以依据该语音能量数据产生侧音信号，并通过该通讯装置的听筒播放侧音信号。开启一噪音抑制模式以依据语音能量数据产生远程声音信号，并通过通讯装置的通讯模块发送远程声音信号。
本发明的另一实施例提出一种通讯装置。通讯装置的此实施例包括至少一麦克风、声音处理单元、听筒和通讯模块。至少一麦克风用以接收一近端声音信号。一声音处理单元，用以：对近端声音信号进行语音活动检测以产生语音能量数据及噪音能量数据；对噪音能量数据进行噪音能量计算，以得到一噪音量；判断噪音量是否大于一第一噪音量阈值；以及若噪音量大于第一噪音量阈值，则致能一侧音模式以依据语音能量数据产生一侧音信号；以及开启一噪音抑制模式以依据语音能量数据产生一远程声音信号。而听筒用以播放侧音信号。通讯模块则用以发送远程声音信号。
为了对本发明的上述及其它方面有更佳的了解，下文特举实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。
附图说明
图1绘示一种通讯装置的实施例的系统方块图。
图2和图3绘示一种语音处理方法的实施例的流程图。
图4绘示有关语音活动检测的实施例的示意图。
图5绘示有关语音活动检测的实施例的示意图。
[标号说明]
1：通讯装置 10：麦克风
20：听筒 110：声音处理单元
120：控制单元 130：通讯模块
150：显示模块 190：天线
410：语音活动检测模块 420：语音估测模块
430：噪音估测模块 S210～S265、S310～S340：步骤
Sa：数字声音信号 Sc：检测结果信号
Qv：语音量 Qn：噪音量
T1、T2：时段
具体实施方式
以下提供关于通讯装置的语音处理方法及通讯装置的实施例。
请参考图1所绘示的一种通讯装置的实施例的系统方块图。通讯装置1包括至少一个麦克风10、听筒20(如内建的扬声器或外接的耳机、扬声器)、声音处理单元110、控制单元120、通讯模块130。通讯装置1实现为移动电话或平板计算机来时，又可包括显示单元150和至少一种天线190，显示单元150如包括触控屏幕，天线190例如代表至少一组支持一种或多种通讯系统的天线，通讯系统例如以下的至少一者：第2代、第3代、长期演进技术(LTE)和第4代等移动通讯系统以及无线通讯网路。
当使用者通过如图1所示的通讯装置进行通话时，使用者往往受环境影响而改变说话的音量。例如在吵杂的环境中，使用者大声说话；而处身于需要轻声细语的环境中，就小声说话。
在一实施例中，通讯装置1能实现如图2所示的一种语音处理方法的实施例，从而在使用者大声说话时能让远程接收到优化的声音，减少声音音量过大的状况。在另一实施例中，通讯装置1能实现如图3所示的一种语音处理方法的另一实施例，从而在使用者轻声说话时，亦能让远程接收到优化的声音，避免语音不清晰的状况。
以下分别提供以通讯装置1实现图1、图2的实施例。请参考图2，其为一种语音处理方法的实施例的流程图。使用者通过如图1所示的通讯装置进行通话。在步骤S210中，通过通讯装置1的至少一麦克风10接收近端声音信号。在步骤S220中，对近端声音信号进行一种语音活动检测(voice activitydetection，VAD)以产生语音能量数据及噪音能量数据。在步骤S230中，对噪音能量数据进行噪音能量计算，以得到一噪音量。在步骤S240中，判断噪音量是否大于一第一噪音量阈值。若噪音量大于第一噪音量阈值，则如步骤S250所示，令通讯装置1致能一侧音(sidetone)模式以依据语音能量数据产生一侧音信号，并如步骤S255所示通过通讯装置1的听筒20播放侧音信号。此外，此方法还可执行步骤S260，开启一噪音抑制模式以依据语音能量数据产生一远程声音信号，并如步骤S265所示通过通讯装置1的通讯模块130发送远程声音信号。
在上述的实施例中，步骤S250播放侧音信号表示通讯装置1说话音量太大，从而提醒使用者要调低说话音量。此外，图2的另一实施例可使侧音信号所对应的音量与语音能量数据所对应的音量线性相关。如此，使用者得知其说话音量的变化倾向，例如，若侧音信号的音量正在减少，使用者可以确认自己的说话音量已在调低。
此外，图2的另一实施例，还可包括步骤S245。若步骤S240判断噪音量不大于第一噪音量阈值，则如步骤S245所示，令通讯装置1禁能侧音模式，例如不播放侧音信号。如此，使用者得知说话音量已正常。
而在步骤S260中，致能噪音抑制模式而产生远程声音信号，能让远程接收到噪声较低的声音。又步骤S260可以安排在步骤S250或S245之前或后执行，故其执行的次序并不受限于上述实施例。
另外，为了避免在通话中让远程听到回音，在执行步骤S220之前或在步骤S220中，可针对近端声音信号进行回音消除处理(echo cancellation)后再进行语音活动检测。
请参考图3，其为一种语音处理方法的另一实施例的流程图。如图3所示，图2的实施例还可包括以下步骤。在步骤S310中，对语音能量数据进行语音能量计算，以得到一语音量。步骤S320判断语音量和前述的噪音量是否满足一轻声模式的条件。若语音量和噪音量满足轻声模式的条件，则如步骤S330所示，令通讯装置1致能一语音扩大模式以依据语音能量数据产生一放大声音信号，并如步骤S340所示通过通讯装置1的通讯模块130发送放大声音信号，其中放大声音信号所对应的音量是大于语音能量数据所对应的音量，并与语音能量数据所对应的音量例如具有线性相关的关系。
在一实施例中，步骤S320的轻声模式的条件例如包括：语音量是否小于一语音量阈值；和噪音量是否小于一第二噪音阈值，其中若语音量小于语音量阈值且噪音量小于第二噪音阈值，则此轻声模式的条件得以满足。又轻声模式的条件并不受限于此例，其它例如能据以判断语音量和噪音量是否代表使用者轻声说话的各种判断准则，亦可作为轻声模式的条件的其它例子。此外，在另一实施例中，第一噪音量阈值大于第二噪音阈值。
在步骤S330中，通讯装置1例如利用滤波运算(filtering)方式根据听觉非线性的特性来达成放大目的，以依据语音能量数据产生放大声音信号。
又前述步骤S220至S250、S260、S310至S330皆可由语声音处理单元110达成。声音处理单元110可如图1的方式设置于通讯装置1中，亦可包含于一处理芯片之中，例如集成了声音处理单元110和控制单元120(如应用处理器)等元件的处理芯片。
请参考图4有关语音活动检测的实施例的示意图。上述步骤S220、S230、S310可依照图4的实施例达成。在图4中，语音活动检测模块410对数字声音信号Sa进行语音活动检测并输出检测结果信号Sc。检测结果信号Sc例如是指出目前数字声音信号Sa是语音还是噪音的信号。语音估测模块420接收数字声音信号Sa及检测结果信号Sc，进行语音能量计算，以得到语音量Qv。噪音估测模块430接收数字声音信号Sa及检测结果信号Sc，进行噪音能量计算，以得到噪音量Qn。
图5绘示语音活动检测的实施例的示意图。在图5中，数字声音信号Sa例如是近端声音信号，语音活动检测模块410例如利用时域上每一间隔(可固定或变化)对应的振幅或能量来作统计的方式以判定数位声音信号Sa是否为语音还是噪音。例如当语音活动检测模块410统计出时段T1、T2为语音时，输出检测结果信号Sc为数值A例如1；在其它时段，检测结果信号Sc为数值B例如0以代表噪音。
而语音估测模块420依据检测结果信号Sc，即可从数字声音信号Sa中取得语音信号，从而得到语音量。故此，语音活动检测模块410亦等同于产生了语音能量数据。换句话说，对于语音估测模块420而言，接收数字声音信号Sa及检测结果信号Sc，亦即接收到语音能量数据。
而噪音估测模块430依据检测结果信号Sc，亦可从数字声音信号Sa中取得噪音信号，从而得到噪音量。故此，语音活动检测模块410亦等同于产生了噪音能量数据。换句话说，对于噪音估测模块430而言，接收数字声音信号Sa及检测结果信号Sc，亦即接收到噪音能量数据。
此外，图4的各模块例如利用信号的绝对值总和、平方总和或其它统计方式以进行信号的能量计算。例如噪音估测模块430对噪音信号进行绝对值总和及平均的计算，从而得到噪音量。其它模块亦可如此类推，故不再赘述。
又在其它实施列中，语音估测模块420、噪音估测模块430还可采用平滑化的方式，以避免因信号目前短暂的剧烈变化或短暂的误差而影响到语音量、噪音量的估测，并继而造成步骤S240或S310的判断结果不稳定或误判。举例而言，噪音能量可定义为：Ne=α*Ne_c+(1-α)*Ne_p，其中0<α<1，Ne_c、Ne_p分别代表目前的噪音能量值及先前的噪音能量值。如此，通过设定适合的α值，以Ne代替Ne_c可使目前噪音能量的剧烈变化得以平滑化。
而语音处理方法的实施例并不受限于上述图5的语音活动检测方式，在其它实施例中，语音活动检测模块410可以实施为直接输出语音能量数据及噪音能量数据，而语音估测模块420可接收及使用语音能量数据从而得出语音量，噪音估测模块430可接收及使用噪音能量数据从而得出噪音量。
综上所述，虽然以实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明的实施方式。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本揭露的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本案的保护范围当视所附的权利要求范围所界定者为准。
Claims (13)
1.一种语音处理方法，用于一通讯装置，该方法包括：
通过该通讯装置的至少一麦克风接收一近端声音信号；
对该近端声音信号进行语音活动检测以产生一语音能量数据及一噪音能量数据；
对该噪音能量数据进行噪音能量计算，以得到一噪音量；
判断该噪音量是否大于一第一噪音量阈值；以及
若该噪音量大于该第一噪音量阈值，则令该通讯装置致能一侧音模式以依据该语音能量数据产生一侧音信号，并通过该通讯装置的一听筒播放该侧音信号；
开启一噪音抑制模式以依据该语音能量数据产生一远程声音信号，并通过该通讯装置的一通讯模块发送该远程声音信号。
2.根据权利要求1所述的语音处理方法，其中该侧音信号所对应的音量是与该语音能量数据所对应的音量线性相关。
3.根据权利要求1所述的语音处理方法，还包括：
若该噪音量不大于该第一噪音量阈值，则令该通讯装置禁能该侧音模式。
4.根据权利要求1所述的语音处理方法，还包括：
对该语音能量数据进行语音能量计算，以得到一语音量；
判断该语音量和该噪音量是否满足一轻声模式的条件；
若该语音量和该噪音量满足该轻声模式的条件，则令该通讯装置致能语音扩大模式以依据该语音能量数据产生放大声音信号，并通过该通讯装置的该通讯模块发送该放大声音信号，其中该放大声音信号所对应的音量是大于该语音能量数据所对应的音量，并与该语音能量数据所对应的音量线性相关。
5.根据权利要求4所述的语音处理方法，其中该轻声模式的条件包括：
该语音量是否小于一语音量阈值；和
该噪音量是否小于一第二噪音阈值，其中若该语音量小于该语音量阈值且该噪音量小于该第二噪音阈值，则该轻声模式的条件得以满足。
6.根据权利要求5所述的语音处理方法，其中该第一噪音量阈值大于该第二噪音阈值。
7.一种通讯装置，包括：
至少一麦克风，用以接收一近端声音信号；
一声音处理单元，用以：
对该近端声音信号进行语音活动检测以产生一语音能量数据及一噪音能量数据；
对该噪音能量数据进行噪音能量计算，以得到一噪音量；
判断该噪音量是否大于一第一噪音量阈值；以及
若该噪音量大于该第一噪音量阈值，则致能一侧音模式以依据该语音能量数据产生一侧音信号；以及
开启一噪音抑制模式以依据该语音能量数据产生一远程声音信号；
一听筒，用以播放该侧音信号；以及
一通讯模块，用以发送该远程声音信号。
8.根据权利要求7所述的通讯装置，其中该侧音信号所对应的音量是与该语音能量数据所对应的音量线性相关。
9.根据权利要求7所述的通讯装置，其中，若该噪音量不大于该第一噪音量阈值，则该声音处理单元禁能该侧音模式。
10.根据权利要求7所述的通讯装置，其中该声音处理单元还用以：
对该语音能量数据进行语音能量计算，以得到一语音量；
判断该语音量和该噪音量是否满足一轻声模式的条件；
若该语音量和该噪音量满足该轻声模式的条件，致能一语音扩大模式以依据该语音能量数据产生一放大声音信号；
其中该通讯模块还用以发送该放大声音信号，且该放大信号所对应的音量是大于该语音能量数据所对应的音量，并与该语音能量数据所对应的音量线性相关。
11.根据权利要求10所述的通讯装置，其中该轻声模式的条件包括：
该语音量是否小于一语音量阈值；和
该噪音量是否小于一第二噪音阈值，其中若该语音量小于该语音量阈值且该噪音量小于该第二噪音阈值，则该轻声模式的条件得以满足。
12.根据权利要求11所述的通讯装置，其中该第一噪音量阈值大于该第二噪音阈值。
13.根据权利要求7所述的通讯装置，其中该声音处理单元包含于一处理芯片之中。
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| US9601128B2 (en) | 2017-03-21 |
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