CN104157292A - 抗啸叫音频信号处理方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种抗啸叫音频信号处理方法和装置。本发明抗啸叫音频信号处理方法，包括：接收点唱请求，所述点唱请求包括待点唱歌曲的标识；并获取与所述待点唱歌曲的标识对应的背景音频信号；获取远端参考信号和近端输入信号，根据所述远端参考信号，对所述近端输入信号进行啸叫抑制处理，获取第一音频信号；将所述第一音频信号与所述背景音频信号进行混音，得到第二音频信号。本发明实施例对近端输入信号进行了啸叫抑制处理，有效抑制了外放扩音环境中产生的啸叫，能真实的模拟商业K歌放的场景，让用户随时享受K歌乐趣。

Description

抗啸叫音频信号处理方法和装置

技术领域

本发明实施例涉及通信技术，尤其涉及一种抗啸叫音频信号处理方法和装置。

背景技术

随着智能手机的功能越来越强大，丰富的多媒体功能成为吸引消费者的一大特点。其中，在该通过智能手机实现丰富的多媒体功能中，使用智能手机唱卡拉OK十分受消费者的欢迎，但是，目前市场的大部分手机都只能戴着耳机唱卡拉OK，不具有外放卡拉OK功能。

图1为现有技术中用于移动终端的卡拉OK系统原理框图，如图1所示，该卡拉OK系统包括微处理器10、存储器11、人机交互设备、音频处理器14、调频无线发射器17、音频功率放大器18和左、右声道扬声器；其中，微处理器10包括控制单元15和音频编解码单元16；人机交互设备包括键盘12，显示器13和麦克风19。具体的，该用于移动终端的卡拉OK系统的实现方式如下：将预先处理过的高保真电视音乐网(MusicTelevision，简称MTV)文件通过通用串行总线(Universal Serial Bus，简称USB)存入存储器11，微处理器10将从存储器11中读取到的声音信号解码成背景音频信号和原唱音频信号后通过音频总线I2S传送给音频处理器14。音频处理器14将从麦克风19收到的人声演唱的音频信号同背景音频信号进行混音，混音后的音频信号可以通过调频无线发射器17发送到与该用于移动终端的卡拉OK系统以无线方式相连的另一扩音设备上进行播放，或者，也可以通过音频功率放大器18对音频处理器输出的音频信号放大，推动左、右声道扬声器进行播放，从而实现了移动终端外放卡拉OK的功能。

但是，在外放扩音环境中，扬声器播放的音频信号会重新被拾取，再经过音频功率放大器放大播放，形成回环，从而非常容易产生啸叫，进而使得放音或录音不在同一声场，或者放音设备和录音设备必须距离较远，限制了应用场景。

发明内容

本发明实施例提供一种抗啸叫音频信号处理方法和装置，有效抑制了外放扩音环境中产生的啸叫，能真实的模拟商业K歌放的场景，让用户随时享受K歌乐趣。

本发明一方面提供一种抗啸叫音频信号处理方法，包括：

接收点唱请求，所述点唱请求包括待点唱歌曲的标识；并获取与所述待点唱歌曲的标识对应的背景音频信号；

获取远端参考信号和近端输入信号，根据所述远端参考信号，对所述近端输入信号进行啸叫抑制处理，获取第一音频信号；其中，所述远端参考信号为扬声器的输入信号；所述近端输入信号为麦克风的输出信号；

将所述第一音频信号与所述背景音频信号进行混音处理，得到第二音频信号。

在第一方面的第一种可能实现方式中，所述根据所述远端参考信号，对所述近端输入信号进行啸叫抑制处理，获取第一音频信号，包括：

在音频处理底层或者数字信号处理DSP层上，根据所述远端参考信号，对所述近端输入信号进行啸叫抑制处理，获取第一音频信号。

结合本发明第一方面的第一种可能实现方式，在第一方面的第二种可能实现方式中，所述获取与所述待点唱歌曲的标识对应的背景音频信号，包括：

根据所述待点唱歌曲的标识得到所述待点唱歌曲的歌曲信息，并对所述歌曲信息解码，以获取所述背景音频信号。

结合本发明第一方面的第二种可能实现方式，在第一方面的第三种可能实现方式中，所述将所述第一音频信号与所述背景音频信号进行混音处理，包括：

将所述第一音频信号与所述背景音频信号在音频下行链路上进行混音处理。

结合第一方面的第三种可能实现方式，在第一方面的第四种可能实现方式中，所述播放第二音频信号，具体包括：

将所述第二音频信号通过音频信号线或者无线发射器发送到外部扩音设备上以进行播放；或者，

将所述第二音频信号通过扬声器进行播放。

本发明第二方面提供一种抗啸叫音频信号处理装置，包括：

接收模块，用于接收点唱请求，所述点唱请求包括待点唱歌曲的标识；

获取模块，用于获取与所述待点唱歌曲的标识对应的背景音频信号；

所述获取模块，还用于获取远端参考信号和近端输入信号；其中，所述远端参考信号为扬声器的输入信号；所述近端输入信号为麦克风的输出信号；

处理模块，用于根据所述远端参考信号，对所述近端输入信号进行啸叫抑制处理，获取第一音频信号；并将所述第一音频信号与所述背景音频信号进行混音处理，获取第二音频信号。

在第二方面的第一种可能实现方式中，所述处理模块，具体用于：

在音频处理底层或者数字信号处理DSP层上，根据所述远端参考信号，对所述近端输入信号进行啸叫抑制处理，获取第一音频信号；并将所述第一音频信号与所述背景音频信号进行混音处理，获取第二音频信号。

结合第二方面的第一中可能实现方式，在第二方面的第二种可能实现方式中，所述获取模块，包括：

歌曲信息获取单元，用于根据所述待点唱歌曲的标识得到所述待点唱歌曲的歌曲信息；

解码单元，用于对所述歌曲信息解码，以获取所述背景音频信号。

结合第二方面的第二种可能实现方式，在第二方面的第三种可能实现方式中，所述处理模块，具体还用于：

将所述第一音频信号与所述背景音频信号在音频下行链路上进行混音处理。

结合第二方面的第三种可能实现方式，在第二方面的第四种可能实现方式中，还包括播放模块，所述播放模块，用于将所述第二音频信号通过音频信号线或者无线发射器发送到外部扩音设备上以进行播放；或者，

将所述第二音频信号通过扬声器进行播放。

本实施例提供的抗啸叫音频信号处理方法，通过接收到的点唱请求中的待点唱歌曲的标识，获取与待点唱歌曲的标识对应的背景音频信号，获取远端参考信号和近端输入信号，根据该远端参考信号对近端输入信号进行啸叫抑制处理，获取第一音频信号，将第一音频信号与背景音频信号进行混音处理，获得第二音频信号。由于本实施例中对近端输入信号进行了抗啸叫处理，因此，有效抑制了外放扩音环境中产生的啸叫，使得放音设备和录音设备即使距离很近也不会产生啸叫，能真实的模拟商业K歌放的场景，让用户随时享受K歌乐趣，从而有效地提高了用户的体验度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中用于移动终端的卡拉OK系统原理框图；

图2为本发明实施例一提供的抗啸叫音频信号处理方法流程图；

图3为本发明实施例二提供的抗啸叫音频信号处理方法流程图；

图4为本发明实施例五提供的抗啸叫音频信号处理装置的结构示意图；

图5为本发明实施例七提供的抗啸叫音频信号处理装置的结构示意图；

图6为本发明实施例九提供的抗啸叫音频信号处理装置的原理框图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图2为本发明实施例一提供的抗啸叫音频信号处理方法流程图。该抗啸叫音频信号处理方法主要用于便携式移动终端中唱卡拉OK的场景，执行主体可以为智能手机，但并不以此为限。如图2所示，本实施例的抗啸叫音频信号处理方法包括以下步骤。

步骤101、接收点唱请求，点唱请求包括待点唱歌曲的标识。

本实施例中，待点唱歌曲的标识可以为待点唱歌曲的曲名、歌词、关键字、演唱歌手姓名等，但并不以此为限。

步骤102、获取与待点唱歌曲的标识对应的背景音频信号。

本实施例中，待点唱歌曲包括原唱语音信号和背景音频信号，点唱歌曲时需要获取与待点唱歌曲的标识对应的背景音频信号。

步骤103、获取远端参考信号和近端输入信号，根据远端参考信号，对近端输入信号进行啸叫抑制处理，得到第一音频信号。

其中，远端参考信号为扬声器的输入信号；近端输入信号为麦克风的输出信号。

本实施例中，举例来说，远端参考信号为扬声器的输入信号，即在扬声器中进行播放的音频信号，近端输入信号为麦克风采集到的音频信号，麦克风采集到的音频信号即近端输入信号中包括语音信号、周围环境音频信号、扬声器播放的音频信号的反馈信号。当远端参考信号不存在，即扬声器中没有任何音频信号输出时，麦克风采集到的音频信号中没有扬声器播放的音频信号的反馈信号，因而不存在啸叫，由于远端参考信号不存在，也不会对近端输入信号进行啸叫抑制处理；当存在远端参考信号，即扬声器中有音频信号输出时，麦克风采集到的音频信号中有扬声器播放的音频信号的反馈信号，会产生啸叫，因此，当获取到远端参考信号时，根据远端参考信号对近端输入信号进行啸叫抑制处理，得到第一音频信号。

需要说明的是，本实施例中的麦克风主要为移动终端自带的麦克风，但并不以此为限。

本实施例中，以基于反馈信号频谱估计的啸叫抑制处理方法为例，详细说明本实施例的技术方案。啸叫抑制处理方法具体包括以下步骤：

1)分别对近端输入信号和远端参考信号进行分帧、加窗和傅里叶变换处理，以将时域信号变换到频域，得到近端参考频域信号和远端参考频域信号；

2)根据近端参考频域信号和远端参考频域信号，计算近端输入信号和远端参考信号之间的互相功率谱，并计算远端参考信号的功率谱；再用近端输入信号和远端参考信号之间的互相功率谱除以远端参考信号的功率谱得到反馈路径的幅度谱，并利用反馈路径的幅度谱计算当前帧反馈信号的幅度谱；其中，麦克风采集到的信号(即近端输入信号)包括语音信号、环境信号和扬声器播放的音频信号的反馈信号，当前帧反馈信号是指麦克风采集到的信号中的扬声器播放的音频信号的反馈信号。

3)计算近端输入信号的幅度谱，利用近端输入信号的幅度谱和当前帧反馈信号的幅度谱计算增益函数；

4)利用增益函数对近端输入信号频谱进行修正；

5)对修正后的近端输入信号进行逆傅里叶变换得到时域输出信号，即获取第一音频信号。

需要说明的是，啸叫抑制处理方法有多种，本领域技术人员可根据实际情况选择适当的啸叫抑制处理方法，本发明中并不以此为限。

步骤104、将第一音频信号与背景音频信号进行混音处理，得到第二音频信号。

本实施例提供的抗啸叫音频信号处理方法，通过接收到的点唱请求中的待点唱歌曲的标识，获取与待点唱歌曲的标识对应的背景音频信号，获取远端参考信号和近端输入信号，根据该远端参考信号，对近端输入信号进行啸叫抑制处理，获取第一音频信号，将第一音频信号与背景音频信号进行混音处理，得到第二音频信号。由于本实施例中对近端输入信号进行了啸叫抑制处理，因此，有效抑制了外放扩音环境中产生的啸叫，使得放音设备和录音设备即使距离很近也不会产生啸叫，能真实的模拟商业K歌放的场景，让用户随时享受K歌乐趣，从而有效地提高了用户的体验度。

图3为本发明实施例二提供的抗啸叫音频信号处理方法流程图。如图3所示，该方法包括如下步骤。

步骤201、接收点唱请求，点唱请求包括待点唱歌曲的标识。

步骤202、获取与待点唱歌曲的标识对应的背景音频信号。

本实施例中，步骤201～步骤202和上述实施例一中的步骤101～步骤102相同，此处不再赘述。

步骤203、获取远端参考信号和近端输入信号，在音频处理底层或者数字信号处理(digital signal processing，简称DSP)层上，根据远端参考信号，对近端输入信号进行啸叫抑制处理，获取第一音频信号。

本实施例方法的执行主体可以为操作软件，软件分为应用层(Application)、结构层(Framework)、硬件抽象层(Hardware AbstractionLayer，简称HAL)、驱动层(Driver)四个层次，越高层软件存在越多的延迟，例如：在Application层处理，就会存在越多的延迟，音频处理底层和DSP层为Driver下面的一层，在音频处理底层或者DSP进行啸叫抑制处理，延迟小，因此，为了降低音频信号处理和传输过程中的延迟，本发明中在音频处理底层或者数字信号处理层上，根据远端参考信号，对近端输入信号进行啸叫抑制处理，获取第一音频信号。

步骤204、将第一音频信号与背景音频信号进行混音处理，得到第二音频信号。

本实施例提供的抗啸叫音频信号处理方法，通过接收到的点唱请求中的待点唱歌曲的标识，获取与待点唱歌曲的标识对应的背景音频信号，获取远端参考信号和近端输入信号，在音频处理底层或者数字信号处理DSP层上，根据远端参考信号，对近端输入信号进行啸叫抑制处理，获取第一音频信号，将第一音频信号与背景音频信号进行混音处理，得到第二音频信号。本实施例中对近端输入信号进行了啸叫抑制处理，有效抑制了外放扩音环境中产生的啸叫，使得放音设备和录音设备即使距离很近也不会产生啸叫，能真实的模拟商业K歌放的场景，让用户随时享受K歌乐趣，并且，本实施例中在音频处理底层或者或者DSP层上进行啸叫抑制处理，减小了音频信号处理过程中的延迟，还可以回避系统高层次软件的不稳定因素，使得K歌效果更好。

进一步的，在本发明的实施例三中，在上述各个实施例的基础上，获取与待点唱歌曲的标识对应的背景音频信号，具体包括：根据待点唱歌曲的标识得到待点唱歌曲的歌曲信息，并对该歌曲信息解码，以获取背景音频信号。

本实施例中，根据待点唱歌曲的标识得到待点唱歌曲的歌曲信息，该歌曲信息中包括原唱语音信号和背景音频信号，在一些特殊的场景中(如唱卡拉OK)，只需要背景音频信号，因此，需要对待点唱歌曲解码，以获取对应的背景音频信号。其中，对于待点唱歌曲解码以获取对应的背景音频信号的方法有多种，本领域技术人员可根据实际情况选择合适的解码方法来获取背景音频信号，本发明中不做限定。

更进一步的，在本发明的实施例四中，在上述各个实施例的基础上，将第一音频信号与背景音频信号进行混音处理，包括：将第一音频信号与背景音频信号在音频下行链路上进行混音处理。

本实施例中，音频信号处理过程中，将麦克风采集到音频信号传输到应用层中进行处理(如录入存储)这一音频处理链路为音频上行链路；在应用层上获取背景音频信号与第一音频信号进行混音，得到第二音频信号后由扬声器播出这一音频处理链路为音频下行链路，因此，第一音频信号与背景音频信号是在音频下行链路上进行混音处理。

可选地，得到第二音频信号之后，还包括：将第二音频信号通过音频信号线或者无线发射器发送到外部扩音设备上以进行播放；或者，将第二音频信号通过扬声器进行播放。

本实施例中，外部扩音设备指的是位于用于进行抗啸叫音频信号处理的设备之外，该设备需要通过无线或者有限的方式连接到其它扩音设备上。将第二音频信号通过音频信号线或者无线发射器发送到外部扩音设备上以进行播放，实现了移动终端外放卡拉OK的功能，能真实的模拟商业K歌放的场景；或者将第二音频信号通过扬声器进行播放，用户可以随时使用便携式的移动终端唱卡拉OK，享受K歌乐趣。

图4为本发明实施例五提供的抗啸叫音频信号处理装置的结构示意图。如图4所示，该装置包括：接收模块21、获取模块22和处理模块23。接收模块21用于接收点唱请求，点唱请求包括待点唱歌曲的标识。获取模块22用于获取与待点唱歌曲的标识对应的背景音频信号。处理模块23用于根据远端参考信号，对近端输入信号进行啸叫抑制处理，获取第一音频信号；并将第一音频信号与背景音频信号进行混音处理，获取第二音频信号。其中，获取模块22还用于获取远端参考信号和近端输入信号；其中，远端参考信号为扬声器的输入信号；近端输入信号为麦克风的输出信号。

本实施例的装置可以执行上述图2所示方法实施例的技术方案，其实现原理和有益效果相类似，此处不再赘述。

进一步地，在本发明的实施例六中，在上述实施例五的基础上，处理模块23具体用于：在音频处理底层或者数字信号处理DSP层上，根据远端参考信号，对近端输入信号进行啸叫抑制处理，获取第一音频信号；并将第一音频信号与背景音频信号进行混音处理，得到第二音频信号。

本实施例的装置可以执行上述图3所示方法实施例的技术方案，其实现原理和有益效果相类似，此处不再赘述。

图5为本发明实施例七提供的抗啸叫音频信号处理装置的结构示意图。如图5所示，获取模块22包括：歌曲信息获取单元24和解码单元25。其中，歌曲信息获取单元24用于根据待点唱歌曲的标识得到待点唱歌曲的歌曲信息；解码单元25用于对歌曲信息解码，以获取背景音频信号。

本实施例的装置可以执行上述方法实施例三的技术方案，其实现原理和有益效果相类似，此处不再赘述。

更进一步的，在本发明实施例八中，在上述实施例五至七任一实施例的基础上，处理模块23具体还用于：将第一音频信号与背景音频信号在音频下行链路上进行混音处理。

本实施例的装置可以执行上述方法实施例四的技术方案，其实现原理和有益效果相类似，此处不再赘述。

可选地，本发明提供的抗啸叫音频信号处理装置还包括播放模块(图中未示出)，该播放模块用于将第二音频信号通过音频信号线或者无线发射器发送到外部扩音设备上以进行播放；或者，将第二音频信号通过扬声器进行播放。

本发明所提供的具备上述功能的抗啸叫音频信号处理装置可以通过多种芯片结合外围电路来实现，其中一种优选的实施方案描述如下：图6为本发明实施例九提供的抗啸叫音频信号处理装置的原理框图，该方案中抗啸叫音频信号处理装置可以具体为用户设备，其用户设备所应用的系统可以为：Linux、Windows Mobile、Android等系统，但本发明中并不以此为限。

如图6所示，该用户终端包括：主处理器33、音频处理器32、麦克风31、放音设备34和存储器35，其中，主处理器33包括音频编解码单元36和混音处理单元37，音频处理器32包括啸叫抑制处理单元38。

当主处理器33接收到点唱请求信号后，控制音频编解码单元36根据点唱请求中的待点唱歌曲的标识，从存储器35中获取标识对应的待点唱歌曲，将待点唱歌曲进行解码，获取背景音频信号，将该背景音频信号输入混音处理单元37。同时，麦克风31将采集到的音频信号作为近端输入信号输入音频处理器32中的啸叫抑制处理单元38中，啸叫抑制处理单元38根据远端参考信号对近端输入信号进行抗啸叫处理，获取第一音频信号，并将第一音频信号输入到混音处理单元37中，将该第一音频信号和背景音频信号进行混音处理，获取第二音频信号，该第二音频信号一方面输入到放音设备进行播放，另一方面作为远端参考信号输入啸叫抑制处理单元38中。

可选地，本实施例中的麦克风31既可以为用户终端自带的麦克风，也可以使用外接的麦克风设备，本发明中主要使用该用户终端自带的麦克风；存储器35既可以为用户终端自带的存储器，也可以使用外部存储器设备，如手机、电脑等其他外部设备的存储器；放音设备34既可以为用户终端自带的扬声器，也可以为外部扩音设备，如外接音箱等，本发明中并不以此为限。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种抗啸叫音频信号处理方法，其特征在于，包括：

接收点唱请求，所述点唱请求包括待点唱歌曲的标识；获取与所述待点唱歌曲的标识对应的背景音频信号；

获取远端参考信号和近端输入信号，根据所述远端参考信号，对所述近端输入信号进行啸叫抑制处理，得到第一音频信号；其中，所述远端参考信号为扬声器的输入信号；所述近端输入信号为麦克风的输出信号；

将所述第一音频信号与所述背景音频信号进行混音，得到第二音频信号。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述远端参考信号，对所述近端输入信号进行啸叫抑制处理，得到第一音频信号，包括：

在音频处理底层或者数字信号处理层上，根据所述远端参考信号，对所述近端输入信号进行啸叫抑制处理，获取第一音频信号。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述获取与所述待点唱歌曲的标识对应的背景音频信号，包括：

根据所述待点唱歌曲的标识得到所述待点唱歌曲的歌曲信息，并对所述歌曲信息解码，得到所述背景音频信号。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述将所述第一音频信号与所述背景音频信号进行混音处理，包括：

将所述第一音频信号与所述背景音频信号在音频下行链路上进行混音处理。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述得到第二音频信号之后，还包括：

将所述第二音频信号通过音频信号线或者无线发射器发送到外部扩音设备上以进行播放；或者，

将所述第二音频信号通过扬声器进行播放。

6.一种抗啸叫音频信号处理装置，其特征在于，包括：

接收模块，用于接收点唱请求，所述点唱请求包括待点唱歌曲的标识；

获取模块，用于获取与所述待点唱歌曲的标识对应的背景音频信号；

所述获取模块，还用于获取远端参考信号和近端输入信号；其中，所述远端参考信号为扬声器的输入信号；所述近端输入信号为麦克风的输出信号；

处理模块，用于根据所述远端参考信号，对所述近端输入信号进行啸叫抑制处理，获取第一音频信号；并将所述第一音频信号与所述背景音频信号进行混音处理，获取第二音频信号。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述处理模块，具体用于：

在音频处理底层或者数字信号处理DSP层上，根据所述远端参考信号，对所述近端输入信号进行啸叫抑制处理，获取第一音频信号；并将所述第一音频信号与所述背景音频信号进行混音处理，获取第二音频信号。

8.根据权利要求6或7所述的装置，其特征在于，所述获取模块，包括：

歌曲信息获取单元，用于根据所述待点唱歌曲的标识得到所述待点唱歌曲的歌曲信息；

解码单元，用于对所述歌曲信息解码，以获取所述背景音频信号。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述处理模块，具体还用于：

将所述第一音频信号与所述背景音频信号在音频下行链路上进行混音处理。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，还包括播放模块；

所述播放模块，用于将所述第二音频信号通过音频信号线或者无线发射器发送到外部扩音设备上以进行播放；或者，

将所述第二音频信号通过扬声器进行播放。