CN106303837A - 双麦克风的风噪检测及抑制方法、系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种双麦克风的风噪检测及抑制方法、系统。其中，检测系统分别获取两路语音信号中的低频能量值和高频能量值、低频的信噪比、和二者在低频的互相关值；根据各自的高频能量值与低频能量值之间的关系、两信噪比之间的关系、以及互相关值中的至少两个满足预设的对应的检测阈值条件时，确定麦克风受风噪的影响；再由抑制系统判断互相关值与预设的互相关区间的关系，并根据所判断的结果确定相应的控制衰减增益；当确定麦克风不受风噪的影响时，还判断两信噪比之间的关系是否满足预设的基于信噪比的风噪条件，若满足，则根据当前背景噪声确定相应的控制衰减增益；再将语音信号与控制衰减增益进行加权处理，以得到输出信号。由此来准确检测及抑制。

Description

双麦克风的风噪检测及抑制方法、系统

技术领域

本发明涉及风噪检测技术，特别涉及双麦克风的风噪检测及抑制方法、系统。

背景技术

双麦克风包含主麦克风和副麦克风，利用两个麦克风来收集声音，能够检测到风噪，以提高双麦克风所收集的声音的音质。

对于双麦克风来说，由于两个麦克风所收集的声音来源并不完全一致，主麦克风主要收集目标对象的声音，副麦克风主要收集环境声音。当双麦克风在开阔环境时，风噪可能导致无法清晰的传递目标对象的声音。

风噪是空气流动经过物体表面或缝隙摩擦产生的声音。对于移动终端来说，当风到达麦克风表面并打击麦克风薄膜时所产生的声音，也有风吹过周围的物体产生的声音被麦克风拾取。这种噪声对于室外录音和通话产生恶劣的影响。

目前，利用双麦克风检测风噪的方式主要是检测两路语音信号在风噪频段的互相关性。但，仅根据互相关性会导致如清声、破音等低频声音被误检，更无法据此准确进行风噪抑制。

发明内容

本发明的目的在于提供一种双麦克风的风噪检测及抑制方法、系统，用于解决现有技术中的如何提高利用双麦克风来检测风噪的准确率、和如何进行合理抑制风噪的问题。

为解决上述技术问题，本发明的实施方式提供了一种双麦克风的风噪检测方法，其中，所述双麦克风中包含对应主麦克风和副麦克风的两个语音收集模块，每个语音收集模块将所收集的声音转换成一路语音信号，所述风噪检测方法包含：分别获取两路所述语音信号中的低频能量值和高频能量值，其中，所述低频语音信号和高频语音信号是分别从两路所述语音信号的预设第一频点以下和第二频点以上中获取的；分别计算两路所述语音信号在所述第一频点以下的信噪比；计算两路所述语音信号在所述第一频点以下的互相关值；在两路所述语音信号各自的高频能量值与低频能量值之间的关系、两路所述语音信号的信噪比之间的关系、以及所述互相关值中的至少两个满足预设的对应的检测阈值条件时，确定所述主麦克风受风噪的影响。

基于上述目的，本发明还提供双麦克风的风噪抑制方法，包含：根据所述的风噪检测方法检测出所述主麦克风受风噪的影响时，判断所述互相关值与预设的互相关区间的关系，并根据所判断的结果确定相应的控制衰减增益；根据所述的风噪检测方法检测出所述主麦克风不受风噪的影响时，进一步判断两所述信噪比之间的关系是否满足预设的基于信噪比的风噪条件，若满足，则根据当前背景噪声确定相应的控制衰减增益，反之，则将所述控制衰减增益设为常规值；将所述语音信号与所述控制衰减增益进行加权处理，以得到输出信号。

基于上述目的，本发明提供一种双麦克风的风噪检测系统，其中，所述双麦克风中包含主麦克风和副麦克风的两个语音收集模块，每个语音收集模块将所收集的声音转换成一路语音信号，所述风噪检测系统包含：与每个所述语音收集模块相连的能量计算模块，用于分别获取两路所述语音信号中的低频能量值和高频能量值，其中，所述低频语音信号和高频语音信号是分别从两路所述语音信号的预设第一频点以下和第二频点以上中获取的；信噪比计算模块，用于分别计算两路所述语音信号在所述第一频点以下的信噪比；互相关计算模块，用于计算两路所述语音信号在所述第一频点以下的互相关值；检测模块，用于在两路所述语音信号各自的高频能量值与低频能量值之间的关系、两路所述语音信号的信噪比之间的关系、以及所述互相关值中的至少两个满足预设的对应的检测阈值条件时，确定所述主麦克风受风噪的影响。

基于上述目的，本发明还提供一种双麦克风的风噪抑制系统，包含：第一控制衰减增益确定模块，用于根据所述的风噪检测系统检测出所述主麦克风受风噪的影响时，判断所述互相关值与预设的互相关区间的关系，并根据所判断的结果确定相应的控制衰减增益；第二控制衰减增益确定模块，用于根据所述的风噪检测系统检测出所述主麦克风不受风噪的影响时，进一步判断两所述信噪比之间的关系是否满足预设的基于信噪比的风噪条件，若满足，则根据当前背景噪声确定相应的控制衰减增益，反之，则将所述控制衰减增益设为常规值；抑制模块，用于将所述语音信号与所述控制衰减增益进行加权处理，以得到输出信号。

本发明实施方式相对于现有技术而言，通过对根据两路信号各自的高频能量和低频能量的比较结果、根据各路语音信号在低频的信噪比的比较结果、和两路语音信号的互相关性中的至少两个，来检测主麦克风是否受风噪的影响，能够有效避免依据其中一个检测结果的判断不够准确的问题。

另外，对各能量值进行平滑处理，能够将各频点中能量值过高的部分进行均衡，以避免由于包含异常能量值导致检测的误判。

另外，在信噪比中增加基于该两路语音收集模块之间的增益抑制能防止双麦克风的硬件差异带来的干扰。

另外，在检测出所述主麦克风不受风噪的影响时，进一步判断两所述信噪比之间的关系是否满足预设的基于信噪比的风噪条件，能更进一步的弥补检测存在漏洞情况下，对控制衰减增益的错误设定，以提供优质音质服务。

另外，根据互相关值所在的区间，以分段方式设置控制衰减增益，能够根据风噪的影响来衰减或抑制噪声，有效减少音质上的损失。

附图说明

图1是本发明第一实施方式的双麦克风的风噪检测方法的流程图；

图2是本发明的第二实施方式的双麦克风进行抑制的方法的流程图；

图3是本发明的第三实施方式的双麦克风的风噪检测系统结构图；

图4是本发明的第四实施方式的双麦克风进行抑制的抑制系统结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本发明各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请各权利要求所要求保护的技术方案。

如图1所示，本发明的第一实施方式涉及一种双麦克风的风噪检测方法。其中，所述双麦克风中包含对应主麦克风和副麦克风的两个语音收集模块，每个语音收集模块将所收集的声音转换成一路语音信号。所述语音收集模块通过震动传感器将所收集的声音转换成语音模拟信号，再通过模数转换得到所述语音信号。所述风噪检测方法主要由与两所述语音收集模块相连的风噪检测系统来执行。所述风噪检测系统包括安装在所述双麦克风中软件和硬件。

在步骤S11中，所述风噪检测系统分别获取两路所述语音信号中的低频能量值和高频能量值，其中，所述低频语音信号和高频语音信号是分别从两路所述语音信号的预设第一频点以下和第二频点以上中获取的。

在此，所述第一频点根据风噪所处频段而设定。如，所述第一频点为200Hz、或1KHz。所述第二频点根据风噪特性设定的。例如，所述第二频点为1KHz。

具体地，为了快速的得到各路语音信号中的高频能量值和低频能量值，所述风噪检测系统先分别对每一路语音信号时频域转换，并对频域中各语音信号可能的风噪区域进行检测。

例如，假设输入信号为8KHz，每帧数据20ms，即M＝160样点。FFT长度为N＝256，混叠长度为L＝96。

${\stackrel{\→}{X}}_i\left(m\right)=FFT\left({\stackrel{\→}{u}}_i\left(m\right)\stackrel{\→}{w}\right)$

${\stackrel{\→}{X}}_i\left(m\right)={\[X_i(m,0),X_i(m,1)...X_i(m,N-1)\]}^{-1}$

${\stackrel{\→}{u}}_i\left(m\right)={\[x_i(m-1,N-L),...,x_i(m-1,M-1),x_i(m,0),...,x_i(m,M-1)\]}^{-1}$

${\stackrel{\→}{x}}_i\left(m\right)={\[x_i\left(mM\right),x_i(mM+1)...x_i(mM+M-1)\]}^{-1}$

其中i＝1,2，为输入信号，为混叠后信号，为窗函数，类型不做特殊要求。

接着，所述风噪检测系统分别计算两路语音信号的高频能量值和低频能量值。

其中，所述风噪检测系统根据两路所述语音信号各自频域中低频语音信号分量和高频语音信号分量的幅值，确定两路所述语音信号各自所对应的低频能量值和高频能量值。

以第一频点在1KHz以下，第二频点在1KHz以上为例，所述第一频点对应的频点为N₁，则两路语音信号的低频能量值分别为Eng_l₁(m)和Eng_l₂(m)，高频能量值分别为：Eng_h₁(m)和Eng_h₂(m)。

其中，低频能量 $Eng\_l_1\left(m\right)=\underset{k=1}{\overset{N_1}{\Σ}}\left|\right|X_1(m,k)|{|}^2,Eng\_l_2\left(m\right)=\underset{k=1}{\overset{N_1}{\Σ}}|\left|X_2(m,k)\right|{|}^2.$

高频能量 $Eng\_h_1\left(m\right)=\underset{k=N_1+1}{\overset{N/2}{\Σ}}\left|\right|X_1(m,k)|{|}^2,Eng\_h_2\left(m\right)=\underset{k=N_1+1}{\overset{N/2}{\Σ}}|\left|X_2(m,k)\right|{|}^2.$

优选地，所述风噪检测系统还将所确定的各低频能量值和高频能量值进行平滑处理，以便更准确的进行后续判断。

例如，所述风噪检测系统利用如下公式来对各能量值进行平滑处理，以得到平滑后的低频能量值Eng_l₁_smth(m)、Eng_l₂_smth(m)和高频能量值Eng_h₁_smth(m)和Eng_h₂_smth(m)：

Eng_l₁_smth(m)＝α*Eng_l₁_smth(m-1)+(1-α)*Eng_l₁(m)，

Eng_l₂_smth(m)＝α*Eng_l₂_smth(m-1)+(1-α)*Eng_l₂(m)，

Eng_h₁_smth(m)＝α*Eng_h₁_smth(m-1)+(1-α)*Eng_h₁(m)，

Eng_h₂_smth(m)＝α*Eng_h₂_smth(m-1)+(1-α)*Eng_h₂(m)，其中0<α<1。

接着，在步骤S12中，所述风噪检测系统还分别计算两路所述语音信号在所述第一频点以下的信噪比。

具体地，所述风噪检测系统可以分别对两路语音信号在低频频域的噪声进行估计，再根据步骤S11中所得到的低频能量值，求取各路低频信噪比。

优选地，所述风噪检测系统执行步骤S121和S122(均未予图示)。

在步骤S121中，所述风噪检测系统对两路所述语音信号各自的低频语音分量中的背景噪声能量进行估计运算。

在步骤S122中，所述风噪检测系统根据各低频能量值与所述背景噪声能量的比值来分别计算两路所述语音信号在所述第一频点以下的各自信噪比。

在此，所述风噪检测系统可以选择一段时间内能量最小值，或根据峰值均值比、平稳度等因子进行估计，以得到所述背景噪声能量记为Eng_n(m)。优选地，所述风噪检测系统还可以对所述背景噪声能量进行平滑，其平滑方式与步骤S11中的平滑方式相同或相似，并得到平滑后的背景噪声能量Eng_n_smth(m)。

接着，所述风噪检测系统根据各低频能量值与所述背景噪声能量的比值来分别计算两路所述语音信号在所述第一频点以下(即低频)的各自信噪比。

例如，所述风噪检测系统利用如下公式来计算各自的信噪比。

${\mathrm{\&gamma;}}_1\left(m\right)=20*log10\left(\frac{Eng\_l_1\left(m\right)}{Eng\_n\left(m\right)}\right),{\mathrm{\&gamma;}}_2\left(m\right)=20*log10\left(\frac{Eng\_l_2\left(m\right)}{Eng\_n\left(m\right)}\right)$

其中，γ₁(m)和γ₂(m)分别为两路语音信号在低频的信噪比。

优选地，所述风噪检测系统使用平滑后的各能量值来计算各自的信噪比。

更为优选地，所述风噪检测系统确定其中一路所述语音信号的信噪比为另一路所述语音信号的信噪比与预设的基于该两路语音收集模块之间的增益修正的和。

例如，所述风噪检测系统计算γ₂(m)的公式为： ${\mathrm{\&gamma;}}_2\left(m\right)=20*log10\left(\frac{Eng\_l_2\_smth\left(m\right)}{Eng\_n\_smth\left(m\right)}\right)+c.$

在步骤S13中，所述风噪检测系统计算两路所述语音信号在所述第一频点以下的互相关值。

例如，所述风噪检测系统利用公式计算所述互相关值。其中为X₂(m,k)共轭。

进一步的，所述风噪检测系统对互相关做归一化处理：

$Corr\_norm(m,k)=\frac{X_1(m,k)*X_2^{*}(m,k)}{\sqrt{\left|\right|X_1(m,k)|{|}^2*|\left|X_2(m,k)\right|{|}^2}}.$

更进一步的，所述风噪检测系统对所述互相关值做平滑处理：

Corr_smth(m,k)＝α*Corr_smth(m-1,k)+(1-α)*Corr_norm(m,k)；

再计算低频的相关性均值： $Corr\_avg\left(m\right)=1/N_1*\underset{k=1}{\overset{N_1}{\&Sigma;}}\sqrt{\left|\right|Corr\_norm(m,k)|{|}^2}.$

在步骤S14中，所述风噪检测系统在两路所述语音信号各自的高频能量值与低频能量值之间的关系、两路所述语音信号的信噪比之间的关系、以及所述互相关值中的至少两个满足预设的对应的检测阈值条件时，确定所述主麦克风受风噪的影响。

在此，所述两路所述语音信号各自的高频能量值与低频能量值之间的关系包括但不限于：单路所述语音信号的低频能量值与高频能量值的比值。所述两路所述语音信号的信噪比之间的关系包括：两所述信噪比之差。

在此，所述检测阈值条件包括：单路所述语音信号的低频能量值与高频能量值的比值大于1；两所述信噪比之差大于预设的第一信噪比检测阈值；以及，所述互相关值小于预设的互相关检测阈值。

例如，所述风噪检测系统利用如下临界条件判断公式中至少两个公式成立为限，确定所述主麦克风是否受风噪的影响，当确定受影响时，设置对应的检测标志位为1，反之为0。

Corr_avg(m)<Thr_corr，

γ₁(m)>γ₂(m)+Thr_r，

Eng_l1_smth(m)>β*Eng_h1_smth(m)，β>1。其中Thr_corr为互相关检测阈值，Thr_r为第一信噪比检测阈值。

如图2所示，本发明的又一实施例中涉及根据所述第一实施例的检测方法来对主麦克风的风噪进行抑制的方法。所述抑制方法主要由抑制系统来执行。所述抑制系统与第一实施例中的风噪检测系统相连，并接收所述风噪检测系统所提供的风噪检测结果和所计算的两路所述语音信号各自的高频能量值与低频能量值、两路所述语音信号的信噪比、以及互相关值。

在步骤S21中，所述抑制系统根据第一实施例任一所述的风噪检测方法检测出所述主麦克风受风噪的影响时，判断所述互相关值与预设的互相关区间的关系，并根据所判断的结果确定相应的控制衰减增益。

具体地，所述风噪检测系统将表示所述主麦克风受风噪的影响的标志位置1时，所述抑制系统判断所述互相关值与预设的互相关区间的关系：

若所述互相关值小于所述互相关区间的下限，则将两路所述语音信号各自的低频语音分量中的背景噪声能量与一路所述语音信号所对应的低频能量值的比值作为对应该路语音信号的控制衰减增益；

若所述互相关值大于所述互相关区间的上限，则令所述控制衰减增益为1；

若所述互相关值位于所述互相关区间之内，则将两路所述语音信号各自的低频语音分量中的背景噪声能量与一路所述语音信号所对应的低频能量值的比值、与所述互相关值在所述互相关区间所占比值的和作为所述控制衰减增益。

例如，所述抑制系统利用公式来设定相应的控制衰减增益gain(m,k)：

$gain(m,k)=\{\begin{array}{cc}gain\_min\left(m\right)& Corr\_smth(m,k)<THRL\\ gain\_min\left(m\right)+\frac{Corr\_smth(m,k)-THRL}{THRH-THRL}& Other\\ 1& Corr\_smth(m,k)>THRH\end{array};$ 其中，THRL和THRH分别为互相关的上限和下限，

当所述抑制系统根据第一实施例任一所述的风噪检测方法未检测出所述主麦克风受风噪的影响时，执行步骤S22，以便进一步确认所述主麦克风是否受风噪的影响。

在步骤S22中，所述抑制系统判断两所述信噪比之间的关系是否满足预设的基于信噪比的风噪条件，若满足，则根据当前背景噪声确定相应的控制衰减增益，反之，则将所述控制衰减增益设为常规值。其中，所述常规值举例为1。

其中，所述预设的基于信噪比的风噪条件包括：一路语音信号的信噪比γ1与另一路语音信号的信噪比γ2之差大于预设的第二信噪比检测阈值、且所述信噪比γ2小于预设的第三信噪比检测阈值。

例如，当所述抑制系统判断两信噪比满足：γ₁(m)>γ₂(m)+Thr_r2、和γ₂(m)<Thr_r3，即说明一路语音收集模块(mic1)的信号比较大，另一路语音收集模块(mic2)的信号近似背景噪声。这时认为是风噪。其中，Thr_r2为所述第二信噪比检测阈值，Thr_r3为所述第三信噪比检测阈值。

则所述抑制系统设定控制衰减增益取预设的最小值：gain(m,k)＝gain_min(m)。

进一步的，所述抑制系统对所述控制衰减增益进行平滑处理：gain_smth(m,k)＝α*gain_smth(m-1,k)+(1-α)*gain(m,k)

在步骤S23中，所述抑制系统将所述语音信号与所述控制衰减增益进行加权处理，以得到输出信号。

例如，所述抑制系统最终得到的对应频域的输出信号为：Y(m,k)＝X(m,k)*gain_smth(m,k)。

更进一步的，所述抑制系统对所得到的所述输出信号进行反时频变换，以得到去风噪后的语音信号。如此，人们能够在另一方听到清晰的声音，由此保证了音质。

如图3所示，本发明的第三实施方式涉及一种双麦克风的风噪检测系统。其中，所述双麦克风1中包含对应主麦克风和副麦克风的两个语音收集模块11，每个语音收集模块11将所收集的声音转换成一路语音信号。所述语音收集模块11通过震动传感器将所收集的声音转换成语音模拟信号，再通过模数转换得到所述语音信号。所述风噪检测系统2与两所述语音收集模块11相连。所述风噪检测系统2包括：能量计算模块21、信噪比计算模块12、互相关计算模块13和检测模块14。

所述能量计算模块21与每个所述语音收集模块11相连，用于分别获取两路所述语音信号中的低频能量值和高频能量值，其中，所述低频语音信号和高频语音信号是分别从两路所述语音信号的预设第一频点以下和第二频点以上中获取的。

在此，所述第一频点根据风噪所处频段而设定。如，所述第一频点为200Hz、或1KHz。所述第二频点根据风噪特性设定的。例如，所述第二频点为1KHz。

具体地，为了快速的得到各路语音信号中的高频能量值和低频能量值，所述能量计算模块21先分别对每一路语音信号时频域转换，并对频域中各语音信号可能的风噪区域进行检测。

例如，假设输入信号为8KHz，每帧数据20ms，即M＝160样点。FFT长度为N＝256，混叠长度为L＝96。

${\stackrel{\&RightArrow;}{X}}_i\left(m\right)=FFT\left({\stackrel{\&RightArrow;}{u}}_i\right(m)\stackrel{\&RightArrow;}{w})$

${\stackrel{\&RightArrow;}{X}}_i\left(m\right)={\&lsqb;X_i(m,0),X_i(m,1)...X_i(m,N-1)\&rsqb;}^{-1}$

${\stackrel{\&RightArrow;}{u}}_i\left(m\right)={\&lsqb;x_i(m-1,N-L),...,x_i(m-1,M-1),x_i(m,0),...,x_i(m,M-1)\&rsqb;}^{-1}$

${\stackrel{\&RightArrow;}{x}}_i\left(m\right)={\&lsqb;x_i\left(mM\right),x_i(mM+1)...x_i(mM+M-1)\&rsqb;}^{-1}$

其中i＝1,2，为输入信号，为混叠后信号，为窗函数，类型不做特殊要求。

接着，所述能量计算模块21分别计算两路语音信号的高频能量值和低频能量值。

其中，所述能量计算模块21根据两路所述语音信号各自频域中低频语音信号分量和高频语音信号分量的幅值，确定两路所述语音信号各自所对应的低频能量值和高频能量值。

以第一频点在1KHz以下，第二频点在1KHz以上为例，所述第一频点对应的频点为N₁，则两路语音信号的低频能量值分别为Eng_l₁(m)和Eng_l₂(m)，高频能量值分别为：Eng_h₁(m)和Eng_h₂(m)。

其中，低频能量 $Eng\_l_1\left(m\right)=\underset{k=1}{\overset{N_1}{\&Sigma;}}\left|\right|X_1(m,k)|{|}^2,Eng\_l_2\left(m\right)=\underset{k=1}{\overset{N_1}{\&Sigma;}}|\left|X_2(m,k)\right|{|}^2.$

高频能量 $Eng\_h_1\left(m\right)=\underset{k=N_1+1}{\overset{N/2}{\&Sigma;}}\left|\right|X_1(m,k)|{|}^2,Eng\_h_2\left(m\right)=\underset{k=N_1+1}{\overset{N/2}{\&Sigma;}}|\left|X_2(m,k)\right|{|}^2.$

优选地，所述能量计算模块21还将所确定的各低频能量值和高频能量值进行平滑处理，以便更准确的进行后续判断。

例如，所述能量计算模块21利用如下公式来对各能量值进行平滑处理，以得到平滑后的低频能量值Eng_l₁_smth(m)、Eng_l₂_smth(m)和高频能量值Eng_h₁_smth(m)和Eng_h₂_smth(m)：

Eng_l₁_smth(m)＝α*Eng_l₁_smth(m-1)+(1-α)*Eng_l₁(m)，

Eng_l₂_smth(m)＝α*Eng_l₂_smth(m-1)+(1-α)*Eng_l₂(m)，

Eng_h₁_smth(m)＝α*Eng_h₁_smth(m-1)+(1-α)*Eng_h₁(m)，

Eng_h₂_smth(m)＝α*Eng_h₂_smth(m-1)+(1-α)*Eng_h₂(m)，其中0<α<1。

所述信噪比计算模块12用于分别计算两路所述语音信号在所述第一频点以下的信噪比。

具体地，所述信噪比计算模块12可以分别对两路语音信号在低频频域的噪声进行估计，再根据所述能量计算模块21中所得到的低频能量值，求取各路低频信噪比。

优选地，所述信噪比计算模块12包括：背景噪声估计子模块和信噪比计算子模块。(均未予图示)

所述背景噪声估计子模块用于对两路所述语音信号各自的低频语音分量中的背景噪声能量进行估计运算。

所述信噪比计算子模块用于根据各低频能量值与所述背景噪声能量的比值来分别计算两路所述语音信号在所述第一频点以下的各自信噪比。

在此，所述背景噪声估计子模块可以选择一段时间内能量最小值，或根据峰值均值比、平稳度等因子进行估计，以得到所述背景噪声能量记为Eng_n(m)。优选地，所述背景噪声估计子模块还可以对所述背景噪声能量进行平滑，其平滑方式与所述能量计算模块21中的平滑方式相同或相似，并得到平滑后的背景噪声能量Eng_n_smth(m)。

接着，所述信噪比计算子模块根据各低频能量值与所述背景噪声能量的比值来分别计算两路所述语音信号在所述第一频点以下(即低频)的各自信噪比。

例如，所述信噪比计算子模块利用如下公式来计算各自的信噪比。

${\mathrm{\&gamma;}}_1\left(m\right)=20*log10\left(\frac{Eng\_l_1\left(m\right)}{Eng\_n\left(m\right)}\right),{\mathrm{\&gamma;}}_2\left(m\right)=20*log10\left(\frac{Eng\_l_2\left(m\right)}{Eng\_n\left(m\right)}\right)$

其中，γ₁(m)和γ₂(m)分别为两路语音信号在低频的信噪比。

优选地，所述信噪比计算子模块使用平滑后的各能量值来计算各自的信噪比。

更为优选地，所述信噪比计算子模块确定其中一路所述语音信号的信噪比为另一路所述语音信号的信噪比与预设的基于该两路语音收集模块11之间的增益修正的和。

例如，所述信噪比计算子模块计算γ₂(m)的公式为： ${\mathrm{\&gamma;}}_2\left(m\right)=20*log10\left(\frac{Eng\_l_2\_smth\left(m\right)}{Eng\_n\_smth\left(m\right)}\right)+c.$

所述信噪比计算模块12用于计算两路所述语音信号在所述第一频点以下的互相关值。

例如，所述信噪比计算模块12利用公式计算所述互相关值。其中为X₂(m,k)共轭。

进一步的，所述信噪比计算模块12对互相关做归一化处理：

$Corr\_norm(m,k)=\frac{X_1(m,k)*X_2^{*}(m,k)}{\sqrt{\left|\right|X_1(m,k)|{|}^2*|\left|X_2(m,k)\right|{|}^2}}.$

更进一步的，所述信噪比计算模块12对所述互相关值做平滑处理：

Corr_smth(m,k)＝α*Corr_smth(m-1,k)+(1-α)*Corr_norm(m,k)；

再计算低频的相关性均值： $Corr\_avg\left(m\right)=1/N_1*\underset{k=1}{\overset{N_1}{\&Sigma;}}\sqrt{\left|\right|Corr\_norm(m,k)|{|}^2}.$

所述检测模块14用于在两路所述语音信号各自的高频能量值与低频能量值之间的关系、两路所述语音信号的信噪比之间的关系、以及所述互相关值中的至少两个满足预设的对应的检测阈值条件时，确定所述主麦克风受风噪的影响。

在此，所述两路所述语音信号各自的高频能量值与低频能量值之间的关系包括但不限于：单路所述语音信号的低频能量值与高频能量值的比值。所述两路所述语音信号的信噪比之间的关系包括：两所述信噪比之差。

在此，所述检测阈值条件包括：单路所述语音信号的低频能量值与高频能量值的比值大于1；两所述信噪比之差大于预设的第一信噪比检测阈值；以及，所述互相关值小于预设的互相关检测阈值。

例如，所述检测模块14利用如下临界条件判断公式中两个公式成立为限，确定所述双麦克风1受风噪的影响。

Corr_avg(m)<Thr_corr，

γ₁(m)>γ₂(m)+Thr_r，

Eng_l1_smth(m)>β*Eng_h1_smth(m)。其中，β>1。Thr_corr为互相关检测阈值，Thr_r为第一信噪比检测阈值。

如图4所示，本发明的第四实施例中涉及根据所述第三实施例的检测系统来对主麦克风进行抑制的抑制系统。所述抑制系统3与第三实施例中的风噪检测系统2相连，并接收所述风噪检测系统2所提供的风噪检测结果和所计算的两路所述语音信号各自的高频能量值与低频能量值、两路所述语音信号的信噪比、以及互相关值。

所述抑制系统3包括：第一控制衰减增益确定模块31、第二控制衰减增益确定模块32、抑制模块33。

所述第一控制衰减增益确定模块31用于根据第一实施例任一所述的风噪检测方法检测出所述主麦克风受风噪的影响时，判断所述互相关值与预设的互相关区间的关系，并根据所判断的结果确定相应的控制衰减增益。

具体地，所述风噪检测系统2将表示所述主麦克风受风噪的影响的标志位置1时，所述第一控制衰减增益确定模块31判断所述互相关值与预设的互相关区间的关系：

若所述互相关值小于所述互相关区间的下限，则将两路所述语音信号各自的低频语音分量中的背景噪声能量与一路所述语音信号所对应的低频能量值的比值作为对应该路语音信号的控制衰减增益；

若所述互相关值大于所述互相关区间的上限，则令所述控制衰减增益为1；

若所述互相关值位于所述互相关区间之内，则将两路所述语音信号各自的低频语音分量中的背景噪声能量与一路所述语音信号所对应的低频能量值的比值、与所述互相关值在所述互相关区间所占比值的和作为所述控制衰减增益。

例如，所述第一控制衰减增益确定模块31利用公式来设定相应的控制衰减增益gain(m,k)：

$gain(m,k)=\{\begin{array}{cc}gain\_min\left(m\right)& Corr\_smth(m,k)<THRL\\ gain\_min\left(m\right)+\frac{Corr\_smth(m,k)-THRL}{THRH-THRL}& Other\\ 1& Corr\_smth(m,k)>THRH\end{array};$ 其中，THRL和THRH分别为互相关的上限和下限，

当所述第一控制衰减增益确定模块31根据第一实施例任一所述的风噪检测方法未检测出所述主麦克风受风噪的影响时，执行所述第二控制衰减增益确定模块32，以便进一步确认所述主麦克风是否受风噪的影响。

所述第二控制衰减增益确定模块32用于判断两所述信噪比之间的关系是否满足预设的基于信噪比的风噪条件，若满足，则根据当前背景噪声确定相应的控制衰减增益，反之，则将所述控制衰减增益设为常规值。其中，所述常规值举例为1。

其中，所述预设的基于信噪比的风噪条件包括：一路语音信号的信噪比γ1与另一路语音信号的信噪比γ2之差大于预设的第二信噪比检测阈值、且所述信噪比γ2小于预设的第三信噪比检测阈值。

例如，当所述第二控制衰减增益确定模块32判断两信噪比满足：γ₁(m)>γ₂(m)+Thr_r2、和γ₂(m)<Thr_r3，即说明一路语音收集模块11(mic1)的信号比较大，另一路语音收集模块11(mic2)的信号近似背景噪声。这时认为是风噪。其中，Thr_r2为所述第二信噪比检测阈值，Thr_r3为所述第三信噪比检测阈值。

则所述第二控制衰减增益确定模块32设定控制衰减增益取预设的最小值：gain(m,k)＝gain_min(m)。

进一步的，所述第二控制衰减增益确定模块32对所述控制衰减增益进行平滑处理：gain_smth(m,k)＝α*gain_smth(m-1,k)+(1-α)*gain(m,k)

所述抑制模块33用于将所述语音信号与所述控制衰减增益进行加权处理，以得到输出信号。

例如，所述抑制模块33最终得到的对应频域的输出信号为：Y(m,k)＝X(m,k)*gain_smth(m,k)。

更进一步的，所述抑制模块33对所得到的所述输出信号进行反时频变换，输出去风噪后的语音信息。如此，人们能够在另一方听到清晰的声音，由此保证了音质。

值得一提的是，本实施方式中所涉及到的各模块和单元均为逻辑模块和逻辑单元，在实际应用中，一个逻辑单元可以是一个物理单元，也可以是一个物理单元的一部分，还可以以多个物理单元的组合实现。此外，为了突出本发明的创新部分，本实施方式中并没有将与解决本发明所提出的技术问题关系不太密切的单元引入，但这并不表明本实施方式中不存在其它的单元。

本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。

Claims (10)

1.一种双麦克风的风噪检测方法，其中，所述双麦克风中包含对应主麦克风和副麦克风的两个语音收集模块，每个语音收集模块将所收集的声音转换成一路语音信号，其特征在于，所述风噪检测方法包含：

分别获取两路所述语音信号中的低频能量值和高频能量值，其中，所述低频语音信号和高频语音信号是分别从两路所述语音信号的预设第一频点以下和第二频点以上中获取的；

分别计算两路所述语音信号在所述第一频点以下的信噪比；

计算两路所述语音信号在所述第一频点以下的互相关值；

在两路所述语音信号各自的高频能量值与低频能量值之间的关系、两路所述语音信号的信噪比之间的关系、以及所述互相关值中的至少两个满足预设的对应的检测阈值条件时，确定所述主麦克风受风噪的影响。

2.根据权利要求1所述的双麦克风的风噪检测方法，其特征在于，所述获取低频能量值和高频能量值的方式包括：将所确定的各低频能量值和高频能量值进行平滑处理。

3.根据权利要求1所述的双麦克风的风噪检测方法，其特征在于，所述分别计算两路所述语音信号的信噪比的方式包括：

对两路所述语音信号各自的低频语音分量中的背景噪声能量进行估计运算；

根据各低频能量值与所述背景噪声能量的比值来分别计算两路所述语音信号在所述第一频点以下的各自信噪比；

其中，在两路所述语音信号中，存在一路语音信号的信噪比为另一路所述语音信号的信噪比与预设的基于该两路语音收集模块之间的增益修正的和。

4.根据权利要求1所述的双麦克风的风噪检测方法，其特征在于，所述两路语音信号各自的高频能量值与低频能量值之间的关系包括：单路所述语音信号的低频能量值与高频能量值的比值；

所述两路所述语音信号的信噪比之间的关系包括：两所述信噪比之差。

5.根据权利要求4所述的双麦克风的风噪检测方法，其特征在于，所述检测阈值条件包括：

单路所述语音信号的低频能量值与高频能量值的比值大于1；

计算的两个所述信噪比之差大于预设的第一信噪比检测阈值；

所述互相关值小于预设的互相关检测阈值。

6.一种双麦克风的风噪抑制方法，其特征在于，包含：

根据权利要求1-5中任一所述的风噪检测方法检测出所述主麦克风受风噪的影响时，判断所述互相关值与预设的互相关区间的关系，并根据所判断的结果确定相应的控制衰减增益；

根据权利要求1-5中任一所述的风噪检测方法检测出所述主麦克风不受风噪的影响时，进一步判断两所述信噪比之间的关系是否满足预设的基于信噪比的风噪条件，若满足，则根据当前背景噪声确定相应的控制衰减增益，反之，则将所述控制衰减增益设为常规值；

将所述语音信号与所述控制衰减增益进行加权处理，以得到输出信号。

7.根据权利要求6所述的双麦克风的风噪抑制方法，其特征在于，所述根据所判断的结果确定相应的控制衰减增益的方式包括：

若所述互相关值小于所述互相关区间的下限，则将两路所述语音信号各自的低频语音分量中的背景噪声能量与一路所述语音信号所对应的低频能量值的比值作为对应该路语音信号的控制衰减增益；

若所述互相关值大于所述互相关区间的上限，则令所述控制衰减增益为1；

若所述互相关值位于所述互相关区间之内，则将两路所述语音信号各自的低频语音分量中的背景噪声能量与一路所述语音信号所对应的低频能量值的比值、与所述互相关值在所述互相关区间所占比值的和作为所述控制衰减增益。

8.根据权利要求6所述的双麦克风的风噪抑制方法，其特征在于，所述预设的基于信噪比的风噪条件包括：一路语音信号的信噪比γ1与另一路语音信号的信噪比γ2之差大于预设的第二信噪比检测阈值、且所述信噪比γ2小于预设的第三信噪比检测阈值；

对应的，所述根据当前背景噪声确定相应的控制衰减增益的方式包括：设定控制衰减增益取预设的最小值，并对所述控制衰减增益进行平滑处理。

9.一种双麦克风的风噪检测系统，其中，所述双麦克风中包含对应主麦克风和副麦克风的两个语音收集模块，每个语音收集模块将所收集的声音转换成一路语音信号，其特征在于，所述风噪检测系统包含：

与每个所述语音收集模块相连的能量计算模块，用于分别获取两路所述语音信号中的低频能量值和高频能量值，其中，所述低频语音信号和高频语音信号是分别从两路所述语音信号的预设第一频点以下和第二频点以上中获取的；

信噪比计算模块，用于分别计算两路所述语音信号在所述第一频点以下的信噪比；

互相关计算模块，用于计算两路所述语音信号在所述第一频点以下的互相关值；

检测模块，用于在两路所述语音信号各自的高频能量值与低频能量值之间的关系、两路所述语音信号的信噪比之间的关系、以及所述互相关值中的至少两个满足预设的对应的检测阈值条件时，确定所述主麦克风受风噪的影响。

10.一种双麦克风的风噪抑制系统，其特征在于，包含：

第一控制衰减增益确定模块，用于根据权利要求9中所述的风噪检测系统检测出所述主麦克风受风噪的影响时，判断所述互相关值与预设的互相关区间的关系，并根据所判断的结果确定相应的控制衰减增益；

第二控制衰减增益确定模块，用于根据权利要求9中所述的风噪检测系统检测出所述主麦克风不受风噪的影响时，进一步判断两所述信噪比之间的关系是否满足预设的基于信噪比的风噪条件，若满足，则根据当前背景噪声确定相应的控制衰减增益，反之，则将所述控制衰减增益设为常规值；

抑制模块，用于将所述语音信号与所述控制衰减增益进行加权处理，以得到输出信号。