CN107566951B - 音频信号处理方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本公开关于一种音频信号处理方法及装置,属于计算机技术领域。该方法包括:将音频信号分别输入到n个信号收集单元进行处理,得到n路数字信号,n≥2;在n路数字信号中确定声压的最大值小于预设阈值且与预设阈值的差值最小的第m路数字信号,1≤m≤n;获取第m路数字信号的标准化系数;根据标准化系数对第m路数字信号的声压的数值进行调整,并输出调整后的第m路数字信号,使得终端每次输出的数字信号的声压不会跳变,解决了终端在录制音量时大时小的声音时,输出信号的声压数值存在跳变的问题,达到了提高终端的录音质量的效果。
Description
技术领域
本公开涉及计算机技术领域,特别涉及一种音频信号处理方法及装置。
背景技术
具有录音功能的终端可以利用麦克风对声音进行采集得到音频信号,并对该音频信号进行处理后输出信号,其中,音频信号为模拟信号。
目前,终端可以利用模拟/数字转换器(analog/digital convertor,ADC)将音频信号转换为数字信号,将该数字信号作为输出信号。
由于终端录制的声音的音量可能时大时小,因此,得到的音频信号的声压就会时大时小,若终端利用ADC对该音频信号进行转换后直接输出,输出信号在声压过大时将造成截波失真,在声压过小时将造成量化误差失真。
发明内容
为解决相关技术中的问题,本公开提供了一种音频信号处理方法及装置。
根据本公开实施例的第一方面,提供一种音频信号处理方法,该方法用于终端中,终端包括n个信号收集单元,每个信号收集单元包括一个放大/衰减器以及与放大/衰减器相连的一个模数转换器ADC,n≥2,该方法包括:
将音频信号分别输入到n个信号收集单元进行处理,得到n路数字信号;
在n路数字信号中确定声压的最大值小于预设阈值且与预设阈值的差值最小的第m路数字信号,1≤m≤n;
获取第m路数字信号的标准化系数,标准化系数用于将第m路数字信号的声压的数值调整至上一次选择的数字信号的声压范围内;
根据标准化系数对第m路数字信号的声压的数值进行调整,并输出调整后的第m路数字信号。
可选的,该方法还包括:
将n路数字信号分别缓存在n个缓冲区内,每个缓冲区内的采样点按照采样的先后顺序排序;
分别获取n路数字信号中每路数字信号的采样点信息,根据得到的n路数字信号的采样点信息计算每路数字信号的同步时长,每路数字信号的同步时长用于调整数字信号从对应的缓冲区中输出的时间;
对于n路数字信号中的每路数字信号,将数字信号中采样点序号与该数字信号的同步时长相等的采样点作为同步后的数字信号的起始点,得到同步后的数字信号,采样点序号是采样点在对应的缓冲区中的排序序号;
触发执行在n路数字信号中确定声压的最大值小于预设阈值且与预设阈值的差值最小的第m路数字信号的步骤。
可选的,分别获取n路数字信号中每路数字信号的采样点信息,包括:
从n路数字信号中选择第i路数字信号,将第i路数字信号确定为基准信号,1≤i≤n;
获取基准信号的采样点信息;
分别获取剩余的n-1路数字信号中每路数字信号的采样点信息。
可选的,获取基准信号的采样点信息,包括:
将采样频率乘以各路数字信号到达对应的缓冲区的最大时间差,得到各路数字信号到达对应的缓冲区的最大采样点间隔k,将第i路数字信号的缓冲区中从第k+1个采样点开始到第2k个采样点为止的区间确定为基准区间,k为正整数;
在基准区间中获取声压最大值和声压最大值对应的采样点的第一采样点序号,第一采样点序号为声压最大值对应的采样点在对应的缓冲区中的排序序号;
在基准区间中获取声压最小值和声压最小值对应的采样点的第二采样点序号,第二采样点序号为声压最小值对应的采样点在对应的缓冲区中的排序序号;
将第一采样点序号减去第二采样点序号,将得到的采样点间隔确定为基准信号的采样点信息。
可选的,分别获取剩余的n-1路数字信号中每路数字信号的采样点信息,包括:
对于n-1路数字信号中的每路数字信号,将第i路数字信号的基准点的采样点序号减去k得到的差值确定为数字信号的同步区间的起始采样点的采样点序号,从起始采样点开始至对应的缓冲区的最后一个采样点为止确定为数字信号的同步区间,基准点为声压最大值对应的采样点或者声压最小值对应的采样点;
在基准点为声压最大值对应的采样点时,检测同步区间内是否存在声压的数值大于前一个采样点的声压的数值且大于后一个采样点的声压的数值的采样点,在检测到存在至少一个声压的数值大于前一个采样点的声压的数值且大于后一个采样点的声压的数值的采样点时,将得到的各个采样点确定为极值点,将同步区间内各个极值点的采样点序号作为数字信号的采样点信息;或者,
在基准点为声压最小值对应的采样点时,检测同步区间内是否存在声压的数值小于前一个采样点的声压的数值且小于后一个采样点的声压的数值的采样点;在检测到存在至少一个声压的数值小于前一个采样点的声压的数值且小于后一个采样点的声压的数值的采样点时,将得到的各个采样点确定为极值点,将同步区间内各个极值点的采样点序号作为数字信号的采样点信息。
可选的,根据得到的n路数字信号的采样点信息计算每路数字信号的同步时长,包括:
根据n路数字信号的采样点信息计算n路数字信号中每路数字信号的相对同步时长,得到n个相对同步时长;
确定n个相对同步时长的最小值;
将n个相对同步时长分别减去最小值,得到每路数字信号的同步时长。
可选的,当n≠i时,根据n路数字信号的采样点信息计算n路数字信号中每路数字信号的相对同步时长,包括:
对于每路数字信号,循环执行以下步骤,直至得到数字信号的相对同步时长时停止:
将数字信号的第p个极值点的采样点序号减去采样点间隔,得到第q个采样点的采样点序号,p和q为正整数;
在基准点为声压最大值的采样点时,检测第p个极值点的声压的数值与声压最大值的比值是否等于第q个采样点的声压的数值与声压最小值的比值;在第p个极值点的声压的数值与声压最大值的比值等于第q个采样点的声压的数值与声压最小值的比值时,将第p个极值点的采样点序号减去第一采样点序号,得到数字信号的相对同步时长;或者,
在基准点为声压最小值的采样点时,检测第p个极值点的声压的数值与声压最小值的比值是否等于第q个采样点的声压的数值与声压最大值的比值;在第p个极值点的声压的数值与声压最小值的比值等于第q个采样点的声压的数值与声压最大值的比值时,将第p个极值点的采样点序号减去第一采样点序号,得到数字信号的相对同步时长;
当n=i时,设置第i路数字信号的相对同步时长为0。
可选的,该方法还包括:
利用高通滤波器对n路同步后的数字信号进行滤波,得到n路去直流后的数字信号,并触发执行在n路数字信号中确定声压的最大值小于预设阈值且与预设阈值的差值最小的第m路数字信号的步骤。
可选的,获取第m路数字信号的标准化系数,包括:
获取第m路数字信号对应的信号收集单元中的放大/衰减器的放大/衰减系数;
从n个放大/衰减器的放大/衰减系数中获取放大/衰减系数最小值;
将放大/衰减系数减去放大/衰减系数最小值,得到标准化系数。
可选的,获取第m路数字信号对应的信号收集单元中的放大/衰减器的放大/衰减系数,包括:
从预设的n个放大/衰减器的放大/衰减系数中获取第m路数字信号对应的信号收集单元中的放大/衰减器的放大/衰减系数;或者,
分别计算n路数字信号中每路数字信号的平均声压的数值;从n路数字信号中选择一路数字信号作为参考信号,根据每路数字信号的平均声压的数值除以参考信号的平均声压的数值的商以及第一预设公式计算每路数字信号的相对放大/衰减系数;将第m路数字信号的相对放大/衰减系数确定为第m路数字信号对应的信号收集单元中的放大/衰减器的放大/衰减系数。
可选的,从n个放大/衰减器的放大/衰减系数中获取放大/衰减系数最小值,包括:
从预设的n个放大/衰减器的放大/衰减系数中获取放大/衰减系数最小值;或者,
分别计算n路数字信号中每路数字信号的平均声压的数值;从n路数字信号中选择一路数字信号作为参考信号,根据每路数字信号的平均声压的数值除以参考信号的平均声压的数值的商以及第二预设公式计算每路数字信号的相对放大/衰减系数;从计算得到的n路数字信号的相对放大/衰减系数中获取相对放大/衰减系数最小值,将相对放大/衰减系数最小值确定为放大/衰减系数最小值。
可选的,该方法还包括:
检测输出信号的声压的数值是否在预设的输出声压范围内;
在输出信号的声压的数值不在输出声压范围内时,利用自动增益控制(automaticgain control,AGC)算法对声压进行压缩。
可选的,在n路数字信号中确定声压的最大值小于预设阈值且与预设阈值的差值最小的第m路数字信号,包括:
在n路数字信号中确定声压的最大值小于预设阈值的至少一路数字信号,从至少一路数字信号中确定声压的最大值最大的第m路数字信号;或者,
当n个信号收集单元中的放大/衰减器的放大/衰减系数不同时,按照放大/衰减系数由大到小的顺序依次比较每路数字信号的声压的最大值与预设阈值,直至确定出声压的最大值小于预设阈值的一路数字信号时停止,并将声压的最大值小于预设阈值的一路数字信号确定为第m路数字信号。
根据本公开实施例的第二方面,提供一种音频信号处理装置,该装置用于终端中,终端包括n个信号收集单元,每个信号收集单元包括一个放大/衰减器以及与放大/衰减器相连的一个模数转换器ADC,n≥2,该装置包括:
处理模块,被配置为将音频信号分别输入到n个信号收集单元进行处理,得到n路数字信号;
确定模块,被配置为在处理模块得到的n路数字信号中确定声压的最大值小于预设阈值且与预设阈值的差值最小的第m路数字信号,1≤m≤n;
第一获取模块,被配置为获取确定模块确定的第m路数字信号的标准化系数,标准化系数用于将第m路数字信号的声压的数值调整至上一次选择的数字信号的声压范围内;
调整模块,被配置为根据第一获取模块获取的标准化系数对第m路数字信号的声压的数值进行调整,并输出调整后的第m路数字信号。
可选的,该装置还包括:
缓存模块,被配置为将n路数字信号分别缓存在n个缓冲区内,每个缓冲区内的采样点按照采样的先后顺序排序;
第二获取模块,被配置为分别获取n路数字信号中每路数字信号的采样点信息,根据得到的n路数字信号的采样点信息计算每路数字信号的同步时长,每路数字信号的同步时长用于调整数字信号从对应的缓冲区中输出的时间;
同步模块,被配置为对于n路数字信号中的每路数字信号,将数字信号中采样点序号与第二获取模块得到的数字信号的同步时长相等的采样点作为同步后的数字信号的起始点,得到同步后的数字信号,采样点序号是采样点在对应的缓冲区中的排序序号;
触发模块,被配置为触发确定模块执行在n路数字信号中确定声压的最大值小于预设阈值且与预设阈值的差值最小的第m路数字信号的步骤。
可选的,第二获取模块,包括:
第一确定子模块,被配置为从n路数字信号中选择第i路数字信号,将第i路数字信号确定为基准信号,1≤i≤n;
第一获取子模块,被配置而获取基准信号的采样点信息;
第二获取子模块,被配置为分别获取剩余的n-1路数字信号中每路数字信号的采样点信息。
可选的,第一获取子模块,包括:
第二确定子模块,被配置为将采样频率乘以各路数字信号到达对应的缓冲区的最大时间差,得到各路数字信号到达对应的缓冲区的最大采样点间隔k,将第i路数字信号的缓冲区中从第k+1个采样点开始到第2k个采样点为止的区间确定为基准区间,k为正整数;
第三获取子模块,被配置为在第二确定子模块确定的基准区间中获取声压最大值和声压最大值对应的采样点的第一采样点序号,第一采样点序号为声压最大值对应的采样点在对应的缓冲区中的排序序号;
第四获取子模块,被配置为在第二确定子模块确定的基准区间中获取声压最小值和声压最小值对应的采样点的第二采样点序号,第二采样点序号为声压最小值对应的采样点在对应的缓冲区中的排序序号;
第三确定子模块,被配置为将第三获取子模块得到的第一采样点序号减去第四获取子模块得到的第二采样点序号,将得到的采样点间隔确定为基准信号的采样点信息。
可选的,第二获取子模块,包括:
第四确定子模块,被配置为对于n-1路数字信号中的每路数字信号,将第i路数字信号的基准点的采样点序号减去k得到的差值确定为数字信号的同步区间的起始采样点的采样点序号,从起始采样点开始至对应的缓冲区的最后一个采样点为止确定为数字信号的同步区间,基准点为声压最大值对应的采样点或者声压最小值对应的采样点;
第五确定子模块,被配置为在基准点为声压最大值对应的采样点时,检测第四确定子模块确定的同步区间内是否存在声压的数值大于前一个采样点的声压的数值且大于后一个采样点的声压的数值的采样点,在检测到存在至少一个声压的数值大于前一个采样点的声压的数值且大于后一个采样点的声压的数值的采样点时,将得到的各个采样点确定为极值点,将同步区间内各个极值点的采样点序号作为数字信号的采样点信息;或者,
第六确定子模块,被配置为在基准点为声压最小值对应的采样点时,检测第四确定子单元确定的同步区间内是否存在声压的数值小于前一个采样点的声压的数值且小于后一个采样点的声压的数值的采样点;在检测到存在至少一个声压的数值小于前一个采样点的声压的数值且小于后一个采样点的声压的数值的采样点时,将得到的各个采样点确定为极值点,将同步区间内各个极值点的采样点序号作为数字信号的采样点信息。
可选的,第二获取模块,包括:
第一计算子模块,被配置为根据n路数字信号的采样点信息计算n路数字信号中每路数字信号的相对同步时长,得到n个相对同步时长;
第七确定子模块,被配置为确定n个相对同步时长的最小值;
第二计算子模块,被配置为将第一计算子模块得到的n个相对同步时长分别减去第七确定子模块得到的最小值,得到每路数字信号的同步时长。
可选的,第一计算子模块,包括:
循环子模块,被配置为当n≠i时,对于每路数字信号,循环执行以下步骤,直至得到数字信号的相对同步时长时停止:
第三计算子模块,被配置为将数字信号的第p个极值点的采样点序号减去采样点间隔,得到第q个采样点的采样点序号,p和q为正整数;
第一检测子模块,被配置为在基准点为声压最大值的采样点时,检测第p个极值点的声压的数值与声压最大值的比值是否等于第三计算子模块得到的第q个采样点的声压的数值与声压最小值的比值;在第p个极值点的声压的数值与声压最大值的比值等于第q个采样点的声压的数值与声压最小值的比值时,将第p个极值点的采样点序号减去第一采样点序号,得到数字信号的相对同步时长;或者,
第二检测子模块,被配置为在基准点为声压最小值的采样点时,检测第p个极值点的声压的数值与声压最小值的比值是否等于第三计算子模块得到的第q个采样点的声压的数值与声压最大值的比值;在第p个极值点的声压的数值与声压最小值的比值等于第q个采样点的声压的数值与声压最大值的比值时,将第p个极值点的采样点序号减去第一采样点序号,得到数字信号的相对同步时长;
设置子模块,被配置为当n=i时,设置第i路数字信号的相对同步时长为0。
可选的,该装置还包括:
滤波模块,被配置为利用高通滤波器对n路同步后的数字信号进行滤波,得到n路去直流后的数字信号,并触发执行确定模块执行在n路数字信号中确定声压的最大值小于预设阈值且与预设阈值的差值最小的第m路数字信号的步骤。
可选的,第一获取模块,包括:
第五获取子模块,被配置为获取第m路数字信号对应的信号收集单元中的放大/衰减器的放大/衰减系数;
第六获取子模块,别配置为从n个放大/衰减器的放大/衰减系数中获取放大/衰减系数最小值;
第四计算子模块,被配置为将第五获取子模块得到的放大/衰减系数减去第六获取子模块得到的放大/衰减系数最小值,得到标准化系数。
可选的,第六获取子模块,包括:
第七获取子模块,被配置为从预设的n个放大/衰减器的放大/衰减系数中获取第m路数字信号对应的信号收集单元中的放大/衰减器的放大/衰减系数;或者,
第五计算子模块,被配置为分别计算n路数字信号中每路数字信号的平均声压的数值;从n路数字信号中选择一路数字信号作为参考信号,根据每路数字信号的平均声压的数值除以参考信号的平均声压的数值的商以及第一预设公式计算每路数字信号的相对放大/衰减系数;将第m路数字信号的相对放大/衰减系数确定为第m路数字信号对应的信号收集单元中的放大/衰减器的放大/衰减系数。
可选的,第七获取子模块,包括:
第八获取子模块,被配置为从预设的n个放大/衰减器的放大/衰减系数中获取放大/衰减系数最小值;或者,
第六计算子模块,被配置为分别计算n路数字信号中每路数字信号的平均声压的数值;从n路数字信号中选择一路数字信号作为参考信号,根据每路数字信号的平均声压的数值除以参考信号的平均声压的数值的商以及第二预设公式计算每路数字信号的相对放大/衰减系数;从计算得到的n路数字信号的相对放大/衰减系数中获取相对放大/衰减系数最小值,将相对放大/衰减系数最小值确定为放大/衰减系数最小值。
可选的,该装置还包括:
检测模块,被配置为检测输出信号的声压的数值是否在预设的输出声压范围内;
压缩模块,被配置为在检测模块检测出输出信号的声压的数值不在输出声压范围内时,利用AGC算法对声压进行压缩。
可选的,确定模块,包括:
第八确定子模块,被配置为在n路数字信号中确定声压的最大值小于预设阈值的至少一路数字信号,从至少一路数字信号中确定声压的最大值最大的第m路数字信号;或者,
第九确定子模块,被配置为当n个信号收集单元中的放大/衰减器的放大/衰减系数不同时,按照放大/衰减系数由大到小的顺序依次比较每路数字信号的声压的最大值与预设阈值,直至确定出声压的最大值小于预设阈值的一路数字信号时停止,并将声压的最大值小于预设阈值的一路数字信号确定为第m路数字信号。
根据本公开实施例的第三方面,提供一种音频信号处理装置,该装置用于终端中,终端包括n个信号收集单元,每个信号收集单元包括一个放大/衰减器以及与放大/衰减器相连的一个模数转换器ADC,n≥2,装置包括:
处理器;
用于存储处理器可执行指令的存储器;
其中,处理器被配置为:
将音频信号分别输入到n个信号收集单元进行处理,得到n路数字信号;
在n路数字信号中确定声压的最大值小于预设阈值且与预设阈值的差值最小的第m路数字信号,1≤m≤n;
获取第m路数字信号的标准化系数,标准化系数用于将第m路数字信号的声压的数值调整至上一次选择的数字信号的声压范围内;
根据标准化系数对第m路数字信号的声压的数值进行调整,并输出调整后的第m路数字信号。
本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果:
综上所述,本公开提供的音频信号处理方法,通过将音频信号分别输入到n个信号收集单元进行处理,得到声压范围不同的n路数字信号;从该n路数字信号中确定声压的最大值小于预设阈值且与该预设阈值的差值最小的第m路数字信号,这样,终端可以剔除声压的最大值较大和较小的数字信号,避免对这些数字信号进行处理后,输出信号的声压仍然不满足用户的听力要求的概率;然后,根据标准化系数对第m路数字信号的声压进行调整,当本次选择的第m路数字信号与上一次选择的数字信号不同时,将本次选择的第m路数字信号的声压的数值调整至上一次选择的数字信号的声压范围内,这样,终端每次输出的数字信号的声压不会跳变,解决了终端在录制音量时大时小的声音时,输出信号的声压数值存在跳变的问题,达到了提高终端的录音质量的效果。
另外,通过对n路数字信号进行同步,使得同步后的n路数字信号可以同时从各自对应的缓冲区中输出,这时终端再从同步的n路数字信号中选择第m路数字信号,解决了在输出时间落后的数字信号的声压的最大值的采样点还未从对应的缓冲区中输出,终端就已经开始从输出时间提前的数字信号中选择第m路数字信号,使得选择的第m路数字信号的声压的最大值与预设阈值的差值并不是最小,导致选择的第m路数字信号不准确的问题,达到了提高终端选择第m路数字信号的准确性的效果。
另外,通过对n路数字信号进行同步,使得终端在根据标准化系数对第m路数字信号的声压的数值进行调整时,若本次选择的一路数字信号与上次选择的一路数字信号不同,不会产生时间跳跃,提高了终端的录音质量。
另外,通过对n路同步后的数字信号进行滤波,使得终端可以剔除每路数字信号包括的直流电平,解决了每路数字信号均包括直流电平时,终端计算得到的每路数字信号的声压的数值不准确,从而导致根据每路数字信号的声压的数值选择的第m路数字信号不准确的问题,达到了提高终端选择第m路数字信号的准确性的效果。
另外,通过检测输出信号的声压是否在预设的输出声压范围内,在输出信号的声压不在输出声压范围内时,利用自动增益控制算法对输出信号进行压缩,由于经过自动增益控制算法压缩后的输出信号中各个采样点的声压的数值相同,因此,输出信号的声压的数值不会产生跳变,提高了终端的录音质量。
应当理解的是,以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的,并不能限制本公开。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本公开说明书的一部分,示出了符合本公开的实施例,并与说明书一起用于解释本公开的原理。
图1是根据一示例性实施例示出的一种音频信号处理方法的流程图。
图2是根据另一示例性实施例示出的一种音频信号处理方法的流程图。
图3是根据另一示例性实施例示出的一种基准信号的采样点信息的示意图;
图4是根据另一示例性实施例示出的一种除基准信号外的任意一路数字信号的采样点信息的示意图;
图5是根据一示例性实施例示出的一种音频信号处理装置的框图。
图6是根据一示例性实施例示出的一种音频信号处理装置的框图。
图7是根据一示例性实施例示出的一种用于音频信号处理的装置的框图。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明,其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时,除非另有表示,不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反,它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。
图1是根据一示例性实施例示出的一种音频信号处理方法的流程图,该音频信号处理方法应用于终端中,该终端包括n个信号收集单元,每个信号收集单元包括一个放大/衰减器以及与所述放大/衰减器相连的一个ADC,n≥2,如图1所示,该音频信号处理方法包括以下步骤。
在步骤101中,将音频信号分别输入到n个信号收集单元进行处理,得到n路数字信号。
音频信号是终端通过麦克风采集得到的模拟信号。
在步骤102中,在n路数字信号中确定声压的数值小于预设阈值且与预设阈值的差值最小的第m路数字信号,1≤m≤n。
在步骤103中,获取第m路数字信号的标准化系数,标准化系数用于将第m路数字信号的声压的数值调整至上一次选择的数字信号的声压范围内。
在步骤104中,根据标准化系数对第m路数字信号的声压的数值进行调整,并输出调整后的第m路数字信号。
综上所述,本公开提供的音频信号处理方法,通过将音频信号分别输入到n个信号收集单元进行处理,得到声压范围不同的n路数字信号;从该n路数字信号中确定声压的最大值小于预设阈值且与该预设阈值的差值最小的第m路数字信号,这样,终端可以剔除声压的最大值较大和较小的数字信号,避免对这些数字信号进行处理后,输出信号的声压仍然不满足用户的听力要求的概率;然后,根据标准化系数对第m路数字信号的声压进行调整,当本次选择的第m路数字信号与上一次选择的数字信号不同时,将本次选择的第m路数字信号的声压的数值调整至上一次选择的数字信号的声压范围内,这样,终端每次输出的数字信号的声压不会跳变,解决了终端在录制音量时大时小的声音时,输出信号的声压数值存在跳变的问题,达到了提高终端的录音质量的效果。
图2是根据另一示例性实施例示出的一种音频信号处理方法的流程图,该音频信号处理方法应用于终端中,该终端包括n个信号收集单元,每个信号收集单元包括一个放大/衰减器以及与放大/衰减器相连的一个ADC,n≥2,如图2所示,该音频信号处理方法包括如下步骤。
在步骤201中,将音频信号分别输入到n个信号收集单元进行处理,得到n路数字信号。
终端利用麦克风采集声音得到音频信号,并将该音频信号输入到n个信号收集单元进行处理。其中,麦克风可以采集的音频信号的声压的最小值Lmic_l到声压的最大值Lmic_h之间的范围为该麦克风的声音采集能力D_mic,也即,D_mic=Lmic_h-Lmic_l。
每个信号收集单元都是由一个放大/衰减器以及与该放大/衰减器相连的一个ADC构成的。其中,每个放大/衰减器的放大/衰减系数的最小值K_amp_l到放大/衰减系数的最大值K_amp_h之间的范围为放大/衰减器的放大/衰减能力D_amp,也即,D_amp=K_amp_h-K_amp_l。
每个ADC的声压范围的上限值与下限值的差D_adc相同,且不同的ADC的声压范围可以相同,也可以不同。假设ADC1的声压范围为(-96dBV,0dbV);ADC2的声压范围为(-120dBV,-24dBV),ADC1和ADC2的声压范围不同,但是声压范围的上限值和下限值的差D_adc相同,均为96dB。
不同的信号收集单元中放大/衰减器的放大/衰减系数不同,且放大/衰减器的放大/衰减系数在大于预设系数时,其体现为放大特性;在小于等于预设系数时,其体现为衰减特性。其中,放大/衰减器的放大/衰减系数根据下式确定:
D_diff=D_mic-D_adc
Dfin=min(D_amp,D_diff)
其中,Kamp(l)是第l个放大/衰减器的放大/衰减系数。
需要说明的是,若某个信号采集单元中的放大/衰减器的放大/衰减系数为0dB,在实际实现时,该信号采集单元可以不设置放大/衰减器。
可选的,终端中也可以预设有各个放大/衰减器的放大/衰减系数,不需要利用上式计算得到,本实施例不作限定。
假设麦克风采集到的音频信号以Au表示,则经过各个放大/衰减器处理后得到的音频信号为:
其中,Auamp(l)为第l个放大/衰减器处理得到的音频信号。
终端将每个放大/衰减器处理得到的音频信号输入对应的ADC中处理得到一路数字信号。
由于放大/衰减器可以按照预设的放大/衰减系数对该音频信号进行放大或者衰减,且每个放大/衰减系数都不相同,因此,终端在录制音量大的声音时,通过放大/衰减系数合适的放大/衰减器对该音频信号进行衰减,使得衰减后的音频信号的声压的数值在ADC的声压范围的上限值和下限值内,经过ADC处理后可以得到不会截波失真的数字信号;终端在录制音量小的声音时,通过放大/衰减系数合适的放大/衰减器对该音频信号进行放大,使AD转换后的数字信号的有效位数增加,减小量化误差失真。
在步骤202中,将n路数字信号分别缓存在n个缓冲区内,每个缓冲区内的采样点按照采样的先后顺序排序。
每个缓冲区用于缓存每个信号收集单元得到的数字信号,且该缓冲区内的采样点按照该数字信号中的每个采样点的采样的先后顺序排序。
在本实施例中,以终端将数字信号以帧为单位进行处理,每个缓冲区的大小至少为一帧进行举例说明,在实际实现时,终端也可以不以帧为单位处理数字信号,本实施例不作限定。
在步骤203中,分别获取n路数字信号中每路数字信号的采样点信息,根据得到的n路数字信号的采样点信息计算每路数字信号的同步时长。
其中,每路数字信号的同步时长用于调整数字信号从对应的缓冲区中输出的时间。
需要说明的是,由于麦克风,放大/衰减器和ADC等器件均对声音信号有不同程度的延迟,且这些器件对n路数字信号中每路数字信号的延迟时间可能各不相同,因此,当n路数字信号中延迟最小的一路数字信号的和延迟最大的数字信号之间的延迟差为T_diffmax(个采样点),且每帧数字信号的长度为M(个采样点)时,每个缓冲区内已缓冲的采样点数S_buf至少要满足S_buf≥T_diffmax+max(M,(T_diffmax*2)),才能保证在对n路数字信号进行同步之后,各路数字信号之间无相对延迟。也即,只有在缓冲区内已缓冲的采样点数达到T_diffmax+max(M,(T_diffmax*2))时,终端才开始本步骤。其中,max(M,(T_diffmax*2))为M和T_diffmax*2中的最大值。
通过对n路数字信号进行同步,使得同步后的n路数字信号可以同时从各自对应的缓冲区中输出,提高了终端选择第m路数字信号的准确性,避免了终端在切换输出的数字信号时的时间跳跃。
其中,分别获取n路数字信号中每路数字信号的采样点信息,包括:
从n路数字信号中选择第i路数字信号,将第i路数字信号确定为基准信号,1≤i≤n;获取基准信号的采样点信息;获取剩余的n-1路数字信号中每路数字信号的采样点信息。
第i路数字信号为终端从n路数字信号中任意选出的一路数字信号,i的数值可以预设在终端中,也可以是终端通过随机算法确定的,本实施例不作限定。
其中,获取基准信号的采样点信息,包括:将采样频率乘以各路数字信号到达对应的缓冲区的最大时间差,得到各路数字信号到达对应的缓冲区的最大采样点间隔k,将第i路数字信号的缓冲区中从第k+1个采样点开始到第2k个采样点为止的区间作为基准区间,k为正整数;在基准区间中获取声压最大值和声压最大值对应的采样点的第一采样点序号,第一采样点序号为声压最大值对应的采样点在对应的缓冲区中的排序序号;在基准区间中获取声压最小值和声压最小值对应的采样点的第二采样点序号,第二采样点序号为声压最小值对应的采样点在对应的缓冲区中的排序序号;将第一采样点序号减去第二采样点序号,将得到的采样点间隔确定为基准信号的采样点信息。
终端中设置有采样频率和各路数字信号到达对应的缓冲区的最大时间差,且该最大时间差是根据经验值得到的。
假设采样频率为48000Hz,且各路数字信号到达对应的缓冲区的最大时间差为10ms,则各路数字信号到达对应的缓冲区的最大采样点间隔k=48000×10×10-3=480个采样点。
若终端选择了第一路数字信号作为基准信号,请参考图3,基准区间为从第481个采样点开始到第960个采样点为止的区间,若在基准区间中声压最大值的采样点Vmax的第一采样点序号为800,声压最小值的采样点Vmin的第二采样点序号为500,则基准信号的采样点信息为800-500=300。
其中,分别获取剩余的n-1路数字信号中每路数字信号的采样点信息,包括:对于n-1路数字信号中的每路数字信号,将第i路数字信号的基准点的采样点序号减去k得到的差值确定为数字信号的同步区间的起始采样点的采样点序号,从起始采样点开始至对应的缓冲区的最后一个采样点为止的区间确定为数字信号的同步区间,基准点为声压最大值对应的采样点或者声压最小值对应的采样点;在基准点为声压最大值对应的采样点时,检测同步区间内是否存在声压的数值大于前一个采样点的声压的数值且大于后一个采样点的声压的数值的采样点,在检测到存在至少一个声压的数值大于前一个采样点的声压的数值且大于后一个采样点的声压的数值的采样点时,将得到的各个采样点确定为极值点,将同步区间内各个极值点的采样点序号作为数字信号的采样点信息;或者,在基准点为声压最小值对应的采样点时,检测同步区间内是否存在声压的数值小于前一个采样点的声压的数值且小于后一个采样点的声压的数值的采样点;在检测到存在至少一个声压的数值小于前一个采样点的声压的数值且小于后一个采样点的声压的数值的采样点时,将得到的各个采样点确定为极值点,将同步区间内各个极值点的采样点序号作为数字信号的采样点信息。
其中,采样点序号是采样点在对应的缓冲区中的排序序号。
由于除基准信号外的n-1路数字信号中的任意一路数字信号可能在基准信号之前到达对应的缓冲区,且这一路数字信号到达缓冲区与基准信号到达缓冲区之间的最大采样点间隔为k,因此,在这一路数字信号对应的缓冲区中,与基准点对应的采样点序号的最小值为基准点的采样点序号减去k。为了节省从每个缓冲区中检测基准点在该缓冲区中的采样点序号的资源,终端只需从基准点的采样点序号减去k的采样点序号开始,查找在该缓冲区中基准点对应的采样点序号即可,也即将剩余的n-1路数字信号中每路数字信号的同步区间的起始点设置为基准点的采样点序号减去k的数值。
假设k为480个,且基准点为基准信号在基准区间中的声压最大值的采样点Vmax,Vmax的第一采样点序号为800,那么,除基准信号外的n-1路数字信号中的任意一路数字信号的同步区间的起始点为800-480=320。请参考图4,剩余的n-1路数字信号中的任意一路数字信号的同步区间为从第320个采样点开始到缓冲区的最后一个采样点为止的区间,在同步区间中检测至少一个声压的数值大于前一个采样点的声压的数值且大于后一个采样点的声压的数值的采样点,得到至少一个极值点p1、p2、p3……该至少一个极值点的采样点序号为剩余的n-1路数字信号中每路数字信号的采样点信息。
终端根据得到的n路数字信号的采样点信息计算每路数字信号的同步时长,包括:根据n路数字信号的采样点信息计算n路数字信号中每路数字信号的相对同步时长,得到n个相对同步时长;确定n个相对同步时长的最小值;将n个相对同步时长分别减去最小值,得到每路数字信号的同步时长。
其中,每路数字信号的相对同步时长是指该路数字信号相对于基准信号提前从该路数字信号对应的缓冲区中输出的时间,或者,延迟从该路数字信号对应的缓冲区中输出的时间。
在一种实现方式中,终端在确定每路数字信号的相对同步时长时,对于基准信号中间隔预设的采样个数的两个采样点a和b,以及,剩余n-1路数字信号中的每路数字信号中间隔该采样个数的两个采样点c和d,比较a/b和c/d,在a/b=c/d时,将c-a的数值或者d-b的数值作为该数字信号的相对同步时长。在这种实现方式中,终端确定每路数字信号的相对同步时长的复杂度较高。
在另一种实现方式中,终端根据n路数字信号的采样点信息计算n路数字信号中每路数字信号的相对同步时长,包括:当n≠i时,对于每路数字信号,循环执行以下步骤,直至得到数字信号的相对同步时长时停止:将数字信号的第p个极值点的采样点序号减去采样点间隔,得到第q个采样点的采样点序号,p和q为正整数;在基准点为声压最大值的采样点时,检测第p个极值点的声压的数值与声压最大值的比值是否等于第q个采样点的声压的数值与声压最小值的比值;在第p个极值点的声压的数值与声压最大值的比值等于第q个采样点的声压的数值与声压最小值的比值时,将第p个极值点的采样点序号减去第一采样点序号,得到数字信号的相对同步时长;或者,在基准点为声压最小值的采样点时,检测第p个极值点的声压的数值与声压最小值的比值是否等于第q个采样点的声压的数值与声压最大值的比值;在第p个极值点的声压的数值与声压最小值的比值等于第q个采样点的声压的数值与声压最大值的比值时,将第p个极值点的采样点序号减去第一采样点序号,得到数字信号的相对同步时长;当n=i时,设置第i路数字信号的相对同步时长为0。
假设基准信号的采样点信息和剩余的n-1路数字信号中每路数字信号的采样点信息如图4所示,则终端将p1的采样点序号减去采样点间隔得到第q1个采样点,检测下式是否成立,此时j=1,若该式成立,则将p1的采样点序号减去基准信号中声压最大值的采样点序号,将得到的结果确定为该数字信号的相对同步时长;若该式不成立,则将p2的采样点序号减去采样点间隔得到第q2个采样点,继续执行上述步骤,直到检测到该式成立为止。
在步骤204中,对于n路数字信号中每路数字信号,将所述数字信号中采样点序号与该数字信号的同步时长相等的采样点作为同步后的数字信号的起始点,得到同步后的数字信号。
本实施例中,当终端以帧为单位处理数字信号时,终端选取各路数字信号的同步时长开始的一帧数字信号,作为一帧同步后的数字信号,并在同步后的数字信号输出后,将缓冲区中各路数字信号前移一帧后,继续执行步骤202进行下一帧声音信号的缓冲。
可选的,步骤203中获取相对同步时长的操作可仅在对第一帧数字信号进行处理时进行,并将获取的相对同步时长保存,在对之后的每帧数字信号进行同步时可直接使用该相对同步时长,也即,在步骤202之后,不再执行步骤203,直接执行步骤204,本实施例不作限定。
可选的,在步骤201之后,终端可以不执行步骤202至步骤204,直接执行步骤205,本实施例不作限定。
在步骤205中,利用高通滤波器对n路同步后的数字信号进行滤波,得到n路去直流后的数字信号。
高通滤波器的截止频率可以为3Hz,6Hz,15Hz等,本实施例不作限定。该高通滤波器可以为非递归型(Finite Impulse Response,FIR)滤波器,也可以为递归型(InfiniteImpulse Response,IIR)滤波器,本实施例不作限定。
可选的,终端可以对n路同步后的数字信号进行傅里叶变换到频域,在频域对该n路同步后的数字信号进行滤波,再对滤波后的n路同步后的数字信号进行傅里叶逆变换到时域。其中,在频域对n路同步后的数字信号的滤波方式可以为对频域中的n路同步后的数字信号加窗。
可选的,在步骤201之后,终端可以不执行步骤202至步骤205,直接执行步骤206,本实施例不作限定。
在步骤206中,在n路数字信号中确定声压的最大值小于预设阈值且与预设阈值的差值最小的第m路数字信号,1≤m≤n。
本实施例提供了确定声压的最大值小于预设阈值且与预设阈值的差值最小的第m路数字信号的两种确定方式,下面对这两种方式进行说明:
在第一种确定方式中,终端获取n路数字信号的声压的最大值;在n路数字信号中确定声压的最大值小于预设阈值的至少一路数字信号,从至少一路数字信号中确定声压的最大值最大的第m路数字信号。
在这种确定方式中,终端需要将每路数字信号的声压的最大值与预设阈值进行比较,确定声压的数值小于预设阈值且与预设阈值的差值最小的第m路数字信号的复杂度较高。
在第二种确定方式中,当n路数字信号收集单元中的放大/衰减器的放大/衰减系数不同时,终端按照放大/衰减系数由大到小的顺序依次比较每路数字信号的声压的最大值与预设阈值,直至确定出声压的最大值小于预设阈值的一路数字信号时停止,并将声压小于预设阈值的一路数字信号确定为第m路数字信号。
由于放大/衰减系数与数字信号的声压的数值呈正相关关系,因此,终端按照放大/衰减系数由大到小的顺序依次比较每路数字信号的声压的最大值与预设阈值,在确定出声压的最大值小于预设阈值的一路数字信号时,这一路数字信号的声压的最大值会大于之后的数字信号的声压的最大值。此时,终端无需再比较该数字信号之后的每路数字信号的声压的最大值是否小于预设阈值,降低了确定声压的数值小于预设阈值且与预设阈值的差值最小的第m路数字信号的复杂度。
需要说明的是,若终端未确定出声压的最大值小于预设阈值且与预设阈值的差值最小的一路数字信号,则将声压的最大值最小的一路数字信号确定为第m路数字信号,以尽可能地保证输出信号不会超过声压范围。
在步骤207中,获取第m路数字信号的标准化系数,标准化系数用于将第m路数字信号的声压的数值调整至上一次选择的数字信号的声压范围内。
其中,获取第m路数字信号的标准化系数,包括:获取第m路数字信号对应的信号收集单元中的放大/衰减器的放大/衰减系数;从n个放大/衰减器的放大/衰减系数中获取放大/衰减系数最小值;将放大/衰减系数减去放大/衰减系数最小值,得到标准化系数。
假设第m路数字信号对应的信号收集单元中的放大/衰减器的放大/衰减系数为Kamp(m),且根据上述放大/衰减系数的确定公式可知放大/衰减系数最小值为Kamp(1),则标准化系数Knor=Kamp(m)-Kamp(1)。
在一种实现方式中,获取第m路数字信号对应的信号收集单元中的放大/衰减器的放大/衰减系数,包括:从预设的n个放大/衰减器的放大/衰减系数中获取第m路数字信号对应的信号收集单元中的放大/衰减器的放大/衰减系数。
相应地,终端从预设的n个放大/衰减器中获取放大/衰减系数最小值。
在这种实现方式中,当终端获取n个放大/衰减器的放大/衰减系数失败时,无法确定标准化系数,从而无法对第m路数字信号进行标准化操作。
在另一种实现方式中,获取第m路数字信号对应的信号收集单元中的放大/衰减器的放大/衰减系数,包括:分别计算n路数字信号中每路数字信号的平均声压的数值;从n路数字信号中选择一路数字信号确定为参考信号,根据每路数字信号的平均声压的数值除以参考信号的平均声压的数值的商以及预设公式计算每路数字信号的相对放大/衰减系数;将第m路数字信号的相对放大/衰减系数确定为第m路数字信号对应的信号收集单元中的放大/衰减器的放大/衰减系数。
相应地,终端从计算得到的n路数字信号的相对放大/衰减系数中获取相对放大/衰减系数最小值,将该相对放大/衰减系数最小值确定为放大/衰减系数最小值。
在这种实现方式中,当终端获取n个放大/衰减器的放大/衰减系数失败时,可以通过计算得到第m路数字信号对应的放大/衰减系数,以及,放大/衰减系数最小值,为终端计算标准化系数提供了另一种方式。
需要说明的是,在这种实现方式中,终端也可以直接获取放大/衰减系数最小值,此时,终端从n路数字信号中选择的参考信号为第一路数字信号。
在步骤208中,根据标准化系数对第m路数字信号的声压的数值进行调整,并输出调整后的第m路数字信号。
终端根据下式对第m路数字信号的声压进行调整:
其中,Dau_nor是调整后的第m路数字信号的声压,Dau_dcc是调整前的第m路数字信号的声压,Knor是标准化系数。
在步骤209中,检测输出信号的声压的数值是否在预设的输出声压范围内。
在终端检测出输出信号的声压的数值不在声压范围内时,执行步骤210;在终端检测出输出信号的声压的数值在声压范围内时,输出该输出信号。
终端对第m路数字信号的声压进行标准化后,可能得到的输出信号仍包括声压的数值过大的采样点和声压的数值过小的采样点,本实施例中,终端通过检测输出信号的声压的数值是否在预设的输出声压范围内,在输出信号的声压的数值不在输出声压范围内时,利用自动增益控制算法对输出信号进行压缩来调整输出信号中声压的数值过大的采样点和声压的数值过小的采样点。由于经过自动增益控制算法压缩后的输出信号中各个采样点的声压的数值相同,因此,输出信号的声压的数值不会产生跳变,提高了终端的录音质量。
在步骤210中,在输出信号的声压的数值不在输出声压范围内时,利用自动增益控制算法对声压进行压缩。
其中,终端利用自动增益控制算法对声压进行压缩时,会将输出信号的声压的数值调整至该输出信号中声压的最大值。
综上所述,本公开提供的音频信号处理方法,通过将音频信号分别输入到n个信号收集单元进行处理,得到声压范围不同的n路数字信号;从该n路数字信号中确定声压的最大值小于预设阈值且与该预设阈值的差值最小的第m路数字信号,这样,终端可以剔除声压的最大值较大和较小的数字信号,避免对这些数字信号进行处理后,输出信号的声压仍然不满足用户的听力要求的概率;然后,根据标准化系数对第m路数字信号的声压进行调整,当本次选择的第m路数字信号与上一次选择的数字信号不同时,将本次选择的第m路数字信号的声压的数值调整至上一次选择的数字信号的声压范围内,这样,终端每次输出的数字信号的声压不会跳变,解决了终端在录制音量时大时小的声音时,输出信号的声压数值存在跳变的问题,达到了提高终端的录音质量的效果。
另外,通过对n路数字信号进行同步,使得同步后的n路数字信号可以同时从各自对应的缓冲区中输出,这时终端再从同步的n路数字信号中选择第m路数字信号,解决了在输出时间落后的数字信号的声压的最大值的采样点还未从对应的缓冲区中输出,终端就已经开始从输出时间提前的数字信号中选择第m路数字信号,使得选择的第m路数字信号的声压的最大值与预设阈值的差值并不是最小,导致选择的第m路数字信号不准确的问题,达到了提高终端选择第m路数字信号的准确性的效果。
另外,通过对n路数字信号进行同步,使得终端在根据标准化系数对第m路数字信号的声压的数值进行调整时,若本次选择的一路数字信号与上次选择的一路数字信号不同,不会产生时间跳跃,提高了终端的录音质量。
另外,通过对n路同步后的数字信号进行滤波,使得终端可以剔除每路数字信号包括的直流电平,解决了每路数字信号均包括直流电平时,终端计算得到的每路数字信号的声压的数值不准确,从而导致根据每路数字信号的声压的数值选择的第m路数字信号不准确的问题,达到了提高终端选择第m路数字信号的准确性的效果。
另外,通过检测输出信号的声压是否在预设的输出声压范围内,在输出信号的声压不在输出声压范围内时,利用自动增益控制算法对输出信号进行压缩,由于经过自动增益控制算法压缩后的输出信号中各个采样点的声压的数值相同,因此,输出信号的声压的数值不会产生跳变,提高了终端的录音质量。
图5是根据一示例性实施例示出的一种音频信号处理装置的框图,该音频信号处理装置应用于终端中,该终端包括n个信号收集单元,每个信号收集单元包括一个放大/衰减器以及与放大/衰减器相连的一个模数转换器ADC,n≥2,如图5所示,该音频信号处理装置包括:处理模块510、确定模块520、第一获取模块530、调整模块540。
该处理模块510,被配置为将音频信号分别输入到n个信号收集单元进行处理,得到n路数字信号;
该确定模块520,被配置为在处理模块510得到的n路数字信号中确定声压的最大值小于预设阈值且与预设阈值的差值最小的第m路数字信号,1≤m≤n;
该第一获取模块530,被配置为获取确定模块520确定的第m路数字信号的标准化系数,标准化系数用于将第m路数字信号的声压的数值调整至上一次选择的数字信号的声压范围内;
该调整模块540,被配置为根据第一获取模块530获取的标准化系数对第m路数字信号的声压的数值进行调整,并输出调整后的第m路数字信号。
综上所述,本公开提供的音频信号处理装置,通过将音频信号分别输入到n个信号收集单元进行处理,得到声压范围不同的n路数字信号;从该n路数字信号中确定声压的最大值小于预设阈值且与该预设阈值的差值最小的第m路数字信号,这样,终端可以剔除声压的最大值较大和较小的数字信号,避免对这些数字信号进行处理后,输出信号的声压仍然不满足用户的听力要求的概率;然后,根据标准化系数对第m路数字信号的声压进行调整,当本次选择的第m路数字信号与上一次选择的数字信号不同时,将本次选择的第m路数字信号的声压的数值调整至上一次选择的数字信号的声压范围内,这样,终端每次输出的数字信号的声压不会跳变,解决了终端在录制音量时大时小的声音时,输出信号的声压数值存在跳变的问题,达到了提高终端的录音质量的效果。
图6是根据一示例性实施例示出的一种音频信号处理装置的框图,该音频信号处理装置应用于终端中,该终端包括n个信号收集单元,每个信号收集单元包括一个放大/衰减器以及与放大/衰减器相连的一个模数转换器ADC,n≥2,如图6所示,该音频信号处理装置包括:处理模块610、确定模块620、第一获取模块630、调整模块640。
该处理模块610,被配置为将音频信号分别输入到n个信号收集单元进行处理,得到n路数字信号;
该确定模块620,被配置为在处理模块610得到的n路数字信号中确定声压的最大值小于预设阈值且与预设阈值的差值最小的第m路数字信号,1≤m≤n;
该第一获取模块630,被配置为获取确定模块620确定的第m路数字信号的标准化系数,标准化系数用于将第m路数字信号的声压的数值调整至上一次选择的数字信号的声压范围内;
该调整模块640,被配置为根据第一获取模块630获取的标准化系数对第m路数字信号的声压的数值进行调整,并输出调整后的第m路数字信号。
可选的,该装置还包括:缓存模块650、第二获取模块660、同步模块670、触发模块680。
该缓存模块650,被配置为将n路数字信号分别缓存在n个缓冲区内,每个缓冲区内的采样点按照采样的先后顺序排序;
该第二获取模块660,被配置为分别获取n路数字信号中每路数字信号的采样点信息,根据得到的n路数字信号的采样点信息计算每路数字信号的同步时长,每路数字信号的同步时长用于调整数字信号从对应的缓冲区中输出的时间;
该同步模块670,被配置为对于n路数字信号中每路数字信号,将数字信号中采样点序号与第二获取模块660得到的数字信号的同步时长相等的采样点作为同步后的数字信号的起始点,得到同步后的数字信号,采样点序号是采样点在对应的缓冲区中的排序序号;
该触发模块680,被配置为触发确定模块620执行在n路数字信号中确定声压的最大值小于预设阈值且与预设阈值的差值最小的第m路数字信号的步骤。
可选的,第二获取模块660,包括:第一确定子模块661、第一获取子模块662、第二获取子模块663。
该第一确定子模块661,被配置为从n路数字信号中选择第i路数字信号,将第i路数字信号确定为基准信号,1≤i≤n;
该第一获取子模块662,被配置而获取第一确定子模块661确定的基准信号的采样点信息;
该第二获取子模块663,被配置为分别获取剩余的n-1路数字信号中每路数字信号的采样点信息。
可选的,第一获取子模块662,包括:第二确定子模块6621、第三获取子模块6622、第四获取子模块6623、第三确定子模块6624。
该第二确定子模块6621,被配置为将采样频率乘以各路数字信号到达对应的缓冲区的最大时间差,得到各路数字信号到达对应的缓冲区的最大采样点间隔k,将第i路数字信号的缓冲区中从第k+1个采样点开始到第2k个采样点为止的区间确定为基准区间,k为正整数;
该第三获取子模块6622,被配置为在第二确定子模块6621确定的基准区间中获取声压最大值和声压最大值对应的采样点的第一采样点序号,第一采样点序号为声压最大值对应的采样点在对应的缓冲区中的排序序号;
该第四获取子模块6623,被配置为在第二确定子模块6621确定的基准区间中获取声压最小值和声压最小值对应的采样点的第二采样点序号,第二采样点序号为声压最小值对应的采样点在对应的缓冲区中的排序序号;
该第三确定子模块6624,被配置为将第三获取子模块6622得到的第一采样点序号减去第四获取子模块6623得到的第二采样点序号,将得到的采样点间隔确定为基准信号的采样点信息。
可选的,第二获取子模块663,包括:第四确定子模块6631、第五确定子模块6632、第六确定子模块6633。
该第四确定子模块6631,被配置为对于n-1路数字信号中的每路数字信号,将第i路数字信号的基准点的采样点序号减去k得到的差值确定为数字信号的同步区间的起始采样点的采样点序号,从起始采样点开始至对应的缓冲区的最后一个采样点为止确定为数字信号的同步区间,基准点为声压最大值对应的采样点或者声压最小值对应的采样点;
该第五确定子模块6632,被配置为在基准点为声压最大值对应的采样点时,检测第四确定子模块6631确定的同步区间内是否存在声压的数值大于前一个采样点的声压的数值且大于后一个采样点的声压的数值的采样点,在检测到存在至少一个声压的数值大于前一个采样点的声压的数值且大于后一个采样点的声压的数值的采样点时,将得到的各个采样点确定为极值点,将同步区间内各个极值点的采样点序号作为数字信号的采样点信息;或者,
该第六确定子模块6633,被配置为在基准点为声压最小值对应的采样点时,检测第四确定子单元6631确定的同步区间内是否存在声压的数值小于前一个采样点的声压的数值且小于后一个采样点的声压的数值的采样点;在检测到存在至少一个声压的数值小于前一个采样点的声压的数值且小于后一个采样点的声压的数值的采样点时,将得到的各个采样点确定为极值点,将同步区间内各个极值点的采样点序号作为数字信号的采样点信息。
可选的,第二获取模块660,包括:第一计算子模块664、第七确定子模块665、第二计算子模块666。
该第一计算子模块664,被配置为根据n路数字信号的采样点信息计算n路数字信号中每路数字信号的相对同步时长,得到n个相对同步时长;
该第七确定子模块665,被配置为确定n个相对同步时长的最小值;
该第二计算子模块666,被配置为将第一计算子模块664得到的n个相对同步时长分别减去第七确定子模块665得到的最小值,得到每路数字信号的同步时长。
可选的,第一计算子模块664,包括:循环子模块6641、第三计算子模块6642、第一检测子模块6643、第二检测子模块6644、设置子模块6645。
该循环子模块6641,被配置为当n≠i时,对于每路数字信号,循环执行以下步骤,直至得到数字信号的相对同步时长时停止:
该第三计算子模块6642,被配置为将数字信号的第p个极值点的采样点序号减去采样点间隔,得到第q个采样点的采样点序号,p和q为正整数;
该第一检测子模块6643,被配置为在基准点为声压最大值的采样点时,检测第p个极值点的声压的数值与声压最大值的比值是否等于第三计算子模块6642得到的第q个采样点的声压的数值与声压最小值的比值;在第p个极值点的声压的数值与声压最大值的比值等于第q个采样点的声压的数值与声压最小值的比值时,将第p个极值点的采样点序号减去第一采样点序号,得到数字信号的相对同步时长;或者,
该第二检测子模块6644,被配置为在基准点为声压最小值的采样点时,检测第p个极值点的声压的数值与声压最小值的比值是否等于第三计算子模块6642得到的第q个采样点的声压的数值与声压最大值的比值;在第p个极值点的声压的数值与声压最小值的比值等于第q个采样点的声压的数值与声压最大值的比值时,将第p个极值点的采样点序号减去第一采样点序号,得到数字信号的相对同步时长;
设置子模块,被配置为当n=i时,设置第i路数字信号的相对同步时长为0。
可选的,该装置还包括:滤波模块690。
该滤波模块690,被配置为利用高通滤波器对n路同步后的数字信号进行滤波,得到n路去直流后的数字信号,并触发执行确定模块执行在n路数字信号中确定声压的最大值小于预设阈值且与预设阈值的差值最小的第m路数字信号的步骤。
可选的,第一获取模块630,包括:第五获取子模块631、第六获取子模块632、第四计算子模块633。
该第五获取子模块631,被配置为获取第m路数字信号对应的信号收集单元中的放大/衰减器的放大/衰减系数;
该第六获取子模块632,别配置为从n个放大/衰减器的放大/衰减系数中获取放大/衰减系数最小值;
该第四计算子模块633,被配置为将第五获取子模块631得到的放大/衰减系数减去第六获取子模块632得到的放大/衰减系数最小值,得到标准化系数。
可选的,第五获取子模块631,包括:第七获取子模块6311、第五计算子模块6312。
该第七获取子模块6311,被配置为从预设的n个放大/衰减器的放大/衰减系数中获取第m路数字信号对应的信号收集单元中的放大/衰减器的放大/衰减系数;或者,
该第五计算子模块6312,被配置为分别计算n路数字信号中每路数字信号的平均声压的数值;从n路数字信号中选择一路数字信号确定为参考信号,根据每路数字信号的平均声压的数值除以参考信号的平均声压的数值的商以及预设公式计算每路数字信号的相对放大/衰减系数;将第m路数字信号的相对放大/衰减系数确定为第m路数字信号对应的信号收集单元中的放大/衰减器的放大/衰减系数。
可选的,第六获取子模块632,包括:第八获取子模块6321、第六计算子模块6322。
该第八获取子模块6321,被配置为从预设的n个放大/衰减器的放大/衰减系数中获取放大/衰减系数最小值;或者,
该第六计算子模块6322,被配置为分别计算n路数字信号中每路数字信号的平均声压的数值;从n路数字信号中选择一路数字信号确定为参考信号,根据每路数字信号的平均声压的数值除以参考信号的平均声压的数值的商以及预设公式计算每路数字信号的相对放大/衰减系数;从计算得到的n路数字信号的相对放大/衰减系数中获取相对放大/衰减系数最小值,将相对放大/衰减系数最小值确定为放大/衰减系数最小值。
可选的,该装置还包括:检测模块691、压缩模块692。
该检测模块691,被配置为检测输出信号的声压的数值是否在声压范围内;
该压缩模块692,被配置为在检测模块691检测出输出信号的声压的数值不在输出声压范围内时,利用AGC算法对声压进行压缩。
可选的,确定模块620,包括:第八确定子模块621、第九确定子模块622。
该第八确定子模块621,被配置为在n路数字信号中确定声压的最大值小于预设阈值的至少一路数字信号,从至少一路数字信号中确定声压的最大值最大的第m路数字信号;或者,
该第九确定子模块622,被配置为当n个信号收集单元中的放大/衰减器的放大/衰减系数不同时,按照放大/衰减系数由大到小的顺序依次比较每路数字信号的声压的最大值与预设阈值,直至确定出声压的最大值小于预设阈值的一路数字信号时停止,并将声压的最大值小于预设阈值的一路数字信号确定为第m路数字信号。
综上所述,本公开提供的音频信号处理装置,通过将音频信号分别输入到n个信号收集单元进行处理,得到声压范围不同的n路数字信号;从该n路数字信号中确定声压的最大值小于预设阈值且与该预设阈值的差值最小的第m路数字信号,这样,终端可以剔除声压的最大值较大和较小的数字信号,避免对这些数字信号进行处理后,输出信号的声压仍然不满足用户的听力要求的概率;然后,根据标准化系数对第m路数字信号的声压进行调整,当本次选择的第m路数字信号与上一次选择的数字信号不同时,将本次选择的第m路数字信号的声压的数值调整至上一次选择的数字信号的声压范围内,这样,终端每次输出的数字信号的声压不会跳变,解决了终端在录制音量时大时小的声音时,输出信号的声压数值存在跳变的问题,达到了提高终端的录音质量的效果。
另外,通过对n路数字信号进行同步,使得同步后的n路数字信号可以同时从各自对应的缓冲区中输出,这时终端再从同步的n路数字信号中选择第m路数字信号,解决了在输出时间落后的数字信号的声压的最大值的采样点还未从对应的缓冲区中输出,终端就已经开始从输出时间提前的数字信号中选择第m路数字信号,使得选择的第m路数字信号的声压的最大值与预设阈值的差值并不是最小,导致选择的第m路数字信号不准确的问题,达到了提高终端选择第m路数字信号的准确性的效果。
另外,通过对n路数字信号进行同步,使得终端在根据标准化系数对第m路数字信号的声压的数值进行调整时,若本次选择的一路数字信号与上次选择的一路数字信号不同,不会产生时间跳跃,提高了终端的录音质量。
另外,通过对n路同步后的数字信号进行滤波,使得终端可以剔除每路数字信号包括的直流电平,解决了每路数字信号均包括直流电平时,终端计算得到的每路数字信号的声压的数值不准确,从而导致根据每路数字信号的声压的数值选择的第m路数字信号不准确的问题,达到了提高终端选择第m路数字信号的准确性的效果。
另外,通过检测输出信号的声压是否在预设的输出声压范围内,在输出信号的声压不在输出声压范围内时,利用自动增益控制算法对输出信号进行压缩,由于经过自动增益控制算法压缩后的输出信号中各个采样点的声压的数值相同,因此,输出信号的声压的数值不会产生跳变,提高了终端的录音质量。
关于上述实施例中的装置,其中各个模块执行操作的具体方式已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述,此处将不做详细阐述说明。
本公开一示例性实施例提供了一种音频信号处理装置,能够实现本公开提供的音频信号处理方法,该音频信号处理装置包括:处理器、用于存储处理器可执行指令的存储器;
其中,处理器被配置为:
将音频信号分别输入到n个信号收集单元进行处理,得到n路数字信号;
在n路数字信号中确定声压的最大值小于预设阈值且与预设阈值的差值最小的第m路数字信号,1≤m≤n;
获取第m路数字信号的标准化系数,标准化系数用于将第m路数字信号的声压的数值调整至上一次选择的数字信号的声压范围内;
根据标准化系数对第m路数字信号的声压的数值进行调整,并输出调整后的第m路数字信号。
图7是根据一示例性实施例示出的一种用于音频信号处理的装置700的框图。例如,装置700可以是移动电话,计算机,数字广播终端,消息收发设备,游戏控制台,平板设备,医疗设备,健身设备,个人数字助理等。
参照图7,装置700可以包括以下一个或多个组件:处理组件702,存储器704,电源组件706,多媒体组件708,音频组件710,输入/输出(I/O)的接口712,传感器组件714,以及通信组件716。
处理组件702通常控制装置700的整体操作,诸如与显示,电话呼叫,数据通信,相机操作和记录操作相关联的操作。处理组件702可以包括一个或多个处理器718来执行指令,以完成上述的方法的全部或部分步骤。此外,处理组件702可以包括一个或多个模块,便于处理组件702和其他组件之间的交互。例如,处理组件702可以包括多媒体模块,以方便多媒体组件708和处理组件702之间的交互。
存储器704被配置为存储各种类型的数据以支持在装置700的操作。这些数据的示例包括用于在装置700上操作的任何应用程序或方法的指令,联系人数据,电话簿数据,消息,图片,视频等。存储器704可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现,如静态随机存取存储器(SRAM),电可擦除可编程只读存储器(EEPROM),可擦除可编程只读存储器(EPROM),可编程只读存储器(PROM),只读存储器(ROM),磁存储器,快闪存储器,磁盘或光盘。
电源组件706为装置700的各种组件提供电力。电源组件706可以包括电源管理系统,一个或多个电源,及其他与为装置700生成、管理和分配电力相关联的组件。
多媒体组件708包括在所述装置700和用户之间的提供一个输出接口的屏幕。在一些实施例中,屏幕可以包括液晶显示器(LCD)和触摸面板(TP)。如果屏幕包括触摸面板,屏幕可以被实现为触摸屏,以接收来自用户的输入信号。触摸面板包括一个或多个触摸传感器以感测触摸、滑动和触摸面板上的手势。所述触摸传感器可以不仅感测触摸或滑动动作的边界,而且还检测与所述触摸或滑动操作相关的持续时间和压力。在一些实施例中,多媒体组件708包括一个前置摄像头和/或后置摄像头。当装置700处于操作模式,如拍摄模式或视频模式时,前置摄像头和/或后置摄像头可以接收外部的多媒体数据。每个前置摄像头和后置摄像头可以是一个固定的光学透镜系统或具有焦距和光学变焦能力。
音频组件710被配置为输出和/或输入音频信号。例如,音频组件710包括一个麦克风(MIC),当装置700处于操作模式,如呼叫模式、记录模式和语音识别模式时,麦克风被配置为接收外部音频信号。所接收的音频信号可以被进一步存储在存储器704或经由通信组件716发送。在一些实施例中,音频组件710还包括一个扬声器,用于输出音频信号。
I/O接口712为处理组件702和外围接口模块之间提供接口,上述外围接口模块可以是键盘,点击轮,按钮等。这些按钮可包括但不限于:主页按钮、声压按钮、启动按钮和锁定按钮。
传感器组件714包括一个或多个传感器,用于为装置700提供各个方面的状态评估。例如,传感器组件714可以检测到装置700的打开/关闭状态,组件的相对定位,例如所述组件为装置700的显示器和小键盘,传感器组件714还可以检测装置700或装置700一个组件的位置改变,用户与装置700接触的存在或不存在,装置700方位或加速/减速和装置700的温度变化。传感器组件714可以包括接近传感器,被配置用来在没有任何的物理接触时检测附近物体的存在。传感器组件714还可以包括光传感器,如CMOS或CCD图像传感器,用于在成像应用中使用。在一些实施例中,该传感器组件714还可以包括加速度传感器,陀螺仪传感器,磁传感器,压力传感器或温度传感器。
通信组件716被配置为便于装置700和其他设备之间有线或无线方式的通信。装置700可以接入基于通信标准的无线网络,如WiFi,2G或3G,或它们的组合。在一个示例性实施例中,通信组件716经由广播信道接收来自外部广播管理系统的广播信号或广播相关信息。在一个示例性实施例中,所述通信组件716还包括近场通信(NFC)模块,以促进短程通信。例如,在NFC模块可基于射频识别(RFID)技术,红外数据协会(IrDA)技术,超宽带(UWB)技术,蓝牙(BT)技术和其他技术来实现。
在示例性实施例中,装置700可以被一个或多个应用专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理设备(DSPD)、可编程逻辑器件(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、控制器、微控制器、微处理器或其他电子元件实现,用于执行上述方法。
在示例性实施例中,还提供了一种包括指令的非临时性计算机可读存储介质,例如包括指令的存储器704,上述指令可由装置700的处理器718执行以完成上述方法。例如,所述非临时性计算机可读存储介质可以是ROM、随机存取存储器(RAM)、CD-ROM、磁带、软盘和光数据存储设备等。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里的公开后,将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化,这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的,本公开的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
应当理解的是,本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构,并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。
Claims (27)
1.一种音频信号处理方法,其特征在于,用于终端中,所述终端包括n个信号收集单元,每个信号收集单元包括一个放大/衰减器以及与所述放大/衰减器相连的一个模数转换器ADC,n≥2,所述方法包括:
将音频信号分别输入到n个信号收集单元进行处理,得到n路数字信号;
在所述n路数字信号中确定声压的最大值小于预设阈值且与所述预设阈值的差值最小的第m路数字信号,1≤m≤n;
获取所述第m路数字信号的标准化系数,所述标准化系数用于将第m路数字信号的声压的数值调整至上一次选择的数字信号的声压范围内;
根据所述标准化系数对所述第m路数字信号的声压的数值进行调整,并输出调整后的所述第m路数字信号。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
将所述n路数字信号分别缓存在n个缓冲区内,每个缓冲区内的采样点按照采样的先后顺序排序;
分别获取所述n路数字信号中每路数字信号的采样点信息,根据得到的n路数字信号的采样点信息计算每路数字信号的同步时长,每路数字信号的同步时长用于调整所述数字信号从对应的缓冲区中输出的时间;
对于所述n路数字信号中的每路数字信号,将所述数字信号中采样点序号与所述数字信号的同步时长相等的采样点作为同步后的数字信号的起始点,得到同步后的数字信号,所述采样点序号是采样点在对应的缓冲区中的排序序号;
触发执行所述在所述n路数字信号中确定声压的最大值小于预设阈值且与所述预设阈值的差值最小的第m路数字信号的步骤。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述分别获取所述n路数字信号中每路数字信号的采样点信息,包括:
从所述n路数字信号中选择第i路数字信号,将所述第i路数字信号确定为基准信号,1≤i≤n;
获取所述基准信号的采样点信息;
分别获取剩余的n-1路数字信号中每路数字信号的采样点信息。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述获取所述基准信号的采样点信息,包括:
将采样频率乘以各路数字信号到达对应的缓冲区的最大时间差,得到各路数字信号到达对应的缓冲区的最大采样点间隔k,将所述第i路数字信号的缓冲区中从第k+1个采样点开始到第2k个采样点为止的区间确定为基准区间,所述k为正整数;
在所述基准区间中获取声压最大值和所述声压最大值对应的采样点的第一采样点序号,所述第一采样点序号为所述声压最大值对应的采样点在对应的缓冲区中的排序序号;
在所述基准区间中获取声压最小值和所述声压最小值对应的采样点的第二采样点序号,所述第二采样点序号为所述声压最小值对应的采样点在对应的缓冲区中的排序序号;
将所述第一采样点序号减去所述第二采样点序号,将得到的采样点间隔确定为所述基准信号的采样点信息。
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述分别获取剩余的n-1路数字信号中每路数字信号的采样点信息,包括:
对于所述n-1路数字信号中的每路数字信号,将所述第i路数字信号的基准点的采样点序号减去k得到的差值确定为所述数字信号的同步区间的起始采样点的采样点序号,从所述起始采样点开始至对应的缓冲区的最后一个采样点为止确定为所述数字信号的同步区间,所述基准点为所述声压最大值对应的采样点或者所述声压最小值对应的采样点;
在所述基准点为所述声压最大值对应的采样点时,检测所述同步区间内是否存在声压的数值大于前一个采样点的声压的数值且大于后一个采样点的声压的数值的采样点,在检测到存在至少一个声压的数值大于前一个采样点的声压的数值且大于后一个采样点的声压的数值的采样点时,将得到的各个采样点确定为极值点,将所述同步区间内各个极值点的采样点序号作为所述数字信号的采样点信息;或者,
在所述基准点为所述声压最小值对应的采样点时,检测所述同步区间内是否存在声压的数值小于前一个采样点的声压的数值且小于后一个采样点的声压的数值的采样点;在检测到存在至少一个声压的数值小于前一个采样点的声压的数值且小于后一个采样点的声压的数值的采样点时,将得到的各个采样点确定为极值点,将所述同步区间内各个极值点的采样点序号作为所述数字信号的采样点信息。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述根据得到的n路数字信号的采样点信息计算每路数字信号的同步时长,包括:
根据所述n路数字信号的采样点信息计算所述n路数字信号中每路数字信号的相对同步时长,得到n个相对同步时长;
确定所述n个相对同步时长的最小值;
将所述n个相对同步时长分别减去所述最小值,得到每路数字信号的同步时长。
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述根据所述n路数字信号的采样点信息计算所述n路数字信号中每路数字信号的相对同步时长,包括:
当n≠i时,对于每路数字信号,循环执行以下步骤,直至得到所述数字信号的相对同步时长时停止:
将所述数字信号的第p个极值点的采样点序号减去所述采样点间隔,得到第q个采样点的采样点序号,所述p和q为正整数;
在所述基准点为所述声压最大值的采样点时,检测所述第p个极值点的声压的数值与所述声压最大值的比值是否等于所述第q个采样点的声压的数值与所述声压最小值的比值;在所述第p个极值点的声压的数值与所述声压最大值的比值等于所述第q个采样点的声压的数值与所述声压最小值的比值时,将所述第p个极值点的采样点序号减去所述第一采样点序号,得到所述数字信号的相对同步时长;或者,
在所述基准点为所述声压最小值的采样点时,检测所述第p个极值点的声压的数值与所述声压最小值的比值是否等于所述第q个采样点的声压的数值与所述声压最大值的比值;在所述第p个极值点的声压的数值与所述声压最小值的比值等于所述第q个采样点的声压的数值与所述声压最大值的比值时,将所述第p个极值点的采样点序号减去所述第一采样点序号,得到所述数字信号的相对同步时长;
当n=i时,设置所述第i路数字信号的相对同步时长为0。
8.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
利用高通滤波器对n路所述同步后的数字信号进行滤波,得到n路去直流后的数字信号,并触发执行所述在所述n路数字信号中确定声压的最大值小于预设阈值且与所述预设阈值的差值最小的第m路数字信号的步骤。
9.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述获取所述第m路数字信号的标准化系数,包括:
获取所述第m路数字信号对应的信号收集单元中的放大/衰减器的放大/衰减系数;
从n个放大/衰减器的放大/衰减系数中获取放大/衰减系数最小值;
将所述放大/衰减系数减去所述放大/衰减系数最小值,得到所述标准化系数。
10.根据权利要求9所述的方法,其特征在于,所述获取所述第m路数字信号对应的信号收集单元中的放大/衰减器的放大/衰减系数,包括:
从预设的n个放大/衰减器的放大/衰减系数中获取所述第m路数字信号对应的信号收集单元中的放大/衰减器的放大/衰减系数;或者,
分别计算所述n路数字信号中每路数字信号的平均声压的数值;从所述n路数字信号中选择一路数字信号作为参考信号,根据每路数字信号的平均声压的数值除以所述参考信号的平均声压的数值的商以及第一预设公式计算每路数字信号的相对放大/衰减系数;将第m路数字信号的相对放大/衰减系数确定为所述第m路数字信号对应的信号收集单元中的放大/衰减器的放大/衰减系数。
11.根据权利要求9所述的方法,其特征在于,所述从n个放大/衰减器的放大/衰减系数中获取放大/衰减系数最小值,包括:
从预设的n个放大/衰减器的放大/衰减系数中获取放大/衰减系数最小值;或者,
分别计算所述n路数字信号中每路数字信号的平均声压的数值;从所述n路数字信号中选择一路数字信号作为参考信号,根据每路数字信号的平均声压的数值除以所述参考信号的平均声压的数值的商以及第二预设公式计算每路数字信号的相对放大/衰减系数;从计算得到的n路数字信号的相对放大/衰减系数中获取相对放大/衰减系数最小值,将所述相对放大/衰减系数最小值确定为所述放大/衰减系数最小值。
12.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
检测所述输出信号的声压的数值是否在预设的输出声压范围内;
在所述输出信号的声压的数值不在所述输出声压范围内时,利用自动增益控制AGC算法对所述声压进行压缩。
13.根据权利要求1至12任一所述的方法,其特征在于,所述在所述n路数字信号中确定声压的最大值小于预设阈值且与所述预设阈值的差值最小的第m路数字信号,包括:
在所述n路数字信号中确定声压的最大值小于所述预设阈值的至少一路数字信号,从所述至少一路数字信号中确定声压的最大值最大的所述第m路数字信号;或者,
当所述n个信号收集单元中的放大/衰减器的放大/衰减系数不同时,按照放大/衰减系数由大到小的顺序依次比较每路数字信号的声压的最大值与所述预设阈值,直至确定出声压的最大值小于所述预设阈值的一路数字信号时停止,并将所述声压的最大值小于预设阈值的一路数字信号确定为所述第m路数字信号。
14.一种音频信号处理装置,其特征在于,用于终端中,所述终端包括n个信号收集单元,每个信号收集单元包括一个放大/衰减器以及与所述放大/衰减器相连的一个模数转换器ADC,n≥2,所述装置包括:
处理模块,被配置为将音频信号分别输入到n个信号收集单元进行处理,得到n路数字信号;
确定模块,被配置为在所述处理模块得到的所述n路数字信号中确定声压的最大值小于预设阈值且与所述预设阈值的差值最小的第m路数字信号,1≤m≤n;
第一获取模块,被配置为获取所述确定模块确定的所述第m路数字信号的标准化系数,所述标准化系数用于将第m路数字信号的声压的数值调整至上一次选择的数字信号的声压范围内;
调整模块,被配置为根据所述第一获取模块获取的所述标准化系数对所述第m路数字信号的声压的数值进行调整,并输出调整后的所述第m路数字信号。
15.根据权利要求14所述的装置,其特征在于,所述装置还包括:
缓存模块,被配置为将所述n路数字信号分别缓存在n个缓冲区内,每个缓冲区内的采样点按照采样的先后顺序排序;
第二获取模块,被配置为分别获取所述n路数字信号中每路数字信号的采样点信息,根据得到的n路数字信号的采样点信息计算每路数字信号的同步时长,每路数字信号的同步时长用于调整所述数字信号从对应的缓冲区中输出的时间;
同步模块,被配置为对于所述n路数字信号中的每路数字信号,将所述数字信号中采样点序号与所述第二获取模块得到的所述数字信号的同步时长相等的采样点作为同步后的数字信号的起始点,得到同步后的数字信号,所述采样点序号是采样点在对应的缓冲区中的排序序号;
触发模块,被配置为触发所述确定模块执行所述在所述n路数字信号中确定声压的最大值小于预设阈值且与所述预设阈值的差值最小的第m路数字信号的步骤。
16.根据权利要求15所述的装置,其特征在于,所述第二获取模块,包括:
第一确定子模块,被配置为从所述n路数字信号中选择第i路数字信号,将所述第i路数字信号确定为基准信号,1≤i≤n;
第一获取子模块,被配置而获取所述基准信号的采样点信息;
第二获取子模块,被配置为分别获取剩余的n-1路数字信号中每路数字信号的采样点信息。
17.根据权利要求16所述的装置,其特征在于,所述第一获取子模块,包括:
第二确定子模块,被配置为将采样频率乘以各路数字信号到达对应的缓冲区的最大时间差,得到各路数字信号到达对应的缓冲区的最大采样点间隔k,将所述第i路数字信号的缓冲区中从第k+1个采样点开始到第2k个采样点为止的区间确定为基准区间,所述k为正整数;
第三获取子模块,被配置为在所述第二确定子模块确定的所述基准区间中获取声压最大值和所述声压最大值对应的采样点的第一采样点序号,所述第一采样点序号为所述声压最大值对应的采样点在对应的缓冲区中的排序序号;
第四获取子模块,被配置为在所述第二确定子模块确定的所述基准区间中获取声压最小值和所述声压最小值对应的采样点的第二采样点序号,所述第二采样点序号为所述声压最小值对应的采样点在对应的缓冲区中的排序序号;
第三确定子模块,被配置为将所述第三获取子模块得到的所述第一采样点序号减去所述第四获取子模块得到的所述第二采样点序号,将得到的采样点间隔确定为所述基准信号的采样点信息。
18.根据权利要求17所述的装置,其特征在于,所述第二获取子模块,包括:
第四确定子模块,被配置为对于所述n-1路数字信号中的每路数字信号,将所述第i路数字信号的基准点的采样点序号减去k得到的差值确定为所述数字信号的同步区间的起始采样点的采样点序号,从所述起始采样点开始至对应的缓冲区的最后一个采样点为止确定为所述数字信号的同步区间,所述基准点为所述声压最大值对应的采样点或者所述声压最小值对应的采样点;
第五确定子模块,被配置为在所述基准点为所述声压最大值对应的采样点时,检测所述第四确定子模块确定的所述同步区间内是否存在声压的数值大于前一个采样点的声压的数值且大于后一个采样点的声压的数值的采样点,在检测到存在至少一个声压的数值大于前一个采样点的声压的数值且大于后一个采样点的声压的数值的采样点时,将得到的各个采样点确定为极值点,将所述同步区间内各个极值点的采样点序号作为所述数字信号的采样点信息;或者,
第六确定子模块,被配置为在所述基准点为所述声压最小值对应的采样点时,检测所述第四确定子单元确定的所述同步区间内是否存在声压的数值小于前一个采样点的声压的数值且小于后一个采样点的声压的数值的采样点;在检测到存在至少一个声压的数值小于前一个采样点的声压的数值且小于后一个采样点的声压的数值的采样点时,将得到的各个采样点确定为极值点,将所述同步区间内各个极值点的采样点序号作为所述数字信号的采样点信息。
19.根据权利要求18所述的装置,其特征在于,所述第二获取模块,包括:
第一计算子模块,被配置为根据所述n路数字信号的采样点信息计算所述n路数字信号中每路数字信号的相对同步时长,得到n个相对同步时长;
第七确定子模块,被配置为确定所述n个相对同步时长的最小值;
第二计算子模块,被配置为将所述第一计算子模块得到的所述n个相对同步时长分别减去所述第七确定子模块得到的所述最小值,得到每路数字信号的同步时长。
20.根据权利要求19所述的装置,其特征在于,所述第一计算子模块,包括:
循环子模块,被配置为当n≠i时,对于每路数字信号,循环执行以下步骤,直至得到所述数字信号的相对同步时长时停止:
第三计算子模块,被配置为将所述数字信号的第p个极值点的采样点序号减去所述采样点间隔,得到第q个采样点的采样点序号,所述p和q为正整数;
第一检测子模块,被配置为在所述基准点为所述声压最大值的采样点时,检测所述第p个极值点的声压的数值与所述声压最大值的比值是否等于所述第三计算子模块得到的所述第q个采样点的声压的数值与所述声压最小值的比值;在所述第p个极值点的声压的数值与所述声压最大值的比值等于所述第q个采样点的声压的数值与所述声压最小值的比值时,将所述第p个极值点的采样点序号减去所述第一采样点序号,得到所述数字信号的相对同步时长;或者,
第二检测子模块,被配置为在所述基准点为所述声压最小值的采样点时,检测所述第p个极值点的声压的数值与所述声压最小值的比值是否等于所述第三计算子模块得到的所述第q个采样点的声压的数值与所述声压最大值的比值;在所述第p个极值点的声压的数值与所述声压最小值的比值等于所述第q个采样点的声压的数值与所述声压最大值的比值时,将所述第p个极值点的采样点序号减去所述第一采样点序号,得到所述数字信号的相对同步时长;
设置子模块,被配置为当n=i时,设置所述第i路数字信号的相对同步时长为0。
21.根据权利要求15所述的装置,其特征在于,所述装置还包括:
滤波模块,被配置为利用高通滤波器对n路所述同步后的数字信号进行滤波,得到n路去直流后的数字信号,并触发执行所述确定模块执行所述在所述n路数字信号中确定声压的最大值小于预设阈值且与所述预设阈值的差值最小的第m路数字信号的步骤。
22.根据权利要求14所述的装置,其特征在于,所述第一获取模块,包括:
第五获取子模块,被配置为获取所述第m路数字信号对应的信号收集单元中的放大/衰减器的放大/衰减系数;
第六获取子模块,别配置为从n个放大/衰减器的放大/衰减系数中获取放大/衰减系数最小值;
第四计算子模块,被配置为将所述第五获取子模块得到的所述放大/衰减系数减去所述第六获取子模块得到的所述放大/衰减系数最小值,得到所述标准化系数。
23.根据权利要求22所述的装置,其特征在于,所述第五获取子模块,包括:
第七获取子模块,被配置为从预设的n个放大/衰减器的放大/衰减系数中获取所述第m路数字信号对应的信号收集单元中的放大/衰减器的放大/衰减系数;或者,
第五计算子模块,被配置为分别计算所述n路数字信号中每路数字信号的平均声压的数值;从所述n路数字信号中选择一路数字信号作为参考信号,根据每路数字信号的平均声压的数值除以所述参考信号的平均声压的数值的商以及第一预设公式计算每路数字信号的相对放大/衰减系数;将第m路数字信号的相对放大/衰减系数确定为所述第m路数字信号对应的信号收集单元中的放大/衰减器的放大/衰减系数。
24.根据权利要求22所述的装置,其特征在于,所述第六获取子模块,包括:
第八获取子模块,被配置为从预设的n个放大/衰减器的放大/衰减系数中获取放大/衰减系数最小值;或者,
第六计算子模块,被配置为分别计算所述n路数字信号中每路数字信号的平均声压的数值;从所述n路数字信号中选择一路数字信号作为参考信号,根据每路数字信号的平均声压的数值除以所述参考信号的平均声压的数值的商以及第二预设公式计算每路数字信号的相对放大/衰减系数;从计算得到的n路数字信号的相对放大/衰减系数中获取相对放大/衰减系数最小值,将所述相对放大/衰减系数最小值确定为所述放大/衰减系数最小值。
25.根据权利要求14所述的装置,其特征在于,所述装置还包括:
检测模块,被配置为检测所述输出信号的声压的数值是否在预设的输出声压范围内;
压缩模块,被配置为在所述检测模块检测出所述输出信号的声压的数值不在所述输出声压范围内时,利用自动增益控制AGC算法对所述声压进行压缩。
26.根据权利要求14至25任一所述的装置,其特征在于,所述确定模块,包括:
第八确定子模块,被配置为在所述n路数字信号中确定声压的最大值小于所述预设阈值的至少一路数字信号,从所述至少一路数字信号中确定声压的最大值最大的所述第m路数字信号;或者,
第九确定子模块,被配置为当所述n个信号收集单元中的放大/衰减器的放大/衰减系数不同时,按照放大/衰减系数由大到小的顺序依次比较每路数字信号的声压的最大值与所述预设阈值,直至确定出声压的最大值小于所述预设阈值的一路数字信号时停止,并将所述声压的最大值小于预设阈值的一路数字信号确定为所述第m路数字信号。
27.一种音频信号处理装置,其特征在于,用于终端中,所述终端包括n个信号收集单元,每个信号收集单元包括一个放大/衰减器以及与所述放大/衰减器相连的一个模数转换器ADC,n≥2,所述装置包括:
处理器;
用于存储处理器可执行指令的存储器;
其中,所述处理器被配置为:
将音频信号分别输入到n个信号收集单元进行处理,得到n路数字信号;
在所述n路数字信号中确定声压的最大值小于预设阈值且与所述预设阈值的差值最小的第m路数字信号,1≤m≤n;
获取所述第m路数字信号的标准化系数,所述标准化系数用于将第m路数字信号的声压的数值调整至上一次选择的数字信号的声压范围内;
根据所述标准化系数对所述第m路数字信号的声压的数值进行调整,并输出调整后的所述第m路数字信号。
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