CN108882073A - 一种抑制麦克风的风噪的方法、装置、耳机和移动终端 - Google Patents

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Abstract

本发明适用于音频信号处理领域，提供了一种抑制麦克风的风噪的方法、装置、耳机和移动终端。所述方法包括：通过麦克风拾取外部声音；对外部声音进行数字化，提取进行数字化后的外部声音中的声纹信息；将提取的外部声音中的声纹信息与预存的风噪声纹信息数据库进行对比；如果外部声音中存在风噪，则提取所述风噪的声纹对应的风噪声纹信息样本；根据所述风噪声纹信息样本来消除风噪。本发明能够明改善风噪对主动降噪耳机的影响，极大提高主动降噪耳机在室外使用体验。当应用于移动终端或具有通话麦克风的耳机时，也可以明显改善通话的效果。

Description

一种抑制麦克风的风噪的方法、装置、耳机和移动终端
技术领域
本发明属于音频信号处理领域，尤其涉及一种抑制麦克风的风噪的方法、装置、耳机和移动终端。
背景技术
风是空气分子的流动，声波是空气分子规律振动，这种振动只是把能量传播出去，振动的质点并不向波的传播方向移动。风在遇到障碍物时会产生湍流(又称扰流)，因此麦克风可以捕捉到风噪。风在麦克风的腔体周围形成湍流，湍流使麦克风的腔体附近的空气压力出现起伏变化。湍流不会直接作用于麦克风，再说有些时候风速很小的情况下湍流引起的声压起伏幅度很小，不容易被人耳感知。但是实际情况是风速很小的情况下麦克风的风噪还是很明显。这就涉及到另外一个因素，空气柱共鸣，湍流引起的气压变化，通过与麦克风的腔体内的空气柱共振，将湍流产生的噪音放大，这个放大后的噪音被麦克风拾取到，就产生了风噪。
因此ANC(Active Noise Cancellation，主动降噪)耳机应用上就产生了一个问题，风声没有在人耳内产生，只在麦克风端产生了，ANC模块会消除一个只能麦克风自己听到的声音--风噪，其结果是把风噪带到了人的耳朵。这已经是主动降噪耳机的一个通病--不能在有风的环境中使用，严重影响ANC耳机的降噪体验。
当应用于移动终端或具有通话麦克风的耳机时，在打电话时风噪会盖住人说话的声音，让对方听不清。
发明内容
本发明的目的在于提供一种抑制麦克风的风噪的方法、装置、计算机可读存储介质和耳机，旨在解决现有技术的主动降噪耳机在有风的环境中使用时，严重影响ANC耳机的降噪体验；当应用于移动终端或具有通话麦克风的耳机时，在打电话时风噪会盖住人说话的声音，让对方听不清的问题。
本发明的目的还在于提供一种能抑制麦克风的风噪的移动终端。
第一方面，本发明提供了一种抑制麦克风的风噪的方法，所述方法包括：
通过麦克风拾取外部声音；
对外部声音进行数字化，提取进行数字化后的外部声音中的声纹信息；
将提取的外部声音中的声纹信息与预存的风噪声纹信息数据库进行对比；
如果外部声音中存在风噪，则提取所述风噪的声纹对应的风噪声纹信息样本；
根据所述风噪声纹信息样本来消除风噪。
第二方面，本发明提供了一种抑制麦克风的风噪的装置，所述装置包括：
拾取模块，用于通过麦克风拾取外部声音；
声纹提取模块，用于对外部声音进行数字化，提取进行数字化后的外部声音中的声纹信息；
对比模块，用于将提取的外部声音中的声纹信息与预存的风噪声纹信息数据库进行对比；
样本提取模块，用于如果外部声音中存在风噪，则提取所述风噪的声纹对应的风噪声纹信息样本；
风噪消除模块，用于根据所述风噪声纹信息样本来消除风噪。
第三方面，本发明提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述的抑制麦克风的风噪的方法的步骤。
第四方面，本发明提供了一种耳机，包括：一个或多个处理器、存储器、麦克风以及一个或多个计算机程序，其中所述处理器分别通过总线与所述存储器和麦克风连接，所述一个或多个计算机程序被存储在所述存储器中，并且被配置成由所述一个或多个处理器执行，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述的抑制麦克风的风噪的方法的步骤。
第五方面，本发明提供了一种移动终端，包括：一个或多个处理器、存储器、麦克风以及一个或多个计算机程序，其中所述处理器分别通过总线与所述存储器和麦克风连接，所述一个或多个计算机程序被存储在所述存储器中，并且被配置成由所述一个或多个处理器执行，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述的抑制麦克风的风噪的方法的步骤。
在本发明中，由于提取外部声音中的声纹信息；将提取的外部声音中的声纹信息与预存的风噪声纹信息数据库进行对比；如果外部声音中存在风噪，则提取所述风噪的声纹对应的风噪声纹信息样本；根据所述风噪声纹信息样本来消除风噪。因此能够明改善风噪对主动降噪耳机的影响，极大提高主动降噪耳机在室外使用体验。当应用于移动终端或具有通话麦克风的耳机时，也可以明显改善通话的效果。
附图说明
图1是本发明实施例一提供的抑制麦克风的风噪的方法的流程图。
图2是本发明实施例二提供的抑制麦克风的风噪的装置的功能模块框图。
图3是本发明实施例四提供的耳机的具体结构框图。
图4是本发明实施例五提供的移动终端的具体结构框图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。
实施例一：
请参阅图1，本发明实施例一提供的抑制麦克风的风噪的方法包括以下步骤：需注意的是，若有实质上相同的结果，本发明的抑制麦克风的风噪的方法并不以图1所示的流程顺序为限。
S101、通过麦克风拾取外部声音。
当本发明实施例一提供的抑制麦克风的风噪的方法应用于主动降噪耳机时，所述麦克风是主动降噪耳机的采集外界噪音的麦克风。当应用于移动终端或具有通话麦克风的耳机时，所述麦克风是通话麦克风。
S102、对外部声音进行数字化，提取进行数字化后的外部声音中的声纹信息。
S103、将提取的外部声音中的声纹信息与预存的风噪声纹信息数据库进行对比。
由于风噪的产生的主要是因为湍流和空气柱共鸣。从湍流理论和空气柱共鸣理论分析，影响到风噪的主要因素有如下五个：1、麦克风所在腔体的外形；2、麦克风所在腔体的内部结构；3、风速的大小；4、风向与腔体的进音孔的角度；5、麦克风的特性。
而对于主动降噪耳机、移动终端或具有通话麦克风的耳机来说，麦克风的腔体的外形、腔体内部结构、进音孔位置、麦克风型号都是已经设计好的，固定不变的。那么风噪只与风速大小和风的方向有关。因此，在本发明实施例一中，预存的风噪声纹信息数据库是通过以下方式建立的：
通过录音装置对以不同风速和/或不同风向吹至录音装置的风进行录音并保存录音文件；例如，先采用1m/s的风速，0度风向，吹至录音装置，由录音装置进行录音并保存录音文件；在风速不变的情况下，逐次改变风向，每次改变5度，由录音装置进行录音并保存录音文件；逐级加大风速(每级1m/s，这个值可以根据实际情况调大或者调小)，0度风向，由录音装置进行录音并保存录音文件；在加大风速后的基础上，再逐次改变风向，每次改变5度，由录音装置录音并保存录音文件；直到风速达到最大值30m/s(这个值可以根据实际情况调大或者调小)，完成所有录音；上面提到的风速初始值1m/s，风速最大值30m/s，每级增加的风速1m/s，需根据实际情况调整，上面提到的风向角度也需根据实际情况调整；
将所有录音文件数字化，用声纹分析工具进行声纹分析，提取典型声纹信息，得到风噪声纹信息数据库。
由于风速与风向的组合有无穷多个，但是经过实测，一些微小的风速风向变化对风噪的影响并不大，经过分析和筛选，最终得到几个或者十几个典型风噪声纹信息，这些典型风噪声纹信息，能够适应95％以上的风噪。
S104、如果外部声音中存在风噪，则提取所述风噪的声纹对应的风噪声纹信息样本。
S105、根据所述风噪声纹信息样本来消除风噪。
当本发明实施例一提供的抑制麦克风的风噪的方法应用于主动降噪耳机时，所述方法还包括以下步骤：
把消除风噪后的外部声音输出给主动降噪耳机的降噪模块，以由降噪模块进行主动降噪处理。
实施例二：
请参阅图2，本发明实施例二提供的抑制麦克风的风噪的装置包括：
拾取模块11，用于通过麦克风拾取外部声音；
声纹提取模块12，用于对外部声音进行数字化，提取进行数字化后的外部声音中的声纹信息；
对比模块13，用于将提取的外部声音中的声纹信息与预存的风噪声纹信息数据库进行对比；
样本提取模块14，用于如果外部声音中存在风噪，则提取所述风噪的声纹对应的风噪声纹信息样本；
风噪消除模块15，用于根据所述风噪声纹信息样本来消除风噪。
当所述装置应用于主动降噪耳机时，所述装置还包括：
输出模块，用于把消除风噪后的外部声音输出给主动降噪耳机的降噪模块，以由降噪模块进行主动降噪处理。
本发明实施例二提供的抑制麦克风的风噪的装置及本发明实施例一提供的抑制麦克风的风噪的方法属于同一构思，其具体实现过程详见说明书全文，此处不再赘述。
实施例三：
本发明实施例三提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如本发明实施例一提供的抑制麦克风的风噪的方法的步骤。
实施例四：
图3示出了本发明实施例四提供的耳机的具体结构框图，一种耳机100包括：一个或多个处理器101、存储器102、麦克风103以及一个或多个计算机程序，其中所述处理器101分别通过总线与所述存储器102和麦克风103连接，所述一个或多个计算机程序被存储在所述存储器102中，并且被配置成由所述一个或多个处理器101执行，所述处理器101执行所述计算机程序时实现如本发明实施例一提供的抑制麦克风的风噪的方法的步骤。
本发明实施例四提供的耳机可以是具有通话麦克风的耳机或者是主动降噪耳机。当本发明实施例四提供的耳机是主动降噪耳机时，所述麦克风是主动降噪耳机的采集外界噪音的麦克风。当耳机是具有通话麦克风的耳机时，所述麦克风是通话麦克风。
实施例五：
图4示出了本发明实施例五提供的移动终端的具体结构框图，一种移动终端200包括：一个或多个处理器201、存储器202、麦克风203以及一个或多个计算机程序，其中所述处理器201分别通过总线与所述存储器202和麦克风203连接，所述一个或多个计算机程序被存储在所述存储器202中，并且被配置成由所述一个或多个处理器201执行，所述处理器201执行所述计算机程序时实现如本发明实施例一提供的抑制麦克风的风噪的方法的步骤。
本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：只读存储器(ROM，Read Only Memory)、随机存取记忆体(RAM，RandomAccess Memory)、磁盘或光盘等。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种抑制麦克风的风噪的方法，其特征在于，所述方法包括：
通过麦克风拾取外部声音；
对外部声音进行数字化，提取进行数字化后的外部声音中的声纹信息；
将提取的外部声音中的声纹信息与预存的风噪声纹信息数据库进行对比；
如果外部声音中存在风噪，则提取所述风噪的声纹对应的风噪声纹信息样本；
根据所述风噪声纹信息样本来消除风噪。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述方法应用于主动降噪耳机时，所述麦克风是主动降噪耳机的采集外界噪音的麦克风；当应用于移动终端或具有通话麦克风的耳机时，所述麦克风是通话麦克风。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预存的风噪声纹信息数据库是通过以下方式建立的：
通过录音装置对以不同风速和/或不同风向吹至录音装置的风进行录音并保存录音文件；
将所有录音文件数字化，用声纹分析工具进行声纹分析，提取典型声纹信息，得到风噪声纹信息数据库。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述方法应用于主动降噪耳机时，所述方法还包括：
把消除风噪后的外部声音输出给主动降噪耳机的降噪模块，以由降噪模块进行主动降噪处理。
5.一种抑制麦克风的风噪的装置，其特征在于，所述装置包括：
拾取模块，用于通过麦克风拾取外部声音；
声纹提取模块，用于对外部声音进行数字化，提取进行数字化后的外部声音中的声纹信息；
对比模块，用于将提取的外部声音中的声纹信息与预存的风噪声纹信息数据库进行对比；
样本提取模块，用于如果外部声音中存在风噪，则提取所述风噪的声纹对应的风噪声纹信息样本；
风噪消除模块，用于根据所述风噪声纹信息样本来消除风噪。
6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，当所述装置应用于主动降噪耳机时，所述装置还包括：
输出模块，用于把消除风噪后的外部声音输出给主动降噪耳机的降噪模块，以由降噪模块进行主动降噪处理。
如果是通话降噪，则是把消除风噪后的音频发送给对方。
7.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至4任一项所述的抑制麦克风的风噪的方法的步骤。
8.一种耳机，包括：一个或多个处理器、存储器、麦克风以及一个或多个计算机程序，其中所述处理器分别通过总线与所述存储器和麦克风连接，所述一个或多个计算机程序被存储在所述存储器中，并且被配置成由所述一个或多个处理器执行，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至4任一项所述的抑制麦克风的风噪的方法的步骤。
9.如权利要求8所述的耳机，其特征在于，所述耳机是具有通话麦克风的耳机或者是主动降噪耳机；
当所述耳机是主动降噪耳机时，所述麦克风是主动降噪耳机的采集外界噪音的麦克风；
当所述耳机是具有通话麦克风的耳机时，所述麦克风是通话麦克风。
10.一种移动终端，包括：一个或多个处理器、存储器、麦克风以及一个或多个计算机程序，其中所述处理器分别通过总线与所述存储器和麦克风连接，所述一个或多个计算机程序被存储在所述存储器中，并且被配置成由所述一个或多个处理器执行，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至4任一项所述的抑制麦克风的风噪的方法的步骤。
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