CN109068213A - 一种耳机响度控制方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种耳机响度控制方法和装置。耳机响度控制方法包括：通过耳机的麦克风拾取环境噪声信号，并根据环境噪声信号获取未经过降噪处理的第一信号和经过降噪处理的第二信号；根据第一信号监测环境中短时噪声能量等级；根据环境中短时噪声能量等级、第一信号和第二信号，调整耳机喇叭的输出响度。本发明可以根据近端用户所处的环境噪声情况相应地调整喇叭端信号的大小，以此来提升近端用户听取远端用户信息的信噪比，避免有用信息的掩盖，改善通话体验。

Description

一种耳机响度控制方法和装置

技术领域

本发明涉及一种音频处理技术领域，尤其涉及一种耳机响度控制方法和装置。

背景技术

目前，耳机通过单麦克风或者多麦克风实现对近端用户身处的环境噪声进行降低，以此来提升远端用户的通话体验。然而对于与人耳耦合差的耳机，近端用户身处的环境噪声会被近端用户的耳朵拾取到。因此，当远端用户通过耳机与远端用户讲话时，近端用户耳朵在听取远端用户信息的同时，也接收到了近端用户身处的环境噪声，当环境噪声较大时会听不清远端用户的讲话，造成通话信息的丢失，影响通话质量。

发明内容

本发明提供了一种耳机响度控制方法和装置，以解决现有近端用户身处的环境噪声较大时，导致难以听清楚耳机播放的声音，影响用户体验的问题。

本发明的一个方面提供了一种耳机响度控制方法，包括：通过耳机的麦克风拾取环境噪声信号，并根据环境噪声信号获取未经过降噪处理的第一信号和经过降噪处理的第二信号；根据第一信号监测环境中短时噪声能量等级；根据环境中短时噪声能量等级、第一信号和第二信号，调整耳机喇叭的响度。

本发明的另一个方面提供了一种耳机音量控制装置，包括：获取单元，用于通过耳机的麦克风拾取环境噪声信号，并根据环境噪声信号获取未经过降噪处理的第一信号和经过降噪处理的第二信号；监测单元，用于根据第一信号监测环境中短时噪声能量等级；控制单元，用于根据环境中短时噪声能量等级、第一信号和第二信号，调整耳机喇叭的响度。

本发明利用耳机自身的麦克风拾取环境噪声信号并对拾取的环境噪声信号进行计算处理，实时监测近端用户所处的环境噪声情况，根据近端用户所处的环境噪声情况相应地调整喇叭端信号的大小，以此来提升近端用户听取远端用户信息的信噪比，避免有用信息的掩盖，实现近端用户通话质量的改善。

附图说明

图1为本发明实施例示出的耳机响度控制方法的流程图；

图2为本发明实施例示出的调整耳机喇叭的响度的过程示意图；

图3为本发明实施例示出的监测环境中短时噪声能量等级的流程图；

图4为本发明实施例示出的噪声能量差值与信号增益值之间的关联关系示意图；

图5为本发明实施例示出的耳机响度控制装置的结构框图。

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实施方式作进一步地详细描述。

以下，将参照附图来描述本发明的实施例。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。

在此使用的术语仅仅是为了描述具体实施例，而并非意在限制本发明。这里使用的词语“一”、“一个(种)”和“该”等也应包括“多个”、“多种”的意思，除非上下文另外明确指出。此外，在此使用的术语“包括”、“包含”等表明了所述特征、步骤、操作和/或部件的存在，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、步骤、操作或部件。

在此使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有本领域技术人员通常所理解的含义，除非另外定义。应注意，这里使用的术语应解释为具有与本说明书的上下文相一致的含义，而不应以理想化或过于刻板的方式来解释。

附图中示出了一些方框图和/或流程图。应理解，方框图和/或流程图中的一些方框或其组合可以由计算机程序指令来实现。这些计算机程序指令可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器，从而这些指令在由该处理器执行时可以创建用于实现这些方框图和/或流程图中所说明的功能/操作的装置。

因此，本发明的技术可以硬件和/或软件(包括固件、微代码等)的形式来实现。另外，本发明的技术可以采取存储有指令的计算机可读介质上的计算机程序产品的形式，该计算机程序产品可供指令执行系统使用或者结合指令执行系统使用。在本发明的上下文中，计算机可读介质可以是能够包含、存储、传送、传播或传输指令的任意介质。例如，计算机可读介质可以包括但不限于电、磁、光、电磁、红外或半导体系统、装置、器件或传播介质。计算机可读介质的具体示例包括：磁存储装置，如磁带或硬盘(HDD)；光存储装置，如光盘(CD-ROM)；存储器，如随机存取存储器(RAM)或闪存；和/或有线/无线通信链路。

本发明的一个方面提供了一种耳机响度控制方法。

图1为本发明实施例示出的耳机响度控制方法的流程图，如图1所示，本实施例的耳机响度控制方法包括：

S110，通过耳机的麦克风拾取环境噪声信号，并根据环境噪声信号获取未经过降噪处理的第一信号和经过降噪处理的第二信号。

S120，根据第一信号监测环境中短时噪声能量等级。

S130，根据环境中短时噪声能量等级、第一信号和第二信号，调整耳机喇叭的响度。

本实施例利用耳机自身的麦克风拾取环境噪声信号并对拾取的环境噪声信号进行计算处理，实时监测近端用户所处的环境噪声情况，根据近端用户所处的环境噪声情况相应地调整喇叭端信号的大小，以此来提升近端用户听取远端用户信息的信噪比，避免有用信息的掩盖，实现近端用户通话质量的改善。

图2为本发明实施例示出的调整耳机喇叭的响度的过程示意图，图3为本发明实施例示出的监测环境中短时噪声能量等级的流程图，图4为本发明实施例示出的噪声能量差值与信号增益值之间的关联关系示意图，以下参考图2-4对上述步骤S110-S130进行详细的说明。

首先执行步骤S110，即通过耳机的麦克风拾取环境噪声信号，并根据环境噪声信息获取未经过降噪处理的第一信号和经过降噪处理的第二信号。

本实施例中，麦克风拾取一段时间的环境噪声信号，所拾取的环境噪声信号的时间段可以根据信号处理算法的启动时间进行设定，以避开信号处理算法开启的时间段。

在拾取到环境噪声信号之后，对环境噪声信号进行常规性处理，如通过增益调整模块对拾取的环境噪声信号进行放大获得第一信号，利用第一信号进行实际环境中短时噪声能量等级的监测；然后经过噪声抑制模块进行降噪处理获得第二信号，本实施例噪声抑制模块采用现有降噪算法对信号进行降噪处理，在环境中短时噪声能量等级确定实际环境中不存在短时可以严重覆盖远端信息的高能量噪声时，利用第一信号和第二信号的能量差值调整耳机喇叭的输出响度。

其中，本实施例的耳机为单耳耳机，例如为左耳耳机或者右耳耳机，耳机可以包括一个麦克风或者多个麦克风，例如参考图2所示，当耳机包括两个麦克风时，两个麦克风同步拾取到两路环境噪声信号，利用增益调整模块同时对两路环境噪声信号进行放大处理，一方面，将放大处理后的两路信号经过噪声抑制模块进行降噪处理获得第二信号p(k)，另一方面，将其中一路放大处理后的信号作为第一信号u(k)。

然后执行步骤S120，即根据第一信号监测环境中短时噪声能量等级。

本实施例对第一信号在时域上进行平均噪声能量统计，根据第一信号的平均噪声能量检测第一信号是否存在设定时间段内的单位噪声能量均超过第一预设能量值的目标时间段，若存在这样的目标时间段，则确定环境中存在短时可以严重覆盖远端信息的高能量噪声，若不存在这样的目标时间段，则确定环境中不存在短时可以严重覆盖远端信息的高能量噪声；其中，第一预设能量值和设定时间段可以根据实际情况具体设定，第一预设能量值和设定时间段的组合可以检测该时间段内的环境噪声是否存在突然发生的较大噪声，如突然经过的汽车鸣笛声等，这类噪声持续一定的时间会严重的掩盖掉远端用户传送过来的信息。

如图3所示，假设将麦克风2拾取一定时间长度的环境噪声信号作为第一信号，则统计第一信号的平均噪声能量，假设本实施例中设定时间段为1秒，单位噪声能量为100毫秒内的平均噪声能量，若第一信号存在连续十个单位噪声能量都大于第一预设能量值的时间段t，则时间段t为本实施例的目标时间段，此时将喇叭设定频段的信号增益调整到最大增益C；反之，若第一信号不存在目标时间段，则计算噪声抑制处理后的环境噪声信号的能量值与实际环境噪声信号的能量值之间的差值，基于噪声能量差值调整喇叭的增益。

得到环境噪声等级之后，继续执行步骤S130，即根据环境中短时噪声能量等级、第一信号和第二信号，调整耳机喇叭的输出响度。

本实施例可以根据第一信号确定环境中是否存在短时可以严重覆盖远端信息的高能量噪声，在确定环境中存在短时可以严重覆盖远端信息的高能量噪声时，对耳机喇叭设定频段的信号增益调整到最大值，设定频段可以理解为影响语音响度的主要频段，例如500-3kHz的频段范围，本实施例中的设定频段可以根据听音效果进行调整；信号增益的最大值可以理解为喇叭信号不严重失真的最大增益。在确定环境中不存在短时可以严重覆盖远端信息的高能量噪声时，根据第一信号估计实际环境的噪声能量，以及根据第二信号估计降噪处理后的噪声能量，根据噪声能量差值调整耳机喇叭的输出响度。

本实施例步骤S110中第二信号为采用现有降噪算法进行降噪处理后的信号，由于降噪算法可以对实际环境噪声进行一定程度的抑制，例如，现有的降噪算法一般对低频噪声的抑制量要多于高频噪声，本实施例根据第一信号和第二信号的噪声能量差值确定环境噪声中容易被近端用户耳朵拾取到的低频成分的含量对喇叭设定频段的信号增益进行调整。例如，在确定环境噪声中容易被近端用户耳朵拾取到的低频成分较多时，说明此时环境噪声容易对近端用户产生干扰，影响近端用户听取远端用户的信息，此种情况本实施例根据噪声能量差值与信号增益值之间的关联关系获得噪声能量差值对应的信号增益值，将耳机喇叭设定频段的信号增益调整到对应的信号增益值；在确定环境噪声中容易被近端用户耳朵拾取到的低频成分较少时，说明此时环境噪声对远端用户信息覆盖程度较小，此种情况本实施例保持喇叭设定频段的信号增益。

一个实施例中，在噪声能量差值大于第二预设能量值时，说明环境噪声中容易被近端用户耳朵拾取到的低频成分较多，环境噪声容易对近端用户的通话产生干扰，影响近端用户听取远端用户的信息，本实施例根据噪声能量差值与信号增益值之间的关联关系获得噪声能量差值对应的信号增益值，将耳机喇叭设定频段的信号增益调整到对应的信号增益值；在噪声能量差值不大于第二预设能量值时，说明环境噪声中容易被近端用户耳朵拾取到的低频成分较少，环境噪声对远端用户信息覆盖程度较小，本实施例保持耳机喇叭设定频段的信号增益；其中，第二预设能量值小于第一预设能量值，第二预设能量值可以根据耳机所用的降噪算法处理性能进行设定。

在确定环境中存在短时可以严重覆盖远端信息的高能量噪声时，即在第一信号不存在噪声能量超过第一预设能量值且持续时间达到设定时间的目标时间段时，说明环境噪声相对平稳，此时需要对第一信号和第二信号的能量进行估计，参考图2或3，当噪声能量差值小于第二预设能量值时，保持耳机喇叭设定频段的信号增益；当噪声能量差值大于第二预设能量值时，根据噪声能量差值与信号增益值之间的关联关系获得噪声能量差值对应的信号增益值，将耳机喇叭设定频段的信号增益调整到对应的信号增益值。

本实施例中噪声能量差值与信号增益值之间的关联关系为线性关系，或者，参考图4所示，噪声能量差值与信号增益值之间的关联关系为：当噪声能量差值小于第三预设能量值Th3且大于第二预设能量值Th2时，上述关联关系为第一线性关系；当噪声能量差值大于第三预设能量值Th3且小于第一预设能量值Th1时，上述关联关系为第二线性关系，其中，第三预设能量值小于第一预设能量值，大于第二预设能量值，第二线性关系中信号增益值的增加量大于第一线性关系中信号增益值的增加量。

本发明的一个方面还提供了一种耳机响度控制装置。

图5为本发明实施例示出的耳机响度控制装置的结构框图，如图5所示，本实施例的耳机响度控制装置包括：

获取单元51，用于通过耳机的麦克风拾取环境噪声信号，并根据环境噪声信号获取未经过降噪处理的第一信号和经过降噪处理的第二信号；

监测单元52，用于根据第一信号监测环境中短时噪声能量等级；

控制单元53，用于根据环境中短时噪声能量等级、第一信号和第二信号，调整耳机喇叭的响度。

本实施例中，监测单元52包括：

第一计算模块，用于对第一信号在时域上进行平均噪声能量统计；

判断模块，用于根据第一信号的平均噪声能量检测第一信号是否存在设定时间段内的单位噪声能量均超过第一预设能量值的目标时间段，若存在目标时间段，则确定环境中存在短时可以严重覆盖远端信息的高能量噪声，若不存在目标时间段，则确定环境中不存在短时可以严重覆盖远端信息的高能量噪声。

本实施例中，控制单元53包括：

第一调整控制模块，用于在确定环境中存在短时可以严重覆盖远端信息的高能量噪声时，对耳机喇叭设定频段的信号增益调整到最大值；

第二计算模块，用于在确定环境中不存在短时可以严重覆盖远端信息的高能量噪声时，根据第一信号估计实际环境的噪声能量，以及根据第二信号估计降噪处理后的噪声能量；

第二调整控制模块，用于根据噪声能量差值调整耳机喇叭的输出响度。

一个实施例中，第二调整控制模块，用于在噪声能量差值大于第二预设能量值时，根据噪声能量差值与信号增益值之间的关联关系获得噪声能量差值对应的信号增益值，将耳机喇叭设定频段的信号增益调整到对应的信号增益值；在噪声能量差值不大于第二预设能量值时，保持耳机喇叭设定频段的信号增益；第二预设能量值小于所述第一预设能量值。

需要说明的是：本实施例中的噪声能量差值与信号增益值之间的关联关系为线性关系；或者，噪声能量差值与信号增益值之间的关联关系为：当噪声能量差值小于第三预设能量值且大于第二预设能量值时，关联关系为第一线性关系；当噪声能量差值大于第三预设能量值且小于第一预设能量值时，关联关系为第二线性关系，其中，第三预设能量值小于第一预设能量值，大于第二预设能量值，第二线性关系中信号增益值的增加量大于第一线性关系中信号增益值的增加量。

本发明装置实施例的各单元的具体工作方式可以参见本发明的方法实施例。

本发明的另一个方面提供了一种可读存储介质。

根据本发明实施例，本发明实施例的可读存储介质，存储有可执行指令，可执行指令被处理器执行时以实现前文描述的耳机响度控制方法。

需要说明的是，本发明实施例的可读存储介质，例如可以是能够包含、存储、传送、传播或传输指令的任意介质。例如，可读存储介质可以包括但不限于电、磁、光、电磁、红外或半导体系统、装置、器件或传播介质。可读存储介质的具体示例包括：磁存储装置，如磁带或硬盘(HDD)；光存储装置，如光盘(CD-ROM)；存储器，如随机存取存储器(RAM)或闪存；和/或有线/无线通信链路。

可读存储介质可以包括计算机程序，该计算机程序可以包括代码/计算机可执行指令，其在由处理器执行时使得处理器执行例如前文所描述的耳机响度控制方法流程及其任何变形。

计算机程序可被配置为具有例如包括计算机程序模块的计算机程序代码。例如，在示例实施例中，计算机程序中的代码可以包括一个或多个程序模块。应当注意，模块的划分方式和个数并不是固定的，本领域技术人员可以根据实际情况使用合适的程序模块或程序模块组合，当这些程序模块组合被处理器执行时，使得处理器可以执行例如上文所描述的耳机响度控制方法流程及其任何变形。

为了便于清楚描述本发明实施例的技术方案，在发明的实施例中，采用了“第一”、“第二”等字样对功能和作用基本相同的相同项或相似项进行区分，本领域技术人员可以理解“第一”、“第二”等字样并不对数量和执行次序进行限定。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，在本发明的上述教导下，本领域技术人员可以在上述实施例的基础上进行其他的改进或变形。本领域技术人员应该明白，上述的具体描述只是更好的解释本发明的目的，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种耳机响度控制方法，其特征在于，包括：

通过耳机的麦克风拾取环境噪声信号，并根据所述环境噪声信号获取未经过降噪处理的第一信号和经过降噪处理的第二信号；

根据所述第一信号监测环境中短时噪声能量等级；

根据环境中短时噪声能量等级、第一信号和第二信号，调整耳机喇叭的响度。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一信号监测环境中短时噪声能量等级，包括：

对所述第一信号在时域上进行平均噪声能量统计；

根据第一信号的平均噪声能量检测所述第一信号是否存在设定时间段内的单位噪声能量均超过第一预设能量值的目标时间段，若存在所述目标时间段，则确定环境中存在短时可以严重覆盖远端信息的高能量噪声，若不存在所述目标时间段，则确定环境中不存在可以严重覆盖远端信息的高能量噪声。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据环境中短时噪声能量等级、第一信号和第二信号，调整耳机的输出音量，包括：

在确定环境中存在短时可以严重覆盖远端信息的高能量噪声时，对耳机喇叭设定频段的信号增益调整到最大值；

在确定环境中不存在可以严重覆盖远端信息的高能量噪声时，根据所述第一信号估计实际环境的噪声能量，以及根据所述第二信号估计降噪处理后的噪声能量，根据噪声能量差值调整耳机喇叭的响度。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据噪声能量差值调整耳机喇叭的响度，包括：

在所述噪声能量差值大于第二预设能量值时，根据噪声能量差值与信号增益值之间的关联关系获得所述噪声能量差值对应的信号增益值，将耳机喇叭设定频段的信号增益调整到对应的信号增益值；所述第二预设能量值小于所述第一预设能量值；

在所述噪声能量差值不大于第二预设能量值时，保持耳机喇叭设定频段的信号增益。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，

所述噪声能量差值与信号增益值之间的关联关系为线性关系；

或者，所述噪声能量差值与信号增益值之间的关联关系为：当噪声能量差值小于第三预设能量值且大于第二预设能量值时，所述关联关系为第一线性关系；当噪声能量差值大于第三预设能量值且小于第一预设能量值时，所述关联关系为第二线性关系，其中，第三预设能量值小于第一预设能量值并大于第二预设能量值，第二线性关系中信号增益值的增加量大于第一线性关系中信号增益值的增加量。

6.一种耳机响度控制装置，其特征在于，包括：

获取单元，用于通过耳机的麦克风拾取环境噪声信号，并根据所述环境噪声信号获取未经过降噪处理的第一信号和经过降噪处理的第二信号；

监测单元，用于根据所述第一信号监测环境中短时噪声能量等级；

控制单元，用于根据环境中短时噪声能量等级、第一信号和第二信号，调整耳机喇叭的响度。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述监测单元包括：

第一计算模块，用于对所述第一信号在时域上进行平均噪声能量统计；

判断模块，用于根据第一信号的平均噪声能量检测所述第一信号是否存在设定时间段内的单位噪声能量均超过第一预设能量值的目标时间段，若存在所述目标时间段，则确定环境中存在短时可以严重覆盖远端信息的高能量噪声，若不存在所述目标时间段，则确定环境中不存在可以严重覆盖远端信息的高能量噪声。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述控制单元包括：

第一调整控制模块，用于在确定环境中存在短时可以严重覆盖远端信息的高能量噪声时，对耳机喇叭设定频段的信号增益调整到最大值；

第二计算模块，用于在确定环境中不存在可以严重覆盖远端信息的高能量噪声时，根据所述第一信号估计实际环境的噪声能量，以及根据所述第二信号估计降噪处理后的噪声能量；

第二调整控制模块，用于根据噪声能量差值调整耳机喇叭的响度。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，

所述第二调整控制模块，用于在所述噪声能量差值大于第二预设能量值时，根据噪声能量差值与信号增益值之间的关联关系获得所述噪声能量差值对应的信号增益值，将耳机喇叭设定频段的信号增益调整到对应的信号增益值；在所述噪声能量差值不大于第二预设能量值时，保持耳机喇叭设定频段的信号增益；所述第二预设能量值小于所述第一预设能量值。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，

所述噪声能量差值与信号增益值之间的关联关系为线性关系；

或者，所述噪声能量差值与信号增益值之间的关联关系为：当噪声能量差值小于第三预设能量值且大于第二预设能量值时，所述关联关系为第一线性关系；当噪声能量差值大于第三预设能量值且小于第一预设能量值时，所述关联关系为第二线性关系，其中，第三预设能量值小于第一预设能量值并大于第二预设能量值，第二线性关系中信号增益值的增加量大于第一线性关系中信号增益值的增加量。