CN109309889B - 一种声音采集设备及其信号处理方法、装置、设备 - Google Patents
一种声音采集设备及其信号处理方法、装置、设备 Download PDFInfo
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Abstract
本申请公开了一种声音采集设备及其信号处理方法、装置、设备，涉及声音处理技术领域，用于降低麦克风信号中的风噪成分，包括：分别获取第一麦克装置和第二麦克装置采集到的两个信号；利用上述两个信号之间的差异确定出风噪信号；从待除噪信号中滤除所述风噪信号。本申请预先在声音采集设备上设置了两个外围均设有凸起的麦克装置，由于当空气流向上述任一凸起的挡风面时，该挡风面会把空气挡回至相应麦克装置的上方附近以形成湍流，由此产生较大的风噪信号，使得上述两个麦克装置采集到的风噪成分之间的差异性变得比较明显，增大了信号之间的差异，通过分析该差异，可确定出相应的风噪信号，后续通过除噪可以有效提高音频信号的质量。
Description
技术领域
本申请涉及声音处理技术领域，特别涉及一种声音采集设备及其信号处理方法、装置、设备。
背景技术
当前，人们在语音通话、发语音信息或录音时，需要利用耳机、手机或电脑等设备上的麦克风来采集声音，以得到相应的音频信号。
然而，在用户使用上述设备中的麦克风采集声音的过程中，如果遇到风或用户处于运动状态，将会导致麦克风采集到的音频信号中存在较多的风噪成分，降低了音频信号的质量，严重地甚至使得人们无法从上述音频信号中准确地分辨出人声。
发明内容
有鉴于此，本申请的目的在于提供一种声音采集设备及其信号处理方法、装置、设备，能够有效降低麦克风信号中的风噪成分，提高了音频信号的质量。其具体方案如下：
第一方面，本申请公开了一种信号处理方法，包括：
分别获取声音采集设备中预设的第一麦克装置和第二麦克装置采集到的信号，得到第一信号和第二信号；其中，所述第一麦克装置的外围设有用于挡风的第一凸起，所述第二麦克装置的外围设有用于挡风的第二凸起；
利用所述第一信号与所述第二信号之间的差异，确定出风噪信号；
从所述第一信号和所述第二信号中确定出待除噪信号；
从所述待除噪信号中滤除所述风噪信号，得到除噪后信号。
可选的，所述分别获取声音采集设备中预设的第一麦克装置和第二麦克装置采集到的信号，包括：
分别获取耳机设备中同一个音频输出装置上预设的第一麦克装置和第二麦克装置采集到的信号。
可选的，所述分别获取声音采集设备中预设的第一麦克装置和第二麦克装置采集到的信号，包括：
分别获取耳机设备中第一音频输出装置上预设的第一麦克装置和第二音频输出装置上预设的第二麦克装置采集到的信号。
可选的，所述分别获取声音采集设备中预设的第一麦克装置和第二麦克装置采集到的信号，包括：
分别获取声音采集设备中预设的与发声源距离相同的第一麦克装置和第二麦克装置采集到的信号。
可选的，所述利用所述第一信号与所述第二信号之间的差异，确定出风噪信号，包括：
确定所述第一信号和所述第二信号之间的差值信号；
将所述差值信号直接确定为风噪信号。
可选的，所述利用所述第一信号与所述第二信号之间的差异，确定出风噪信号，包括：
确定所述第一信号和所述第二信号之间的差值信号，得到初始风噪信号；
对所述初始风噪信号进行修正，得到修正后的风噪信号。
可选的，所述对所述初始风噪信号进行修正，得到修正后的风噪信号，包括：
确定所述第一信号和所述第二信号之间的相关系数；
根据所述相关系数，确定出所述初始风噪信号的增益系数；
将所述初始风噪信号和所述增益系数相乘，得到修正后的风噪信号。
可选的，所述根据所述相关系数，确定出所述初始风噪信号的增益系数，包括：
将所述相关系数输入至预设公式，得到所述初始风噪信号的增益系数；
其中，所述预设公式为：
Gain＝1+(1-Corr(S1,S2))*G；
式中，Gain表示所述增益系数，S1表示所述第一信号，S2表示所述第二信号，Corr(S1,S2)表示所述相关系数，G表示预设系数。
可选的，所述将所述相关系数输入至预设公式之前，还包括：
确定所述声音采集设备上对所述第一麦克装置周围的空气流动造成影响的机械结构的结构特性，得到第一结构特性；
确定所述声音采集设备上对所述第二麦克装置周围的空气流动造成影响的机械结构的结构特性，得到第二结构特性；
确定出数值大小与所述第一结构特性和所述第二结构特性之间的差异呈负相关的所述预设参数。
可选的，所述从所述第一信号和所述第二信号中确定出待除噪信号，包括：
判断所述增益系数是否小于预设阈值；
如果是，则从所述第一信号和所述第二信号中选取出信号强度最小的一个信号作为待除噪信号；
如果否，则从所述第一信号和所述第二信号中选取出信号强度最大的一个信号作为待除噪信号。
可选的，所述从所述第一信号和所述第二信号中确定出待除噪信号，包括：
从所述第一信号和所述第二信号中直接选取出信号强度最大的一个信号作为待除噪信号。
第二方面，本申请公开了一种信号处理装置，包括：
信号获取模块，用于分别获取声音采集设备中预设的第一麦克装置和第二麦克装置采集到的信号，得到第一信号和第二信号；其中，所述第一麦克装置的外围设有用于挡风的第一凸起，所述第二麦克装置的外围设有用于挡风的第二凸起；
第一信号确定模块，用于利用所述第一信号与所述第二信号之间的差异，确定出风噪信号；
第二信号确定模块，用于从所述第一信号和所述第二信号中确定出待除噪信号；
风噪滤除模块，用于从所述待除噪信号中滤除所述风噪信号，得到除噪后信号。
第三方面，本申请公开了一种信号处理设备，包括：
存储器，用于保存计算机程序；
处理器，用于执行所述计算机程序，以实现前述的信号处理方法。
第四方面，本申请公开了一种声音采集设备，包括第一麦克装置、第二麦克装置、设置于所述第一麦克装置外围的用于挡风的第一凸起、设置于所述第二麦克装置外围的用于挡风的第二凸起以及前述的信号处理设备。
可选的，所述第一麦克装置和所述第二麦克装置与发声源之间的距离相同。
可选的，所述第一凸起的挡风面的朝向和所述第二凸起的挡风面的朝向不一致。
可选的，所述第一凸起和/或所述第二凸起为挡风面的朝向可调的凸起。
可选的，所述第一麦克装置中包括一个或多个麦克风；
所述第二麦克装置中包括一个或多个麦克风；
并且，所述第一麦克装置和所述第二麦克装置中的麦克风数量相一致。
可选的，所述声音采集设备为手持智能终端。
可选的，所述声音采集设备为耳机设备。
可选的，所述第一麦克装置和所述第二麦克装置均位于所述耳机设备的同一个音频输出装置上。
可选的，所述第一麦克装置位于所述耳机设备的第一音频输出装置上，所述第二麦克装置位于所述耳机设备的第二音频输出装置上。
第五方面，本申请公开了一种计算机可读存储介质，用于保存计算机程序，其中，所述计算机程序被处理器执行时实现前述的信号处理方法。
可见，本申请预先在声音采集设备上设置了两个麦克装置，通过上述两个麦克装置，可以采集到相应的第一信号和第二信号，并且上述两个麦克装置的外围均设有用于挡风的凸起，由于当空气流向上述任一凸起的挡风面时，该挡风面会把空气挡回至相应麦克装置的上方附近以形成湍流，由于湍流的速度较大，流动方向变动较快，从而能够产生比较大的风噪信号，由此可以使得第一麦克装置采集到的风噪成分和第二麦克装置采集到的风噪成分之间的差异性变得比较明显，进而增大了上述第一信号和第二信号之间的差异，本申请通过分析上述两个信号之间的差异，可确定出相应的风噪信号，后续再通过滤除上述风噪信号，便可得到质量较高的音频信号。由此可见，本申请能够有效降低麦克风信号中的风噪成分，提高了音频信号的质量。
附图说明
为了更清楚地说明本申请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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本申请公开的一种信号处理方法流程图；
图2为本申请公开的一种具体的单耳机佩戴示意图；
图3a和图3b为本申请公开的耳机外部结构示意图；
图4为本申请公开的一种具体的信号处理方法流程图；
图5为本申请公开的一种具体的信号处理方法流程图；
图6为本申请公开的一种具体的信号处理方法流程图；
图7为本申请公开的一种具体的信号处理方法流程图；
图8为本申请公开的一种具体的信号处理方法流程图；
图9为本申请公开的一种信号处理装置结构示意图；
图10为本申请公开的一种信号处理设备结构图；
图11为本申请公开的一种声音采集设备结构图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
当前，在人们利用麦克风采集声音的过程中，如果遇到风或用户处于运动状态，将会导致采集到的音频信号中存在较多的风噪成分，降低了音频信号的质量。为此，本申请提供了一种信号处理方案，能够确定出麦克风信号中的风噪成分并进行剔除，从而有效降低麦克风信号中的风噪成分，提高了音频信号的质量。
参见图1所示，本申请实施例公开了一种信号处理方法，包括：
步骤S11：分别获取声音采集设备中预设的第一麦克装置和第二麦克装置采集到的信号，得到第一信号和第二信号；其中，所述第一麦克装置的外围设有用于挡风的第一凸起，所述第二麦克装置的外围设有用于挡风的第二凸起。
可以理解的是，本实施例中所述声音采集设备可以是任何需要利用麦克风采集声音的设备，如耳机设备、手机、电脑、智能头戴设备和智能手表等。
本实施例中，预先在声音采集设备的不同位置上设置了第一麦克装置和第二麦克装置，并且，每个麦克装置的外围均设有相应的用于挡风的凸起，在用户使用上述声音采集设备采集声音时，第一麦克装置和第二麦克装置所采集到的信号中不仅含有用户嘴部或声音播放设备等发声源产生的语音成分，还包括由于遇到风或用户运动所引起的风噪成分。
步骤S12：利用所述第一信号与所述第二信号之间的差异，确定出风噪信号。
本实施例中，考虑到在利用物理尺寸比较小的如耳机、手机、智能手表、平板电脑等声音采集设备来采集发声源发出的语音时，这些声音采集设备所得到的所述第一信号和所述第二信号中含有的语音成分相差不大，在对音频信号质量要求不是非常严苛的情况下，可以忽略所述第一信号和所述第二信号中由于语音成分的不同而产生的信号差异，也即，此时可以默认所述第一信号和所述第二信号之间的差异是由于它们携带的风噪成分导致的，因此，本实施例通过分析所述第一信号与所述第二信号之间的差异，可以得到所述风噪信号。
当然，在对音频信号质量要求非常高的情况下，需要尽量减小或消除第一信号和第二信号中的语音成分的差异，为此，可以在为声音采集设备安装第一麦克装置和第二麦克装置时，先根据设备日常实际使用过程中，用户嘴部等发声源所在的空间位置区域，确定出第一麦克装置和第二麦克装置在声音采集设备上的安装位置，以使得以后用户在使用上述声音采集设备时，用户嘴部等发声源与第一麦克装置的安装位置和第二麦克装置的安装位置之间的距离均相同，从而能够有效地减少甚至消除所述第一信号和所述第二信号中的语音成分的差异。可以理解的是，本实施例中的发声源除了可以是用户嘴部之外，也可以是各种声音播放设备。
在第一种具体实施方式中，假设上述声音采集设备是耳机设备，并且所述第一麦克装置位于所述耳机设备的第一音频输出装置，所述第二麦克装置位于所述耳机设备的第二音频输出装置，那么为了尽量减少所述第一信号和所述第二信号中的语音成分的差异，可以在为耳机设备安装第一麦克装置和第二麦克装置时，将第一麦克装置安装在第一音频输出装置的第一安装位置，将第二麦克装置安装在第二音频输出装置的第二安装位置，并且，当用户佩戴第一音频输出装置和第二音频输出装置时，上述第一安装位置和第二安装位置与用户嘴部之间的距离相等。
在第二种具体实施方式中，假设上述声音采集设备是耳机设备，考虑到有些用户在使用耳机设备打电话或发语音时，不习惯同时戴上两个音频输出装置，而习惯于只使用一个音频输出装置，如只佩戴左耳机或只佩戴右耳机，为了避免用户只使用一个音频输出装置时所引起的除噪失败的情况，本实施例可以在同一个音频输出装置上安装所述第一麦克装置和所述第二麦克装置，并且保证用户在佩戴这个音频输出装置之后，第一麦克装置的安装位置和第二麦克装置的安装位置与用户嘴部之间的距离相等。例如，参见图2所示，图2中示出了一种具体的单耳机佩戴示意图，其中，第一麦克装置02位于单耳机01的一侧，第二麦克装置03位于单耳机的另一侧，并且，第一麦克装置02和第二麦克装置03与用户嘴部之间的距离相等，具体的，上述两个麦克装置分别对称安置于单耳机01的中心位置与用户嘴部之间的连线的两侧。
在第三种具体实施方式中，假设上述声音采集设备是手机，考虑到用户在使用手机采集声音时，用户嘴部通常位于手机的垂直中轴线的附近，所以可以将所述第一麦克装置和第二麦克装置分别对称安装于上述垂直中轴线的两侧即可。本实施例中，上述垂直中轴线是指手机顶部的中点位置和底部的中点位置之间的连线。
可以理解的是，上述公开的仅仅是本实施例中的三个具体应用例子，并不构成对本实施例的限制。
本实施例中，虽然由于第一麦克装置和第二麦克装置之间的安装位置的不同，会使得上述第一信号和第二信号之间存在一定的风噪成分差异，但是这种差异相对是比较小的，如果第一麦克装置采集的风噪成分和第二麦克装置采集的风噪成分之间的差异仅仅是由于上述因素引起的，那么将会导致上述第一信号和第二信号的整体差异比较小，从而不便于后续基于这两个信号的差异来确定风噪信号，为此，本实施例需要通过采取措施来增大第一麦克装置采集的风噪成分和第二麦克装置采集的风噪成分之间的差异，从而提升所述第一信号和所述第二信号之间的差异，以方便后续风噪信号的确定。具体的，本实施例在第一麦克装置的外围设置用于挡风的第一凸起以及在第二麦克装置的外围设置用于挡风的第二凸起，当空气流向上述任一凸起的挡风面时，该挡风面会把空气挡回至相应麦克装置的上方附近以形成湍流，由于湍流的速度较大，流动方向变动较快，从而能够产生更大的风噪信号，因此，通过在每个麦克装置的外围设置凸起，可以使第一麦克装置采集到的风噪成分和第二麦克装置采集到的风噪成分之间的差异性得到放大，从而有利于后续基于所述第一信号和所述第二信号的差异来确定风噪信号。
更进一步的，考虑到在所述第一凸起的挡风面的朝向和所述第二凸起的挡风面的朝向相同的情况下，第一麦克装置采集到的风噪成分和第二麦克装置采集到的风噪成分之间的差异性被放大的程度相对有限，为了让上述差异性得到更大程度的放大，本实施例还可以在为声音采集设备设置上述第一凸起和第二凸起时，保证所述第一凸起的挡风面的朝向和所述第二凸起的挡风面的朝向不一致，可以理解的是，上述两个挡风面的朝向的差异越大，对第一麦克装置采集到的风噪成分和第二麦克装置采集到的风噪成分之间的差异性所起到的放大作用越明显。具体的，参见图3a和图3b所示，第一麦克装置02的传声孔外围设有用于挡风的第一L型凸起04，第二麦克装置03的传声孔外围设有用于挡风的第二L型凸起05，第一L型凸起04和第二L型凸起05的形状相同，并且，第一L型凸起04的挡风面朝向和第二L型凸起04的挡风面朝向相差180°，其中，第一L型凸起04的挡风面朝向耳机的内侧，第二L型凸起05的挡风面则朝向耳机的外侧。可以理解的是，本实施例中所述第一凸起和所述第二凸起可以是形状相同的凸起，比如可以均为L型凸起，也可以为C型凸起，或者也可以是其他形状的凸起，当然，所述第一凸起和所述第二凸起的形状也可以不相同，比如前者为L型凸起，后者为C型凸起等。
另外，本实施例中的上述凸起还可以具体为挡风面的朝向可调的凸起，从而方便用户或声音采集设备的控制系统根据实际需要将挡风面的朝向调整至相应状态，例如，假设用户在使用声音采集设备的过程中，如果不满意当前音频信号的质量，可以尝试调整一下挡风面的朝向，直到对音频信号质量满意为止。本实施例中，可以是第一凸起和第二凸起中的任意一个凸起为挡风面的朝向可调的凸起，也可以是第一凸起和第二凸起均为挡风面的朝向可调的凸起。
在一种具体实施方式中，上述凸起具体可以是位置可调的凸起，例如，可以通过一个可移动底座将上述凸起安装在相应的麦克装置的外围，当需要改变凸起的挡风面的朝向时，可以通过人工移动方式或电动控制方式来移动上述可移动底座，以达到调整凸起的挡风面的朝向的目的。可以理解的是，上述可移动底座对应的可移动路径可以是直线路径，也可以是环绕着相应麦克装置的传声孔的曲线路径。
在另一种具体实施方式中，上述凸起具体可以是挡风面可调的凸起，例如，可以是挡风面的倾斜角度可调的凸起，也可是挡风面的表面形状可调的凸起，如挡风面的表面弯曲程度或褶皱数量可调的凸起等。
本实施例中，所述第一麦克装置和所述第二麦克装置中的麦克风数量通常情况下均为一个即可，但是，为了进一步提升最终音频信号的质量，本实施例中每个麦克装置也可以包括多个麦克风，并且所述第一麦克装置和所述第二麦克装置中的麦克风数量相同。可以理解的是，所述第一麦克装置中的多个麦克风与所述第二麦克装置中的多个麦克风之间存在一一对应关系，并且本实施例具体可以通过对每个麦克风位置的预先设定，使得在用户实际采集声音的过程中，保持上述存在对应关系的任意两个麦克风与发声源之间的距离相一致，通过上述方案，可以使得所述第一信号和所述第二信号之间的差异是由多组存在对应关系的麦克风采集到的风噪成分所形成的，也即，通过上述方案有利于进一步提升第一麦克装置采集到的风噪成分和第二麦克装置采集到的风噪成分之间的差异，从而提升最终音频信号的质量。
由上可知，本实施例在所述第一麦克装置和所述第二麦克装置采集到的语音成分相同或相近的情况下，可以通过多种不同的方式来对上述两个麦克装置所采集到的风噪成分之间的差异性进行不同程度的扩大处理，由此增大了所述第一信号和所述第二信号之间的差异性，以便于接下来基于所述第一信号和所述第二信号之间的差异性来确定出相应的风噪信号。可以理解的是，本实施例中所述第一信号和所述第二信号之间的差异越明显，则越便于风噪信号的确定，这样也有利于提升最终确定的风噪信号的准确性。
另外，需要进一步指出的是，在按照前述公开的方式确定了第一麦克装置、第二麦克装置、第一凸起和第二凸起各自的安装位置之后，如果当前声音采集设备周围的空气处于比较平稳的状态，则所述第一信号和所述第二信号是非常接近的，它们与实际语音信号均比较相近；如果当前声音采集设备周围的空气处于流动状态，则所述第一信号和所述第二信号由于携带有风噪成分而存在差异性，并且，如果声音采集设备周围的空气流动越剧烈，则所述第一信号的风噪成分和所述第二信号的风噪成分之间的差异越明显，从而导致所述第一信号和所述第二信号的差异也越大。
步骤S13：从所述第一信号和所述第二信号中确定出待除噪信号。
在一种具体实施方式中，可以将所述第一信号和所述第二信号中的某一个信号确定为待除噪信号。具体的，可以利用基于信号强度的筛选条件，从所述第一信号和第二信号中筛选出一个信号作为待除噪信号。例如，从所述第一信号和所述第二信号中筛选信号强度最大的一个信号作为待除噪信号。
在另一种具体实施方式中，也可以将所述第一信号和所述第二信号进行信号融合处理，以得到待除噪信号。例如，可以为所述第一信号和所述第二信号分配相应的权重，然后进行加权处理，从而得到待除噪信号。
步骤S14：从所述待除噪信号中滤除所述风噪信号，得到除噪后信号。
本实施例中，通过前述步骤得到所述风噪信号和所述待除噪信号之后，便可将所述风噪信号从所述待除噪信号中剔除，从而得到除去了风噪成分的音频信号。
可见，本申请实施例预先在声音采集设备上设置了两个麦克装置，通过上述两个麦克装置，可以采集到相应的第一信号和第二信号，并且上述两个麦克装置的外围均设有用于挡风的凸起，由于当空气流向上述任一凸起的挡风面时，该挡风面会把空气挡回至相应麦克装置的上方附近以形成湍流，由于湍流的速度较大，流动方向变动较快，从而能够产生比较大的风噪信号，由此可以使得第一麦克装置采集到的风噪成分和第二麦克装置采集到的风噪成分之间的差异性变得比较明显，进而增大了上述第一信号和第二信号之间的差异，本申请实施例通过分析上述两个信号之间的差异，可确定出相应的风噪信号，后续再通过滤除上述风噪信号，便可得到质量较高的音频信号。由此可见，本申请实施例能够有效降低麦克风信号中的风噪成分，提高了音频信号的质量。
参见图4所示，本申请实施例公开了一种具体的信号处理方法，包括：
步骤S21：分别获取声音采集设备中预设的第一麦克装置和第二麦克装置采集到的信号，得到第一信号和第二信号；其中，所述第一麦克装置的外围设有用于挡风的第一凸起，所述第二麦克装置的外围设有用于挡风的第二凸起。
步骤S22：确定所述第一信号和所述第二信号之间的差值信号。
步骤S23：将所述差值信号直接确定为风噪信号。
也即，本实施例可以在对所述第一信号和所述第二信号进行做差后，直接将所得到的差值信号作为风噪信号。这种风噪信号的确定方式比较简单，计算量相对较小，并且确定出来的风噪信号在实际的全部风噪成分中所占的比重也比较大，所以后续基于上述风噪信号进行风噪滤除时，能够将待除噪信号中的大部分的风噪成分都滤除掉，从而得到信号质量相对比较高的音频信号，能够满足大部分用户对音频信号质量的日常需求。
步骤S24：从所述第一信号和所述第二信号中确定出待除噪信号。
步骤S25：从所述待除噪信号中滤除所述风噪信号，得到除噪后信号。
其中，关于上述步骤S21、S24和S25更加的具体过程可以参考前述实施例中公开的相应内容，在此不再进行赘述。
参见图5所示，本申请实施例公开了一种具体的信号处理方法，包括：
步骤S31：分别获取声音采集设备中预设的第一麦克装置和第二麦克装置采集到的信号，得到第一信号和第二信号；其中，所述第一麦克装置的外围设有用于挡风的第一凸起，所述第二麦克装置的外围设有用于挡风的第二凸起。
步骤S32：确定所述第一信号和所述第二信号之间的差值信号，得到初始风噪信号。
步骤S33：对所述初始风噪信号进行修正，得到修正后的风噪信号。
也即，本实施例在对所述第一信号和所述第二信号进行做差后，并不直接将所得到的差值信号作为最终的风噪信号，而是将其作为初始风噪信号，然后对所述初始风噪信号进行修正，以将修正后的风噪信号作为最终的风噪信号。本实施例之所以对所述差值信号进行修正，是因为在实际的应用过程中发现，如果直接将所述差值信号作为最终的风噪信号，虽然后续在进行除噪时能够比较有效地去除待除噪信号中的大部分风噪成分，但是除噪后信号中依然会残留一部分风噪成分，这种情况难以满足那些对音频信号质量要求非常高的用户的实际需求，为此，本实施例可以在得到上述差值信号之后，选择做进一步的信号修正处理，以使得修正后的风噪信号相比于所述差值信号，能够包含更多的风噪成分，从而进一步提升了除噪后信号的信号质量。
步骤S34：从所述第一信号和所述第二信号中确定出待除噪信号。
步骤S35：从所述待除噪信号中滤除所述风噪信号，得到除噪后信号。
其中，关于上述步骤S31、S34和S35更加的具体过程可以参考前述实施例中公开的相应内容，在此不再进行赘述。
参见图6所示，本申请实施例公开了一种具体的信号处理方法，包括：
步骤S41：分别获取声音采集设备中预设的第一麦克装置和第二麦克装置采集到的信号，得到第一信号和第二信号；其中，所述第一麦克装置的外围设有用于挡风的第一凸起，所述第二麦克装置的外围设有用于挡风的第二凸起。
步骤S42：确定所述第一信号和所述第二信号之间的差值信号，得到初始风噪信号。
步骤S43：确定所述第一信号和所述第二信号之间的相关系数。
步骤S44：根据所述相关系数，确定出所述初始风噪信号的增益系数。
本实施例中，所述根据所述相关系数，确定出所述初始风噪信号的增益系数，具体可以包括：
将所述相关系数输入至预设公式，得到所述初始风噪信号的增益系数；
其中，所述预设公式为：
Gain＝1+(1-Corr(S1,S2))*G；
式中，Gain表示所述增益系数，S1表示所述第一信号，S2表示所述第二信号，Corr(S1,S2)表示所述相关系数，G表示预设系数。
也即，本实施例可以基于所述第一信号和所述第二信号之间在频域上的相关性，确定出所述初始风噪信号的增益系数。本实施例中，所述相关系数越大，说明所述第一信号和所述第二信号越接近，也即意味着所述第一信号中的风噪成分与所述第二信号中的风噪成分比较相近，这样也表明当前声音采集设备周围的空气处于比较平稳的状态；同理，所述相关系数越小，说明所述第一信号和所述第二信号的差异越大，也即意味着所述第一信号的风噪成分和所述第二信号的风噪成分之间的差异也越明显，这样也表明当前声音采集设备周围的空气流动越剧烈。
需要进一步指出的是，所述预设系数的数值大小与对麦克装置周围空气流动造成影响的机械结构存在关联性。具体的，对所述第一麦克装置周围的空气流动造成影响的机械结构的结构特性与对所述第二麦克装置周围的空气流动造成影响的机械结构的结构特性之间的差异越大，则所述预设系数的数值越小，相反，如果上述差异越小，则所述预设系数的数值越大。
本实施例中，如果对所述第一麦克装置周围的空气流动造成影响的机械结构以及对所述第二麦克装置周围的空气流动造成影响的机械结构均为固定不可调的结构，则可以在声音采集设备制造过程中，由厂商根据上述两个机械结构之间的差异预先设置好相应数值大小的所述预设系数，并存储在声音采集设备中。例如，在上述第一凸起和第二凸起的挡风面均不可调的情况下，可以在声音采集设备制造过程中，由厂商根据所述第一凸起的挡风面的朝向和所述第二凸起的挡风面的朝向之间的差异，预先设置好相应数值大小的所述预设系数。
本实施例中，如果对所述第一麦克装置周围的空气流动造成影响的机械结构和/或对所述第二麦克装置周围的空气流动造成影响的机械结构为可调的结构，则可以在声音采集设备出售之后，由声音采集设备自动根据实际情况对所述预设系数进行实时设定，具体的，可以在所述将所述相关系数输入至预设公式之前，确定所述声音采集设备上对所述第一麦克装置周围的空气流动造成影响的机械结构的结构特性，得到第一结构特性；确定所述声音采集设备上对所述第二麦克装置周围的空气流动造成影响的机械结构的结构特性，得到第二结构特性；确定出数值大小与所述第一结构特性和所述第二结构特性之间的差异呈负相关的所述预设参数。例如，在所述第一凸起和/或所述第二凸起的挡风面可调的情况下，则可以实时地根据所述第一凸起的挡风面的朝向和所述第二凸起的挡风面的朝向之间的差异，来实时确定相应数值大小的所述预设系数。
需要说明的是，根据实际经验可知所述预设系数的取值范围具体可以是0.1至0.5，并且，在所述第一凸起的挡风面的朝向和所述第二凸起的挡风面的朝向相差180°时，相应的所述预设系数具体可以为0.3。
另外，还需要指出的是，上述预设公式是基于实际经验得到的公式，其仅仅是本实施例公开的一种用于确定所述增益系数的具体经验公式，本实施例不排除还可以采用其他可行的经验公式来确定所述增益系数。
步骤S45：将所述初始风噪信号和所述增益系数相乘，得到修正后的风噪信号。
本实施例中，在利用所述预设公式确定出所述初始风噪信号的增益系数之后，通过将所述初始风噪信号和所述增益系数进行相乘，便可得到修正后的风噪信号，后续在进行风噪滤除时，将该风噪信号从待除噪信号中剔除即可。
由上可知，本实施例可以基于所述第一结构特性和所述第二结构特性之间的差异，来确定出所述预设系数，进而确定出所述初始风噪信号对应的增益系数，也即确定出所述初始风噪信号对应的放大倍数，通过利用所述增益系数对所述初始风噪信号进行信号放大处理之后，可以得到相比于所述初始风噪信号，包含更多风噪成分的修正后的风噪信号，从而使得修正后的风噪信号更加接近实际的风噪信号，因此改善了后续的除噪后信号的信号质量。
步骤S46：从所述第一信号和所述第二信号中确定出待除噪信号。
步骤S47：从所述待除噪信号中滤除所述风噪信号，得到除噪后信号。
其中，关于上述步骤S41、S46和S47更加的具体过程可以参考前述实施例中公开的相应内容，在此不再进行赘述。
参见图7所示，本申请实施例公开了一种具体的信号处理方法，包括：
步骤S51：分别获取声音采集设备中预设的第一麦克装置和第二麦克装置采集到的信号，得到第一信号和第二信号；其中，所述第一麦克装置的外围设有用于挡风的第一凸起，所述第二麦克装置的外围设有用于挡风的第二凸起。
步骤S52：确定所述第一信号和所述第二信号之间的差值信号，得到初始风噪信号。
步骤S53：确定所述第一信号和所述第二信号之间的相关系数。
步骤S54：根据所述相关系数，确定出所述初始风噪信号的增益系数。
步骤S55：将所述初始风噪信号和所述增益系数相乘，得到修正后的风噪信号。
步骤S56：判断所述增益系数是否小于预设阈值。
步骤S57：如果是，则从所述第一信号和所述第二信号中选取出信号强度最小的一个信号作为待除噪信号。
步骤S58：如果否，则从所述第一信号和所述第二信号中选取出信号强度最大的一个信号作为待除噪信号。
也即，本实施例可以根据增益系数的大小情况来从所述第一信号和所述第二信号中选取出一个信号作为待除噪信号。可以理解的是，如果所述增益系数偏大，则表明最终得到的风噪信号的强度较大，此时适合将所述第一信号和所述第二信号中信号强度较大的一个信号作为待除噪信号；同理，如果所述增益系数偏小，则表明最终得到的风噪信号的强度较小，此时适合将所述第一信号和所述第二信号中信号强度较小的一个信号最为待除噪信号。
步骤S59：从所述待除噪信号中滤除所述风噪信号，得到除噪后信号。
其中，关于上述其余步骤的具体过程可以参考前述实施例中公开的相应内容，在此不再进行赘述。
参见图8所示，本申请实施例公开了一种具体的信号处理方法，包括：
步骤S61：分别获取声音采集设备中预设的第一麦克装置和第二麦克装置采集到的信号，得到第一信号和第二信号；其中，所述第一麦克装置的外围设有用于挡风的第一凸起，所述第二麦克装置的外围设有用于挡风的第二凸起。
步骤S62：利用所述第一信号与所述第二信号之间的差异，确定出风噪信号。
步骤S63：从所述第一信号和所述第二信号中直接选取出信号强度最大的一个信号作为待除噪信号。
也即，本实施例可以直接将所述第一信号和所述第二信号中信号强度最大的一个信号作为待除噪信号，从实际应用结果来看，基于本实施例的上述待除噪信号进行风噪滤除操作后，所得到的除噪后信号的信号质量能够满足大部分用户对音频信号质量的日常要求，并且，由于本实施例不必通过繁琐的比对分析过程来确定待除噪信号，从而提升了信号的整体处理速度。
步骤S64：从所述待除噪信号中滤除所述风噪信号，得到除噪后信号。
其中，关于上述步骤S61、S62和S64更加的具体过程可以参考前述实施例中公开的相应内容，在此不再进行赘述。
参见图9所示，本申请实施例公开了一种信号处理装置，包括：
信号获取模块11，用于分别获取声音采集设备中预设的第一麦克装置和第二麦克装置采集到的信号，得到第一信号和第二信号；其中，所述第一麦克装置的外围设有用于挡风的第一凸起，所述第二麦克装置的外围设有用于挡风的第二凸起；
第一信号确定模块12，用于利用所述第一信号与所述第二信号之间的差异，确定出风噪信号；
第二信号确定模块13，用于从所述第一信号和所述第二信号中确定出待除噪信号；
风噪滤除模块14，用于从所述待除噪信号中滤除所述风噪信号，得到除噪后信号。
其中，关于上述各个模块更加具体的工作过程可以参考前述实施例中公开的相应内容，在此不再进行赘述。
可见，本申请实施例预先在声音采集设备上设置了两个麦克装置，通过上述两个麦克装置，可以采集到相应的第一信号和第二信号，并且上述两个麦克装置的外围均设有用于挡风的凸起，由于当空气流向上述任一凸起的挡风面时，该挡风面会把空气挡回至相应麦克装置的上方附近以形成湍流，由于湍流的速度较大，流动方向变动较快，从而能够产生比较大的风噪信号，由此可以使得第一麦克装置采集到的风噪成分和第二麦克装置采集到的风噪成分之间的差异性变得比较明显，进而增大了上述第一信号和第二信号之间的差异，本申请实施例通过分析上述两个信号之间的差异，可确定出相应的风噪信号，后续再通过滤除上述风噪信号，便可得到质量较高的音频信号。由此可见，本申请实施例能够有效降低麦克风信号中的风噪成分，提高了音频信号的质量。
参见图10所示，本申请实施例公开了一种信号处理设备，包括处理器21和存储器22；其中，
存储器22，用于保存计算机程序；
处理器21，用于执行所述计算机程序，以实现以下步骤：
分别获取声音采集设备中预设的第一麦克装置和第二麦克装置采集到的信号，得到第一信号和第二信号；其中，所述第一麦克装置的外围设有用于挡风的第一凸起，所述第二麦克装置的外围设有用于挡风的第二凸起；利用所述第一信号与所述第二信号之间的差异，确定出风噪信号；从所述第一信号和所述第二信号中确定出待除噪信号；从所述待除噪信号中滤除所述风噪信号，得到除噪后信号。
可见，本申请实施例预先在声音采集设备上设置了两个麦克装置，通过上述两个麦克装置，可以采集到相应的第一信号和第二信号，并且上述两个麦克装置的外围均设有用于挡风的凸起，由于当空气流向上述任一凸起的挡风面时，该挡风面会把空气挡回至相应麦克装置的上方附近以形成湍流，由于湍流的速度较大，流动方向变动较快，从而能够产生比较大的风噪信号，由此可以使得第一麦克装置采集到的风噪成分和第二麦克装置采集到的风噪成分之间的差异性变得比较明显，进而增大了上述第一信号和第二信号之间的差异，本申请实施例通过分析上述两个信号之间的差异，可确定出相应的风噪信号，后续再通过滤除上述风噪信号，便可得到质量较高的音频信号。由此可见，本申请实施例能够有效降低麦克风信号中的风噪成分，提高了音频信号的质量。
本实施例中，所述处理器21执行所述存储器22中保存的计算机子程序时，可以具体实现以下步骤：分别获取声音采集设备中预设的与发声源距离相同的第一麦克装置和第二麦克装置采集到的信号。
本实施例中，所述处理器21执行所述存储器22中保存的计算机子程序时，可以具体实现以下步骤：确定所述第一信号和所述第二信号之间的差值信号；将所述差值信号直接确定为风噪信号。
本实施例中，所述处理器21执行所述存储器22中保存的计算机子程序时，可以具体实现以下步骤：确定所述第一信号和所述第二信号之间的差值信号，得到初始风噪信号；对所述初始风噪信号进行修正，得到修正后的风噪信号。
本实施例中，所述处理器21执行所述存储器22中保存的计算机子程序时，可以具体实现以下步骤：确定所述第一信号和所述第二信号之间的相关系数；根据所述相关系数，确定出所述初始风噪信号的增益系数；将所述初始风噪信号和所述增益系数相乘，得到修正后的风噪信号。
本实施例中，所述处理器21执行所述存储器22中保存的计算机子程序时，可以具体实现以下步骤：将所述相关系数输入至预设公式，得到所述初始风噪信号的增益系数；其中，所述预设公式为：Gain＝1+(1-Corr(S1,S2))*G；式中，Gain表示所述增益系数，S1表示所述第一信号，S2表示所述第二信号，Corr(S1,S2)表示所述相关系数，G表示预设系数。
本实施例中，所述处理器21执行所述存储器22中保存的计算机子程序时，可以具体实现以下步骤：确定所述声音采集设备上对所述第一麦克装置周围的空气流动造成影响的机械结构的结构特性，得到第一结构特性；确定所述声音采集设备上对所述第二麦克装置周围的空气流动造成影响的机械结构的结构特性，得到第二结构特性；确定出数值大小与所述第一结构特性和所述第二结构特性之间的差异呈负相关的所述预设参数。
本实施例中，所述处理器21执行所述存储器22中保存的计算机子程序时，可以具体实现以下步骤：判断所述增益系数是否小于预设阈值；如果是，则从所述第一信号和所述第二信号中选取出信号强度最小的一个信号作为待除噪信号；如果否，则从所述第一信号和所述第二信号中选取出信号强度最大的一个信号作为待除噪信号。
本实施例中，所述处理器21执行所述存储器22中保存的计算机子程序时，可以具体实现以下步骤：从所述第一信号和所述第二信号中直接选取出信号强度最大的一个信号作为待除噪信号。
进一步的，参见图11所示，本申请实施例还公开了一种声音采集设备20，包括第一麦克装置23、第二麦克装置24、设置于所述第一麦克装置23外围的用于挡风的第一凸起、设置于所述第二麦克装置24外围的用于挡风的第二凸起以及前述实施例公开的信号处理设备。
其中，关于上述信号处理设备的具体构造可以参考前述实施例中公开的相应内容，在此不再进行赘述。
在一些实施例中，所述第一麦克装置23和所述第二麦克装置24与发声源之间的距离相同，这样能够尽量减少或消除所述第一麦克装置23采集的信号中的语音成分和所述第二麦克装置24采集的信号中的语音成分之间的差异。
在一些实施例中，所述第一凸起的挡风面的朝向和所述第二凸起的挡风面的朝向不一致，这样能够使得第一麦克装置23采集到的风噪成分和第二麦克装置24采集到的风噪成分之间的差异性得到更大程度上的放大。
在一些实施例中，所述第一凸起和/或所述第二凸起为挡风面的朝向可调的凸起，这样可以方便用户或声音采集设备根据实际需要将挡风面的朝向调整至相应状态。可以理解的是，所述挡风面的朝向可调的凸起具体可以是通过人工调节方式或电控调节方式来进行调节的凸起。
在一些实施例中，所述第一麦克装置中包括一个或多个麦克风；所述第二麦克装置中包括一个或多个麦克风；并且，所述第一麦克装置和所述第二麦克装置中的麦克风数量相一致。
在一些实施例中，所述声音采集设备为手持智能终端，如手机或平板电脑等。
在一些实施例中，所述声音采集设备为智能头戴设备，如VR设备、AR设备或MR设备等。
在一些实施例中，所述声音采集设备为耳机设备。
在一些实施例中，所述第一麦克装置23和所述第二麦克装置24均位于所述耳机设备的同一个音频输出装置上。
在一些实施例中，所述第一麦克装置23位于所述耳机设备的第一音频输出装置上，所述第二麦克装置24位于所述耳机设备的第二音频输出装置上。
在一些实施例中，所述声音采集设备20还可以包括用于播放音频信号的播放器25。
在一些实施例中，所述声音采集设备20还可以包括用于启动或关闭除噪功能的物理按键26，其中，通过所述物理按键26，用户可以开启或关闭前述实施例中公开的风噪滤除功能。
在一些实施例中，所述声音采集设备20还可以包括用于为各个电子元器件提供电能的电池27。
进一步的，本申请实施例还公开了一种计算机可读存储介质，用于保存计算机程序，其中，所述计算机程序被处理器执行时实现前述实施例公开的信号处理方法。
其中，关于上述信号处理方法的具体过程可以参考前述实施例中公开的相应内容，在此不再进行赘述。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。
以上对本申请所提供的一种声音采集设备及其信号处理方法、装置、设备进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。
Claims (10)
1.一种信号处理方法，其特征在于，包括：
分别获取声音采集设备中预设的第一麦克装置和第二麦克装置采集到的信号，得到第一信号和第二信号；其中，所述第一麦克装置的外围设有用于挡风的第一凸起，所述第二麦克装置的外围设有用于挡风的第二凸起；
利用所述第一信号与所述第二信号之间的差异，确定出风噪信号；
从所述第一信号和所述第二信号中确定出待除噪信号；
从所述待除噪信号中滤除所述风噪信号，得到除噪后信号。
2.根据权利要求1所述的信号处理方法，其特征在于，所述利用所述第一信号与所述第二信号之间的差异，确定出风噪信号，包括：
确定所述第一信号和所述第二信号之间的差值信号，得到初始风噪信号；
对所述初始风噪信号进行修正，得到修正后的风噪信号。
3.根据权利要求2所述的信号处理方法，其特征在于，所述对所述初始风噪信号进行修正，得到修正后的风噪信号，包括：
确定所述第一信号和所述第二信号之间的相关系数；
根据所述相关系数，确定出所述初始风噪信号的增益系数；
将所述初始风噪信号和所述增益系数相乘，得到修正后的风噪信号。
4.根据权利要求3所述的信号处理方法，其特征在于，所述根据所述相关系数，确定出所述初始风噪信号的增益系数，包括：
将所述相关系数输入至预设公式，得到所述初始风噪信号的增益系数；
其中，所述预设公式为：
Gain＝1+(1-Corr(S1,S2))*G；
式中，Gain表示所述增益系数，S1表示所述第一信号，S2表示所述第二信号，Corr(S1,S2)表示所述相关系数，G表示预设系数。
5.根据权利要求4所述的信号处理方法，其特征在于，所述将所述相关系数输入至预设公式之前，还包括：
确定所述声音采集设备上对所述第一麦克装置周围的空气流动造成影响的机械结构的结构特性，得到第一结构特性；
确定所述声音采集设备上对所述第二麦克装置周围的空气流动造成影响的机械结构的结构特性，得到第二结构特性；
确定出数值大小与所述第一结构特性和所述第二结构特性之间的差异呈负相关的所述预设系数。
6.根据权利要求3所述的信号处理方法，其特征在于，所述从所述第一信号和所述第二信号中确定出待除噪信号，包括：
判断所述增益系数是否小于预设阈值；
如果是，则从所述第一信号和所述第二信号中选取出信号强度最小的一个信号作为待除噪信号；
如果否，则从所述第一信号和所述第二信号中选取出信号强度最大的一个信号作为待除噪信号。
7.一种信号处理装置，其特征在于，包括：
信号获取模块，用于分别获取声音采集设备中预设的第一麦克装置和第二麦克装置采集到的信号，得到第一信号和第二信号；其中，所述第一麦克装置的外围设有用于挡风的第一凸起，所述第二麦克装置的外围设有用于挡风的第二凸起；
第一信号确定模块，用于利用所述第一信号与所述第二信号之间的差异，确定出风噪信号；
第二信号确定模块，用于从所述第一信号和所述第二信号中确定出待除噪信号；
风噪滤除模块，用于从所述待除噪信号中滤除所述风噪信号，得到除噪后信号。
8.一种信号处理设备，其特征在于，包括：
存储器，用于保存计算机程序；
处理器，用于执行所述计算机程序，以实现如权利要求1至6任一项所述的信号处理方法。
9.一种声音采集设备，其特征在于，包括第一麦克装置、第二麦克装置、设置于所述第一麦克装置外围的用于挡风的第一凸起、设置于所述第二麦克装置外围的用于挡风的第二凸起以及如权利要求8所述的信号处理设备。
10.根据权利要求9所述的声音采集设备，其特征在于，
所述第一麦克装置和所述第二麦克装置与发声源之间的距离相同；
和/或，所述第一凸起的挡风面的朝向和所述第二凸起的挡风面的朝向不一致；
和/或，所述第一凸起和/或所述第二凸起为挡风面的朝向可调的凸起。
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