CN113038349B - 一种音频设备 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种音频设备,该音频设备为助听器或者透传耳机,该音频设备包括:设备本体和设置在所述设备本体内的主控芯片;所述主控芯片包括依次连接的:音频信号采集模块、频段分析模块和频段综合模块;所述音频信号采集模块用于采集音频信号;所述频段分析模块用于将所述音频信号分成至少两个频段的音频信号;所述频段综合模块用于将所述至少两个频段的音频信号合成一个音频信号。该音频设备用以降低时延,提高听觉效果。
Description
技术领域
本申请涉及音频信号处理技术领域,具体而言,涉及一种音频设备。
背景技术
助听器是一种用于提高听力的辅助仪器,其实质为一个小型的半导体扩音器,可以对比较弱小的声音进行放大,通过该放大作用,佩戴者(如听力较差的人)可以听到声音。
透传耳机具有降噪及/或透传的功能,在降噪模式下,佩戴者听不到外界声音;在透传模式下,佩戴者能够听到外界声音。
现有的助听器或者透传耳机,通常由处理器对音频信号进行处理,时延较高,影响佩戴者的听感。
发明内容
本申请实施例的目的在于提供一种音频设备,用以降低时延,提高听觉效果。
第一方面,本申请实施例提供一种音频设备,该音频设备为助听器或者透传耳机,该音频设备包括:设备本体和设置在所述设备本体内的主控芯片;所述主控芯片包括依次连接的:音频信号采集模块、频段分析模块和频段综合模块;所述音频信号采集模块用于采集音频信号;所述频段分析模块用于将所述音频信号分成至少两个频段的音频信号;所述频段综合模块用于将所述至少两个频段的音频信号合成一个音频信号。
在本申请实施例中,与现有技术相比,通过音频设备内部的硬件电路模块对音频信号进行处理,相较于处理器的软件处理方式,能够降低时延;并且,先通过频段分析模块进行分频,然后再通过频段综合模块进行合频,实现音频信号的分频段处理,也能够一定程度上降低时延。因此,该音频设备能够实现低时延,提高听觉效果。
作为一种可能的实现方式,所述主控芯片还包括啸叫检测模块;所述啸叫检测模块设置在所述频段分析模块和所述频段综合模块之间,所述啸叫检测模块用于通过预设的硬件电路检测所述至少两个频段的音频信号中的指定频段的音频信号或者所有频段的音频信号中是否具有啸叫。
在本申请实施例中,通过设置在频段分析模块和频段综合模块之间的啸叫检测模块,实现至少两个频段的音频信号中的指定频段的音频信号或者所有频段的音频信号的啸叫的低时延检测。
作为一种可能的实现方式,所述主控芯片还包括增益调节模块;所述增益调节模块设置在所述频段分析模块和所述频段综合模块之间;在所述啸叫检测模块检测到具有啸叫的音频信号时,所述增益调节模块用于调整所述具有啸叫的音频信号的增益,以去除啸叫。
在本申请实施例中,通过增益调节模块,实现对具有啸叫的音频信号的增益的调节,去除啸叫,提高听觉效果。
作为一种可能的实现方式,所述增益调节模块包括低通滤波器,所述低通滤波器利用低通滤波实现所述具有啸叫的音频信号的增益的渐变调节;所述低通滤波器的输入为目标增益,所述低通滤波器的输出为所述具有啸叫的音频信号配置的增益,所述低通滤波器的低频增益为1。
在本申请实施例中,通过低通滤波器,能够实现增益的渐变调节。
作为一种可能的实现方式,所述频段分析模块包括三种结构相同的分频滤波器,每种分频滤波器用于将输入的音频信号分成两个频段的音频信号;其中,第一种分频滤波器的输入端与所述音频信号采集模块连接,所述第一种分频滤波器的第一输出端与第二种分频滤波器的输入端连接,所述第一种分频滤波器的第二输出端与所述频段综合模块连接;第二种分频滤波器的第一输出端和第二输出端均与第三种分频滤波器的输入端连接;所述第三种分频滤波器的第一输出端和第二输出端均与所述频段综合模块连接;所述第一种分频滤波器的数量为1,所述第二种分频滤波器的数量为1,所述第三种分频滤波器的数量至少为2。
在本申请实施例中,通过三种结构相同的分频滤波器进行分频,能够实现音频信号的有效分频;且分频滤波器为硬件模块,能够降低时延。
作为一种可能的实现方式,每种分频滤波器中均包括:第一低通滤波器、第二低通滤波器、第一运算模块和第二运算模块;所述第一低通滤波器的输入端和所述第二低通滤波器的输入端均与所述分频滤波器的输入端连接,所述第一低通滤波器的输出端和所述第二低通滤波器的输出端均与所述第一运算模块的输入端连接,所述第一低通滤波器的输出端和所述第二低通滤波器的输出端还均与所述第二运算模块的输入端连接;所述第一运算模块和所述第二运算模块输出的音频信号的频段不同。
在本申请实施例中,通过第一低通滤波器、第二低通滤波器、第一运算模块和第二运算模块进行相应的低通滤波以及运算,每种分频滤波器可以将输入音频分为两个频段的音频信号,实现音频信号的有效分频;且分频滤波器内部的构件也均为硬件模块,能够降低时延。
作为一种可能的实现方式,所述第一低通滤波器表示为:(a_0+a_1z∧(-1)+...+a_Mz∧(-M))/(b_0+b_1z∧(-1)+...+b_Nz∧(-N)),所述第二低通滤波器表示为:(a_M+a_(M-1)z∧(-1)+...+a_0z∧(-M))/(b_N+b_(N-1)z∧(-1)+...+b_0z∧(-N)),其中,所述a_0-a_M,所述b_0-b_N为预设的滤波器系数;所述第一低通滤波器与所述第二低通滤波器的频幅响应相同,相位响应不同。
在本申请实施例中,通过频幅响应相同,相位响应不同的两个低通滤波器,实现音频信号的有效分频,且低通滤波器为硬件模块,能够降低时延。
作为一种可能的实现方式,所述频段分析模块为分析滤波器组,所述频段综合模块为综合滤波器组;所述分析滤波器组输出的各个音频信号通过Q倍下采样,获得频段不同的Q路音频子带信号,所述Q路音频子带信号通过Q倍上采样之后,输入到所述综合滤波器组中;所述Q为正整数。
在本申请实施例中,通过分析滤波器组,能够实现音频信号的有效分频;且还能够使频段分析模块和频段综合模块之间的硬件模块工作在M倍下采样上,减少功耗。
作为一种可能的实现方式,所述主控芯片上还包括DRC(Dynamic Range Control,信号幅度调节)模块,所述DRC模块设置在所述频段分析模块和所述频段综合模块之间,所述DRC模块用于对所述至少两个频段的音频信号的信号幅度进行调节。
在本申请实施例中,通过DRC模块,实现分频后的音频信号的信号幅度的调节;且DRC模块为硬件模块,能够降低时延。
第二方面,本申请实施例提供一种音频设备,所述音频设备为助听器或者透传耳机;所述音频设备包括:设备本体和设置在所述设备本体内的主控芯片;所述主控芯片包括依次连接的:音频信号采集模块、频段分析模块、啸叫检测模块、增益调节模块、DRC模块、频段综合模块;所述音频信号采集模块用于采集音频信号;所述频段分析模块用于将所述音频信号分成至少两个频段的音频信号;所述啸叫检测模块用于检测所述至少两个频段的音频信号中的指定频段的音频信号或者所有频段的音频信号中是否具有啸叫;在所述啸叫检测模块检测到具有啸叫的音频信号时,所述增益调节模块用于调整所述具有啸叫的音频信号的增益,以去除啸叫;所述DRC模块用于对增益调节模块输出的至少两个频段的音频信号的信号幅度进行调节;所述频段综合模块用于将所述DRC模块输出的至少两个频段的音频信号合成一个音频信号。
在本申请实施例中,与现有技术相比,通过音频信号采集模块、频段分析模块、啸叫检测模块、增益调节模块、DRC模块、频段综合模块各个硬件模块,降低音频设备的时延;并且,频段分析模块能够实现音频信号的有效分频;啸叫检测模块能够实现啸叫检测;增益调节模块能够实现啸叫的去除;DRC模块能够实现信号幅度的调节;频段综合模块能够实现音频信号的合频。因此,该音频设备能够降低时延,提高听觉效果。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案,下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本申请的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,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,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本申请实施例提供的音频设备的外部结构示意图;
图2为本申请实施例提供的主控芯片的第一种实施方式的结构示意图;
图3为本申请实施例的频段分析模块的第一种实施方式的结构示意图;
图4为本申请实施例提供的分频滤波器的结构示意图;
图5为本申请实施例提供的频段分析模块的第二种实施方式的结构示意图;
图6为本申请实施例提供的主控芯片的第二种实施方式的结构示意图;
图7为本申请实施例提供的主控芯片的第三种实施方式的结构示意图。
图标:100-音频设备;110-设备本体;120-主控芯片;130-音频信号采集模块;140-频段分析模块;150-频段综合模块;160-啸叫检测模块;170-增益调节模块;180-DRC模块。
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描述。
请结合参照图1和图2,为本申请实施例提供的音频设备100的第一种实施方式的结构示意图,音频设备100包括:设备本体110和设置在设备本体110内的主控芯片120。在主控芯片120上,包括依次连接的:音频信号采集模块130、频段分析模块140和频段综合模块150。
其中,音频信号采集模块130用于采集音频信号;频段分析模块140用于将音频信号分成至少两个频段的音频信号;频段综合模块150用于将至少两个频段的音频信号合成一个音频信号。
在本申请实施例中,音频设备100可以为助听器或者透传耳机。如果音频设备100为助听器,则设备本体110为助听器本体;如果为音频设备100为透传耳机,则设备本体110为透传耳机本体。不管是助听器本体,还是透传耳机本体,其形状、长度、宽度、厚度以及材质等,都可以根据实际的应用场景采用不同的实施方式,在本申请实施例中不作详细介绍。
与现有技术相比,通过音频设备100内部的硬件电路模块对音频信号进行处理,通过硬件电路对音频信号采集模块130、频段分析模块140、频段综合模块150音频数据通道上的音频数据进行处理,相较于处理器的软件处理方式,能够降低时延;并且,先通过频段分析模块140进行分频,然后再通过频段综合模块150进行合频,实现音频信号的分频段处理,也能够一定程度上降低时延。因此,该音频设备100能够实现低时延,提高听觉效果。
在本申请实施例中,主控芯片120可以是不同的型号或者类型的芯片,其功能是集成音频设备100的各个硬件模块,以实现音频设备100对音频信号的处理。
此外,在主控芯片120上,当然还可以包括其他音频设备100实现其功能所需要的模块,比如:通信模块、保护模块等,但是这些模块并不是本申请实施例的重点,因此,在本申请实施例中,不对这些模块进行介绍。
对于频段综合模块150来说,将各个频段的音频信号进行相加或者其他方式的组合运算便可以获得合成的音频信号。
在本申请实施例中,频段分析模块140的作用是分频,可以有多种实施方式,接下来对其可选的实施方式进行介绍。此外,当频段分析模块140采用不同的实施方式时,频段综合模块150对应有实施方式,在介绍频段分析模块140的实施方式时,一并对频段综合模块150的实施方式进行相应介绍。
作为第一种可选的实施方式,频段分析模块140包括三种结构相同的分频滤波器,每种分频滤波器都可以将输入的音频信号分成两个频段的音频信号。其中,第一种分频滤波器的输入端与音频信号采集模块130连接,第一种分频滤波器的第一输出端与第二种分频滤波器的输入端连接,第一种分频滤波器的第二输出端与频段综合模块150连接;第二种分频滤波器的第一输出端和第二输出端均与第三种分频滤波器的输入端连接;第三种分频滤波器的第一输出端和第二输出端均与频段综合模块150连接;第一种分频滤波器的数量为1,第二种分频滤波器的数量为1,第三种分频滤波器的数量至少为2。
在这种实施方式中,对于第一种分频滤波器来说,其输入端与音频信号采集模块130连接,可以将原始的音频信号先分为两个频段,然后其中一个频段的音频信号不再次进行分频。另一个频段的音频信号通过第二种分频滤波器再次进行分频。以及,第二种分频滤波器分频后得到的两个频段的音频信号,还可以经第三种分频滤波器再次进行分频,以实现获得更多频段的音频信号。当然,第三种分频滤波器分频后得到的两个频段的音频信号,也可以再次进行分频,可以根据实际的频段数量需求进行合理地设置。
为了便于理解,请参照图3,为本申请实施例提供的该种实施方式的示例图,在图3中,分频滤波器1为第一种分频滤波器,其可以将输入的音频信号分成高频段和低频段,该分频滤波器的截止频率为fc1,比如200Hz。分频滤波器2为第二种分频滤波器,其可以将分频滤波器1输出的高频段的音频信号分成高频段和低频段,该分频滤波器的截止频率为fc2,比如:4000Hz。分频滤波器3和分频滤波器4均为第三种分频滤波器,分频滤波器3将分频滤波器2输出的高频段的音频信号分为高频段和低频段,其截止频率为fc3,比如8KHz。分频滤波器4将分频滤波器2输出的低频段的音频信号分为高频段和低频段,其截止频率为fc4,比如1KHz。
在图3中,在分频滤波器3和分频滤波器4之后,还设置分频滤波器5-16,参照分频滤波器1-4的实施方式,图3所示的频段分析模块140能够将音频信号分为17个频段。
在本申请实施例中,通过至少三种结构相同的分频滤波器进行分频,能够实现音频信号的有效分频;且分频滤波器为硬件模块,能够降低时延。
对于每种分频滤波器来说,结构都是相同的,只是内部的一些参数不同,以实现不同频段的分频效果。作为一种可选的实施方式,请参照图4,为分频滤波器的结构示意图,在图4中,分频滤波器包括第一低通滤波器、第二低通滤波器、第一运算模块和第二运算模块。其中,第一低通滤波器的输入端和第二低通滤波器的输入端均与分频滤波器的输入端连接,第一低通滤波器的输出端和第二低通滤波器的输出端均与第一运算模块的输入端连接,第一低通滤波器的输出端和第二低通滤波器的输出端还均与第二运算模块的输入端连接;第一运算模块和第二运算模块输出的音频信号的频段不同。
其中,第一低通滤波器可以表示为:(a_0+a_1z∧(-1)+...+a_Mz∧(-M))/(b_0+b_1z∧(-1)+...+b_Nz∧(-N)),第二低通滤波器可以表示为:(a_M+a_(M-1)z∧(-1)+...+a_0z∧(-M))/(b_N+b_(N-1)z∧(-1)+...+b_0z∧(-N)),其中,a_0-a_M,b_0-b_N为预设的滤波器系数,根据选取的低通滤波器的实际情况,可以采用不同的取值;z^(-1)-z^(-N)表示时延。第一低通滤波器与第二低通滤波器的频幅响应相同,相位响应不同。
其中,第一运算模块所输出的频段H1=(IIR0+IIR1)/2,第二运算模块所输出的频段H2=(IIR0-IIR1)/2;其中,IIR0为第一低通滤波器的输出,IIR1为第二低通滤波器的输出。通过这种方式,可以将音频信号分成低频和高频两个频段,低频段取决于第一低通滤波器的截止频率,高频段取决于第二低通滤波器的截止频率。
采用频段分析模块140的第一种可选的实施方式,结构简单,有利于复用,还可以节约运算单元;且各部分都通过硬件模块实现,时延少;能够有效地把整个音频分成多个频段,有利于音频信号的其他处理或者直接合成。
作为频段分析模块140的第二种可选的实施方式,频段分析模块140可以为分析滤波器组,对应的,频段综合模块150为综合滤波器组。为了便于理解,请参照图5,为这种实施方式的示意图,在图5中,分析滤波器组输出的各个音频信号通过Q倍下采样,获得频段不同的Q路音频子带信号,Q路音频子带信号通过Q倍上采样之后,输入到综合滤波器组中。
当然,如果在频段分析模块140和频段综合模块150之间还包括其他硬件模块,则位于Q倍下采样和Q倍上采样之间。
其中,Q可以为正整数,比如:8,16,32,64,128等。对于上采样和下采样,属于本领域成熟的技术,在本申请实施例中不进行详细介绍。
在本申请实施例中,通过分析滤波器组,能够实现音频信号的有效分频;且还能够使频段分析模块140和频段综合模块150之间的模块(比如啸叫检测模块、增益调节模块、DRC模块)工作在Q倍下采样上,减少功耗。
除了上述两种实施方式,频段分析模块140还可以为gamma tone filter(一种滤波器),该种滤波器可以直接将音频信号分为多个频段之后输出。
结合前述实施例的介绍,在频段分析模块140和频段综合模块150之间,还可以设置更多的硬件模块,以使音频设备100具有更好的听觉效果。
作为一种可选的实施方式,请参照图6,主控芯片120上还包括啸叫检测模块160,啸叫检测模块160设置在频段分析模块140和频段综合模块150之间,啸叫检测模块160可以通过预设的硬件电路检测至少两个频段的音频信号中的指定频段的音频信号或者所有频段的音频信号中是否具有啸叫。
对于音频信号中是否具有啸叫的定义:当某一频段音频信号的幅度或功率谱或能量超过某一预定值,该音频信号便可以确定为具有啸叫。具有啸叫的音频,如果不做干预,如果随着音频能量或幅度继续增大,会产生刺耳噪声等。对于啸叫的产生,可以是由于对采集的音频信号进行放大再播放时,由于放大增益过大,引起振荡,从而产生尖锐的单频信号。也可以是由于按压音频设备100引起噪声,对采集的音频噪声信号进行放大再播放时,产生的刺耳噪声。
其中,预设的硬件电路可以是检测音频信号幅度、功率、能量等的检测电路。在检测到音频信号幅度、功率、能量等信息之后,将其与预设的阈值进行比较,如果超过预设的阈值,则说明对应的音频信号中具有啸叫。
对于啸叫检测模块160来说,其检测对象可以是至少两个频段的音频信号中的指定频段的音频信号或者所有频段的音频信号。相应的,以频段分析模块140采用图3所示的实施方式为例,如果检测对象为所有频段的音频信号,则在分频滤波器9-16的每个输出端,都连接对应的啸叫检测模块160;如果检测对象为其中指定频段的音频信号,比如:分频滤波器9和分频滤波器16的输出的音频信号,则在分频滤波器9和分频滤波器16,分别连接对应的啸叫检测模块160。对于指定频段的音频信号,可以通过对不同频段的音频信号产生啸叫的可能性进行预测,然后选定可能性较大的指定频段。
在本申请实施例中,如果频段分析模块140采用图5或者其他实施方式,同样的,参照图3的实施方式的连接方式,根据实施方式中频段分析模块140的结构,将啸叫检测模块160连接到输出相应频段的音频信号的模块之后即可,在此不再重复介绍。
在本申请实施例中,通过设置在频段分析模块140和频段综合模块150之间的啸叫检测模块160,实现至少两个频段的音频信号中的指定频段的音频信号或者所有频段的音频信号的啸叫的低时延检测。
作为一种可选的实施方式,主控芯片120上还包括增益调节模块,增益调节模块设置在频段分析模块140和频段综合模块150之间,比如设置在啸叫检测模块160之后,即频段分析模块140、啸叫检测模块160、增益调节模块和频段综合模块150依次连接。在啸叫检测模块160检测到具有啸叫的音频信号时,增益调节模块用于调整具有啸叫的音频信号的增益,以去除啸叫。
作为一种可选的实施方式,增益调节模块包括低通滤波器,低通滤波器利用低通滤波实现具有啸叫的音频信号的增益的渐变调节;低通滤波器的输入为目标增益,低通滤波器的输出为具有啸叫的音频信号配置的增益,低通滤波器的低频增益为1。
在本申请实施例中,低通滤波器的系数还可以设置为可调节;通过调节低通滤波器的系数,可以实现调整低通滤波器的带宽,从而调节增益调节渐近的缓慢程度。在一些实施例中,也可以使用二阶低通滤波器。通过滤波器实现增益调节,使得增益调节渐变,增益曲线变化光滑,使得增益调节过程中不易产生“啪啪”等噪声。如果采用二阶低通滤波器,还能实现两端缓变,中间变化较快的增益调节效果,增益调节过程中更不易产生“啪啪”等噪声。并且,二阶低通滤波器实现简单,资源消耗少。
在本申请实施例中,频段分析模块140、啸叫检测模块160都由硬件电路实现,在实际应用时,当啸叫检测模块160检测对应频段的音频信号具有啸叫时,触发中断信号,增益调节模块实现增益调节。且增益的调节采取渐近方式,逐渐达到目标增益。增益的这种浙近控制或配置的方式可以通过软件实现,这样一方面比较灵活,也能减少硬件资源。而音频信号通过配置的增益实现增益的调节或相乘则通过硬件电路来实现,以减少音频数据的时延。通过这种软件、硬件相结合的方式检测啸叫,处理啸叫,一方面能以很小的时延就检测到啸叫,另一方面能以软件方式实现增益的复杂调节,同时不需要对增益做复杂的硬件处理,减少了系统的硬件电路开销。
作为一种可选的实施方式,主控芯片120上还包括DRC模块,DRC模块可以设置在频段分析模块140和频段综合模块150之间,DRC模块用于对至少两个频段的音频信号的信号幅度进行调节。
结合前述实施例的介绍,DRC模块可以设置在增益调节模块与频段综合模块150之间。DRC模块可以实现音频信号的幅度调节,使声音听起来更柔和或者更大声。对于DRC模块的实施方式,采用本领域成熟的技术即可,在本申请实施例中不作详细介绍。
结合前述各个实施例的介绍,接下来请参照图7,为本申请实施例提供的音频设备100在实际应用时的一种实施方式的示意图,在图7中,主控芯片120上包括:依次连接的:音频信号采集模块130、频段分析模块140、啸叫检测模块160、增益调节模块170、DRC模块180、频段综合模块150。
其中,音频信号采集模块130采集音频信号。频段分析模块140将采集到的音频信号分成至少两个频段的音频信号。然后啸叫检测模块160检测至少两个频段的音频信号中的指定频段的音频信号或者所有频段的音频信号中是否具有啸叫。在啸叫检测模块160检测到具有啸叫的音频信号时,增益调节模块170再调整具有啸叫的音频信号的增益,以去除啸叫。DRC模块180再对增益调节模块170输出的至少两个频段的音频信号的信号幅度进行调节。频段综合模块150最后再将DRC模块180输出的至少两个频段的音频信号合成一个音频信号。
在这种实施方式中,通过音频信号采集模块130、频段分析模块140、啸叫检测模块160、增益调节模块170、DRC模块180、频段综合模块150各个硬件模块,降低音频设备100的时延;并且,频段分析模块140能够实现音频信号的有效分频;啸叫检测模块160能够实现啸叫检测;增益调节模块170能够实现啸叫的去除;DRC模块180能够实现信号幅度的调节;频段综合模块150能够实现音频信号的合频。进而,该音频设备100能够降低时延,提高听觉效果;在实际应用中,音频设备100的时延能够降低到1ms或2ms或4ms内。
在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
以上所述仅为本申请的实施例而已,并不用于限制本申请的保护范围,对于本领域的技术人员来说,本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种音频设备,其特征在于,所述音频设备为助听器或者透传耳机;所述音频设备包括:
设备本体和设置在所述设备本体内的主控芯片;
所述主控芯片包括依次连接的:音频信号采集模块、频段分析模块和频段综合模块;
所述音频信号采集模块用于采集音频信号;所述频段分析模块用于将所述音频信号分成至少两个频段的音频信号;所述频段综合模块用于将所述至少两个频段的音频信号合成一个音频信号;
所述频段分析模块包括分频滤波器,所述分频滤波器包括第一低通滤波器、第二低通滤波器、第一运算模块和第二运算模块;所述第一低通滤波器的输入端和所述第二低通滤波器的输入端均与所述分频滤波器的输入端连接,所述第一低通滤波器的输出端和所述第二低通滤波器的输出端均与所述第一运算模块的输入端连接,所述第一低通滤波器的输出端和所述第二低通滤波器的输出端还均与所述第二运算模块的输入端连接;所述第一运算模块和所述第二运算模块输出的音频信号的频段不同;
所述第一低通滤波器表示为:(a_0+a_1z∧(-1)+...+a_Mz∧(-M))/(b_0+b_1z∧(-1)+...+b_Nz∧(-N)),
所述第二低通滤波器表示为:(a_M+a_(M-1)z∧(-1)+...+a_0z∧(-M))/(b_N+b_(N-1)z∧(-1)+...+b_0z∧(-N)),
其中,所述a_0-a_M,所述b_0-b_N为预设的滤波器系数;所述z^(-1)-z^(-N)表示时延;所述第一低通滤波器与所述第二低通滤波器的频幅响应相同,相位响应不同;
所述第一运算模块所输出的频段为H1=(IIR0+IIR1)/2,所述第二运算模块所输出的频段为H2=(IIR0-IIR1)/2;其中,IIR0为所述第一低通滤波器的输出,IIR1为所述第二低通滤波器的输出;
所述主控芯片还包括啸叫检测模块;所述啸叫检测模块设置在所述频段分析模块和所述频段综合模块之间,所述啸叫检测模块用于通过预设的硬件电路检测所述至少两个频段的音频信号中的指定频段的音频信号或者所有频段的音频信号中是否具有啸叫;
所述主控芯片还包括增益调节模块;所述增益调节模块设置在所述频段分析模块和所述频段综合模块之间;在所述啸叫检测模块检测到具有啸叫的音频信号时,所述增益调节模块响应于所述啸叫检测模块检测到啸叫,所述啸叫检测模块触发中断信号,所述增益调节模块实现增益调节,以去除啸叫;其中,在调节所述增益调节模块的增益时,通过软件方式进行渐近调节,以使所述增益调节模块输出的增益以渐近方式达到目标增益;
所述音频信号采集模块、所述频段分析模块、所述频段综合模块、所述啸叫检测模块和所述增益调节模块均为硬件电路。
2.根据权利要求1所述的音频设备,其特征在于,所述增益调节模块包括低通滤波器,所述低通滤波器利用低通滤波实现所述具有啸叫的音频信号的增益的渐变调节;所述低通滤波器的输入为目标增益,所述低通滤波器的输出为所述具有啸叫的音频信号配置的增益,所述低通滤波器的低频增益为1。
3.根据权利要求1所述的音频设备,其特征在于,所述频段分析模块包括三种结构相同的分频滤波器,每种分频滤波器用于将输入的音频信号分成两个频段的音频信号;
其中,第一种分频滤波器的输入端与所述音频信号采集模块连接,所述第一种分频滤波器的第一输出端与第二种分频滤波器的输入端连接,所述第一种分频滤波器的第二输出端与所述频段综合模块连接;
第二种分频滤波器的第一输出端和第二输出端均与第三种分频滤波器的输入端连接;
所述第三种分频滤波器的第一输出端和第二输出端均与所述频段综合模块连接;
所述第一种分频滤波器的数量为1,所述第二种分频滤波器的数量为1,所述第三种分频滤波器的数量至少为2。
4.根据权利要求1所述的音频设备,其特征在于,所述频段分析模块为分析滤波器组,所述频段综合模块为综合滤波器组;所述分析滤波器组输出的各个音频信号通过Q倍下采样,获得频段不同的Q路音频子带信号,所述Q路音频子带信号通过Q倍上采样之后,输入到所述综合滤波器组中;所述Q为正整数。
5.根据权利要求1所述的音频设备,其特征在于,所述主控芯片上还包括DRC模块,所述DRC模块设置在所述频段分析模块和所述频段综合模块之间,所述DRC模块用于对所述至少两个频段的音频信号的信号幅度进行调节。
6.一种音频设备,其特征在于,所述音频设备为助听器或者透传耳机;所述音频设备包括:
设备本体和设置在所述设备本体内的主控芯片;
所述主控芯片包括依次连接的:音频信号采集模块、频段分析模块、啸叫检测模块、增益调节模块、DRC模块、频段综合模块;
所述音频信号采集模块用于采集音频信号;
所述频段分析模块用于将所述音频信号分成至少两个频段的音频信号;
所述啸叫检测模块用于检测所述至少两个频段的音频信号中的指定频段的音频信号或者所有频段的音频信号中是否具有啸叫;
在所述啸叫检测模块检测到具有啸叫的音频信号时,所述增益调节模块用于调整所述具有啸叫的音频信号的增益,以去除啸叫;其中,在调节所述增益调节模块的增益时,通过软件方式进行渐近调节,以使所述增益调节模块输出的增益以渐近方式达到目标增益;
所述DRC模块用于对增益调节模块输出的至少两个频段的音频信号的信号幅度进行调节;
所述频段综合模块用于将所述DRC模块输出的至少两个频段的音频信号合成一个音频信号;
所述频段分析模块包括分频滤波器,所述分频滤波器包括第一低通滤波器、第二低通滤波器、第一运算模块和第二运算模块;所述第一低通滤波器的输入端和所述第二低通滤波器的输入端均与所述分频滤波器的输入端连接,所述第一低通滤波器的输出端和所述第二低通滤波器的输出端均与所述第一运算模块的输入端连接,所述第一低通滤波器的输出端和所述第二低通滤波器的输出端还均与所述第二运算模块的输入端连接;所述第一运算模块和所述第二运算模块输出的音频信号的频段不同;
所述第一低通滤波器表示为:(a_0+a_1z∧(-1)+...+a_Mz∧(-M))/(b_0+b_1z∧(-1)+...+b_Nz∧(-N)),
所述第二低通滤波器表示为:(a_M+a_(M-1)z∧(-1)+...+a_0z∧(-M))/(b_N+b_(N-1)z∧(-1)+...+b_0z∧(-N)),
其中,所述a_0-a_M,所述b_0-b_N为预设的滤波器系数;所述z^(-1)-z^(-N)表示时延;所述第一低通滤波器与所述第二低通滤波器的频幅响应相同,相位响应不同;
所述第一运算模块所输出的频段为H1=(IIR0+IIR1)/2,所述第二运算模块所输出的频段为H2=(IIR0-IIR1)/2;其中,IIR0为所述第一低通滤波器的输出,IIR1为所述第二低通滤波器的输出;
所述音频信号采集模块、所述频段分析模块、所述频段综合模块、所述啸叫检测模块和所述增益调节模块均为硬件电路。
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Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CA2354858A1 (en) * | 2001-08-08 | 2003-02-08 | Dspfactory Ltd. | Subband directional audio signal processing using an oversampled filterbank |
CN1398054A (zh) * | 2001-07-16 | 2003-02-19 | 松下电器产业株式会社 | 啸叫检测和抑制设备、方法和计算机程序产品 |
CN102984634A (zh) * | 2011-11-22 | 2013-03-20 | 南京工程学院 | 一种数字助听器非等宽子带自动增益控制方法 |
CN106331973A (zh) * | 2016-10-20 | 2017-01-11 | 天津大学 | 一种基于便携式终端的助听器滤波器组的实现方法 |
CN207530782U (zh) * | 2017-11-30 | 2018-06-22 | 深圳市兴达诚电子有限公司 | 一种音频功率放大器 |
CN111294711A (zh) * | 2019-07-18 | 2020-06-16 | 展讯通信(上海)有限公司 | 信号处理方法及装置 |
CN111583949A (zh) * | 2020-04-10 | 2020-08-25 | 南京拓灵智能科技有限公司 | 啸叫抑制的方法、装置和设备 |
KR20200128687A (ko) * | 2020-04-10 | 2020-11-16 | 난징 트월링 테크놀로지 컴퍼니 리미티드 | 하울링 억제 방법, 장치 및 전자 설비 |
-
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Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1398054A (zh) * | 2001-07-16 | 2003-02-19 | 松下电器产业株式会社 | 啸叫检测和抑制设备、方法和计算机程序产品 |
CA2354858A1 (en) * | 2001-08-08 | 2003-02-08 | Dspfactory Ltd. | Subband directional audio signal processing using an oversampled filterbank |
CN102984634A (zh) * | 2011-11-22 | 2013-03-20 | 南京工程学院 | 一种数字助听器非等宽子带自动增益控制方法 |
CN106331973A (zh) * | 2016-10-20 | 2017-01-11 | 天津大学 | 一种基于便携式终端的助听器滤波器组的实现方法 |
CN207530782U (zh) * | 2017-11-30 | 2018-06-22 | 深圳市兴达诚电子有限公司 | 一种音频功率放大器 |
CN111294711A (zh) * | 2019-07-18 | 2020-06-16 | 展讯通信(上海)有限公司 | 信号处理方法及装置 |
CN111583949A (zh) * | 2020-04-10 | 2020-08-25 | 南京拓灵智能科技有限公司 | 啸叫抑制的方法、装置和设备 |
KR20200128687A (ko) * | 2020-04-10 | 2020-11-16 | 난징 트월링 테크놀로지 컴퍼니 리미티드 | 하울링 억제 방법, 장치 및 전자 설비 |
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