CN113163286A - 一种通话降噪方法、耳机和计算机存储介质 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种通话降噪方法、耳机和计算机存储介质，该通话降噪方法应用于耳机，耳机包括耳内麦克风和耳外麦克风，耳内麦克风用于拾取耳朵内部的耳内声波，耳外麦克风用于拾取耳朵外部的外部声波，通话降噪方法包括：根据耳内声波得到第一语音信号，根据外部声波得到第二语音信号；对第一语音信号和第二语音信号进行加权处理得到第三语音信号；通过对第三语音信号进行处理得到通话语音信号。通过上述方式，能够有效消除通话中的噪音，提高通话体验。
Description
技术领域
本申请涉及通信技术领域，具体涉及一种通话降噪方法、耳机和计算机存储介质。
背景技术
在现有的人机语音交互中，不同环境下均会有噪音的存在，因此为了避免噪音干扰通话质量，人们往往选择佩戴耳机进行通话，但在通过耳机进行语音通话过程中，人们自身语音产生的回声及对方语音中掺杂的噪音会影响通话间的交流体验，目前采用降低噪音的方法大多为主动降噪技术和骨传导技术，或者是通过物理材料来进行噪音隔离，且这些降噪技术自身具有局限性，只有在部分的噪音环境下才能达到一定效果，无法有效实现通话的降噪。
因此，如何在通话中有效消除噪音和回声，提升通话体验是本技术领域的技术人员需要解决的技术问题。
发明内容
本申请提供一种语音降噪的方法、耳塞和计算机存储介质，以解决现有技术中的通话过程中噪音和回声影响通话体验的问题。
为解决上述技术问题，本申请采用的一个技术方案是：提供一种通话降噪方法，应用于耳机，耳机包括耳内麦克风和耳外麦克风，耳内麦克风用于拾取耳朵内部的耳内声波，耳外麦克风用于拾取耳朵外部的外部声波，通话降噪方法包括：
根据耳内声波得到第一语音信号，根据外部声波得到第二语音信号。
对第一语音信号和第二语音信号进行加权处理得到第三语音信号。
通过对第三语音信号进行处理得到通话语音信号。
优选的，对第一语音信号和第二语音信号进行加权处理得到第三语音信号的步骤包括：
对第一语音信号进行滤波处理及回声消除后得到第一处理语音信号。
对第二语音信号进行滤波处理及人声信号提取后得到第二处理语音信号。
对第一处理语音信号和第二处理语音信号进行加权处理后得到第三语音信号。
优选的，根据耳内声波得到第一语音信号，根据外部声波得到第二语音信号的步骤包括：
对耳内声波进行模数转换得到第一语音信号，对外部声波进行模数转换得到第二语音信号。
优选的，通过对第三语音信号进行处理得到通话语音信号的步骤中包括：
对第三语音信号进行放大处理以得到放大信号。
优选的，对第三语音信号进行放大处理以得到放大信号的步骤之后还包括：
对放大信号进行谐波补偿以得到通话语音信号。
优选的，在通过对第三语音信号进行处理得到通话语音信号的步骤之后还包括：
对通话语音信号进行数模转换，并将其对外传送。
为解决上述技术问题，本申请采用的另一个技术方案是：提供一种耳机，耳机包括耳内麦克风、耳外麦克风、扬声器、存储器和处理器，耳内麦克风用于拾取耳朵内部的语音信号，耳外麦克风用于拾取耳朵外部的语音信号，扬声器用于将电信号转变为声信号，存储器用于存储计算机程序，处理器用于执行计算机程序时实现如上述任一项通话降噪方法的步骤。
优选的，耳外麦克风设置在耳机的外侧，耳内麦克风设置在耳机的内侧。
优选的，耳外麦克风至少为一个，耳内麦克风为一个。
为解决上述技术问题，本申请采用的再一个技术方案是：提供一种计算机存储介质，计算机存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如上述任一项通话降噪方法的步骤。
本申请的有益效果是：区别于现有技术的情况，本申请提供一种通话降噪方法、耳机和计算机存储介质，该通话降噪方法应用于耳机，耳机包括耳内麦克风和耳外麦克风，耳内麦克风用于拾取耳朵内部的耳内声波，耳外麦克风用于拾取耳朵外部的外部声波，通话降噪方法包括：根据耳内声波得到第一语音信号，根据外部声波得到第二语音信号；对第一语音信号和第二语音信号进行加权处理得到第三语音信号；通过对第三语音信号进行处理得到通话语音信号。通过上述方式，能够有效消除通话中的噪音，提高通话体验。
附图说明
为了更清楚地说明申请实施例中的技术方案，下面将对实施例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申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的情况下，还可以根据这些附图获得其他的附图，其中：
图1是本申请通话降噪方法一实施例流程示意图；
图2是本申请通话降噪方法又一实施例中的流程示意图；
图3是本申请通话降噪方法又一实施例中的流程示意图；
图4是本申请通话降噪方法又一实施例中的流程示意图；
图5是本申请通话降噪方法又一实施例中的耳机与麦克风的位置关系示意图。
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情况下所获得的所有其他实施例，均属于本申请保护的范围。
需要说明，若本申请实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，若本申请实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本申请要求的保护范围之内。
请参阅图1，图1是本申请一种通话降噪方法一实施例流程示意图，本实施例揭示的方法应用于耳机，该耳机包括耳内麦克风和耳外麦克风，耳内麦克风用于拾取耳朵内部的耳内声波，耳外麦克风用于拾取耳朵外部的外部声波，例如用户的说话声、外部环境中的声音等等，耳机的具体实施方式后面再详细描述，该通话降噪方法包括：
S1：根据耳内声波得到第一语音信号，根据外部声波得到第二语音信号。
S2：对第一语音信号和第二语音信号进行加权处理得到第三语音信号。
S3：通过对第三语音信号进行处理得到通话语音信号。
耳机，可称为入耳式耳机、半入耳式耳机、头戴式耳机，或者入耳式监听器，是一种用在人体听觉器官内部的耳机，根据其设计，会在使用时密封住使用者的耳道。
优选的，如图2和图3所示，对第一语音信号和第二语音信号进行加权处理得到第三语音信号的步骤包括：
对第一语音信号进行滤波处理及回声消除后得到第一处理语音信号。
滤波处理是将信号中特定波段频率滤除，起到信号抑制和防干扰的作用，滤波算法有多种，如维纳滤波方法、卡尔曼滤波方法和自适应滤波算法等等，通过滤波处理可以去除掉特定频段的信号，即将通话过程中存在的一些“杂波”进行滤除，举例说明，对海面上的渔船发出的声波信号进行监测时，主要是获取渔船的声波信号，而对于大海的海浪声波信号则是要滤除的“杂波”，通过滤除这些“杂波”，用户彼此通话中可以让想要得到的频段信号重点突显出来，利于增强通话过程中的语音信号清晰度，让用户彼此间能够更清楚的听到通话内容，而非通话内容的频段信号通过该滤波处理去除。
在实际通话过程中，还会存在回声，举例说明，用户A与用户B通话，用户A发出的声信号传输给用户B，用户B耳机的麦克风接收该声波信号，通过用户B的耳机扬声器传出声音后被用户B听取，而用户B发出声波被用户B的麦克风接收，再传输给用户A，实现用户A和B的通话，但在此过程中有可能用户B的麦克风会同时收集到用户B的扬声器发出的用户A的声音，如此一来，用户A也会听取到自己所发出的声音，通过回声消除技术可将第一语音信号提取为更为“纯净”的第一处理语音信号。
优选的，第一麦克风和第二麦克风组成一套主动降噪系统，使用自适应滤波算法估算出耳道内的噪音，并生成一个与噪声幅度相同，相位相反的音频信号，抵消耳道内的噪音。
对第二语音信号进行滤波处理及人声信号提取后得到第二处理语音信号。
滤波处理可包括利用带通滤波器进行滤波处理，带通滤波器允许特定频段的波通过并同时屏蔽其它频段，即仅仅让特定频段的波通过，再利用人声信号提取将第二语音信号形成为第二处理语音信号。
对第一处理语音信号和第二处理语音信号进行加权处理后得到第三语音信号。权即由测量值精度的不同在平差计算中所取的权重不同，精度越高，权就越大。“加权”的意思就是“乘以权重”，即“乘以系数”的意思，通过加权处理，降低了风噪，可将所需要信号的比重增大，将不需要信号的比重缩小，从而突显重要信号，而滤除“杂质”信号。
权的基本公式为：
在上式中，u是任意常数，mi是中误差。由此可见，权与中误差平方成反比，即精度越高，权越大。应用上式求一组观测值的权pi时，必须采用同一个u值。
可以写出各观测值的权之间的比例关系：
可知，一组观测值的权之比等于他们的中误差平方的倒数之比。不论假设u取何值，这组权之间的比例关系不变。所以，权反映了观测值之间的相互精度关系。就计算p值来说，不在乎权本身数值的大小，而在于确定他们之间的比例关系。mi可以是同一个量的观测中误差，也可以是不同量的观测中误差，即权可以反映同一量的若干个观测值之间的精度高低，也可以反映不同量的观测值之间的精度高低。
加权法举例说明，给出一组数据，其中3出现6次，4出现3次，2出现1次。6、3、1就叫权数。这种方法叫加权法。一般说的平均数，就是把所有的数加起来，再除以这些数的总个数。表示为：(p1+p2+p3+…+pn)/n。但有的数据记录中有一些相同的数据，在计算的时候，哪一个数有几个相同数，就把这个数乘上几，这个几，就叫权，加权，就是乘上几后再加。平均数还是要除以总个数。
还是以上面的各个数为例：
各个数字的个数分别表示为：k1,k2,k3……kn；
加权平均的公式是：(k1p1+k2p2+……knpn)/(k1+k2+……kn)。
进一步举例说明：
学校算期末成绩，期中考试占30％，期末考试占50％，作业占20％，假如某人期中考试得了84，期末92，作业分91，如果是算数平均，那么就是(84+92+91)/3＝89；
那么加权处理后就是84×30％+92×50％+91×20％＝89.4，这是在已知权重的情况下，其中的权重就是30％、50％和20％；那么未知权重的情况下呢？想知道两个班的加权平均值，一班50人，平均80，二班60人，平均82，算数平均是(80+82)/2＝81，加权后是(50*80+60*82)/(50+60)＝81.09。
还有一种情况类似上述，也是人为规定，例如按照专家的分量比较大，老师其次，学生最低，就某观点，满分10分的情况下，专家打8分，老师打6分，学生打7分，但你认为专家权重和老师及学生权重应为0.5:0.3:0.2，那么加权后就是8*0.5+6*0.3+7*0.2＝7.2，而算数平均的话就是(8+6+7)/3＝7，即通过设置不同的权重，让所想要得到的语音信号的比重增加，把那些不需要的“杂波”的比重缩小，进而降低噪音，提升用户通话体验。
优选的，也可以只对第一语音信号进行加权处理，或是更为优选的，对第一语音信号进行滤波处理及回声消除后得到第一处理语音信号，然后只对第一处理语音信号进行加权处理，这种方式也能起到滤除“杂波”的目的，同时该种设置形式就不必设置耳外麦克风，减少麦克风的设置数量。
优选的，根据耳内声波得到第一语音信号，根据外部声波得到第二语音信号的步骤包括：
在获取到耳内声波和外部声波后，将声波经过AD转换(模数转换)，转变为相应的数字信号，即对耳内声波进行模数转换得到第一语音信号，对外部声波进行模数转换得到第二语音信号。
优选的，如图4所示，通过对第三语音信号进行处理得到通话语音信号的步骤中包括：
对第三语音信号进行放大处理以得到放大信号，通过放大处理，可将准备传输出去的信号进行放大，可增强信号传输力度，比如在一些因建筑物阻隔或地下室这些信号难以传输出去的地方，通过信号的放大处理，也能够将信号稳定传输出去。
优选的，对第三语音信号进行放大处理以得到放大信号的步骤之后还包括：
对放大信号进行谐波补偿以得到通话语音信号，谐波补偿是把产生谐波的不完整正弦波电信号补偿为完整正弦波，通过进行音色的渲染和频率的补偿，达到美化音质的目的，提高传输出去的声音的音质。
优选的，在通过对第三语音信号进行处理得到通话语音信号的步骤之后还包括：
对通话语音信号进行数模转换，并将其对外传送，通过数模转换，把数字信号转变为模拟信号。
优选的，如图5所示，本发明还提出了一种耳机，耳机包括耳内麦克风、耳外麦克风、扬声器、存储器和处理器，耳内麦克风用于拾取耳朵内部的语音信号，耳外麦克风用于拾取耳朵外部的语音信号，扬声器用于将电信号转变为声信号，存储器用于存储计算机程序，处理器用于执行计算机程序时实现如上述的通话降噪方法的步骤，该耳机能够减小通话过程中的噪音，提高音质，提升用户通话体验。
优选的，如图5所示，耳外麦克风设置在耳机的外侧，方便拾取耳外的声波，耳内麦克风2设置在耳机的内侧，方便拾取耳内的声波。
优选的，耳外麦克风至少为一个，本实施例中，耳外麦克风包括第一耳外麦克风1和第二耳外麦克风3，耳内麦克风2为一个，多个耳外麦克风可以相互辅助进行拾音，也可以进行多角度多方位的拾音，提高通话的音质。
本发明还提出了一种计算机存储介质，计算机存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如上述通话降噪方法的步骤。
在本申请各个实施方式中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)或处理器(processor)执行本申请各个实施方式方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
基于以上实施例，本发明申请公开了一种通话降噪方法、耳机和计算机存储介质，该通话降噪方法应用于耳机，耳机包括耳内麦克风和耳外麦克风，耳内麦克风用于拾取耳朵内部的耳内声波，耳外麦克风用于拾取耳朵外部的外部声波，通话降噪方法包括：根据耳内声波得到第一语音信号，根据外部声波得到第二语音信号；对第一语音信号和第二语音信号进行加权处理得到第三语音信号；通过对第三语音信号进行处理得到通话语音信号。通过上述方式，能够有效消除通话中的噪音，提高通话体验。
以上仅为本申请的实施方式，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种通话降噪方法，应用于耳机，其特征在于，所述耳机包括耳内麦克风和耳外麦克风，所述耳内麦克风用于拾取耳朵内部的耳内声波，所述耳外麦克风用于拾取耳朵外部的外部声波，所述通话降噪方法包括：
根据所述耳内声波得到第一语音信号，根据所述外部声波得到第二语音信号；
对所述第一语音信号和第二语音信号进行加权处理得到第三语音信号；
通过对所述第三语音信号进行处理得到通话语音信号。
2.根据权利要求1所述的通话降噪方法，其特征在于，对所述第一语音信号和第二语音信号进行加权处理得到第三语音信号的步骤包括：
对所述第一语音信号进行滤波处理及回声消除后得到第一处理语音信号；
对所述第二语音信号进行滤波处理及人声信号提取后得到第二处理语音信号；
对所述第一处理语音信号和第二处理语音信号进行加权处理后得到所述第三语音信号。
3.根据权利要求1所述的通话降噪方法，其特征在于，根据所述耳内声波得到第一语音信号，根据所述外部声波得到第二语音信号的步骤包括：
对所述耳内声波进行模数转换得到所述第一语音信号，对所述外部声波进行模数转换得到所述第二语音信号。
4.根据权利要求1-3任一项所述的通话降噪方法，其特征在于，通过对所述第三语音信号进行处理得到通话语音信号的步骤中包括：
对所述第三语音信号进行放大处理以得到放大信号。
5.根据权利要求4所述的通话降噪方法，其特征在于，对所述第三语音信号进行放大处理以得到放大信号的步骤之后还包括：
对所述放大信号进行谐波补偿以得到所述通话语音信号。
6.根据权利要求5所述的通话降噪方法，其特征在于，在通过对所述第三语音信号进行处理得到通话语音信号的步骤之后还包括：
对所述通话语音信号进行数模转换，并将其对外传送。
7.一种耳机，其特征在于，所述耳机包括耳内麦克风、耳外麦克风、扬声器、存储器和处理器，所述耳内麦克风用于拾取耳朵内部的语音信号，所述耳外麦克风用于拾取耳朵外部的语音信号，所述扬声器用于将电信号转变为声信号，所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器用于执行所述计算机程序时实现如权利要求1-6任一项所述通话降噪方法的步骤。
8.根据权利要求7所述耳机，其特征在于，所述耳外麦克风设置在所述耳机的外侧，所述耳内麦克风设置在所述耳机的内侧。
9.根据权利要求8所述的耳机，其特征在于，所述耳外麦克风至少为一个，所述耳内麦克风为一个。
10.一种计算机存储介质，其特征在于，所述计算机存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-6任一项所述通话降噪方法的步骤。
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