CN113299304B - 抑制麦克风啸叫的方法、装置和麦克风 - Google Patents

抑制麦克风啸叫的方法、装置和麦克风 Download PDF

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Abstract

本申请提供了一种抑制麦克风啸叫的方法、装置和麦克风，其中该方法包括：获取第一时域音频信号，计算第一时域音频信号的频谱，得到第一频谱；根据第一频谱的幅度信息筛选啸叫频点；根据第一频谱中啸叫频点周边设定范围内的非啸叫频点的幅度值生成啸叫频点的幅度替换值，其中，如将所述第一频谱中各啸叫频点的幅度值替换成对应的幅度替换值，则所述第一频谱中无啸叫频点；将第一频谱中啸叫频点的幅度值替换为对应的幅度替换值，得到第二频谱；根据第二频谱生成第二时域音频信号。利用上述方法，既能有效抑制啸叫又避免处理后的音频信号失真。

Description

抑制麦克风啸叫的方法、装置和麦克风
技术领域
本申请属于音频信号处理领域，具体涉及一种抑制麦克风啸叫的方法、装置和麦克风。
背景技术
本部分旨在为权利要求书中陈述的本申请的实施方式提供背景或上下文。此处的描述不因为包括在本部分中就承认其为现有技术。
用户在使用无线麦克风或者有线麦克风时，常遇到麦克风啸叫的问题。这是由于音箱等发出的声音对麦克风产生正反馈，从而形成自激振荡。
通常的处理方法有窄带限波和相位调节，这些处理方法的效果并不理想。
发明内容
针对上述现有技术的问题，本申请实施例提出了一种抑制麦克风啸叫的方法、装置和麦克风。利用这种方法及装置，能够至少部分解决上述问题。
本申请的实施例中提供了以下方案：一种抑制麦克风啸叫的方法，包括：
获取第一时域音频信号，计算第一时域音频信号的频谱，得到第一频谱；
根据第一频谱的幅度信息筛选啸叫频点；
根据第一频谱中啸叫频点周边设定范围的非啸叫频点的幅度值生成啸叫频点的幅度替换值，其中，如将所述第一频谱中各啸叫频点的幅度值替换成对应的幅度替换值，则所述第一频谱中无啸叫频点；
将第一频谱中啸叫频点的幅度值替换为对应的幅度替换值，得到第二频谱；
根据第二频谱生成第二时域音频信号。
本申请的实施例中提供了以下方案：一种抑制麦克风啸叫的装置，包括：
频谱确定模块，用于获取第一时域音频信号，计算第一时域音频信号的频谱，得到第一频谱；
筛选模块，用于根据第一频谱的幅度信息筛选啸叫频点；
幅度修正模块，用于根据第一频谱中啸叫频点周边设定范围内的非啸叫频点的幅度值生成啸叫频点的幅度替换值，其中，如将所述第一频谱中各啸叫频点的幅度值替换成对应的幅度替换值，则所述第一频谱中无啸叫频点；
替换模块，用于将第一频谱中啸叫频点的幅度值替换为对应的幅度替换值，得到第二频谱；
输出模块，用于根据第二频谱输出第二时域音频信号。
本申请的实施例中提供了以下方案：一种抑制麦克风啸叫的装置，包括：
至少一个处理器；以及，与至少一个处理器通信连接的存储器；其中，存储器存储有可被至少一个处理器执行的指令，指令被至少一个处理器执行，以使至少一个处理器能够执行：前述的抑制麦克风啸叫的方法。
本申请的实施例中提供了以下方案：一种麦克风，包括前述的抑制麦克风啸叫的装置。
本申请实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到以下有益效果：本申请的发明人发现，当发生麦克风啸叫时，麦克风拾取的时域音频信号的频谱中，只有特定频点或频点区间的幅度值是不合理的巨大的。基于以上原理设计出的抑制麦克风啸叫的方法中，由于在频域将啸叫频点的幅度值进行强行的抑制，这使得最终麦克风输出该音箱等装置的第二时域音频信号中始终都不会有幅度值过大的频率成分，从而使得第二时域音频信号的频谱中始终不会存在啸叫频点。进一步，由于第一频谱中啸叫频点对应的幅度值被替换成幅度替换值，而幅度替换值是根据啸叫频点周边频点的幅度值而模拟得出的，啸叫频点所处区域的频谱相对平滑，最终当音箱等设备播放第二时域音频信号时，给用户的感受更加真实。
应当理解，上述说明仅是本申请技术方案的概述，以便能够更清楚地了解本申请的技术手段，从而可依照说明书的内容予以实施。为了让本申请的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举例说明本申请的具体实施方式。
附图说明
通过阅读下文的示例性实施例的详细描述，本领域普通技术人员将明白本文所述的优点和益处以及其他优点和益处。附图仅用于示出示例性实施例的目的，而并不认为是对本申请的限制。而且在整个附图中，用相同的标号表示相同的部件。在附图中：
图1为根据本申请实施例的抑制麦克风啸叫的方法的流程示意图；
图2a和图2b分别为根据本申请一实施例的抑制麦克风啸叫的方法的一个实例中的第一频谱和第二频谱的频谱图；
图3为根据本申请一实施例的抑制麦克风啸叫的装置的结构示意图；
图4为根据本申请另一实施例的抑制麦克风啸叫的装置的结构示意图。
在附图中，相同或对应的标号表示相同或对应的部分。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
在本申请中，应理解，诸如“包括”或“具有”等术语旨在指示本说明书中所公开的特征、数字、步骤、行为、部件、部分或其组合的存在，并且不排除一个或多个其他特征、数字、步骤、行为、部件、部分或其组合存在的可能性。
另外还需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
本申请的发明人研究发现，当发生麦克风啸叫时，麦克风拾取的时域音频信号的频谱中，只有特定频点或频点区间的幅度值是不合理的巨大的。基于以上原理，提出了以下抑制麦克风啸叫的方法。
图1为根据本申请一实施例的抑制麦克风啸叫的方法的流程示意图，该方法用于抑制麦克风啸叫，在该流程中，从设备角度而言，执行主体可以是麦克风，更具体地可以是麦克风内部的处理模块；从程序角度而言，执行主体相应地可以是搭载于麦克风上的程序。
图1中的流程可以包括以下步骤101～步骤105。
步骤101、获取第一时域音频信号，计算第一时域音频信号的频谱，得到第一频谱。
第一时域音频信号例如是麦克风最初拾取到的音频信号。通常这些音频信号是以帧为单位进行处理的。可以通过各种已知类型的傅里叶变换将第一时域音频信号转换至频域，得到第一频谱。
步骤102、根据第一频谱的幅度信息筛选啸叫频点。
啸叫频点的幅度值具有不合理的特别大的数值。
在一些实施例中，将幅度值大于设定阈值的频点作为啸叫频点。即根据一个频点的幅度值的绝对数值判断其是否为啸叫频点。
在一些实施例中，将各频点的幅度值与其周边设定范围内的频点的幅度值的统计信息进行比较，根据比较结果确定各频点是否为啸叫频点。
例如当判断频点50是否为啸叫频点时，可以参考频点41至49以及频点51至59的幅度值。
具体地，如一频点的幅度值与其周边设定范围内的频点的最大幅度值的比值大于设定阈值，则判断该频点为啸叫频点；或者，
如一频点的幅度值与其周边设定范围内的频点的幅度值平均值的比值大于设定阈值，则判断该频点为啸叫频点。
当然，判断一个频点是否为啸叫频点的方式不限于此。
啸叫频点可能是一个孤立的频点，也可能是连续的多个频点。
步骤103、根据第一频谱中啸叫频点周边设定范围内的非啸叫频点的幅度值生成啸叫频点的幅度替换值，其中，如将所述第一频谱中各啸叫频点的幅度值替换成对应的幅度替换值，则所述第一频谱中无啸叫频点。
即根据啸叫频点附近的非啸叫频点的幅度值推断啸叫频点的幅度值应当是多大。这是基于一个正常的时域音频信号的频谱中幅度值具有连续性的特点。
例如，将啸叫频点附近的非啸叫频点的幅度值平均值作为啸叫频点的幅度替换值。
举例而言，第一频谱中，频点45至49、以及频点51至55是非啸叫频点，而频点50是啸叫频点，将频点45至49以及频点51至55的幅度值的平均值作为频点50的幅度替换值。
又例如，将啸叫频点周边设定范围内的非啸叫频点的幅度值最大值作为啸叫频点的幅度替换值。
注意到，全文中，对于不同的处理过程，某一频点周边设定范围内的频点可以是相同范围内的频点，也可以是不同范围内的频点。本申请对一个频点的周边设定范围如何定义不做限定。
步骤104、将第一频谱中啸叫频点的幅度值替换为对应的幅度替换值，得到第二频谱。
例如参考图2a和图2b，第二频谱相对于第一频谱而言，抑制了啸叫频点的幅度值。
步骤105、根据第二频谱生成第二时域音频信号。
具体地，对第二频谱进行傅里叶反变换得到时域的音频信号，即第二时域音频信号。第二时域音频信号可以进一步输出至音箱等设备。此时，音箱播放的第二时域音频信号既抑制了啸叫，又不会显得失真。
参考图2a，在第一频谱中根据单个频点的幅度值判断出第一频谱中存在两个啸叫频点，随后根据啸叫频点周边频点的幅度值确定出对应的幅度替换值，得到第二频谱。第二频谱中没有频点的幅度值不合理的巨大。如对根据第二频谱得到时域音频信号进行播放，既抑制了啸叫，又不会失真。
基于相同的技术构思，本申请实施例还提供一种抑制麦克风啸叫的装置，用于执行上述任一实施例所提供的方法。图3为本申请实施例提供的一种抑制麦克风啸叫的装置结构示意图。
如图3所示，抑制麦克风啸叫的装置包括：
频谱确定模块1，用于获取第一时域音频信号，计算第一时域音频信号的频谱，得到第一频谱；
筛选模块2，用于根据第一频谱的幅度信息筛选啸叫频点；
幅度修正模块3，用于根据第一频谱中啸叫频点周边设定范围内的非啸叫频点的幅度值生成啸叫频点的幅度替换值，其中，如将所述第一频谱中各啸叫频点的幅度值替换成对应的幅度替换值，则所述第一频谱中无啸叫频点；
替换模块4，用于将第一频谱中啸叫频点的幅度值替换为对应的幅度替换值，得到第二频谱；
输出模块5，用于根据第二频谱输出第二时域音频信号。
在一些实施例中，所述筛选模块具体用于：
将幅度值大于设定阈值的频点作为啸叫频点。
在一些实施例中，所述筛选模块具体用于：
将各频点的幅度值与其周边设定范围内的频点的幅度值的统计信息进行比较，根据比较结果确定各频点是否为啸叫频点。
在一些实施例中，将各频点的幅度值与其周边设定范围的频点的幅度值的统计信息进行比较，根据比较结果确定各频点是否为啸叫频点，包括：
如一频点的幅度值与其周边设定范围内的频点的最大幅度值的比值大于设定阈值，则判断该频点为啸叫频点；或者，
如一频点的幅度值与其周边设定范围内的频点的幅度值平均值的比值大于设定阈值，则判断该频点为啸叫频点。
在一些实施例中，所述幅度修正模块具体用于：
将啸叫频点周边设定范围内的非啸叫频点的幅度值平均值作为啸叫频点的幅度替换值；或者，
将啸叫频点周边设定范围内的非啸叫频点的幅度值最大值作为啸叫频点的幅度替换值。
需要说明的是，本申请实施例中的抑制麦克风啸叫的装置可以实现前述抑制麦克风啸叫的方法的实施例的各个过程，并达到相同的效果和功能，这里不再赘述。
图4为根据本申请一实施例的抑制麦克风啸叫的装置，用于执行图1所示出的抑制麦克风啸叫的方法。该装置包括：至少一个处理器；以及，与至少一个处理器通信连接的存储器；其中，存储器存储有可被至少一个处理器执行的指令，指令被至少一个处理器执行，以使至少一个处理器能够执行：前述抑制麦克风啸叫的方法。
本申请中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置和计算机可读存储介质实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以其描述进行了简化，相关之处可参见方法实施例的部分说明即可。
本申请实施例提供的装置和计算机可读存储介质与方法是一一对应的，因此，装置和计算机可读存储介质也具有与其对应的方法类似的有益技术效果，由于上面已经对方法的有益技术效果进行了详细说明，因此，这里不再赘述装置和计算机可读存储介质的有益技术效果。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、装置、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。
内存可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。内存是计算机可读介质的示例。
计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。此外，尽管在附图中以特定顺序描述了本申请方法的操作，但是，这并非要求或者暗示必须按照该特定顺序来执行这些操作，或是必须执行全部所示的操作才能实现期望的结果。附加地或备选地，可以省略某些步骤，将多个步骤合并为一个步骤执行，和/或将一个步骤分解为多个步骤执行。
虽然已经参考若干具体实施方式描述了本申请的精神和原理，但是应该理解，本申请并不限于所公开的具体实施方式，对各方面的划分也不意味着这些方面中的特征不能组合以进行受益，这种划分仅是为了表述的方便。本申请旨在涵盖所附权利要求的精神和范围内所包括的各种修改和等同布置。

Claims (10)

1.一种抑制麦克风啸叫的方法，其特征在于，包括：
获取第一时域音频信号，计算第一时域音频信号的频谱，得到第一频谱；
根据第一频谱的幅度信息筛选啸叫频点；
根据第一频谱中啸叫频点周边设定范围内的非啸叫频点的幅度值生成啸叫频点的幅度替换值，其中，如将所述第一频谱中各啸叫频点的幅度值替换成对应的幅度替换值，则所述第一频谱中无啸叫频点；
将第一频谱中啸叫频点的幅度值替换为对应的幅度替换值，得到第二频谱；
根据第二频谱生成第二时域音频信号，
其中，根据第一频谱中啸叫频点周边设定范围内的非啸叫频点的幅度值生成啸叫频点的幅度替换值，包括：
将啸叫频点周边设定范围内的非啸叫频点的幅度值平均值作为啸叫频点的幅度替换值；或者，
将啸叫频点周边设定范围内的非啸叫频点的幅度值最大值作为啸叫频点的幅度替换值。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据第一频谱的幅度信息筛选啸叫频点，包括：
将幅度值大于设定阈值的频点作为啸叫频点。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据第一频谱的幅度信息筛选啸叫频点，包括：
将各频点的幅度值与其周边设定范围内的频点的幅度值的统计信息进行比较，根据比较结果确定各频点是否为啸叫频点。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，将各频点的幅度值与其周边设定范围内的频点的幅度值的统计信息进行比较，根据比较结果确定各频点是否为啸叫频点，包括：
如一频点的幅度值与其周边设定范围内的频点的最大幅度值的比值大于设定阈值，则判断该频点为啸叫频点；或者，
如一频点的幅度值与其周边设定范围内的频点的幅度值平均值的比值大于设定阈值，则判断该频点为啸叫频点。
5.一种抑制麦克风啸叫的装置，其特征在于，包括：
频谱确定模块，用于获取第一时域音频信号，计算第一时域音频信号的频谱，得到第一频谱；
筛选模块，用于根据第一频谱的幅度信息筛选啸叫频点；
幅度修正模块，用于根据第一频谱中啸叫频点周边设定范围内的非啸叫频点的幅度值生成啸叫频点的幅度替换值，其中，如将所述第一频谱中各啸叫频点的幅度值替换成对应的幅度替换值，则所述第一频谱中无啸叫频点；
替换模块，用于将第一频谱中啸叫频点的幅度值替换为对应的幅度替换值，得到第二频谱；
输出模块，用于根据第二频谱输出第二时域音频信号，
其中，所述幅度修正模块具体用于：
将啸叫频点周边设定范围内的非啸叫频点的幅度值平均值作为啸叫频点的幅度替换值；或者，
将啸叫频点周边设定范围内的非啸叫频点的幅度值最大值作为啸叫频点的幅度替换值。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述筛选模块具体用于：
将幅度值大于设定阈值的频点作为啸叫频点。
7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述筛选模块具体用于：
将各频点的幅度值与其周边设定范围内的频点的幅度值的统计信息进行比较，根据比较结果确定各频点是否为啸叫频点。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，将各频点的幅度值与其周边设定范围的频点的幅度值的统计信息进行比较，根据比较结果确定各频点是否为啸叫频点，包括：
如一频点的幅度值与其周边设定范围内的频点的最大幅度值的比值大于设定阈值，则判断该频点为啸叫频点；或者，
如一频点的幅度值与其周边设定范围内的频点的幅度值平均值的比值大于设定阈值，则判断该频点为啸叫频点。
9.一种抑制麦克风啸叫的装置，其特征在于，包括：
至少一个处理器；以及，与至少一个处理器通信连接的存储器；其中，存储器存储有可被至少一个处理器执行的指令，指令被至少一个处理器执行，以使至少一个处理器能够执行：根据权利要求1至4任意一项所述的抑制麦克风啸叫的方法。
10.一种麦克风，其特征在于，包括根据权利要求5至9任意一项所述的抑制麦克风啸叫的装置。
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