CN113891217B - 啸叫抑制方法、装置、电子设备及存储介质 - Google Patents

啸叫抑制方法、装置、电子设备及存储介质 Download PDF

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Abstract

本申请实施例公开了一种啸叫抑制方法、装置、电子设备及存储介质。该方法包括：在获取麦克风拾取的携带有原始语音信号和扬声器的反馈语音信号的拾取音频信号后，通过根据预先设置的采样率与移频三角函数值的映射关系，确定所述拾取音频信号的采样率对应的目标移频三角函数值；基于所述目标移频三角函数值对所述拾取音频信号进行移频，以抑制所述目标采集点的采集信号通过所述扬声器发出后产生啸叫。避免了在数字信号处理系统中计算三角函数值，提高啸叫抑制的速度。

Description

啸叫抑制方法、装置、电子设备及存储介质
技术领域
本申请实施例涉及音频信号处理技术领域，尤其涉及一种啸叫抑制方法、装置、电子设备及存储介质。
背景技术
为了使声音在更大的范围中扩散，通常会使用扬声器，而在一些需要实时扩音的场景中，一般会用麦克风拾取声音，然后通过扬声器进行大音量的播放。
在同时存在麦克风和扬声器的音频系统中，有可能出现拾音的麦克风采集到扬声器所发出的信号, 从而在扬声器到麦克风之间建立了音频反馈环路, 在该环路增益大于1时, 某些频率的音频信号的能量可能指数级增长, 发出尖锐且刺耳的声音,即啸叫现象。
一般，现有技术中通常会使用移频法，将扬声器发出的信号频率与麦克风采集信号的频率错开，从而破坏啸叫现象发生的条件。但是音频系统的实现过程往往是在数字信号系统中，而现有技术的移频法需要对每个音频采样点进行移频，移频时涉及到三角函数值得计算，且每个音频采样点都会计算一个三角函数值，而在数字信号系统中，计算三角函数值是需要消耗较大的计算资源的，这就可能会导致啸叫抑制的过程拖累音频系统的信号转换过程，降低音频系统的实时性。
发明内容
本申请实施例提供一种啸叫抑制方法、装置、电子设备及存储介质，以提高啸叫抑制的速度。
第一方面，本申请实施例提供了一种啸叫抑制方法，所述方法包括：
获取麦克风拾取的携带有原始语音信号和扬声器的反馈语音信号的拾取音频信号；
根据预先设置的采样率与移频三角函数值的映射关系，确定所述拾取音频信号的采样率对应的目标移频三角函数值；
基于所述目标移频三角函数值对所述拾取音频信号进行移频，以抑制所述目标采集点的采集信号通过所述扬声器发出后产生啸叫。
第二方面，本申请实施例还提供了一种啸叫抑制装置，该啸叫抑制装置包括：
获取模块，用于获取麦克风拾取的携带有原始语音信号和扬声器的反馈语音信号的拾取音频信号；
确定模块，用于根据预先设置的采样率与移频三角函数值的映射关系，确定所述拾取音频信号的采样率对应的目标移频三角函数值；
移频模块，用于基于所述目标移频三角函数值对所述拾取音频信号进行移频，以抑制所述目标采集点的采集信号通过所述扬声器发出后产生啸叫。
第三方面，本申请实施例还提供了一种电子设备，所述电子设备包括：
一个或多个处理器；
存储装置，用于存储一个或多个程序，
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如本申请任一实施例提供的啸叫抑制方法。
第四方面，本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如本申请任一实施例提供的啸叫抑制方法。
本申请实施例的技术方案，在获取麦克风拾取的携带有原始语音信号和扬声器的反馈语音信号的拾取音频信号后，通过根据预先设置的采样率与移频三角函数值的映射关系，确定所述拾取音频信号的采样率对应的目标移频三角函数值；基于所述目标移频三角函数值对所述拾取音频信号进行移频，以抑制所述目标采集点的采集信号通过所述扬声器发出后产生啸叫。避免了在数字信号处理系统中计算三角函数值，提高啸叫抑制的速度。
附图说明
图1为本申请实施例一提供的啸叫抑制方法的流程示意图；
图2是本申请的实施例一提供的音频系统信号流方框示意图；
图3是本申请的实施例二提供的一种预先设置采样率与移频三角函数值的映射关系的流程示意图；
图4为本申请实施例三提供的一种啸叫抑制装置的结构示意图；
图5为本申请实施例四提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本申请，而非对本申请的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本申请相关的部分而非全部结构。
实施例一
图1为本申请实施例一提供的啸叫抑制方法的流程示意图，本实施例可适用于音频系统中抑制扩音器发生啸叫现象的场景，该方法可以由啸叫抑制装置来执行，该装置可采用硬件和/或软件的方式实现,并一般可以集成在具有数据运算能力的计算机等电子设备中，具体包括如下步骤：
步骤101、获取麦克风拾取的携带有原始语音信号和扬声器的反馈语音信号的拾取音频信号。
本步骤中，麦克风拾取的拾取音频信号会包括原始语音信号和扬声器反馈到麦克风处的反馈语音信号，其中，原始语音信号为想要扩音的信号，比如人声、音乐声等，反馈语音信号为扬声器播放的，传回麦克风，由麦克风无差别的拾取的信号。
请参阅图2，图2是本申请的实施例一提供的音频系统信号流方框示意图。如图2所示，原始语音信号为x（n），先与经过反馈路径的反馈语音信号z（n）相加，得到s（n），s（n）经过扩音系统内部传递路径以及扩音增益后，得到扩音信号s’（n），再由希尔伯特变换滤波器和移频模块进行移频，得到最终的输出信号y（n）。
一般，y（n）在频域的表示可以为。
将上述频域的表示转化为时域操作，即为：
；
其中，为卷积, hreal和himage分别为希尔伯特变换滤波器系数的实部和虚部，/>为移频相位。
步骤102、根据预先设置的采样率与移频三角函数值的映射关系，确定拾取音频信号的采样率对应的目标移频三角函数值。
本步骤中，采样率与移频三角函数值得映射关系可以如下表1所示：
表1
首先将拾取音频信号的采样率确定为目标采样率；从映射关系中查询是否存在目标采样率，若存在目标采样率，将映射关系中目标采样率对应的移频三角函数值确定为目标移频三角函数值；若不存在目标采样率，将目标采样率输入到预设第一公式中，获取预设第一公式输出的目标移频三角函数值，并将目标采样率与目标移频三角函数值进行映射，存储到映射关系中。
其中，预设第一公式为：
；
其中，n为采集顺序，为预设固定频率值，fs为采样率。
需要说明的是，本步骤中，对于的计算，原始公式为/>。
其中，为移频频率，现有技术中，通常会使用固定的移频频率进行移频，也就是说，现有技术中的计算/>的公式为/>，其中，/>为固定频率，那么对于每个像素点，都会计算有一个/>值，相应的，便需要计算一组三角函数值，而在数字信号处理系统中，计算三角函数值所消耗的计算资源是比较大的，因此，可能会使啸叫的抑制耗费较长时间，影响其实时性。
本步骤中，移频频率采用与n有关的频率，即，虽然每个采集点的移频频率都会不相同，但是其会消除原始公式中的n，使/>变为一个固定值，从而三角函数值也会成为固定值，且仅与采样率有关，那么本步骤针对不同的采样率，预先计算出相应的三角函数值，本实施例直接根据采样率来获取三角函数值，省去了计算三角函数值的过程，可以加快啸叫抑制的速度，提高系统的实时性。
步骤103、基于目标移频三角函数值对拾取音频信号进行移频，以抑制目标采集点的采集信号通过扬声器发出后产生啸叫。
本步骤中，可以将目标移频三角函数值输入到预设第二预设公式中，并获取第二预设公式输出的移频参数；对拾取音频信号进行扩音处理，得到扩音信号；将扩音信号与移频参数进行卷积操作，以对扩音信号进行移频。
其中，第二预设公式可以为。具体参数介绍详见前述步骤101的描述。
本实施例的技术方案，在获取麦克风拾取的携带有原始语音信号和扬声器的反馈语音信号的拾取音频信号后，通过根据预先设置的采样率与移频三角函数值的映射关系，确定拾取音频信号的采样率对应的目标移频三角函数值；基于目标移频三角函数值对拾取音频信号进行移频，以抑制目标采集点的采集信号通过扬声器发出后产生啸叫。避免了在数字信号处理系统中计算三角函数值，提高啸叫抑制的速度。
实施例二
请参阅图3，图3是本申请的实施例二提供的一种预先设置采样率与移频三角函数值的映射关系的流程示意图。
如图3所示，本实施例中，预先设置采样率与移频三角函数值的映射关系的过程可以包括：
步骤301、对于不同的采样率，利用预设第一公式确定各采样率对应的移频三角函数值。
步骤302、对于任一采样率，将采样率与对应的移频三角函数值进行映射，并以映射关系的形式进行存储。
需要说明的是，本实施例中的预设第一公式为：
；
其中，n为采集顺序，为预设固定频率值，fs为采样率。
本实施例中的不同的采样率可以选用较为常见的音频系统中的采样率，当然，为了扩大映射关系的覆盖范围，还可以在各采样率之间进行插值，以增加采样率的数量。
一般，可以将该映射关系存储在音频系统中，当然，由于每个音频系统的采样率往往是固定的，也就是说对于任一音频系统而言，其能使用到的也就只有一组映射关系，因此，在确定好目标采样率以及目标移频三角函数值后，将映射关系中其他的采样率和移频三角函数值得映射关系进行删除，以节省存储空间。
实施例三
图4为本申请实施例三提供的一种啸叫抑制装置的结构示意图。本申请实施例所提供的啸叫抑制装置可执行本申请任意实施例所提供的啸叫抑制方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。该装置可采用软件和/或硬件的方式实现，如图4所示，啸叫抑制装置具体包括：获取模块401、确定模块402、移频模块403。
其中，获取模块，用于获取麦克风拾取的携带有原始语音信号和扬声器的反馈语音信号的拾取音频信号；
确定模块，用于根据预先设置的采样率与移频三角函数值的映射关系，确定拾取音频信号的采样率对应的目标移频三角函数值；
移频模块，用于基于目标移频三角函数值对拾取音频信号进行移频，以抑制目标采集点的采集信号通过扬声器发出后产生啸叫。
本实施例的技术方案，获取模块在获取麦克风拾取的携带有原始语音信号和扬声器的反馈语音信号的拾取音频信号后，确定模块通过根据预先设置的采样率与移频三角函数值的映射关系，确定拾取音频信号的采样率对应的目标移频三角函数值；移频模块基于目标移频三角函数值对拾取音频信号进行移频，以抑制目标采集点的采集信号通过扬声器发出后产生啸叫。避免了在数字信号处理系统中计算三角函数值，提高啸叫抑制的速度。
进一步的，装置还包括：
设置模块，用于预先设置采样率与移频三角函数值的映射关系；
设置模块包括：
第一确定单元，用于对于不同的采样率，利用预设第一公式确定各采样率对应的移频三角函数值；
映射单元，用于对于任一采样率，将采样率与对应的移频三角函数值进行映射，并以映射关系的形式进行存储；
预设第一公式为：
；
其中，n为采集顺序，为预设固定频率值，fs为采样率。
进一步的，确定模块，包括：
第二确定单元，用于将拾取音频信号的采样率确定为目标采样率；
查询单元，用于从映射关系中查询是否存在目标采样率，若存在目标采样率，将映射关系中目标采样率对应的移频三角函数值确定为目标移频三角函数值；
获取单元，用于若不存在目标采样率，将目标采样率输入到预设第一公式中，获取预设第一公式输出的目标移频三角函数值，并将目标采样率与目标移频三角函数值进行映射，存储到映射关系中；
预设第一公式为：
；
其中，n为采集顺序，为预设固定频率值，fs为采样率。
进一步的，移频模块包括：
移频参数获取单元，用于将目标移频三角函数值输入到预设第二预设公式中，并获取第二预设公式输出的移频参数；
扩音信号获取单元，用于对拾取音频信号进行扩音处理，得到扩音信号；
卷积移频单元，用于将扩音信号与移频参数进行卷积操作，以对扩音信号进行移频。
实施例四
图5为本申请实施例四提供的一种电子设备的结构示意图，如图5所示，该电子设备包括处理器510、存储器520、输入装置530和输出装置540；电子设备中处理器510的数量可以是一个或多个，图5中以一个处理器510为例；电子设备中的处理器510、存储器520、输入装置530和输出装置540可以通过总线或其他方式连接，图5中以通过总线连接为例。
存储器520作为一种计算机可读存储介质，可用于存储软件程序、计算机可执行程序以及模块，如本申请实施例中的啸叫抑制方法对应的程序指令/模块（例如，啸叫抑制装置中的获取模块401、确定模块402、移频模块403）。处理器510通过运行存储在存储器520中的软件程序、指令以及模块，从而执行电子设备的各种功能应用以及数据处理，即实现上述的啸叫抑制方法。
也即，获取麦克风拾取的携带有原始语音信号和扬声器的反馈语音信号的拾取音频信号；
根据预先设置的采样率与移频三角函数值的映射关系，确定拾取音频信号的采样率对应的目标移频三角函数值；
基于目标移频三角函数值对拾取音频信号进行移频，以抑制目标采集点的采集信号通过扬声器发出后产生啸叫。
进一步的，方法还包括：
预先设置采样率与移频三角函数值的映射关系；
预先设置采样率与移频三角函数值的映射关系，包括：
对于不同的采样率，利用预设第一公式确定各采样率对应的移频三角函数值；
对于任一采样率，将采样率与对应的移频三角函数值进行映射，并以映射关系的形式进行存储；
预设第一公式为：
；
其中，n为采集顺序，为预设固定频率值，fs为采样率。
进一步的，根据预先设置的采样率与移频三角函数值的映射关系，确定拾取音频信号的采样率对应的目标移频三角函数值，包括：
将拾取音频信号的采样率确定为目标采样率；
从映射关系中查询是否存在目标采样率，若存在目标采样率，将映射关系中目标采样率对应的移频三角函数值确定为目标移频三角函数值；
若不存在目标采样率，将目标采样率输入到预设第一公式中，获取预设第一公式输出的目标移频三角函数值，并将目标采样率与目标移频三角函数值进行映射，存储到映射关系中；
预设第一公式为：
；
其中，n为采集顺序，为预设固定频率值，fs为采样率。
进一步的，基于目标移频三角函数值对拾取音频信号进行移频，包括：
将目标移频三角函数值输入到预设第二预设公式中，并获取第二预设公式输出的移频参数；
对拾取音频信号进行扩音处理，得到扩音信号；
将扩音信号与移频参数进行卷积操作，以对扩音信号进行移频。
存储器520可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序；存储数据区可存储根据终端的使用所创建的数据等。此外，存储器520可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实例中，存储器520可进一步包括相对于处理器510远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至电子设备。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
输入装置530可用于接收输入的电力施工图纸，以及产生与电子设备的用户设置以及功能控制有关的键信号输入。输出装置540可包括显示屏等显示设备。
实施例五
本申请实施例五还提供一种包含计算机可执行指令的存储介质，计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行一种啸叫抑制方法，该方法包括：
获取麦克风拾取的携带有原始语音信号和扬声器的反馈语音信号的拾取音频信号；
根据预先设置的采样率与移频三角函数值的映射关系，确定拾取音频信号的采样率对应的目标移频三角函数值；
基于目标移频三角函数值对拾取音频信号进行移频，以抑制目标采集点的采集信号通过扬声器发出后产生啸叫。
进一步的，方法还包括：
预先设置采样率与移频三角函数值的映射关系；
预先设置采样率与移频三角函数值的映射关系，包括：
对于不同的采样率，利用预设第一公式确定各采样率对应的移频三角函数值；
对于任一采样率，将采样率与对应的移频三角函数值进行映射，并以映射关系的形式进行存储；
预设第一公式为：
；
其中，n为采集顺序，为预设固定频率值，fs为采样率。
进一步的，根据预先设置的采样率与移频三角函数值的映射关系，确定拾取音频信号的采样率对应的目标移频三角函数值，包括：
将拾取音频信号的采样率确定为目标采样率；
从映射关系中查询是否存在目标采样率，若存在目标采样率，将映射关系中目标采样率对应的移频三角函数值确定为目标移频三角函数值；
若不存在目标采样率，将目标采样率输入到预设第一公式中，获取预设第一公式输出的目标移频三角函数值，并将目标采样率与目标移频三角函数值进行映射，存储到映射关系中；
预设第一公式为：
；
其中，n为采集顺序，为预设固定频率值，fs为采样率。
进一步的，基于目标移频三角函数值对拾取音频信号进行移频，包括：
将目标移频三角函数值输入到预设第二预设公式中，并获取第二预设公式输出的移频参数；
对拾取音频信号进行扩音处理，得到扩音信号；
将扩音信号与移频参数进行卷积操作，以对扩音信号进行移频。
当然,本申请实施例所提供的一种包含计算机可执行指令的存储介质,其计算机可执行指令不限于如上的方法操作,还可以执行本申请任意实施例所提供的啸叫抑制方法中的相关操作。
通过以上关于实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，本申请可借助软件及必需的通用硬件来实现，当然也可以通过硬件实现，但很多情况下前者是更佳的实施方式。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可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如计算机的软盘、只读存储器（Read-Only Memory, ROM）、随机存取存储器（RandomAccess Memory, RAM）、闪存（FLASH）、硬盘或光盘等，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）执行本申请各个实施例的方法。
值得注意的是，上述搜索装置的实施例中，所包括的各个单元和模块只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。
注意，上述仅为本申请的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本申请不限于这里的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本申请的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本申请进行了较为详细的说明，但是本申请不仅仅限于以上实施例，在不脱离本申请构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本申请的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (8)

1.一种啸叫抑制方法，其特征在于，所述方法包括：
获取麦克风拾取的携带有原始语音信号和扬声器的反馈语音信号的拾取音频信号；
根据预先设置的采样率与移频三角函数值的映射关系，确定所述拾取音频信号的采样率对应的目标移频三角函数值；
基于所述目标移频三角函数值对所述拾取音频信号进行移频，以抑制目标采集点的采集信号通过所述扬声器发出后产生啸叫；
所述方法还包括：
预先设置采样率与移频三角函数值的映射关系；
所述预先设置采样率与移频三角函数值的映射关系，包括：
对于不同的采样率，利用预设第一公式确定各所述采样率对应的移频三角函数值；
对于任一采样率，将所述采样率与对应的移频三角函数值进行映射，并以映射关系的形式进行存储；
所述预设第一公式为：
；
其中，n为采样点所在的采样次序，为预设固定频率值，fs为所述采样率。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据预先设置的采样率与移频三角函数值的映射关系，确定所述拾取音频信号的采样率对应的目标移频三角函数值，包括：
将所述拾取音频信号的采样率确定为目标采样率；
从所述映射关系中查询是否存在所述目标采样率，若存在所述目标采样率，将所述映射关系中所述目标采样率对应的移频三角函数值确定为目标移频三角函数值；
若不存在所述目标采样率，将所述目标采样率输入到预设第一公式中，获取所述预设第一公式输出的目标移频三角函数值，并将所述目标采样率与所述目标移频三角函数值进行映射，存储到所述映射关系中。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述目标移频三角函数值对所述拾取音频信号进行移频，包括：
将所述目标移频三角函数值输入到预设第二预设公式中，并获取所述第二预设公式输出的移频参数；
对所述拾取音频信号进行扩音处理，得到扩音信号；
将所述扩音信号与所述移频参数进行卷积操作，以对所述扩音信号进行移频。
4.一种啸叫抑制装置，其特征在于，所述装置包括：
获取模块，用于获取麦克风拾取的携带有原始语音信号和扬声器的反馈语音信号的拾取音频信号；
确定模块，用于根据预先设置的采样率与移频三角函数值的映射关系，确定所述拾取音频信号的采样率对应的目标移频三角函数值；
移频模块，用于基于所述目标移频三角函数值对所述拾取音频信号进行移频，以抑制目标采集点的采集信号通过所述扬声器发出后产生啸叫；
所述装置还包括：
设置模块，用于预先设置采样率与移频三角函数值的映射关系；
所述设置模块包括：
第一确定单元，用于对于不同的采样率，利用预设第一公式确定各所述采样率对应的移频三角函数值；
映射单元，用于对于任一采样率，将所述采样率与对应的移频三角函数值进行映射，并以映射关系的形式进行存储；
所述预设第一公式为：
；
其中，n为采样点所在的采样次序，为预设固定频率值，fs为所述采样率。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述确定模块，包括：
第二确定单元，用于将所述拾取音频信号的采样率确定为目标采样率；
查询单元，用于从所述映射关系中查询是否存在所述目标采样率，若存在所述目标采样率，将所述映射关系中所述目标采样率对应的移频三角函数值确定为目标移频三角函数值；
获取单元，用于若不存在所述目标采样率，将所述目标采样率输入到预设第一公式中，获取所述预设第一公式输出的目标移频三角函数值，并将所述目标采样率与所述目标移频三角函数值进行映射，存储到所述映射关系中。
6.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述移频模块包括：
移频参数获取单元，用于将所述目标移频三角函数值输入到预设第二预设公式中，并获取所述第二预设公式输出的移频参数；
扩音信号获取单元，用于对所述拾取音频信号进行扩音处理，得到扩音信号；
卷积移频单元，用于将所述扩音信号与所述移频参数进行卷积操作，以对所述扩音信号进行移频。
7.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：
一个或多个处理器；
存储装置，用于存储一个或多个程序，
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如权利要求1-3中任一所述的啸叫抑制方法。
8.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-3中任一所述的啸叫抑制方法。
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