CN114363770A - 通透模式下的滤波方法、装置、耳机以及可读存储介质 - Google Patents
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Abstract
本公开是关于一种通透模式下的滤波方法、装置、耳机以及可读存储介质，涉及电子设备的控制领域，具体涉及音频处理技术领域。其实现方案包括：在耳机处于通透模式的状态下，采集耳机周围的环境声音，得到环境音频信号；响应于环境音频信号中存在语音信号，基于预设的声源方向估计算法，确定语音信号的声源所处的方位标签；根据预设的方位标签与方位通透滤波器组的对应关系，确定与方位标签对应的方位通透滤波器组作为目标通透滤波器组；根据目标通透滤波器组对环境音频信号进行滤波处理；播放滤波处理后的音频信号。该方案通过针对不同方向的音频信号，采用不同的通透滤波器组来对音频信号进行滤波处理，可以提升声音通透传输的准确性。
Description
技术领域
本公开涉及电子设备的控制领域，具体涉及音频处理技术领域，尤其涉及一种通透模式下的滤波方法、装置、耳机以及可读存储介质。
背景技术
耳机的通透模式是指耳机采集环境音，并对环境音进行滤波后输出，叠加泄露进人耳的声音，使人耳可以接收到完整的环境音的功能。
目前，耳机的通透模式已引起市场的广泛好评，当用于戴着耳机与其他人进行对话时，可以不用摘下耳机，直接将耳机切换至通透模式，来实现与对方的清晰对话。因此，如何提高耳机通透模式下的声音透传效果，以使佩戴耳机的用户可以听到更加准确的环境音，已成为亟待解决的问题。
发明内容
为克服相关技术中存在的问题，本公开提供一种通透模式下的滤波方法、装置、耳机以及可读存储介质。
根据本公开实施例的第一方面，提供了一种通透模式下的滤波方法，应用于耳机，所述方法包括：
在所述耳机处于通透模式的状态下，采集所述耳机周围的环境声音，得到环境音频信号；
基于预设的语音活性检测方法，确定所述环境音频信号中是否存在语音信号；
如果所述环境音频信号中存在语音信号，则基于预设的声源方向估计算法，确定所述语音信号的声源所处的方位标签；
根据预设的方位标签与方位通透滤波器组系数的对应关系，确定与所述方位标签对应的目标通透滤波器组；
根据所述目标通透滤波器组对所述环境音频信号进行滤波处理；
播放所述滤波处理后的音频信号。
再本公开的一些实施例中，所述基于预设的声源方向估计算法，确定所述语音信号的声源所处的方位标签，包括：
根据所述环境音频信号，确定所述语音信号的来波方向；
根据所述语音信号的来波方向和预设的方位标签，确定与所述声源对应的方位标签。
在本公开的一些实施例中，所述方法还包括：
如果所述环境音频信号中未存在语音信号，基于均匀场通透滤波器组对所述环境音频信号进行滤波处理，并将滤波处理后的音频信号进行播放；其中，所述均匀场通透滤波器组的系数为均匀场对应的系数。
在本公开的一些实施例中，所述耳机中存在一个通透滤波器组；所述根据预设的方位标签与方位通透滤波器组系数的对应关系，确定与所述方位标签对应的目标通透滤波器组，包括：
根据预设的方位标签与方位通透滤波器组系数的对应关系，确定与所述方位标签对应的方位通透滤波器组系数；
将所述通透滤波器组的系数调整为所述方位通透滤波器组系数，并将经过系数调整后的所述通透滤波器组确定为与所述方位标签对应的目标通透滤波器组。
在本公开的另一些实施例中，所述耳机中存在多个通透滤波器组，且每个所述通透滤波器组对应各自的方位；所述根据所述预设的方位标签与方位通透滤波器组系数的对应关系，确定与所述方位标签对应的目标通透滤波器组，包括：
根据预设的方位标签与方位通透滤波器组系数的对应关系，确定与所述方位标签对应的方位通透滤波器组系数；
从所述多个通透滤波器组中确定出与所述方位标签对应的通透滤波器组；
将与所述方位标签对应的通透滤波器组的系数调整为所述方位通透滤波器组系数，并将经过系数调整后的通透滤波器组确定为与所述方位标签对应的目标通透滤波器组。
可选地，在本公开的一些实施例中，所述方法还包括：
将所述方位标签对应的方位角度与预设的前方范围进行比对；
响应于所述方位标签对应的方位角度在所述前方范围内，对所述目标通透滤波器组的系数中的增益值进行调整，得到调整后的目标通透滤波器组；
根据调整后的所述目标通透滤波器组对所述环境音频信号进行滤波处理。
根据本公开实施例的第二方面，提供了一种通透模式下的滤波装置，应用于耳机，所述装置包括：
采集模块，用于在所述耳机处于通透模式的状态下，采集所述耳机周围环境声音，得到环境音频信号；
第一确定模块，用于基于预设语音活性检测方法，确定所述环境音频信号中是否存在语音信号；
第二确定模块，用于在所述环境音频信号中存在语音信号时，基于预设的声源方向估计算法，确定所述语音信号的声源所处的方位标签；
第三确定模块，用于根据预设的方位标签与方位通透滤波器组系数的对应关系，确定与所述方位标签对应的目标通透滤波器组；
第一滤波模块，用于根据所述目标通透滤波器组对所述环境音频信号进行滤波处理；
播放模块，用于播放所述滤波处理后的音频信号。
在本公开的一些实施例中，所述第二确定模块具体用于：
根据所述环境音频信号，确定所述语音信号的来波方向；
根据所述语音信号的来波方向和预设的方位标签，确定与所述声源对应的方位标签。
可选地，在本公开的一些实施例中，所述装置还包括：
第二滤波模块，用于在所述环境音频信号中未存在语音信号时，基于均匀场通透滤波器组对所述环境音频信号进行滤波处理，并将滤波处理后的音频信号进行播放；其中，所述均匀场通透滤波器组的系数为均匀场对应的系数。
在本公开的一些实施例中，所述耳机中存在一个通透滤波器组；所述第三确定模块具体用于：
根据预设的方位标签与方位通透滤波器组系数的对应关系，确定与所述方位标签对应的方位通透滤波器组系数；
将所述通透滤波器组的系数调整为所述方位通透滤波器组系数，并将经过系数调整后的所述通透滤波器组确定为与所述方位标签对应的目标通透滤波器组。
在本公开的另一些实施例中，所述耳机中存在多个通透滤波器组，且每个所述通透滤波器组对应各自的方位；所述第三确定模块具体用于：
根据预设的方位标签与方位通透滤波器组系数的对应关系，确定与所述方位标签对应的方位通透滤波器组系数；
从所述多个通透滤波器组中确定出与所述方位标签对应的通透滤波器组；
将与所述方位标签对应的通透滤波器组的系数调整为所述方位通透滤波器组系数，并将经过系数调整后的通透滤波器组确定为与所述方位标签对应的目标通透滤波器组。
在本公开的一些实施例中，所述装置还包括：
比对模块，用于将所述方位标签对应的方位角度与预设的前方范围进行比对；
调整模块，用于响应于所述方位标签对应的方位角度在所述前方范围内，对所述目标通透滤波器组的系数中的增益值进行调整，得到调整后的目标通透滤波器组。
其中，所述第一滤波模块具体用于：
根据调整后的所述目标通透滤波器组对所述环境音频信号进行滤波处理。
根据本公开实施例的第三方面，提供了一种耳机，包括至少一个通透滤波器组，所述耳机还包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，实现上述第一方面所述的通透模式下的滤波方法。
根据本公开实施例的第四方面，提供了一种计算机可读存储介质，当所述存储介质中的指令由耳机的处理器执行时，使得所述耳机执行上述第一方面所述的通透模式下的滤波方法。
根据本公开实施例的第五方面，提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序在被处理器执行时实现上述第一方面所述的步骤。
本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：在耳机处于通透模式时，基于预设的多个方位，来确定环境音频信号中声源所处的目标方位，并根据目标方位来确定目标通透滤波器组，以通过目标通透滤波器组对环境音频信号进行滤波处理，相当于针对不同方向的音频信号，采用不同的通透滤波器组来对音频信号进行滤波处理，从而可以提升声音通透传输的准确性，也可以提高通透模式下的用户体验。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
图1是根据一示例性实施例示出的一种通透模式下的滤波方法的流程图；
图2-a、2-b是根据一示例性实施例示出的确定通透滤波器组的系数过程中的频响曲线；
图3是根据一示例性实施例示出的另一种通透模式下的滤波方法的流程图；
图4是根据一示例性实施例示出的计算来波方向的示意图；
图5是根据一示例性实施例示出的又一种通透模式下的滤波方法的流程图；
图6是根据一示例性实施例示出的一种通透模式下的滤波装置的结构框图；
图7是根据一示例性实施例示出的另一种通透模式下的滤波装置的结构框图；
图8是根据一示例性实施例示出的又一种通透模式下的滤波装置的结构框图；
图9是根据一示例性实施例示出的一种耳机的框图。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。
需要说明的是，耳机的通透模式是指耳机采集环境音，并对环境音进行滤波后输出，叠加泄露进人耳的声音，使人耳可以接收到完整的环境音的功能。目前，耳机的通透模式已引起市场的广泛好评，当用户戴着耳机与其他人进行对话时，可以不用摘下耳机，直接将耳机切换至通透模式，来实现与对方的清晰对话。
在相关技术中，通常在消声室环境下，播放均匀场的声音信号，分别测量空耳状态和佩戴耳机时的频率响应曲线。对比两条频响曲线，利用最小二乘法可以计算出通透滤波器组系数，使得佩戴耳机时的频响曲线逼近空耳状态。通透模式是通过耳机上的前馈麦克风采集环境声音，并经通透滤波器滤波后，用耳机上的喇叭播放出来，叠加泄露进来的环境音实现的。其中，佩戴耳机时的频率相应曲线为被动降噪曲线。
为了提高耳机通透模式下的声音透传效果，本公开提供了一种通透模式下的滤波方法、装置、耳机以及可读存储介质。
图1是根据一示例性实施例示出的一种通透模式下的滤波方法的流程图。需要说明的是，本公开实施例中的通透模式下的滤波方法可应用于耳机，主要是针对耳机的通透模式的滤波方法，该方法可应用于本公开实施例中的通透模式下的滤波装置，且公开实施例中的通透模式下的滤波装置可配置于耳机中。如图1所示，该通透模式下的滤波方法可以包括以下步骤：
步骤101，在耳机处于通透模式的状态下，采集耳机周围的环境声音，得到环境音频信号。
在本公开的一些实施例中，用户可以通过耳机上的通透模式功能键来开启耳机的通透模式，也可以通过控制耳机的客户端的交互页面，来开启耳机的通透模式，或者也可以通过语音控制的方式来开启耳机的通透模式，本公开对此不作限定。
需要说明的是，本公开实施例中的耳机配置有麦克风阵列，在耳机处于通透模式时，可以通过耳机上的麦克风阵列来采集耳机周围的环境声音，以得到环境音频信号。
步骤102，基于预设的语音活性检测方法，确定环境音频信号中是否存在语音信号。
也就是说，需要先判断环境音频信号中是否存在语音信号，若音频信号中存在语音信号，则说明该环境音频信号中存在声源，若音频信号中未存在语音信号，则说明该环境音频信号是没有语音的均匀背景声音。
作为一种示例，可以预设的语音活性检测(Voice Activity Detection，VAD)方法对环境音频信号进行语音活性检测，以监测环境音频信号中是否存在语音信号。例如，可基于预设的语音活性检测方法对该环境音频信号进行降噪，并对降噪后的音频信号的一个区块提取特征，使用分类器对该区块的提取特征进行分类，确定是语音信号或不是语音信号。
步骤103，如果环境音频信号中存在语音信号，则基于预设的声源方向估计算法，确定语音信号的声源所处的方位标签。
在本公开的一些实施例中，可以将360°的方向划分N个角度区域，每个角度区域定义为一个方位。其中，对360°的方向进行划分时，可以为均分的方式，比如：N＝10，将360°的方向平均划分为10个角度范围，每个角度范围作为一个方位，所以方位A为0°～36°、方位B为36°～72°，依此类推。此外，划分角度范围时也可以是非均分的方式，比如根据预设的比例进行划分等。又如，还可以将360°的方向划分为12个角度范围，得到12个方位。在本公开的实施例中，可以为每个方位定义一个标签，比如有12个方位，则每个方位对应一个标签，则有12个方位标签。
作为一种示例，可以根据环境音频信号，通过波达方向定位技术，来确定环境音频信号中声源信号的传播角度信息；将该传播角度信息与预设的N个方位进行比对，以确定与该传播角度信息匹配的目标方位，可以将该目标方位的方位标签确定为环境音频信号中语音信号的声源所处的方位标签。
作为另一种示例，可以通过深度学习的方式，通过音频信号样本和各样本数据的方位标签来训练方位识别模型。这样，可以利用预先训练好的方位识别模型对环境音频信号进行特征提取，并通过对提取的音频特征进行预测，得到该环境音频信号中语音信号的声源所处的方位标签。
步骤104，根据预设的方位标签与方位通透滤波器组系数的对应关系，确定与方位标签对应的目标通透滤波器组。
也就是说，根据环境音频信号中声源所处的方位标签，来确定与其对应的方位通透滤波器组系数，并将预设的通透滤波器组的系数调整为通透滤波器组系数，将经过系数调整的通透滤波器组确定为与方位标签对应的目标通透滤波器组。其中，该方位通透滤波器组系数可包括但不限于增益、频率和Q值等。
在本公开的一些实施例中，耳机配置多个通透滤波器组，每个通透滤波器组对应各自的方位，即每个通透滤波器组的系数与其方位是对应的。在此实施例中，目标通透滤波器组是指与目标方位标签(即环境音频信号中语音信号的声源所处的方位标签)对应的通透滤波器组。作为一种示例，根据预设的方位标签与方位通透滤波器组系数的对应关系，确定与方位标签对应的方位通透滤波器组系数，并从多个通透滤波器组中确定出与方位标签对应的通透滤波器组，将与方位标签对应的通透滤波器组的系数调整为方位通透滤波器组系数，并将经过系数调整后的通透滤波器组确定为与方位标签对应的目标通透滤波器组。
例如，假设将360°的方向划分为12个方位，预先建立12个方位的方位标签与方位通透滤波器组系数的对应关系，比如，该对应关系中包括12个方位标签以及每个方位标签对应的方位通透滤波器组系数(如增益值、频率值和Q值)，其中，不同方位对应的方位通透滤波器组系数会不同。在确定出环境音频信号中语音信号的声源所处的方位标签时，可以从该对应关系中找出与该声源所处的方位标签对应的方位通透滤波器组系数。由于耳机中配置多个通透滤波器组，每个通透滤波器组对应各自的方位，可以从多个通透滤波器组中找出与该声源所处的方位标签对应的通透滤波器组，将该通透滤波器组的系数调整为该声源所处的方位标签对应的方位通透滤波器组系数，将经过系数调整后的通透滤波器组确定为目标通透滤波器组，以便利用该目标通透滤波器组对环境音频信号进行滤波处理。
需要说明的是，当耳机配置多个通透滤波器组时，每个通透滤波器组可以对应一个方位，即耳机配置的通透滤波器组的数量与方位标签的数量一致。或者，当耳机配置多个通透滤波器组时，通透滤波器组还可以对应多个方位，即耳机配置的通透滤波器组的数量小于方位标签的数量，例如，耳机配置的通透滤波器组的数量为11个，方位标签的数量为12个，在这种情况下，当通透滤波器组对应多个方位标签时，通过利用方位标签对应的方位通透滤波器组系数来调整与该方位标签对应的通透滤波器组的系数。
在本公开的另一些实施例中，耳机中可以配置一个通透滤波器组，可以根据预设的方位标签与方位通透滤波器组系数的对应关系，确定与方位标签对应的方位通透滤波器组系数，并将通透滤波器组的系数调整为方位通透滤波器组系数，并将经过系数调整后的通透滤波器组确定为与方位标签对应的目标通透滤波器组。
在本公开的一些实施例中，耳机中的通透滤波器组可以为6个级联的二阶IIR滤波器，也可以根据实际应用场景采用其他形式的滤波器，本公开对此不作限定。
示例地，与每个方位对应的通透滤波器组的系数可以通过以下方式确定。
如图2所示，耳机在开始售卖之前，需要使用样机在消声室中进行声学测量。按照预设的N个方位，分别使用N个方位的声源，利用人工头采集每个方位下空耳时的频响曲线A(如图2-a所示)和戴上耳机被动噪声后的频响曲线B(如图2-a所示)；通过对比曲线A和曲线B，得到需要补偿的目标曲线C(如图2-b所示)，从而可以得到每个方位的声源对应三条曲线；开启耳机的通透模式，初始化耳机中通透滤波器组的系数，针对每个方位的声源，随机更新频率、增益值、Q值等，计算各自方位的声源信号通过通透滤波器组滤波后得到的频响曲线D(如图2-b所示)，并比较曲线D与曲线C的差异，继续更新频率、增益值、Q值等，以使曲线D与曲线C的差异减小，直至差异稳定后，将得到的曲线D对应的通透滤波器组的系数为与该方位对应的通透滤波器组的系数，从而可以建立方位标签与方位通透滤波器组系数的对应关系。
步骤105，根据目标通透滤波器组对环境音频信号进行滤波处理。
也就是说，使用与环境音频信号中的声源方位对应的目标通透滤波器组，来对环境音频信号进行滤波处理，比如，利用目标通透滤波器组的系数计算该目标通透滤波器组的频响曲线，并将该频响曲线叠加到环境音频信号的频响曲线上，叠加后的频响曲线对应的信号即为目标通透滤波器组的输出信号，也就是说经过目标通透滤波器组滤波处理后的音频信号。由此可见，通过与泄露的环境音进行叠加，使佩戴耳机的用户也可以清楚的听到外界的声音，从而可以避免对于不同方位的声源，由于人头遮挡和耳廓等的影响，使用一组通用的通透滤波器组系数的透传效果不高的问题。
步骤106，播放滤波处理后的音频信号。
根据本公开的实施例提供的通透模式下的滤波方法，在耳机处于通透模式时，基于预设的多个方位，来确定环境音频信号中声源所处的目标方位，并根据目标方位来确定目标通透滤波器组，以通过目标通透滤波器组对环境音频信号进行滤波处理，相当于针对不同方向的音频信号，采用不同的通透滤波器组来对音频信号进行滤波处理，从而可以提升声音通透传输的准确性，也可以提高通透模式下的用户体验。
由于环境音频信号有可能是没有语音的均匀背景声音，所以并不是根据所有的环境音频信号均可以确定声源所处的方位标签。为此，本公开提供了另一个实施例进行介绍。
图3是根据一示例性实施例示出的另一种通透模式下的滤波方法的流程图。如图3所示，该控制方法包括以下步骤：
步骤301，在耳机处于通透模式的状态下，采集耳机周围的环境声音，得到环境音频信号。
步骤302，基于预设的语音活性检测方法，确定环境音频信号中是否存在语音信号。
可选地，基于预设的语音活性检测方法对环境音频信号进行语音活性检测，以确定该环境音频信号中是否存在语音信号。若该环境音频信号中存在语音信号，则可执行步骤303；若该环境音频信号中未存在语音信号，则可执行步骤306。
步骤303，如果环境音频信号中存在语音信号，则基于预设的声源方向估计算法，确定语音信号的声源所处的方位标签。
也就是说，在确定了环境音频信号中存在语音信号后，再确定环境音频信号中声源所处的方位标签，从而可以避免对于未存在语音信号的环境音频信号，确定声源方位的计算量消耗。
在本公开的一些实施例中，确定语音信号的声源所处的方位标签的实现方式可以包括：
步骤303-1，根据环境音频信号，确定语音信号的来波方向。
作为一种示例，可以将利用耳机上的麦克风阵列采集到的环境音频信号，基于GCC-PHAT(Generalized Cross Correlation Phase Transformation，广义互相关-相位变换)方法计算语音信号的来波方向，如公式(1)所示：
其中，如图4所示，Y1和Y2分别时两个麦克风采集声音信号的傅里叶变换；Y1(k)第一个麦克风采集声音信号的第k个频点的傅里叶变换；Y2(k)第二个麦克风采集声音信号的第k个频点的傅里叶变换；*表示取共轭；R12(t)是指两个麦克风采集信号的互相关性，R12(t)最大时对应的t为语音信号到达两个麦克风的时间差。
如图4所示，可以根据语音信号到达两个麦克风的时间差和两个麦克风之间的距离，利用如下公式(2)来计算语音信号的来波方向：
其中，t为语音信号到达两个麦克风的时间差；d为两个麦克风之间的距离；c为声音的传播速度；θ为语音信号的来波方向的角度。
步骤303-2，根据语音信号的来波方向和预设的方位标签，确定环境音频信号中声源所处的方位标签。
可以理解，由于每个预设的方位标签均对应着各自的角度范围，所以可以根据语音信号的来波方向和每个方位标签对应的角度范围，来确定环境音频信号中声源所处的目标方位标签。
在本公开实施例中，可以将语音信号的来波方向与每个方位标签对应的角度范围进行比对，若语音信号的来波方向在某个方位标签对应的角度范围内，则可以将该方位标签确定为环境音频信号中声源所处的目标方位标签。
步骤304，根据预设的方位标签与方位通透滤波器组系数的对应关系，确定与方位标签对应的目标通透滤波器组。
步骤305，通过目标通透滤波器组对环境音频信号进行滤波处理，并执行步骤307。
此外，为了使用户在佩戴耳机时也可以听到外界均匀的背景声音，本公开实施例的通透模式下的滤波方法还可以包括以下步骤：
步骤306，如果环境音频信号中未存在语音信号，基于均匀场通透滤波器组对环境音频信号进行滤波处理，并执行步骤307；其中，均匀场通透滤波器组的系数为均匀场对应的系数。
也就是说，针对未存在语音信号的环境音频信号，可以使用与均匀场对应的通透滤波器组来对环境音频信号进行滤波处理，以提高环境音的透传效果。
在本公开的一些实施例中，耳机中可以配置多个通透滤波器组，每个通透滤波器组对应各自的方位，即每个通透滤波器组的系数与其方位是对应的，同时存在一个通透滤波器组对应均匀场，即该通透滤波器组的系数是在均匀场下计算得到的。也就是说，耳机中可配置N+1个通透滤波器组，其中对应均匀场的通透滤波器组为第一通透滤波器组，N为方位标签的个数。
在本公开的另一些实施例中，耳机中配置一个通透滤波器组，则可以基于均匀场通透滤波器组系数，调整该通透滤波器组的系数，将经过系数调整后的通透滤波器组确定为均匀场通透滤波器组。
在本公开的又一些实施例中，耳机中可以配置多个通透滤波器组，可以从该多个通透滤波器组中确定一个通透滤波器组，基于均匀场通透滤波器组系数，调整该通透滤波器组的系数，将经过系数调整后的通透滤波器组确定为均匀场通透滤波器组。
其中，确定均匀场通透滤波器组的系数的实现方式，与上述实施例中确定每个方位标签对应的通透滤波器组的系数的实现方式一致，此处不再赘述。
步骤307，播放滤波处理后的音频信号。
根据本公开实施例提出的通透模式下的滤波方法，增加了对环境音频信号中是否存在语音信号的监测，从而可以仅针对存在语音信号的环境音频信号来确定声源所处的目标方位，进而可以避免对于未存在语音信号的环境音频信号确定声源方位的计算量消耗。另外，通过根据环境音频信号来确定语音信号的来波方向，并根据来波方向和预设的方位，来确定环境音频信号中声源所处的目标方位，以使用对应方位的目标通透滤波器组来进行滤波处理，从而可以通过对不同方位的环境音频信号，采用不同的通透滤波器组来对音频信号进行滤波处理，以提升声音通透传输的准确性。此外，对于未存在语音信号的环境音频信号使用与均匀场对应的通透滤波器组对其进行滤波处理，可以保证均匀的背景声的透传，从而可以进一步提升用户体验。
本公开结合心理声学，提出了又一种通透模式下的滤波方法。
图5为根据一示例性实施例示出的又一种通透模式下的滤波方法的流程图。如图5所示，在上述实施例的基础上，该控制方法包括以下步骤：
步骤501，在耳机处于通透模式的状态下，采集耳机周围的环境声音，得到环境音频信号。
步骤502，基于预设的语音活性检测方法，确定环境音频信号中是否存在语音信号。
步骤503，如果环境音频信号中存在语音信号，则基于预设的声源方向估计算法，确定语音信号的声源所处的方位标签。
步骤504，将方位标签对应的方位角度与预设的前方范围进行比对。
可以理解，依据心理声学，人更期望听清楚前方的声音，所以可以在对前方的环境音频信号进行滤波处理时，可以调整通透滤波器组的系数以时用户听到的声音更加清晰。
在本公开的实施例中，预设的前方范围可以是根据实际场景确定的前方范围，该前方范围可以是由多个方位对应的角度范围组成的。作为一种示例：若方位标签A对应的角度范围为0°～60°，方位标签B对应的角度范围为60°～120°，方位标签C对应的角度范围为120°～180°，前方范围包括方位标签A、方位标签B和方位标签C对应的角度范围，即0°～180°；若目标方位为方位标签A，则将方位标签A与前方范围中包含的方位进行比对以确定方位标签A是否在前方范围内。
步骤505，响应于方位标签对应的方位角度在未前方范围内，根据目标通透滤波器组对环境音频信号进行滤波处理，并执行步骤508。
步骤506，响应于方位标签对应的方位角度在前方范围内，对目标通透滤波器组的系数中的增益值进行调整，得到调整后的目标通透滤波器组。
可以理解，若方位标签对应的方位角度在前方范围内，则说明该环境音频信号的声源来自于前方，所以可以对目标通透滤波器组的系数进行调整，以增大预设范围内的增益，从而可以使用户听到的环境音更加清晰。
在本公开实施例中，预设频率范围可以是语音主要集中的频率范围。作为一种示例，可以设定该频率范围为人声主要集中的300～4000Hz，在对目标通透滤波器组的系数进行调整时，可以在300～4000Hz范围内多增加5dB的增益，以让用户听到的环境音更加清晰。其中，增加预设频率范围内的增益大小可以根据实际场景来确定，本公开对此不作限定。
步骤507，根据调整后的目标通透滤波器组对环境音频信号进行滤波处理，并执行步骤508。
步骤508，播放滤波处理后的音频信号。
根据本公开实施例的通透模式下的滤波方法，基于心理声学，对于声源所处的目标方位在前方范围内的环境音频信号，将目标通透滤波器组的系数进行调整，以增大预设频率范围内的增益，这样可以使用户对于前方的声音听的更加清晰，从而可以进一步提高耳机通透模式中声音透传准确性，也可以进一步提升通透模式下的用户体验。
为了实现上述实施例，本公开提供了一种通透模式下的滤波装置。
图6是根据一示例性实施例示出的一种通透模式下的滤波装置的结构框图。如图6所示，该装置包括采集模块601、第一确定模块602、第二确定模块603、第三确定模块604、第一滤波模块605和播放模块606。其中：
采集模块601，用于在耳机处于通透模式的状态下，采集耳机周围环境声音，得到环境音频信号；
第一确定模块602，用于基于预设语音活性检测方法，确定环境音频信号中是否存在语音信号；
第二确定模块603，用于在环境音频信号中存在语音信号时，基于预设的声源方向估计算法，确定语音信号的声源所处的方位标签；在本公开的实施例中，第二确定模块603根据环境音频信号，确定语音信号的来波方向；根据语音信号的来波方向和预设的方位标签，确定与声源对应的方位标签。
第三确定模块604，用于根据预设的方位标签与方位通透滤波器组系数的对应关系，确定与方位标签对应的目标通透滤波器组；
第一滤波模块605，用于根据目标通透滤波器组对环境音频信号进行滤波处理；
播放模块606，用于播放滤波处理后的音频信号。
在本公开的一些实施例中，耳机中存在一个通透滤波器组；第三确定模块604具体用于：根据预设的方位标签与方位通透滤波器组系数的对应关系，确定与方位标签对应的方位通透滤波器组系数；将通透滤波器组的系数调整为方位通透滤波器组系数，并将经过系数调整后的通透滤波器组确定为与方位标签对应的目标通透滤波器组。
在本公开的另一些实施例中，耳机中存在多个通透滤波器组，且每个通透滤波器组对应各自的方位；第三确定模块604具体用于：根据预设的方位标签与方位通透滤波器组系数的对应关系，确定与方位标签对应的方位通透滤波器组系数；从多个通透滤波器组中确定出与方位标签对应的通透滤波器组；将与方位标签对应的通透滤波器组的系数调整为方位通透滤波器组系数，并将经过系数调整后的通透滤波器组确定为与方位标签对应的目标通透滤波器组。
根据本公开的实施例提供的通透模式下的滤波装置，在耳机处于通透模式时，基于预设的多个方位，来确定环境音频信号中声源所处的目标方位，并根据目标方位来确定目标通透滤波器组，以通过目标通透滤波器组对环境音频信号进行滤波处理，相当于针对不同方向的音频信号，采用不同的通透滤波器组来对音频信号进行滤波处理，从而可以提升声音通透传输的准确性，也可以提高通透模式下的用户体验。
图7是根据一示例性实施例示出的另一种通透模式下的滤波装置的结构框图。如图7所示，在上述实施例的基础上，该装置还可以包括：第二滤波模块707。
其中，第二滤波模块707，用于在环境音频信号中未存在语音信号时，基于均匀场通透滤波器组对环境音频信号进行滤波处理，并将滤波处理后的音频信号进行播放；其中，均匀场通透滤波器组的系数为均匀场对应的系数。
其中，图7中的模块701～706与图6中的601～606具有相同的功能结构，此处不再赘述。
根据本公开实施例提出的通透模式下的滤波装置，增加了对环境音频信号中是否存在语音信号的监测，从而可以仅针对存在语音信号的环境音频信号来确定声源所处的目标方位，进而可以避免对于未存在语音信号的环境音频信号确定声源方位的计算量消耗。另外，通过根据环境音频信号来确定语音信号的来波方向，并根据来波方向和预设的方位，来确定环境音频信号中声源所处的目标方位，以使用对应方位的目标通透滤波器组来进行滤波处理，从而可以通过对不同方位的环境音频信号，采用不同的通透滤波器组来对音频信号进行滤波处理，以提升声音通透传输的准确性。此外，对于未存在语音信号的环境音频信号使用与均匀场对应的通透滤波器组对其进行滤波处理，可以保证均匀的背景声的透传，从而可以进一步提升用户体验。
本公开结合心理声学，提出了又一种通透模式下的滤波装置。
图8为根据一示例性实施例示出的又一种通透模式下的滤波装置的结构框图。如图8所示，在上述实施例的基础上，该装置还可以包括：比对模块808和调整模块809。
其中，比对模块808，用于将方位标签对应的方位角度与预设的前方范围进行比对；
调整模块809，用于响应于方位标签对应的方位角度在前方范围内，对目标通透滤波器组的系数中的增益值进行调整，得到调整后的目标通透滤波器组。
其中，第一滤波模块805具体用于：
根据调整后的目标通透滤波器组对环境音频信号进行滤波处理。
其中，图8中的模块801～807与图7中的701～707具有相同的功能结构，此处不再赘述。
根据本公开实施例的通透模式下的滤波装置，基于心理声学，对于声源所处的目标方位在前方范围内的的环境音频信号，将目标通透滤波器组的系数进行调整，以增大预设频率范围内的增益，这样可以使用户对于前方的声音听的更加清晰，从而可以进一步提高耳机通透模式中声音透传准确性，也可以进一步提升通透模式下的用户体验。
关于上述实施例中的装置，其中各个模块执行操作的具体方式已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。
为了实现上述实施例，本公开实施例提供了一种耳机，该耳机可以包括壳体以及固定在壳体上的扬声器和拾音器，耳机还包括控制器，控制器包括存储器和处理器，存储器上存储有并可在所述处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时，实现本公开上述任一实施例所述的通透模式下的滤波方法。图9是根据一示例性实施例示出的一种耳机900的框图。如图9所示，耳机900可以包括以下一个或多个组件：处理组件902，存储器904，电力组件906，多媒体组件908，音频组件910，输入/输出(I/O)的接口912，传感器组件914，以及通信组件916。
处理组件902通常控制耳机900的整体操作，诸如与显示，电话呼叫，数据通信，相机操作和记录操作相关联的操作。处理组件902可以包括一个或多个处理器920来执行指令，以完成上述的方法的全部或部分步骤。此外，处理组件902可以包括一个或多个模块，便于处理组件902和其他组件之间的交互。例如，处理组件902可以包括多媒体模块，以方便多媒体组件908和处理组件902之间的交互。
存储器904被配置为存储各种类型的数据以支持在耳机900的操作。这些数据的示例包括用于在耳机900上操作的任何应用程序或方法的指令，联系人数据，电话簿数据，消息，图片，视频等。存储器904可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，如静态随机存取存储器(SRAM)，电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)，可擦除可编程只读存储器(EPROM)，可编程只读存储器(PROM)，只读存储器(ROM)，磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。
电力组件906为耳机900的各种组件提供电力。电力组件906可以包括电源管理系统，一个或多个电源，及其他与为耳机900生成、管理和分配电力相关联的组件。
多媒体组件908包括在所述耳机900和用户之间的提供一个输出接口的屏幕。在一些实施例中，屏幕可以包括液晶显示器(LCD)和触摸面板(TP)。如果屏幕包括触摸面板，屏幕可以被实现为触摸屏，以接收来自用户的输入信号。触摸面板包括一个或多个触摸传感器以感测触摸、滑动和触摸面板上的手势。所述触摸传感器可以不仅感测触摸或滑动动作的边界，而且还检测与所述触摸或滑动操作相关的持续时间和压力。在一些实施例中，多媒体组件908包括一个前置摄像头和/或后置摄像头。当耳机900处于操作模式，如拍摄模式或视频模式时，前置摄像头和/或后置摄像头可以接收外部的多媒体数据。每个前置摄像头和后置摄像头可以是一个固定的光学透镜系统或具有焦距和光学变焦能力。
音频组件910被配置为输出和/或输入音频信号。例如，音频组件910包括一个麦克风(MIC)，当耳机900处于操作模式，如呼叫模式、记录模式和语音识别模式时，麦克风被配置为接收外部音频信号。所接收的音频信号可以被进一步存储在存储器904或经由通信组件916发送。在一些实施例中，音频组件910还包括一个扬声器，用于输出音频信号。
I/O接口912为处理组件902和外围接口模块之间提供接口，上述外围接口模块可以是键盘，点击轮，按钮等。这些按钮可包括但不限于：主页按钮、音量按钮、启动按钮和锁定按钮。
传感器组件914包括一个或多个传感器，用于为耳机900提供各个方面的状态评估。例如，传感器组件914可以检测到耳机900的打开/关闭状态，组件的相对定位，例如所述组件为耳机900的显示器和小键盘，传感器组件914还可以检测耳机900或耳机900一个组件的位置改变，用户与耳机900接触的存在或不存在，耳机900方位或加速/减速和耳机900的温度变化。传感器组件914可以包括接近传感器，被配置用来在没有任何的物理接触时检测附近物体的存在。传感器组件914还可以包括光传感器，如CMOS或CCD图像传感器，用于在成像应用中使用。在一些实施例中，该传感器组件914还可以包括加速度传感器，陀螺仪传感器，磁传感器，压力传感器或温度传感器。
通信组件916被配置为便于耳机900和其他设备之间有线或无线方式的通信。耳机900可以接入基于通信标准的无线网络，如WiFi，2G或3G，或它们的组合。在一个示例性实施例中，通信组件916经由广播信道接收来自外部广播管理系统的广播信号或广播相关信息。在一个示例性实施例中，所述通信组件916还包括近场通信(NFC)模块，以促进短程通信。例如，在NFC模块可基于射频识别(RFID)技术，红外数据协会(IrDA)技术，超宽带(UWB)技术，蓝牙(BT)技术和其他技术来实现。
在示例性实施例中，耳机900可以被一个或多个应用专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理设备(DSPD)、可编程逻辑器件(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、控制器、微控制器、微处理器或其他电子元件实现，用于执行上述方法。
在示例性实施例中，还提供了一种包括指令的非临时性计算机可读存储介质，例如包括指令的存储器904，上述指令可由耳机900的处理器920执行以完成上述方法。例如，所述非临时性计算机可读存储介质可以是ROM、随机存取存储器(RAM)、CD-ROM、磁带、软盘和光数据存储设备等。
一种非临时性计算机可读存储介质，当所述存储介质中的指令由耳机900的处理器执行时，使得耳机900能够执行以完成上述方法。
一种计算机程序产品，包括计算机程序，当该计算机程序被耳机900的处理器执行时，实现本公开上述任一实施例所述方法的步骤。
Claims (10)
1.一种通透模式下的滤波方法，其特征在于，应用于耳机，所述方法包括：
在所述耳机处于通透模式的状态下，采集所述耳机周围的环境声音，得到环境音频信号；
基于预设的语音活性检测方法，确定所述环境音频信号中是否存在语音信号；
如果所述环境音频信号中存在语音信号，则基于预设的声源方向估计算法，确定所述语音信号的声源所处的方位标签；
根据预设的方位标签与方位通透滤波器组系数的对应关系，确定与所述方位标签对应的目标通透滤波器组；
根据所述目标通透滤波器组对所述环境音频信号进行滤波处理；
播放所述滤波处理后的音频信号。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于预设的声源方向估计算法，确定所述语音信号的声源所处的方位标签，包括：
根据所述环境音频信号，确定所述语音信号的来波方向；
根据所述语音信号的来波方向和预设的方位标签，确定与所述声源对应的方位标签。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
如果所述环境音频信号中未存在语音信号，基于均匀场通透滤波器组对所述环境音频信号进行滤波处理，并将滤波处理后的音频信号进行播放；其中，所述均匀场通透滤波器组的系数为均匀场对应的系数。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述耳机中存在一个通透滤波器组；所述根据预设的方位标签与方位通透滤波器组系数的对应关系，确定与所述方位标签对应的目标通透滤波器组，包括：
根据预设的方位标签与方位通透滤波器组系数的对应关系，确定与所述方位标签对应的方位通透滤波器组系数；
将所述通透滤波器组的系数调整为所述方位通透滤波器组系数，并将经过系数调整后的所述通透滤波器组确定为与所述方位标签对应的目标通透滤波器组。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述耳机中存在多个通透滤波器组，且每个所述通透滤波器组对应各自的方位；所述根据所述预设的方位标签与方位通透滤波器组系数的对应关系，确定与所述方位标签对应的目标通透滤波器组，包括：
根据预设的方位标签与方位通透滤波器组系数的对应关系，确定与所述方位标签对应的方位通透滤波器组系数；
从所述多个通透滤波器组中确定出与所述方位标签对应的通透滤波器组；
将与所述方位标签对应的通透滤波器组的系数调整为所述方位通透滤波器组系数，并将经过系数调整后的通透滤波器组确定为与所述方位标签对应的目标通透滤波器组。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
将所述方位标签对应的方位角度与预设的前方范围进行比对；
响应于所述方位标签对应的方位角度在所述前方范围内，对所述目标通透滤波器组的系数中的增益值进行调整，得到调整后的目标通透滤波器组；
根据调整后的所述目标通透滤波器组对所述环境音频信号进行滤波处理。
7.一种通透模式下的滤波装置，其特征在于，应用于耳机，所述装置包括：
采集模块，用于在所述耳机处于通透模式的状态下，采集所述耳机周围环境声音，得到环境音频信号；
第一确定模块，用于基于预设语音活性检测方法，确定所述环境音频信号中是否存在语音信号；
第二确定模块，用于在所述环境音频信号中存在语音信号时，基于预设的声源方向估计算法，确定所述语音信号的声源所处的方位标签；
第三确定模块，用于根据预设的方位标签与方位通透滤波器组系数的对应关系，确定与所述方位标签对应的目标通透滤波器组；
第一滤波模块，用于根据所述目标通透滤波器组对所述环境音频信号进行滤波处理；
播放模块，用于播放所述滤波处理后的音频信号。
8.一种耳机，其特征在于，所述耳机包括：壳体以及固定在壳体上的扬声器和拾音器，所述耳机还包括控制器，所述控制器包括存储器和处理器，所述存储器上存储有并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，实现如权利要求1至6中任一项所述的通透模式下的滤波方法。
9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，当所述存储介质中的指令由耳机的处理器执行时，使得所述耳机能够执行权利要求1至6中任一项所述的通透模式下的滤波方法。
10.一种计算机程序产品，包括计算机程序，其特征在于，所述计算机程序在被处理器执行时实现权利要求1至6中任一项所述方法的步骤。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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