CN114501224A - 声音播放方法、装置、可穿戴设备及存储介质 - Google Patents

声音播放方法、装置、可穿戴设备及存储介质 Download PDF

Info

Publication number
CN114501224A
CN114501224A CN202210229129.4A CN202210229129A CN114501224A CN 114501224 A CN114501224 A CN 114501224A CN 202210229129 A CN202210229129 A CN 202210229129A CN 114501224 A CN114501224 A CN 114501224A
Authority
CN
China
Prior art keywords
recursive
wearable device
response curve
frequency response
sound signal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202210229129.4A
Other languages
English (en)
Inventor
周岭松
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beijing Xiaomi Mobile Software Co Ltd
Beijing Xiaomi Pinecone Electronic Co Ltd
Original Assignee
Beijing Xiaomi Mobile Software Co Ltd
Beijing Xiaomi Pinecone Electronic Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beijing Xiaomi Mobile Software Co Ltd, Beijing Xiaomi Pinecone Electronic Co Ltd filed Critical Beijing Xiaomi Mobile Software Co Ltd
Priority to CN202210229129.4A priority Critical patent/CN114501224A/zh
Publication of CN114501224A publication Critical patent/CN114501224A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K11/00—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/16—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/175—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound
    • G10K11/178—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound by electro-acoustically regenerating the original acoustic waves in anti-phase
    • G10K11/1781—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound by electro-acoustically regenerating the original acoustic waves in anti-phase characterised by the analysis of input or output signals, e.g. frequency range, modes, transfer functions
    • G10K11/17813—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound by electro-acoustically regenerating the original acoustic waves in anti-phase characterised by the analysis of input or output signals, e.g. frequency range, modes, transfer functions characterised by the analysis of the acoustic paths, e.g. estimating, calibrating or testing of transfer functions or cross-terms
    • G10K11/17819—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound by electro-acoustically regenerating the original acoustic waves in anti-phase characterised by the analysis of input or output signals, e.g. frequency range, modes, transfer functions characterised by the analysis of the acoustic paths, e.g. estimating, calibrating or testing of transfer functions or cross-terms between the output signals and the reference signals, e.g. to prevent howling
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K11/00—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/16—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/175—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound
    • G10K11/178—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound by electro-acoustically regenerating the original acoustic waves in anti-phase
    • G10K11/1785—Methods, e.g. algorithms; Devices
    • G10K11/17853—Methods, e.g. algorithms; Devices of the filter
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R1/00—Details of transducers, loudspeakers or microphones
    • H04R1/10—Earpieces; Attachments therefor ; Earphones; Monophonic headphones
    • H04R1/1083—Reduction of ambient noise
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R1/00—Details of transducers, loudspeakers or microphones
    • H04R1/10—Earpieces; Attachments therefor ; Earphones; Monophonic headphones
    • H04R1/1091—Details not provided for in groups H04R1/1008 - H04R1/1083
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W4/00—Services specially adapted for wireless communication networks; Facilities therefor
    • H04W4/80—Services using short range communication, e.g. near-field communication [NFC], radio-frequency identification [RFID] or low energy communication

Abstract

本公开涉及一种声音播放方法、装置、可穿戴设备及存储介质，包括：在可穿戴设备处于通透模式下，获取可穿戴设备的麦克风阵列中的麦克风采集到的环境声音信号；对所述环境声音信号进行波束成形处理，得到目标声音信号，其中，所述目标声音信号的波瓣的陷波方向指向所述可穿戴设备的喇叭的朝向；播放所述目标声音信号。通过对环境声音信号进行波束成形处理，使得波束成形得到的波瓣的陷波方向指向所述可穿戴设备的喇叭的朝向，可以将波束方向指向耳外，陷波方向指向喇叭朝向，从而切断喇叭播放声音的正反馈通路，有效地防止啸叫。

Description

声音播放方法、装置、可穿戴设备及存储介质
技术领域
本公开涉及音频处理技术领域，尤其涉及一种声音播放方法、装置、可穿戴设备及存储介质。
背景技术
耳机通透模式使得用户在戴着耳机需要与他人对话时，可以不用摘下耳机，也能够听清对方的说话声。然而，若用户操作不当，或者耳机磕碰外观变形，又或者使用时间较久，可能导致耳机的声学路径发生改变，使得麦克风采集到喇叭播放的声音，耳机会出现啸叫音。
发明内容
为克服相关技术中存在的问题，本公开提供一种声音播放方法、装置、可穿戴设备及存储介质。
根据本公开实施例的第一方面，提供一种可穿戴设备，所述可穿戴设备包括麦克风阵列，所述方法包括：
在所述可穿戴设备处于通透模式下，获取所述麦克风阵列中的麦克风采集到的环境声音信号；
对所述环境声音信号进行波束成形处理，得到目标声音信号，其中，所述目标声音信号的波瓣的陷波方向指向所述可穿戴设备的喇叭的朝向；
播放所述目标声音信号。
可选地，所述对所述环境声音信号进行波束成形处理，得到目标声音信号，包括：
对各所述环境声音信号进行傅里叶变换，得到各所述环境声音信号对应的频域信号；
确定各所述麦克风对应的差分阵列系数以及滤波输出补偿因子；
根据所述差分阵列系数以及所述滤波输出补偿因子，对所述频域信号进行处理得到补偿音频信号，并对所述补偿音频信号进行波束成形得到差分音频信号；
通过所述可穿戴设备预设的通透滤波系数对所述差分音频信号进行通透滤波，得到目标声音信号。
可选地，所述根据所述差分阵列系数以及所述滤波输出补偿因子，对所述频域信号进行处理得到补偿音频信号，包括：
根据所述差分阵列系数，对各所述频域信号进行差分处理，得到各所述频域信号对应的差分音频信号；
将各所述差分音频信号进行合成，得到合成音频信号；
根据所述滤波输出补偿因子对所述合成音频信号进行滤波输出补偿，并对滤波输出补偿后的合成音频信号进行波束成形得到差分音频信号。
可选地，所述确定滤波输出补偿因子，包括：
根据任意所述环境声音信号的频率确定角频率；
根据傅里叶变换后的虚部符号、所述角频率、所述采集间隔时长以及预设的拾音方向参数，确定滤波输出补偿因子。
可选地，所述滤波输出补偿因子hL是通过如下辨析式确定的：
Figure BDA0003539898860000021
其中，j为所述傅里叶变换后的虚部符号，a为所述预设的拾音方向参数，τ为采集间隔时长，w为所述角频率。
可选地，所述麦克风阵列中包括前馈麦克风和通话麦克风。
可选地，所述通透滤波系数是通过如下方式确定的：
获取所述可穿戴设备未被佩戴状态下接收的测试音频的测试音频信号；
在所述可穿戴设备被佩戴的状态下，获取所述测试音频经过所述可穿戴设备降噪后的降噪音频信号；
生成所述测试音频信号的测试频响曲线以及所述降噪音频信号的被动降噪频响曲线；
根据所述测试频响曲线以及所述被动降噪频响曲线，生成补偿频响曲线；
通过设置递归滤波器的递归性能参数，确定所述补偿频响曲线的基准频响曲线；
将所述基准频响曲线对应的递归性能参数作为所述通透滤波系数。
可选地，所述通过设置递归滤波器的递归性能参数，确定所述补偿频响曲线的基准频响曲线，包括：
执行第一递归性能参数更新过程，所述第一递归性能参数更新步骤包括：在所述递归滤波器中输入初始递归性能参数，生成初始模拟频响曲线；在所诉初始模拟频响曲线在所述预设频率范围内的平均幅值与所述补偿频响曲线在所述预设频率范围内的平均幅值的差值大于预设平均幅值差值的情况下，以所述初始递归性能参数为基准更新所述递归滤波器的递归性能参数，得到更新后的递归性能参数；
执行第二递归性能参数更新过程，所述第二递归性能参数更新过程包括：在所述递归滤波器中输入所述更新后的递归性能参数，生成对应的模拟频响曲线；在所述对应的模拟频响曲线在所述预设频率范围内的平均幅值与所述补偿频响曲线在所述预设频率范围内的平均幅值的差值大于所述预设平均幅值差值，且小于上一递归性能参数更新过程中的平均幅值差值，以所述更新后的递归性能参数为基准更新所述递归滤波器的递归性能参数，所述上一递归性能参数更新过程为所述第一递归性能参数更新过程或上一次执行的所述第二递归性能参数更新过程；
重复执行所述第二递归性能参数更新过程，直至本次所述第二递归性能参数更新过程中的平均幅值差值小于所述预设平均幅值差值的情况下，将本次所述第二递归性能参数更新过程中生成的模拟频响曲线作为所述基准频响曲线。
根据本公开实施例的第二方面，提供一种声音播放装置，其特征在于，应用于可穿戴设备，所述可穿戴设备包括麦克风阵列，包括：
获取模块，被配置为在所述可穿戴设备处于通透模式下，获取麦克风阵列中的麦克风采集到的环境声音信号；
波束成形模块，被配置为对所述环境声音信号进行波束成形处理，得到目标声音信号，其中，所述目标声音信号的波瓣的陷波方向指向所述可穿戴设备的喇叭的朝向；
播放模块，被配置为播放所述目标声音信号。
可选地，所述波束成形模块，包括：傅里叶变换子模块，被配置为对各所述环境声音信号进行傅里叶变换，得到各所述环境声音信号对应的频域信号；
第一确定子模块，被配置为确定各所述麦克风对应的差分阵列系数以及滤波输出补偿因子；
第二确定子模块，被配置为根据所述差分阵列系数以及所述滤波输出补偿因子，对所述频域信号进行处理得到补偿音频信号，并对所述补偿音频信号进行波束成形得到差分音频信号；
通透滤波子模块，被配置为通过所述可穿戴设备预设的通透滤波系数对所述差分音频信号进行通透滤波，得到目标声音信号。
可选地，所述第二确定子模块，被配置为：
根据所述差分阵列系数对各所述频域信号进行差分处理，得到各所述频域信号对应的差分音频信号；
将各所述差分音频信号进行合成，得到合成音频信号；
根据所述滤波输出补偿因子对所述合成音频信号进行滤波输出补偿，并对滤波输出补偿后的合成音频信号进行波束成形得到差分音频信号。
可选地，所述第一确定子模块，包括：
第一确定单元，被配置为根据任意所述环境声音信号的频率确定角频率；
第二确定单元，被配置为根据傅里叶变换后的虚部符号、所述角频率、所述采集间隔时长以及预设的拾音方向参数，确定滤波输出补偿因子。
可选地，所述滤波输出补偿因子hL是通过如下辨析式确定的：
Figure BDA0003539898860000051
其中，j为所述傅里叶变换后的虚部符号，a为所述预设的拾音方向参数，τ为所述采集间隔时长，w为所述角频率。
可选地，所述麦克风阵列中包括前馈麦克风和通话麦克风。
可选地，所述通透滤波子模块，包括：
第一获取单元，被配置为获取所述可穿戴设备未被佩戴状态下接收的测试音频的测试音频信号；
第二获取单元，被配置为在所述可穿戴设备被佩戴的状态下，获取所述测试音频经过所述可穿戴设备降噪后的降噪音频信号；
第一生成单元，被配置为生成所述测试音频信号的测试频响曲线以及所述降噪音频信号的被动降噪频响曲线；
第二生成单元，被配置为根据所述测试频响曲线以及所述被动降噪频响曲线，生成补偿频响曲线；
第一确定单元，被配置为通过设置递归滤波器的递归性能参数，确定所述补偿频响曲线的基准频响曲线；
第二确定单元，被配置为将所述基准频响曲线对应的递归性能参数作为所述通透滤波系数。
可选地，所述第一确定单元，包括：第一执行子单元，被配置为执行第一递归性能参数更新过程，所述第一递归性能参数更新步骤包括：在所述递归滤波器中输入初始递归性能参数，生成初始模拟频响曲线；在所诉初始模拟频响曲线在所述预设频率范围内的平均幅值与所述补偿频响曲线在所述预设频率范围内的平均幅值的差值大于预设平均幅值差值的情况下，以所述初始递归性能参数为基准更新所述递归滤波器的递归性能参数，得到更新后的递归性能参数；
第二执行子单元，被配置为执行第二递归性能参数更新过程，所述第二递归性能参数更新过程包括：在所述递归滤波器中输入所述更新后的递归性能参数，生成对应的模拟频响曲线；在所述对应的模拟频响曲线在所述预设频率范围内的平均幅值与所述补偿频响曲线在所述预设频率范围内的平均幅值的差值大于所述预设平均幅值差值，且小于上一递归性能参数更新过程中的平均幅值差值，以所述更新后的递归性能参数为基准更新所述递归滤波器的递归性能参数，所述上一递归性能参数更新过程为所述第一递归性能参数更新过程或上一次执行的所述第二递归性能参数更新过程；
第二执行子单元，还被配置为重复执行所述第二递归性能参数更新过程，直至本次所述第二递归性能参数更新过程中的平均幅值差值小于所述预设平均幅值差值的情况下，将本次所述第二递归性能参数更新过程中生成的模拟频响曲线作为所述基准频响曲线。
根据本公开实施例的第三方面，提供一种可穿戴设备，包括：
处理器；
用于存储处理器可执行指令的存储器；
其中，所述处理器被配置为：
在可穿戴设备处于通透模式下，获取麦克风阵列中的麦克风采集到的环境声音信号；
对所述环境声音信号进行波束成形处理，得到目标声音信号，其中，所述目标声音信号的波瓣的陷波方向指向所述可穿戴设备的喇叭的朝向；
播放所述目标声音信号。
根据本公开实施例的第四方面，提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，该程序指令被处理器执行时实现本公开第一方面所提供的声音播放方法的步骤。
本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：
通过在可穿戴设备处于通透模式下，获取可穿戴设备的麦克风阵列中的麦克风采集到的环境声音信号；对所述环境声音信号进行波束成形处理，得到目标声音信号，其中，所述目标声音信号的波瓣的陷波方向指向所述可穿戴设备的喇叭的朝向；播放所述目标声音信号。通过对环境声音信号进行波束成形处理，使得目标声音信号的波瓣的陷波方向指向所述可穿戴设备的喇叭的朝向，可以将波束方向指向耳外，陷波方向指向喇叭朝向，从而切断喇叭播放声音的正反馈通路，有效地防止啸叫。
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，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。
图1是根据一示例性实施例示出的一种声音播放方法的流程图。
图2是根据一示例性实施例示出的一种麦克风阵列的示意图。
图3是根据一示例性实施例示出的一种实现图1中步骤S12的流程图。
图4是根据一示例性实施例示出的一种波束成形的示意图。
图5是根据一示例性实施例示出的一种目标声音信号的示意图。
图6是根据一示例性实施例示出的一种通透滤波系数的确定方法的流程图。
图7是根据一示例性实施例示出的一种测试频响曲线与被动降噪频响曲线的示意图。
图8是根据一示例性实施例示出的一种补偿频响曲线与基准频响曲线的示意图。
图9是根据一示例性实施例示出的一种声音播放装置的框图。
图10是根据一示例性实施例示出的一种用于声音采集的装置的框图。
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公开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、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。
图1是根据一示例性实施例示出的一种声音播放方法的流程图，应用于可穿戴设备，所述可穿戴设备包括麦克风阵列，例如，可穿戴设备可以是蓝牙耳机，如图2所示，可以通过通话麦克风和前馈麦克风构建麦克风阵列，也可以在前馈麦克风与反馈麦克风之间新增麦克风，进而通过前馈麦克风与新增的麦克风构建麦克风阵列。
如图1所示，该方法包括以下步骤。
在步骤S11中，在可穿戴设备处于通透模式下，获取麦克风阵列中的麦克风采集到的环境声音信号。
其中，通透模式是指在可穿戴设备在被佩戴的情况下，开启后更容易听到环境中的声音，相当于将采集到的环境声音进行放大后播放，这样即便不摘下可穿戴设备，也可以清楚的听到环境中的声音。
其中，该环境声音信号应当是可穿戴设备处于通透模式下且可穿戴设备喇叭内存在播放声音的情况下采集到的。
例如，首先确定可穿戴设备处于通透模式下，并持续监控喇叭的播放状态，若喇叭不存在播放声音，则无需获取麦克风阵列中各麦克风采集到的环境声音信号，而是通过现有技术方案进行波束成形，在检测到喇叭当前处于播放状态下，例如播放语音、播放音乐等，确定可穿戴设备喇叭内存在播放声音，进而执行本公开所述的声音播放方法。
在步骤S12中，对环境声音信号进行波束成形处理，得到目标声音信号，其中，目标声音信号的波瓣的陷波方向指向可穿戴设备的喇叭的朝向。
其中，目标声音信号的波瓣的陷波方向指向可穿戴设备的喇叭的朝向可以是指最大陷波方向为指向可穿戴设备的喇叭的朝向，而波束方向为指向可穿戴设备的手柄、背离可穿戴设备的喇叭的朝向，即最大增益方向指向可穿戴设备的手柄、背离可穿戴设备的喇叭的朝向。例如，在通话麦克风和前馈麦克风构建麦克风阵列的情况下，波束方向为沿着可穿戴设备手柄指向左前方和右前方，在前馈麦克风与新增的麦克风构建麦克风阵列的情况下，目标声音信号的最大增益方向为垂直指向耳外，即背离可穿戴设备的喇叭的朝向，而目标声音信号的最大陷波方向为与可穿戴设备的喇叭的朝向一致。
在步骤S13中，播放目标声音信号。
可以理解的是，通过可穿戴设备的喇叭对目标声音进行播放。这样，麦克风阵列从不同方向采集的环境声音信号，经过最大陷波方向和增大增益方向的调整后，陷波方向指向喇叭方向，进而喇叭不会收到播放的声音的影响。
上述技术方案在可穿戴设备处于通透模式下，获取可穿戴设备的麦克风阵列中的麦克风采集到的环境声音信号；对所述环境声音信号进行波束成形处理，得到目标声音信号，其中，所述波束成形得到的波瓣的陷波方向指向所述可穿戴设备的喇叭的朝向；播放所述目标声音信号。通过对环境声音信号进行波束成形处理，使得波束成形得到的波瓣的陷波方向指向所述可穿戴设备的喇叭的朝向，可以将波束方向指向耳外，陷波方向指向喇叭朝向，从而切断喇叭播放声音的正反馈通路，有效地防止啸叫。
在上述实施例的基础上，图3是根据一示例性实施例示出的一种实现图1中步骤S12的流程图，在步骤S12中，所述对所述环境声音信号进行波束成形处理，得到目标声音信号，包括：
在步骤S121中，对各所述环境声音信号进行傅里叶变换，得到各所述环境声音信号对应的频域信号。
其中，对各所述环境声音信号进行傅里叶变换，将各环境声音信号按照组成频率进行分解，同时给出各环境声音信号中每一种频率的声压级幅值。
其中，环境声音信号可以是整个频率谱上的信号，而人类正常能够听清且不会造成不舒适感觉的声音频率是1KHz至6KHz，因而可以首先对整个频率谱上的信号进行提取，提取频率在1KHz至6KHz范围内的备用环境声音信号，再进行傅里叶变换。
在步骤S122中，确定各所述麦克风对应的差分阵列系数以及滤波输出补偿因子。
以所述麦克风阵列中包括前馈麦克风和通话麦克风为例，根据傅里叶变换后的虚部符号、角频率、采集间隔时长以及预设的拾音方向参数，确定针对通话麦克风的差分阵列系数。
可选地，通话麦克风的差分阵列系数可以表示为：-ej*τ*w*a，其中，j为所述傅里叶变换后的虚部符号，a为所述预设的拾音方向参数，τ为采集间隔时长，w为所述角频率。
在本公开实施例中，可以将多个麦克风对应的差分阵列系数通过矩阵的方式进行存储，例如，将通话麦克风对应的差分阵列系数和前馈麦克风对应的差分阵列系数，存储为1*n的差分系数矩阵
Figure BDA0003539898860000111
其中，n为构建矩阵的麦克风的数量，此处“1”为前馈麦克风对应的差分阵列系数。
可选地，根据傅里叶变换后的虚部符号、角频率、采集间隔时长以及预设的拾音方向参数，确定滤波输出补偿因子，例如可以根据麦克风之间的物理距离以及声音的传播速度，确定麦克风之间采集环境声音信号的采集间隔时长，参见图4所示，“1”为前馈麦克风，“2”为通话麦克风，根据前馈麦克风与通话麦克风的物理距离δ除以声音的传播速度，得到前馈麦克风与通话麦克风采集环境声音信号的采集间隔时长。
可选地，可以根据各麦克风采集环境声音信号的采集时间戳，确定各麦克风采集环境声音信号的采集间隔时长。
在步骤S123中，根据差分阵列系数以及滤波输出补偿因子，对频域信号进行处理得到补偿音频信号，并对所述补偿音频信号进行波束成形得到差分音频信号。
在本公开实施例中，所述根据所述差分阵列系数以及所述滤波输出补偿因子，对所述频域信号进行处理得到补偿音频信号，包括：
根据差分阵列系数对各频域信号进行差分处理，得到各频域信号对应的差分音频信号，将各所述差分音频信号进行合成，得到合成音频信号。
例如，将各频域信号与对应的差分阵列系数相乘，得到该频域信号对应的差分音频信号，进而将各差分音频信号相加，得到合成音频信号。
如图4所示，将通过通话麦克风的差分阵列系数-ej*τ*w*a对通话麦克风对应的频域信号进行差分处理，得到通话麦克风对应的差分音频信号，由于通话麦克风的差分阵列系数带有负号(即对通话麦克风对应的频域信号延时反向)，在进行差分音频信号相乘时，先对通话麦克风对应的差分音频信号反向，再与前馈麦克风对应的差分音频信号相加，得到合成音频信号。
进一步地，再根据滤波输出补偿因子，通过滤波补偿器对合成音频信号进行滤波输出补偿，得到补偿音频信号。
可选地，在步骤S122中，所述确定滤波输出补偿因子，包括：
根据任意所述环境声音信号的频率确定角频率。
可以理解的是，角频率表示单位时间内声音变化的相角弧度值。角频率是描述物体振动快慢的物理量，与振动系统的固有属性有关，因而为表示发音物体本身的振动频率的物理量，所以任意环境声音信号确定的角频率都是相同的。
根据傅里叶变换后的虚部符号、所述角频率、所述采集间隔时长以及预设的拾音方向参数，确定各所述频域信号对应的差分阵列系数。
可选地，在可穿戴设备喇叭播放目标声音信号的过程中，持续监控是否产生啸叫，在产生啸叫的情况下，调整拾音方向参数，进而调整陷波方向的角度和波束方向的角度。例如，减小拾音方向参数，使得陷波方向增加，波束方向减小。
在本公开实施例中，所述滤波输出补偿因子hL是通过如下辨析式确定的：
Figure BDA0003539898860000121
其中，j为所述傅里叶变换后的虚部符号，a为所述预设的拾音方向参数，τ为所述采集间隔时长，w为所述角频率。
其中，通常可以通过调整拾音方向参数的取值，调整最大增益方向和最大陷波方向。在拾音方向参数a为-1的情况下，将a为-1代入差分系数矩阵中，得到相应的差分阵列系数，进而采集不同方向传播到可穿戴设备的环境声音，得到具有不同入射角θ的环境声音信号，经过傅里叶变换得到各个麦克风对应的各个角度的频域信号后，通过各频域信号分别与差分系数矩阵中对应的差分阵列系数相乘，进而对得到各频域信号对应的差分音频信号，并将各频域信号对应的差分音频信号相加，并将相加后得到的音频信号进行波束成形，进而将不同入射角对应的环境声音在波形图中表示可以得到如图5所示的心形波束，其中，由于喇叭的朝向为180度处，最大增益方向为0度，以图5中入射角为30度和入射角为90度为例，在环境声音的入射角为30度时，经过波束成形后，声音信号处于0.8-1之间，而在环境声音的入射角为90度时，经过波束成形后，声音信号处于0.4-0.6之间，因此可以发现，在0-180度的范围内，声音信号的波瓣的最大陷波方向指向喇叭的朝向，最大增益方向指向耳外，从而切断喇叭播放声音的正反馈通路，有效地防止啸叫。
在步骤S124中，通过可穿戴设备预设的通透滤波系数对差分音频信号进行通透滤波，得到目标声音信号。
下面通过一个实施例对本公开的声音播放方法进行示例性说明，在可穿戴设备处于播放状态的情况下，若用户手动开启可穿戴设备的通透模式，则通过配置的麦克风采集不同角度的环境声音。例如，分别通过通话麦克风和前馈麦克风采集不同角度的环境声音。
进一步地，可穿戴设备在出厂前已根据通话麦克风与前馈麦克风的物理距离，预先得到通话麦克风对应的差分阵列系数和前馈麦克风对应的差分阵列系数，并构建了差分阵列矩阵。在分别通过通话麦克风和前馈麦克风采集到不同角度的环境声音后，将采集的环境声音转换为环境声音信号，并对通话麦克风对应的环境声音信号进行傅里叶变换，得到通话麦克风对应的频域信号，以及对前馈麦克风对应的环境声音信号进行傅里叶变换，得到前馈麦克风对应的频域信号。
进一步地，将通话麦克风对应的频域信号与前馈麦克风对应的频域信号代入信号矩阵中，使得可穿戴设备在进行差分音频信号计算时，可以将信号矩阵中对应的频域信号与差分阵列矩阵中对应的差分阵列系数进行相乘，得到麦克风对应的差分音频信号。
进一步地，将前馈麦克风对应的差分音频信号与通话麦克风对应的差分音频信号相加，并根据滤波输出补偿因子对相加后得到的音频信号进行滤波输出补偿，进而将滤波输出补偿后的音频信号进行波束成形得到差分音频信号，最后通过可穿戴设备预设的通透滤波系数对差分音频信号进行通透滤波，得到目标声音信号，并将目标声音信号在可穿戴设备的喇叭播放。
在一种上述实施例的基础上，图6是根据一示例性实施例示出的一种通透滤波系数的确定方法的流程图，参见图6所示，所述方法包括以下步骤。
在步骤S61中，获取所述可穿戴设备未被佩戴状态下接收的测试音频的测试音频信号。
其中，用于进行音频传输的可穿戴设备，在出厂前都需要在消音室中进行声学特性检测，通过在消音室中控制变量来确定可穿戴设备的声学特性。通常，需要该消音室中不存在其他环境噪声，以提高音频信号采集的准确性，通过在消音室中播放已知频率和对应幅值的测试音频，模拟环境中存在的底噪。通过可穿戴设备的前馈麦克风和通话麦克风采集测试音频，并将测试音频转化为测试音频信号。
在步骤S62中，在所述可穿戴设备被佩戴的状态下，获取所述测试音频经过所述可穿戴设备降噪后的降噪音频信号。
其中，降噪音频信号是可穿戴设备在被佩戴状态下，由于用户耳朵被遮挡，但又未完全被遮挡，从可穿戴设备与耳朵之间的间隙中传播进入耳道内的部分测试音频信号，或者以可穿戴设备为介质传播进入耳道内的部分测试音频信号，因传播路径受到阻碍和干扰，此时的部分测试音频信号与测试音频信号在频率和对应的幅值上存在不同。此时可穿戴设备处于被动降噪状态，通过可穿戴设备面向耳道内设置的反馈麦克风采集用户耳道内的反馈声音，并基于反馈声音确定降噪音频信号。
在步骤S63中，生成所述测试音频信号的测试频响曲线以及所述降噪音频信号的被动降噪频响曲线。
其中，根据测试音频信号生成测试频响曲线，根据降噪音频信号生成被动降噪频响曲线。参见图7所示，位于上端的曲线即为测试频响曲线，位于下端的曲线即为被动降噪频响曲线。
在步骤S64中，根据所述测试频响曲线以及所述被动降噪频响曲线，生成补偿频响曲线。
在通透模式下，可穿戴设备需要通过通透滤波器对接收到的音频信号进行通透滤波，并将滤波后的音频信号与降噪音频信号进行叠加，得到与空耳状态相匹配的声音。然而，由于传播途径等原因，滤波后的音频信号存在失真等情况，导致叠加后的音频信号与空耳状态下的声音存在差异，需要通过通透滤波器对叠加后的音频信号进行补偿，通过计算测试频响曲线与降噪频响曲线在同频率频率上的声压级幅值差值，从而生成通透滤波器需要进行补偿的补偿频响曲线。参见图8中所示的补偿频响曲线。
在步骤S65中，通过设置递归滤波器的递归性能参数，确定所述补偿频响曲线的基准频响曲线。
可选地，建立补偿频响曲线与通透滤波器对应的滤波系数之间的对应关系，通透滤波器可以采用IIR(Infinite Impulse Response，无限脉冲响应)数字滤波器，又称为递归滤波器，通过设置IIR滤波器的相关参数，例如频率、增益、幅值，使IIR滤波器能够在补偿频响曲线对应的同一坐标系下模拟出一条模拟频响曲线，通过调整IIR滤波器的相关参数，确定与补偿频响曲线相似的基准频响曲线。参见图8中所示的基准频响曲线。
在步骤S66中，将所述基准频响曲线对应的递归性能参数作为所述通透滤波系数。
在上述实施例的基础上，在步骤S65中，所述通过设置递归滤波器的递归性能参数，确定所述补偿频响曲线的基准频响曲线，包括：
执行第一递归性能参数更新过程，所述第一递归性能参数更新步骤包括：在所述递归滤波器中输入初始递归性能参数，生成初始模拟频响曲线；在所诉初始模拟频响曲线在所述预设频率范围内的平均幅值与所述补偿频响曲线在所述预设频率范围内的平均幅值的差值大于预设平均幅值差值的情况下，以所述初始递归性能参数为基准更新所述递归滤波器的递归性能参数，得到更新后的递归性能参数；
执行第二递归性能参数更新过程，所述第二递归性能参数更新过程包括：在所述递归滤波器中输入所述更新后的递归性能参数，生成对应的模拟频响曲线；在所述对应的模拟频响曲线在所述预设频率范围内的平均幅值与所述补偿频响曲线在所述预设频率范围内的平均幅值的差值大于所述预设平均幅值差值，且小于上一递归性能参数更新过程中的平均幅值差值，以所述更新后的递归性能参数为基准更新所述递归滤波器的递归性能参数，所述上一递归性能参数更新过程为所述第一递归性能参数更新过程或上一次执行的所述第二递归性能参数更新过程；
重复执行所述第二递归性能参数更新过程，直至本次所述第二递归性能参数更新过程中的平均幅值差值小于所述预设平均幅值差值的情况下，将本次所述第二递归性能参数更新过程中生成的模拟频响曲线作为所述基准频响曲线。
其中，执行第一递归性能参数更新过程可以是随机初始化所述递归滤波器的递归性能参数得到第一递归性能参数，并得到所述第一递归性能参数对应的第一递归信号。
计算所述第一递归信号与所述补偿频响曲线对应的补偿音频信号同频率的声压级幅值的第一差值，并计算各第一差值的和得到第一和值。
根据所述第一和值确定所述第一递归信号是否满足预设递归条件，其中，预设递归条件可以是第一和值是否小于预设阈值。
若所述第一递归信号满足所述预设递归条件，即第一和值小于预设阈值，根据所述第一递归信号生成对应所述补偿频响曲线的基准频响曲线。
若所述第一递归信号不满足所述预设递归条件，即第一和值大于等于预设阈值，在所述第一递归性能参数的基础上，随机更新所述递归滤波器的递归性能参数得到第二递归性能参数，并将所述第一递归信号输入所述递归滤波器，得到所述第二递归性能参数对应的第二递归信号。
计算所述第二递归信号与所述补偿音频信号同频率的声压级幅值的第二差值，并计算各第二差值的和得到第二和值。
根据所述第二和值确定所述第二递归信号是否满足所述预设递归条件。若所述第二递归信号满足所述预设递归条件，根据所述第二递归信号生成对应所述补偿频响曲线的基准频响曲线。
若所述第二递归信号不满足所述预设递归条件，根据所述第二和值与所述第一和值的大小关系，从所述第一递归性能参数和所述第二递归性能参数中确定基准递归性能参数。例如，在第二和值大于第一和值的情况下，将第一递归性能参数确定为基准递归性能参数；在第二和值小于第一和值的情况下，将第二递归性能参数确定为基准递归性能参数。
在所述基准递归性能参数的基础上，随机更新所述递归滤波器的递归性能参数得到第三递归性能参数，并将所述基准递归性能参数对应的递归信号输入所述递归滤波器，得到所述第三递归性能参数对应的第三递归信号。例如，在第二递归性能参数为基准递归性能参数的情况下，在第二递归性能参数的基础上，随机更新所述递归滤波器的递归性能参数得到第三递归性能参数。
计算所述第三递归信号与所述补偿音频信号同频率的声压级幅值的第三差值，并计算各第三差值的和得到第三和值。
根据所述第三和值确定所述第三递归信号是否满足所述预设递归条件，若所述第三递归信号满足所述预设递归条件，根据所述第三递归信号生成对应所述补偿频响曲线的基准频响曲线；
若所述第三递归信号不满足所述预设递归条件，根据所述第三和值、与所述基准递归性能参数对应的递归信号与所述补偿音频信号同频率的声压级幅值的差值的大小关系，从所述基准递归性能参数和所述第三递归性能参数中确定下一次随机更新所述递归滤波器的递归性能参数的基准递归性能参数；并，
执行从所述在所述基准递归性能参数的基础上，随机更新所述递归滤波器的递归性能参数，到所述确定下一次随机更新所述递归滤波器的递归性能参数的基准递归性能参数的步骤，直到所述基准递归性能参数对应的递归信号满足所述预设递归条件，根据所述基准递归性能参数对应的递归信号生成对应所述补偿频响曲线的基准频响曲线。
本公开的技术方案可以在通透模式下使得在用户佩戴可穿戴设备时，目标声音信号中喇叭方向的增益几乎趋近于0，即目标声音信号中不包含喇叭发出的声音，可穿戴设备的声学路径发生变化，也无法形成正向反馈，可以彻底抑制啸叫的发声。
基于相同的构思，本公开还提供一种声音播放装置900，用于执行上述方法实施例提供的声音播放方法的步骤，该装置900可以以软件、硬件或者两者相结合的方式实现声音播放方法。图9是根据一示例性实施例示出的一种声音播放装置900的框图，参照9所示，所述装置900包括：获取模块910、波束成形模块920和播放模块930。
其中，获取模块910，被配置为在所述可穿戴设备处于通透模式下，获取麦克风阵列中的麦克风采集到的环境声音信号；
波束成形模块920，被配置为对所述环境声音信号进行波束成形处理，得到目标声音信号，其中，所述目标声音信号的波瓣指向所述可穿戴设备的喇叭的朝向；
播放模块930，被配置为播放所述目标声音信号。
上述装置通过对环境声音信号进行波束成形处理，使得波束成形得到的波瓣指向所述可穿戴设备的喇叭的朝向，可以将波束方向指向耳外，陷波方向指向喇叭朝向，从而切断喇叭播放声音的正反馈通路，有效地防止啸叫。
可选地，所述波束成形模块920包括：傅里叶变换子模块，被配置为对各环境声音信号进行傅里叶变换，得到各所述环境声音信号对应的频域信号；
第一确定子模块，被配置为确定各所述麦克风对应的差分阵列系数以及滤波输出补偿因子；
第二确定子模块，被配置为根据所述差分阵列系数以及所述滤波输出补偿因子，对所述频域信号进行处理得到补偿音频信号，并对所述补偿音频信号进行波束成形得到差分音频信号；
通透滤波子模块，被配置为通过所述可穿戴设备预设的通透滤波系数对所述差分音频信号进行通透滤波，得到目标声音信号。
可选地，所述第二确定子模块，被配置为：根据所述差分阵列系数对各所述频域信号进行差分处理，得到各所述频域信号对应的差分音频信号；
将各所述差分音频信号进行合成，得到合成音频信号；
根据所述滤波输出补偿因子对所述合成音频信号进行滤波输出补偿，并对滤波输出补偿后的合成音频信号进行波束成形得到差分音频信号。
可选地，所述第一确定子模块，包括：
第一确定单元，被配置为根据任意所述环境声音信号的频率确定角频率；
第二确定单元，被配置为根据傅里叶变换后的虚部符号、所述角频率、所述采集间隔时长以及预设的拾音方向参数，确定滤波输出补偿因子。
可选地，所述滤波输出补偿因子hL是通过如下辨析式确定的：
Figure BDA0003539898860000201
其中，j为所述傅里叶变换后的虚部符号，a为所述预设的拾音方向参数，τ为所述采集间隔时长，w为所述角频率。
可选地，所述麦克风阵列中包括前馈麦克风和通话麦克风。
可选地，所述通透滤波子模块，包括：第一获取单元，被配置为获取所述可穿戴设备未被佩戴状态下接收的测试音频的测试音频信号；
第二获取单元，被配置为在所述可穿戴设备被佩戴的状态下，获取所述测试音频经过所述可穿戴设备降噪后的降噪音频信号；
第一生成单元，被配置为生成所述测试音频信号的测试频响曲线以及所述降噪音频信号的被动降噪频响曲线；
第二生成单元，被配置为根据所述测试频响曲线以及所述被动降噪频响曲线，生成补偿频响曲线；
第一确定单元，被配置为通过设置递归滤波器的递归性能参数，确定所述补偿频响曲线的基准频响曲线；
第二确定单元，被配置为将所述基准频响曲线对应的递归性能参数作为所述通透滤波系数。
可选地，所述第一确定单元，包括：第一执行子单元，被配置为执行第一递归性能参数更新过程，所述第一递归性能参数更新步骤包括：在所述递归滤波器中输入初始递归性能参数，生成初始模拟频响曲线；在所诉初始模拟频响曲线在所述预设频率范围内的平均幅值与所述补偿频响曲线在所述预设频率范围内的平均幅值的差值大于预设平均幅值差值的情况下，以所述初始递归性能参数为基准更新所述递归滤波器的递归性能参数，得到更新后的递归性能参数；
第二执行子单元，被配置为执行第二递归性能参数更新过程，所述第二递归性能参数更新过程包括：在所述递归滤波器中输入所述更新后的递归性能参数，生成对应的模拟频响曲线；在所述对应的模拟频响曲线在所述预设频率范围内的平均幅值与所述补偿频响曲线在所述预设频率范围内的平均幅值的差值大于所述预设平均幅值差值，且小于上一递归性能参数更新过程中的平均幅值差值，以所述更新后的递归性能参数为基准更新所述递归滤波器的递归性能参数，所述上一递归性能参数更新过程为所述第一递归性能参数更新过程或上一次执行的所述第二递归性能参数更新过程；
第二执行子单元，还被配置为重复执行所述第二递归性能参数更新过程，直至本次所述第二递归性能参数更新过程中的平均幅值差值小于所述预设平均幅值差值的情况下，将本次所述第二递归性能参数更新过程中生成的模拟频响曲线作为所述基准频响曲线。
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。
此外值得说明的是，为描述的方便和简洁，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，其所涉及的部分并不一定是本发明所必须的，例如，获取模块910和波束成形模块920，在具体实施时可以是相互独立的装置也可以是同一个装置，本公开对此不作限定。
根据本公开还提供一种可穿戴设备，包括：
处理器；用于存储处理器可执行指令的存储器；
其中，所述处理器被配置为：
在可穿戴设备处于通透模式下，获取麦克风阵列中的麦克风采集到的环境声音信号；对所述环境声音信号进行波束成形处理，得到目标声音信号，其中，所述目标声音信号的波瓣的陷波方向指向所述可穿戴设备的喇叭的朝向；播放所述目标声音信号。
根据本公开实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，该程序指令被处理器执行时实现本公开的声音播放方法的步骤。
图10是根据一示例性实施例示出的一种用于声音采集的装置1000的框图。该装置1000可以被配置为一可穿戴设备，例如，装置1000可以是蓝牙耳机中的降噪耳机，头盔中的耳机。
参照图10，装置1000可以包括以下一个或多个组件：处理组件1002，存储器1004，电力组件1006，多媒体组件1008，音频组件1010，输入/输出(I/O)的接口1012，传感器组件1014，以及通信组件1016。
处理组件1002通常控制装置1000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1002可以包括一个或多个处理器1020来执行指令，以完成上述声音播放方法的全部或部分步骤。此外，处理组件1002可以包括一个或多个模块，便于处理组件1002和其他组件之间的交互。例如，处理组件1002可以包括多媒体模块，以方便多媒体组件1008和处理组件1002之间的交互。
存储器1004被配置为存储各种类型的数据以支持在装置1000的操作。这些数据的示例包括用于在装置1000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1004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1006为装置1000的各种组件提供电力。电力组件1006可以包括电源管理系统，一个或多个电源，及其他与为装置1000生成、管理和分配电力相关联的组件。
多媒体组件1008包括在所述装置1000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。
音频组件1010被配置为输出和/或输入音频信号。例如，音频组件1010包括麦克风阵列(MIC阵列)，当装置1000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，例如环境声音信号。所接收的音频信号可以被进一步存储在存储器1004或经由通信组件1016发送。在一些实施例中，音频组件1010还包括喇叭，用于播放目标声音信号。
I/O接口1012为处理组件1002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1014包括一个或多个传感器，用于为装置1000提供各个方面的状态评估。例如，传感器组件1014可以检测到装置1000的打开/关闭状态，组件的相对定位，例如所述组件为装置1000的显示器和小键盘，传感器组件1014还可以检测装置1000或装置1000一个组件的位置改变，用户与装置1000接触的存在或不存在，装置1000方位或加速/减速和装置1000的温度变化。传感器组件1014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1014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1014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1016被配置为便于装置1000和其他设备之间有线或无线方式的通信。装置1000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1016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1016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，装置1000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，用于执行上述声音播放方法。
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1004，上述指令可由装置1000的处理器1020执行以完成上述声音播放方法。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。
在另一示例性实施例中，还提供一种计算机程序产品，该计算机程序产品包含能够由可编程的装置执行的计算机程序，该计算机程序具有当由该可编程的装置执行时用于执行上述声音播放方法的代码部分。
本领域技术人员在考虑说明书及实践本公开后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (11)

1.一种声音播放方法，其特征在于，应用于可穿戴设备，所述可穿戴设备包括麦克风阵列，所述方法包括：
在所述可穿戴设备处于通透模式下，获取所述麦克风阵列中的麦克风采集到的环境声音信号；
对所述环境声音信号进行波束成形处理，得到目标声音信号，其中，所述目标声音信号的波瓣的陷波方向指向所述可穿戴设备的喇叭的朝向；
播放所述目标声音信号。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述环境声音信号进行波束成形处理，得到目标声音信号，包括：
对各所述环境声音信号进行傅里叶变换，得到各所述环境声音信号对应的频域信号；
确定各所述麦克风对应的差分阵列系数以及滤波输出补偿因子；
根据所述差分阵列系数以及所述滤波输出补偿因子，对所述频域信号进行处理得到补偿音频信号，并对所述补偿音频信号进行波束成形得到差分音频信号；
通过所述可穿戴设备预设的通透滤波系数对所述差分音频信号进行通透滤波，得到目标声音信号。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据所述差分阵列系数以及所述滤波输出补偿因子，对所述频域信号进行处理得到补偿音频信号，并对所述补偿音频信号进行波束成形得到差分音频信号，包括：
根据所述差分阵列系数对各所述频域信号进行差分处理，得到各所述频域信号对应的差分音频信号；
将各所述差分音频信号进行合成，得到合成音频信号；
根据所述滤波输出补偿因子对所述合成音频信号进行滤波输出补偿，并对滤波输出补偿后的合成音频信号进行波束成形得到差分音频信号。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述确定滤波输出补偿因子，包括：
根据任意所述环境声音信号的频率确定角频率；
根据傅里叶变换后的虚部符号、所述角频率、所述采集间隔时长以及预设的拾音方向参数，确定滤波输出补偿因子。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述滤波输出补偿因子hL是通过如下辨析式确定的：
Figure FDA0003539898850000021
其中，j为所述傅里叶变换后的虚部符号，a为所述预设的拾音方向参数，τ为采集间隔时长，w为所述角频率。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述麦克风阵列中包括前馈麦克风和通话麦克风。
7.根据权利要求2-6中任一项所述的方法，其特征在于，所述通透滤波系数是通过如下方式确定的：
获取所述可穿戴设备未被佩戴状态下接收的测试音频的测试音频信号；
在所述可穿戴设备被佩戴的状态下，获取所述测试音频经过所述可穿戴设备降噪后的降噪音频信号；
生成所述测试音频信号的测试频响曲线以及所述降噪音频信号的被动降噪频响曲线；
根据所述测试频响曲线以及所述被动降噪频响曲线，生成补偿频响曲线；
通过设置递归滤波器的递归性能参数，确定所述补偿频响曲线的基准频响曲线；
将所述基准频响曲线对应的递归性能参数作为所述通透滤波系数。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述通过设置递归滤波器的递归性能参数，确定所述补偿频响曲线的基准频响曲线，包括：
执行第一递归性能参数更新过程，所述第一递归性能参数更新步骤包括：在所述递归滤波器中输入初始递归性能参数，生成初始模拟频响曲线；在所诉初始模拟频响曲线在所述预设频率范围内的平均幅值与所述补偿频响曲线在所述预设频率范围内的平均幅值的差值大于预设平均幅值差值的情况下，以所述初始递归性能参数为基准更新所述递归滤波器的递归性能参数，得到更新后的递归性能参数；
执行第二递归性能参数更新过程，所述第二递归性能参数更新过程包括：在所述递归滤波器中输入所述更新后的递归性能参数，生成对应的模拟频响曲线；在所述对应的模拟频响曲线在所述预设频率范围内的平均幅值与所述补偿频响曲线在所述预设频率范围内的平均幅值的差值大于所述预设平均幅值差值，且小于上一递归性能参数更新过程中的平均幅值差值，以所述更新后的递归性能参数为基准更新所述递归滤波器的递归性能参数，所述上一递归性能参数更新过程为所述第一递归性能参数更新过程或上一次执行的所述第二递归性能参数更新过程；
重复执行所述第二递归性能参数更新过程，直至本次所述第二递归性能参数更新过程中的平均幅值差值小于所述预设平均幅值差值的情况下，将本次所述第二递归性能参数更新过程中生成的模拟频响曲线作为所述基准频响曲线。
9.一种声音播放装置，其特征在于，应用于可穿戴设备，所述可穿戴设备包括麦克风阵列，包括：
获取模块，被配置为在所述可穿戴设备处于通透模式下，获取麦克风阵列中的麦克风采集到的环境声音信号；
波束成形模块，被配置为对所述环境声音信号进行波束成形处理，得到目标声音信号，其中，所述波束成形得到的波瓣的陷波方向指向所述可穿戴设备的喇叭的朝向；
播放模块，被配置为播放所述目标声音信号。
10.一种可穿戴设备，其特征在于，包括：
处理器；
用于存储处理器可执行指令的存储器；
其中，所述处理器被配置为：
在可穿戴设备处于通透模式下，获取麦克风阵列中的麦克风采集到的环境声音信号；
对所述环境声音信号进行波束成形处理，得到目标声音信号，其中，所述波束成形得到的波瓣的陷波方向指向所述可穿戴设备的喇叭的朝向；
播放所述目标声音信号。
11.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，其特征在于，该程序指令被处理器执行时实现权利要求1-8中任一项所述方法的步骤。
CN202210229129.4A 2022-03-10 2022-03-10 声音播放方法、装置、可穿戴设备及存储介质 Pending CN114501224A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210229129.4A CN114501224A (zh) 2022-03-10 2022-03-10 声音播放方法、装置、可穿戴设备及存储介质

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210229129.4A CN114501224A (zh) 2022-03-10 2022-03-10 声音播放方法、装置、可穿戴设备及存储介质

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN114501224A true CN114501224A (zh) 2022-05-13

Family

ID=81486248

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210229129.4A Pending CN114501224A (zh) 2022-03-10 2022-03-10 声音播放方法、装置、可穿戴设备及存储介质

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114501224A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115604646A (zh) * 2022-11-25 2023-01-13 杭州兆华电子股份有限公司（Cn） 一种全景深空间音频处理方法
WO2023245714A1 (zh) * 2022-06-20 2023-12-28 歌尔科技有限公司 双向通话方法和装置、电子设备及计算机可读存储介质

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023245714A1 (zh) * 2022-06-20 2023-12-28 歌尔科技有限公司 双向通话方法和装置、电子设备及计算机可读存储介质
CN115604646A (zh) * 2022-11-25 2023-01-13 杭州兆华电子股份有限公司（Cn） 一种全景深空间音频处理方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9870783B2 (en) Audio signal processing
US8180067B2 (en) System for selectively extracting components of an audio input signal
KR20200019954A (ko) 이어버드 스피치 추정
EP2999235B1 (en) A hearing device comprising a gsc beamformer
CN114501224A (zh) 声音播放方法、装置、可穿戴设备及存储介质
CN108781241B (zh) 用于声学回声消除的装置和方法
US20170193974A1 (en) Occlusion Reduction and Active Noise Reduction Based on Seal Quality
KR20210102333A (ko) 음성 검출을 위한 방법들 및 시스템들
CN111179960B (zh) 音频信号处理方法及装置、存储介质
CN114363770B (zh) 通透模式下的滤波方法、装置、耳机以及可读存储介质
US20140341386A1 (en) Noise reduction
CN114040285B (zh) 耳机的前馈滤波器参数生成方法、设备、耳机及存储介质
CN113596665A (zh) 啸叫声的抑制方法、装置、耳机及存储介质
US11303758B2 (en) System and method for generating an improved reference signal for acoustic echo cancellation
CN112447184A (zh) 语音信号处理方法及装置、电子设备、存储介质
CN113473304B (zh) 啸叫声抑制方法、装置、耳机及存储介质
CN113596662B (zh) 啸叫声的抑制方法、啸叫声的抑制装置、耳机及存储介质
WO2023016208A1 (zh) 音频信号补偿方法及装置、耳机、存储介质
CN115278441A (zh) 语音检测方法、装置、耳机及存储介质
CN114513723A (zh) 啸叫声抑制方法、装置、耳机及存储介质
CN113810828A (zh) 音频信号处理方法、装置、可读存储介质及耳机
CN111337120A (zh) 声音测试方法、装置以及存储介质
CN111294473A (zh) 信号处理方法及装置
JP5022459B2 (ja) 収音装置、収音方法及び収音プログラム
EP3955594B1 (en) Feedback control using a correlation measure

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination