CN115696114A - 一种麦克风配置调整方法、电子设备及介质 - Google Patents
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Abstract
一种麦克风配置调整方法、电子设备及介质,涉及音频处理技术领域。该方法包括:对麦克风腔体结构进行测试或仿真,以获取麦克风所采集的音频信号的特征;当确定音频信号的特征不满足预设要求时,根据音频信号的特征与预设要求的差距确定寄存器目标值;将寄存器目标值写入麦克风,以调整音频信号的特征。由此,电子设备通过修改麦克风寄存器值的方式消除整机结构带来的频带失真的问题,从而降低失真出现的概率。
Description
技术领域
本申请涉及音频处理技术领域,尤其涉及一种麦克风配置调整方法、电子设备及介质。
背景技术
大多数电子设备会配置一个或多个麦克风,麦克风可以接收电子设备周围的声音,以满足用户的录音、通话降噪、语音唤醒需求。随着智能生态电子消费的发展,人们对电子设备上的录音、通话降噪、语音唤醒需求等音频体验有了更高的需求。
当前使用麦克风的场景都是需要将麦克风通过物理密封后与外界接触,因此,麦克风的性能会受到物理结构的影响,物理结构会使得麦克风的频率响应曲线发生变化,导致在某些频率范围内的声音会出现失真问题,且后端的语音算法处理无法解决该失真问题。
发明内容
本申请的目的在于:提供一种麦克风配置调整方法、电子设备及介质,能够降低失真出现的概率。
第一方面,本申请公开了一种麦克风配置方法,可以应用于手机、电脑、PAD等多种电子设备。该方法包括:对电子设备的麦克风腔体结构进行测试或仿真,采集麦克风所采集的音频信号的特征;当确定音频信号的特征不满足预设要求时,根据采集到的音频信号的特征与预设要求的差距确定寄存器目标值后,将该寄存器目标值写入麦克风,以调整音频信号的特征。由此,电子设备通过修改麦克风寄存器值的方式消除整机结构带来的频带失真的问题,从而降低失真出现的概率。
在一些可能的实现方式中,采集到的音频信号的特征是音频信号对应的频率响应曲线,预设要求为目标频率响应曲线;那么,根据音频信号的特征与预设要求的差距确定寄存器目标值,包括:根据音频信号对应的频率响应曲线与目标频率响应曲线确定曲线之间相互对应的频段的增益差值;根据增益变化量与寄存器值之间的对应关系,确定增益差值对应的寄存器目标值。由此,电子设备通过修改麦克风寄存器值的方式调整频率响应曲线,以消除整机结构带来的频带失真的问题,从而降低失真出现的概率。
在一些可能的实现方式中,在调整音频信号的特征之后,该方法还包括:当确定电子设备的麦克风采集的目标音频信号中包含削波后,下调寄存器的值,直到确定通过下调后的寄存器的值所调整过的目标音频信号中不包含削波。
在一些可能的实现方式中,在确定通过下调后的寄存器的值调整过的目标音频信号中不包含削波之后,该方法还包括:将寄存器中的值恢复到寄存器目标值。由此,针对不同的用户使用场景可以实时调节该寄存器值,在各种使用场景(例如录音、通话、游戏、语音唤醒等)中,效果算法处理更佳。
在一些可能的实现方式中,根据音频信号的特征与预设要求的差距确定寄存器目标值,包括:根据采集到的音频信号的特征确定特征平均值,基于该特征平均值与预设要求的差距确定寄存器目标值;或,根采集到的据音频信号的特征确定特征中值,基于该特征中值与预设要求的差距确定寄存器目标值。由此,能够克服麦克风整机结构腔结构中麦克风、印刷电路板、密封圈、导声腔等物理结构均具有的公差。
在一些可能的实现方式中,麦克风为模拟麦克风;在将寄存器目标值写入麦克风之后,该方法还包括:将寄存器目标值从模拟麦克风的集成电路芯片,经由编解码器完成编解码操作后,存储至应用处理器的数字信号处理器中。
在一些可能的实现方式中,麦克风为数字麦克风;在将寄存器目标值写入麦克风之后,方法还包括:将寄存器目标值从数字麦克风的集成电路芯片,经由编解码器完成编解码操作后,存储至应用处理器的数字信号处理器中;或,将寄存器目标值从数字麦克风的集成电路芯片,存储至应用处理器的数字信号处理器中;或,将寄存器目标值从数字麦克风的集成电路芯片,存储至编解码器的数字信号处理器中。
在一些可能的实现方式中,频率响应曲线的确定方式,包括:响应于音频分析仪器设备和/或音频软件对音频信号的分析结果,确定麦克风的频率响应曲线。
第二方面,本申请公开了一种电子设备,包括处理器和存储器;存储器用于存储计算机执行命令;处理器用于执行存储器存储的计算机执行命令,使得处理器执行如第一方面中的方法。
第三方面,本申请公开了一种计算机可读存储介质,计算机可读存储介质中存储有计算机程序或指令,当计算机程序或指令被运行时,实现如第一方面中的方法。
第四方面,本申请提供了一种计算机程序产品,当计算机程序产品在计算机上运行时,使得计算机执行如第一方面中任意一项的节点管理方法。
附图说明
图1为本申请实施例提供的一种电子设备的麦克风配置的物理结构示意图;
图2为本申请实施例提供的一种电子设备的硬件结构示意图;
图3为本申请实施例提供的一种麦克风内部结构示意图;
图4为本申请实施例提供的一种麦克风配置调整方法流程图;
图5为本申请实施例提供的一种外部扬声器播放音源的示意图;
图6为本申请实施例提供的一种整体结构腔体频率响应曲线示意图;
图7为本申请实施例提供的一种目标频率响应曲线示意图;
图8A为本申请实施例适用的一种麦克风与数字信号处理器的关系示意图;
图8B为本申请实施例适用的又一种麦克风与数字信号处理器的关系示意图;
图8C为本申请实施例适用的第三种麦克风与数字信号处理器的关系示意图;
图9为本申请实施例提供的一种场景使用增益修改方法流程图。
具体实施方式
本申请说明书和权利要求书及附图说明中的术语“第一”、“第二”和“第三”等是用于区别不同对象,而不是用于限定特定顺序。
在本申请实施例中,“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本申请实施例中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其它实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言,使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。
参见图1,该图为本申请实施例提供的一种电子设备的麦克风配置的物理结构示意图。在一些可能的实施方式中,电子设备100可以是手机、平板电脑、桌面型计算机、膝上型计算机、手持计算机、笔记本电脑、超级移动个人计算机(ultra-mobile personalcomputer,UMPC)、上网本、以及蜂窝电话、个人数字助理(personal digital assistant,PDA)、增强现实(augmented reality,AR)设备、虚拟现实(virtual reality,VR)设备、人工智能(artificial intelligence , AI)设备、可穿戴式设备、车载设备、智能家居设备和/或智慧城市设备,本申请实施例对该电子设备100的具体类型不作特殊限制。图1中,电子设备100是以手机为例,示出一种麦克风配置于电子设备100内部的物理结构示意图。
电子设备100中可以包括麦克风201、印刷电路板202、密封圈203、导声腔204等。其中,麦克风201焊接于印刷电路板202(Printed Circuit Board,PCB)上,印刷电路板202下设置密封圈203,密封圈203与用于获取声音的导声腔204相连接。
其中,由于密封圈203的厚度和内径、导声腔204靠近外部收音口的直径、导声腔204靠近麦克风201端的直径等物理结构的不同,会影响声音信号传入麦克风201时的频率、时延、响度等因素,从而影响到麦克风201对应的频率响应信息。上述物理结构的公差可以使得配置于电子设备100内部的各麦克风对应的性能参数信息具有差异性,对后续的语音处理带来影响,且后端的算法处理无法消除该影响,因此会降低语音处理的准确性和效率,从而给用户造成不良的使用体验。
由此,本申请提供一种麦克风配置调整方法、电子设备及介质。该方法中,电子设备通过修改麦克风寄存器值的方式,消除整机结构带来的频带失真的问题,从而降低失真出现的概率。并且,可以针对不同的用户使用场景(例如录音、通话、游戏、语音唤醒等),对电子设备的寄存器值进行实时的调整,其效果算法处理更佳。
首先,介绍本申请实施例中提供的示例性电子设备100。参见图2,该图为本申请实施例提供的一种电子设备的硬件结构示意图。
如图2所示,电子设备100可以包括多个子系统,这些子系统协作以执行电子设备100的一个或多个操作或功能。电子设备100可以包括处理器101、显示屏102、无线通信模块103、音频模块104,音频模块104可以进一步包括扬声器104A,受话器104B,麦克风104C,耳机接口104D等。
可以理解的是,本申请实施例示意的结构并不构成对电子设备100的具体限定。在本申请另一些实施例中,电子设备100还可以包括比图示更多或更少的部件,或者组合某些部件,或者拆分某些部件,或者不同的部件布置。图示的部件可以以硬件,软件或软件和硬件的组合来实现。
处理器101可以包括一个或多个处理器单元,例如处理器101可以包括应用处理器(application processor,AP),调制解调处理器,图形处理器(graphics processingunit,GPU),图像信号处理器(image signal processor,ISP),控制器,视频编解码器,数字信号处理器(digital signal processor,DSP),基带处理器,和/或神经网络处理器(neural-network processing unit,NPU)等。其中,不同的处理单元可以是独立的器件,也可以集成在一个或多个处理器中。例如,在本申请中,处理器101可以对麦克风腔体结构进行测试或仿真,以获取麦克风所采集的音频信号的特征;当确定音频信号的特征不满足预设要求时,根据音频信号的特征与预设要求的差距确定寄存器目标值;将寄存器目标值写入麦克风,以调整音频信号的特征。由此,可以通过修改麦克风寄存器值的方式,消除整机结构带来的频带失真的问题,从而降低失真出现的概率。并且,可以针对不同的用户使用场景(例如录音、通话、游戏、语音唤醒等),对电子设备的寄存器值进行实时的调整,其效果算法处理更佳。
控制器可以根据指令操作码和时序信号,产生操作控制信号,完成取指令和执行指令的控制。
处理器101中还可以设置存储器,用于存储指令和数据。存储和处理电路可以包括诸如非易失性存储器的存储装置(例如闪存存储器或构造为固态驱动器的其他电可编程只读存储器)、易失性存储器(例如静态或动态随机存取存储器)等。处理器101中的处理电路可以用来控制电子设备100的操作。处理电路可以基于一个或多个微处理器、微控制器、数字信号处理器、基带处理器、电源管理单元等。在一些可能的实施方式中,处理器101中的存储器为高速缓冲存储器。该存储器可以保存处理器101刚用过或循环使用的指令或数据。如果处理器101需要再次使用该指令或数据,可以从所述存储器中直接调用。避免了重复存取,减少了处理器101的等待时间,因而提高了系统的效率。
在一些可能的实施方式中,处理器101可以包括一个或多个接口。接口可以包括集成电路(inter-integrated circuit,I2C)接口,集成电路内置音频(inter-integratedcircuit sound,I2S)接口,脉冲编码调制(pulse code modulation,PCM)接口,通用异步收发传输器(universal asynchronous receiver/transmitter,UART)接口,移动产业处理器接口(mobile industry processor interface,MIPI),通用输入输出(general-purposeinput/output,GPIO)接口,用户标识模块(subscriber identity module,SIM)接口,和/或USB接口等。
I2C接口是一种双向同步串行总线,包括一根串行数据线(serial data line,SDA)和一根串行时钟线(derail clock line,SCL)。在一些可能的实施方式中,处理器101可以包含多组I2C总线。处理器101可以通过不同的I2C总线接口分别耦合无线通信模块103、扬声器104A、受话器104B、麦克风104C、耳机接口104D等。在一些可能的实施方式中,处理器101可以通过I2C接口耦合麦克风104C,使处理器101与麦克风104C通过I2C总线接口通信,实现电子设备的收音功能。
MIPI接口可以被用于连接处理器101与显示屏102等外围器件。MIPI接口包括摄像头串行接口(camera serial interface,CSI),显示屏串行接口(display serialinterface,DSI)等。在一些可能的实施方式中,处理器101和显示屏102通过DSI接口通信,实现电子设备的显示功能。
GPIO接口可以通过软件配置。GPIO接口可以被配置为控制信号,也可被配置为数据信号。在一些可能的实施方式中,GPIO接口可以用于连接处理器101与显示屏102、无线通信模块103、扬声器104A、受话器104B、麦克风104C、耳机接口104D等。GPIO接口还可以被配置为I2C接口,I2S接口,UART接口,MIPI接口等。
可以理解的是,本实施例示意的各模块间的接口连接关系,只是示意性说明,并不构成对电子设备的结构限定。在本申请另一些实施例中,电子设备也可以采用上述实施例中不同的接口连接方式,或多种接口连接方式的组合。
显示屏102可以通信地耦接至处理器101,用于向用户显示图像等信息。显示屏102包括显示面板,显示面板可以采用液晶显示屏(liquid crystal display,LCD)、有机发光二极管(organic light-emitting diode,OLED)、有机矩阵有机发光二极体或主动矩阵有机发光二极体(active-matrix organic light emitting diode,AMOLED)等。在一些可能的实施方式中,电子设备100可以包括1个或N个显示屏102,N为大于1的正整数。
无线通信模块103可以提供应用在电子设备100上的包括无线局域网(wirelesslocal area networks,WLAN) (如无线保真 (wireless fidelity,Wi-Fi)网络),蓝牙(bluetooth,BT),全球导航卫星系统(global navigation satellite system,GNSS),调频(frequency modulation,FM),近距离无线通信技术(near field communication,NFC),红外技术(infrared,IR)等无线通信的解决方案。无线通信模块103可以是集成至少一个通信处理模块的一个或多个器件。无线通信模块103经由天线接收电磁波,将电磁波信号调频以及滤波处理,将处理后的信号发送到处理器101。无线通信模块103还可以从处理器101中接收待发送的信号,对其进行调频、放大,经天线转为电磁波辐射出去。在一些可能的实施方式中,电子设备100还可以通过无线通信模块103中的蓝牙模块(图1未示出)、WLAN模块(图1未示出)发射信号探测或扫描在电子设备100附近的设备,并与该附近的设备建立无线通信连接以传输数据。其中,蓝牙模块可以提供包括经典蓝牙(basic rate/enhanced datarate,BR/EDR) 或蓝牙低功耗(bluetooth low energy,BLE)中一项或多项蓝牙通信的解决方案,WLAN模块可以提供包括Wi-Fi direct、Wi-Fi LAN或Wi-Fi softAP中一项或多项WLAN通信的解决方案。
音频模块104进一步包括扬声器104A,受话器104B,麦克风104C,耳机接口104D,以及应用处理器等实现音频功能。例如音乐播放,录音等。
音频模块104可以用于将数字音频信息转换成模拟音频信号输出,也可以用于将模拟音频输入转换成数字音频信号。音频模块104还可以用于对音频信号编码和解码。在一些可能的实施方式中,音频模块104还可以设置于处理器101中,或将音频模块104的部分功能模块设置于处理器101中。
电子设备100可以包括扬声器104A。扬声器104A,也可以称为“喇叭”,用于将音频电信号转换成为声音信号。其中,扬声器104A可以分为单声道扬声器、双声道扬声器、立体声扬声器。对于扬声器104A的类型,本申请不做限定。
受话器104B,也称“听筒”,用于将音频电信号转换成声音信号。当电子设备接听电话或语音信息时,可以通过将受话器104B靠近人耳接听语音。
麦克风104C,又称“传声器”、“话筒”,主要分为电容麦克风和动圈麦克风。其中,电容麦克风的极头由两片金属薄膜组成,薄膜的不同间距造成不同的电容;动圈麦克风是通过电磁感应的原理,利用线圈在磁场中切割磁感应线,将声信号转化为电信号。对于麦克风104C的类型,本申请不做限定。当拨打电话或发送语音信息时,用户可以通过人嘴靠近麦克风103发声,将声音信号输入到麦克风104C。电子设备100可以设置至少一个麦克风104C。在另一些实施例中,电子设备100可以设置两个麦克风104C,除了采集声音信号,还可以实现降噪功能。在另一些实施例中,电子设备100还可以设置三个、四个或更多麦克风104C,实现采集声音信号、降噪,还可以识别声音来源,实现定向录音功能等。
耳机接口104D用于连接有线耳机。耳机接口104D可以是USB接口,也可以是3.5mm的开放移动电子设备平台(open mobile terminal platform,OMTP)标准接口,美国蜂窝电信工业协会(cellular telecommunications industry association of the USA,CTIA)标准接口。
在本申请实施例中,电子设备包括硬件层、运行在硬件层之上的操作系统层,以及运行在操作系统层上的应用层。其中,硬件层可以包括中央处理器(central processingunit,CPU)、内存管理单元(memory management unit,MMU)和内存(也称为主存)等硬件。操作系统层的操作系统可以是任意一种或多种通过进程(process)实现业务处理的计算机操作系统,例如,Linux操作系统、Unix操作系统、Android操作系统、iOS操作系统或windows操作系统等。应用层可以包含手电筒、浏览器、通讯录、文字处理软件、即时通信软件、音频播放软件、视频播放软件等应用。
对于本领域的技术人员而言将显而易见的是,上文关于电子设备100所呈现的具体细中的一些细节可为实践特定的所述实施方案或其等同物所不需要的。类似地,其他电子设备可以包括更多数量的子系统、模块、部件等。在适当的情况下,一些子模块可以被实现为较件或硬件。因此,应当理解,上述描述并非旨在穷举或将本公开限制于本文所述的精确形式。相反,对于本领域的普通技术人员而言将显而易见的是,根据上述教导内容,许多修改和变型是可能的。
参见图3,该图为本申请实施例提供的一种麦克风内部结构示意图。需要说明的是,本申请实施例中提供的麦克风可以是驻极体电容麦克风(electret condensermicrophone,ECM),也可以是MEMS麦克风,本申请不做限定,图3中以MEMS麦克风201为例进行说明。
MEMS麦克风201的内部可以包括MEMS芯片301和集成电路芯片302(ApplicationSpecific Integrated Circuit, ASIC)。其中,MEMS芯片301和集成电路芯片302可以进行连接。麦克风的调整参数信息,即寄存器值,可以写入到集成电路芯片302中。
具体地,当扬声器播放音频或人声对准麦克风说话,使声波引起气压发生变化时,MEMS芯片301中的硅振膜可以随着气压的变化而弯曲,则该硅振膜与MEMS芯片301上背板间的电容量可以发生变化,并将该电容信号传递至集成电路芯片302。集成电路芯片302可以基于MEMS芯片301发送的校准参数信息,将声波所引起的该电容量变化转换为目标电信号。
其中,MEMS麦克风201可以是模拟麦克风,输出模拟信号;也可以是数字麦克风,输出数字信号。需要说明的是,对于MEMS麦克风的种类,本申请不做限定。
在一种可能的实现方式中,若麦克风为数字麦克风,则麦克风内部结构还可以设置模拟数字转换器(analog to digital converter,ADC,图中未示出),用以输出数字信号。
在一些可能的实施方式中,MEMS芯片可以是圆形,也可以是方形或者其他形状。对于MEMS芯片的形状,本申请不做限定。
在一些可能的实施方式中,麦克风可以包括一个MEMS芯片,也可以包括多个MEMS芯片,对于MEMS芯片的个数,本申请不做限定。
需要说明的是,上述图示中的麦克风内部结构仅仅用于示例性解释本申请,并不构成对本申请的具体限制。
参见图4,该图为本申请实施例提供的一种麦克风配置调整方法流程图。
S41:扬声器播放音源。
扬声器可以是配置在电子设备100上的内部扬声器,也可以是没有配置在电子设备100上的外部扬声器,例如外部音响等。需要说明的是,对于扬声器的具体位置,本申请不做限定。
参见图5,该图为本申请实施例提供的一种外部扬声器播放音源的示意图。图5中,外部扬声器501面向于电子设备100的导声腔204进行固定,从而使外部扬声器501播放的音源可以进入电子设备100的导声腔204,并进一步使音源的声音信号作用于电子设备100的麦克风201。可以理解的是,外部扬声器501也可以面向于电子设备100的显示屏进行固定,也可以面向于电子设备100的后盖进行固定,对于外部扬声器和电子设备的具体位置关系,本申请不做限定。
音源可以是频率在指定频段范围内进行连续变化的扫频音源,也可以是预设的其他具有频率变化的音源。需要说明的是,对于具体的音源形式,本申请不做限定。可以理解的是,当音源是扫频音源时,音源的频率可以在指定频段范围内由高到低进行连续变化,也可以在指定频段范围内由低到高进行连续变化。在一些可能的实施方式中,当音源是扫频音源时,该音源可以线性地从0.1千赫兹(kilohertz,KHz)变化到4千赫兹,持续时间为10秒。本申请对音源的频率变化范围和持续时间并不作具体限制。
在一些可能的实施方式中,音源也可以是环境的背景音,例如嘈杂环境下的人声、背景音乐声等,对于具体的音源,本申请不做限定。
S42:电子设备通过麦克风采集音源的声音信号。
通过对麦克风的腔体结构进行测试或仿真,以获取所述麦克风采集的声音信号。
电子设备100可以通过电子设备100内置的麦克风201采集音源的声音信号。麦克风201可以是数字麦克风,也可以是模拟麦克风。对于麦克风201的种类,本申请不做限定。
电子设备100可以通过一个或多个麦克风201进行音源的声音信号的采集。对于麦克风201的数量,本申请不做限定。
电子设备100的导声腔204可以设置在电子设备100的听筒附近,也可以设置在电子设备100的充电口附近。对于电子设备100的导声腔204的具体位置,本申请不做限定。
进一步地,所获取到的音源的声音信号可以保存在电子设备100中,和/或保存在区别于电子设备100的其他电子设备中。关于如何保存获取到的声音信号,本申请不做限定。
在另一些实施例中,电子设备100也可以通过外置的麦克风采集音源的声音信号。例如,电子设备100可以连接耳机设备,耳机设备中可以包括麦克风,以音源为人声为例,当用户通过耳机设备的麦克风进行语音通话或语音控制时,可以通过耳机设备的麦克风采集用户的声音信号。需要说明的是,对于麦克风的位置,本申请不做限定。
S43:麦克风将采集的声音信号转换为电信号。
麦克风201在采集到音源的声音信号后,由麦克风201通过物理谐振,将该声音信号转换为对应的电信号,即音频信号。
其中,电信号的表现形式(如幅度,频谱特性等)记录下了原本的声音信息。在一种实施例中,若该麦克风201为模拟麦克风,则其对应的电信号为模拟电信号;若该麦克风201为数字麦克风,则其对应的电信号为数字电信号。需要说明的是,对于电信号的种类,本申请不做限定。
S44:电子设备基于电信号,确定麦克风的频率响应曲线。
麦克风的频率响应信息,是在相同的声音响度下,麦克风接收到各频率声音信号时的输出信号与接收到指定频率(例如,1KHz)声音信号时的输出信号之比。即,麦克风的频率响应是麦克风接收到不同频率声音时,输出信号会随着频率的变化而发生放大或衰减。麦克风的频率响应信息可以用曲线进行表示,该曲线被称为频率响应曲线。电子设备100可以基于麦克风的电信号,确定出麦克风的频率响应曲线。该麦克风的频率响应曲线即为该麦克风采集到的音频信号的特征。
在一些可能的实现方式中,麦克风可以将采集到的声音信号转换为电信号,即音频信号后,电子设备100可以基于麦克风在各频率声音信号下的输出信号与在指定频率(例如,1KHz)下声音信号的输出信号的比值(该比值可以被称为相对灵敏度),通过音频分析仪器设备(AudioPrecision , AP)或音频软件(例如Audition软件)进行分析,以确定出表示麦克风的频率响应曲线。
在另一些可能的实现方式中,还可以通过一些仿真软件仿真出表示麦克风的频率响应曲线。需要说明的是,对于具体的表示麦克风频率响应曲线的方法,本申请不做限定。
参见图6,该图为本申请实施例提供的一种整机结构腔体频率响应曲线示意图。其中,图6中的横轴可以表示频率,单位为赫兹(hertz,Hz);纵轴可以表示响度,即相对灵敏度,单位为db。
其中,0db代表麦克风的输出信号跟原始声音(即是音源)一致,没有被改变;大于0db代表麦克风的输出信号被放大;小于0db则代表麦克风的输出信号被衰减。由图6可知,当声音信号的频率大于0Hz时,麦克风的输出信号均被放大。
S45:电子设备在麦克风中写入寄存器值对频率响应曲线进行调整,确定出寄存器目标值。
当频率响应曲线不满足预设要求时,可以根据频率响应曲线与预设要求的差距,确定出寄存器目标值。在一些可能的实现方式中,电子设备100可以在麦克风201中写入寄存器值,此寄存器值即为寄存器目标值。电子设备100可以通过该寄存器目标值对获取到的频率响应曲线进行调整,得到目标频率响应曲线,该目标频率响应曲线即为预设要求。需要说明的是,该目标频率响应曲线可以是一条直线,也可以是一条曲线,可以根据实际需求及使用场景进行相应调整,本申请不做限定。
在一种可能的实施方式中,可以写入一组16位或32位二进制数值,这些数值可以对频率响应曲线每个小的频段上的响度值进行增益调整(升高或降低)以及曲线平滑处理等,使得原来的频率响应曲线变成新的频率响应曲线,即目标频率响应曲线。
参见图7,该图为本申请实施例提供的一种目标频率响应曲线示意图。通过在麦克风中改写寄存器值的方式,使得整机结构腔体产生的频响峰谷形成削弱,进而得到麦克风输出所需要的目标频率响应曲线。
在一些可能的实施方式中,由于麦克风整机结构腔结构中麦克风201、印刷电路板202、密封圈203、导声腔204等物理结构均具有一定公差,使得配置于电子设备100内部的各麦克风对应的性能参数信息具有差异性,因此可以先对S44中获取的频率响应曲线进行初步调整,从而确定调整频率响应曲线。在确定调整频率响应曲线后,再进一步改写寄存器值,对该调整频率响应曲线进行进一步调整,从而确定目标频率响应曲线。本申请对电子设备100基于前述步骤中所得多个麦克风的频率响应曲线确定出调整频率响应曲线的具体方法不作限制。
在一种实施方式中,电子设备100可以基于前述步骤中所得麦克风的频率响应曲线计算出平均值曲线,并将该平均值曲线确定为调整频率响应曲线。获取调整频率响应曲线后,改写寄存器值,对该调整频率响应曲线进行进一步调整,获取目标频率响应曲线。该目标频率响应曲线即表征寄存器目标值。
在另一种实现方式中,电子设备100可以基于前述步骤中所得各麦克风的频率响应曲线计算出中值曲线,并将该中值曲线确定为调整频率响应曲线。获取调整频率响应曲线后,改写寄存器值,对该调整频率响应曲线进行进一步调整,获取目标频率响应曲线。该目标频率响应曲线即表征寄存器目标值。
S46:电子设备将该寄存器目标写入数字信号处理器。
电子设备100将该寄存器目标值写入麦克风的数字信号处理器,以调整该电信号,即音频信号的特征。
在一种实施方式中,参见图8A,该图为本申请实施例适用的一种麦克风与数字信号处理器的关系示意图。不论麦克风为模拟麦克风还是数字麦克风,均可以将改写的寄存器值从麦克风201的集成电路芯片302(Application Specific Integrated Circuit,ASIC)经过编解码器803(COder-DECoder,Codec)进行编解码操作后,存储至应用处理器801(Application Processor,AP)的数字信号处理器802(Digital Signal Processor,DSP)中。其中,编解码器803指的是一个能够对一个信号或者一个数据流进行变换的设备或者程序。这里指的变换既包括将信号或者数据流进行编码(通常是为了传输、存储或者加密)或者提取得到一个编码流的操作,也包括为了观察或者处理从这个编码流中恢复适合观察或操作的形式的操作。
在另一种实施方式中,参见图8B,该图为本申请实施例适用的又一种麦克风与数字信号处理器的关系示意图。如果麦克风为数字麦克风,可以将改写的寄存器值从麦克风201的集成电路芯片302直接存储至应用处理器801的数字信号处理器802中。
在另一种实施方式中,参见图8C,该图为本申请实施例适用的第三种麦克风与数字信号处理器的关系示意图。如果麦克风为数字麦克风,可以将改写的寄存器值从麦克风201的集成电路芯片302直接存储至编解码器803的数字信号处理器802中。
S47:从数字信号处理器中读取寄存器值写入麦克风的集成电路芯片中。
寄存器值即为对原始的频率响应曲线通过修改寄存器目标值的方式进行调整后所得到的寄存器的值。电子设备100可以通过指定接口从数字信号处理器802中读取寄存器值,并将该寄存器值写入到麦克风的集成电路芯片302中,从而调整该音频信号的特征。其中,指定接口可以是集成电路(inter-integrated circuit,I2C)接口,也可以是其他接口,本申请不做限定。
在一些可能的实施方式中,频率响应曲线、寄存器目标值、寄存器值等也可以保存至电子设备100的存储器件中,从而电子设备100则无需将其写入麦克风的集成电路芯片302中。在一种可能的实现方式中,该存储器件可以是存储器。需要说明的是,对于具体的存储器件,本申请不做限定。
需要说明的是,上述步骤仅仅用于示例性解释本申请,具体实现中可以改变上述步骤实施的先后顺序,也可以包括比图示更多的步骤或更少的步骤。
本申请提供一种麦克风配置调整方法,电子设备通过修改麦克风寄存器值的方式,消除整机结构带来的频带失真的问题,从而降低失真出现的概率。
上述实施例为针对物理腔体中的麦克风单体频率响应曲线调整方案,能够通过I2C接口对麦克风进行修改寄存器值来实现麦克风的频率响应曲线修改。进一步地,电子设备100可以根据用户不同的使用场景,如通话、录音、录像等,预先设置好不同的增益和寄存器值。其中,麦克风增益是指麦克风信号幅度的提升。
参见图9,该图为本申请实施例提供的一种场景使用增益修改方法流程图。其中,需要先针对物理腔体中的麦克风单体频率响应曲线,根据不同使用场景调整相应的不同方案,即完成一次或多次S41至S47的操作后,执行S91及后续操作。
S91:根据不同场景,从数字信号处理器中读取预置寄存器值写入麦克风。
当电子设备的使用场景不同时,电子设备100对于麦克风201的增益的需求不同。根据场景对增益的需求的不同,电子设备100可以选取对应的不同的寄存器值。增益是指麦克风201通过改写寄存器值,使信号幅度整体改变的值,增益与寄存器值是一一对应的。若增益为正则说明频率响应曲线升高,若增益为负则说明频率响应曲线降低。对于增益的正负与大小,本申请不做限定。
在一些可能的实施方式中,电子设备100可以通过指定接口从数字信号处理器802中读取预置的寄存器值,并将其写入到麦克风中。其中,预置寄存器值的具体方法即为S41至S47的具体操作。指定接口可以是集成电路(inter-integrated circuit,I2C)接口,也可以是其他接口,对于具体的接口,本申请不做限定。
对于不同场景的识别及选取,可以是由用户识别后手动选取,也可以是电子设备100智能识别及选取。具体的,智能识别的场景分类可以是录音、通话、游戏、语音唤醒等。在一些可能的实施方式中,电子设备100能够后台自动识别该电子设备100是否处于通话环境,进而读取此时增益需求对应的寄存器值,将该寄存器值写入麦克风201中。进一步地,当电子设备100所处环境十分嘈杂、环境噪声很大时,为了不使声音破音或失真,就需要来降低一些增益,以保证麦克风201录进的声音不存在削波。
S92:侦测声音信号是否有削波,若是则执行S93,若否则执行S94。
预先设置好不同的寄存器值后,电子设备100的使用过程中,应用处理器的数字信号处理器会实施侦测录取到的声音信号,并进行分析判断,检测声音信号是否有削波。其中,削波是一种失真形式,一旦超过阈值就会限制信号。若存在削波,则会导致声音破音或失真。
若声音信号中有削波,则执行S93;若声音信号中无削波,则执行S94。
S93:降低麦克风的寄存器值写入到麦克风中。
若声音信号中有削波,则说明外界声音过大,开始以降低麦克风的寄存器值的方法降低麦克风增益。
在一些可能的实施方式中,可以按每帧数据降低1db的方式进行麦克风寄存器值的降低。需要说明的是,还可以按每帧数据降低5db、10db等的方式进行麦克风寄存器值的降低,对于具体的降低速度,本申请不做限定。
在另一些可能的实施方式中,还可以设置步长,可以按20ms降低1db的方式进行麦克风寄存器值的降低。需要说明的是,还可以按5db、10db等降低1db的方式进行麦克风寄存器值的降低,对于具体的降低速度,本申请不做限定。
需要说明的是,实际应用中,降低麦克风增益直至声音信号中不出现削波的时间很短,可以忽略不计。
降低麦克风寄存器值并将该寄存器值写入至麦克风后,再次执行S92,即侦测声音信号中是否仍旧存在削波。
S94:停止麦克风寄存器值调整,增加至原始寄存器值。
若声音信号中无削波,则可以停止麦克风的寄存器值调整,并逐步增加至原始寄存器值,以保证获取的声音音量再次回升增大。
在一些可能的实施方式中,可以按每帧数据增加1db的方式进行麦克风寄存器值的增加。需要说明的是,还可以按每帧数据增加5db、10db等方式进行麦克风寄存器值的增加,对于增加的具体速度,本申请不做限定。在另一些可能的实施方式中,还可以设置步长,可以按20ms增加1db的方式进行麦克风寄存器值的增加。需要说明的是,还可以按5db、10db等降低1db的方式进行麦克风寄存器值的增加,对于具体的降低速度,本申请不做限定。
本申请中,电子设备100利用通过I2C接口修改麦克风寄存器值的方式调整麦克风的增益,从而消除整机结构带来的频带失真的问题(如AOP不够大带来的削波问题),降低失真出现的概率。并且,针对不同的用户使用场景可以调节麦克风的寄存器,实现不同的增益控制,且可以实时调整,在各种使用场景(例如录音、通话、游戏、语音唤醒等)中,效果算法处理更佳。
本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质中存储有计算机程序或指令,当所述计算机程序或指令被运行时,实现上述方法实施例中电子设备100执行的各个功能或者步骤。
本申请实施例还提供一种计算机程序产品,包括计算机程序或指令,所述计算机程序或指令被处理器执行时,实现上述方法实施例中电子设备100执行的各个功能或者步骤。
通过以上的实施方式的描述,所属领域的技术人员可以清楚地了解到,为描述的方便和简洁,仅以上述各功能模块的划分进行举例说明,实际应用中,可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成,即将装置的内部结构划分成不同的功能模块,以完成以上描述的全部或者部分功能。上述描述的系统,装置和单元的具体工作过程,可以参考前述方法实施例中的对应过程,在此不再赘述。
以上所述,仅为本申请的具体实施方式,但本申请的保护范围并不局限于此,任何在本申请揭露的技术范围内的变化或替换,都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此,本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种麦克风配置调整方法,其特征在于,所述方法包括:
对麦克风腔体结构进行测试或仿真,以获取所述麦克风所采集的音频信号的特征;
当确定所述音频信号的特征不满足预设要求时,根据所述音频信号的特征与所述预设要求的差距确定寄存器目标值;
将所述寄存器目标值写入所述麦克风,以调整所述音频信号的特征。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述音频信号的特征为所述音频信号对应的频率响应曲线,所述预设要求为目标频率响应曲线;根据所述音频信号的特征与所述预设要求的差距确定寄存器目标值,包括:
根据所述音频信号对应的频率响应曲线与所述目标频率响应曲线确定曲线之间相互对应的频段的增益差值;
根据增益变化量与寄存器值之间的对应关系,确定所述增益差值对应的寄存器目标值。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在调整所述音频信号的特征之后,所述方法还包括:
当确定所述麦克风采集的目标音频信号中包含削波,则下调所述寄存器的值,直至确定通过下调后的寄存器的值调整过的目标音频信号中不包含削波。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,在确定通过下调后的寄存器的值调整过的目标音频信号中不包含削波之后,所述方法还包括:
将所述寄存器中的值恢复到所述寄存器目标值。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据所述音频信号的特征与所述预设要求的差距确定寄存器目标值,包括:
根据所述音频信号的特征确定特征平均值,基于所述特征平均值与所述预设要求的差距确定寄存器目标值;
或,根据所述音频信号的特征确定特征中值,基于所述特征中值与所述预设要求的差距确定寄存器目标值。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述麦克风为模拟麦克风;在所述将所述寄存器目标值写入所述麦克风之后,所述方法还包括:
将所述寄存器目标值从所述模拟麦克风的集成电路芯片,经由编解码器完成编解码操作后,存储至应用处理器的数字信号处理器中。
7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述麦克风为数字麦克风;在所述将所述寄存器目标值写入所述麦克风之后,所述方法还包括:
将所述寄存器目标值从所述数字麦克风的集成电路芯片,经由编解码器完成编解码操作后,存储至应用处理器的数字信号处理器中;
或,将所述寄存器目标值从所述数字麦克风的集成电路芯片,存储至所述应用处理器的数字信号处理器中;
或,将所述寄存器目标值从所述数字麦克风的集成电路芯片,存储至所述编解码器的数字信号处理器中。
8.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述频率响应曲线的确定方式,包括:
响应于音频分析仪器设备和/或音频软件对所述音频信号的分析结果,确定所述麦克风的频率响应曲线。
9.一种电子设备,其特征在于,包括处理器和存储器;
所述存储器,用于存储计算机执行指令;
所述处理器,用于执行所述存储器存储的计算机执行指令,使得所述处理器执行如权利要求1-8中任一项所述的方法。
10.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质中存储有计算机程序或指令,当所述计算机程序或指令被运行时,实现如权利要求1-8中任一项所述的方法。
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