TW202418270A - 一種噪音消除方法、裝置、電子設備、耳機及儲存介質 - Google Patents
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Abstract
本發明實施例公開了一種噪音消除方法、裝置、電子設備、耳機及儲存介質。該方法包括：獲取原始聲源訊息；將原始聲源訊息採用ANC進行降噪處理，得到第一聲音訊息；並同時將原始聲源訊息採用ENC進行降噪處理，得到第二聲音訊息；將原始聲源訊息採用ANC進行降噪處理，得到第一聲音訊息，包括：將原始聲源訊息通過相位逆變器，進行噪聲相位反相處理，得到反相波訊號；根據反相波訊號，對原始聲源訊息進行噪聲抵消，得到第一聲音訊息；將第一聲音訊息與第二聲音訊息進行混合相加，得到目標聲音訊息，並將目標聲音訊息進行播放。該方法可以對聲音進行ANC及ENC降噪處理，區分環境噪聲與人聲，提高噪音消除性能，使使用者聽到更清晰的聲音。
Description
本發明涉及音訊處理技術領域，尤其涉及一種噪音消除方法、裝置、電子設備、耳機及儲存介質。
在一些耳機相關的產品中，如頭戴式耳機、貼耳式耳機、入耳式耳機、輔聽器或者助聽器等，通常獲取的原始聲音訊號是包含噪聲的，直接將原始聲音訊號傳輸至使用者會造成干擾。
先前技術中，通常通過主動噪聲消除（Active Noise Cancellation，ANC）對原始聲音訊號進行噪聲消除。但是，僅通過ANC進行噪聲消除無法達到環境與人聲區分的效果，致使噪音消除性能差，使用者聽到的聲音依舊嘈雜。
本發明提供了一種噪音消除方法、裝置、電子設備、耳機及儲存介質，可以提高噪音消除性能，使使用者聽到更清晰的聲音。
根據本發明的一方面，提供了一種噪音消除方法，該方法包括：獲取原始聲源訊息；
將原始聲源訊息採用主動噪聲消除ANC進行降噪處理，得到第一聲音訊息；並同時將原始聲源訊息採用環境噪聲消除ENC進行降噪處理，得到第二聲音訊息；
將第一聲音訊息與第二聲音訊息進行混合相加，得到目標聲音訊息，並將目標聲音訊息進行播放。
根據本發明的另一方面，提供了一種噪音消除裝置，該裝置包括：
原始聲源訊息獲取模組，用於獲取原始聲源訊息；
降噪處理模組，用於將原始聲源訊息採用主動噪聲消除ANC進行降噪處理，得到第一聲音訊息；並同時將原始聲源訊息採用環境噪聲消除ENC進行降噪處理，得到第二聲音訊息；
聲音播放模組，用於將第一聲音訊息與第二聲音訊息進行混合相加，得到目標聲音訊息，並將目標聲音訊息進行播放。
根據本發明的另一方面，提供了一種電子設備，電子設備包括：
至少一個處理器；以及
與至少一個處理器通訊連接的記憶體；其中，
記憶體儲存有可被至少一個處理器執行的電腦程式，電腦程式被至少一個處理器執行，以使至少一個處理器能夠執行本發明任一實施例的噪音消除方法。
根據本發明的另一方面，提供了一種噪音消除耳機，噪音消除耳機，包括：麥克風、降噪處理器、以及揚聲器；其中：
麥克風，用於獲取原始聲源訊息；
降噪處理器，用於採用本發明任一實施例所提供的方法對原始聲源訊息進行降噪處理，得到目標聲音訊息；
揚聲器，用於採用本發明任一實施例所提供的方法對目標聲音訊息進行播放。
根據本發明的另一方面，提供了一種噪音消除耳機，噪音消除耳機，包括：第一麥克風、第二麥克風、降噪處理器、以及揚聲器；其中：
第一麥克風，用於獲取第一聲源訊息；
第二麥克風，用於獲取第二聲源訊息；
降噪處理器，用於根據第二聲源訊息對第一聲源訊息進行主動噪聲消除ANC降噪處理，得到第三聲音訊息；
降噪處理器，又用於將第一聲源訊息作為原始聲源訊息，並採用如本發明任一實施例所提供的方法進行環境噪聲消除ENC降噪處理，得到第二聲音訊息；
降噪處理器，還用於將第三聲音訊息與第二聲音訊息進行混合相加，得到目標聲音訊息；
揚聲器，用於採用如本發明任一實施例所提供的方法對目標聲音訊息進行播放。
根據本發明的另一方面，提供了一種電腦可讀儲存介質，電腦可讀儲存介質儲存有電腦指令，電腦指令用於使處理器執行時實現本發明任一實施例的噪音消除方法。
本發明實施例的技術手段，通過獲取原始聲源訊息；將原始聲源訊息採用ANC進行降噪處理，得到第一聲音訊息；並同時將原始聲源訊息採用ENC進行降噪處理，得到第二聲音訊息；將第一聲音訊息與第二聲音訊息進行混合相加，得到目標聲音訊息，並將目標聲音訊息進行播放，解決了噪音消除的問題，通過對聲音進行ANC及ENC降噪處理，可以區分環境噪聲與人聲，提高噪音消除性能，使使用者聽到更清晰的聲音。
應當理解，本部分所描述的內容並非旨在標識本發明的實施例的關鍵或重要特徵，也不用於限制本發明的範圍。本發明的其它特徵將通過以下的說明書而變得容易理解。
為了使所屬技術領域中具有通常知識者更好地理解本發明方案，下面將結合本發明實施例中的圖式，對本發明實施例中的技術手段進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分的實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，所屬技術領域中具有通常知識者在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都應當屬於本發明保護的範圍。
需要說明的是，本發明的說明書和發明申請專利範圍及上述圖式中的術語「第一」、「第二」、「原始」、「目標」等是用於區別類似的對象，而不必用於描述特定的順序或先後次序。應該理解這樣使用的數據在適當情況下可以互換，以便這裡描述的本發明的實施例能夠以除了在這裡圖示或描述的那些以外的順序實施。此外，術語「包括」和「具有」以及他們的任何變形，意圖在於覆蓋不排他的包含，例如，包含了一系列步驟或單元的過程、方法、系統、產品或設備不必限於清楚地列出的那些步驟或單元，而是可包括沒有清楚地列出的或對於這些過程、方法、產品或設備固有的其它步驟或單元。
［實施例一］
圖1a是根據本發明實施例一提供的一種噪音消除方法的流程圖，本實施例可適用於在耳機相關的產品中進行噪音消除的情況，該方法可以由噪音消除裝置來執行，該噪音消除裝置可以採用硬體及/或軟體的形式實現，該噪音消除裝置可配置於電子設備中，如耳機、電腦、手機等。如圖1a所示，該方法包括：
步驟110、獲取原始聲源訊息。
其中，原始聲源訊息可以是包含環境噪聲以及人聲的訊息。具體的，原始聲源訊息可以是通過麥克風對所處環境中的聲音進行採集生成的。
具體的，在本發明實施例的一個可選實施方式中，獲取原始聲源訊息，包括：通過麥克風獲取原始聲源的聲訊號，並將原始聲源的聲訊號轉換為原始聲源的電訊號；通過類比數位轉換器將原始聲源的電訊號轉換為原始聲源的數位訊號，並將原始聲源的數位訊號作為原始聲源訊息。
其中，原始聲源中包含的人聲與噪音是混在一起的，可以同時被麥克風（如FF MIC）獲取。麥克風可以將聲音訊號轉換為電訊號。電訊號可以通過類比數位轉換器（ADC）轉換為數位訊號，數位訊號可以同時分配給ANC以及環境噪聲消除（Environmental Noise cancellation，ENC）進行運算，便於對聲音進行降噪處理。
步驟120、將原始聲源訊息採用ANC進行降噪處理，得到第一聲音訊息；並同時將原始聲源訊息採用ENC進行降噪處理，得到第二聲音訊息。
其中，ANC可以通過對原始聲源訊息進行數位訊號處理（Digital Signal Processor，DSP），生成與噪聲大小相同、相位（Phase）相反的反噪音，從而採用反噪聲與原噪音相互抵消來達到降噪。但是，先前技術中ANC的消除不會區分環境噪聲與人聲，而是均會消除，造成使用者獲取到的音效差。
ENC可以是利用ENC晶片對原始聲源訊息進行處理，區分人聲與環境噪音，僅保留人聲，並消除環境噪音。但是，單獨使用ENC進行DSP處理實現降噪，需要的運算時長長，如需要30-50毫秒。由於ENC運算的延遲，會使使用者容易察覺到有兩個聲音：原始的聲音源，以及運算延遲的聲音。進而，使用者使用體驗會很差。
本發明實施例中，將原始聲源訊息同時採用ANC以及ENC進行降噪處理，可以在使用ANC降噪的基礎上減少ENC的處理時長。從而，可以避免單獨使用ANC造成的無法分離環境噪聲與人聲，而將環境噪聲與人聲一併消除的問題。也可以避免單獨使用ENC進行降噪處理，無法達到高效的環境噪聲消除。並且，當使用者在近端使用時，可以避免由於ENC處理時長較長造成外部噪聲從外部穿透至使用者耳朵，造成使用者感知到兩個聲音的問題。綜上，通過將原始聲源訊息同時採用ANC與ENC進行處理，可以達到訊號處理更清晰，且保留完整人聲的效果，從而使用者可以更清楚地聽到外部的人聲。
步驟130、將第一聲音訊息與第二聲音訊息進行混合相加，得到目標聲音訊息，並將目標聲音訊息進行播放。
其中，本發明實施例的方法可以將ANC與ENC處理得到的聲音訊息進行混合，可以得到完整且乾淨的人聲，改善先前技術中耳機、輔聽器或者助聽器的通透模式時聽音吵雜的問題，加強環境音消噪效果與加強人聲，從而可以讓使用者聽到更清晰的外部人聲。
具體的，在本發明實施例的一個可選實施方式中，將第一聲音訊息與第二聲音訊息進行混合相加，得到目標聲音訊息，包括：通過數位類比轉換器將混合相加後的聲音訊息轉換為目標電訊號，並通過揚聲器將目標電訊號轉換為目標聲訊號，得到目標聲音訊息。
其中，數位類比轉換器（DAC）可以將ANC與ENC處理後混合相加的訊號轉換為電訊號。進而，DAC轉換得到的電訊號可以傳輸至揚聲器。揚聲器可以將電訊號轉換為聲訊號，並進行播放。
本實施例的技術手段，通過獲取原始聲源訊息；將原始聲源訊息採用主動噪聲消除ANC進行降噪處理，得到第一聲音訊息；並同時將原始聲源訊息採用環境噪聲消除ENC進行降噪處理，得到第二聲音訊息；將第一聲音訊息與第二聲音訊息進行混合相加，得到目標聲音訊息，並將目標聲音訊息進行播放，解決了噪音消除的問題，通過對聲音進行ANC及ENC降噪處理，可以區分環境噪聲與人聲，提高噪音消除性能，使使用者聽到更清晰的聲音。
圖1b是根據本發明實施例一提供的又一種噪音消除方法的流程圖。如圖1b所示，麥克風可以拾取外部訊號，此時由於人聲與環境噪聲無法區分，如果使用者直接聽取該外部訊號會感覺聲音吵雜。本發明實施例的技術手段可以結合ANC與ENC各自的特點進行語音訊號處理。其中，ANC可以負責降低低頻訊號的噪音，ENC可以針對人聲的語音頻段進行獨立處理，保留人聲，降低運算時長。即通過ANC實現通過反相波消除噪音，通過ENC實現人聲與環境噪音去除。之後，可以將ANC與ENC處理得到的訊號混合在一起，通過揚聲器對混合後的訊號進行播放，改善傳統耳機類產品的通透模式聽音嘈雜的問題，加強環境噪音消噪效果並加強人聲，使使用者聽到更清晰的外部人聲。在使用通透模式時，也會基於ENC運算時長的縮短，避免使用者感知到兩個聲音。
［實施例二］
圖2a據本發明實施例二提供的一種噪音消除方法的流程圖，本實施例是對上述技術手段的進一步細化，本實施例中的技術手段可以與上述一個或者多個實施例中的各個可選方案結合。如圖2a所示，該方法包括：
步驟210、獲取原始聲源訊息。
在本發明實施例的一個可選實施方式中，獲取原始聲源訊息，包括：通過麥克風獲取原始聲源的聲訊號，並將原始聲源的聲訊號轉換為原始聲源的電訊號；通過類比數位轉換器將原始聲源的電訊號轉換為原始聲源的數位訊號，並將原始聲源的數位訊號作為原始聲源訊息。
步驟220、將原始聲源訊息通過相位逆變器，進行噪聲相位反相處理，得到反相波訊號。
在本發明實施例的一個可選實施方式中，在將原始聲源訊息通過相位逆變器，進行噪聲相位反相處理，得到反相波訊號之前，還包括：對原始聲源訊息進行低通濾波，得到第一目標頻段的原始聲源訊息。
其中，低通濾波（Low-pass filter）可以是將原始聲源訊息進行濾波，選取ANC降噪處理效果好的第一目標頻段。具體的，受限於物理特性上聲音波長與ANC處理反相波的延遲，可以濾除降噪處理效果差的高頻，避免ANC處理時高頻翻轉的反效果。即第一目標頻段可以是低頻頻段。具體的，根據具體研究，可以將第一目標頻段，設置為20赫茲至4千赫茲構成的頻段。
儘管在1千赫茲之後的頻段，ANC的DSP處理運算速度越快時，降噪可以處理的頻率可以越來越高；但是，考慮到需要避免高頻翻轉的效果，即需要避免原本的降噪變為增加噪音，本發明實施例通過低通濾波器僅通過ANC處理20赫茲至4千赫茲的原始聲源訊息，可以避免高頻噪音影響降噪品質。
具體的，在本發明實施例的一個可選實施方式中，對原始聲源訊息進行低通濾波，得到第一目標頻段的原始聲源訊息，包括：通過雙二階濾波器對原始聲源訊息進行低通濾波，得到第一目標頻段的原始聲源訊息。
其中，雙二階濾波器（Biquad filter）是傳遞函數的分子、分母都是二階多項式的濾波器。採用雙二階濾波器可以避免濾波器對係數敏感，可以單獨進行使用達到更好的濾波效果。
在對原始聲源訊息進行低通濾波後得到第一目標頻段的原始聲源訊息後，可以對該濾波後的原始聲源訊息通過相位逆變器（Phase inverter）進行相位相反處理，得到反相波訊號。進而，可以根據反相波訊號對原始聲源訊息進行噪聲抵消，得到第一聲音訊息，實現低頻降噪。
步驟230、根據反相波訊號，對原始聲源訊息進行噪聲抵消，得到第一聲音訊息。
在本發明實施例的一個可選實施方式中，根據反相波訊號，對原始聲源訊息進行噪聲抵消，得到第一聲音訊息，包括：通過增益調整對反相波訊號進行音量調整，得到與原始聲源訊息中噪聲大小相同的目標反相波訊號；根據目標反相波訊號，對原始聲源訊息進行噪聲抵消，得到第一聲音訊息。
其中，得到反相波訊號後可以通過增益（Gain）對反相波訊號進行音量調整，將反相波訊號調整至與耳朵內目前殘留噪音大小相同的目標反相波訊號。該目標反相波訊號可以直接與原始聲源訊息進行噪聲抵消，從而達到低頻噪音降噪效果。
步驟240、將原始聲源訊息通過軟體降噪算法進行人聲與環境噪聲分離，並保留人聲訊號。
其中，軟體降噪算法（Noise Reduce,NR）可以是將人聲保留與噪音去除的運算。但是，基於本發明實施例中的原始聲源訊息可以通過ANC進行降噪處理，噪聲的殘餘量已經不多，NR的運算可以適當減弱，即通過減少運算量提高運算速率。此外，在進行NR之前還可以進行濾波處理，進一步減少殘餘的噪聲，從而可以更進一步減少NR運算的強度，降低噪聲處理延遲，避免使用者感知到兩個聲音。示例性的，通過可以控制NR運算在0至30毫秒內完成，可以避免使用者察覺到兩個聲音。
具體的，在本發明實施例的一個可選實施方式中，在將原始聲源訊息通過軟體降噪算法進行人聲與環境噪聲分離，並保留人聲訊號之前，還包括：對原始聲源訊息進行帶通濾波，得到第二目標頻段的原始聲源訊息。
其中，帶通濾波（Band-pass filter）可以是將原始聲源訊息進行濾波，選取人聲語音頻段所對應的第二目標頻段進行ENC降噪處理。可以通過濾波器對原始聲源訊息進行濾波以降低ENC的處理延遲，即減少NR的運算量。具體的，根據具體研究，可以將第二目標頻段，設置為100赫茲至8千赫茲構成的頻段。通過選擇該第二目標頻段的原始聲源訊息進行處理，可以降低ENC調適的難度，降低ENC的處理時長。同時，對非100赫茲至8千赫茲的頻段不進行處理，可以避免非語音段的噪音影響到語音品質。
具體的，在本發明實施例的一個可選實施方式中，對原始聲源訊息進行帶通濾波，得到第二目標頻段的原始聲源訊息，包括：通過雙二階濾波器對原始聲源訊息進行帶通濾波，得到第二目標頻段的原始聲源訊息。
其中，雙二階濾波器是傳遞函數的分子、分母都是二階多項式的濾波器。採用雙二階濾波器可以避免濾波器對係數敏感，可以單獨進行使用達到更好的濾波效果。
在對原始聲源訊息進行帶通濾波後得到第二目標頻段的原始聲源訊息後，可以對該濾波後的原始聲源訊息通過NR處理，得到人聲訊號。
步驟250、對人聲訊號進行強化處理，得到第二聲音訊息。
人聲訊號的強化處理可以是為了使使用者能夠清晰地聽到乾淨的語音訊號。強化處理可以包括多種處理。具體的，在本發明實施例的一個可選實施方式中，對人聲訊號進行強化處理，得到第二聲音訊息，包括：對人聲訊號進行音頻強化處理及/或音量強化處理，得到第二聲音訊息。
其中，音頻強化處理可以是對人聲訊號的幅值進行動態調整，以使聲音更柔和。音量強化處理可以是對人聲訊號進行音量維度的放大處理，以使聲音訊號更大聲。
具體的，在本發明實施例的一個可選實施方式中，對人聲訊號進行音頻強化處理及/或音量強化處理，包括：通過多頻段動態調整音頻輸出幅值對人聲訊號進行音頻強化處理。即通過多頻段動態調整音頻輸出幅值（multiband DRC）進行小音頻的強化，並壓抑瞬時過大的訊號，使訊號更清晰。
進一步的，在本發明實施例的一個可選實施方式中，對人聲訊號進行音頻強化處理及/或音量強化處理，包括：通過增益調整對人聲訊號進行音量強化處理。通過增益（Gain）適當調整人聲訊號的音量，可以使使用者聽語音時更舒適、清楚。
步驟260、將第一聲音訊息與第二聲音訊息進行混合相加，得到目標聲音訊息，並將目標聲音訊息進行播放。
在本發明實施例的一個可選實施方式中，將第一聲音訊息與第二聲音訊息進行混合相加，得到目標聲音訊息，包括：通過數位類比轉換器將混合相加後的聲音訊息轉換為目標電訊號，並通過揚聲器將目標電訊號轉換為目標聲訊號，得到目標聲音訊息。
本發明實施例的技術手段，通過獲取原始聲源訊息；將原始聲源訊息通過相位逆變器，進行噪聲相位反相處理，得到反相波訊號；根據反相波訊號，對原始聲源訊息進行噪聲抵消，得到第一聲音訊息；將原始聲源訊息通過軟體降噪算法進行人聲與環境噪聲分離，並保留人聲訊號；對人聲訊號進行強化處理，得到第二聲音訊息；將第一聲音訊息與第二聲音訊息進行混合相加，得到目標聲音訊息，並將目標聲音訊息進行播放，解決了噪音消除的問題，通過對聲音進行ANC及ENC降噪處理，可以區分環境噪聲與人聲，提高噪音消除性能，並降低NR處理的延遲，使使用者聽到更清晰的聲音，提升使用者體驗。
圖2b是根據本發明實施例二提供的又一種噪音消除方法的流程圖。如圖2b所示，麥克風可以對所處環境中的聲音進行拾取，該環境中的聲音包含環境噪聲與人聲。麥克風可以將該環境中的聲音由聲訊號轉換為電訊號。電訊號可以經過ADC轉換為數位訊號。數位訊號可以分配至ANC與ENC分別進行運算處理。
如圖2b所示，在ANC部分，原始聲源訊息可以進行Biquad filter調適，通過Low-pass filter選取在降噪上表現較好的頻段即：20赫茲至4千赫茲的頻段進行ANC調適。濾除1千赫茲以後的訊號不進行處理，避免高頻噪音影響到降噪品質。在Biquad filter之後可以進行Phase inverter，得到反相波訊號。並通過Gain將反相波訊號的音量大小進行調節，以使反相波訊號與耳朵內目前殘留噪音大小相同。接著，由DAC將數位訊號轉換成電訊號傳遞給揚聲器（Spearker），轉換成聲訊號與殘留噪音進行互相抵消,而達到噪音降噪效果。
如圖2b所示，在ENC部分，原始聲源訊息可以進行Biquad filter調適，通過Band-pass filter選取100赫茲至8千赫茲的語音訊號進行ENC調適，濾除其他頻段的訊號，避免非語音段的噪音影響到語音音質。在Biquad filter之後，可以進行NR的噪音消除，進行人聲保留並去除噪音。由於在NR之前已經進行Biquad filter濾除一定的噪音，並且本發明實施例可以結合ANC降噪，此時殘餘的噪音不會太多，因此NR可以在0至30毫秒內完成處理，避免過長的延遲使使用者感知到兩個聲音。之後，可以通過multiband DRC進行小音頻的強化並壓抑瞬間過大的訊號，使語音訊號可以更清晰。接著，可以通過Gain適當調整保留的語音音量。
最後，如圖2b所示，可以將ANC部分與ENC部分的處理結果進行混合相加，再由DAC將數位訊號轉換為電訊號並傳遞至揚聲器（Speaker）播出，達到清晰人聲、消除噪音的高清晰通透模式。
圖2c是根據本發明實施例二提供的一種噪音消除方法的應用場景示意圖。如圖2c所示，本發明實施例所提供的的噪音消除方法可以應用於使用者接聽電話時。具體的，ENC處理的聲音可以當做一般通話使用。當使用者需要進行講話時，負責收音的吊杆麥克風（Boom Microphone）或者無杆麥克風（Boom less Microphone）可以通過ENC進行環境噪音消除，另一端的通話者將不會聽到該使用者周圍的噪音，可以提供一個較好的通話品質。
本發明實施例的技術手段中，所涉及原始聲源訊息的獲取，儲存和應用等，均符合相關法律法規的規定，且不違背公序良俗。
［實施例三］
圖3是根據本發明實施例三提供的一種噪音消除裝置的結構示意圖。如圖3所示，該裝置包括：原始聲源訊息獲取模組310，降噪處理模組320，和聲音播放模組330。其中：
原始聲源訊息獲取模組310，用於獲取原始聲源訊息；
降噪處理模組320，用於將原始聲源訊息採用主動噪聲消除ANC進行降噪處理，得到第一聲音訊息；並同時將原始聲源訊息採用環境噪聲消除ENC進行降噪處理，得到第二聲音訊息；
聲音播放模組330，用於將第一聲音訊息與第二聲音訊息進行混合相加，得到目標聲音訊息，並將目標聲音訊息進行播放。
可選的，降噪處理模組320，包括：
反相波訊號確定單元，用於將原始聲源訊息通過相位逆變器，進行噪聲相位反相處理，得到反相波訊號；
第一聲音訊息確定單元，用於根據反相波訊號，對原始聲源訊息進行噪聲抵消，得到第一聲音訊息。
可選的，第一聲音訊息確定單元，包括：
目標反相波訊號確定子單元，用於通過增益調整對反相波訊號進行音量調整，得到與原始聲源訊息中噪聲大小相同的目標反相波訊號；
第一聲音訊息確定子單元，用於根據目標反相波訊號，對原始聲源訊息進行噪聲抵消，得到第一聲音訊息。
可選的，該裝置，還包括：
原始聲源訊息濾波模組，用於在將原始聲源訊息通過相位逆變器，進行噪聲相位反相處理，得到反相波訊號之前，對原始聲源訊息進行低通濾波，得到第一目標頻段的原始聲源訊息。
可選的，原始聲源訊息濾波模組，包括：
原始聲源訊息濾波單元，用於通過雙二階濾波器對原始聲源訊息進行低通濾波，得到第一目標頻段的原始聲源訊息。
可選的，第一目標頻段，包括：20赫茲至4千赫茲構成的頻段。
可選的，降噪處理模組320，包括：
人聲訊號確定單元，用於將原始聲源訊息通過軟體降噪算法進行人聲與環境噪聲分離，並保留人聲訊號；
第二聲音訊息確定單元，用於對人聲訊號進行強化處理，得到第二聲音訊息。
可選的，該裝置，還包括：
又一原始聲源訊息濾波模組，用於在將原始聲源訊息通過軟體降噪算法進行人聲與環境噪聲分離，並保留人聲訊號之前，對原始聲源訊息進行帶通濾波，得到第二目標頻段的原始聲源訊息。
可選的，又一原始聲源訊息濾波模組，包括：
又一原始聲源訊息濾波單元，用於通過雙二階濾波器對原始聲源訊息進行帶通濾波，得到第二目標頻段的原始聲源訊息。
可選的，第二目標頻段，包括：100赫茲至8千赫茲構成的頻段。
可選的，第二聲音訊息確定單元，包括：
第二聲音訊息確定子單元，用於對人聲訊號進行音頻強化處理及/或音量強化處理，得到第二聲音訊息。
可選的，第二聲音訊息確定子單元，具體用於：
通過多頻段動態調整音頻輸出幅值對人聲訊號進行音頻強化處理。
可選的，第二聲音訊息確定子單元，又具體用於：
通過增益調整對人聲訊號進行音量強化處理。
可選的，原始聲源訊息獲取模組310，包括：
電訊號轉換單元，用於通過麥克風獲取原始聲源的聲訊號，並將原始聲源的聲訊號轉換為原始聲源的電訊號；
數位訊號轉換單元，用於通過類比數位轉換器將原始聲源的電訊號轉換為原始聲源的數位訊號，並將原始聲源的數位訊號作為原始聲源訊息。
可選的，聲音播放模組330，包括：
目標聲音訊息確定單元，用於通過類比數位轉換器將混合相加後的聲音訊息轉換為目標電訊號，並通過揚聲器將目標電訊號轉換為目標聲訊號，得到目標聲音訊息。
本發明實施例所提供的噪音消除裝置可執行本發明任意實施例所提供的噪音消除方法，具備執行方法相應的功能模組和功效。
［實施例四］
圖4是根據本發明實施例四提供的一種噪音消除耳機的結構示意圖。如圖4所示，噪音消除耳機，包括：麥克風、降噪處理器、以及揚聲器；其中：麥克風，用於獲取原始聲源訊息；
降噪處理器，用於採用如本發明任一實施例提供的噪音消除方法對原始聲源訊息進行降噪處理，得到目標聲音訊息；
揚聲器，用於採用如本發明任一實施例提供的噪音消除方法對目標聲音訊息進行播放。
其中，降噪處理器可以通過ANC和ENC進行噪音消除，使使用者聽到清晰的人聲。
本發明實施例所提供的的噪音消除耳機可以改善傳統耳機、輔聽器或助聽器的通透模式中聽音吵雜的問題，可加強環境噪音消噪效果並加強人聲，進而讓使用者可以聽到更清晰的外部人聲。
［實施例五］
圖5是根據本發明實施例五提供的一種噪音消除耳機的結構示意圖。如圖5所示，噪音消除耳機，包括：第一麥克風、第二麥克風、降噪處理器、以及揚聲器；其中：第一麥克風，用於獲取第一聲源訊息；
第二麥克風，用於獲取第二聲源訊息；
降噪處理器，用於根據第二聲源訊息對第一聲源訊息進行主動噪聲消除ANC降噪處理，得到第三聲音訊息；
降噪處理器，又用於將第一聲源訊息作為原始聲源訊息，並採用如本發明任一實施例所提供的噪音消除方法進行ENC降噪處理，得到第二聲音訊息；
降噪處理器，還用於將第三聲音訊息與第二聲音訊息進行混合相加，得到目標聲音訊息；
揚聲器，用於採用如本發明任一實施例所提供的噪音消除方法對目標聲音訊息進行播放。
其中，第一麥克風可以是FB Microphone，第二麥克風可以是FF Microphone。FB Microphone可以加強ANC的消噪效果，而原始的FF Microphone主要用來收噪音與語音。第三聲音訊息可以是通過FB Microphone可以加強ANC的消噪後得到的訊息，可以是對第一聲音訊息優化後的結果。
換言之，本發明實施例所提供的噪音消除方法可以應用在混合耳機（Hybrid ANC）上，對Hybrid ANC進行改進，提高Hybrid ANC的降噪效果，使使用者聽到更為清晰的聲音，並且不會影響運算速率導致使用者感知到兩個聲音。
［實施例六］
圖6示出了可以用來實施本發明的實施例的電子設備10的結構示意圖。電子設備旨在表示各種形式的數位電腦，諸如，筆記型電腦、桌上型電腦、工作台、個人數位助理、伺服器、刀鋒伺服器、大型電腦、和其它適合的電腦。電子設備還可以表示各種形式的行動裝置，諸如，個人數位處理、行動電話、智慧型手機、可穿戴設備（如頭盔、眼鏡、手錶等）和其它類似的計算裝置。本說明書所示的部件、其等的連接和關係、以及它們的功能僅僅作為示例，並且不意在限制本說明書中描述的及/或者要求的本發明的實現。
如圖6所示，電子設備10包括至少一個處理器11，以及與至少一個處理器11通訊連接的記憶體，如唯讀記憶體（ROM）12、隨機存取記憶體（RAM）13等，其中，記憶體儲存有可被至少一個處理器執行的電腦程式，處理器11可以根據儲存在唯讀記憶體（ROM）12中的電腦程式或者從記憶單元18加載到隨機存取記憶體（RAM）13中的電腦程式，來執行各種適當的動作和處理。在RAM 13中，還可儲存電子設備10操作所需的各種程式和數據。處理器11、ROM 12以及RAM 13通過總線14彼此相連。輸入/輸出（I/O）接口15也連接至總線14。
電子設備10中的多個部件連接至I/O接口15，包括：輸入單元16，例如鍵盤、滑鼠等；輸出單元17，例如各種類型的顯示器、揚聲器等；記憶單元18，例如硬碟、光碟等；以及通訊單元19，例如網卡、數據機、無線通訊收發機等。通訊單元19允許電子設備10通過諸如網際網路的電腦網路及/或各種電信網路與其他設備交換訊息/數據。
處理器11可以是各種具有處理和計算能力的通用及/或專用處理組件。處理器11的一些示例包括但不限於中央處理單元（CPU）、圖形處理單元（GPU）、各種專用的人工智慧（AI）計算晶片、各種運行機器學習模型算法的處理器、數位訊號處理器（DSP）、以及任何適當的處理器、控制器、微控制器等。處理器11執行上文所描述的各個方法和處理，例如噪音消除方法。
在一些實施例中，噪音消除方法可被實現為電腦程式，其被有形地包含於電腦可讀儲存介質，例如記憶單元18。在一些實施例中，電腦程式的部分或者全部可以經由ROM 12及/或通訊單元19而被載入及/或安裝到電子設備10上。當電腦程式加載到RAM 13並由處理器11執行時，可以執行上文描述的噪音消除方法的一個或多個步驟。備選地，在其他實施例中，處理器11可以通過其他任何適當的方式（例如，借助於固件）而被配置為執行噪音消除方法。
本說明書中以上描述的系統和技術的各種實施方式可以在數位電子電路系統、積體電路系統、現場可程式化邏輯閘陣列（FPGA）、特殊應用積體電路（ASIC）、專用標準產品（ASSP）、系統單晶片（SOC）、複雜可程式化邏輯裝置（CPLD）、電腦硬體、韌體、軟體、及/或其等的組合中實現。這些各種實施方式可以包括：實施在一個或者多個電腦程式中，該一個或者多個電腦程式可在包括至少一個可程式邏輯控制器的可程式系統上執行及/或解釋，該可程式邏輯控制器可以是專用或者通用可程式邏輯控制器，可以從記憶系統、至少一個輸入裝置、和至少一個輸出裝置接收數據和指令，並且將數據和指令傳輸至該記憶系統、該至少一個輸入裝置、和該至少一個輸出裝置。
用於實施本發明的方法的電腦程式可以採用一個或多個程式語言的任何組合來編寫。這些電腦程式可以提供給通用電腦、專用電腦或其他可程式化數據處理裝置的處理器，使得電腦程式當由處理器執行時使流程圖及/或方塊圖中所規定的功能/操作被實施。電腦程式可以完全在機器上執行、部分地在機器上執行，作為獨立軟體包部分地在機器上執行且部分地在遠程機器上執行或完全在遠程機器或伺服器上執行。
在本發明的上下文中，電腦可讀儲存介質可以是有形的介質，其可以包含或儲存以供指令執行系統、裝置或設備使用或與指令執行系統、裝置或設備結合地使用的電腦程式。電腦可讀儲存介質可以包括但不限於電子的、磁性的、光學的、電磁的、紅外線的、或半導體系統、裝置或設備，或者上述內容的任何合適組合。備選地，電腦可讀儲存介質可以是機器可讀訊號介質。機器可讀儲存介質的更具體示例會包括基於一個或多個線的電氣連接、攜帶式電腦硬碟、硬碟、隨機存取記憶體（RAM）、唯讀記憶體（ROM）、可抹除可程式唯讀記憶體（EPROM或快閃記憶體）、光纖、光碟唯讀記憶體（CD-ROM）、光學儲存設備、磁性儲存設備、或上述內容的任何合適組合。
為了提供與使用者的交互，可以在電子設備上實施此處描述的系統和技術，該電子設備具有：用於向使用者顯示訊息的顯示裝置（例如，CRT（陰極射線管）或者LCD（液晶顯示器）監視器）；以及鍵盤和指向裝置（例如，滑鼠者軌跡球），使用者可以通過該鍵盤和該指向裝置來將輸入提供給電子設備。其它種類的裝置還可以用於提供與使用者的交互；例如，提供給使用者的反饋可以是任何形式的感測反饋（例如，視覺反饋、聽覺反饋、或者觸覺反饋）；並且可以用任何形式（包括聲輸入、語音輸入或者、觸覺輸入）來接收來自使用者的輸入。
可以將此處描述的系統和技術實施在包括後台部件的計算系統（例如，作為數據伺服器）、或者包括中間件部件的計算系統（例如，應用伺服器）、或者包括前端部件的計算系統（例如，具有圖形使用者界面或者網路瀏覽器的使用者電腦，使用者可以通過該圖形使用者界面或者該網路瀏覽器來與此處描述的系統和技術的實施方式交互）、或者包括這種後台部件、中間件部件、或者前端部件的任何組合的計算系統中。可以通過任何形式或者介質的數位數據通訊（例如，通訊網路）來將系統的部件相互連接。通訊網路的示例包括：區域網路（LAN）、廣域網路（WAN）、區塊鏈網路和網際網路。
計算系統可以包括客戶端和伺服器。客戶端和伺服器一般遠離彼此並且通常通過通訊網路進行交互。通過在相應的電腦上運行並且彼此具有客戶端-伺服器關係的電腦程式來產生客戶端和伺服器的關係。伺服器可以是雲端伺服器，又稱為雲端運算或雲端主機，是雲端計算伺服體系中的一項主機產品，以解決了傳統物理主機與VPS服務中，存在的管理難度大，業務擴展性弱的缺陷。
應該理解，可以使用上面所示的各種形式的流程，重新排序、增加或刪除步驟。例如，本發明中記載的各步驟可以並行地執行也可以順序地執行也可以不同的次序執行，只要能夠實現本發明的技術手段所期望的結果，本說明書在此不進行限制。
上述具體實施方式，並不構成對本發明保護範圍的限制。所屬技術領域中具有通常知識者應該明白的是，根據設計要求和其他因素，可以進行各種修改、組合、子組合和替代。任何在本發明的精神和原則之內所作的修改、均等替換和改進等，均應包含在本發明保護範圍之內。
為了更清楚地說明本發明實施例中的技術手段，下面將對實施例描述中所需要使用的圖式作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的圖式僅僅是本發明的一些實施例，對於所屬技術領域中具有通常知識者來說，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些圖式獲得其他的圖式。
〔圖1a〕是根據本發明實施例一提供的一種噪音消除方法的流程圖。
〔圖1b〕是根據本發明實施例一提供的又一種噪音消除方法的流程圖。
〔圖2a〕據本發明實施例二提供的一種噪音消除方法的流程圖。
〔圖2b〕是根據本發明實施例二提供的又一種噪音消除方法的流程圖。
〔圖2c〕是根據本發明實施例二提供的一種噪音消除方法的應用場景示意圖。
〔圖3〕是根據本發明實施例三提供的一種噪音消除裝置的結構示意圖。
〔圖4〕是根據本發明實施例四提供的一種噪音消除耳機的結構示意圖。
〔圖5〕是根據本發明實施例五提供的一種噪音消除耳機的結構示意圖。
〔圖6〕是實現本發明實施例的噪音消除方法的電子設備的結構示意圖。
Claims (20)
- 一種噪音消除方法，其特徵係，包括： 獲取原始聲源訊息； 將該原始聲源訊息採用主動噪聲消除ANC進行降噪處理，得到第一聲音訊息；並同時將該原始聲源訊息採用環境噪聲消除ENC進行降噪處理，得到第二聲音訊息； 將該原始聲源訊息採用ANC進行降噪處理，得到第一聲音訊息，包括： 將該原始聲源訊息通過相位逆變器，進行噪聲相位反相處理，得到反相波訊號； 根據該反相波訊號，對該原始聲源訊息進行噪聲抵消，得到第一聲音訊息； 將該第一聲音訊息與該第二聲音訊息進行混合相加，得到目標聲音訊息，並將該目標聲音訊息進行播放。
- 如請求項1所述之方法，其中，根據該反相波訊號，對該原始聲源訊息進行噪聲抵消，得到第一聲音訊息，包括： 通過增益調整對該反相波訊號進行音量調整，得到與該原始聲源訊息中噪聲大小相同的目標反相波訊號； 根據該目標反相波訊號，對該原始聲源訊息進行噪聲抵消，得到第一聲音訊息。
- 如請求項1所述之方法，其中，在將該原始聲源訊息通過相位逆變器，進行噪聲相位反相處理，得到反相波訊號之前，還包括： 對該原始聲源訊息進行低通濾波，得到第一目標頻段的原始聲源訊息。
- 如請求項3所述之方法，其中，對該原始聲源訊息進行低通濾波，得到第一目標頻段的原始聲源訊息，包括： 通過雙二階濾波器對該原始聲源訊息進行低通濾波，得到第一目標頻段的原始聲源訊息。
- 如請求項4所述之方法，其中，該第一目標頻段，包括：20赫茲至4千赫茲構成的頻段。
- 如請求項1所述之方法，其中，將該原始聲源訊息採用ENC進行降噪處理，得到第二聲音訊息，包括： 將該原始聲源訊息通過軟體降噪算法進行人聲與環境噪聲分離，並保留人聲訊號； 對該人聲訊號進行強化處理，得到第二聲音訊息。
- 如請求項6所述之方法，其中，在將該原始聲源訊息通過軟體降噪算法進行人聲與環境噪聲分離，並保留人聲訊號之前，還包括： 對該原始聲源訊息進行帶通濾波，得到第二目標頻段的原始聲源訊息。
- 如請求項7所述之方法，其中，對該原始聲源訊息進行帶通濾波，得到第二目標頻段的原始聲源訊息，包括： 通過雙二階濾波器對該原始聲源訊息進行帶通濾波，得到第二目標頻段的原始聲源訊息。
- 如請求項7所述之方法，其中，該第二目標頻段，包括：100赫茲至8千赫茲構成的頻段。
- 如請求項6所述之方法，其中，將該原始聲源訊息通過軟體降噪算法在0至30毫秒內完成進行人聲與環境噪聲分離，並保留人聲訊號。
- 如請求項6所述之方法，其中，對該人聲訊號進行強化處理，得到第二聲音訊息，包括： 對該人聲訊號進行音頻強化處理及/或音量強化處理，得到第二聲音訊息。
- 如請求項11所述之方法，其中，對該人聲訊號進行音頻強化處理及/或音量強化處理，包括： 通過多頻段動態調整音頻輸出幅值對該人聲訊號進行音頻強化處理。
- 如請求項11所述之方法，其中，對該人聲訊號進行音頻強化處理及/或音量強化處理，包括： 通過增益調整對該人聲訊號進行音量強化處理。
- 如請求項1所述之方法，其中，獲取原始聲源訊息，包括： 通過麥克風獲取原始聲源的聲訊號，並將該原始聲源的聲訊號轉換為原始聲源的電訊號； 通過類比數位轉換器將該原始聲源的電訊號轉換為原始聲源的數位訊號，並將該原始聲源的數位訊號作為原始聲源訊息。
- 如請求項12所述之方法，其中，將該第一聲音訊息與該第二聲音訊息進行混合相加，得到目標聲音訊息，包括： 通過類比數位轉換器將混合相加後的聲音訊息轉換為目標電訊號，並通過揚聲器將該目標電訊號轉換為目標聲訊號，得到目標聲音訊息。
- 一種噪音消除裝置，其特徵係，包括： 原始聲源訊息獲取模組，用於獲取原始聲源訊息； 降噪處理模組，用於將該原始聲源訊息採用主動噪聲消除ANC進行降噪處理，得到第一聲音訊息；並同時將該原始聲源訊息採用環境噪聲消除ENC進行降噪處理，得到第二聲音訊息； 聲音播放模組，用於將該第一聲音訊息與該第二聲音訊息進行混合相加，得到目標聲音訊息，並將該目標聲音訊息進行播放。
- 一種電子設備，其特徵係，該電子設備包括： 至少一個處理器；以及 與該至少一個處理器通訊連接的記憶體；其中， 該記憶體儲存有可被該至少一個處理器執行的電腦程式，該電腦程式被該至少一個處理器執行，以使該至少一個處理器能夠執行如請求項1至15中任一項所述之噪音消除方法。
- 一種噪音消除耳機，其特徵係，該噪音消除耳機，包括：麥克風、降噪處理器、以及揚聲器；其中： 該麥克風，用於獲取原始聲源訊息； 該降噪處理器，用於採用如請求項1至13中任一項所述之方法對該原始聲源訊息進行降噪處理，得到目標聲音訊息； 該揚聲器，用於採用如請求項1至15中任一項所述之方法對該目標聲音訊息進行播放。
- 一種噪音消除耳機，其特徵係，該噪音消除耳機，包括：第一麥克風、第二麥克風、降噪處理器、以及揚聲器；其中： 該第一麥克風，用於獲取第一聲源訊息； 該第二麥克風，用於獲取第二聲源訊息； 該降噪處理器，用於根據該第二聲源訊息對該第一聲源訊息進行主動噪聲消除ANC降噪處理，得到第三聲音訊息； 該降噪處理器，又用於將該第一聲源訊息作為原始聲源訊息，並採用如請求項1、請求項6至13中任一項所述之方法進行環境噪聲消除ENC降噪處理，得到第二聲音訊息； 該降噪處理器，還用於將該第三聲音訊息與該第二聲音訊息進行混合相加，得到目標聲音訊息； 該揚聲器，用於採用如請求項1或15所述之方法對該目標聲音訊息進行播放。
- 一種電腦可讀儲存介質，其特徵係，該電腦可讀儲存介質儲存有電腦指令，該電腦指令用於使處理器執行時實現如請求項1至15中任一項所述之噪音消除方法。
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