音频信号处理方法、装置和电子设备制造方法及图纸

公开了一种音频信号处理方法、装置和电子设备。所述方法包括：接收扬声器单元采集的第一输入信号，所述第一输入信号包括源自振动源所产生的机械振动的干扰分量；接收麦克风单元采集的第二输入信号，所述第二输入信号包括源自声源所发出的声源音频信号的信号分量和源自所述机械振动所产生的振动噪声信号的噪声分量；以及根据所述第一输入信号来从所述第二输入信号中提取所述信号分量。因此，可以实现无损的关注信号增强和噪声信号抑制。

【技术实现步骤摘要】
音频信号处理方法、装置和电子设备
本申请涉及音频
，且更具体地，涉及一种音频信号处理方法、装置、电子设备、计算机程序产品和计算机可读存储介质。
技术介绍
语音控制远场设备的应用中存在诸多问题，尤其对干扰环境下的语音控制提出很高的要求。某些电子设备，如洗衣机、扫地机、空调、空气净化器等，由于例如其中的电机转动、齿轮摩擦等原因，在正常工作的时候，自身会产生强烈的机械振动并发出巨大的振动噪声。该振动噪声容易被在该电子设备上装备的麦克风单元所采集，引入较高的噪声分量，从而对语音识别产生很大的影响。因此，现有的音频信号处理方法存在缺陷。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，提出了本申请。本申请的实施例提供了一种音频信号处理方法、装置、电子设备、计算机程序产品和计算机可读存储介质，其可以实现无损的关注信号增强和噪声信号抑制。根据本申请的一个方面，提供了一种音频信号处理方法，包括：接收扬声器单元采集的第一输入信号，所述第一输入信号包括源自振动源所产生的机械振动的干扰分量；接收麦克风单元采集的第二输入信号，所述第二输入信号包括源自声源所发出的声源音频信号的信号分量和源自所述机械振动所产生的振动噪声信号的噪声分量；以及根据所述第一输入信号来从所述第二输入信号中提取所述信号分量。根据本申请的另一方面，提供了一种音频信号处理装置，包括：第一接收单元，用于接收扬声器单元采集的第一输入信号，所述第一输入信号包括源自振动源所产生的机械振动的干扰分量；第二接收单元，用于接收麦克风单元采集的第二输入信号，所述第二输入信号包括源自声源所发出的声源音频信号的信号分量和源自所述机械振动所产生的振动噪声信号的噪声分量；以及信号提取单元，用于根据所述第一输入信号来从所述第二输入信号中提取所述信号分量。根据本申请的另一方面，提供了一种电子设备，包括：处理器；存储器；以及存储在所述存储器中的计算机程序指令，所述计算机程序指令在被所述处理器运行时使得所述处理器执行上述的音频信号处理方法。根据本申请的另一方面，提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序指令，所述计算机程序指令在被处理器运行时使得所述处理器执行上述的音频信号处理方法。根据本申请的另一方面，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，所述计算机程序指令在被处理器运行时使得所述处理器执行上述的音频信号处理方法。与现有技术相比，采用根据本申请实施例的音频信号处理方法、装置、电子设备、计算机程序产品和计算机可读存储介质，可以接收扬声器单元采集的第一输入信号，所述第一输入信号包括源自振动源所产生的机械振动的干扰分量；接收麦克风单元采集的第二输入信号，所述第二输入信号包括源自声源所发出的声源音频信号的信号分量和源自所述机械振动所产生的振动噪声信号的噪声分量；并且根据所述第一输入信号来从所述第二输入信号中提取所述信号分量。因此，可以很好地从麦克风单元所采集的音频输入信号中提取声源所发出的声源音频信号并滤除源自噪声源的振动噪声信号。附图说明通过结合附图对本申请实施例进行更详细的描述，本申请的上述以及其他目的、特征和优势将变得更加明显。附图用来提供对本申请实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请实施例一起用于解释本申请，并不构成对本申请的限制。在附图中，相同的参考标号通常代表相同部件或步骤。图1图示了根据本申请实施例的扬声器的结构示意图。图2图示了根据本申请实施例的音频信号处理操作的应用场景的示意图。图3图示了根据本申请第一实施例的音频信号处理方法的流程图。图4图示了根据本申请第一实施例的自适应滤波器处理的示意图。图5图示了根据本申请第二实施例的音频信号处理方法的流程图。图6图示了根据本申请第二实施例的分量提取步骤的流程图。图7图示了根据本申请第二实施例的自适应滤波器处理的示意图。图8图示了根据本申请实施例的音频信号处理装置的框图。图9图示了根据本申请实施例的电子设备的框图。具体实施方式下面，将参考附图详细地描述根据本申请的示例实施例。显然，所描述的实施例仅仅是本申请的一部分实施例，而不是本申请的全部实施例，应理解，本申请不受这里描述的示例实施例的限制。申请概述如上所述，现有的音频信号处理方法存在缺陷。即，在电子设备上装备的麦克风单元容易采集到由于设备自身或周围环境中的机械振动所产生的噪声分量，从而对诸如用户等的实际关注声源发出的声源音频信号造成干扰，使得后续的语音识别等音频处理无法准确地实现。例如，像空调、洗衣机、扫地机等电子设备，本身在工作时会产生很强的机械振动，这个机械振动会作用在设备结构上而产生相应的振动噪音，该振动噪音传导到电子设备上装备的麦克风单元处，使得麦克风单元在正常获取用户发出的语音指令的同时，不利地受到该振动噪音的干扰。针对该技术问题，本申请的基本构思是提出一种音频信号处理方法、装置、电子设备、计算机程序产品和计算机可读存储介质，其可以利用扬声器单元来作为机械振动的采集单元，获取设备的振动噪声的参考信号，从而将通过麦克风单元所采集到的振动噪声滤除，而仅仅保留所关注的音频信号。典型地，在装备有麦克风单元的电子设备中，扬声器单元也通常是不可缺少的部件，只不过它一般都是作为发声器件使用。在本申请的实施例中，可以将扬声器单元单独地或复用地作为信号采集单元来使用，从而可以减少向电子设备中添加新部件的设计成本和设计难度。图1图示了根据本申请实施例的扬声器的结构示意图。扬声器是电子设备中常见的电子器件，常用于输出音频信号。如图1所示，扬声器SP可以包括磁体M、线圈C、和振膜VD，其发声原理为：当线圈C中有交流电信号通过时，线圈C会在磁体M的磁场中受力振动，并带动振膜VD振动进而推动空气，发出声音被人耳听到。然而，不为人熟知的是，与麦克风相似地，扬声器SP也可以用于信号采集。与麦克风的区别在于，在扬声器SP中，为了以大音量输出音频信号，振膜VD的面积通常较大，因而其质量也通常较大，从而难以被微弱声音信号所产生的空气压差所驱动。然而，当外界存在机械振动时，由于振膜VD的面积较大，它很容易会因受到该机械振动的影响而产生共振，振膜VD的振动将导致线圈C随之振动，因而线圈C会切割磁体M的磁力线，从而产生交流电信号，随后，该交流电信号可被采集并用来作为滤除麦克风所采集的由于该机械振动所发出的振动噪声的依据。在介绍了本申请的基本原理之后，下面将参考附图来具体介绍本申请的各种非限制性实施例。示例性系统图2图示了根据本申请实施例的音频信号处理操作的应用场景的示意图。如图2所示，用于音频信号处理操作的应用场景包括音频信号处理设备100、声源200、和振动源300。该声源200可以是任何类型的声源，包括有生命的声源和无生命的声源。例如，有生命的声源可以包括人和动物等；而无生命的声源可以包括机器人、电视机、音响等。该声源200可以是发出希望被关注的声源音频信号的信号源。该振动源300可以是任何类型的振动源，其与音频信号处理设备100处于同一环境中，该振动源300可能由于电机转动、齿轮摩擦等原因产生机械振动，进而发出振动噪声。例如，该振动源300可以处于该音频信号处理设备100内部，替换地，也可以处于该音频信号处理设备100外部，但是该振动源300所产生的机械振动将会对该音频信号处理设本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种音频信号处理方法，包括：接收扬声器单元采集的第一输入信号，所述第一输入信号包括源自振动源所产生的机械振动的干扰分量；接收麦克风单元采集的第二输入信号，所述第二输入信号包括源自声源所发出的声源音频信号的信号分量和源自所述机械振动所产生的振动噪声信号的噪声分量；以及根据所述第一输入信号来从所述第二输入信号中提取所述信号分量。

【技术特征摘要】
1.一种音频信号处理方法，包括：接收扬声器单元采集的第一输入信号，所述第一输入信号包括源自振动源所产生的机械振动的干扰分量；接收麦克风单元采集的第二输入信号，所述第二输入信号包括源自声源所发出的声源音频信号的信号分量和源自所述机械振动所产生的振动噪声信号的噪声分量；以及根据所述第一输入信号来从所述第二输入信号中提取所述信号分量。2.如权利要求1所述的方法，还包括：预先对所述扬声器单元和所述麦克风单元进行校准，以使得所述扬声器单元采集特定机械振动所得到的第一信号和所述麦克风单元采集所述特定机械振动所产生的特定振动噪声信号所得到的第二信号具有相同的幅度。3.如权利要求1所述的方法，其中，根据所述第一输入信号来从所述第二输入信号中提取所述信号分量包括：将所述干扰分量作为噪声参考并将所述第二输入信号作为待处理信号输入自适应滤波器；以及调整所述自适应滤波器的参数，从所述第二输入信号中去除所述噪声分量，以得到所述信号分量。4.如权利要求1所述的方法，其中，根据所述第一输入信号来从所述第二输入信号中提取所述信号分量包括：判断所述扬声器单元是否正在播放输出音频信号；响应于所述扬声器单元正在播放所述输出音频信号，根据所述输出音频信号和所述第一输入信号来从所述第二输入信号中提取所述信号分量，所述第一输入信号除了所述干扰分量之外，还包括源自所述输出音频信号的第一回声分量，所述第二输入信号除了所述信号分量和所述噪声分量之外，还包括源自所述输出音频信号的第二回声分量；以及响应于所述扬声器单元没有播放所述输出音频信号，仅仅根据所述第一输入信号来从所述第二输入信号中提取所述信号分量。5.如权利要求4所述的方法，其中，根据所述输出音频信号和所述第一输入信号来从所述第二输入信号中提取所述信号分量包括：根据所述输出音频信号从所述第一输入信号中提取所述干扰分量；根据所述输出音频信号从所述第二输入信号中提取所述信号分量和所述噪声分量，作为中间结果信号；以及根据所述干扰分量来从所述中间结果信号中提取所述信号分量。6.如权利要求5所述的方法，其中，根据所述输出音频信号从所述第一输入信号中提取所述干扰分量包括：将所述输出音频信号作为第一噪声参考并将所述第一输入信号作为待处理信号输入第一自适应滤波器；以及调整所述第一自适应滤波器的参数，从所述第一输入信号中去除所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐荣强，
申请(专利权)人：北京地平线信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11