基于麦克风音频信号来处理输入耳机音频信号的音频信号处理装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种基于麦克风音频信号(y)来处理输入耳机音频信号(x)的音频信号处理装置(100)，所述音频信号处理装置(100)包括：语音活动检测器(101)，用于基于所述输入耳机音频信号(x)来确定语音活动指示信号(xvad)；噪声幅度确定器(103)，用于基于所述麦克风音频信号(y)来确定麦克风噪声幅度指示信号(wy)；增益因子确定器(105)，用于基于所述语音活动指示信号(xvad)和所述麦克风噪声幅度指示信号(wy)来确定增益因子信号(ΔG)；加权器(107)，用于通过所述增益因子信号(ΔG)对所述输入耳机音频信号(x)进行加权，以获得输出耳机音频信号。

Audio signal processing device for audio signal of input headset based on microphone audio signal

The invention relates to a signal based on the microphone audio headset (y) to process the input audio signal (x) of the audio signal processing device (100), the audio signal processing device (100) comprises a voice activity detector (101), for the input audio signal based on the headset (x) to determine the speech activity signal (xvad); noise amplitude determiner (103), the microphone for audio signal based on the (y) to determine the microphone noise amplitude indication signal (WY); gain factor determiner (105), for the speech activities based on the indication signal (xvad) and the microphone noise amplitude indication signal (WY) to determine the signal gain factor (G); (107), the weighting device used by the signal gain factor (G) on the input headset audio signal (x) are weighted to obtain an output audio signal headset.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】基于麦克风音频信号来处理输入耳机音频信号的音频信号处理装置
本专利技术涉及音频信号处理领域，尤其涉及移动通信设备中的耳机音频信号增强。
技术介绍
移动通信设备可以在不同的环境条件下进行通信。这些环境条件可以很大程度上影响通信质量，通常会考虑到两种类型的噪声源。在远端侧，远端麦克风将噪声连同所需的语义分量一起采集并传输到近端侧。在近端侧，语音清晰度可能会受到近端噪声的影响，即附近的噪声源掩蔽了耳机音频信号。通常是在远端侧通过使用如噪声消除、噪声抑制、波束成形等不同的音频信号处理技术进行处理来增强噪声干扰下的对话质量。然而这些技术的缺点在于，这种增强仅适用于远端侧的麦克风信号，该信号传输到近端侧后，参与者可以感受到增强效果，但在另一侧，增强效果可能并不明显。此外，自适应增益或均衡控制技术可以应用于近端侧。这些技术使得耳机音频信号的自适应增益或均衡控制作为本地背景噪声幅度和耳机音频信号统计数据的函数，其中耳机音频信号的响度以频率相关的方式进行调整，使得耳机音频信号不被本地背景噪声掩蔽。然而，为了比较耳机音频信号和本地背景噪声两者的频谱分量，对人类感知和语音清晰度做出了假设，这样，在适应各种变化的噪声幅度的同时，这些技术变得复杂且发展缓慢。另外，为了仅在近端参与者沉默时估计背景噪声幅度，对麦克风音频信号进行了复杂的语音活动检测(voiceactivitydetection，VAD)。F.Felber在2011年第34届IEEE萨诺夫研讨会上的“保持清晰度的自动音量控制(Anautomaticvolumecontrolforpreservingintelligibility)”中描述了一种用于耳机音频信号的自适应增益技术。A.Goldin、M.TzurZibulski在2001年的音频工程协会公约110的“嘈杂环境中的声音均衡(Soundequalizationinanoisyenvironment)”中描述了一种用于耳机音频信号的均衡控制技术。B.Sauert、F.Heese、P.Vary在2014年的IEEE国际声学、语音和信号处理会议上的“手机的实时近端听力增强(Real-timenear-endlisteningenhancementformobilephones)”中描述了又一种用于耳机音频信号的均衡控制技术。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种基于麦克风音频信号来处理输入耳机音频信号的有效概念。该目的由独立权利要求的特征来实现。更多实施方式从从属权利要求、描述内容和附图中显而易见。本专利技术基于以下发现：为了在远端侧参与者说话时进行检测并且在远端侧参与者说话时基于麦克风音频信号来确定近端侧的噪声估计，可以对耳机音频信号进行语音活动检测(voiceactivitydetection，VAD)。当远端侧参与者说话时，近端侧参与者通常沉默，因为双方同时说话通常很少见。因此，实现了近端侧耳机音频信号的自适应增强。根据第一方面，本专利技术涉及一种基于麦克风音频信号来处理输入耳机音频信号的音频信号处理装置，所述输入耳机音频信号与所述麦克风音频信号相关联，所述音频信号处理装置包括：语音活动检测器，用于基于所述输入耳机音频信号来确定语音活动指示信号，其中所述语音活动指示信号指示所述输入耳机音频信号内的语音分量的幅度；噪声幅度确定器，用于基于所述麦克风音频信号来确定麦克风噪声幅度指示信号，其中所述麦克风噪声幅度指示信号指示所述麦克风音频信号内的噪声分量的幅度；增益因子确定器，用于基于所述语音活动指示信号和所述麦克风噪声幅度指示信号来确定增益因子信号，其中所述增益因子信号指示与所述输入耳机音频信号相关联的增益；加权器，用于通过所述增益因子信号对所述输入耳机音频信号加权，以获得输出耳机音频信号，从而实现了一种基于所述麦克风音频信号来处理所述输入耳机音频信号的有效概念。所述音频信号处理装置能够基于所述麦克风音频信号来有效地调整所述输入耳机音频信号的幅度并且能够有效地减轻近端侧噪声影响。幅度可等同地称为电平。加权可以包括乘法。根据如上所述第一方面，在所述音频信号处理装置的第一实施形式中，所述语音活动检测器还用于基于所述输入耳机音频信号来确定耳机噪声幅度指示信号，其中所述耳机噪声幅度指示信号指示所述输入耳机音频信号内的噪声分量的幅度；所述语音活动检测器还用于基于所述耳机噪声幅度指示信号来确定所述语音活动指示信号，从而稳健且有效地确定所述语音活动指示信号。可以对所述输入耳机音频信号使用最小统计方法和双侧时间平滑。可以在一个预定时长的时间窗口上评估所述最小统计数据。可以使用递归无限脉冲响应(infiniteimpulseresponse，IIR)低通滤波器来实现所述双侧时间平滑。根据如上所述第一方面或所述第一方面的任意前述实施形式，在所述音频信号处理装置的第二实施形式中，所述语音活动检测器还用于确定第一包络指示信号和第二包络指示信号，其中所述第一包络指示信号指示所述输入耳机音频信号的第一包络的幅度，所述第二包络指示信号指示所述输入耳机音频信号的第二包络的幅度；所述语音活动检测器还用于基于所述第一包络指示信号和所述第二包络指示信号来确定所述语音活动指示信号，从而稳健且有效地确定所述语音活动指示信号。可以对所述输入耳机音频信号使用两侧时间平滑。可以使用递归无限脉冲响应(infiniteimpulseresponse，IIR)低通滤波器来实现所述双侧时间平滑。所述第一包络指示信号可以涉及所述输入耳机音频信号的慢包络。所述第二包络指示信号可以涉及所述输入耳机音频信号的快包络。根据如上所述的第一方面或所述第一方面的任意前述实施形式，在所述音频信号处理装置的第三实施形式中，所述语音活动检测器还用于按照预定语音活动指示限制范围对所述语音活动指示信号进行限制，从而稳健地提供所述语音活动指示信号。所述预定语音活动指示限制范围可以是范围[0；1]等。对所述语音活动指示信号的限制可以包括对所述语音活动指示信号的归一化。根据如上所述的第一方面或所述第一方面的任意前述实施形式，在所述音频信号处理装置的第四实施形式中，所述语音活动检测器还用于基于预定平滑滤波函数及时对所述语音活动指示信号进行滤波，从而有效地减轻所述语音活动指示信号的快速波动值。所述预定平滑滤波函数可以是低通滤波函数。根据如上所述的第一方面或所述第一方面的任意前述实施形式，在所述音频信号处理装置的第五实施形式中，所述噪声幅度确定器还用于基于所述语音活动指示信号来确定所述麦克风噪声幅度指示信号，从而稳健且有效地确定所述麦克风噪声幅度指示信号。所述输入耳机音频信号内的高语音分量可以对应于所述麦克风音频信号内的低语音分量。可以使用递归无限脉冲响应(infiniteimpulseresponse，IIR)低通滤波器来实现单侧时间平滑。所述语音活动指示信号可以用作时间相关滤波器系数。根据如上所述第一方面或所述第一方面的任意前述实施形式，在所述音频信号处理装置的第六实施形式中，所述增益因子确定器还用于将所述麦克风噪声幅度指示信号与预定噪声幅度阈值进行比较；所述增益因子确定器还用于：如果所述麦克风噪声幅度指示信号大于所述预定噪声幅度阈值，确定所述增益因子信号。因此，如果所述麦克风噪声幅度指示信号超过所述预定本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于麦克风音频信号(y)来处理输入耳机音频信号(x)的音频信号处理装置(100)，其特征在于，所述输入耳机音频信号(x)与所述麦克风音频信号(y)相关联，所述音频信号处理装置(100)包括：语音活动检测器(101)，用于基于所述输入耳机音频信号(x)来确定语音活动指示信号(xvad)，其中所述语音活动指示信号(xvad)指示所述输入耳机音频信号(x)内的语音分量的幅度；噪声幅度确定器(103)，用于基于所述麦克风音频信号(y)来确定麦克风噪声幅度指示信号(wy)，其中所述麦克风噪声幅度指示信号(wy)指示所述麦克风音频信号(y)内的噪声分量的幅度；增益因子确定器(105)，用于基于所述语音活动指示信号(xvad)和所述麦克风噪声幅度指示信号(wy)来确定增益因子信号(ΔG)，其中所述增益因子信号(ΔG)指示与所述输入耳机音频信号(x)相关联的增益；加权器(107)，用于通过所述增益因子信号(ΔG)对所述输入耳机音频信号(x)进行加权，以获得输出耳机音频信号。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种基于麦克风音频信号(y)来处理输入耳机音频信号(x)的音频信号处理装置(100)，其特征在于，所述输入耳机音频信号(x)与所述麦克风音频信号(y)相关联，所述音频信号处理装置(100)包括：语音活动检测器(101)，用于基于所述输入耳机音频信号(x)来确定语音活动指示信号(xvad)，其中所述语音活动指示信号(xvad)指示所述输入耳机音频信号(x)内的语音分量的幅度；噪声幅度确定器(103)，用于基于所述麦克风音频信号(y)来确定麦克风噪声幅度指示信号(wy)，其中所述麦克风噪声幅度指示信号(wy)指示所述麦克风音频信号(y)内的噪声分量的幅度；增益因子确定器(105)，用于基于所述语音活动指示信号(xvad)和所述麦克风噪声幅度指示信号(wy)来确定增益因子信号(ΔG)，其中所述增益因子信号(ΔG)指示与所述输入耳机音频信号(x)相关联的增益；加权器(107)，用于通过所述增益因子信号(ΔG)对所述输入耳机音频信号(x)进行加权，以获得输出耳机音频信号。2.根据权利要求1所述的音频信号处理装置(100)，其特征在于，所述语音活动检测器(101)还用于基于所述输入耳机音频信号(x)来确定耳机噪声幅度指示信号其中所述耳机噪声幅度指示信号指示所述输入耳机音频信号(x)内的噪声分量的幅度；所述语音活动检测器(101)还用于基于所述耳机噪声幅度指示信号来确定所述语音活动指示信号(xvad)。3.根据任意前述权利要求所述的音频信号处理装置(100)，其特征在于，所述语音活动检测器(101)还用于确定第一包络指示信号(xs)和第二包络指示信号(xf)，其中所述第一包络指示信号(xs)指示所述输入耳机音频信号(x)的第一包络的幅度，所述第二包络指示信号(xf)指示所述输入耳机音频信号(x)的第二包络的幅度；所述语音活动检测器(101)还用于基于所述第一包络指示信号(xs)和所述第二包络指示信号(xf)来确定所述语音活动指示信号(xvad)。4.根据任意前述权利要求所述的音频信号处理装置(100)，其特征在于，所述语音活动检测器(101)还用于按照预定语音活动指示限制范围对所述语音活动指示信号(xvad)进行限制。5.根据任意前述权利要求所述的音频信号处理装置(100)，其特征在于，所述语音活动检测器(101)还用于基于预定平滑滤波函数及时对所述语音活动指示信号(xvad)进行滤波。6.根据任意前述权利要求所述的音频信号处理装置(100)，其特征在于，所述噪声幅度确定器(103)还用于基于所述语音活动指示信号(xvad)来确定所述麦克风噪声幅度指示信号(wy)。7.根据任意前述权利要求所述的音频信号处理装置(100)，其特征在于，所述增益因子确定器(105)还用于将所述麦克风噪声幅度指示信号(wy)与预定噪声幅度阈值(ηwy)进行比较；所述增益因子确定器(105)还用于：如...

【专利技术属性】
技术研发人员：克里斯托弗·富勒，亚历克西斯·法夫罗，彼得·格罗舍，郎玥，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44