风噪声检测系统和方法技术方案

系统和方法包括：风检测器，其用于接收音频输入信号并输出风检测标志，该风检测标志包括单通道风检测标志和跨通道风检测标志，每个风检测标志指示风噪声的存在或不存在；以及融合平滑模块，其用于接收多个风检测标志并生成输出风检测标志。麦克风生成多个音频输入信号。风检测器和融合平滑模块可以包括存储在存储器中以供由数字信号处理器执行的程序指令。风检测器是：单通道检测器，其用于接收音频输入信号的单音频通道并生成单通道风噪声标志；以及跨通道检测器，其用于计算两个或更多个音频通道之间的自相关和互相关。频通道之间的自相关和互相关。频通道之间的自相关和互相关。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】风噪声检测系统和方法
[0001]相关申请的交叉引用本申请要求于2019年4月30日提交的、并且题为“WIND NOISE DETECTION SYSTEMS AND METHODS”的美国专利申请号16/399,961的权益和优先权，该申请以其全部通过引用并入本文中。


[0002]本申请总体上涉及噪声消除系统和方法，并且更具体地，例如，涉及诸如耳机例如，罩耳式、贴耳式和入耳式）、耳塞、和助听器、以及其他个人收听设备之类的音频处理设备中的风噪声的消除和/或抑制。

技术介绍

[0003]音频处理设备通常包括一个或多个麦克风以感测来自环境的声音并生成对应的音频信号。例如，有源噪声消除（ANC）耳机包括参考麦克风以生成与感测到的环境噪声在大幅度近似相等、但在相位上相反的抗噪声信号。环境噪声和抗噪声信号在声学上相互抵消，从而允许用户听到期望的音频信号。
[0004]然而，传统的ANC系统（和其他降噪或噪声消除系统）不完全消除所有噪声，从而留下残留噪声和/或生成可能分散用户注意力的听得见的伪假象（artefact）。例如，与在ANC系统中消除的环境声音不同，风噪声可能响应于麦克风部件处的局部空气湍流而出现在麦克风处。风噪声可能与到达用户的耳道的环境噪声无关，并且对应的抗噪声信号对于用户可能是听得见的。试图从音频信号中移除背景噪声的噪声抑制系统在移除风噪声方面面临类似的挑战。
[0005]鉴于前述内容，存在对于可能包括感测到的风噪声的音频信号的改进的降噪和噪声消除系统和方法的持续需要。还存在对于耳机、耳塞和可能在有风环境中操作的其他个人收听设备的改进的有源噪声消除系统和方法的持续需要。

技术实现思路

[0006]本文中公开了改进的系统和方法，其用于可以在有风环境中使用的音频设备中的有源噪声消除和/或噪声抑制。在一个或多个实施例中，一种系统包括：风检测器，其可操作以接收多个音频输入信号并输出多个风检测标志，该多个风检测标志包括单通道风检测标志和跨通道风检测标志，每个风检测标志指示风噪声的存在或不存在；以及融合平滑模块，其可操作以接收多个风检测标志并生成输出风检测标志，输出风检测标志。
[0007]该系统还可包括可操作以感测声音并生成多个音频输入信号的多个麦克风、以及存储程序指令的存储器、以及可操作以执行程序指令的数字信号处理器。在各种实施方式中，该系统可以包括：噪声抑制模块，其可操作以接收音频输入信号和输出风检测标志并降低在音频输入信号中检测到的风噪声；和/或有源噪声消除系统，其可操作以根据输出风检测标志生成抗噪声信号以消除音频输入信号的部分。
[0008]在各种实施例中，风检测器包括单通道检测器，其可操作以接收多个音频输入信号的单音频通道并生成单通道风检测标志。单通道检测器能够可操作以将单音频通道与风谱模型进行比较，该风谱模型包括频率分量的部分的功率比的均值和标准偏差以及频谱斜率。风检测器可操作以：如果功率比的均值小于阈值均值并且标准偏差大于阈值标准偏差（例如，当确定不存在风噪声时），则清除标志；以及如果频谱斜率大于预定阈值频谱斜率（例如，当确定存在风噪声时），则设置标志。风检测器还可包括跨通道检测器，其可操作以计算两个或更多个音频通道之间的自相关和互相关，并且如果自相关小于互相关则设置标志。
[0009]如果跨通道风检测标志为开并且至少一个单通道风检测标志为开，则融合平滑模块能够可操作以将输出风检测标志设置为“存在”，以及如果预定数量的先前生成的融合风标志为开，则融合平滑模块能够可操作以设置融合风标志。
[0010]在一个或多个实施例中，一种方法包括接收多个音频输入信号、生成多个初步风检测标志，所述多个初步风检测标志包括单通道风检测标志和跨通道风检测标志，每个风检测标志指示音频输入信号的部分中的风噪声的存在或不存在，并输出风检测标志。该方法还可以包括：如果风检测标志是有源的（active）则降低音频输入信号中的风噪声，和/或根据风检测标志生成抗噪声信号以消除音频输入信号的部分。
[0011]在各种实施例中，该方法包括接收音频输入信号的单音频通道并生成单通道风检测标志，通过计算特定频率分量的功率比的均值和标准偏差以及频谱斜率来生成风谱模型，并将单音频通道与风谱模型进行比较。如果功率比的均值小于阈值均值、并且标准偏差大于阈值标准偏差，则该方法可以设置单通道风检测标志以指示不存在风噪声。如果频谱斜率大于预定阈值频谱斜率，则该方法可以设置单通道风噪声标志以指示存在风噪声。
[0012]该方法还可以包括计算两个或更多个音频通道之间的自相关和互相关，并且如果自相关小于互相关则确定存在风噪声。如果跨通道检测器风噪声标志为开并且单通道音频标志中的至少一个为开，则最终风检测标志可以被设置为“存在”。该方法可以进一步基于先前确定的融合风检测标志值的数量来平滑融合风检测标志。
[0013]本专利技术的范围由权利要求限定，该权利要求通过引用并入本部分中。通过考虑一个或多个实施例的以下详细描述，将向本领域技术人员提供本公开的实施例的更完整的理解以及其附加优点的实现。将参考将首先被简要描述的附图的附页。
附图说明
[0014]参考以下附图和随后的详细描述可以更好地理解本公开的方面及其优点。应当理解，相似的参考标号用于标识在一个或多个附图中图示的相似元件，其中附图中的示出是出于说明本公开的实施例的目的而不是出于限制本公开的实施例的目的。附图中的部件不一定按比例，而是将重点放在清楚地说明本公开的原理上。
[0015]图1图示了根据本公开的一个或多个实施例的风检测系统。
[0016]图2图示了根据本公开的一个或多个实施例的单通道风检测器的流程图。
[0017]图3图示了根据本公开的一个或多个实施例的跨通道风检测器的流程图。
[0018]图4图示了根据本公开的一个或多个实施例的融合平滑模块中的融合阶段的流程图。
[0019]图5图示了融合平滑模块中的平滑阶段的流程图。
[0020]图6图示了根据本公开的一个或多个实施例的音频设备的实施例。
具体实施方式
[0021]公开了改进的风噪声检测系统和方法，其可以在各种音频处理系统中实现，所述音频处理系统包括有源噪声消除（ANC）系统、移动电话、智能扬声器、语音命令和处理系统、汽车系统（例如，免提语音控制）和可能在有风环境中操作的其他音频处理系统。
[0022]在一个实施例中，风噪声检测系统包括两个或更多个在空间上分离的麦克风。每个麦克风感测环境中的声音，其可能包括由于每个麦克风本地的空气湍流而感测到的风噪声。因此，不同的麦克风可以独立地感测不同的风噪声事件。风噪声检测系统分析与每个麦克风相关联的单通道风特征和两个或更多个音频通道的跨通道风特征。在一个实施例中，单通道风特征表征风噪声的频谱，而跨通道风特征评估麦克风信号对之间的互相关。融合平滑阶段工作以融合结果特征、过滤检测结果、并改进系统稳定性。
[0023]本文中公开的系统和方法提供了相比于传统解决方案的许多优点。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种系统，包括：风检测器，其能够操作以接收多个音频输入信号并输出多个风检测标志，所述多个风检测标志包括单通道风检测标志和跨通道风检测标志，每个风检测标志指示风噪声的存在或不存在；以及融合平滑模块，其能够操作以接收所述多个风检测标志并生成输出风检测标志，所述输出风检测标志。2.根据权利要求1所述的系统，还包括多个麦克风，所述多个麦克风能够操作以感测声音并生成所述多个音频输入信号。3.根据权利要求1所述的系统，还包括存储程序指令的存储器、以及能够操作以执行所述程序指令的数字信号处理器；并且其中所述风检测器和所述融合平滑模块包括存储在所述存储器中的程序指令。4.根据权利要求1所述的系统，还包括噪声抑制模块，所述噪声抑制模块能够操作以接收所述音频输入信号和所述输出风检测标志并降低在所述音频输入信号中检测到的风噪声。5.根据权利要求1所述的系统，还包括有源噪声消除系统，所述有源噪声消除系统能够操作以根据所述输出风检测标志生成抗噪声信号以消除所述音频输入信号的部分。6.根据权利要求1所述的系统，其中所述风检测器包括单通道检测器，所述单通道检测器能够操作以接收所述多个音频输入信号的单音频通道并生成所述单通道风检测标志。7.根据权利要求6所述的系统，其中所述单通道检测器能够操作以将所述单音频通道与风谱模型进行比较。8.根据权利要求7所述的系统，其中所述风谱模型包括频率分量的部分的功率比的均值和标准偏差以及频谱斜率，并且其中如果所述功率比的所述均值小于阈值均值或所述功率比的所述标准偏差大于阈值标准偏差，则确定不存在风噪声；并且其中如果所述频谱斜率大于预定阈值频谱斜率，则确定存在风。9.根据权利要求6所述的系统，其中所述风检测器包括跨通道检测器，所述跨通道检测器能够操作以计算两个或更多个音频通道之间的自相关和互相关，并且其中如果所述自相关小于所述互相关则确定存在风。10.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：芮立扬，G，
申请(专利权)人：辛纳普蒂克斯公司，
类型：发明
国别省市：