[發明專利]一種送話拾音麥克風內置型耳機的拾音降噪方法

有效

• 申請號: 201911183784.5
• 申請日: 2019-11-27
• 公開（公告）號: CN110931034B
• 公開（公告）日: 2022-05-24
• 發明（設計）人: 何敏;王鵬;戴偉彬;陳光勤
• 申請（專利權）人: 深圳市悅爾聲學有限公司
• 主分類號: G10L21/0208
• 分類號: G10L21/0208;G10L21/0264
• 代理公司: 深圳市華盈知識產權代理事務所(普通合伙) 44543
• 代理人: 王松柏

本發明公開了一種送話拾音麥克風內置型耳機的拾音降噪方法，屬于耳機技術領域。所述送話拾音麥克風內置型耳機將送話拾音麥克風設置于耳機內壁的獨立密封腔體內，所述的拾音降噪方法，具體包括以下步驟：(1)對語音信號的預處理：包括反混疊、A/D轉換、預加重和中心消波過程；(2)信道映射處理：包括基于LPC的特征提取、信道映射、語音合成、去加重的四個階段；(3)語音聚焦增強處理：所述語音聚焦增強步驟包括功率譜估計和幅值衰減的處理、語音居中、高通濾波、高頻增強、動態壓縮，及后期增強的處理，實現拾音降噪。本發明的拾音降噪方法，使語音送話在全頻段上的清晰度和可懂度等都得到顯著增強；且結構簡單，成本低。

技術領域

本發明屬于耳機技術領域，尤其涉及一種送話拾音麥克風內置型耳機的拾音降噪方法。

背景技術

現行具有麥克風送話降噪功能的耳機，已有多種方案。主流的如基于ADI公司的sigma DSP芯片，裝配全向型麥克風、采用beamforming(波束形成)算法的語音降噪耳機，對側面噪聲有一定的抑制作用；BOSE的某些型號耳機采用了4陣元的麥克風陣列結構，亦采用beamforming算法，對信號方向的選擇性明顯增強，對除語音外的其他方向噪聲都有很好的抑制作用；CSR的CVC降噪耳機，采用雙麥克風單聲道的CVC算法軟件消噪方案，提供了一個低成本且相對高端的降噪方案。

上述幾款主流的送話降噪耳機，算法各有側重點，也存在獨有的和共性的缺點。ADI公司的2顆拾音麥克風方案，對除側面噪聲外的其他方向噪聲抑制不夠；BOSE的4陣元方案，方向圖的方向選擇性較好，但成本較高，且對與語音同向的噪聲抑制不夠；CSR的CVC降噪方案，有一定的降噪效果且成本低，但單聲道的通話設置，語音通話質量和可靠性降低，對于一些特殊場合難以滿足要求。以上幾種主流的降噪方案，其共同點都是將送話麥克風安裝在耳機外部，對SNR(SIGNAL NOISE RATIO，信噪比)大都比較敏感，特別是對風噪抑制不夠。

發明內容

本發明實施例提供一種送話拾音麥克風內置型耳機的拾音降噪方法，旨在解決麥克風送話拾音降噪的問題，本發明將送話拾音麥克風設置于耳機內壁的獨立腔體內，采用接觸式封閉式設計，對外界噪聲和耳機內喇叭產生的聲音信號起到很好的隔離衰減作用，通過信道映射及數字濾波等算法實現送話語音增強的耳機。

本發明所述送話拾音麥克風內置耳機通過將麥克風安裝在耳機內部的獨立腔體內，大幅降低了周圍環境噪聲對通話語音的影響。語音信號因此形成兩個信道：第一信道為外部信道，即正常情況下的聲門、聲道、口唇輻射形成的原始語音信道；這路信號與外界噪聲混合后經耳機殼體衰減后被拾音麥克風采集。第二信道為內部信道，即信號經聲門、聲道、鼻腔、頭部腔體，最后由耳廓傳導至送話拾音麥克風的內部語音信道；第二信道的信號因為有耳機殼體隔離，對外部噪聲信號起到很好衰減作用，信噪比顯著增強，對中高頻的外部噪音有較深的降噪效果，對風噪也有很好的抑制作用。

進入內部語音信道的語音信號是本發明重點處理和最終輸出的語音信號。由于外部信道的語音信號經耳機殼體衰減后仍會有部分殘留，這部分語音信號與內部信道頻譜相同，有不同的時延，會形成相干干擾。同時由于拾音麥克風為獨立密封腔體設計，會產生一定強度的混響，影響語音的清晰度。這些噪聲在預處理階段需加以抑制，以便對語音信號后續的處理。同時，由于內部信道與外部信道結構上存在很大差別，其語音特征，如共振峰、音調的輪廓等同原始語音信道相比有所改變。這一差別會影響到語音的聽覺感受，使語音聽起來不那么“自然”，也會使語音的各段頻響與原始信道產生差別，如低頻能量過大，高頻能量相對較低，同樣會影響到聽覺感受。所以內部信道的語音在輸出之前須做相應處理，以恢復到原始語音信道的自然狀態。本發明針對上述內部信道特點，通過語音信號的預處理(包括反混疊、預加重、中心削波)、信道映射、語音聚焦、后期處理(去加重)的算法，實現語音增強的要求。

本發明所述的技術方案通過以下方式實現：