[發明專利]一種耳機通話降噪方法及耳機

有效

• 申請號: 201911230002.9
• 申請日: 2019-12-04
• 公開（公告）號: CN110856072B
• 公開（公告）日: 2021-03-19
• 發明（設計）人: 邱鋒海;項京朋
• 申請（專利權）人: 北京聲加科技有限公司
• 主分類號: H04R1/10
• 分類號: H04R1/10;H04R3/00;G10L21/0208
• 代理公司: 北京億騰知識產權代理事務所(普通合伙) 11309
• 代理人: 陳霽

本發明提供一種耳機通話降噪方法及耳機。在一個實施例中，通過至少一個外部傳聲器接收人耳外部的多個第一語音信號；通過一個內耳傳聲器接收人耳內部的第二語音信號；并將所述多個第一語音信號和第二語音信號轉換到頻域中；對多個第一語音信號進行波束合成得到第三語音信號；對第二語音信號進行回聲抵消處理以及頻譜延拓處理得到第四語音信號；計算第三語音信號中各個頻點的信噪比，通過所述信噪比對第三語音信號和第四語音信號進行加權處理得到第五語音信號，將第五語音信號轉換到時域并輸出。在低信噪比及較多說話人干擾等復雜聲學場景下，能有效拾取佩戴者語音并抑制其他噪聲。

技術領域

本發明涉及語音降噪技術領域,尤其涉及一種耳機通話降噪方法及耳機。

背景技術

隨著互聯網及人工智能技術的發展，耳機已經被賦予了多種功能，包括聽音樂、語音通話及語音助手等。實際應用中，耳機傳聲器接收信號中也會拾取各種各樣的噪聲，包括地鐵噪聲、馬路噪聲這類較為平穩的環境噪聲，以及附近其他說話人或商城、高鐵站廣播產生的非平穩噪聲。這些噪聲不僅會使得佩戴者自身感到不適，同時也會影響通話質量及人機語音交互性能。因此，越來越多的耳機增加了通話降噪及主動降噪等功能。

通話降噪技術往往將傳聲器置于耳機殼外拾取佩戴者語音，使用波束形成及后濾波技術對佩戴者說話語音進行增強，對環境噪聲及其他干擾噪聲進行抑制。

主動降噪技術中，自適應降噪系統往往包括分別置于耳內及耳外的反饋傳聲器。耳外傳聲器拾取噪聲信號作為參考信號，將當前信號經耳機系統模型的傳遞函數作用后預測耳罩內的噪聲，然后將預測噪聲反相后與所需音頻信號進行疊加，最終傳送給耳機換能器，從而獲得降噪效果。

目前常用的耳機通話降噪方法主要分為三類，第一類是采用基于傳聲器陣列的語音增強算法對目標方向語音進行增強，通過自適應波束技術對佩戴者語音進行增強，但該方法在低信噪比情況下性能會嚴重下降。第二類是基于輔助傳感器的方法進行降噪，采用例如振動傳感器或者加速度傳感器(例如骨導傳感器)等提取佩戴者語音，該類方法在低信噪比情況下可以有效提取佩戴者中低頻語音，但該類傳感器需要佩戴者正確佩戴耳機且成本較高。第三類是使用機器學習方法對接收信號進行語音增強，該類方法可以有效去除動態噪聲但計算資源及內存占用較多。

實際應用中，對于主動降噪的半入耳式或入耳式耳機，內耳傳聲器接收信號經處理后可輔助進行降噪處理。相比于殼外傳聲器，內耳傳聲器具有以下優點：

1、緊耦合佩戴的入耳式耳機，內耳傳聲器能隔絕環境噪聲(被動隔聲+主動降噪)在20dB以上，隔絕風噪可達25dB以上；

2、佩戴者的語音能通過骨導在耳道內形成比較好的中低頻響應；

3、松耦合佩戴的淺入耳式耳機，內耳傳聲器能一定程度隔絕風噪，特別是自然風狀態。

同時，內耳傳聲器也具有一定的局限性：

1、包含耳機揚聲器的信號成分較多，需要額外的回聲抵消處理；

2、內耳傳聲器接收信號中目標語音的中高頻成分丟失嚴重，在高信噪比情況下中高頻成分音質明顯差于殼外傳聲器接收信號。

發明內容

有鑒于此，本申請實施例提供了一種耳機通話降噪方法及耳機。

第一方面，本發明申請提供一種耳機通話降噪方法，包括：

通過至少一個外部傳聲器接收人耳外部的多個第一語音信號；通過一個內耳傳聲器接收人耳內部的第二語音信號；并將所述多個第一語音信號和第二語音信號轉換到頻域中；

對多個第一語音信號進行波束合成得到第三語音信號；

對第二語音信號進行回聲抵消處理以及頻譜延拓處理得到第四語音信號；