[发明专利]一种基于陷波技术的蓝牙耳机降噪方法

说明书

本发明涉及一种基于陷波技术的蓝牙耳机降噪方法，于蓝牙耳机上设置两个线性排列的无指向麦克风形成麦克风阵列，基于麦克风阵列将空间划分为一个获取目标声音信号的目标空间子带和多个干扰空间子带，根据输入信号功率谱以及各干扰空间子带的噪声功率谱得到当前帧的输入信号的噪声功率谱；将输入信号的噪声功率谱以及输入信号功率谱作为输入，采用预设的语音增强算法对输入信号进行语音增强。在硬件资源增加不多的情况下取得更好的降噪效果。

技术领域

本发明涉及语音信号处理技术领域，尤其涉及一种基于陷波技术的蓝牙耳机降噪方法。

背景技术

当人们拿着通讯设备进行通话时，如果周围环境过于嘈杂，较大的背景噪声会严重影响通话质量，特别是使用蓝牙耳机，由于麦克风离说话人距离较远，背景噪声对通话质量的影响更为严重，因此，关于蓝牙耳机的降噪方案一直很受重视。

关于蓝牙耳机的降噪方案，目前有很多种，单麦克风、双麦克风和三麦克风，部分还增加骨传导麦克风。其中，双麦克风降噪方案比较常见，双麦克风普遍采用波束成形方法，一种是基于自适应波束形成的降噪方案，另一种是基于固定波束形成的降噪方案。基于自适应波束形成的降噪方案虽然降噪效果好，但是需要增加硬件资源，导致成本高，空间增大，用户佩戴蓝牙耳机姿势不正确容易造成较大的语音损失，基于固定波束形成的降噪方案虽然对硬件资源要求不高，对佩戴者说话方向的偏差鲁棒性更高，但是对干扰噪声抑制能力有限，且离佩戴者说话方向越近，降噪效果越差。

发明内容

本发明提供一种基于陷波技术的蓝牙耳机降噪方法，旨在解决现有技术中蓝牙耳机的降噪方案中要么对硬件资源要求高要么降噪效果差的技术问题。

一种基于陷波技术的蓝牙耳机降噪方法，于蓝牙耳机上设置线性排列的第一麦克风和第二麦克风，第一麦克风和第二麦克风构成麦克风阵列；基于麦克风阵列将空间划分为一个目标声音信号的目标空间子带和多个干扰空间子带，包括如下步骤：

步骤A1，使用麦克风阵列接收原始声音信号；

步骤A2，将第一麦克风接收的原始声音信号按照预设时间间隔进行分割并转换成第一频域信号，将第二麦克风接收的原始声音信号按照预设时间间隔进行分割并转换成第二频域信号，对第一频域信号和第二频域信号进行处理得到麦克风阵列的若干帧输入信号；

步骤A3，基于输入信号计算输入信号功率谱；

步骤A4，采用预先设计的每个干扰空间子带的陷波波束对输入信号进行滤波处理，获得各个干扰空间子带的滤波后信号；

步骤A5，基于输入信号功率谱以及干扰空间子带的滤波后信号计算各干扰空间子带的噪声功率谱；

步骤A6，基于输入信号功率谱以及干扰空间子带的噪声功率谱计算当前帧输入信号的噪声功率谱；

步骤A7，以输入信号功率谱以及输入信号的噪声功率谱作为输入，采用预设的语音增强算法对输入信号进行语音增强处理。

步骤A8，将当前帧的语音增强后的输入信号转换成时域信号输出；

步骤A9，在蓝牙耳机降噪方法中，循环执行步骤A3-A8，以分别对每帧输入信号进行语音增强处理并转换成时域信号，随后合并所有帧时域信号以作为降噪后的目标声音信号输出，以实现对蓝牙耳机的降噪处理。

进一步的，在步骤A4中，干扰空间子带的陷波波束的设计过程包括：

步骤A41，构建麦克风阵列接收信号在频域中的表达式；

步骤A42，通过线性滤波器获取估计信号，采用的表达式如下：

Z(ω)＝h^H(ω)Y(ω)＝h^H(ω)d(ω)X(ω)+h^H(ω)v(ω)；