[发明专利]用于高性能TWS蓝牙音频芯片的降噪方法、系统和电子设备

权利要求书

1.一种用于高性能TWS蓝牙音频芯片的降噪方法，其特征在于，包括：

通过安装于手机和蓝牙耳机中的惯性传感器获得所述手机和所述蓝牙耳机在运动过程中的一系列时间点上的运动信息，其中，所述运动信息包括在X轴、Y轴和Z轴三个方向上的位移量、速度和加速度；

计算所述手机和所述蓝牙耳机在相同时间点的运动信息之间的差值，以获得多个九元数组，其中，所述九元数组包括在X轴、Y轴和Z轴方向的位移量之差、速度之差和加速度之差；

将所述多个九元数组按照时间维度构造为运动差分矩阵，其中，所述运动差分矩阵的行数为时间点的数目，其列数为9；

使用卷积神经网络从所述运动差分矩阵获得用于表示不同运动信息的维度以及不同的运动采样时间之间的高维关联特征的运动差分特征图；

对所述运动差分特征图在通道维度上的各个特征矩阵进行基于构造高斯分布和随机采样的数据增广，以获得运动增广特征图；

获得所述手机发送的第一音频信号和所述蓝牙耳机接收到的第二音频信号；

将所述第一音频信号转化为第一音频向量后通过编码器模型以获得发送特征向量；

将所述第二音频信号转化为第二音频向量后通过所述编码器模型以获得接收特征向量；

计算所述发送特征向量与所述接收特征向量之间的差值以得到差分特征向量；

将所述差分特征向量作为查询向量与所述运动增广特征图进行相乘以获得补偿特征向量；

将所述补偿特征向量输入解码器模型以获得用于补偿的去噪音频向量，其中，所述解码器模型与所述编码器模型具有对称的结构；以及

基于所述用于补偿的去噪音频向量和所述发送特征向量，生成去噪后的音频信号。

2.根据权利要求1所述的用于高性能TWS蓝牙音频芯片的降噪方法，其中，将所述多个九元数组按照时间维度构造为运动差分矩阵，包括：

对所述多个九元数组中的每个值进行基于最大值的归一化处理；以及

将归一化处理的所述多个九元数组按时间维度为行排列为所述运动差分矩阵。

3.根据权利要求1所述的用于高性能TWS蓝牙音频芯片的降噪方法，其中，使用卷积神经网络从所述运动差分矩阵获得用于表示不同运动信息的维度以及不同的运动采样时间之间的高维关联特征的运动差分特征图，包括：

所述卷积神经网络以如下公式从所述运动差分矩阵获得所述运动差分特征图；

其中，所述公式为：

f_i＝Sigmoid(N_i×f_i-1+B_i)

其中，f_i-1为第i层卷积神经网络的输入，f_i为第i层卷积神经网络的输出，N_i为第i层卷积神经网络的滤波器，且B_i为第i层卷积神经网络的偏置向量，Sigmoid表示非线性激活函数。

4.根据权利要求3所述的用于高性能TWS蓝牙音频芯片的降噪方法，其中，对所述运动差分特征图在通道维度上的各个特征矩阵进行基于构造高斯分布和随机采样的数据增广，以获得运动增广特征图，包括：

基于每个所述特征矩阵中的每行的九个特征值的均值和方差，构造具有该方差和该均值的高斯分布；以及

对所述高斯分布进行随机采样以获得更多的数据点作为所述特征矩阵的一行的数据点，以获得所述运动增广特征图。

5.根据权利要求1所述的用于高性能TWS蓝牙音频芯片的降噪方法，其中，将所述第一音频信号转化为第一音频向量后通过编码器模型以获得发送特征向量，包括：

使用模数转化器将所述第一音频信号转化为第一数字信号；

使用声谱分析器所述第一数字信号进行音谱分析，所述音频分析包括对所述第一数字信号进行离散傅里叶变换，以及，对经离散傅里叶变换后的所述第一数字信号进行Mel滤波；

使用参数变换器对经音谱分析的所述第一数字信号进行处理以获得所述第一音频向量；以及

使用所述编码器模型的多个全连接层对所述第一音频向量进行全连接编码以获得所述发送特征向量。