风噪声污染范围估算方法及抑制方法、装置、介质、终端与流程

1.本发明实施例涉及信号处理技术领域，尤其涉及一种风噪声污染范围估算方法及抑制方法、装置、介质、终端。

背景技术：

2.在语音通话场景以及助听器的应用中，当麦克风处于有风的情况下时，气流扰动会引起麦克风振膜的非稳态振动，引起音量较大且在主观听感上令人极其不适的噪声，这种噪声一般称为风噪声(也可以称为风噪)。风噪声对通话质量有很大的负面影响，会降低语音可懂度。
3.目前，通常设置固定的截止频率，在固定的截止频率范围内进行风噪抑制，或者做全频带处理。
4.然而，采用固定的截止频率对于一些很强的风噪，会有风噪高频部分的残留。采用全频带处理时，对于无风噪声且有语音的地方做风噪抑制，则会对语音的高频信息带来损失。综上，现有的降噪方法进行风噪抑制时，采用的风噪抑制频段的合理性及准确度较差。

技术实现要素：

5.本发明实施例的目的在于提供一种多麦克风设备的风噪声污染范围估算方法，能够提高风噪污染范围确定的合理性及准确性。
6.为实现上述目的，本发明实施例提供一种多麦克风设备的风噪声污染范围估算方法，包括：获取多帧采集信号，每帧采集信号包括由所述多麦克风设备中的各个麦克风分别采集的信号；对各个麦克风采集的信号进行风噪检测，从所述多帧采集信号中筛选出风噪帧；针对所述风噪帧，根据各个麦克风采集的信号的低频能量、设定的风噪边界阈值以及转换系数，估算各个麦克风的风噪污染范围，所述风噪污染范围用于指示被风噪声污染的频段，所述转换系数用于表征风噪污染范围与风噪能量的关系。
7.可选的，所述转换系数采用如下方式确定：获取所述多麦克风设备中的各个麦克风的类型；根据各个麦克风的类型确定各个麦克风对应的转换系数。
8.可选的，所述根据各个麦克风的类型确定各个麦克风对应的转换系数：针对各种类型的麦克风，测试麦克风在不同风速下的采集的信号的低频能量，并得到低频能量对应的频率范围；对各个风速下采集的信号的低频能量及对应的频率范围进行拟合，得到所述转换系数。
9.可选的，所述根据各个麦克风采集的信号的低频能量、设定的风噪边界阈值以及转换系数，确定各个麦克风的风噪污染范围，包括：针对各个麦克风，计算所述各个麦克风采集的信号的低频能量与设定的风噪边界阈值的差值；计算所述差值与所述转换系数的商，根据所得到的商确定所述风噪污染范围。
10.可选的，所述多麦克风设备的风噪声污染范围估算方法还包括：针对各个麦克风，根据各个麦克风采集的信号，确定各个麦克风采集的信号包括的所有噪声的能量以及其他
噪声信号的能量，所述其他噪声指所述所有噪声中除风噪声之外的噪声；根据所述其他噪声的能量与所述所有噪声的能量的占比关系，对所述风噪边界阈值进行修正。
11.本发明实施例还提供一种多麦克风设备的风噪声抑制方法，包括：采用上述任一种多麦克风设备的风噪声污染范围估算方法估算得到各个麦克风的风噪污染范围；针对所述风噪帧，根据各个麦克风的风噪污染范围，从所有麦克风中选取一个或多个麦克风作为目标麦克风；在所述目标麦克风的风噪污染范围内，对所述目标麦克风采集的信号进行风噪声抑制处理。
12.可选的，所述针对所述风噪帧，根据各个麦克风的风噪污染范围，从所有麦克风中选取一个或多个麦克风作为目标麦克风，包括：针对所述风噪帧，按照各个麦克风的风噪污染范围从小到大依次选取一个或多个麦克风作为目标麦克风。
13.本发明实施例还提供一种多麦克风设备的风噪声污染范围估算装置，包括：获取单元，用于获取多帧采集信号，每帧采集信号包括由所述多麦克风设备中的各个麦克风分别采集的信号；风噪检测单元，用于对各个麦克风采集的信号进行风噪检测，从所述多帧采集信号中筛选出风噪帧；风噪污染范围估算单元，用于针对所述风噪帧，根据各个麦克风采集的信号的低频能量、设定的风噪边界阈值以及转换系数，估算各个麦克风的风噪污染范围，所述风噪污染范围用于指示被风噪声污染的频段，所述转换系数用于表征风噪污染范围与风噪能量的关系。
14.本发明实施例还提供一种多麦克风设备的风噪声抑制装置，包括：上述任一种多麦克风设备的风噪声污染范围估算装置；风噪声抑制单元，用于在估算得到各个麦克风的风噪污染范围内，采用风噪抑制增益对各个麦克风采集的信号进行风噪声抑制处理。
15.本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器运行时执行上述任一种多麦克风设备的风噪声污染范围估算方法的步骤，或者上述任一种多麦克风设备的风噪声抑制方法的步骤。
16.本发明实施例还提供一种终端，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有能够在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器运行所述计算机程序时执行上述任一种多麦克风设备的风噪声污染范围估算方法的步骤，或者上述任一种多麦克风设备的风噪声抑制方法的步骤。
17.与现有技术相比，本发明实施例的技术方案具有以下有益效果：
18.本发明实施例提供的多麦克风设备的风噪声污染范围估算方法，通过对多帧采集信号中的各个麦克风采集的信号进行风噪检测，确定风噪帧，对于风噪帧，根据各个麦克风采集的信号的低频能量、设定的风噪边界阈值以及转换系数，估算各个麦克风的污染范围，以此确定风噪帧中被风噪声污染的频段。由于针对各个风噪帧，根据各个风噪帧对应的各个麦克风采集的信号的低频能量确定各个麦克风的风噪污染范围，使得得到的各风噪帧对应的麦克风的污染范围均与各风噪帧的实际风噪影响相适配，提高各个风噪帧的风噪污染范围确定的合理性及准确度。
19.此外，进而在后续基于各个麦克风的风噪污染范围对于风噪帧进行风噪抑制时，可以提高降噪时的风噪抑制效果。
20.进一步，由于对每帧风噪帧均可以精确地确定风噪污染范围，进而在对风噪帧进行风噪声抑制处理时，不管是瞬态的风噪声还是持续的风噪声均有较好的抑制效果。
附图说明
21.图1是本发明实施例中的一种多麦克风设备的风噪污染范围估算方法的流程图；
22.图2是本发明实施例中的一种风噪污染范围的示意图；
23.图3是本发明实施例中一种估计得到的风噪污染范围的示意图；
24.图4是本发明实施例中的一种多麦克风设备的风噪声抑制方法的流程图
25.图5是一种相干系数与风噪抑制增益的映射关系示意图；
26.图6是另一种相干系数与风噪抑制增益的映射关系示意图；
27.图7是本发明实施例中的一种多麦克风设备的风噪声污染范围估算装置的结构示意图；
28.图8是本发明实施例中的一种多麦克风设备的风噪声抑制装置的结构示意图。
具体实施方式
29.如上所述，目前，通常设置固定的截止频率，在固定的截止频率范围内进行风噪抑制，或者做全频带处理。然而，由于风噪的污染范围有限，而采用固定的截止频率对于一些很强的风噪，会有风噪高频部分的残留。采用全频带处理时，对于风噪较小或无风噪且有语音的地方做风噪抑制，则会对语音的高频信息带来损失。综上，现有的降噪方法进行风噪抑制时，得到的风噪抑制效果较差。
30.为解决上述问题，本发明实施例提供的多麦克风设备的风噪声污染范围估算方法，通过对多帧采集信号中的各个麦克风采集的信号进行风噪检测，确定风噪帧，对于风噪帧，根据各个麦克风采集的信号的低频能量、设定的风噪边界阈值以及转换系数，估算各个麦克风的污染范围，以此确定风噪帧中被风噪声污染的频段。由于针对各个风噪帧，根据各个风噪帧对应的各个麦克风采集的信号的低频能量确定各个麦克风的风噪污染范围，使得得到的各风噪帧对应的麦克风的污染范围均与各风噪帧的实际风噪影响相适配，提高各个风噪帧的风噪污染范围确定的合理性及准确度。进而在后续基于各个麦克风的风噪污染范围对于风噪帧进行风噪抑制时，可以提高降噪时的风噪抑制效果。
31.为使本发明实施例的上述目的、特征和有益效果能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
32.本发明实施例提供一种多麦克风设备的风噪声污染范围估算方法，多麦克风设备的风噪声污染范围估算方法可以由终端执行，也可以由终端中具有风噪声污染范围估算功能的芯片或芯片模组执行，也可以由终端中具有数据处理功能的芯片或芯片模组执行，还可以由终端中的基带芯片执行。终端可以为多麦克风设备，也可以为用于控制多麦克风设备的手机、计算机、平板电脑、服务器、云平台等其他终端设备。多麦克风设备可以包括通讯设备、耳机、助听器、车载终端等具有多个麦克风的设备。
33.参照图1，给出了本发明实施例中的一种多麦克风设备的风噪声污染范围估算方法的流程图，所述风噪声污染范围估算方法具体可以包括如下步骤：
34.步骤11，获取多帧采集信号，每帧采集信号包括由所述多麦克风设备中的各个麦克风分别采集的信号；
35.步骤12，对各个麦克风采集的信号进行风噪检测，从所述多帧采集信号中筛选出风噪帧；
36.步骤13，针对所述风噪帧，根据各个麦克风采集的信号的低频能量、设定的风噪边界阈值以及转换系数，估算各个麦克风的风噪污染范围，所述风噪污染范围用于指示被风噪声污染的频段，所述转换系数用于表征风噪污染范围与风噪能量的关系。
37.其中，风噪污染范围与风噪能量之间呈正相关的关系。通常风噪能量越大，风噪污染范围越大。
38.风噪声是来自于气流的涡流与湍流，是非稳态不可预测的，与周围其它任何声源都不同，属于独立发生的事件。周围其它的人声或者噪声，都是由某个特定的声源振动产生的。经研究发现，对于多麦克风设备而言，可以利用这种由“同一个声源产生的”相干性，以及风噪声的“独立产生”的非相干特性，将风噪声与其它噪声进行区别。然后在有风噪声、无风噪声两种情况下，使用不同的信号处理方法降噪。
39.基于风噪声产生的机制，针对某帧采集信号，针对每帧采集信号，将该帧采集信号中第一麦克风采集的信号记为第一路信号，将第二麦克风采集的信号记为第二路信号。针对某帧采集信号，若是存在风噪声，则该帧采集信号中的第一路信号及第二路信号的相干性较差。相应地，若是不存在风噪声，则该帧采集信号中的第一路信号及第二路信号的相干性较好。
40.在本发明一些实施例中，步骤12中，可以采用幅值平方相干性检测风噪。具体而言，采用幅值平方相干性检测风噪，并得到对应的相干系数。相干系数越大，表征采样信号受风噪声影响越小，也即采样信号中包含的风噪声对应的信号越少；若相干系数越小，则表征采样信号受风噪声影响越大，也即采样信号中包含的风噪声对应的信号越多。
41.为便于理解，下面以多麦克风设备包括两个麦克风为例对步骤12的具体实现方式进行举例说明。
42.以第m帧采集信号为例，第m帧采集信号包括第一路信号及第二路信号。对第一路信号及第二路信号进行时域至频域转换，得到第一路信号对应的第一频域信号，第二路信号对应的第二频域信号。采用幅值平方相干性方法对基于第一频域信号及第二频域信号进行相干性检测，得到第m帧采集信号在设定的低频范围内的相干系数。其中，低频范围内的相干系数用于表征第一路信号及第二路信号在低频范围内的显著频域相干性。通过相干系数可以判断采集信号是否包括风噪声，由此可以判断各帧采集信号是否为风噪帧，也即实现从各帧采集信号中筛选出风噪帧。其中，低频范围为频率低于设定的低频截止频点的频率。作为一个优选的实施例，设定的低频截止频点的频率为120hz。可以理解的是，根据实际需求，还可以选取其他频率作为低频截止频点。
43.每帧采集信号通常指设定时长内的信号，在对采集信号进行时域转成频域时，设定多个频点。例如，针对每帧中的各个频点，分别计算第一频域信号及第二频域信号的相干系数。根据每帧的各个频点的相干系数，得到每帧采集信号的相干系数。
44.在计算第一频域信号及第二频域信号的相干系数时，可以对第一频域信号及第二频域信号进行处理，得到第一频域信号对应的第一复频谱，以及第二频域信号对应的第二复频谱。计算第一复频谱及第二复频谱的相干系数。可以理解的是，也可以基于其他类型的频域信号计算第一频域信号及第二频域信号的相干系数。
45.在一些非限制性实施例中，针对每帧采集信号，可以将每帧采集信号的各个频点的相干系数的平均值，作为每帧采集信号的相干系数。
46.在一些非限制性实施例中，继续以第m帧采集信号为例，第一频域信号处理之后得到第一复频谱x1，第二频域信号处理之后得到第二复频谱x2，根据第一复频谱x1和第二复频谱x2计算第一路信号与第二路信号的相干系数。
47.例如，采用幅值平方相干性检测风噪，并计算得到相干系数。具体可以采用如下公式(1)至(5)计算得到相干系数，此处，每帧采样信号的相干系数为每帧采样信号中的多个频点对应的相干系数的均值。
[0048][0049][0050][0051][0052][0053]
其中，coh_mean(m)为第m帧的相干系数；φ
11
为第一麦克风的自谱密度；φ
11
(m,k)为第一麦克风的第m帧第k个频点的自谱密度；α为平滑系数，取值范围可以为[0.5，0.95]；x1(m,k)为第一麦克风的第m帧第k个频点的复频谱；φ
12
为第一麦克风与第二麦克风之间的互谱密度；φ
12
(m,k)为第一麦克风和第二麦克风的第m帧第k个频点之间的互谱密度；φ
12
(m-1,k)为第一麦克风和第二麦克风的第m-1帧第k个频点之间的互谱密度；φ
22
为第二麦克风的自谱密度；φ
22
(m,k)为第二麦克风的第m帧第k个频点的自谱密度；φ
22
(m-1,k)为第二麦克风的第m-1帧第k个频点的自谱密度；x2(m,k)为第二麦克风的第m帧第k个频点的复频谱；coh(m,k)为第m帧第k频点的相干系数；coh_mean(m)为第m帧在低频范围内的相干系数均值；n
low
为设定的低频截止频点；[1,n
low
]为设定的低频范围；为计算在[1,n
low
]上的频点k的coh(m,k)均值；为x1(m,k)对应的共轭变量；为x2(m,k)对应的共轭变量；为φ
12
(m,k)对应的共轭变量。其中，m为大于1的正整数，k为正整数。
[0054]
在具体实施中，得到每帧采集信号的相干系数之后，可以根据每帧采集信号的相干系数与设定的相干系数阈值的关系，判断每帧采集信号是否为风噪帧。例如，若采集信号的相干系数小于设定的相干系数阈值，则判定该帧采集信号为风噪帧。
[0055]
在具体实施中，相干系数阈值可以根据对降噪处理精度要求进行配置，此处不做限定。
[0056]
经研究发现，在确定麦克风的种类情况下，风速与风噪声污染范围相关，而风速的大小可以体现在低频能量上。低频能量指在低频范围内的能量。故可以基于采集信号在低频范围内的低频能量确定风噪声污染范围。
[0057]
在一些实施例中，低频能量可以采用频谱能量或者频谱幅度等进行表征。当采用频谱能量表征低频能量时，设定的风噪边界阈值为设定的频谱能量阈值。当采用频谱幅度表征低频能量时，设定的风噪边界阈值为设定的频谱幅度阈值。
[0058]
在一些非限制性实施例中，频谱幅度可以采用低频幅度谱来表征。
[0059]
进一步，频谱幅度采用低频平均幅度谱，其中，低频平均幅度谱为在设定的低频范围内的每帧中各个频点的低频幅度谱的均值。采用低频平均幅度谱可以减少波动带来的误差，提高低频能量预估的准确性，进而有助于提高风噪污染范围的确定准确性。
[0060]
在一些实施例中，采用如下方式确定转换系数。具体而言，获取所述多麦克风设备中的各个麦克风的类型；根据各个麦克风的类型确定各个麦克风对应的转换系数。
[0061]
进一步，针对各种类型的麦克风，测试麦克风在不同风速下的采集的信号的低频能量，并得到低频能量对应的频率范围；对各个风速下采集的信号的低频能量以及对应的频率范围进行拟合，得到所述转换系数。转换系数可以用于表征风噪污染范围与各个风速下采集的信号的风噪能量(低频能量)之间的映射关系。该映射关系可以是实测曲线，也可以是根据实测曲线拟合得到的近似方程，为方便计算，该近似方程多表现为多项式关系，进而能够精确的估计得到风噪污染范围。其中，风噪污染范围可以为频谱污染范围。
[0062]
通常风噪能量集中分布在低频，由于风噪污染范围与风噪能量之间呈正相关的关系。通常风速越大，低频能量越高，风噪污染范围(污染的频率范围)越大，高频被污染的概率越大。通过对各个风速下采集的信号的低频能量以及对应的频率范围进行拟合，所得到的转换系数即可表征该类型的麦克风，在不同风噪能量下产生的风噪污染范围。
[0063]
其中，低频能量对应的频率范围可以根据设定的风噪边界阈值(如频谱能量阈值或频谱幅度阈值等)进行确定，也可以通过人工方式，基于与低频能量相关的语谱图来确定。关于低频能量对应的频率范围的具体确定方式此处不作限定。
[0064]
在一些非限制性实施中，对于一些类型的麦克风，不同风速下风噪污染范围与风噪能量(低频能量)的映射关系变化不是很大，此时，可以将转换系数简化为定值。
[0065]
以第一麦克风mic1为例，在第一麦克风mic1的对数谱上，风噪的污染范围可近似为线性的。参照图2，给出了本发明实施例中的一种风噪污染范围的示意图。假设直线l的斜率为k(m)，斜率k(m)与第一麦克风本身的特性以及风速有关，在确定第一麦克风选型的情况下，可近似认为斜率只与风速相关，而风速大小则可以体现在低频能量上，而风速大小与风噪的污染范围有关。故此，可以基于低频能量估算各个麦克风的风噪污染范围。其中，灰区域0-w为风噪污染范围。
[0066]
在具体实施中，第m帧采集信号为例，可以采用如下公式(6)计算得到第一麦克风采集的第m帧信号的低频平均幅度谱，采用如下公式(7)计算第二麦克风采集的第m帧信号的低频平均幅度谱。
[0067][0068][0069]
其中，e
low1
(m)为第一麦克风的第m帧的低频平均幅度谱，反映的是风噪在低频的能量大小；x1(m,k)为第一麦克风的第m帧第k个频点的复频谱；e
low2
(m)为第二麦克风的第m帧的低频平均幅度谱；x2(m,k)为第二麦克风的第m帧第k个频点的复频谱；n
low1
为计算第一麦克风的低频平均幅度谱时的低频范围的低频截止频点；n
low2
为计算第二麦克风的低频平均幅度谱时的低频范围的低频截止频点；|x2(m,k)|为取x2(m,k)的绝对值；|x1(m,k)|为取
x1(m,k)的绝对值。
[0070]
需要说明的是，低频平均幅度谱定义在对数谱上，对数可以以自然对数e、10或者其他其它数字为底，不同底的数字相互之间通过换底公式建立联系。上述公式(6)及(7)以2为底举例，并采用求均值的方法得到低频平均幅度谱，减少波动带来的误差。
[0071]
以第一麦克风为例，在计算低频平均幅度谱时，一般取前若干个频点对应的低频幅度谱的均值，上述公式取1～n
low1
范围内的频点的低频幅度谱的均值。在实际中，也可以取2～n
low1
范围内的频点的低频幅度谱的均值。
[0072]
以第一麦克风为例，是图2上黑直线l上的一个点，e
low1
(m)反映的就是风噪在低频的能量大小，这里是以低频平均幅度谱来体现的。而往往实际上很小，为方便计算，这里采取e
low1
(m)也可近似认为是黑直线在纵坐标上的截距。
[0073]
在步骤13的一种具体实施中，针对各个麦克风，计算所述各个麦克风采集的信号的低频能量与设定的风噪边界阈值的差值；计算所述差值与所述转换系数的商，根据所得到的商确定所述风噪污染范围。
[0074]
在一些非限制性实施例中，可以采用如下公式(8)估算风噪污染范围：
[0075][0076]
其中，fr(m)为第一麦克风的风噪污染范围的右边界；e
low1
(m)为第一麦克风的低频平均幅度谱；thr2为风噪边界阈值；k(m)为转换系数。
[0077]
在一些实施例中，在得到风噪污染范围的右边界之后，风噪污染范围可以为[0,fr(m)]。
[0078]
当确定第一麦克风的风噪污染范围时，thr2取第一麦克风对应的风噪边界阈值，k(m)取第一麦克风对应的转换系数。
[0079]
相应地，当确定第二麦克风的风噪污染范围时，将e
low1
(m)替换成第二麦克风的低频平均幅度谱e
low2
(m)即可，thr2取第二麦克风对应的风噪边界阈值，k(m)取第二麦克风对应的转换系数。
[0080]
参照图3，给出了本发明实施例中一种估计得到的风噪污染范围的示意图。其中，白的边界fr表征风噪污染范围的右边界。
[0081]
当采用频谱能量表征低频能量时，关于风噪污染范围的估算可以参照上述实施例以低频平均幅度谱为例给出的说明，只需适应性将低频平均幅度谱替换成频谱能量，将风噪边界阈值取为频谱能量阈值即可，此处不再赘述。
[0082]
进一步，可以采用如下方式确定风噪边界阈值：针对各个麦克风，根据各个麦克风采集的信号，确定各个麦克风采集的信号包括的所有噪声的能量以及其他噪声信号的能量，所述其他噪声指所述所有噪声中除风噪声之外的噪声；根据所述其他噪声的能量与所述所有噪声的能量的占比关系，对所述风噪边界阈值进行修正。
[0083]
在一些实施例中，对所述风噪边界阈值进行修正可以指，根据所述其他噪声的低频平均能量与所述所有噪声的低频平均能量的占比关系，对预设的风噪边界阈值进行增大或者减小。
[0084]
例如，若其他噪声较大，如其他噪声的低频平均能量与所述所有噪声的低频平均能量的占比关系大于设定的占比阈值，可以对预设的风噪边界阈值进行增大修正，也即修正后的风噪边界阈值大于预设的风噪边界阈值。又如，若其他噪声较小，如其他噪声的低频平均能量与所述所有噪声的低频平均能量的占比关系小于设定的占比阈值，可以对预设的风噪边界阈值进行减小修正，也即修正后的风噪边界阈值小于预设的风噪边界阈值。再如，如其他噪声的低频平均能量与所述所有噪声的低频平均能量的占比关系等于设定的占比阈值，不对预设的风噪边界阈值进行修正。
[0085]
由上可知，本发明实施例提供的多麦克风设备的风噪声污染范围估算方法，通过对多帧采集信号中的各个麦克风采集的信号进行风噪检测，确定风噪帧，对于风噪帧，根据各个麦克风采集的信号的低频能量、设定的风噪边界阈值以及转换系数，估算各个麦克风的污染范围，以此确定风噪帧中被风噪声污染的频段。由于针对各个风噪帧，根据各个风噪帧对应的各个麦克风采集的信号的低频能量确定各个麦克风的风噪污染范围，使得得到的各风噪帧对应的麦克风的污染范围均与各风噪帧的实际风噪影响相适配，提高风噪污染范围确定的合理性及准确性。进而在后续基于各个麦克风的风噪污染范围对于风噪帧进行风噪抑制时，可以提高降噪时的风噪抑制效果。
[0086]
本发明实施例还提供一种多麦克风设备的风噪声抑制方法，多麦克风设备的风噪声抑制方法可以由终端执行，也可以由终端中具有风噪声抑制功能的芯片或芯片模组执行，也可以由终端中具有数据处理功能的芯片或芯片模组执行，还可以由终端中的基带芯片执行。终端可以为多麦克风设备，也可以为用于控制多麦克风设备的手机、计算机、平板电脑、服务器、云平台等其他终端设备。多麦克风设备可以包括通讯设备、耳机、车载设备以及助听器等具有多个麦克风的设备。
[0087]
参照图4，给出了本发明实施例中的一种多麦克风设备的风噪声抑制方法的流程图，多麦克风设备的风噪声抑制方法具体可以包括如下步骤：
[0088]
步骤41，估算得到各个麦克风的风噪污染范围。
[0089]
步骤42，针对所述风噪帧，根据各个麦克风的风噪污染范围，从所有麦克风中选取一个或多个麦克风作为目标麦克风；
[0090]
步骤43，在所述目标麦克风的风噪污染范围内，对所述目标麦克风采集的信号进行风噪声抑制处理。
[0091]
在具体实施中，步骤41可以采用上述任一实施例提供的多麦克风设备的风噪声污染范围估算方法估算得到各个麦克风的风噪污染范围。
[0092]
在步骤42的具体实施中，针对所述风噪帧，按照各个麦克风的风噪污染范围从小到大依次选取一个或多个麦克风作为目标麦克风。
[0093]
其中，目标麦克风的数目与实际输出的语音数据的通道数目相关。例如，对于单通道的语音数据，则目标麦克风的数目为一个。又如，对于双通路的语音数据，目标麦克风的数目为两个。再如，对于三通路的语音数据，目标麦克风的数目为三个。
[0094]
当目标麦克风的数目为一个时，针对所述风噪帧，选取风噪污染范围最小的麦克风作为目标麦克风。
[0095]
当目标麦克风的数目为两个时，针对所述风噪帧，将各个麦克风的风噪污染范围按照从小到大进行排序，按照风噪污染范围从小至大，选取风噪污染范围最小和次小的麦
克风作为目标麦克风。
[0096]
需要说明的是，针对不同风噪帧，选取的目标麦克风可能相同，也可能不同。具体根据各个风噪帧下，计算得到的各个麦克风的风噪污染范围进行选取即可。例如，目标麦克风的数目为一个时，针对第一个风噪帧，可能选取的目标麦克风为麦克风一。针对第二个风噪帧，可能选取的目标麦克风为麦克风二。
[0097]
在步骤43的具体实施中，当目标麦克风的数目为一个时，在所述目标麦克风的风噪污染范围内，对目标麦克风采集的信号进行风噪声抑制处理。
[0098]
当目标麦克风的数目为多个时，分别在各个目标麦克风的风噪污染范围内，对各个目标麦克风采集的信号进行风噪声抑制处理。
[0099]
由上可知，针对所述风噪帧，根据各个麦克风的风噪污染范围，从所有麦克风中选取一个或多个麦克风作为目标麦克风；在所述目标麦克风的风噪污染范围内，对目标麦克风采集的信号进行风噪声抑制处理。可以对受风噪影响较小的目标麦克风采集的信号并在估算得到的风噪污染范围内进行风噪声抑制处理，可以提供风噪声抑制效果，以获得较好的语音处理效果。
[0100]
在具体实施中，步骤43中可以基于相干权重的方法得到风噪抑制增益。也即，基于相干系数映射得到风噪抑制增益。可以采用风噪抑制增益对目标麦克风采集的信号进行风噪声抑制处理。也可以采用人工智能(artificial intelligence，ai)风噪抑制算法，在目标麦克风的风噪污染范围内，对目标麦克风采集的信号进行风噪声抑制处理。还可以采用其他算法进行风噪抑制处理，此处不再一一举例。
[0101]
参照图5，给出了一种相干系数与风噪抑制增益的映射关系示意图。结合图5，在一些实施例中，可以采用梯度函数表征相干系数和风噪抑制增益的映射关系。例如，当相干系数处于[0，a]时，风噪抑制增益取a。当相干系数处于[a，b]时，风噪抑制增益取其中，b为相干系数为b时对应的风噪抑制增益b，n为[a，b]之间的任一相干系数。当相干系数处于[b，1]时，风噪抑制增益取b。
[0102]
参照图6，给出了另一种相干系数与风噪抑制增益的映射关系示意图。在另一些实施例中，可以采用曲线函数表征相干系数与风噪抑制增益的映射关系。
[0103]
在又一些实施例中，将每帧采样信号的相干系数作为各帧采样信号的风噪抑制增益。
[0104]
需要说明的是，还可以采用其他类型的函数来表征相干系数与风噪抑制增益的映射关系，此处不再一一举例。
[0105]
在一些实施例中，风噪抑制增益的范围可以为[0，1]。相干系数的范围可以为[0，1]。
[0106]
在一些非限制性实施例中，可以根据每帧采样信号的相干系数得到该帧采样信号对应的风噪抑制增益。相干系数与风噪抑制增益正相关。相干系数越大，风噪抑制增益越大，对风噪的抑制量越小，采样信号中的第一路信号与第二路信号相干性越高，风噪声越小，对采样信号去噪的强度越小。相应地，相干系数越小，风噪抑制增益越小，对风噪的抑制量越大，采样信号中的第一路信号与第二路信号相干性越低，风噪声越大，对采样信号去噪的强度越大。
[0107]
在具体实施中，针对每帧采样信号，可以采用每帧采样信号对应的风噪抑制增益对采样信号实施增益，得到风噪处理后的信号，将风噪处理后的信号，从频域转换至时域，得到风噪抑制后的信号，实现对风噪声抑制。
[0108]
在一些实施例中，根据每帧采样信号中的各频点的相干系数映射得到各频点的风噪抑制增益。针对每帧采样信号，采用各频点的风噪抑制增益对各频点的频域信号(例如复频谱)实施增益。
[0109]
采用每帧采样信号对应的风噪抑制增益对采样信号实施增益可以为将风噪抑制增益与频域信号进行乘法运算。
[0110]
进一步，针对每帧采样信号的各个频点，可以针分别采用每个麦克风在各个频点对应的风噪抑制增益，对各频点的频域信号实施增益。
[0111]
例如，以第一麦克风的第m帧的频点k的频谱位置为例，可以采用如下公式(9)对第m帧的频点k的信号实施增益。
[0112]
x'1(m,k)＝x1(m,k)
·
gain(m,k)；
ꢀꢀ
(9)
[0113]
其中，x'1(m,k)为风噪抑制后的频域结果；x1(m,k)为第一麦克风的第m帧的频点k频域信号；gain(m,k)为第m帧的频点k的风噪抑制增益。
[0114]
由于对每帧风噪帧均可以精确地确定风噪污染范围，进而在对风噪帧进行风噪声抑制处理时，不管是瞬态的风噪声还是持续的风噪声均有较好的抑制效果。
[0115]
本发明实施例提供的多麦克风设备的风噪声污染范围估算方法以及多麦克风设备的风噪声抑制方法可以应用于助听器、耳机、手机通讯、车载等场景。
[0116]
本发明实施例还提供一种多麦克风设备的风噪声污染范围估算装置。多麦克风设备的风噪声污染范围估算装置可以用于实现上述实施例提供的多麦克风设备的风噪声污染范围估算方法。参照图7，给出了本发明实施例中的一种多麦克风设备的风噪声污染范围估算装置，多麦克风设备的风噪声污染范围估算装置70包括：
[0117]
获取单元71，用于获取多帧采集信号，每帧采集信号包括由所述多麦克风设备中的各个麦克风分别采集的信号；
[0118]
风噪检测单元72，用于对各个麦克风采集的信号进行风噪检测，从所述多帧采集信号中筛选出得到风噪帧；
[0119]
风噪污染范围估算单元73，用于针对所述风噪帧，根据各个麦克风采集的信号的低频能量、设定的风噪边界阈值以及转换系数，估算各个麦克风的风噪污染范围，所述风噪污染范围用于指示被风噪声污染的频段，所述转换系数用于表征风噪污染范围与风噪能量的关系。
[0120]
在具体实施中，多麦克风设备的风噪声污染范围估算装置70的具体工作原理及工作流程，可以参见上述实施例中的提供的多麦克风设备的风噪声污染范围估算方法中的描述，此处不再赘述。
[0121]
在具体实施中，上述多麦克风设备的风噪声污染范围估算装置70可以对应于多麦克风设备中具有风噪声污染范围估算功能的芯片，例如soc(system-on-a-chip，片上系统)、基带芯片等；或者对应于多麦克风设备中包括具有风噪声污染范围估算功能的芯片模组；或者对应于具有数据处理功能芯片的芯片模组，或者对应于多麦克风设备。
[0122]
本发明实施例还提供一种多麦克风设备的风噪声抑制装置，多麦克风设备的风噪
声抑制装置可以用于实现上述任一实施例提供的多麦克风设备的风噪声抑制方法。参照图8，给出了本发明实施例中的一种多麦克风设备的风噪声抑制装置的结构示意图，多麦克风设备的风噪声抑制装置80包括：
[0123]
上述任一实施例提供的多麦克风设备的风噪声污染范围估算装置70；
[0124]
选取单元81，用于针对所述风噪帧，根据各个麦克风的风噪污染范围，从所有麦克风中选取一个或多个麦克风作为目标麦克风；
[0125]
风噪声抑制单元82，用于在所述目标麦克风的风噪污染范围内，对目标麦克风采集的信号进行风噪声抑制处理。
[0126]
在具体实施中，多麦克风设备的风噪声抑制装置80的具体工作原理及工作流程等更多介绍，可以参见上述任一实施例提供的多麦克风设备的风噪声污染范围估算方法、风噪声抑制方法中的相关描述，此处不再赘述。
[0127]
在具体实施中，上述多麦克风设备的风噪声抑制装置80可以对应于多麦克风设备中具有风噪声抑制功能的芯片，例如soc(system-on-a-chip，片上系统)、基带芯片等；或者对应于多麦克风设备中包括具有风噪声抑制功能的芯片模组；或者对应于具有数据处理功能芯片的芯片模组，或者对应于多麦克风设备。
[0128]
本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器运行时执行本发明上述任一实施例提供的多麦克风设备的风噪声污染范围估算方法的步骤，或者执行任一实施例提供的多麦克风设备的风噪声抑制方法的步骤。
[0129]
所述计算机可读存储介质可以包括非挥发性存储器(non-volatile)或者非瞬态(non-transitory)存储器，还可以包括光盘、机械硬盘、固态硬盘等。
[0130]
具体地，在本发明实施例中，所述处理器可以为中央处理单元(central processing unit，简称cpu)，该处理器还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(digital signal processor，简称dsp)、专用集成电路(application specific integrated circuit，简称asic)、现场可编程门阵列(field programmable gate array，简称fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
[0131]
还应理解，本技术实施例中的存储器可以是易失性存储器或非易失性存储器，或可包括易失性和非易失性存储器两者。其中，非易失性存储器可以是只读存储器(read-only memory，简称rom)、可编程只读存储器(programmable rom，简称prom)、可擦除可编程只读存储器(erasable prom，简称eprom)、电可擦除可编程只读存储器(electrically eprom，简称eeprom)或闪存。易失性存储器可以是随机存取存储器(random access memory，简称ram)，其用作外部高速缓存。通过示例性但不是限制性说明，许多形式的随机存取存储器(random access memory，简称ram)可用，例如静态随机存取存储器(static ram，简称sram)、动态随机存取存储器(dram)、同步动态随机存取存储器(synchronous dram，简称sdram)、双倍数据速率同步动态随机存取存储器(double data rate sdram，简称ddr sdram)、增强型同步动态随机存取存储器(enhanced sdram，简称esdram)、同步连接动态随机存取存储器(synchlink dram，简称sldram)和直接内存总线随机存取存储器(direct rambus ram，简称dr ram)。
[0132]
本发明实施例还提供一种终端，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有能够在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器运行所述计算机程序时执行上述任一实施例提供的多麦克风设备的风噪声污染范围估算方法的步骤，或者执行任一实施例提供的多麦克风设备的风噪声抑制方法的步骤。
[0133]
所述存储器和所述处理器耦合，存储器可以位于终端内，也可以位于终端外。所述存储器和所述处理器可以通过通信总线连接。
[0134]
终端可以包括但不限于耳机、助听器、车载终端、手机、计算机、平板电脑等终端设备，还可以为服务器、云平台等。
[0135]
上述实施例，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或其他任意组合来实现。当使用软件实现时，上述实施例可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令或计算机程序。在计算机上加载或执行所述计算机指令或计算机程序时，全部或部分地产生按照本技术实施例所述的流程或功能。所述计算机可以为通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机程序可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机程序可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线或无线方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。
[0136]
在本技术所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的方法、装置和系统，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的；例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式；例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
[0137]
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理包括，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。例如，对于应用于或集成于芯片的各个装置、产品，其包含的各个模块/单元可以都采用电路等硬件的方式实现，或者，至少部分模块/单元可以采用软件程序的方式实现，该软件程序运行于芯片内部集成的处理器，剩余的(如果有)部分模块/单元可以采用电路等硬件方式实现；对于应用于或集成于芯片模组的各个装置、产品，其包含的各个模块/单元可以都采用电路等硬件的方式实现，不同的模块/单元可以位于芯片模组的同一组件(例如芯片、电路模块等)或者不同组件中，或者，至少部分模块/单元可以采用软件程序的方式实现，该软件程序运行于芯片模组内部集成的处理器，剩余的(如果有)部分模块/单元可以采用电路等硬件方式实现；对于应用于或集成于终端的各个装置、产品，其包含的各个模块/单元可以都采用电路等硬件的方式实现，不同的模块/单元可以位于终端内同一组件(例如，芯片、电路模块等)或者不同组件中，或者，至少部分模块/单元可以采用软件程序的方式实现，该软件程序运行于终端内部集成的处理器，剩余的(如果有)部分模块/单元可以采用电路等硬件方式实现。
[0138]
应理解，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存
在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。另外，本文中字符“/”，表示前后关联对象是一种“或”的关系。
[0139]
本技术实施例中出现的“多个”是指两个或两个以上。
[0140]
本技术实施例中出现的第一、第二、第三等描述，仅作示意与区分描述对象之用，没有次序之分，也不表示本技术实施例中对设备个数的特别限定，不能构成对本技术实施例的任何限制。
[0141]
需要指出的是，本实施例中各个步骤的序号并不代表对各个步骤的执行顺序的限定。
[0142]
虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

技术特征：

1.一种多麦克风设备的风噪声污染范围估算方法，其特征在于，包括：获取多帧采集信号，每帧采集信号包括由所述多麦克风设备中的各个麦克风分别采集的信号；对各个麦克风采集的信号进行风噪检测，从所述多帧采集信号中筛选出风噪帧；针对所述风噪帧，根据各个麦克风采集的信号的低频能量、设定的风噪边界阈值以及转换系数，估算各个麦克风的风噪污染范围，所述风噪污染范围用于指示被风噪声污染的频段，所述转换系数用于表征风噪污染范围与风噪能量的关系。2.如权利要求1所述的多麦克风设备的风噪声污染范围估算方法，其特征在于，所述转换系数采用如下方式确定：获取所述多麦克风设备中的各个麦克风的类型；根据各个麦克风的类型确定各个麦克风对应的转换系数。3.如权利要求2所述的多麦克风设备的风噪声污染范围估算方法，其特征在于，所述根据各个麦克风的类型确定各个麦克风对应的转换系数：针对各种类型的麦克风，测试麦克风在不同风速下的采集的信号的低频能量，并得到低频能量对应的频率范围；对各个风速下采集的信号的低频能量以及对应的频率范围进行拟合，得到所述转换系数。4.如权利要求1所述的多麦克风设备的风噪声污染范围估算方法，其特征在于，所述根据各个麦克风采集的信号的低频能量、设定的风噪边界阈值以及转换系数，确定各个麦克风的风噪污染范围，包括：针对各个麦克风，计算所述各个麦克风采集的信号的低频能量与设定的风噪边界阈值的差值；计算所述差值与所述转换系数的商，根据所得到的商确定所述风噪污染范围。5.如权利要求1所述的多麦克风设备的风噪声污染范围估算方法，其特征在于，还包括：针对各个麦克风，根据各个麦克风采集的信号，确定各个麦克风采集的信号包括的所有噪声的能量以及其他噪声信号的能量，所述其他噪声指所述所有噪声中除风噪声之外的噪声；根据所述其他噪声的能量与所述所有噪声的能量的占比关系，对所述风噪边界阈值进行修正。6.一种多麦克风设备的风噪声抑制方法，其特征在于，包括：采用如权利要求1至5任一项所述的多麦克风设备的风噪声污染范围估算方法估算得到各个麦克风的风噪污染范围；针对所述风噪帧，根据各个麦克风的风噪污染范围，从所有麦克风中选取一个或多个麦克风作为目标麦克风；在所述目标麦克风的风噪污染范围内，对所述目标麦克风采集的信号进行风噪声抑制处理。7.如权利要求6所述的多麦克风设备的风噪声抑制方法，其特征在于，所述针对所述风噪帧，根据各个麦克风的风噪污染范围，从所有麦克风中选取一个或多个麦克风作为目标
麦克风，包括：针对所述风噪帧，按照各个麦克风的风噪污染范围从小到大依次选取一个或多个麦克风作为目标麦克风。8.一种多麦克风设备的风噪声污染范围估算装置，其特征在于，包括：获取单元，用于获取多帧采集信号，每帧采集信号包括由所述多麦克风设备中的各个麦克风分别采集的信号；风噪检测单元，用于对各个麦克风采集的信号进行风噪检测，从所述多帧采集信号中筛选出风噪帧；风噪污染范围估算单元，用于针对所述风噪帧，根据各个麦克风采集的信号的低频能量、设定的风噪边界阈值以及转换系数，估算各个麦克风的风噪污染范围，所述风噪污染范围用于指示被风噪声污染的频段，所述转换系数用于表征风噪污染范围与风噪能量的关系。9.一种多麦克风设备的风噪声抑制装置，其特征在于，包括：如权利要求8所述的多麦克风设备的风噪声污染范围估算装置；选取单元，用于针对所述风噪帧，根据各个麦克风的风噪污染范围，从所有麦克风中选取一个或多个麦克风作为目标麦克风；风噪声抑制单元，用于在所述目标麦克风的风噪污染范围内，对所述目标麦克风采集的信号进行风噪声抑制处理。10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器运行时执行权利要求1至5任一项所述的多麦克风设备的风噪声污染范围估算方法的步骤，或者执行权利要求6或7所述的多麦克风设备的风噪声抑制方法的步骤。11.一种终端，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有能够在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器运行所述计算机程序时执行权利要求1至5任一项所述的多麦克风设备的风噪声污染范围估算方法的步骤，或者执行权利要求6或7所述的多麦克风设备的风噪声抑制方法的步骤。

技术总结

一种风噪声污染范围估算方法及抑制方法、装置、介质、终端，所述风噪声污染范围估算方法，包括：获取多帧采集信号，每帧采集信号包括由所述多麦克风设备中的各个麦克风分别采集的信号；对各个麦克风采集的信号进行风噪检测，从多帧采集信号中筛选出风噪帧；针对风噪帧，根据各个麦克风采集的信号的低频能量、设定的风噪边界阈值以及转换系数，估算各个麦克风的风噪污染范围，风噪污染范围用于指示被风噪声污染的频段，转换系数用于表征风噪污染范围与风噪能量的关系。上述方案，针对各风噪帧，能够准确地估算各个风噪帧的风噪污染范围，提高风噪污染范围确定的合理性及准确性。进而在对风噪帧进行风噪抑制时，提高风噪抑制效果。提高风噪抑制效果。提高风噪抑制效果。