一种终端设备语音降噪的方法及装置的制造方法_2

文档序号:9889536阅读:来源:国知局
地,利用终端设备的姿态传感器可W对设备进行复用W降低成本,相对于 CPU运算而言,采用终端设备的姿态传感器更加省电。
【附图说明】
[0046] 图1表示本发明终端设备语音降噪的方法步骤流程图一;
[0047] 图2a-图2c分别表示本发明终端设备的姿态传感器的地理坐标系、载体坐标系W 及两坐标系相对转动的示意图.
[0048] 图3表示本发明终端设备的姿态的参数调整麦克风阵列滤波器主瓣区间的步骤 流程图;
[0049] 图4表示本发明第二时刻麦克风阵列滤波器主瓣区间和终端设备的姿态的参数 改变量调节终端设备中的麦克风阵列滤波器步骤流程图;
[0050] 图5表示本发明终端设备语音降噪的方法步骤流程图二;
[0051] 图6表示本发明终端设备语音降噪的装置框图一;
[0052] 图7表示本发明终端设备语音降噪的装置第二获取模块框图;
[0053] 图8表示本发明终端设备语音降噪的装置第一调节模块框图;
[0054] 图9表示本发明终端设备语音降噪的方法装置框图二。
【具体实施方式】
[0055] 为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图及具 体实施例进行详细描述。
[0056] 本发明针对现有技术中传统的多麦克降噪在某些角度的效果较好,但是在用户移 动角度或者将手机的姿态进行调整的时候,降噪效果下降问题,提供了一种终端设备语音 降噪的方法及装置,通过利用终端设备的姿态传感器与麦克风阵列滤波器结合的方式进行 降噪,不需要实时都进行复杂的降噪计算,通过简单的运算就可W获得空间声源的区间,在 此基础上对麦克风阵列滤波器快速调整,从而来进行降噪。
[0057] 如图1所示,本发明实施例提供一种终端设备语音降噪的方法,包括:
[0058] 步骤S100、获取麦克阵列在第一时刻接收到的声音信号和获取第一时刻终端设备 的姿态的参数,W根据麦克阵列在第一时刻接收到的声音信号确定终端设备中麦克风阵列 滤波器的主瓣区间;
[0059] 步骤S200、获取第二时刻终端设备的姿态的参数,并根据第二时刻终端设备的姿 态的参数相对于第一时刻终端设备的姿态的参数的改变量调整麦克风阵列滤波器的主瓣 区间;
[0060] 步骤S300、根据调整后的麦克风阵列滤波器的主瓣区间和第二时刻终端设备的姿 态的参数相对于第一时刻终端设备的姿态的参数的改变量,调节终端设备中的麦克风阵列 滤波器,W控制麦克风阵列滤波器消除噪声。
[0061] 本发明上述实施例中,终端设备的姿态的参数具体而言为终端设备的姿态角,终 端设备的姿态角可用航向角、俯仰角和滚转角运Ξ个方位角的函数来表示。下面具体阐述 如何获得终端设备的姿态角。
[0062] 首先采用 AHRS (Attitude and Heading Reference System, AHR巧算法来定位位 于载体上的9轴传感器的姿态,其中AHRS算法的具体讲解如下:
[0063] 建立载体所在位置的地理坐标系为北-东-地(即N-E-D)、固连在载体上的载 体坐标系为X-Y-Z狂、Y位于载体所在平面内,Z位于载体对称平面内且垂直于X轴指向下 方),见图2(a)、化)(载体W飞机为例)。载体在空间中的姿态可用载体坐标系相对于地 理坐标系的运动来表示,运动角度称为载体的姿态角。导航学中常用航向角Ψ、俯仰角Θ 和滚转角丫作为载体的姿态角,起始时两坐标系重合(N与X轴、E与Y轴、D与Z轴相对 应),随后载体坐标系绕D轴狂)偏行Ψ角,至料-Y*-巧;再绕水平Y*轴俯仰Θ角,至 XH-YH-ZH;最后绕XH轴滚转丫角,至X-Y-Z,如图2(c)所示。矢量在载体坐标系与地理坐 标系中的表示可通过W下方向余弦矩阵进行相互转换:
[0064]
阳0化]式中,护。为地理坐标系相对于载体坐标系的方向余弦矩阵,其上标b表示载体坐 标系,下标η表示地理坐标系。此矩阵是一个方向余弦矩阵。
[0066] 其次进行Ξ轴磁阻计和Ξ轴加速度计的测量:
[0067] 因为地球是个大磁场,Ξ轴磁阻计Ξ轴分别沿载体坐标系的Ξ轴放置,分别测量 地球磁感应强度Η在载体坐标系Ξ轴上的投影分量。设:Χ轴磁强计的测量值为Xm,Υ轴磁 强计的测量值为ym,Z轴磁强计的测量值为Zm。假设忽略磁偏角,Η在地理坐标系中可表示 成:Η = h [cos β Osin β]Τ,β为地磁北极和Η的夹角,其中h为Η的幅值。Η在两坐标系 中的表示可W通过方向余弦矩阵护。进行转换,即
[0068]
W例加速度计的Ξ轴也分别沿载体坐标系的Ξ轴放置,分别测量重力加速度fg在X、Υ 和Ζ轴上的分量。设X轴的分量上为Xg、Y轴上的分量为5VZ轴上的分量为Zg。同样建立 重力加速度分别在载体坐标系和地理坐标系中的表示关系:
[0070]
[0071] 最后进行终端设备的姿态角的解算:
[0072] 将方向余弦矩阵机代入上两式,得
[0073]
W74] 求解W上方程可W得到^个方位角,从而确定出终端设备当前的姿态角 μ(θ,φ,γ),终端设备的姿态角可W用Ξ个方位角的函数来表示。
[00巧]本发明上述实施例中,获取第一时刻终端设备的姿态的参数,具体为:
[0076] 通过终端设备的姿态传感器获取第一时刻终端设备的姿态的参数。
[0077] 具体地,利用终端设备的姿态传感器对第一时刻的终端设备姿态进行记录,计算 出航向角、俯仰角和滚转角运Ξ个方位角,根据运Ξ个方位角,确定终端设备的姿态角,即 终端设备的姿态的参数。
[0078] 在本发明上述实施例中,如图3所示,获取第二时刻终端设备的姿态的参数,并根 据第二时刻终端设备的姿态的参数相对于第一时刻终端设备的姿态的参数的改变量调整 麦克风阵列滤波器的主瓣区间,具体包括:
[0079] 步骤S201、通过终端设备的姿态传感器获取第二时刻终端设备的姿态的参数;
[0080] 步骤S202、根据第二时刻终端设备的姿态的参数相对于第一时刻终端设备的姿态 的参数的改变量,获得终端设备的姿态改变的方位角;
[0081] 步骤S203、根据终端设备的姿态改变的方位角调整麦克风阵列滤波器的主瓣区 间。
[0082] 具体地,利用终端设备的姿态传感器对第二时刻的终端设备姿态进行记录,计算 出航向角、俯仰角和滚转角运Ξ个方位角,根据运Ξ个方位角,确定终端设备的姿态角,即 终端设备的姿态的参数。通过对第二时刻W及第一时刻得到的终端设备的姿态的参数的 比对,得出第二时刻终端设备的姿态的参数相对于第一时刻终端设备的姿态的参数的改变 量,进而可W获得终端设备的姿态改变的方位角,并利用得到的终端设备的姿态改变的方 位角对麦克风阵列滤波器的主瓣区间进行调整。
[0083] 进一步的,利用终端设备的姿态改变的方位角对麦克风阵列滤波器的主瓣区间进 行调整时仅需要通过终端设备的姿态改变的方位角和麦克风接收的信号进行简单的运算, 即可得到第二时刻的主瓣区间,无需复杂计算。下面举例说明,假设目前有2个麦克风,此 算法支持更多麦克组成的阵列:
[0084] 第一次接收到用户声音时,每个麦克的信号为: 阳0化]
[0086] 其中G为幅度
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