一种执法记录仪背景声音放大方法与系统与流程

本发明及声音处理领域，具体为一种执法记录仪背景声音放大方法与系统。

背景技术：

1、随着信息技术的飞速发展，执法记录仪也已经成为当今社会不可或缺的组成部分。执法记录仪是一种现代化设备，它可以提供准确可靠的记录、实时监控和管理，极大地提高了执法机关的执法效率。它的出现，使得执法机关的执法更加有力，更加安全、有效。但执法记录仪在实际使用过程中，会由于执法环境的不同，严重影响执法记录仪所收集的信息的质量，而其中声音是执法记录仪收集信息的重要信息来源，而现有技术中执法记录仪所收集的声音中由于更靠近使用者，所以声音信息中执法记录仪的使用者声音大，远离执法记录仪使用者周边的声音小，但在大部分场景中周边的声音往往也很重要，因此，提出一种执法记录仪背景声音放大系统是十分必要的。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种执法记录仪背景声音放大方法与系统，能够获得无近端声音影响且放大后的远端背景声音，以及得到无远端声音影响的近端声音，以解决现有的技术缺陷和不能达到的技术要求。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种执法记录仪背景声音放大系统，包括：

3、近端频域模块：用于采集执法记录仪使用者的近端声音，得到pcm数据，在对pcm数据进行重叠切片，得到采样点，再对得到的采样点进一步处理，得到近端频域分片数据，然后近端频域模块再把近端频域分片数据发送给声音分离模块；

4、远端频域模块：用于采集执法记录仪周边的声音，得到pcm数据，在对pcm数据进行重叠切片，得到远端频域分片数据，然后远端频域模块把远端频域分片数据分别发送给声音分离模块、近端声音增益模块和远端声音强化模块；

5、声音分离模块：用于接收近端频域模块中的近端频域分片数据和远端频域模块中的远端频域分片数据，将远端频域分片数据根据远端频域分片数据中背景音的频点能量值进行能量同步处理，再把近端频域分片数据与远端频域分片数据的频点能量值相减，差值为使用者声音频域分片数据，然后声音分离模块把使用者声音频域分片数做为新的近端频域分片数据发送给近端声音增益模块。

6、近端声音增益模块：用于接收声音分离模块中的近端频域分片数据和远端频域模块中的远端频域分片数据，再将接受的近端频域分片数据的各个频点能量值大于预设阀值作为有效频点，在跟把近端频域分片数据的有效频点的能量值进行增益适应处理，得到增益适应后的近端频域分片数据，然后近端声音增益模块处理后的近端频域分片数据发送给远端声音强化模块与声音复原模块；

7、远端声音强化模块：用于接受接收近端声音增益模块发来的近端频域分片数据和远端频域模块发来的远端频域分片数据，再将远端频域分片数据的各个频点的能量值减去近端频域分片数据，得到差分频域分片数据，然后再把差分频域分片数据中的有效频点的能量值增益放大处理，得到放大后差分频域分片数据，最后远端声音强化模块把差分频域分片数据作为远端频域分片数据发送给声音复原模块；

8、声音复原模块：用于接收近端声音增益模块发来的近端频域分片数据和远端声音强化模块发来的的远端频域分片数据，再分别对近端频域分片数据和远端频域分片数据进行处理，得到采样点时域pcm分片数据，再进一步处理，最终得到近端pcm分片数据与远端pcm分片数据。

9、一种执法记录仪背景声音放大方法，包括以下步骤：

10、1)、近端频域模块得到近端频域分片数据；

11、1.1、将安装有近端频域模块的麦克风方向朝向执法记录仪使用者，使近端频域模块对近端的使用者声音进行采集，得到pcm数据；

12、1.2、近端频域模块对pcm数据进行进行重叠切片，得到采样点；

13、1.3、近端频域模块再将得到的采样点进行fft快速傅立叶变化计算，得到近端频域分片数据；

14、1.4、近端频域模块将得到的近端频域分片数据发送给声音分离模块；

15、2)、远端频域模块得到远端频域分片数据。

16、2.1、将安装有远端频域模块的麦克风方向指向执法记录仪使用者的正前方，使近端频域模块对使用者周边的声音进行采集，得到pcm数据；

17、2.2、远端频域模块对pcm数据进行进行重叠切片，得到采样点；

18、2.3、远端频域模块再将得到的采样点进行fft快速傅立叶变化计算，得到远端频域分片数据；

19、2.4、远端频域模块将远端频域分片数据分别发给送声音分离模块、近端声音增益模块和远端声音强化模块；

20、3)、声音分离模块从近端频域分片数据分离使用者的声音；

21、3.1、声音分离模块接收近端频域模块中的近端频域分片数据和远端频域模块中的远端频域分片数据；

22、3.2、声音分离模块对近端频域分片数据与远端频域分片数据进行处理，区分出有使用者声音的频道点和只有周边环境声音的频道点；

23、3.3、声音分离模块计算出周边环境声音的频道点的比例值；

24、3.4、声音分离模块利用周边环境声音的频道点的比例值将远端频域分片数据的频道点的能量值等于近端频域分片数据对应频点能量值；

25、3.5、声音分离模块将3.4中得到的远端频域分片数据的频点能量值和把近端频域分片数据的频点能量值进一步计算，得到使用者声音频域分片数据；

26、3.6、声音分离模块把使用者声音频域分片数做为新的近端频域分片数据发送近端声音增益模块；

27、4)、近端声音增益模块调整使用者声音的合适能力值；

28、4.1、近端声音增益模块接收声音分离模块发送来的近端频域分片数据和远端频域模块发送来的的远端频域分片数据；

29、4.2、近端声音增益模块筛选出近端频域分片数据的有效频点；

30、4.3、近端声音增益模块根据4.2中的有效频点计算出近端系数；

31、4.4、近端声音增益模块再根据4.2中的有效频点所对应远端频域分片数据的频点计算出远端系数；

32、4.5、近端声音增益模块通过4.3中得到的近端系数和4.4中得到的远端系数和近端系数把近端频域分片数据的有效频点的能量值进行增益适应处理，得到到增益增益适应后的近端频域分片数据；

33、4.6、近端声音增益模块把放大后的近端频域分片数据发送给远端声音强化模块与声音复原模块；

34、5)、端声音强化模块分离并增强远端中的背景声音；

35、5.1、端声音强化模块接收近端声音增益模块发送过来的的近端频域分片数据和远端频域模块发送过来的的远端频域分片数据；

36、5.2、端声音强化模块把远端频域分片数据与近端频域分片数据相减，得到差分频域分片数据；

37、5.3、远端声音强化模块筛选出差分频域分片数据的有效频点；

38、5.4、远端声音强化模块根据5.3中的有效频点计算出差分系数；

39、5.5、远端声音强化模块同样把近端频域分片数据取有效频点，再根据得到的有效频点计算出近端系数；

40、5.6、远端声音强化模块通过5.4中得到的差分系数和5.5中得到的近端系数把差分频域分片数据的有效频点的能量值进行增益放大处理，得到放大后差分频域分片数据；

41、5.7、远端声音强化模块把放大后的差分频域分片数据作为新的远端频域分片数据发送给声音复原模块；

42、6)、声音复原模块得到最终的近端pcm分片数据和远端pcm分片数据；

43、6.1、声音复原模块接收近端声音增益模块发送来的的近端频域分片数据和远端声音强化模块发送来的远端频域分片数据；

44、6.2、声音复原模块对接受到的近端频域分片数据与远端频域分片数据进行ifft快速傅立叶逆变换处理，得到各自的采样点时域pcm分片数据；

45、6.3、声音复原模块对6.2中得到的采样点时域pcm分片数据进一步计算处理，最终得到近端pcm分片数据与远端pcm分片数据。

46、优选的，所述步骤1)中，得到采样点具体方法为：

47、所述近端频域模块对pcm数据进行按256个采样点进行重叠切片，相邻的两个切片重叠192个采样点。

48、优选的，所述步骤1)中，所述近端频域模块得到近端频域分片数据的具体过程为：

49、所述近端频域模块对256个采样点进行256位fft快速傅立叶变化计算，得到近端频域分片数据；

50、所述近端频域分片数据包含128个频点能量值数据。

51、优选的，所述步骤2)中远端频域模块获得采样点和远端频域分片数据的方法与步骤1)中的方法相同。

52、优选的，所述步骤3.2中区分区分有使用者声音的频点和只有周边环境声音的频道点的方法为：

53、所述声音分离模块把近端频域分片数据与远端频域分片数据按照128个频点能量值依次相减，得到的值大于预设阀值，为该频道点有使用者的声音，否则则认为该频点只有周边环境的声音。

54、优选的，所述步骤3)中，所述声音分离模块得到新的近端频域分片数据的方法为：

55、所述声音分离模块把近端频域分片数据与远端频域分片数据的频点能量值相除，得到周边环境声音的频道点的比例值；

56、再对周边环境的声音的频道点的比例值取中位数，作为近端频域分片数据与远端频域分片数据的调节系数；

57、然后把远端频域分片数据的所有频道点都乘以调节系数，得到新的远端频域分片数据的频点能量值，所述声音分离模块把近端频域分片数据的频点能量值与新得到的远端频域分片数据的频点能量值相减，差值为使用者声音频域分片数据；

58、将得到的使用者声音频域分片数据作为新的近端频域分片数据。

59、优选的，所述步骤4)中，所述增益适应的近端频域分片数据的获取方法为：

60、所述近端声音增益模块把近端频域分片数据的各个频点能量值大于预设阀值作为有效频点；

61、再把近端频域分片数据的有效频点的能量值取平均值得到近端系数；

62、再将有效频点对应远端频域分片数据的频点的能量值也取平均值得到远端系数；

63、然后将近端频域分片数据的有效频点的能量值乘以远端系数再除以近端系数，得到增益适应后的近端频域分片数据。

64、优选的，所述步骤5)中，所述新的远端频域分片数据获取方法为：

65、所述远端声音强化模块把远端频域分片数据的各个频点的能量值减去近端频域分片数据中对应频点的能量值，得到128个差分频域分片数据；

66、再把差分频域分片数据的各个频点能量值大于预设阀值作为有效频点；

67、再将差分频域分片数据的有效频点取平均值作为差分系数；

68、然后把近端频域分片数据取有效频点，再计算平均值得到近端系数；

69、所述远端声音强化模块把差分频域分片数据的有效频点的能量值乘以近端系数再除以差分系数，得到放大后差分频域分片数据；

70、最后将放大后得差分频域分片数据作为远端频域分片数据使用。

71、优选的，所述步骤6.2中，得到各自所述采样点时域pcm分片数据的具体方法为：

72、所述声音复原模块对接收到的近端频域分片数据与远端频域分片数据进行ifft快速傅立叶逆变换，分别得到256个采样点时域pcm分片数据。

73、优选的，所述步骤6.3中，所述近端pcm分片数据与远端pcm分片数据的获得方法具体为：

74、所述声音复原模块把第一块pcm分片上第193～256采样点的64个pcm数值分别加上：第二块pcm分片第129～192采样点的pcm数值、第三块pcm分片第65～128采样点的pcm数值和第四块pcm分片第1～64采样点的pcm数值；

75、所述声音复原模块求合后的64个pcm数值分别除以4，最终得到64个采样点pcm分片数据；

76、所述声音复原模块按照上述方法分别对近端频域分片数据与远端频域分片数据，最终得到近端pcm分片数据与远端pcm分片数据。

77、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

78、1、本技术设置声音分离模块，通过声音分离模块能够将近端模块采集的使用者声音分离，再经过近端增益模块对分理处的使用者声音增益，进而通过声音复原模块得到无周边声音影响的使用者声音。

79、2、本技术设置远端声音强化模块，将远端中的环境声音分离出来并加以放大，使远端中的周边声音更加清楚，以获得无使用者声音影响的的周边环境声音。

80、3、本技术天设置近端增益模块，其既能实现对近端使用者声音进行增益，还能够提前将近端使用者的声音与远端中的使用者声音进行频点能量值同步，为远端强化模块中的声音分离做准备，实现一模块多功能。