声学系统及信号处理方法与流程

本说明书涉及声学，尤其涉及一种声学系统及信号处理方法。

背景技术：

1、一些声学系统同时包括扬声器和声音传感器。这些声学系统中通常存在声反馈的问题。其中，声反馈是指：声音传感器采集环境得到拾音信号，该拾音信号经过一定处理后通过扬声器播放，而扬声器发出的声音又被声音传感器重新采集，从而使得声学系统形成“扬声器->声音传感器->扬声器”的闭环回路。在上述声学系统中，声音传感器所拾取的来自扬声器的声音可以称为反馈声音。反馈声音的存在导致声学系统存在一些问题。例如，导致声学系统产生啸叫等问题，还可能制约声学系统能够取得的最大前向增益。因此，需要提供一种能够减少或者消除反馈成分的声学方案。

技术实现思路

1、本说明书提供一种声学系统及信号处理方法，能够减少或者消除反馈声音，从而避免声学系统产生啸叫等问题，进而提升声学系统能够取得的最大前向增益。

2、第一方面，本说明书提供一种声学系统，包括：扬声器、拾音组件、信号处理电路、第一外围电路和第二外围电路。其中，所述扬声器运行时将驱动信号转换为第一声音；所述拾音组件运行时将环境声音转换成第一音频信号，所述环境声音包括所述第一声音和来自目标声源的第二声音；所述信号处理电路与所述拾音组件连接；所述第一外围电路包括输入端口和输出端口，所述输出端口与所述扬声器连接，所述第一外围电路中存在参考信号拾取点；所述第二外围电路连接所述参考信号拾取点与所述信号处理电路，其中，所述第一外围电路运行时通过所述输入端口获得第二音频信号，将所述第二音频信号转换为所述驱动信号，并通过所述输出端口向所述扬声器发送所述驱动信号，第二外围电路运行时从所述参考信号拾取点获得第一参考信号，并向所述信号处理电路输出第二参考信号，以及所述信号处理电路运行时基于所述第二参考信号，对所述第一音频信号中的对应于所述第一声音的信号成分进行削减以得到目标信号，并对所述目标信号执行目标操作。

3、在一些实施例中，所述第一参考信号的类型至少包括模拟信号、脉冲宽度调制pwm信号、脉冲密度调制pdm信号、脉冲编码调制pcm信号、集成电路内置音频i2s信号、或时分多路复用tdm信号中的一种。

4、在一些实施例中，所述参考信号拾取点位于所述输入端口处；或者，所述参考信号拾取点位于所述输出端口处。

5、在一些实施例中，所述第一外围电路还包括第一处理组件，通过所述输入端口与所述信号处理电路连接，运行时从所述信号处理电路获得所述第二音频信号，并对所述第二音频信号至少执行数模转换操作、调制操作、滤波操作中的至少一种；以及所述参考信号拾取点位于所述第一处理组件和所述输出端口之间。

6、在一些实施例中，所述第一外围电路还包括第二处理组件，连接所述第一处理组件和所述输出端口，其中，所述参考信号拾取点位于所述第一处理组件和所述第二处理组件之间，或者所述参考信号拾取点位于所述第二处理组件和所述输出端口之间，或者所述第二处理组件包括多个电路元件，所述参考信号拾取点位于多个电路元件中的任意两个电路元件之间。

7、在一些实施例中，所述第二音频信号来自于所述目标信号。

8、在一些实施例中，所述第二音频信号包括第一信号分量和第二信号分量，其中，所述第一信号分量来自于所述目标信号，所述第二信号分量来自于目标音频组件，所述目标音频组件与所述拾音组件不同。

9、在一些实施例中，所述输入端口包括k个支路端口，所述k为大于1的整数；所述第二音频信号包括k个支路音频信号；以及所述第一外围电路通过所述k个输入端口获得所述k个支路音频信号，并将所述k个支路音频信号转换为所述驱动信号。

10、在一些实施例中，所述第一外围电路还包括第三处理组件，运行时对所述k个支路音频信号至少执行数模转换操作、调制操作、滤波操作、混流操作中的至少一种；以及所述参考信号拾取点位于所述第三处理组件和所述输出端口之间。

11、在一些实施例中，所述第一外围电路还包括：k个支路处理组件，与所述k个支路端口分别连接，其中，第i个支路处理组件运行时对第i个支路音频信号至少执行数模转换操作、调制操作、滤波操作中的至少一种，得到第i个中间音频信号，以及第一混流组件，与所述k个第三处理组件分别连接，运行时对k个所述中间音频信号执行混流操作；以及所述参考信号拾取点位于所述第一混流组件和所述输出端口之间。

12、在一些实施例中，所述第一外围电路还包括：第二混流组件，与所述k个支路端口分别连接，运行时对所述k个支路音频信号执行混流操作，得到混流音频信号，以及第四处理组件，与所述第二混流组件连接，运行时对所述混流音频信号执行数模转换操作、调制操作、滤波操作中的至少一种；以及所述参考信号拾取点位于所述第二混流组件和所述第四处理组件之间，或者，所述参考信号拾取点位于所述第四处理组件和所述输出端口之间。

13、在一些实施例中，所述第一外围电路通过所述k个支路端口获得的所述支路音频信号均来自于所述目标信号。

14、在一些实施例中，所述k个支路端口包括第一部分支路端口和第二部分支路端口，其中，所述第一外围电路通过所述第一部分支路端口获得的所述支路音频信号来自于所述目标信号，以及所述第一外围电路通过所述第二部分支路端口获得的所述支路音频信号来自于目标音频组件，所述目标音频组件与所述拾音组件不同。

15、在一些实施例中，所述第二外围电路运行时对所述第一参考信号至少执行模数转换操作、解调操作、滤波操作、增益操作中的至少一种，以得到所述第二参考信号。

16、在一些实施例中，为了得到所述目标信号，所述信号处理电路：对所述第二参考信号进行自适应滤波操作得到已滤波信号；以及从所述第一音频信号中减去所述已滤波信号得到所述目标信号。

17、在一些实施例中，所述信号处理电路还：基于所述目标信号和所述第二参考信号中的至少一个，对所述自适应滤波操作对应的滤波参数进行更新。

18、在一些实施例中，在执行所述目标操作时，所述信号处理电路：对所述目标信号执行增益放大操作，得到放大信号；以及向所述第一外围电路发送所述放大信号。

19、在一些实施例中，所述拾音组件包括声音传感器和第三外围电路，其中，所述声音传感器运行时将所述环境声音转换成拾音信号，以及所述第三外围电路运行时将所述拾音信号转换成所述第一音频信号。

20、在一些实施例中，所述信号处理电路包括：至少一个存储介质和至少一个处理器，其中，所述至少一个存储介质存储有至少一个指令集，用于进行信号处理；所述至少一个处理器同所述第一外围电路、所述第二外围电路、所述拾音组件和所述至少一个存储介质通信连接，其中，当所述声学系统运行时，所述至少一个处理器读取所述至少一个指令集，并且根据所述至少一个指令集的指示执行：基于所述第二参考信号，对所述第一音频信号中的对应于所述第一声音的信号成分进行削减以得到目标信号，并对所述目标信号执行所述目标操作。

21、第二方面，本说明书还提供一种信号处理方法，包括通过声学系统中的信号处理电路：获得第一音频信号，所述第一音频信号为所述声学系统中的拾音组件对环境声音进行转换得到，所述环境声音包括第一声音和第二声音，所述第一声音为来自所述声学系统中的扬声器的声音，所述第二声音为来自目标声源的声音；获得第二参考信号，所述第二参考信号是所述声学系统中的第二外围电路基于第一参考信号得到的，其中，所述第一参考信号是所述第二外围电路从所述声学系统中的第一外围电路的参考信号拾取点获得，所述第一外围电路连接所述信号处理器和所述扬声器；基于所述第二参考信号，对所述第一音频信号中的对应于所述第一声音的信号成分进行削减得到目标信号；以及对所述目标信号执行目标操作。

22、在一些实施例中，所述第一参考信号的类型至少包括模拟信号、脉冲宽度调制pwm信号、脉冲密度调制pdm信号、脉冲编码调制pcm信号、集成电路内置音频i2s信号、或时分多路复用tdm信号的一种。

23、在一些实施例中，所述基于所述第二参考信号，对所述第一音频信号中的对应于所述第一声音的信号成分进行削减得到目标信号，包括：对所述第二参考信号进行自适应滤波操作得到已滤波信号；以及从所述第一音频信号中减去所述已滤波信号得到所述目标信号。

24、在一些实施例中，所述方法还包括：基于所述目标信号和所述第二参考信号中的至少一个，对所述自适应滤波操作对应的滤波参数进行更新。

25、由以上技术方案可知，本说明书提供的声学系统及信号处理方法中，声学系统中的拾音组件将环境声音转换为第一音频信号，所述环境声音包括来自扬声器的第一声音和来自目标声源的第二声音，第一外围电路连接信号处理电路和扬声器，且第一外围电路中存在参考信号拾取点，第二外围电路连接所述参考信号拾取点和信号处理电路，工作时从所述参考信号拾取点获得第一参考信号，并向信号处理电路输出第二参考信号，从而信号处理电路基于所述第二参考信号对所述第一音频信号中的对应于所述第一声音的成分进行削减得到目标信号。由于目标信号中的反馈成分得到减少或消除，因此能够避免或抑制声学系统产生啸叫，还有助于提升声学系统能够取得的最大前向增益。

26、本说明书提供的声学系统及信号处理方法的其他功能将在以下说明中部分列出。本说明书提供的声学系统及信号处理方法的创造性方面可以通过实践或使用下面详细示例中所述的方法、装置和组合得到充分解释。