具体实施方式

本申请的核心是提供一种语音补偿方法、装置、耳机设备及计算机可读存储介质，能够提高语音信号的清晰度，从而使耳机使用者在佩戴口罩时的语音通话质量提高。

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

请参照图1，图1为本申请所提供的一种语音补偿方法的步骤流程图，该语音补偿方法包括：

S101：获取麦克风采集的语音信号；

可以理解的是，耳机设备中包括麦克风，当耳机使用者通过耳机设备进行语音通话或语音控制时，麦克风采集耳机使用者的语音信号，并按内置的降噪算法对语音信号进行降噪处理后执行与该语音信号对应的操作。本实施例中，可以按预设的获取周期获取麦克风采集的语音信号，也可以在接收到触发信号后再获取麦克风采集的语音信号，本实施例对于获取麦克风采集的语音信号的触发条件不作具体的限定。

S102：判断语音信号是否为遮挡后的语音信号，若是，执行S103；

具体的，当获取到语音信号后，判断语音信号是否为被遮挡物遮挡后的语音信号，也即判断声源处到麦克风的这一语音信号传输路径上是否存在遮挡物。判断是否存在遮挡物的方式有多种，如可以通过传感器检测是否存在遮挡物，也可以根据语音信号的特征信息判断是否存在遮挡物。可以理解的是，若语音信号传输路径上存在遮挡物，由于遮挡物会阻碍一部分声信号的传播，导致麦克风采集到的语音信号的清晰度降低，因此，麦克风在有遮挡时采集到的语音信号的特征信息和其在无遮挡时采集到的语音信号的特征信息会有所区别，这里的特征信息具体可以通过语音信号的频响曲线反映。

S103：确定与遮挡后的语音信号对应的补偿EQ参数；

S104：根据补偿EQ参数对麦克风的当前EQ参数进行补偿。

具体的，当判定语音信号为经过遮挡物遮挡后的语音信号，确定与该遮挡后的语音信号对应的补偿EQ参数，将该补偿EQ参数输入到麦克风端，对麦克风端的当前EQ参数进行补偿，以便麦克风根据补偿后的EQ参数对语音信号进行处理，提高语音信号的清晰度，当耳机使用者通过耳机设备进行语音通话时，提高语音通话质量，当耳机使用者通过语音信号对耳机设备进行控制时，提高控制精准性。可以理解的是，若语音信号为未被遮挡的语音信号，则无需对该语音信号进行补偿处理，麦克风仍按当前EQ参数工作即可。

可见，本实施例中，当判定麦克风采集的语音信号为遮挡后的语音信号时，通过与遮挡后的语音信号所对应的补偿EQ参数对麦克风的当前EQ参数进行补偿，从而实现对麦克风采集的语音信号的补偿，提高语音信号的清晰度，进而使耳机使用者在佩戴口罩时的语音通话质量提高。

在上述实施例的基础上：

作为一种可选的实施例，若语音信号为遮挡后的语音信号，该语音补偿方法还包括：

确定遮挡后的语音信号对应的遮挡物类型；

确定与遮挡后的语音信号对应的补偿EQ参数的过程包括：

选择与遮挡物类型对应的补偿EQ参数。

具体的，不同类型的遮挡物对语音信号的阻挡效果不同，使得麦克风采集到的语音信号的清晰度也不同。以耳机使用者佩戴不同类型的口罩为例进行说明，目前常用的口罩类型可以分为N95口罩和普通医用外科口罩，一般的，N95口罩对语音信号的阻挡效果更强，普通医用外科口罩对语音信号的阻挡效果相对较弱，那么麦克风采集到的经N95口罩阻挡后的语音信号的清晰度会明显低于其采集到的经普通医用外科口罩阻挡后的语音信号。由于不同类型的遮挡物使得麦克风采集到语音信号的清晰度不同，若麦克风针对各个遮挡物类型均采用相同的补偿EQ参数，可能补偿效果不好，因此，本实施例中麦克风需要对经不同遮挡物类型遮挡的语音信号进行适应性调整。

本实施例中，每一遮挡物类型对应一套补偿EQ参数，当判定麦克风获取的语音信号为遮挡后的语音信号后，先对遮挡物类型进行判断，确定遮挡物类型后，选择与遮挡物类型对应的补偿EQ参数输入到麦克风端，对麦克风端的当前EQ参数进行补偿，以便麦克风根据补偿后的EQ参数对语音信号进行处理，提高语音信号的清晰度，使耳机使用者在佩戴口罩时的语音通话质量提高。

作为一种可选的实施例，获取麦克风采集的语音信号之后，该语音补偿方法还包括：

对语音信号进行时频转换，得到第一频响曲线；

将第一频响曲线和参考频响曲线逐频点作差得到差值曲线；

计算差值曲线的目标频段的幅值平均值，目标频段为差值曲线的完整频段或完整频段中的幅值变化频段；

判断语音信号是否为遮挡后的语音信号的过程包括：

判断目标频段的幅值平均值是否大于第一预设值；

若是，判定语音信号为未遮挡的语音信号；

若否，判定语音信号为遮挡后的语音信号。

其中，参考频响曲线为无遮挡时输出的语音信号所对应的频响曲线。

具体的，本实施例主要是通过语音信号的频率能量损失对语音信号是否被遮挡以及遮挡物类型进行判定。对麦克风当前采集到的语音信号通过FFT(Fast FourierTransform，快速傅里叶变换)进行时频转换，得到第一频响曲线，将第一频响曲线和参考频响曲线逐频点作差得到一条差值曲线，确定差值曲线上的目标频段，这里的目标频段可以为差值曲线对应的完整频段，参照图2所示，完整频段即为100Hz～8kHz。为减少数据处理量，目标频段还可以为完整频段中幅值变化较大的频段，即幅值变化频段，经多次试验可得，在频响曲线的高频段，参照图2所示，如1kHz～8kHz范围内，幅值变化比较大，更容易进行判断，因此，可采用差值曲线中的幅值变化频段作为目标频段。

可以理解的是，如果麦克风当前采集的语音信号为遮挡后的语音信号，由于遮挡物阻挡了一部分语音信号的传输，麦克风采集到的语音信号的清晰度会降低，第一频响曲线在某些频点的幅值会低于参考频响曲线在相同频点的幅值，因此，将第一频响曲线和参考频响曲线逐频点作差的结果大多为负值，从而差值曲线在目标频段的幅值也大多为负值，相应的，幅值平均值也为负值，且遮挡物的遮挡效果越好，差值曲线上各频点的幅值越小。如果语音信号为未遮挡的语音信号，那么第一频响曲线和参考频响曲线在相同频点的幅值应相差不大，得到的差值曲线在目标频段的幅值平均值会大于遮挡后的语音信号对应的差值平均值。因此，基于差值曲线在目标频段的幅值平均值即可确定语音信号是否为遮挡后的语音信号，若目标频段的幅值平均值大于第一预设值，判定语音信号为未遮挡的语音信号，否则，判定语音信号为遮挡后的语音信号。

作为一种可选的实施例，获取麦克风采集的语音信号之后，该语音补偿方法还包括：

对语音信号进行时频转换，得到第一频响曲线；

将第一频响曲线和参考频响曲线逐频点作差得到差值曲线；

将差值曲线的目标频段划分为多个子频段；

分别计算每一子频段的幅值平均值；

确定所有子频段的幅值平均值中的最小值；

确定遮挡后的语音信号对应的遮挡物类型的过程包括：

根据最小值确定遮挡物类型。

具体的，可将差值曲线的目标频段按频点从小到大的顺序划分为多个子频段，本实施例中具体以幅值变化频段为目标频段进行说明。假设目标频段为1kHz～8kHz，多个子频段分别为1kHz～3kHz、3kHz～5kHz、5kHz～7kHz、7kHz～8kHz，分别计算上述各个子频段的幅值平均值，参照表1所示，表1为语音信号的频谱差值表。

表1语音信号的频谱差值表

考虑到幅值平均值越小，说明第一频响曲线和参考频响曲线在该频段的差异越大，选择该段的幅值平均值对遮挡物类型进行区分，更精确，因此，本实施例从a、b、c、d中选择一个最小值进行遮挡物类型的判断。

作为一种可选的实施例，根据最小值确定遮挡物类型的过程包括：

获取最小值所在的子频段对应的N个第二预设值，N为正整数；

基于N个第二预设值得到N+1个判定区间，第i个判定区间中的任一值均小于第i+1个判定区间中的任一值，i＝1，2，…，N；

根据最小值所处的判定区间确定遮挡物类型。

具体的，每一子频段有各自对应的、用于判断遮挡物类型的一个或多个第二预设值，第二预设值的个数根据遮挡物类型的个数确定。假设遮挡物类型有两类，分别为N95口罩和普通医用外科口罩。可以理解的是，由于N95口罩相对于普通医用外科口罩对于声信号的遮挡效果更强，因此，基于N95口罩遮挡的语音信号得到的差值曲线1的各个频点的幅值，会小于基于普通医用外科口罩遮挡的语音信号得到的差值曲线2的在相同频点的幅值。每个子频段各自对应一个第二预设值，子频段A、B、C、D各自对应的第二预设值分别为a01、b01、c01、d01，然后从当前采集的语音信号对应的各个子频段的幅值平均值a、b、c、d中选择一个最小值，假设c为最小值，说明该语音信号在子频段C中更好区分该语音信号的遮挡物类型。可以理解的是，基于第二预设值c01可以得到两个判定区间，可以为(c00，c01)和[c01，c0n)，c00和c0n分别为预设的判定下限值和判定上限值，将c和c01进行比较，判定c处于上述哪个判定区间，若c处于(c00，c01)，则判定当前遮挡物类型为N95口罩，c处于[c01，c0n)判定当前遮挡物类型为普通医用外科口罩。假设遮挡物类型有三类，N95口罩、普通医用外科口罩和棉布口罩，子频段C对应的第二预设值分为c01和c02，c01＜c02，那么基于第二预设值c01和c02得到的判定区间可以为(c00，c01)、[c01，c02]及(c02，c0n)，，则可根据c处于上述哪个判定区间来判断遮挡物类型，比如c处于(c00，c01)则判定为N95口罩，c处于[c01，c02]则判定为棉布口罩，c处于(c02，c0n)则判定为普通医用外科口罩。当然，上述各判定区间的两个端点可以根据实际工程需要选择，保证第i个判定区间中的任一值均小于第i+1个判定区间中的任一值即可，本申请在此不作具体的限定。

作为一种可选的实施例，获取麦克风采集的语音信号之后，该语音补偿方法还包括：

判断语音信号是否包括补偿触发信息；

判断语音信号是否为遮挡后的语音信号的过程包括：

当语音信号包括补偿触发信息，判断语音信号是否为遮挡后的语音信号。

具体的，这里的补偿触发信息可以包括“喂”、“hello”等电话常用短语，当检测到语音信号中包括这类信息，则判定需要开启语音补偿功能，此时再对语音信号是否为遮挡后的信号进行判断，并根据判断结果对麦克风EQ参数进行补偿。

当然，补偿触发信息除了可以包括上述常用短语，还可以包括其他短语，根据实际需求预置在耳机中即可，本实施例对于补偿触发信息的实际内容不作具体的限定。

作为一种可选的实施例，该语音补偿方法还包括：

获取未遮挡的语音信号的目标频响曲线及经每一遮挡物类型的遮挡物遮挡的语音信号的测试频响曲线；

将每一测试频响曲线和目标频响曲线逐频点作差，得到参考差值曲线；

确定参考差值曲线的多个子频段；

计算每一参考差值曲线在各个子频段的幅值平均值；

根据相同子频段的所有幅值平均值确定子频段对应的第一预设值或第二预设值。

具体的，本实施例对如何确定第一预设值和第二预设值进行限定。为便于理解本实施例的方案，下文以遮挡物类型分别为N95口罩和普通医用外科口罩为例，进行说明。为提高判断准确率，令耳机使用者分别佩戴以上两种口罩进行多次录音，假设令耳机使用者佩戴N95口罩进行5次录音，得到5个录音信号，对5个录音信号分别进行时频转换，得到5条测试频响曲线，将5条测试频响曲线逐频点求平均值，将该平均值曲线作为N95口罩对应的测试频响曲线L1，令耳机使用者佩戴普通医用外科口罩进行5次录音，得到5个录音信号，对5个录音信号分别进行时频转换，得到5条测试频响曲线，将5条测试频响曲线逐频点求平均值，将该平均值曲线作为普通医用外科口罩对应的测试频响曲线L2，再令耳机使用者在不佩戴任何口罩，即无遮挡进行5次录音，得到5个录音信号，对5个录音信号进行时频转换，得到5条频响曲线，将5条频响曲线逐频点求平均值，将该平均值曲线作为目标频响曲线L0。

将测试频响曲线L1和目标频响曲线L0逐频点作差，得到第一条参考差值曲线，见图3中的曲线①，将测试频响曲线L2和目标频响曲线L0逐频点作差，得到第二条参考差值曲线，见图3中的曲线②。对两条参考差值曲线进行频段划分得到多个子频段，各个子频段分别为100Hz～1kHz、1kHz～3kHz、3kHz～5kHz、5kHz～7kHz、7kHz～8kHz以及1kHz～8kHz，参照图3所示，口罩佩戴对高频段影响比较大，在100Hz～1kHz这个频段内，语音信号的频率能量损失变化不大，不便于分析，在后续过程中，则不对该频段内的数据进行处理，以减少数据处理量。

分别计算各个子频段的幅值平均值，可以得到表2。

表2基于N95口罩或基于普通医用外科口罩的语音信号的频谱差值表

可以理解的是，子频段F用于判断该语音信号是否为遮挡后的语音信号，因此，可以根据子频段F的幅值平均值确定第一预设值，佩戴N95口罩后的语音信号在子频段F的幅值平均值为-2.1，佩戴普通医用外科口罩后的语音信号在子频段F的幅值平均值为-1.1，可将第一预设值设置为大于-1.1的值，如可设置为-0.7，若当前采集的语音信号在1kHz～8kHz的幅值平均值大于-0.7，说明耳机使用者当前没有佩戴口罩，语音信号为未被遮挡的语音信号，否则，说明耳机使用者有佩戴口罩，语音信号为遮挡后的语音信号。

具体的，以子频段C为例对第二预设值的取值进行说明，其他各子频段的取值方式，同理。参照表2，佩戴N95口罩后的语音信号在子频段C的幅值平均值为-3.7，佩戴普通医用外科口罩后的语音信号在子频段C的幅值平均值为-1.9，则子频段C对应的第二预设值可以从-3.7～-1.9之间取值，如可取值-2.8。假设麦克风当前采集的被遮挡的语音信号所对应的子频段C的幅值平均值为c，当c＜-2.8，判定遮挡物类型为N95口罩，当c≥-2.8，判定遮挡物类型为医用外科口罩。

具体的，不同遮挡物类型对应不同的补偿EQ参数，N95口罩的补偿EQ参数和普通医用外科口罩的补偿EQ参数参照图4所示，图4中③表示N95口罩的补偿EQ参数，图4中④表示普通医用外科口罩的补偿EQ参数。

请参照图5，图5为本申请所提供的一种语音补偿装置的结构示意图，应用于耳机设备，耳机设备包括麦克风，该语音补偿装置包括：

获取模块11，用于获取麦克风采集的语音信号；

第一判断模块12，用于判断语音信号是否为遮挡后的语音信号，若是，触发确定模块13；

确定模块13，用于确定与遮挡后的语音信号对应的补偿EQ参数；

补偿模块14，用于根据补偿EQ参数对麦克风的当前EQ参数进行补偿。

可见，本实施例中，当判定麦克风采集的语音信号为遮挡后的语音信号时，通过与遮挡后的语音信号所对应的补偿EQ参数对麦克风的当前EQ参数进行补偿，从而实现对麦克风采集的语音信号的补偿，提高语音信号的清晰度，进而使耳机使用者在佩戴口罩时的语音通话质量提高。

作为一种可选的实施例，若语音信号为遮挡后的语音信号，该语音补偿装置还包括：

类型获取模块，用于确定遮挡后的语音信号对应的遮挡物类型；

确定模块13具体用于：

选择与遮挡物类型对应的补偿EQ参数。

作为一种可选的实施例，获取麦克风采集的语音信号之后，该语音补偿装置还包括第一数据处理模块，第一数据处理模块包括：

第一转换单元，用于对语音信号进行时频转换，得到第一频响曲线；

第一计算单元，用于将第一频响曲线和参考频响曲线逐频点作差得到差值曲线；

第二计算单元，用于计算差值曲线的目标频段的幅值平均值，目标频段为差值曲线的完整频段或完整频段中的幅值变化频段；

第一判断模块12具体用于：判断目标频段的幅值平均值是否大于第一预设值；

若是，判定语音信号为未遮挡的语音信号；

若否，判定语音信号为遮挡后的语音信号。

作为一种可选的实施例，该语音补偿装置还包括第二数据处理模块，第二数据处理模块包括：

第二转换单元，用于对所述语音信号进行时频转换，得到第一频响曲线；

第三计算单元，用于将所述第一频响曲线和参考频响曲线逐频点作差得到差值曲线；

第四计算单元，用于将所述差值曲线的所述目标频段划分为多个子频段；

第五计算单元，用于分别计算每一所述子频段的幅值平均值，并确定所有所述子频段的幅值平均值中的最小值；

类型获取模块具体用于：

根据所述最小值确定遮挡物类型。

作为一种可选的实施例，根据最小值确定遮挡物类型的过程包括：

获取所述最小值所在的子频段对应的N个第二预设值，N为正整数；

基于N个所述第二预设值得到N+1个判定区间，第i个所述判定区间中的任一值均小于第i+1个所述判定区间中的任一值，i＝1，2，…，N；

根据所述最小值所处的所述判定区间确定遮挡物类型。

作为一种可选的实施例，该语音补偿装置还包括：

第二判断模块，用于判断语音信号是否包括补偿触发信息；

第一判断模块12具体用于：

当语音信号包括补偿触发信息，判断语音信号是否为遮挡后的语音信号。

作为一种可选的实施例，该语音补偿装置还包括预处理模块，预处理模块包括：

曲线获取单元，获取未遮挡的语音信号的目标频响曲线及经每一遮挡物类型的遮挡物遮挡的语音信号的测试频响曲线；

第六计算单元，用于将每一测试频响曲线和目标频响曲线逐频点作差，得到参考差值曲线；

第七计算单元，用于确定参考差值曲线的多个子频段，计算每一参考差值曲线在各个子频段的幅值平均值；

预设值确定单元，用于根据相同子频段的所有幅值平均值确定子频段对应的第一预设值或第二预设值。

请参照图6，图6为本申请所提供的一种耳机设备结构示意图，该耳机设备包括：

存储器21，用于存储计算机程序；

处理器22，用于执行计算机程序时实现如上文任意一个实施例所描述的语音补偿方法的步骤。

具体的，存储器21包括非易失性存储介质、内存储器21。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机可读指令，该内存储器21为非易失性存储介质中的操作系统和计算机可读指令的运行提供环境。处理器22为车载导航装置提供计算和控制能力，执行存储器21中保存的计算机程序时，可以实现以下步骤：获取麦克风采集的语音信号；判断语音信号是否为遮挡后的语音信号；若是，确定与遮挡后的语音信号对应的补偿EQ参数；根据补偿EQ参数对麦克风的当前EQ参数进行补偿。

可见，本实施例中，当判定麦克风采集的语音信号为遮挡后的语音信号时，通过与遮挡后的语音信号所对应的补偿EQ参数对麦克风的当前EQ参数进行补偿，从而实现对麦克风采集的语音信号的补偿，提高语音信号的清晰度，进而使耳机使用者在佩戴口罩时的语音通话质量提高。

作为一种可选的实施例，处理器22执行存储器21中保存的计算机子程序时，可以实现以下步骤：若语音信号为遮挡后的语音信号，确定遮挡后的语音信号对应的遮挡物类型；选择与遮挡物类型对应的补偿EQ参数。

作为一种可选的实施例，处理器22执行存储器21中保存的计算机子程序时，可以实现以下步骤：对语音信号进行时频转换，得到第一频响曲线；将第一频响曲线和参考频响曲线逐频点作差得到差值曲线；计算差值曲线的目标频段的幅值平均值，目标频段为差值曲线的完整频段或完整频段中的幅值变化频段；判断目标频段的幅值平均值是否大于第一预设值；若是，判定语音信号为未遮挡的语音信号；若否，判定语音信号为遮挡后的语音信号。

作为一种可选的实施例，处理器22执行存储器21中保存的计算机子程序时，可以实现以下步骤：对所述语音信号进行时频转换，得到第一频响曲线；将所述第一频响曲线和参考频响曲线逐频点作差得到差值曲线；将所述差值曲线的所述目标频段划分为多个子频段；分别计算每一所述子频段的幅值平均值；确定所有所述子频段的幅值平均值中的最小值；根据所述最小值确定遮挡物类型。

作为一种可选的实施例，处理器22执行存储器21中保存的计算机子程序时，可以实现以下步骤：获取所述最小值所在的子频段对应的N个第二预设值，N为正整数；基于N个所述第二预设值得到N+1个判定区间，第i个所述判定区间中的任一值均小于第i+1个所述判定区间中的任一值，i＝1，2，…，N；根据所述最小值所处的所述判定区间确定遮挡物类型。

作为一种可选的实施例，处理器22执行存储器21中保存的计算机子程序时，可以实现以下步骤：获取麦克风采集的语音信号之后，判断语音信号是否包括补偿触发信息；当语音信号包括补偿触发信息，判断语音信号是否为遮挡后的语音信号。

作为一种可选的实施例，处理器22执行存储器21中保存的计算机子程序时，可以实现以下步骤：获取未遮挡的语音信号的目标频响曲线及经每一遮挡物类型的遮挡物遮挡的语音信号的测试频响曲线；将每一测试频响曲线和目标频响曲线逐频点作差，得到参考差值曲线；确定参考差值曲线的多个子频段；计算每一参考差值曲线在各个子频段的幅值平均值；根据相同子频段的所有幅值平均值确定子频段对应的第一预设值或第二预设值。

另一方面，本申请还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如上文任意一个实施例所描述的语音补偿方法的步骤。

对于本申请所提供的一种计算机可读存储介质的介绍请参照上述实施例，本申请在此不再赘述。

本申请所提供的一种计算机可读存储介质具有和上述语音补偿方法相同的有益效果。

还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的状况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。