一种三维动捕中实时同声录制并抑制噪声的方法及系统与流程

本发明涉及一种噪声抑制方法及系统，尤其涉及一种三维动捕中实时同声录制并抑制噪声的方法及系统。

背景技术

好莱坞近年来以《阿凡达》为代表的大片，让人目瞪口呆的将三维动画技术带入21世纪，这其中值得浓墨重彩介绍的就是其中震撼的音响和录音效果。在进入21世纪以来，电影画面不断进步的同时，音响效果和录音技术也在探索更高的领域，在电影的拍摄中，通常是由真人演员在动捕房间中进行表演以提取动作数据和声音数据，在录制演员声音时，除了现场使用吊杆话筒外，演员也都开始佩戴了无线麦克风等设备，但是这些设备都无法抑制场景中群众、制作人员和环境带来的噪声。

技术实现要素：

本发明提供一种三维动捕中实时同声录制并抑制噪声的方法及系统，通过提取声音信号中的噪声特征，生成反相的抑制噪声，通过播放该抑制噪声以抵消动捕现场的噪声，使演员声音能够更清楚，录制效果更佳。

本发明的技术方案第一方面为一种三维动捕中实时同声录制并抑制噪声的方法，包括以下步骤：

a、实时拾取动捕现场的声音信号并生成音频文件；

b、实时解析所述音频文件提取噪声信号特征，根据该特征对所述噪声信号进行反相处理获得抑制噪声信号；

c、实时发射所述抑制噪声信号以抵消动捕现场的噪声；

其中，所述声音信号包括演员声音和非演员声音的噪声。

进一步，所述步骤b包括：

实时解析所述音频文件，将其中的声音信号与演员声音样本库中的演员声音样本进行比对，分离出演员声音和非演员声音的噪声；

截取噪声部分，从中提取出噪声信号的振幅、频率和相位信息；

根据所述振幅、频率和相位信息，生成与所述噪声信号振幅及频率相同且相位相差180度的抑制噪声信号。

进一步，将所述声音信号与演员声音样本库中的演员声音样本进行比对之前，还包括：

采集相关演员的声音样本；

将所述声音样本存储在演员声音样本库中。

进一步，所述分离出演员声音和非演员声音的噪声之后，还包括：

确定分离出的演员声音强度；

若所述演员声音强度低于预设阈值，则将其作为噪声进行处理。

进一步，所述实时发射所述抑制噪声信号以抵消动捕现场的噪声后还包括：

噪声被中和抵消后，同步录制演员声音。

本发明的技术方案第二方面为一种三维动捕中实时同声录制并抑制噪声的系统，包括：

第一拾音模块，用于实时拾取动捕现场的声音信号并生成音频文件；

噪声处理模块，用于实时解析所述音频文件提取噪声信号特征，根据该特征对所述噪声信号进行反相处理获得抑制噪声信号；

消噪模块，用于实时发射抑制噪声信号以抵消动捕现场的噪声。

进一步，所述噪声处理模块包括：

声音信号解析单元，用于实时解析所述音频文件，将其中的声音信号与演员声音样本库中的演员声音样本进行比对，分离出演员声音和非演员声音的噪声；

噪声特征提取单元，用于截取噪声部分，从中提取出噪声信号的振幅、频率和相位信息；

抑制噪声生成单元，根据所述振幅、频率和相位信息，生成与所述噪声信号振幅及频率相同且相位相差180度的抑制噪声信号。

进一步，该系统还包括：

样本采集模块，用于采集相关演员的声音样本；

样本存储模块，用于将所述声音样本存储在演员声音样本库中。

进一步，该系统还包括：

声音强度确定模块，用于确定分离出的演员声音强度；

归类模块，用于在所述演员声音强度低于预设阈值时，将其归类为噪声进行处理。

进一步，该系统还包括：

第二拾音模块，用于在噪声被中和抵消后，同步录制演员声音。

本发明的有益效果为：抑制了动捕现场无用的噪声，使演员声音更清晰，录制效果更佳。

附图说明

图1为根据本发明的实施例的三维动捕中实时同声录制并抑制噪声的方法的流程图；

图2为根据本发明的第一实施例中的生成抑制噪声的过程的示意图；

图3为根据本发明的第二实施例中的生成抑制噪声的过程的示意图；

图4为根据本发明的实施例的三维动捕中实时同声录制并抑制噪声的系统框图；

图5为根据本发明的实施例的三维动捕中实时同声录制并抑制噪声的系统的一种应用场景示意图。

具体实施方式

在本公开使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本公开。在本公开和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

应当理解，尽管在本公开可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种模块，但这些模块不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的模块彼此区分开。例如，在不脱离本公开范围的情况下，第一模块也可以被称为第二模块，类似地，第二模块也可以被称为第一模块。本文所提供的任何以及所有实例或示例性语言(“例如”、“如”等)的使用仅意图更好地说明本发明的实施例，并且除非另外要求，否则不会对本发明的范围施加限制。

在下文中，还将参照附图更详细地解释本发明。

参考图1所示的三维动捕中实时同声录制并抑制噪声的方法的流程图。该方法包括以下主要步骤：a、实时拾取动捕现场的声音信号并生成音频文件；b、实时解析所述音频文件提取噪声信号特征，根据该特征对所述噪声信号进行反相处理获得抑制噪声信号；c、实时发射所述抑制噪声信号以抵消动捕现场的噪声；其中，所述声音信号包括演员声音和非演员声音的噪声。

第一实施例

进一步，如图2所示，该实施例中主要步骤b中噪声处理过程，包括：

s21、采集相关演员的声音样本；

s22、将所述声音样本存储在演员声音样本库中；

s23、实时解析所述音频文件，将其中的声音信号与演员声音样本库中的演员声音样本进行比对，分离出演员声音和非演员声音的噪声；

s24、截取噪声部分，从中提取出噪声信号的振幅、频率和相位信息；

s25、根据所述振幅、频率和相位信息，生成与所述噪声信号振幅及频率相同且相位相差180度的抑制噪声信号。

第二实施例

在动捕现场的录制过程中的声音，一般包括演员的声音、现场工作人员的声音、围观群众的声音和环境噪声，对于三维动画的录音，除了演员的声音，其他的声音都是多余的，均视作为噪声，并且参演演员也有可能发出一些与录制内容不相关的低语，此时的演员声音则也是多余的，同样被视作噪声。此情况下，如图3所示，该实施例中主要步骤b中噪声处理过程，包括：

s21、采集相关演员的声音样本；

s22、将所述声音样本存储在演员声音样本库中；

s23、实时解析所述音频文件，将其中的声音信号与演员声音样本库中的演员声音样本进行比对，分离出演员声音和非演员声音的噪声；

s231、确定分离出的演员声音强度；

s232、若所述演员声音强度低于预设阈值，则将其作为噪声进行处理；

s24、截取噪声部分，从中提取出噪声信号的振幅、频率和相位信息；

s25、根据所述振幅、频率和相位信息，生成与所述噪声信号振幅及频率相同且相位相差180度的抑制噪声信号。

应当认识到，本发明的实施例可以由计算机硬件、硬件和软件的组合、或者通过存储在非暂时性计算机可读存储器中的计算机指令来实现或实施。所述方法可以使用标准编程技术-包括配置有计算机程序的非暂时性计算机可读存储介质在计算机程序中实现，其中如此配置的存储介质使得计算机以特定和预定义的方式操作-根据在具体实施例中描述的方法和附图。每个程序可以以高级过程或面向对象的编程语言来实现以与计算机系统通信。然而，若需要，该程序可以以汇编或机器语言实现。在任何情况下，该语言可以是编译或解释的语言。此外，为此目的该程序能够在编程的专用集成电路上运行。

此外，可按任何合适的顺序来执行本文描述的过程的操作，除非本文另外指示或以其他方式明显地与上下文矛盾。本文描述的过程(或变型和/或其组合)可在配置有可执行指令的一个或多个计算机系统的控制下执行，并且可作为共同地在一个或多个处理器上执行的代码(例如，可执行指令、一个或多个计算机程序或一个或多个应用)、由硬件或其组合来实现。所述计算机程序包括可由一个或多个处理器执行的多个指令。

进一步，该方法可以在可操作地连接至合适的断层摄影数据扫描装置的任何类型的计算平台中实现，包括但不限于个人电脑、迷你计算机、主框架、工作站、网络或分布式计算环境、单独的或集成的计算机平台、或者与带电粒子工具或其它成像装置通信等等。本发明的各方面可以以存储在非暂时性存储介质或设备上的机器可读代码来实现，无论是可移动的还是集成至计算平台，如硬盘、光学读取和/或写入存储介质、ram、rom等，使得其可由可编程计算机读取，当存储介质或设备由计算机读取时可用于配置和操作计算机以执行在此所描述的过程。此外，机器可读代码，或其部分可以通过有线或无线网络传输。当此类媒体包括结合微处理器或其他数据处理器实现上文所述步骤的指令或程序时，本文所述的发明包括这些和其他不同类型的非暂时性计算机可读存储介质。当根据本发明所述的方法和技术编程时，本发明还包括计算机本身。

计算机程序能够应用于输入数据以执行本文所述的功能，从而转换输入数据以生成存储至非易失性存储器的输出数据。输出信息还可以应用于一个或多个输出设备如显示器。在本发明优选的实施例中，转换的数据表示物理和有形的对象，包括显示器上产生的物理和有形对象的特定视觉描绘。

具体的，参考图4，本发明通过一种三维动捕中实时同声录制并抑制噪声的系统，以实施上述方法。该系统包括：第一拾音模块10，用于实时拾取动捕现场的声音信号并生成音频文件；噪声处理模块20，用于实时解析所述音频文件提取噪声信号特征，根据该特征对所述噪声信号进行反相处理获得抑制噪声信号；消噪模块30，用于实时发射抑制噪声信号以抵消动捕现场的噪声。

进一步，所述噪声处理模块20包括：声音信号解析单元23，用于实时解析所述音频文件，将其中的声音信号与演员声音样本库中的演员声音样本进行比对，分离出演员声音和非演员声音的噪声；噪声特征提取单元24，用于截取噪声部分，从中提取出噪声信号的振幅、频率和相位信息；抑制噪声生成单元25，根据所述振幅、频率和相位信息，生成与所述噪声信号振幅及频率相同且相位相差180度的抑制噪声信号。

进一步，该系统还包括：样本采集模块21，用于采集相关演员的声音样本；样本存储模块22，用于将所述声音样本存储在演员声音样本库中。

进一步，该系统还包括：声音强度确定模块231，用于确定分离出的演员声音强度；归类模块232，用于在所述演员声音强度低于预设阈值时，将其归类为噪声进行处理。

进一步，该系统还包括：第二拾音模块40，用于在噪声被中和抵消后，同步录制演员声音。

其中，第一拾音模块10采用录音专用麦克风，第二拾音模块40采用无线阵列麦克风；消噪模块30采用hifi音响，噪声处理模块20、声音强度确定模块231和归类模块232均采用计算机装置，无线阵列麦克风与同步录制系统连接。

另外，实施第一实施例和第二实施例的系统，区别在于声音强度确定模块231和归类模块232的有无，实施第一实施例时，去掉其中的声音强度确定模块231和归类模块232即可。

如图5所示，为该发明的一个应用场景；

在动捕房间内安排一个演员进行动作的捕捉及声音的录制，演员就位后，根据演员的位置和房间大小确定各设备的数量及摆放位置，录制设备装设完成后开始进行录制。录音专用麦克风拾取场景中的声音生成音频文件，将其导入计算机中，同时将样本存储模块22中存储的预先采集的演员声音样本导入计算机，计算机通过相应程序将音频文件解析，并与演员声音样本比对，分离出演员声音和噪声，其中演员声音小于预设阈值时则作为噪声进行后续处理，然后截取噪声部分进行特征提取，根据这些特征生成与噪声信号同频同振幅但相位差180度的抑制噪声信号，将得到的抑制噪声信号通过hifi音响播放出来以抵消动捕房间中的噪声，如此，动捕房间中就只剩下演员声音可以听到，此时通过无线阵列麦克风即可录制清晰无杂音的演员声音，保证了动画音质。

以上所述，只是本发明的较佳实施例而已，本发明并不局限于上述实施方式，只要其以相同的手段达到本发明的技术效果，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。在本发明的保护范围内其技术方案和/或实施方式可以有各种不同的修改和变化。