基于音频注入法的吸油烟机异音掩蔽方法和系统与流程

1.本发明涉及吸油烟机降噪技术领域，尤其是涉及一种基于音频注入法的吸油烟机异音掩蔽方法和系统。


背景技术：

2.吸油烟机运行工作时，会因为某些不确定的因素产生异音问题，影响用户体验，如何有效地识别异音特征信号，如何对异音进行处理，提升用户听觉感受，是当前的烟机技术上存在的重要问题。目前针对吸油烟机运行时的异音问题，一般都是在产品结构设计阶段进行优化，对实际运行中的异音问题不能有效的进行改善。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本发明的目的在于提供一种于音域注入法的吸油烟机异音掩蔽方法和系统，以缓解现有技术中存在的对实际运行中的异音问题不能有效的进行改善的技术问题。
4.第一方面，本发明实施例提供了一种基于音频注入法的吸油烟机异音掩蔽方法，应用于吸油烟机控制系统；包括：获取吸油烟机在运行时的音频数据；基于所述音频数据与预设音频数据在目标维度上的对比结果，判断所述吸油烟机在运行时是否存在异音；所述目标维度包括单频率峰值差、频段偏离度和整体声压级差；如果存在异音，则基于所述对比结果和烦恼度预测模型，对预设调控声的参数进行参数优化，得到优化后的调控声；所述预设调控声的参数包括频率成分、频带范围和声压级；基于所述优化后的调控声，对所述吸油烟机运行时的异音进行掩蔽。
5.进一步地，获取吸油烟机在运行时的音频数据，包括：获取所述吸油烟机在运行时的音频时域数据；通过傅里叶变换，将所述音频时域数据转换成频域下的音频数据。
6.进一步地，基于所述音频数据与预设音频数据在目标维度上的对比结果，判断所述吸油烟机在运行时是否存在异音，包括：分别计算所述音频数据与所述预设音频数据的单频率峰值差、频段偏离度和整体声压级差；所述单频率峰值差为所述音频数据的频率峰值与所述预设音频数据的频率峰值的差值；所述频段偏离度为所述音频数据的频段能量与所述预设音频数据的频段能量的差值；所述整体声压级差为所述音频数据的声压级与所述预设音频数据的声压级的差值；判断所述单频率峰值差是否大于预设频率差值，或所述频段偏离度是否大于预设频段能量差值，或所述整体声压级差是否大于预设声压级差值；如果是，则判断所述吸油烟机在运行时存在异音。
7.进一步地，基于所述对比结果和烦恼度预测模型，对预设调控声的参数进行参数优化，得到优化后的调控声，包括：合成步骤：将预设调控声与所述音频数据进行合成，得到合成后的叠加声；利用烦恼度预测模型对所述合成后的叠加声进行预测评分，得到烦恼度值；判断所述烦恼度值是否小于预设烦恼度值；如果否，则基于所述对比结果对所述预设调控声进行参数优化，并返回所述合成步骤，直到所述烦恼度值大于或等于所述预设烦恼度
值，得到优化后的调控声。
8.进一步地，基于所述对比结果对所述预设调控声进行参数优化，包括：若所述单频率峰值差大于所述预设频率差值，则对所述预设调控声的频率成分进行优化；若所述频段偏离度大于所述预设频段能量差值，则对所述预设调控声的频带范围进行优化；若所述整体声压级差大于所述预设声压级差值，则对所述预设调控声的声压级进行优化。
9.第二方面，本发明实施例还提供了一种基于音频注入法的吸油烟机异音掩蔽系统，应用于吸油烟机控制系统；包括：获取模块，判断模块，优化模块和掩蔽模块；其中，所述获取模块，用于获取吸油烟机在运行时的音频数据；所述判断模块，用于基于所述音频数据与预设音频数据在目标维度上的对比结果，判断所述吸油烟机在运行时是否存在异音；所述目标维度包括单频率峰值差、频段偏离度和整体声压级差；所述优化模块，用于如果存在异音，则基于所述对比结果和烦恼度预测模型，对预设调控声的参数进行参数优化，得到优化后的调控声；所述预设调控声的参数包括频率成分、频带范围和声压级；所述掩蔽模块，用于基于所述优化后的调控声，对所述吸油烟机运行时的异音进行掩蔽。
10.进一步地，所述判断模块，还用于：分别计算所述音频数据与所述预设音频数据的单频率峰值差、频段偏离度和整体声压级差；所述单频率峰值差为所述音频数据的频率峰值与所述预设音频数据的频率峰值的差值；所述频段偏离度为所述音频数据的频段能量与所述预设音频数据的频段能量的差值；所述整体声压级差为所述音频数据的声压级与所述预设音频数据的声压级的差值；判断所述单频率峰值差是否大于预设频率差值，或所述频段偏离度是否大于预设频段能量差值，或所述整体声压级差是否大于预设声压级差值；如果是，则判断所述吸油烟机在运行时存在异音。
11.进一步地，所述优化模块，还用于：合成步骤：将预设调控声与所述音频数据进行合成，得到合成后的叠加声；利用烦恼度预测模型对所述合成后的叠加声进行预测评分，得到烦恼度值；判断所述烦恼度值是否小于预设烦恼度值；如果否，则基于所述对比结果对所述预设调控声进行参数优化，并返回所述合成步骤，直到所述烦恼度值大于或等于所述预设烦恼度值，得到优化后的调控声；基于所述对比结果对所述预设调控声进行参数优化，包括：若所述单频率峰值差大于所述预设频率差值，则对所述预设调控声的频率成分进行优化；若所述频段偏离度大于所述预设频段能量差值，则对所述预设调控声的频带范围进行优化；若所述整体声压级差大于所述预设声压级差值，则对所述预设调控声的声压级进行优化。
12.第三方面，本发明实施例还提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述第一方面所述的方法的步骤。
13.第四方面，本发明实施例还提供了一种具有处理器可执行的非易失的程序代码的计算机可读介质，所述程序代码使所述处理器执行上述第一方面所述方法。
14.本发明提供了一种基于音频注入法的吸油烟机异音掩蔽方法和系统，利用频谱分析，从单频率峰值差、频段偏离度、整体声压级差三个维度对异音进行识别，并对调控声进行优化，可以达到改善掩蔽异音的技术效果，缓解了现有技术中存在的对实际运行中的异音问题不能有效的进行改善的技术问题。
附图说明
15.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
16.图1为本发明实施例提供的一种基于音频注入法的吸油烟机异音掩蔽方法的流程图；
17.图2为本发明实施例提供的另一种基于音频注入法的吸油烟机异音掩蔽方法的流程图；
18.图3为本发明实施例提供的一种基于音频注入法的吸油烟机异音掩蔽系统的示意图。
具体实施方式
19.下面将结合附图对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
20.实施例一：
21.图1是根据本发明实施例提供的一种基于音频注入法的吸油烟机异音掩蔽方法的流程图，该方法应用于吸油烟机控制系统。如图1所示，该方法具体包括如下步骤：
22.步骤s102，获取吸油烟机在运行时的音频数据。
23.可选地，在本发明实施例中，首先获取吸油烟机在运行时的音频时域数据；然后通过傅里叶变换，将音频时域数据转换成频域下的音频数据。
24.可选地，在本发明实施例中，音频时域数据为吸油烟机控制系统中的音频采集装置以预设时间长度和预设采样频率采集的音频时域数据。
25.步骤s104，基于音频数据与预设音频数据在目标维度上的对比结果，判断吸油烟机在运行时是否存在异音；目标维度包括单频率峰值差、频段偏离度和整体声压级差。
26.其中，预设音频数据为出厂时吸油烟机运行的噪声频域数据。
27.步骤s106，如果存在异音，则基于对比结果和烦恼度预测模型，对预设调控声的参数进行参数优化，得到优化后的调控声；预设调控声的参数包括频率成分、频带范围和声压级。
28.步骤s108，基于优化后的调控声，对吸油烟机运行时的异音进行掩蔽。
29.具体的，吸油烟机控制模块通过音频播放模块播放优化后的调控声来对异音进行掩蔽。
30.本发明提供了一种基于音频注入法的吸油烟机异音掩蔽方法，利用频谱分析，从单频率峰值差、频段偏离度、整体声压级差三个维度对异音进行识别，并对调控声进行优化，可以达到改善掩蔽异音的技术效果，缓解了现有技术中存在的对实际运行中的异音问题不能有效的进行改善的技术问题。
31.具体的，步骤s104还包括如下步骤：
32.步骤s1041，分别计算音频数据与预设音频数据的单频率峰值差、频段偏离度和整
体声压级差；单频率峰值差为音频数据的频率峰值与预设音频数据的频率峰值的差值；频段偏离度为音频数据的频段能量与预设音频数据的频段能量的差值；整体声压级差为音频数据的声压级与预设音频数据的声压级的差值。
33.步骤s1042，判断单频率峰值差是否大于预设频率差值，或频段偏离度是否大于预设频段能量差值，或整体声压级差是否大于预设声压级差值；如果是，则判断吸油烟机在运行时存在异音。
34.具体的，吸油烟机噪声由宽频噪声和线谱噪声组成，频率能量主要集中在低频，以200hz到1000hz为主。异音表现在频域上，为单频率峰值过高和特定频段能量过大，其中：
35.单频率峰值差f：预设音频数据b与吸油烟机的音频数据a的频率峰值之差，f＝b频率峰值
–
a频率峰值，如果单频率峰值差f大于允许频率差值δf(即预设频率差值)，则判断存在异音问题，需要进行调控声优化，通过吸油烟机内置调控算法，对调控声频率成分进行参数优化，合成新的调控声。
36.频段偏离度d：预设音频数据b与吸油烟机的音频数据a的频段能量差值，d＝b频段能量-a频段能量，频段选取1/3倍频程，如果频段偏离度d大于允许频段能量差值δd(即预设频段能量差值)，则判断存在异音问题，需要进行调控声优化，通过吸油烟机内置调控算法，对调控声频带范围进行参数优化，合成新的调控声。
37.整体声压级差s：预设音频数据b与吸油烟机的音频数据a的声压级差值，s＝b声压级
–
a声压级，如果整体声压级差s大于允许声压级差值δd(即预设声压级差值)，则判断调控声掩蔽效应弱，需要进行调控声优化。通过吸油烟机内置调控算法，对调控声声压级进行参数优化，合成新的调控声。
38.具体的，步骤s106还包括如下步骤：
39.合成步骤s1061，将预设调控声与音频数据进行合成，得到合成后的叠加声；
40.步骤s1062，利用烦恼度预测模型对合成后的叠加声进行预测评分，得到烦恼度值；
41.步骤s1063，判断烦恼度值是否小于预设烦恼度值；如果否，则基于对比结果对预设调控声进行参数优化，并返回合成步骤s1061，直到烦恼度值大于或等于预设烦恼度值，得到优化后的调控声。
42.其中，基于对比结果对预设调控声进行参数优化，包括：
43.若单频率峰值差大于预设频率差值，则对预设调控声的频率成分进行优化；若频段偏离度大于预设频段能量差值，则对预设调控声的频带范围进行优化；若整体声压级差大于预设声压级差值，则对预设调控声的声压级进行优化。
44.在本发明实施例中，更新后的调控声与采集到的音频时域数据m进行合成，对合成后的叠加声通过烦恼度预测模型进行烦恼度预测评分，如果评分k大于允许烦恼度值δk(即预设烦恼度值)，则需要对调控声进行自适应优化，优化后再度进行烦恼度预测评分，直至评分在允许范围内。
45.烦恼度预测模型：音频注入功能研发过程中，对主观评价实验得到的数据选取80％的数据进行回归建模，20％余下的数据进行预测评价，形成烦恼度预测模型，可以简化同种类叠加声的评价流程。
46.调控声自适应优化：通过音频注入功能在研发阶段形成的深度学习算法实现。
47.最终完成调控声数据库的更新，优化完成。完成后的音频注入效果，可以对异音进行掩蔽，使得用户的听感得到提升。图2为根据本发明实施例提供的另一种基于音频注入法的吸油烟机异音掩蔽方法的流程图。
48.由以上描述可知，本发明实施例提供了一种基于音频注入法的吸油烟机异音掩蔽方法，通过对采集到的吸油烟机工作时噪声的频域数据分析，对异音进行识别，进行调控声的对应参数优化，最终通过叠加声烦恼度预测模型和深度学习调控声自适应优化算法更新调控声数据库，实现对异音的掩蔽，从而改善用户听感。
49.本发明实施例提供的方法，利用频谱分析，从单频率峰值差f、频段偏离度d、整体声压级差s三个维度对异音进行识别，对调控声进行优化，从而达到掩蔽异音的效果。吸油烟机运行产生异音时，工作人员不能及时有效地进行实时去解决发生地异音问题；本技术基于前期大量较高精度的数学建模，实现调控声的自适应优化，实现异音掩蔽。以及，本发明实施例提供的方法，通过在吸油烟机中安装音频采集装置的方式，采集吸油烟机工作噪声，与目标声进行对比，为流程中必备的硬件设备。
50.实施例二：
51.图3为根据本发明实施例提供的一种基于音频注入法的吸油烟机异音掩蔽系统的示意图，该系统应用于吸油烟机控制系统。如图1所示，该系统包括：获取模块10，判断模块20，优化模块30和掩蔽模块40。
52.具体的，获取模块10，用于获取吸油烟机在运行时的音频数据。
53.可选地，获取模块10，还用于：获取吸油烟机在运行时的音频时域数据；通过傅里叶变换，将音频时域数据转换成频域下的音频数据。
54.判断模块20，用于基于音频数据与预设音频数据在目标维度上的对比结果，判断吸油烟机在运行时是否存在异音；目标维度包括单频率峰值差、频段偏离度和整体声压级差。
55.优化模块30，用于如果存在异音，则基于对比结果和烦恼度预测模型，对预设调控声的参数进行参数优化，得到优化后的调控声；预设调控声的参数包括频率成分、频带范围和声压级。
56.掩蔽模块40，用于基于优化后的调控声，对吸油烟机运行时的异音进行掩蔽。
57.本发明提供了一种基于音频注入法的吸油烟机异音掩蔽系统，利用频谱分析，从单频率峰值差、频段偏离度、整体声压级差三个维度对异音进行识别，并对调控声进行优化，可以达到改善掩蔽异音的技术效果，缓解了现有技术中存在的对实际运行中的异音问题不能有效的进行改善的技术问题。
58.具体的，判断模块20，还用于：
59.分别计算音频数据与预设音频数据的单频率峰值差、频段偏离度和整体声压级差；单频率峰值差为音频数据的频率峰值与预设音频数据的频率峰值的差值；频段偏离度为音频数据的频段能量与预设音频数据的频段能量的差值；整体声压级差为音频数据的声压级与预设音频数据的声压级的差值；
60.判断单频率峰值差是否大于预设频率差值，或频段偏离度是否大于预设频段能量差值，或整体声压级差是否大于预设声压级差值；
61.如果是，则判断吸油烟机在运行时存在异音。
62.具体的，优化模块30，还用于：
63.合成步骤：将预设调控声与音频数据进行合成，得到合成后的叠加声；
64.利用烦恼度预测模型对合成后的叠加声进行预测评分，得到烦恼度值；
65.判断烦恼度值是否小于预设烦恼度值；
66.如果否，则基于对比结果对预设调控声进行参数优化，并返回合成步骤，直到烦恼度值大于或等于预设烦恼度值，得到优化后的调控声；
67.基于对比结果对预设调控声进行参数优化，包括：
68.若单频率峰值差大于预设频率差值，则对预设调控声的频率成分进行优化；若频段偏离度大于预设频段能量差值，则对预设调控声的频带范围进行优化；若整体声压级差大于预设声压级差值，则对预设调控声的声压级进行优化。
69.本发明实施例还提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述实施例一中的方法的步骤。
70.本发明实施例还提供了一种具有处理器可执行的非易失的程序代码的计算机可读介质，程序代码使处理器执行上述实施例一中的方法。
71.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。