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传统的音频降噪方式!通过AI识别场景，智能降噪
锤子科技在15日坚果TNT工作站发布之后，表情包们集体炸了。
嘘，你不要讲话，吵到我用TNT了
这个表情包吐槽的是9999元起的TNT工作站的工作场景，因为大部分操作需要用到触控+语音识别功能，在背景嘈杂的办公室，你很难让语音清晰识别到你的声音，在各种干扰下你的操作精度将会大打折扣。
所以网上还有个段子表示，如果要用TNT工作站来设计，老板必须给每个设计师安排单独的隔音办公室。
其实这种情况在目前普遍搭载人工语音智能的设备如手机、音箱中很难普遍，只要稍微有人声干预就会让你的siri识别率大跌。
不过噪音问题其实比你想象中的容易解决，对于罗永浩和锤子科技来说，或许欠缺的只是一颗小小的降噪芯片。
传统的音频降噪方式
目前智能手机中对于环境噪音的处理主要有两种方式：第一种是通过多MIC实现降噪功能。
这种方式需要配备降噪MIC，对于用户的使用手势要求很高。
如果降噪MIC刚好压住用户的脸部，或者在耳机模式下都无法获得降。
RES（瑞声科技）标准是指瑞声科技（AAC Technologies）制定的一套声学设计规范，应用于智能手机、平板电脑等电子设备的音频系统设计。
RES标准旨在为设备提供高品质的音频体验，主要包括以下几个方面：
1. 声学性能：瑞声科技对各类音频设备的声学性能有严格的测试和认证要求，包括频率响应、失真、信噪比、立体声分离度等指标。
2. 音腔设计：瑞声科技要求音腔具有良好的声学特性，如良好的共鸣、避免声音染色等。
同时，音腔结构应具有较高的制造工艺，确保音质稳定。
3. 麦克风布局：RES标准对麦克风布局有特定要求，以实现更好的降噪效果和音源捕捉。
通常要求设备具备至少两个麦克风，一个用于录制主音源，另一个用于捕捉环境声音以进行降噪处理。
4. 音频处理技术：瑞声科技推崇先进的音频处理技术，如数字信号处理（DSP）算法、主动降噪（ANC）等。
这些技术可以有效提升设备的音频品质，满足用户对高品质音频的需求。
5. 软件优化：RES标准还要求设备的音频驱动程序和软件算法进行针对性优化，以实现更好的音质表现。
这包括对不同音频格式（如MP3、AAC、FLAC等）的支持和音频传输协议（如SBC、AAC+等）的优化。
6. 品质测试：瑞声科技对成品设备进行严格的品质测试，确保音频性能达到预期标准。
测试内容包括主观评价、客观测量等，以验证设备在不同场景下的音频表现。
智能手机“音乐播放器”高保真还原的解决方案智能手机音频音质应当包含两方面的内容：第一，作为便携式通信设备的音质；第二，作为智能手机音乐播放器的高保真还原。
本期方案快讯将立足于高保真（Hi-Fi）音频音质，从芯片选用、电路设计、处理算法入手，提出了NCN技术、均衡器过滤算法、PCB布线技巧、miniDSP Codec和MEMS器件的选用等。
1、便携式通信设备的音质随着智能手机的消费群体日益扩张，以及人们对智能手机所带来生活的高质量化，消费者都要求能在嘈杂环境下不用大声通话和能听到对方的说话，并且能不受回声干扰。
从各种数据可以看出，影响音频效果的因素众多，如高分辨率音频放大器的引入、射频干扰、PCB布线、电力不足等都能对通话质量造成影响。
这些影响消费者音频体验的因素，使得他们要求制造商和系统设计人员在便携通信设备中集成包含软、硬件在内的更先进音频处理功能，令嘈杂环境下的语音通话即使声音不大也可被听清楚，以及消除回声等。
这带动了那些具有高保真（Hi-Fi）效果的音频处理解决方案更受到消费者的青睐。
这些要求为设计人员带来挑战，因为他们通常必须在更小的外形尺寸，以及不影响功耗（电池寿命）、重量（电池大小）和成本（消费类设备尤其敏感）等设计限制下完成。
下面是对以上一些因素的研究和解决方案，希望对工程师、开发者有所帮助：高分辨率音频放大器引入引起的噪声不管手机使用的网络是GSM 还是TDMA，RF 发送器的开关动作都会产生严重影响电源的噪声，因为射频功放的开关频率为217Hz。
功放在每次开关时都会从电源吸取很大的电流（典型情况下高达1.7A），使得电池等效串联电阻（ESR）上将产生高达500mV 的突发压降。
对于嵌入了高分辨率音频转换器和音频放大器的SoC 设计或者高灵敏的MEMS 来说，这种变化将危害SoC 的总体性能，特别是音频质量将受到严重影响，会听得到嗡嗡的噪声。
本资料提出来PSRR 的概念（PSRR 代表了稳压器在输入电压变化时保持输出电压稳定的能力），详细分析了PSRR和其它电源因素对手机音频质量的影响。
滤波器在智能手机中的应用与算法选择智能手机作为现代人们离不开的通信工具，其内部装有众多的电子元件和技术。
其中，滤波器作为一种重要的电子元件，在智能手机的设计和功能发挥着关键作用。
本文将探讨滤波器在智能手机中的应用，并介绍其中的算法选择。
一、滤波器的基本概念和作用滤波器是一种能改变信号频谱的装置，它能够通过选择特定的频率，并将该频率范围内的信号通过，而将其他频率范围的信号削弱或滤除。
在智能手机中，滤波器主要用于信号处理和通信系统中，起到抑制干扰，增强信号质量，提升通信性能的作用。
二、滤波器在智能手机中的应用1. 语音通话中的滤波器智能手机的一个主要功能就是进行语音通话。
而在语音通话中，滤波器广泛应用于音频输入、输出以及免提模式中。
通过使用合适的滤波器，能够去除噪声、杂音和回声，提高语音通话的清晰度和可听性。
2. 图像处理中的滤波器智能手机中的相机功能越来越强大，用户可以拍摄高质量的照片和视频。
而在图像处理中，滤波器被广泛用于去除模糊、降噪和增强图像细节等方面。
滤波器的选择和算法设计对于图像处理结果的质量至关重要。
3. 无线通信中的滤波器智能手机是基于移动通信网络进行通信的，而无线通信中的频域资源非常有限。
因此，在手机的无线通信模块中，滤波器被广泛应用于信号解调、频谱分析和信号调理等环节，以提高通信的可靠性和性能。
三、滤波器算法的选择在智能手机中选择合适的滤波器算法非常重要，这将直接影响到用户的使用体验。
以下介绍几种常见的滤波器算法选择：1. Finite Impulse Response (FIR) 算法FIR滤波器是一种在有限时间范围内对输入信号进行滤波的算法。
它具有线性相位和稳定性的特点，在通信中常被用于实现低通、高通、带通和带阻滤波等功能。
然而，FIR滤波器的计算量较大，对处理器的要求比较高。
2. Infinite Impulse Response (IIR) 算法IIR滤波器是一种具有无限冲击响应的滤波器算法。
本科生毕业设计（论文）（ 2016 届）设计（论文）题目 Android手机APP开发——音乐播放器作者刘晗系、专业计算机科学与技术班级1201指导教师（职称）王李冬（副教授）论文字数8000论文完成时间2016年 4月10 日杭州师范大学钱江学院教学部制Android手机APP开发——音乐播放器计算机科学与技术1201 刘晗指导教师王李冬摘要：Android手机的APP开发越来越受到人们的关注。
现今社会人们生活压力越来越大，人们更注重精神的需求。
人们需要放松，需要释放，需要发泄，而音乐则是调节人们心情的一个有效资源。
本文基于Androidstudio开发了一款面向Android手机的音乐播放器。
该播放器包含本地音乐扫描、歌词匹配、音乐播放以及用户管理等功能。
该APP具备界面优美、使用方便等优点，满足现金市场上的应用需求。
关键词：移动互联;Android;音乐播放器APP Development on Android Mobile Phone- Music Player Computer Science and Technology class 1201 Liu HanInstructor: Wang LidongAbstract: Android APP development has attracted more and more nowadays. Living pressure of modern society people is more and more serious, which made people pay more attention to mental demand. People need to relax, to release, need to vent, and the music is an effective resources to adjust mood for people . This article develops an Android music player based on Androidstudio. The player includes local music scan, matching lyrics, music playing and user management, and other functions. The APP has beautiful interface, convenient use, and meet the application requirements of cash in the market.Key words:Mobile Internet; Android.;Music player目录1绪论 (1)1.1研究背景 (1)1.2国内外研究现状 (1)1.3系统研究意义 (1)1.4系统研究目标 (2)2相关技术简介 (2)2.1 Android技术 (2)2.2 开发软件介绍 (3)2.2.1 Android studio平台 (3)2.2.2 SQLite 数据库 (4)3 系统分析与设计 (4)3.1系统可行性分析 (4)3.2系统需求分析 (4)3.3系统用例分析 (4)3.4音频数据库 (4)4 功能的实现 (5)4.1本地音乐的搜索扫描 (5)4.1.1 sqlite数据库连接 (5)4.1.2音乐数据存储 (5)4.1.3音乐信息显示 (7)4.2 音乐播放 (10)4.2.1音乐点击实现 (10)4.3音乐的切换暂停 (15)4.4音乐播放模式的切换 (17)4.5欢迎界面的实现 (19)5 总结 (20)参考文献： (20)致谢 (21)Android手机APP开发——音乐播放器计算机科学与技术1201 刘晗指导教师王李冬1绪论1.1研究背景在最近这些年里，互联网业务和移动通信已经成为现今发展速度最为迅捷、发展前景最为诱人的两种业务领域。
音频信号处理技术的原理和应用一、音频信号的基本分类音频信号是指能够被人类听到的声音信号。
根据信号的特性、用途或者传输方式的不同，音频信号可以分为以下几类：1. 语音信号语音信号是人类语言的声音信号，具有很强的语义信息和个性化特征。
语音信号处理技术主要用于语音识别、语音合成、语音压缩、声纹识别等领域。
2. 音乐信号音乐信号是音乐作品中的声音信号，包括歌声、乐器演奏、混音等。
音乐信号处理技术主要用于音乐合成、音乐推荐系统、音乐分析等领域。
3. 环境声信号环境声信号是人类生活环境中的声音信号，包括自然声音、城市噪音、车辆噪声等。
环境声信号处理技术主要用于声音增强、噪音抑制、室内声学设计等领域。
二、音频处理的基本原理音频信号处理技术是一种将音频信号进行处理以满足特定需求的技术，包括数字信号处理、滤波、时域处理、频域处理等。
音频处理的基本原理如下：1. 采样音频信号是一种连续的模拟信号，需要经过采样转换成数字信号才能进行处理。
采样率越高，数字信号的表示越精确。
2. 滤波滤波是指从音频信号中去除或增强某些频率成分的一种处理方法。
在音频处理中，低通滤波器用于去除高频噪声，高通滤波器用于去除低频噪声。
3. 时域处理时域处理是指对音频信号进行时间上的处理，例如时间延迟、时间压缩、时域滤波等。
时域处理可以改变音频信号的时域特性，如音色、延迟、回声等。
4. 频域处理频域处理是指对音频信号进行频率上的处理，例如频域滤波、傅里叶变换、滤波器设计等。
频域处理可以改变音频信号的频域特性，如音高、谐波分析等。
三、音频信号处理技术的应用音频信号处理技术在音频领域应用广泛，以下是几个典型的应用场景：1. 语音识别语音识别是指将人类语言转换成文字的技术，它是语音信号处理技术的一个典型应用。
如今，语音识别技术已经广泛应用于智能手机、智能家居、智能机器人等领域。
2. 清晰语音通话在弱信号环境下，语音通话常常会受到噪声的影响，影响通话的清晰度和质量。
智能语音交互技术及其系统设计在信息化时代，语音交互技术得到了广泛的应用。
从最初的语音识别到如今的语音交互系统，技术已经取得了长足的进步，特别是在智能手机、智能音箱以及智能家居等领域已经得到了广泛应用。
本文将着重探讨智能语音交互技术及其系统设计。
一、智能语音交互技术现状随着人工智能的发展，语音识别技术和语音合成技术已经逐渐成熟。
目前的智能语音交互技术除了具备识别人类语言的能力外，还能够理解并处理自然语言中的语意，实现智能的语音交互。
目前已经有很多企业利用语音交互技术，例如阿里、腾讯、百度等，提供了智能语音交互平台，以满足用户的需求。
二、智能语音交互技术的实现1、语音识别技术语音识别是智能语音交互技术最核心的部分。
它的实现需要经过几个步骤：声学模型建立、语音信号分析、声学模板匹配等。
声学模型是一个用于描述语音信号的统计模型，用于对语音信号进行建模。
语音信号分析可以将语音信号变为数字信号；声学模板匹配可以将数字信号与预先建立的声学模板进行匹配，从而识别语音内容。
2、语音合成技术与语音识别技术不同的是，语音合成技术是指将文本转化为语音的过程。
其核心技术是文本转语音合成技术，通过将文本转化为音频信号，实现语音合成的过程。
语音合成技术的实现需要经过几个步骤：文本分析、音素选择、声调、语调调整等。
三、智能语音交互系统的设计智能语音交互系统是指采用智能语音交互技术实现语音交互的系统。
它包含三种核心技术：语音识别、语音合成和对话处理技术。
下面，本文将着重探讨智能语音交互系统的设计。
1、系统架构智能语音交互系统的架构包括前端语音识别、语义理解、后端对话处理、语音合成和语音输出等模块。
其中，前端语音识别和语义理解模块负责处理用户从语音输入设备发送的语音信号，并将其转化为文本或语义；后端对话处理模块负责对用户语音输入的内容进行分析，作出相应的回应，并将其回答转化为语音信号输出。
2、功能设计智能语音交互系统需要根据不同的场景和目标用户来设计相应的功能，其中包括基础功能和扩展功能。
智能手机中的音频设计当手机不断地整合包括照相、游戏、数据、视频等各种功能于一身时，它已摇身变成一个多媒体应用的播放平台，可说是朝细致而微的随身型迷你计算机发展。
在定位上，这样的手机有别于既有的纯粹语音的手机(Voice phone)或具备某些功能的手机(Feature phone)，而当属于智能型手机(Smart phone)。
智能型手机除了具有较强的数据编辑管理能力，更能提供音、视频、游戏等多媒体应用服务，也能同时处理多项工作。
更进一步来看，它的功能面涵盖了通信、信息与多媒体功能，即：1. 通信功能：语音、讯息(messaging)、认证(Authentication)、计费(Billing)等等通信处理功能;2. 信息功能：Email、行事历、信息管理、Sync、安全性等信息处理功能;3. 多媒体功能：视频、照相、游戏、TV、串流、音乐、DRM等多媒体应用功能;除了信息功能外，在通信与多媒体的应用上，音频是必要的处理任务。
在过去，手机只需要处理单纯的语音通话信号，但今日的智能型手机中得处理的音频任务繁重，除了多音调振铃、MP3音乐外，可能还要有FM广播及游戏音效，而且不能只是单声道的效果，现在要求的是立体声的临场感体验。
过去，数字音频的世界是截然两分的：一边是Hi-Fi的世界，另一边则是语音的世界。
一般而言，Hi-Fi是指16bit立体声质量、以44.1kHz取样的音频，也就是CD音乐的规格;电话语音则是8bit和8kHz的单声道(mono)、低质量音频。
不过，进入智能型手机的时代，两个音频世界开始撞击在一起了，如何将音频子系统完善地与应用及通信处理平台整合在一起，就成了便携式设备工程师开发新产品时的关键性挑战。
音频编码格式与接口在进入系统架构的探讨前，先来看看音频编码的现状。
目前音频编码的格式繁多，针对声音的编码就有PCM、ADPCM、DM、PWM、WMA、OGG、AMR、ACC、MP3Pro以及MP3等;针对人类语音有LPC、CELP与ACELP等;其它还有MPEG-2、MPEG-4、H.264、VC-1 等视听节目的编码格式。
以下介绍三种常用的音频格式：AMR格式AMR为自适应多码率语音传输编译码器(Adpative Multi-Rate Speech Codec)，最初版是欧洲电信标准化协会(ETSI)为GMS系统所制定的语音编译码标准，而因频宽又分为两种—AMR-NB(AMR Narrowband)和AMR-WB(AMR Wideband)。
以市场最大品牌Nokia来说，其多数手机都支持上述两种格式的音频文件。
MP3格式MP3是MPEG AudioLayer3的缩写，这是一种音频压缩技术，其编码具有10:1-12:1的高压缩率，可以保持低频部分不失真，但牺牲了音频中12KHz -16KHz的高频部份来降低文件大小，其“.mp3”格式文件一般只有“.wav”的10%。
另外，MP3受到欢迎的一大原因，是它并非受到版权保护的技术，所以任何人都可以使用。
MP3格式压缩音乐的取样频率有很多种，可以用64kbps或更低的编码来节省空间，亦可以用到320kbps达到极高的压缩音质。
MP3在编码速率上，又分为"CBR"(固定编码)，与及“VBR”(可变码率)技术，有些手机无法播放下载来的音乐，正是因为没有支持“VBR”格式的MP3音乐。
AAC格式AAC即高级音频编码(Advanced Audio Coding)，它采用的运算方式是与MP3不同，AAC可以同时支持多达48个音轨、15个低频音轨、更多种取样率和传输率、具有多种言语的兼容能力，以及更高的解码效率。
总结来说，AAC可以在比MP3格式再缩小30%的条件下提供更好的音质，而且声音保真度好，更接近原音，所以被手机界视为是最佳的音频编码格式。
AAC是一个大家族，他们是共分为9种规格，以适应不同场合的需要：(1) MPEG-2AAC LC 低复杂度规格(Low Complexity)(2) MPEG-2 AAC Main 主规格(3) MPEG-2 AAC SSR 可变取样率规格(Scaleable Sample Rate)(4) MPEG-4 AAC LC低复杂度规格(LowComplexity)，现在的手机比较常见的MP4档中的音频部份就包括了该规格音频文件(5) MPEG-4AAC Main 主规格(6) MPEG-4 AAC SSR 可变取样率规格(Scaleable Sample Rate)(7) MPEG-4 AAC LTP长时期预测规格(Long Term Prediction)(8) MPEG-4 AAC LD低延迟规格(Low Delay)(9) MPEG-4 AAC HE高效率规格(High Efficiency上述的规格中，主规格(Main)包含了增益控制以外的全部功能，其音质是最好，而低复杂度规格(LC)则是比较简单，没有了增益控制，但提高了编码效率，至于SSR与LC规格大致相同，但是多了增益的控制功能，另外，LTP/LD/HE都是用在低码率下的编码，其中HE采用NeroACC编码器支持，是近来常用的一种编码率方式。
不过一般来说，Main规格和LC规格的音质相差不大，因此考虑手机目前的内存仍有限的情况下，目前使用最多的AAC规格是LC规格。
音频接口音频接口是智能型手机设计者需考虑的重要议题。
数字语音一般采用PCM(Pulse Code Modulation)接口，而Hi-Fi立体声则采用串行I2S(Inter-IC Sound)接口或AC97接口。
I2S是飞利浦公司为数字音频设备之间的音频数据传输而制定的一种总线标准，是目前消费性音频产品中常用的接口;AC97则是英特尔公司用于提升个人计算机音效、降低噪音的规格，由于在1997年制订，因此称为AC97。
音频系统整合策略在较早的系统中，通常是将电话与PDA的电路并排放在这个设备外壳内，其中PCM语音编译码由通信处理器来控制，Hi-Fi立体声(AC97或I2S) 的处理则连到另一颗应用处理器。
在此架构中，两个音频子系统之间的整合性还很低，分布式的硬件切换电路除了较占空间、需要额外的外围组件来做信号交换和混音外，也会带来谐波失真(harmonic distortion)等的问题。
因此，为特定应用而量身定制一套整合性的解决方案是较理想的作法。
在SoC的技术趋势下，已有一些厂商将立体声数字模拟转换器(DAC)或编译码器(CODEC)整合到特定功能的IC当中。
不过，有些功能适合整合在一起，有些则可能得到反效果。
举例来说，当厂商将电源管理和音频处理功能整合在一起时，通常得在音质的部分做妥协，因为电源稳压器(regulator) 所产生的噪音会干扰到附近的音频路径;若将音频功能整合到数字IC中也有困难，因为对于Hi-Fi的组件来说，需要用到0.35mm的工艺来让混合讯号处理得到最佳化效能，但目前数字逻辑方面的应用已朝0.18mm以下的更高工艺发展。
以上述两种整合性的芯片策略来说，要让两种不同的电路同时存在于一个芯片当中，其最终的芯片尺寸可能也会大到难以接受。
此外，扬声器功率放大器(louDSPeaker amplifier)特别难被整合。
它所产生的热是一个问题，需要做散热处理，因此往往需要另一颗独立的扬声器驱动IC。
还有一个整合上的常见问题，也就是为了让IC尽量做到最小化，可能会产生模拟输入或输出接脚数目不足的问题。
专属的音频IC可避免这些问题，而音频整合有好几种方法可以达成。
共享ADC和DAC能减少硬件成本，但却不能同时播放或录制两种音频流格式。
为个别功能安排专用的转换器(converter)可以解决这个问题，不过，此一作法会增加芯片成本。
折中的作法是只共享ADC 的部分，但有独立的DAC，这样做的话，当电话通信在进行时，也同时可以播放其它音频(如播放另一通电话的铃声，或播放音乐)，但在通信时不能同时进行录音。
ADC的耗电可以通过关掉一种功能，而以较低取样速率的方式来加以控制。
在计算机的音频需求上，基本上与消费性市场相似，但为了要能播放不同取样速率(8kHz、44.1kHz、48kHz)下录音的音乐文件，所以需要有更有效率和便宜的解决方案，而AC97就具有这样的特性。
在广义的手持式设备市场中，三种格式各有其拥护者：CD、MD、MP3随身听会采用I2S接口;移动电话会采用PCM接口;具音频功能的PDA则使用和PC一样的AC97编码格式。
以下针对音频系统中的几个重要组成进行规划上的分析：频率与接口共享通信与应用子系统的内部电路虽然可行，但对于接口来说并非如此，因为不同的音频应用得在独立的频率区域中以自己的频率来运作。
只要情况仍是如此，整合性智能型手机的CODEC就需要同时有PCM接口和独立的I2S或AC97连结接口。
在非移动性的设备(如PC)中，音频频率通常由一个石英振荡器(crystal oscillator)来产生，但在智能型手机的设计中，为了避免额外的耗电、板面空间和频率芯片的成本，设计者偏向于将Hi-Fi音频所需的频率功能从既有的频率中独立出来。
由于低耗电、低噪音的锁相回路(PLL)能被以相对较低成本整合到混合讯号芯片当中，所以今日芯片厂商的作法是将一颗或两颗PLL 整合到他们的智能型手机CODEC中。
麦克风在智能型手机中最难的设计议题，往往与麦克风(Mic)有关。
一般来说至少有两个麦克风需要考虑：一是内建的内部麦克风和插入耳机(headset)的外部麦克风。
此外，可能还会有用于噪音消除(noise cancellation)或立体声录音的额外内部麦克风，以及车用免提功能所需要的另一个外部麦克风。
除了讲话外，这些麦克风也能透过应用处理器的控制来录制语音短讯或视频短片中的音效。
若要由音频CODEC芯片来涵盖各种切换功能，此芯片的电路需要做好妥善的设计。
除了录音功能，CODEC也应提供侧音(side tone)的功能，这样一来耳机用户也能听到自己的声音。
插入侦测功能则能提供无缝的切换功能，也就是当耳机插入或拔出时，系统会自动转换使用内部或外部的耳机。
人声(acoustic)的噪噪音消除是另一个问题，它需要用到两个麦克风，一个同时接收讲话的声音和背景噪音，另一个则只接收背景噪音。
模拟的作法往往不足够，因此需要透过数字信号处理来加强，而音频CODEC需达成两个麦克风讯号的数字化任务。
另一个问题是室外风声噪声的问题，它的频率通常低于200Hz，因此透过高通(high-pass)滤波器就能处理掉，但这样一来，在室内录音时就少了低频部分的声音。
对于两用的麦克风来说，这个过滤器应该是可选用的，但很多的音频ADC中都已内建了这颗high-pass滤波器，因此，手机厂商应针对需求选择合用的解决方案。
