語音降噪方法及其裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種語音降噪方法及其裝置，該方法包括：根據(jù)語音激活判斷的結(jié)果計(jì)算出平滑因子，并根據(jù)平滑因子計(jì)算得出第一頻域語音信號(hào)的第一能量譜和互相關(guān)能量譜；根據(jù)第一能量譜和互相關(guān)能量譜計(jì)算得出互相關(guān)傳遞函數(shù)；根據(jù)噪聲補(bǔ)償因子、初步噪聲能量和第一能量譜計(jì)算得出初步頻域?yàn)V波器；根據(jù)初步頻域?yàn)V波器和第一頻域語音信號(hào)的幅度計(jì)算出平滑窗長度；初步頻域?yàn)V波器和平滑窗長度進(jìn)行卷積得出頻域?yàn)V波器；第一頻域語音信號(hào)通過頻域?yàn)V波器濾波后輸出濾波后的第一頻域語音信號(hào)。以及實(shí)現(xiàn)上述降噪方法的語音降噪裝置。本發(fā)明語音降噪方法及其裝置具有噪聲跟蹤速度快、計(jì)算量少且能夠有效抑制環(huán)境噪聲等特點(diǎn)。
【專利說明】語音降噪方法及其裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及音頻信號(hào)處理【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種對(duì)語音信號(hào)進(jìn)行降噪的方法及其裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著社會(huì)技術(shù)的發(fā)展，人們對(duì)聲音質(zhì)量的要求越來越高，尤其是對(duì)語音通話質(zhì)量的要求。要確保清晰、無噪聲和自然的高質(zhì)量通話，語音降噪功能則是手機(jī)、平板電腦等通訊工具不可缺少的。以手機(jī)或平板電腦為例，目前市場上的產(chǎn)品一般都安裝了兩個(gè)麥克風(fēng)，利用其中一個(gè)麥克風(fēng)在安裝靠近人體發(fā)聲器官的位置上，該麥克風(fēng)拾取人發(fā)出的語音信號(hào)外還拾取了環(huán)境噪聲，另外一個(gè)麥克風(fēng)安裝在遠(yuǎn)離人體發(fā)聲器官的位置上以撿拾環(huán)境噪聲，通過兩個(gè)麥克風(fēng)拾取的聲音進(jìn)行分析，并對(duì)人體發(fā)出的語音信號(hào)進(jìn)行降噪處理，從而獲得過濾出高質(zhì)量的語音信號(hào)。
[0003]目前，應(yīng)用于手機(jī)或平板電腦的雙麥克風(fēng)語音降噪方法中，降噪效果較好的一般均為計(jì)算量較大的，需要通過配備獨(dú)立降噪芯片來運(yùn)行復(fù)雜的算法。而對(duì)于一些較為簡單的雙麥克風(fēng)降噪方法，往往降噪效果不理想、殘留噪聲過大，或者該降噪方法對(duì)語音源方位有嚴(yán)格要求，使用方式不正確的話將會(huì)消去語音信號(hào)。
[0004]針對(duì)以上問題，本發(fā)明提出一種應(yīng)用于手機(jī)終端的雙麥克風(fēng)降噪算法，該算法噪聲跟蹤速度快，能有效的抑制環(huán)境噪聲，對(duì)于聲源方位有很好的魯棒性，而且算法復(fù)雜度低、計(jì)算量小。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的第一目的是提供一種噪聲跟蹤速度快、計(jì)算量少且能夠有效抑制環(huán)境噪聲的語音降噪方法。
[0006]本發(fā)明的第二目的是提供一種噪聲跟蹤速度快、計(jì)算量少且能夠有效抑制環(huán)境噪聲的語音降噪裝置。
[0007]為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的第一目的，本發(fā)明提供一種語音降噪方法，包括:將第一麥克風(fēng)接收的時(shí)域語音信號(hào)進(jìn)行短時(shí)傅里葉變換后獲取第一頻域語音信號(hào)；將第二麥克風(fēng)接收的時(shí)域語音信號(hào)進(jìn)行短時(shí)傅里葉變換后獲取第二頻域語音信號(hào)；將第一頻域語音信號(hào)進(jìn)行語音激活判斷；根據(jù)第一頻域語音信號(hào)計(jì)算得出初步噪聲能量，其中，根據(jù)語音激活判斷的結(jié)果和前一幀的頻域?yàn)V波器計(jì)算出平滑因子，并根據(jù)平滑因子計(jì)算得出第一頻域語音信號(hào)的第一能量譜，根據(jù)平滑因子計(jì)算得出第一頻域語音信號(hào)和第二頻域語音信號(hào)之間的互相關(guān)能量譜；根據(jù)第一能量譜、互相關(guān)能量譜和第一麥克風(fēng)與第二麥克風(fēng)之間的距離計(jì)算得出互相關(guān)傳遞函數(shù)；根據(jù)語音激活判斷的結(jié)果和互相關(guān)傳遞函數(shù)計(jì)算出噪聲補(bǔ)償因子；根據(jù)噪聲補(bǔ)償因子、初步噪聲能量和第一能量譜計(jì)算得出初步頻域?yàn)V波器；根據(jù)初步頻域?yàn)V波器和第一頻域語音信號(hào)的幅度計(jì)算出平滑窗長度；初步頻域?yàn)V波器和平滑窗長度進(jìn)行卷積得出頻域?yàn)V波器；第一頻域語音信號(hào)通過頻域?yàn)V波器濾波后輸出濾波后的第一頻域語音信號(hào)；將濾波后的第一頻域語音信號(hào)進(jìn)行短時(shí)傅里葉逆變換后輸出濾波后的第一時(shí)域語音信號(hào)。
[0008]由上述方案可見，根據(jù)語音激活判斷的不同結(jié)果，對(duì)初步噪聲能量進(jìn)行計(jì)算并在濾波器中進(jìn)行動(dòng)態(tài)補(bǔ)償，同時(shí)再根據(jù)兩個(gè)麥克風(fēng)之間的互相關(guān)傳遞函數(shù)，對(duì)語音信號(hào)或環(huán)境噪聲進(jìn)行采樣并在濾波器進(jìn)行過濾，使得本發(fā)明語音降噪方法具有跟蹤速度快、計(jì)算量少且能夠有效抑制環(huán)境噪聲等特點(diǎn)。
[0009]更進(jìn)一步的方案是，語音激活判斷步驟包括:根據(jù)當(dāng)前幀的第一頻域語音信號(hào)的幅度和初步噪聲能量計(jì)算出當(dāng)前幀的信噪比后，如果前一幀的第一頻域語音信號(hào)為語音信號(hào)時(shí)，且判斷當(dāng)前幀的信噪比大于預(yù)設(shè)的信噪比閥值時(shí)，將當(dāng)前幀的第一頻域語音信號(hào)判斷為語音信號(hào)，如果前一幀的第一頻域語音信號(hào)為噪聲信號(hào)時(shí)，且判斷當(dāng)前幀的信噪比大于預(yù)設(shè)的信噪比閥值且前一幀的信噪比大于預(yù)設(shè)的信噪比閥值時(shí)，將當(dāng)前幀的第一頻域語音信號(hào)判斷為語音信號(hào)，反之將當(dāng)前幀的第一頻域語音信號(hào)判斷為噪聲信號(hào)。
[0010]更進(jìn)一步的方案是，根據(jù)當(dāng)前幀的第一頻域語音信號(hào)的幅度和初步噪聲能量計(jì)算出當(dāng)前幀的信噪比后，判斷當(dāng)前幀在第一幀到第二十幀之間時(shí)，將當(dāng)前幀的第一頻域語音信號(hào)判斷為語音信號(hào)。
[0011]更進(jìn)一步的方案是，如果前一幀的第一頻域語音信號(hào)為語音信號(hào)時(shí)，判斷當(dāng)前幀的信噪比小于或等于預(yù)設(shè)的信噪比閥值時(shí)，判斷在前十九幀的信噪比中大于預(yù)設(shè)的信噪比閥值的信噪比數(shù)量為三個(gè)以上時(shí)，將當(dāng)前幀的第一頻域語音信號(hào)判斷為語音信號(hào)，反之將當(dāng)前幀的第一頻域語音信號(hào)判斷為噪聲信號(hào)。
[0012]更進(jìn)一步的方案是，平滑因子包括第一平滑因子和第二平滑因子，根據(jù)語音激活判斷的結(jié)果和前一幀的初步頻域?yàn)V波器計(jì)算出平滑因子步驟包括:如當(dāng)前幀的第一頻域語音信號(hào)為語音信號(hào)時(shí)，根據(jù)第一平滑因子計(jì)算得出第一頻域語音信號(hào)的第一能量譜和第一頻域語音信號(hào)和第二頻域語音信號(hào)之間的互相關(guān)能量譜，如當(dāng)前幀的第一頻域語音信號(hào)為噪聲信號(hào)時(shí)，根據(jù)第二平滑因子計(jì)算得出第一頻域語音信號(hào)的第一能量譜和第一頻域語音信號(hào)和第二頻域語音信號(hào)之間的互相關(guān)能量譜。
[0013]由上可見，根據(jù)語音激活判斷的結(jié)果，分別對(duì)語音幀或噪聲則采用不同的平滑因子進(jìn)行能量譜和互相關(guān)能量譜的計(jì)算，使得平滑因子在濾波器中進(jìn)行動(dòng)態(tài)補(bǔ)償?shù)淖饔茫渚哂许憫?yīng)時(shí)間短、計(jì)算量少等特點(diǎn)。
[0014]為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的第二目的，本發(fā)明提供一種語音降噪裝置，包括:用于接收時(shí)域語音信號(hào)并輸出第一頻域語音信號(hào)的第一短時(shí)傅里葉變換單元、用于接收時(shí)域語音信號(hào)并輸出第二頻域語音信號(hào)的第二短時(shí)傅里葉變換單元、用于判斷第一頻域語音信號(hào)為語音信號(hào)或噪聲信號(hào)的語音激活判斷單元、用于根據(jù)第一頻域語音信號(hào)的幅度計(jì)算初步噪聲能量的初步噪聲能量計(jì)算單元，其中，語音降噪裝置還包括能量計(jì)算單元，能量計(jì)算單元包括能量譜計(jì)算模塊、互相關(guān)能量譜計(jì)算模塊和平滑因子計(jì)算模塊，平滑因子計(jì)算模塊向能量譜計(jì)算模塊和互相關(guān)能量譜計(jì)算模塊輸出平滑因子系數(shù)，能量譜計(jì)算模塊根據(jù)平滑因子系數(shù)和第一頻域語音信號(hào)計(jì)算得出第一能量譜，互相關(guān)能量譜計(jì)算模塊根據(jù)平滑因子系數(shù)、第一頻域語音信號(hào)和第二頻域語音信號(hào)計(jì)算得出互相關(guān)能量譜；互相關(guān)傳遞計(jì)算單元，用于根據(jù)第一能量譜、互相關(guān)能量譜和第一麥克風(fēng)與第二麥克風(fēng)之間的距離計(jì)算得出互相關(guān)傳遞函數(shù)；初步頻域?yàn)V波器計(jì)算單元，用于根據(jù)語音激活判斷單元輸出的信號(hào)和互相關(guān)傳遞函數(shù)計(jì)算單元輸出的信號(hào)計(jì)算出噪聲補(bǔ)償因子，并根據(jù)噪聲補(bǔ)償因子、初步噪聲能量和第一能量譜計(jì)算得出初步頻域?yàn)V波器；修正單元，根據(jù)初步頻域?yàn)V波器和第一頻域語音信號(hào)的幅度計(jì)算出平滑窗長度；頻域?yàn)V波器計(jì)算單元，由初步頻域?yàn)V波器和平滑窗長度進(jìn)行卷積得出頻域?yàn)V波器，頻域?yàn)V波器計(jì)算單元用于接收第一頻域語音信號(hào)；短時(shí)傅里葉逆變換單元，用于接收頻域?yàn)V波器計(jì)算單元輸出的濾波后的第一頻域語音信號(hào)，并向外輸出濾波后的第一時(shí)域語音信號(hào)。
[0015]由上述方案可見，根據(jù)語音激活判斷單元輸出不同的判斷結(jié)果，對(duì)噪聲補(bǔ)償因子進(jìn)行計(jì)算，并在濾波器中進(jìn)行動(dòng)態(tài)補(bǔ)償，同時(shí)在根據(jù)兩個(gè)麥克風(fēng)之間的互相關(guān)傳遞函數(shù)，對(duì)語音信號(hào)或環(huán)境噪聲進(jìn)行采樣并在濾波器進(jìn)行過濾，使得本發(fā)明語音降噪方法具有噪聲跟蹤速度快、計(jì)算量少且能夠有效抑制環(huán)境噪聲等特點(diǎn)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1是本發(fā)明語音降噪方法實(shí)施例的流程圖。
[0017]圖2是本發(fā)明語音降噪方法實(shí)施例中語音激活判斷的流程圖。
[0018]圖3是本發(fā)明語音降噪裝置的系統(tǒng)框圖。
[0019]以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
【具體實(shí)施方式】
[0020]語音降噪方法實(shí)施例:
參照?qǐng)D1，圖1是本發(fā)明語音降噪的流程圖。在本實(shí)施例通過兩個(gè)麥克風(fēng)拾取聲音信號(hào)，通過本發(fā)明語音降噪方法對(duì)拾取的聲音信號(hào)進(jìn)行降噪。
[0021]本發(fā)明的具體降噪方法如下:首先執(zhí)行步驟S1，將兩個(gè)麥克風(fēng)拾取的時(shí)域語音信號(hào)進(jìn)行短時(shí)傅里葉變換，從而變換成頻域的語音信號(hào)。具體是，第一麥克風(fēng)將拾取的時(shí)域語音信號(hào)進(jìn)行短時(shí)傅里葉變換，以獲得第一頻域語音信號(hào)，第二麥克風(fēng)將拾取的時(shí)域語音信號(hào)進(jìn)行短時(shí)傅里葉變換，以獲得第二頻域語音信號(hào)。本實(shí)施例采用的短時(shí)傅里葉變換的窗函數(shù)均采用漢明窗，相鄰幀之間的重疊范圍為75%。
[0022]然后執(zhí)行步驟S2，根據(jù)第一頻域語音信號(hào)進(jìn)行語音激活判斷。由于麥克風(fēng)接收到的語音信號(hào)不僅具有人體發(fā)出的聲音信號(hào)，還具有環(huán)境的噪聲，而語音激活判斷的目的是能夠正確地區(qū)分當(dāng)前聲音信號(hào)為包含了環(huán)境噪聲的語音信號(hào)還是只含有環(huán)境噪聲的信號(hào)。
[0023]參照?qǐng)D2，圖2是本發(fā)明語音激活判斷步驟S2的流程圖。首先對(duì)第一頻域語音信號(hào)執(zhí)行步驟S21，即根據(jù)當(dāng)前幀第一頻域語音信號(hào)和前一幀初步噪聲能量計(jì)算當(dāng)前幀的信噪比，其信噪比計(jì)算公式如下:
其中，在式1.1中SNR (η)為當(dāng)前幀的信噪比，NFFT為傅里葉變換系數(shù)，f為頻域系數(shù)，η為時(shí)間幀系數(shù)，XI為第一頻域語音信號(hào)的幅度，Ν為初步噪聲能量。
[0024]然后執(zhí)行步驟S22，判斷η是否大于20，如否，則執(zhí)行步驟S23，即將當(dāng)前幀的第一頻域語音信號(hào)判斷為語音信號(hào)。由于判斷當(dāng)前幀為語音幀，所以將當(dāng)前幀vad_flag(n)設(shè)置為 1，即 vad_flag(n)=l。[0025]當(dāng)η > 20時(shí)，則執(zhí)行步驟S24，判斷前一幀，即η_1幀的語音信號(hào)是否為語音幀，即判斷vad_flag(n_l)是否等于1。
[0026]當(dāng)vad_flag(n-l)=l時(shí)，則執(zhí)行步驟S25，即判斷當(dāng)前幀的信噪比SNR(n)是否大于預(yù)設(shè)信噪比閥值SNR_THR，如是，則執(zhí)行步驟S251，將當(dāng)前幀語音信號(hào)判斷為語音幀，即vad_flag (η) =1,如否則執(zhí)行步驟S26。
[0027]當(dāng)當(dāng)前幀的信噪比SNR (η)是否小于或等于預(yù)設(shè)信噪比閥值SNR_THR時(shí)，執(zhí)行步驟S26，即判斷在前十九幀的信噪比中大于預(yù)設(shè)信噪比閥值的信噪比數(shù)量為三個(gè)以上時(shí)，則執(zhí)行步驟S261，將前幀語音信號(hào)判斷為語音幀即vad_f lag (η) =1，否則，執(zhí)行步驟S262將前幀語音信號(hào)判斷噪聲幀即vad_flag(n)=0。
[0028]步驟S24中，如判斷vad_flag(n_l) 1時(shí)，則執(zhí)行步驟S27,判斷當(dāng)前幀信噪比大于預(yù)設(shè)信噪比閥值的同時(shí)前一幀信噪比大于預(yù)設(shè)信噪比閥值時(shí)，將執(zhí)行步驟S271，即將前幀語音信號(hào)判斷為語音幀即vad_flag(n)=l，否則執(zhí)行步驟S272，即將前幀語音信號(hào)判斷為噪聲幀即vad_flag(n)=0。
[0029]以此完成語音激活判斷步驟S2，通過當(dāng)前幀信噪比的計(jì)算和與預(yù)設(shè)信噪比閥值的比較，將輸入的當(dāng)前幀語音信號(hào)正確地區(qū)分當(dāng)前語音信號(hào)為語音幀還是噪聲幀。
[0030]步驟S2執(zhí)行完畢后將執(zhí)行步驟S3，即根據(jù)上述語音激活判斷步驟S2不同的判斷結(jié)果和前一幀的初步頻域?yàn)V波器計(jì)算相應(yīng)的平滑因子λ，平滑因子λ的計(jì)算公式如下:λ (n, f)=0.98-0.2XG(n-l, f) , vad_flag(n) =0 (式 1.2)λ (n, f)=0.90-0.15XG(n_l, f) , vad_flag (n) =1 (式 1.3)
其中，式1.2和式1.3中的G(n-1，f)前一幀的初步頻域?yàn)V波器。
[0031]然后根據(jù)當(dāng)前幀語音信號(hào)的判斷結(jié)果選擇不同的平滑因子λ來計(jì)算第一頻域語音信號(hào)的能量譜和第二頻域語音信號(hào)的能量譜，即執(zhí)行步驟S4，第一頻域語音信號(hào)的能量譜的計(jì)算公式如下:
Pxixi (n, f) = λ (η, f)ΡΧ1Χ1 (η-1, f) + (1- λ (η, f))X! (η, f)X! (η, f)* (式 1.4)Ρχ2χ2 (η, f) = λ (η, f)ΡΧ2Χ2 (η-1, f) + (1- λ (η, f))Χ2 (η, f)Χ2 (η, f)* (式 1.5)
其中，式1.4中的ΡΧ1Χ1表示第一頻域語音信號(hào)的第一能量譜，Xjn，f)表示第一頻域語音信號(hào)的幅度，X^n, fT表示第一頻域語音信號(hào)幅度求共軛。式1.5中的ΡΧ2Χ2表示第二頻域語音信號(hào)的第二能量譜，X2(n, f)表示第二頻域語音信號(hào)的幅度，X2(n, fT表示第二頻域語音信號(hào)幅度求共軛。
[0032]隨后執(zhí)行步驟S5，根據(jù)當(dāng)前幀語音信號(hào)的判斷結(jié)果選擇不同的平滑因子λ來計(jì)算第一頻域語音信號(hào)和第二頻域語音信號(hào)之間的互相關(guān)能量譜，互相關(guān)能量譜的計(jì)算公式如下:
Ρχιχ2 (n, f) = λ (η, f)ΡΧ1Χ2 (η-1, f) + (1- λ (η, f))X! (η, f)Χ2 (η, f)* (式 1.6)
其中，式1.6中的ΡΧ1Χ2表示第一頻域語音信號(hào)和第二頻域語音信號(hào)之間的互相關(guān)能量譜，X^n, f)表示第一頻域語音信號(hào)的幅度，X2(n, fT表示第二頻域語音信號(hào)幅度求共軛。
[0033]從式1.4、式1.5和式1.6中可見，如果當(dāng)前幀語音信號(hào)為語音幀即vad_flag (η) =1時(shí)，則將采用式1.3中的λ (n, f)來計(jì)算第一能量譜、第二能量譜和互相關(guān)能量譜。
[0034]如果當(dāng)前幀語音信號(hào)為噪聲幀即vad_flag(n)=0時(shí)，則將采用式1.2中的λ (n, f)來計(jì)算第一能量譜、第二能量譜和互相關(guān)能量譜。
[0035]可見，通過對(duì)拾取的語音信號(hào)對(duì)其進(jìn)行判斷，根據(jù)其不同的結(jié)果采用相應(yīng)的能量計(jì)算，并且還對(duì)前一幀的初步頻域?yàn)V波器進(jìn)行采樣，使得對(duì)語音信號(hào)的能量譜跟蹤較快、計(jì)算量少且具有良好動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)效果。
[0036]然后執(zhí)行步驟S6，根據(jù)第一頻域語音信號(hào)幅度進(jìn)行初步噪聲能量的計(jì)算。其中，步驟S6包括:首先根據(jù)第一頻域語音信號(hào)計(jì)算先驗(yàn)信噪比，先驗(yàn)信噪比的計(jì)算公式如下:
【權(quán)利要求】
1.語音降噪方法，包括將第一麥克風(fēng)接收的時(shí)域語音信號(hào)進(jìn)行短時(shí)傅里葉變換后獲取第一頻域語音信號(hào)；將第二麥克風(fēng)接收的時(shí)域語音信號(hào)進(jìn)行短時(shí)傅里葉變換后獲取第二頻域語音信號(hào)；將所述第一頻域語音信號(hào)進(jìn)行語音激活判斷；根據(jù)所述第一頻域語音信號(hào)計(jì)算得出初步噪聲能量；其特征在于:根據(jù)所述語音激活判斷的結(jié)果和前一幀的初步頻域?yàn)V波器計(jì)算出平滑因子，并根據(jù)所述平滑因子計(jì)算得出 所述第一頻域語音信號(hào)的第一能量譜，根據(jù)所述平滑因子計(jì)算得出所述第一頻域語音信號(hào)和所述第二頻域語音信號(hào)之間的互相關(guān)能量譜；根據(jù)所述第一能量譜、所述互相關(guān)能量譜和所述第一麥克風(fēng)與所述第二麥克風(fēng)之間的距離計(jì)算得出互相關(guān)傳遞函數(shù)；根據(jù)所述語音激活判斷的結(jié)果和所述互相關(guān)傳遞函數(shù)計(jì)算出噪聲補(bǔ)償因子；根據(jù)所述噪聲補(bǔ)償因子、所述初步噪聲能量和所述第一能量譜計(jì)算得出初步頻域?yàn)V波器；根據(jù)所述初步頻域?yàn)V波器和所述第一頻域語音信號(hào)的幅度計(jì)算出平滑窗長度；所述初步頻域?yàn)V波器和所述平滑窗長度進(jìn)行卷積得出頻域?yàn)V波器；所述第一頻域語音信號(hào)通過所述頻域?yàn)V波器濾波后輸出濾波后的第一頻域語音信號(hào);將濾波后的第一頻域語音信號(hào)進(jìn)行短時(shí)傅里葉逆變換后輸出濾波后的第一時(shí)域語音信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的語音降噪方法，其特征在于:所述語音激活判斷步驟包括:根據(jù)當(dāng)前幀的第一頻域語音信號(hào)的幅度和前一幀的初步噪聲能量計(jì)算出當(dāng)前幀的信噪比后，如果前一幀的第一頻域語音信號(hào)為語音信號(hào)時(shí)，且判斷所述當(dāng)前幀的信噪比大于預(yù)設(shè)的信噪比閥值時(shí)，將當(dāng)前幀的第一頻域語音信號(hào)設(shè)置為語音幀；如果前一幀的第一頻域語音信號(hào)為噪聲幀時(shí)，且判斷所述當(dāng)前幀的信噪比大于預(yù)設(shè)的信噪比閥值且前一幀的信噪比大于預(yù)設(shè)的信噪比閥值時(shí)，將當(dāng)前幀的第一頻域語音信號(hào)設(shè)置為語音幀，反之，將當(dāng)前幀的第一頻域語音信號(hào)設(shè)置為噪聲幀。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的語音降噪方法，其特征在于:根據(jù)當(dāng)前幀的第一頻域語音信號(hào)的幅度和所述初步噪聲能量計(jì)算出當(dāng)前幀的信噪比后，判斷當(dāng)前幀在第一幀到第二十幀之間時(shí)，將所述當(dāng)前幀的第一頻域語音信號(hào)判斷為語音幀。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的語音降噪方法，其特征在于:如果所述前一幀的第一頻域語音信號(hào)為語音幀時(shí)，判斷所述當(dāng)前幀的信噪比小于或等于預(yù)設(shè)的信噪比閥值時(shí)，判斷在前十九幀的信噪比中大于所述預(yù)設(shè)的信噪比閥值的信噪比數(shù)量為三個(gè)以上時(shí)，將所述當(dāng)前幀的第一頻域語音信號(hào)設(shè)置為語音幀，反之，將所述當(dāng)前幀的第一頻域語音信號(hào)判斷為噪聲幀。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的語音降噪方法，其特征在于:所述平滑因子包括第一平滑因子和第二平滑因子，根據(jù)所述語音激活判斷的結(jié)果和前一幀的初步頻域?yàn)V波器計(jì)算出平滑因子步驟包括:如果所述當(dāng)前幀的第一頻域語音信號(hào)為語音幀時(shí)，根據(jù)所述第一平滑因子計(jì)算得出所述第一頻域語音信號(hào)的第一能量譜，根據(jù)所述第一平滑因子計(jì)算得出所述第一頻域語音信號(hào)和所述第二頻域語音信號(hào)之間的互相關(guān)能量譜；如果所述當(dāng)前幀的第一頻域語音信號(hào)為噪聲幀時(shí)，根據(jù)所述第二平滑因子計(jì)算得出所述第一頻域語音信號(hào)的第一能量譜，根據(jù)所述第二平滑因子計(jì)算得出所述第一頻域語音信號(hào)和所述第二頻域語音信號(hào)之間的互相關(guān)能量譜。
6.語音降噪裝置，包括第一短時(shí)傅里葉變換單元，用于接收時(shí)域語音信號(hào)并輸出第一頻域語音信號(hào)；第二短時(shí)傅里葉變換單元，用于接收時(shí)域語音信號(hào)并輸出第二頻域語音信號(hào)； 語音激活判斷單元，用于判斷所述第一頻域語音信號(hào)為語音信號(hào)或噪聲信號(hào)；初步噪聲能量計(jì)算單元，用于根據(jù)所述第一頻域語音信號(hào)的幅度計(jì)算初步噪聲能量；其特征在于:所述語音降噪裝置還包括能量計(jì)算單元，所述能量計(jì)算單元包括能量譜計(jì)算模塊、互相關(guān)能量譜計(jì)算模塊和平滑因子計(jì)算模塊，所述平滑因子計(jì)算模塊向所述能量譜計(jì)算模塊和所述互相關(guān)能量譜計(jì)算模塊輸出平滑因子系數(shù)，所述能量譜計(jì)算模塊根據(jù)所述平滑因子系數(shù)和所述第一頻域語音信號(hào)計(jì)算得出第一能量譜，所述互相關(guān)能量譜計(jì)算模塊根據(jù)所述平滑因子系數(shù)、所述第一頻域語音信號(hào)和所述第二頻域語音信號(hào)計(jì)算得出互相關(guān)能量譜；互相關(guān)傳遞函數(shù)計(jì)算單元，用于根據(jù)所述第一能量譜、所述互相關(guān)能量譜和所述第一麥克風(fēng)與所述第二麥克風(fēng)之間的距離計(jì)算得出互相關(guān)傳遞函數(shù)；初步頻域?yàn)V波器計(jì)算單元，用于根據(jù)所述語音激活判斷單元輸出的信號(hào)和所述互相關(guān)傳遞函數(shù)計(jì)算單元輸出的信號(hào)計(jì)算出噪聲補(bǔ)償因子，并根據(jù)所述噪聲補(bǔ)償因子、所述初步噪聲能量和所述第一能量譜計(jì)算得出初步頻域?yàn)V波器；修正單元，根據(jù)所述初步頻域?yàn)V波器和所述第一頻域語音信號(hào)的幅度計(jì)算出平滑窗長度；頻域?yàn)V波器計(jì)算單元，由所述初步頻域?yàn)V波器和所述平滑窗長度進(jìn)行卷積得出頻域?yàn)V波器，所述頻域?yàn)V波器計(jì)算單元用于接收所述第一頻域語音信號(hào)；短時(shí)傅里葉逆變換單元，用于接收所述頻域?yàn)V波器計(jì)算單元輸出的濾波后的第一頻域語音信號(hào)，并向外輸出濾波后的第一時(shí)域語音信號(hào)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的語音降噪裝置，其特征在于:所述語音激活判斷單元還用于:根據(jù)當(dāng)前幀的第一頻域語音信號(hào)的幅度和前一幀的初步噪聲能量計(jì)算出當(dāng)前幀的信噪比后，如果前一幀的第一頻域語音信號(hào)為語音信號(hào)時(shí)，且判斷所述當(dāng)前幀的信噪比大于預(yù)設(shè)的信噪比閥值時(shí)，將當(dāng)前幀的第一頻域語音信號(hào)設(shè)置為語音幀；如果前一幀的第一頻域語音信號(hào)為噪聲幀時(shí)，且判斷所述當(dāng)前幀的信噪比大于預(yù)設(shè)的信噪比閥值且前一幀的信噪比大于預(yù)設(shè)的信噪比閥值時(shí)，將當(dāng)前幀的第一頻域語音信號(hào)設(shè)置為語音幀，反之，將當(dāng)前幀的第一頻域語音信號(hào)設(shè)置為噪聲幀。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的語音降噪裝置，其特征在于:所述語音激活判斷單元還用于:在根據(jù)當(dāng)前幀的第一頻域語音信號(hào)的幅度和前一幀的初步噪聲能量計(jì)算出當(dāng)前幀的信噪比后，判斷當(dāng)前幀在第一幀到第二十幀之間時(shí)，將所述當(dāng)前幀的第一頻域語音信號(hào)判斷為語音幀。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的語音降噪裝置，其特征在于:所述語音激活判斷單元還用于:如果所述前一幀的第一頻域語音信號(hào)為語音幀時(shí)，判斷所述當(dāng)前幀的信噪比小于或等于預(yù)設(shè)的信噪比閥值時(shí)，判斷在前十九幀的信噪比中大于所述預(yù)設(shè)的信噪比閥值的信噪比數(shù)量為三個(gè)以上時(shí)，將所述當(dāng)前幀的第一頻域語音信號(hào)設(shè)置為語音幀，反之，將所述當(dāng)前幀的第一頻域語音信號(hào)判斷為噪聲幀。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的語音降噪裝置，其特征在于:所述平滑因子系數(shù)包括第一平滑因子系數(shù)和第二平滑因子系數(shù)，所述語音激活判斷單元還用于:如果所述當(dāng)前幀的第一頻域語音信號(hào)為語音幀時(shí)，根據(jù)所述第一平滑因子系數(shù)計(jì)算得出所述第一頻域語音信號(hào)的第一能量譜，根據(jù)所述第一平滑因子系數(shù)計(jì)算得出所述第一頻域語音信號(hào)和所述第二頻域語音信號(hào)之間的互相關(guān)能量譜；如果所述當(dāng)前幀的第一頻域語音信號(hào)為噪聲幀時(shí)，根據(jù)所述第二平滑因子系數(shù)計(jì)算得出所述第一頻域語音信號(hào)的第一能量譜，根據(jù)所述第二平滑因子系數(shù)計(jì)算得出所述第一頻域語音信號(hào)和所述第二頻域語音信號(hào)之間的互相關(guān)能量譜。
【文檔編號(hào)】G10L21/0232GK103700375SQ201310743950
【公開日】2014年4月2日 申請(qǐng)日期:2013年12月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月28日
【發(fā)明者】吳東海, 張林山 申請(qǐng)人:珠海全志科技股份有限公司