本發(fā)明實(shí)施例涉及音頻信號(hào)處理技術(shù)領(lǐng)域，更準(zhǔn)確地說涉及一種音頻信號(hào)的降噪處理方法和裝置及電子設(shè)備。

背景技術(shù)：

隨著智能電子設(shè)備的演進(jìn)和多媒體技術(shù)的飛速發(fā)展，移動(dòng)多媒體應(yīng)用業(yè)務(wù)越來越豐富，用戶經(jīng)常會(huì)使用智能電子設(shè)備進(jìn)行隨時(shí)隨地的視頻攝錄或音頻錄制。

使用視頻錄制或音頻錄制的業(yè)務(wù)時(shí)，用戶總會(huì)碰到一個(gè)典型問題。當(dāng)用戶處于嘈雜的環(huán)境中時(shí)，如在行駛的汽車?yán)?、或一個(gè)嘈雜的酒吧里等，一般攝錄的語音都會(huì)受到外界噪音的影響，使得語音質(zhì)量變得很差而難以聽清、聽懂。這種影響會(huì)降低所攝錄音頻、視頻信號(hào)的整體質(zhì)量，尤其是對(duì)于某些語音即時(shí)通信應(yīng)用，會(huì)使得語音通信質(zhì)量無法得到保證。在以上應(yīng)用場(chǎng)景中，針對(duì)音頻中或視頻多媒體流中的音頻信號(hào)的降噪處理顯然十分必要。

現(xiàn)有技術(shù)所提供的音頻信號(hào)降噪處理，通常是采用降噪算法，從音頻信號(hào)中識(shí)別噪音信號(hào)，并對(duì)噪音信號(hào)進(jìn)行衰減、消除處理，以便保留有效音頻信號(hào)，使語音質(zhì)量更加清晰。

但是，無論采用哪種降噪算法，均需要通過一段訓(xùn)練時(shí)間，用以測(cè)量和評(píng)估外部噪音的特征參數(shù)，從而調(diào)整降噪算法所建立的噪音模型，進(jìn)行降噪處理。在這一段訓(xùn)練時(shí)間之內(nèi)，期望錄制的語音等目標(biāo)音頻信號(hào)仍然會(huì)受到噪音信號(hào) 的影響。經(jīng)過訓(xùn)練時(shí)間之后，降噪算法起效，才能將噪音信號(hào)減少或消除。這一段降噪算法的訓(xùn)練時(shí)間也稱之為降噪收斂時(shí)間。這段訓(xùn)練時(shí)間內(nèi)的音頻質(zhì)量仍然無法改善，導(dǎo)致用戶體驗(yàn)較差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明實(shí)施例提供一種音頻信號(hào)的降噪處理方法和裝置及電子設(shè)備，以優(yōu)化音頻信號(hào)的降噪處理過程，改善降噪訓(xùn)練時(shí)間內(nèi)的音頻質(zhì)量。

第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種音頻信號(hào)的降噪處理方法，包括：

獲取通過攝錄裝置采集的原始音頻信號(hào)；

獲取所述原始音頻信號(hào)中初始時(shí)段信號(hào)的噪音特征參數(shù)，并將所述噪音特征參數(shù)作為第一降噪處理算法的初始降噪?yún)?shù)，對(duì)所述初始時(shí)段信號(hào)進(jìn)行降噪處理；

保存降噪處理后的有效音頻信號(hào)。

第二方面，本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種音頻信號(hào)的降噪處理裝置，包括：

原始信號(hào)獲取模塊，用于獲取通過攝錄裝置采集的原始音頻信號(hào)；

噪音識(shí)別和降噪模塊，獲取所述原始音頻信號(hào)中初始時(shí)段信號(hào)的噪音特征參數(shù)，并將所述噪音特征參數(shù)作為第一降噪處理算法的初始降噪?yún)?shù)，對(duì)所述初始時(shí)段信號(hào)進(jìn)行降噪處理；

有效信號(hào)保存模塊，用于保存降噪處理后的有效音頻信號(hào)。

第三方面，本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種電子設(shè)備，包括攝錄裝置和播放裝置，該電子設(shè)備還包括：本發(fā)明任意實(shí)施例所提供的音頻信號(hào)的降噪處理裝置。

本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，從初始時(shí)段中識(shí)別出噪音特征參數(shù)，將此噪音 特征參數(shù)作為降噪處理的初始降噪?yún)?shù)對(duì)初始時(shí)段進(jìn)行降噪處理，相當(dāng)于對(duì)原始音頻信號(hào)中位于初始時(shí)段的信號(hào)進(jìn)行了迭代降噪處理，盡量縮短、甚至消除了音頻降噪處理的收斂時(shí)間(訓(xùn)練時(shí)間)，使得錄制的語音信號(hào)或視頻多媒體中的音頻信號(hào)從一開始就進(jìn)行有效的降噪處理，從而提高所錄制信息的整體語音質(zhì)量，改善了用戶體驗(yàn)。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例所適用的音頻信號(hào)處理的業(yè)務(wù)模型的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例一提供的一種音頻信號(hào)的降噪處理方法的流程圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例所基于的通用音頻降噪處理前后的信號(hào)波形圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例二提供的一種音頻信號(hào)的降噪處理方法的流程圖；

圖5a為本發(fā)明實(shí)施例二所適用的音頻信號(hào)處理過程示意圖；

圖5b為本發(fā)明實(shí)施例二所涉及的音頻信號(hào)降噪處理前后的波形圖；

圖6為本發(fā)明實(shí)施例三提供的一種音頻信號(hào)的降噪處理方法的流程圖；

圖7a為本發(fā)明實(shí)施例三所適用的音頻信號(hào)處理過程示意圖；

圖7b為本發(fā)明實(shí)施例三所涉及的音頻信號(hào)降噪處理前后的波形圖；

圖8為本發(fā)明實(shí)施例四提供的一種音頻信號(hào)的降噪處理裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖9為本發(fā)明實(shí)施例五提供的一種音頻信號(hào)的降噪處理裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖10為本發(fā)明實(shí)施例六提供的一種音頻信號(hào)的降噪處理裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖11為本發(fā)明實(shí)施例七提供的一種實(shí)現(xiàn)音頻信號(hào)的降噪處理的電子設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明可在此通過功能模塊組件和各種處理步驟進(jìn)行描述。這些功能模塊可以以任何數(shù)量的硬件組件或軟件單元通過配置來實(shí)現(xiàn)指定的功能。例如，本發(fā)明可以使用各種集成電路元件，如存儲(chǔ)器元件，數(shù)字信號(hào)處理單元，邏輯單元，數(shù)據(jù)表格等，在一個(gè)或多個(gè)微處理器或其它控制裝置的控制下實(shí)現(xiàn)各種功能。此外，本領(lǐng)域技術(shù)人員會(huì)明白，本發(fā)明與任何數(shù)據(jù)和語音傳輸協(xié)議完全兼容，所以在此描述的系統(tǒng)僅僅是本發(fā)明的一個(gè)示范性應(yīng)用。

在本文中描述的任何具體實(shí)現(xiàn)只是為了更好地介紹本發(fā)明以及其最佳工作模式，不應(yīng)該被理解成為對(duì)本發(fā)明的任何形式的限制。為了簡(jiǎn)化起見，傳統(tǒng)的技術(shù)如信號(hào)處理，數(shù)據(jù)傳輸，信令，分組交換傳輸，網(wǎng)絡(luò)控制，及其它系統(tǒng)功能(以及系統(tǒng)的各個(gè)操作部件)可能不會(huì)在這里詳細(xì)介紹，但熟練的從業(yè)人員應(yīng)該對(duì)它們有足夠的了解。此外，圖中的各種元件之間的連接線是示范性的連接不同組件的功能關(guān)系和/或物理連接。應(yīng)該指出的是，許多替代或附加功能關(guān)系或物理連接可以在一個(gè)實(shí)際的通信系統(tǒng)應(yīng)用里實(shí)現(xiàn)。

本發(fā)明實(shí)施例所提供的音頻信號(hào)的降噪處理方法，可適用于在噪音環(huán)境下進(jìn)行音頻、視頻的攝錄場(chǎng)景，對(duì)所攝錄的原始音頻信號(hào)進(jìn)行降噪處理，尤其適用于對(duì)語音信號(hào)的降噪處理。降噪處理后的有效音頻信號(hào)可進(jìn)行保存、或在本地播放裝置中播放、或可作為音頻信息，通過即時(shí)通訊手段傳輸給遠(yuǎn)端的智能電子設(shè)備。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例所適用的音頻信號(hào)處理的業(yè)務(wù)模型的結(jié)構(gòu)示意圖，該業(yè)務(wù)模型為典型噪音環(huán)境下使用智能電子設(shè)備攝錄包含語音信號(hào)的音頻或視頻 信號(hào)，并傳輸或播放的業(yè)務(wù)模型。

如圖1所示，本地智能電子設(shè)備110的本地?cái)z錄裝置114處于嘈雜的噪音環(huán)境中，存在很多環(huán)境噪音信號(hào)112，用戶期望攝錄的純凈的目標(biāo)語音信號(hào)111會(huì)受到環(huán)境噪音信號(hào)112的干擾和影響。在開啟本地?cái)z錄裝置114進(jìn)行攝錄時(shí)，會(huì)不加選擇的將目標(biāo)語音信號(hào)111和環(huán)境噪音信號(hào)112一并攝錄。攝錄的混合信號(hào)作為原始音頻信號(hào)，將提供到降噪處理模塊113進(jìn)行降噪處理。而后，降噪處理的有效音頻信號(hào)可以通過本地播放裝置115來播放，也可以經(jīng)由無線傳輸路徑101發(fā)送到遠(yuǎn)端智能電子設(shè)備120，由遠(yuǎn)端播放裝置121來播放?；蛘撸翟胩幚淼挠行б纛l信號(hào)也可以通過有線連接向遠(yuǎn)端傳輸并進(jìn)行播放。進(jìn)行播放的有效音頻信號(hào)是去除了噪音的干擾，相對(duì)較為干凈清晰的語音信號(hào)。

本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案可適用在此業(yè)務(wù)模型中，優(yōu)化音頻降噪處理環(huán)節(jié)，下面通過實(shí)施例具體介紹。

實(shí)施例一

圖2為本發(fā)明實(shí)施例一提供的一種音頻信號(hào)的降噪處理方法的流程圖，圖3為本發(fā)明實(shí)施例所基于的通用音頻降噪處理前后的信號(hào)波形圖。該方法可以由音頻信號(hào)的降噪處理裝置來執(zhí)行，該裝置可集成于具有音頻降噪處理需求的任意電子設(shè)備中，例如該降噪處理裝置可作為圖1中的本地智能電子設(shè)備110中的降噪處理模塊113。

本實(shí)施例提供的方法包括如下步驟：

步驟210、獲取通過攝錄裝置采集的原始音頻信號(hào)；

上述步驟中，原始音頻信號(hào)310是由攝錄裝置攝錄獲取的，既包括用戶需 要錄制的諸如語音等目標(biāo)音頻信號(hào)301，也包括攝錄環(huán)境中的環(huán)境噪音信號(hào)302，如圖3所示。本步驟中獲取的原始音頻信號(hào)310，既可以是本地智能電子設(shè)備通過自身配置的攝錄裝置直接采集的，也可以是由其他設(shè)備的攝錄裝置采集后再傳輸給本地智能電子設(shè)備進(jìn)行降噪處理。

攝錄裝置可以為麥克風(fēng)，僅對(duì)音頻進(jìn)行采集，也可以是其他攝錄儀器，采集包括音頻信號(hào)的視頻，本發(fā)明的技術(shù)方案對(duì)此并不進(jìn)行限制。

即，可以采用麥克風(fēng)采集獲取原始語音信號(hào)，作為原始音頻信號(hào)。

或者，也可以采用攝像機(jī)采集獲取原始視頻信號(hào)，并提取所述原始視頻信號(hào)中的原始音頻信號(hào)。

步驟220、獲取所述原始音頻信號(hào)中初始時(shí)段信號(hào)的噪音特征參數(shù)，并將所述噪音特征參數(shù)作為第一降噪處理算法的初始降噪?yún)?shù)，對(duì)所述初始時(shí)段信號(hào)進(jìn)行降噪處理。

其中，所述初始時(shí)段的時(shí)間長(zhǎng)度優(yōu)選是等于或大于所述第一降噪處理算法的訓(xùn)練時(shí)段的時(shí)間長(zhǎng)度。

所述初始時(shí)段的時(shí)間長(zhǎng)度可以為預(yù)設(shè)值。可以預(yù)先基于經(jīng)驗(yàn)確定降噪處理算法的訓(xùn)練時(shí)段時(shí)間長(zhǎng)度，而后設(shè)定初始時(shí)段的時(shí)間長(zhǎng)度，保證其等于或大于訓(xùn)練時(shí)段的時(shí)間長(zhǎng)度?；蛘?，也可以動(dòng)態(tài)識(shí)別訓(xùn)練時(shí)段的時(shí)間長(zhǎng)度，在訓(xùn)練收斂后確定初始時(shí)段的時(shí)間長(zhǎng)度。

步驟230、保存降噪處理后的語音信號(hào)。

下面介紹上述技術(shù)方案的實(shí)現(xiàn)原理。圖3為本發(fā)明實(shí)施例所基于的通用音頻降噪處理前后的信號(hào)波形圖。

如圖3所示，用戶期望錄取的目標(biāo)音頻信號(hào)301，受到環(huán)境噪音信號(hào)302 的影響，實(shí)際錄取的原始音頻信號(hào)310中包含目標(biāo)音頻信號(hào)301和環(huán)境噪音信號(hào)302，需要進(jìn)行降噪處理，以消除環(huán)境噪音信號(hào)302的影響。

任何一種降噪處理算法，一定需要一段訓(xùn)練時(shí)間，用以測(cè)量和評(píng)估外部噪音的特點(diǎn)，從而針對(duì)噪音模型來進(jìn)行降噪。采用降噪處理算法進(jìn)行降噪處理的基本過程是，采用某種降噪處理算法，以默認(rèn)的輸入?yún)?shù)作為初始降噪?yún)?shù)，從原始音頻信號(hào)310的頭部開始進(jìn)行降噪處理。由于默認(rèn)輸入?yún)?shù)與環(huán)境噪音信號(hào)的特征參數(shù)在初始時(shí)并不匹配，所以在這一段訓(xùn)練時(shí)間之內(nèi)，目標(biāo)音頻信號(hào)301仍然會(huì)受到環(huán)境噪音信號(hào)302的影響。降噪處理算法會(huì)采用某些規(guī)則識(shí)別一個(gè)周期內(nèi)降噪處理后音頻信號(hào)的狀態(tài)，隨后調(diào)整下一個(gè)周期的輸入?yún)?shù)，再次進(jìn)行降噪訓(xùn)練。如此循環(huán)幾個(gè)周期，就可以使輸入?yún)?shù)與原始音頻信號(hào)的環(huán)境噪音的特征參數(shù)趨于匹配。當(dāng)達(dá)到該降噪處理算法的設(shè)定要求時(shí)，即視為降噪處理算法的訓(xùn)練收斂。對(duì)于已錄制的原始音頻信號(hào)310，其環(huán)境噪音信號(hào)302基本穩(wěn)定，各段的噪音特征參數(shù)可視為一致，因此在訓(xùn)練收斂后，可采用訓(xùn)練獲得的噪音特征參數(shù)，繼續(xù)完成后續(xù)原始音頻信號(hào)的降噪。

基于上述降噪處理過程可知，經(jīng)過訓(xùn)練時(shí)間之后，降噪處理算法起效，才能將原始音頻信號(hào)310中的環(huán)境噪音信號(hào)302消除。這一段降噪訓(xùn)練時(shí)段303也稱之為降噪收斂時(shí)間。如圖3中第二行的信號(hào)波形所示，若采用已有的降噪處理方式，則降噪訓(xùn)練時(shí)段303的目標(biāo)音頻信號(hào)301仍然受到環(huán)境噪音信號(hào)302的影響。收斂之后，信號(hào)進(jìn)入噪音消除階段304，可以見到環(huán)境噪音信號(hào)302已經(jīng)基本被消除了。

本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案基于上述的降噪處理原理提出了改進(jìn)。上述步驟220中，首先獲取原始音頻信號(hào)310中初始時(shí)段305信號(hào)的噪音特征參數(shù)。當(dāng) 設(shè)定所述初始時(shí)段305的時(shí)間長(zhǎng)度等于或大于所述第一降噪處理算法的訓(xùn)練時(shí)段的時(shí)間長(zhǎng)度時(shí)，則該初始時(shí)段305可包括第一降噪處理算法的訓(xùn)練時(shí)段，如圖3所示。

初始時(shí)段305的原始音頻信號(hào)310，既包括目標(biāo)音頻信號(hào)301，也包括環(huán)境噪音信號(hào)302。用戶在使用錄音、錄像功能或語音即時(shí)通信功能時(shí)，錄音一旦完成，所錄取的原始音頻信號(hào)中包含的環(huán)境噪音特性就是固定不變的，因此通過對(duì)此類型噪音的降噪訓(xùn)練得到噪音特征參數(shù)，可以以此為依據(jù)對(duì)訓(xùn)練時(shí)段的音頻信號(hào)進(jìn)行降噪處理。

將該初始時(shí)段305的噪音特征參數(shù)，直接作為降噪處理算法的初始降噪?yún)?shù)，對(duì)初始時(shí)段305信號(hào)進(jìn)行降噪處理，相當(dāng)于對(duì)降噪處理算法的訓(xùn)練時(shí)段的音頻信號(hào)進(jìn)行了循環(huán)迭代降噪。即，采用已經(jīng)準(zhǔn)確識(shí)別的噪音特征參數(shù)對(duì)訓(xùn)練時(shí)段的音頻信號(hào)進(jìn)行降噪處理。

對(duì)于原始音頻信號(hào)中，除初始時(shí)段之外的其他時(shí)段音頻信號(hào)，可以仍然采用訓(xùn)練收斂的降噪處理算法進(jìn)行降噪處理。

步驟230中，降噪處理后得到噪音在一定程度上消除的有效音頻信號(hào)，進(jìn)行保存。有效音頻信號(hào)保存之后，可以將所述有效音頻信號(hào)通過本地播放設(shè)備進(jìn)行播放；或，也可以將所述有效音頻信號(hào)通過有線或無線通信網(wǎng)絡(luò)向遠(yuǎn)端播放設(shè)備，以進(jìn)行播放。

如圖3第三行的信號(hào)波形所示，采用本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，由于初始時(shí)段305信號(hào)經(jīng)過有效的降噪處理，所以基本消除了訓(xùn)練時(shí)段內(nèi)的噪音信號(hào)，得到整段較為純凈的有效音頻信號(hào)。即使初始時(shí)段小于訓(xùn)練時(shí)段的時(shí)間長(zhǎng)度，也可以對(duì)部分訓(xùn)練時(shí)段內(nèi)的噪音信號(hào)進(jìn)行有效降噪，達(dá)到縮短收斂時(shí)間的效果。

本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，從初始時(shí)段中識(shí)別出噪音特征參數(shù)，將此噪音特征參數(shù)作為降噪處理的初始降噪?yún)?shù)對(duì)初始時(shí)段進(jìn)行降噪處理，相當(dāng)于對(duì)原始音頻信號(hào)中位于初始時(shí)段的信號(hào)進(jìn)行了迭代降噪處理，盡量縮短、甚至消除了音頻降噪處理的收斂時(shí)間(訓(xùn)練時(shí)間)，使得錄制的語音信號(hào)或視頻多媒體中的音頻信號(hào)從一開始就進(jìn)行有效的降噪處理，從而提高所錄制信息的整體語音質(zhì)量，改善了用戶體驗(yàn)。

實(shí)施例二

圖4為本發(fā)明實(shí)施例二提供的一種音頻信號(hào)的降噪處理方法的流程圖，圖5a為本發(fā)明實(shí)施例二所適用的音頻信號(hào)處理過程示意圖，圖5b為本發(fā)明實(shí)施例二所涉及的音頻信號(hào)降噪處理前后的波形圖。本實(shí)施例以實(shí)施例一的技術(shù)方案為基礎(chǔ)，提供了一種優(yōu)選實(shí)例。

如圖4所示，本實(shí)施例的方法包括：

步驟410、獲取通過攝錄裝置采集的原始音頻信號(hào)；

步驟420、采用第二降噪處理算法對(duì)所述原始音頻信號(hào)中初始時(shí)段信號(hào)進(jìn)行降噪訓(xùn)練；

其中所述初始時(shí)段的時(shí)間長(zhǎng)度等于或大于所述第一降噪處理算法的訓(xùn)練時(shí)段的時(shí)間長(zhǎng)度。

步驟430、在訓(xùn)練收斂時(shí)獲取所述初始時(shí)段信號(hào)的噪音特征參數(shù)；

步驟440、將所述噪音特征參數(shù)作為第一降噪處理算法的初始降噪?yún)?shù)，從所述原始音頻信號(hào)的頭部開始進(jìn)行降噪處理；

步驟450、保存降噪處理后的有效音頻信號(hào)。

下面結(jié)合圖5a和圖5b對(duì)本實(shí)施例的工作過程進(jìn)行詳細(xì)介紹。

原始音頻信號(hào)510的波形圖如圖5a和圖5b所示，原始音頻信號(hào)510包括期望錄制的目標(biāo)語音信號(hào)501和環(huán)境噪音信號(hào)502。

可以從原始音頻信號(hào)510頭部的初始時(shí)段503開始，基于第二降噪處理算法進(jìn)行降噪訓(xùn)練和噪音評(píng)估504。初始狀態(tài)，第二降噪處理算法并未訓(xùn)練收斂，因此可基于默認(rèn)輸入?yún)?shù)作為初始降噪?yún)?shù)進(jìn)行降噪訓(xùn)練，通過噪音評(píng)估得到環(huán)境噪音的噪音特征參數(shù)505。初始時(shí)段503的時(shí)間長(zhǎng)度應(yīng)該超過所使用的第一降噪處理算法的收斂時(shí)間長(zhǎng)度或訓(xùn)練時(shí)間長(zhǎng)度。需要說明的是，所截取的初始時(shí)段503的信號(hào)，不僅僅局限于圖5a中示例的純環(huán)境噪音信號(hào)502，也可以包含目標(biāo)語音信號(hào)501和環(huán)境噪音信號(hào)502的混合信號(hào)的情況。

具體實(shí)現(xiàn)時(shí)，可以通過監(jiān)測(cè)第二降噪處理算法的參數(shù)變化過程來識(shí)別自適應(yīng)匹配的噪音特征參數(shù)是否已經(jīng)匹配，即訓(xùn)練是否已經(jīng)收斂，據(jù)此可以在訓(xùn)練收斂后立即獲取噪音特征參數(shù)，作為初始時(shí)段信號(hào)的噪音特征參數(shù)?；蛘咭部梢栽诔跏紩r(shí)段結(jié)束時(shí)，提取識(shí)別到的噪音特征參數(shù)，作為訓(xùn)練收斂后的噪音特征參數(shù)。可以通過設(shè)定初始時(shí)刻的時(shí)間長(zhǎng)度使訓(xùn)練時(shí)段必然包含在初始時(shí)段內(nèi)。例如，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)獲知降噪處理算法的訓(xùn)練時(shí)段時(shí)間長(zhǎng)度，而后設(shè)定初始時(shí)刻的時(shí)間長(zhǎng)度為訓(xùn)練時(shí)段時(shí)間長(zhǎng)度的數(shù)倍。

如圖5a所示，在獲取所述初始時(shí)段503信號(hào)的噪音特征參數(shù)504之后，可以停止第二降噪處理算法的降噪處理，而是以所述噪音特征參數(shù)504作為第一降噪處理算法的初始降噪?yún)?shù)，提供給降噪處理模塊506，從原始音頻信號(hào)510的頭部開始進(jìn)行降噪處理，這樣采用第一降噪處理算法在原始音頻信號(hào)510的初始時(shí)段進(jìn)行降噪處理時(shí)，可以直接采用與環(huán)境噪音匹配的噪音特征參數(shù)進(jìn)行 降噪處理，相當(dāng)于消除了訓(xùn)練時(shí)段。

所述第一降噪處理算法與所述第二降噪處理算法可以相同，也可以不同。當(dāng)然，當(dāng)兩個(gè)降噪處理算法相同時(shí)所涉及的噪音特征參數(shù)匹配度更高，采用相同的降噪處理算法也可無需轉(zhuǎn)換特征參數(shù)的形式，可直接作為降噪模型的輸入?yún)?shù)進(jìn)行降噪處理。

采用本實(shí)施例的方法進(jìn)行降噪處理前后的音頻信號(hào)波形如圖5b所示，可以看到，使用了如本實(shí)施例描述的降噪處理方法之后，降噪處理之后的有效音頻信號(hào)520徹底消除了降噪處理的收斂時(shí)間(訓(xùn)練時(shí)間)，在音頻信號(hào)的頭部也消除了噪音信號(hào)，使得錄制的語音信號(hào)或視頻多媒體中的語音信號(hào)從一開始就進(jìn)行最佳效果的降噪處理，從而提高所錄制信息的整體語音質(zhì)量，優(yōu)化了用戶的使用感受。

本實(shí)施例中相當(dāng)于對(duì)初始時(shí)段信號(hào)進(jìn)行了兩次降噪處理，第一次采用第二降噪處理算法進(jìn)行降噪訓(xùn)練，第二次采用噪音特征參數(shù)作為第一降噪處理算法的初始降噪?yún)?shù)再次進(jìn)行降噪處理。對(duì)于初始時(shí)段之后其他時(shí)段的原始音頻信號(hào)則采用第一降噪處理算法進(jìn)行一次降噪處理。

對(duì)于初始時(shí)段信號(hào)的第二次降噪處理，可以在完成其他時(shí)段的降噪處理之前執(zhí)行，具體過程如前所述。

也可以在完成其他時(shí)段的降噪處理后再執(zhí)行初始時(shí)段信號(hào)的第二次降噪處理。例如，以第二降噪處理算法，從原始音頻信號(hào)的頭部開始進(jìn)行降噪處理，在此過程中識(shí)別獲取初始時(shí)段信號(hào)的噪音特征參數(shù)。在基于第二降噪處理算法完成整段原始音頻信號(hào)的降噪處理后，再對(duì)初始時(shí)段信號(hào)，以噪音特征參數(shù)作為初始降噪?yún)?shù)進(jìn)行二次降噪處理。

本發(fā)明實(shí)施例對(duì)各時(shí)段信號(hào)的降噪處理順序并不進(jìn)行限制，最終保存的有效音頻信號(hào)的降噪處理效果相同。

實(shí)施例三

圖6為本發(fā)明實(shí)施例三提供的一種音頻信號(hào)的降噪處理方法的流程圖，圖7a為本發(fā)明實(shí)施例三所適用的音頻信號(hào)處理過程示意圖，圖7b為本發(fā)明實(shí)施例三所涉及的音頻信號(hào)降噪處理前后的波形圖。本實(shí)施例以實(shí)施例一為基礎(chǔ)，提供了另一種降噪處理的優(yōu)選實(shí)例。

如圖6所示，本實(shí)施例的方法包括：

步驟610、獲取通過攝錄裝置采集的原始音頻信號(hào)；

步驟620、從所述原始音頻信號(hào)中獲取初始時(shí)段信號(hào)，其中所述初始時(shí)段的時(shí)間長(zhǎng)度等于或大于所述第一降噪處理算法的訓(xùn)練時(shí)段的時(shí)間長(zhǎng)度；

步驟630、將所述初始時(shí)段信號(hào)復(fù)制疊加至所述原始音頻信號(hào)的頭部之前，作為前置時(shí)段信號(hào)；

步驟640、采用所述第一降噪處理算法，從所述前置時(shí)段信號(hào)開始進(jìn)行降噪訓(xùn)練，從而獲取訓(xùn)練收斂后的所述噪音特征參數(shù)；

可以通過監(jiān)測(cè)第一降噪處理算法的參數(shù)變化過程來識(shí)別自適應(yīng)匹配的噪音特征參數(shù)是否已經(jīng)匹配，即訓(xùn)練是否已經(jīng)收斂，據(jù)此可以在訓(xùn)練收斂后立即獲取噪音特征參數(shù)，作為初始時(shí)段信號(hào)的噪音特征參數(shù)?；蛘咭部梢栽诔跏紩r(shí)段結(jié)束時(shí)，提取識(shí)別到的噪音特征參數(shù)，作為訓(xùn)練收斂后的噪音特征參數(shù)。

步驟650、采用所述第一降噪處理算法，在訓(xùn)練收斂后繼續(xù)對(duì)所述前置時(shí)段信號(hào)和所述原始音頻信號(hào)的初始時(shí)段信號(hào)進(jìn)行降噪處理；

步驟660、從降噪處理后的音頻信號(hào)中截除所述前置時(shí)段信號(hào)。

步驟670、保存降噪處理后的有效音頻信號(hào)。

下面結(jié)合圖7a和圖7b對(duì)本實(shí)施例的工作過程進(jìn)行詳細(xì)介紹。

如圖7a所示，原始音頻信號(hào)710包括期望錄制的目標(biāo)語音信號(hào)701和環(huán)境噪音信號(hào)702?？梢园凑赵O(shè)定的初始時(shí)段703的時(shí)間長(zhǎng)度，從原始音頻信號(hào)710的頭部開始復(fù)制音頻信號(hào)，以獲取初始時(shí)段703信號(hào)。

將復(fù)制的初始時(shí)段703信號(hào)疊加至整段原始音頻信號(hào)710的頭部，成為前置時(shí)段信號(hào)704，則形成了一段新的疊加頭部后的音頻信號(hào)706，其包括前置時(shí)段信號(hào)704和原始音頻信號(hào)710。

在降噪處理模塊705中，采用第一降噪處理算法，連續(xù)對(duì)疊加頭部后的音頻信號(hào)706進(jìn)行降噪處理。因此，在前置時(shí)段信號(hào)704中，第一降噪處理算法實(shí)際上進(jìn)行降噪訓(xùn)練，由于初始時(shí)段703的時(shí)間長(zhǎng)度等于或大于所述第一降噪處理算法的訓(xùn)練時(shí)段的時(shí)間長(zhǎng)度，所以能夠在前置時(shí)段信號(hào)704中即完成訓(xùn)練收斂。無論在前置時(shí)段中的何時(shí)完成了訓(xùn)練收斂，都繼續(xù)進(jìn)行降噪處理，則對(duì)于整段原始音頻信號(hào)710，可以在訓(xùn)練收斂的條件下連續(xù)完成降噪處理。

在降噪處理完成后得到包括前置時(shí)段的有效音頻信號(hào)720，如圖7b所示，將重復(fù)疊加在頭部的前置時(shí)段信號(hào)704截除后，即恢復(fù)了原有音頻信號(hào)的時(shí)間長(zhǎng)度，得到降噪處理后的有效音頻信號(hào)730。

由圖7b所示的波形可見，對(duì)重復(fù)疊加頭部后的音頻信號(hào)706進(jìn)行降噪處理之后生成包括前置時(shí)段的有效音頻信號(hào)720。可以看到包括前置時(shí)段的有效音頻信號(hào)720中仍然含有降噪收斂時(shí)間的前置時(shí)段部分。根據(jù)前文描述的要求和假設(shè)，由于重復(fù)疊加的前置時(shí)段信號(hào)704的時(shí)間長(zhǎng)度要長(zhǎng)于降噪收斂時(shí)間，因 此實(shí)際上前置時(shí)段的收斂時(shí)間所處的部分是無用的(或多余的)重復(fù)頭部。最后將重復(fù)疊加的頭部信號(hào)去除，就形成了最終的有效音頻信號(hào)730?？梢娪行б纛l信號(hào)730中徹底消除了語音降噪處理的收斂時(shí)間(訓(xùn)練時(shí)間)，使得錄制的語音信號(hào)或視頻多媒體中的語音信號(hào)從一開始就進(jìn)行最佳效果的降噪處理，從而提高所錄制信息的整體語音質(zhì)量，優(yōu)化了用戶的使用感受。

本發(fā)明實(shí)施例通過對(duì)降噪處理算法的訓(xùn)練時(shí)段的音頻信號(hào)進(jìn)行循環(huán)迭代預(yù)處理，能夠消除語音降噪收斂時(shí)間(訓(xùn)練時(shí)間)，提升語音降噪質(zhì)量。作為訓(xùn)練時(shí)段的初始時(shí)段信號(hào)，對(duì)其進(jìn)行迭代預(yù)處理的時(shí)間可以是在對(duì)整段原始音頻信號(hào)進(jìn)行降噪處理之前，也可以之后，或者是采用實(shí)施例三所提供范例，形成一段新的音頻信號(hào)后進(jìn)行連續(xù)的降噪處理。只要能夠采用初始時(shí)段的噪音特征參數(shù)作為降噪處理的初始降噪?yún)?shù)對(duì)初始時(shí)段進(jìn)行降噪處理即可。

本發(fā)明實(shí)施例提供的技術(shù)方案，可以使用在任何音頻采樣率的系統(tǒng)中。任何語音信號(hào)的處理以及視頻多媒體中含有的語音信號(hào)的處理，都是本發(fā)明的應(yīng)用范圍。

此外，本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，針對(duì)已經(jīng)保存的原始音頻信號(hào)進(jìn)行處理，可以理解，該保存的原始音頻信號(hào)可以是用戶在同一環(huán)境下連續(xù)錄制的一段音頻信號(hào)，也可以是在同一環(huán)境下斷續(xù)錄制的多段分別保存的音頻信號(hào)。對(duì)于多段原始音頻信號(hào)可以分別采用本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案進(jìn)行降噪處理。

實(shí)施例四

圖8為本發(fā)明實(shí)施例四提供的一種音頻信號(hào)的降噪處理裝置的結(jié)構(gòu)示意圖， 該裝置包括：原始信號(hào)獲取模塊810、噪音識(shí)別和降噪模塊820和有效信號(hào)保存模塊830。

其中，原始信號(hào)獲取模塊810，用于獲取通過攝錄裝置采集的原始音頻信號(hào)；噪音識(shí)別和降噪模塊820，獲取所述原始音頻信號(hào)中初始時(shí)段信號(hào)的噪音特征參數(shù)，并將所述噪音特征參數(shù)作為第一降噪處理算法的初始降噪?yún)?shù)，對(duì)所述初始時(shí)段信號(hào)進(jìn)行降噪處理，其中，所述初始時(shí)段的時(shí)間長(zhǎng)度優(yōu)選是等于或大于所述第一降噪處理算法的訓(xùn)練時(shí)段的時(shí)間長(zhǎng)度，優(yōu)選是，所述初始時(shí)段的時(shí)間長(zhǎng)度為預(yù)設(shè)值；有效信號(hào)保存模塊830，用于保存降噪處理后的有效音頻信號(hào)。

本發(fā)明實(shí)施例四所提供的技術(shù)方案，對(duì)原始音頻信號(hào)的初始時(shí)段信號(hào)，基于識(shí)別出的噪音特征參數(shù)作為降噪處理算法的初始降噪?yún)?shù)，進(jìn)行迭代降噪處理，能夠消除降噪處理過程中的訓(xùn)練時(shí)段，使整段原始音頻信號(hào)都得到較好的降噪處理效果，改善了用戶使用體驗(yàn)。

上述方案的基礎(chǔ)上，原始信號(hào)獲取模塊810具體可用于：

采用麥克風(fēng)采集獲取原始語音信號(hào)，作為原始音頻信號(hào)；或

采用攝像機(jī)采集獲取原始視頻信號(hào)，并提取所述原始視頻信號(hào)中的原始音頻信號(hào)。

此外，該裝置還包括：本地播放模塊840或遠(yuǎn)端傳輸模塊850。

其中，本地播放模塊840，用于在保存降噪處理后的有效音頻信號(hào)之后，將所述有效音頻信號(hào)通過本地播放設(shè)備進(jìn)行播放。遠(yuǎn)端傳輸模塊850，用于在保存降噪處理后的有效音頻信號(hào)之后，將所述有效音頻信號(hào)通過有線或無線通信網(wǎng)絡(luò)向遠(yuǎn)端播放設(shè)備，以進(jìn)行播放。

實(shí)施例五

圖9為本發(fā)明實(shí)施例五提供的一種音頻信號(hào)的降噪處理裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，本實(shí)施例以實(shí)施例四為基礎(chǔ)，提供了一種優(yōu)選實(shí)例。該裝置包括：原始信號(hào)獲取模塊810、噪音識(shí)別和降噪模塊820和有效信號(hào)保存模塊830。

其中，所述噪音識(shí)別和降噪模塊820具體包括噪音識(shí)別單元821和降噪單元822，其中，所述噪音識(shí)別單元821具體用于：采用第二降噪處理算法對(duì)所述原始音頻信號(hào)中初始時(shí)段信號(hào)進(jìn)行降噪訓(xùn)練；在訓(xùn)練收斂時(shí)獲取所述初始時(shí)段信號(hào)的噪音特征參數(shù)。

降噪單元822用于將所述噪音特征參數(shù)作為第一降噪處理算法的初始降噪?yún)?shù)，對(duì)所述初始時(shí)段信號(hào)進(jìn)行降噪處理。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述降噪單元822優(yōu)選具體用于：將所述噪音特征參數(shù)作為第一降噪處理算法的初始降噪?yún)?shù)，從所述原始音頻信號(hào)的頭部開始進(jìn)行降噪處理。從而通過連續(xù)對(duì)原始音頻信號(hào)進(jìn)行降噪處理來對(duì)初始時(shí)段信號(hào)進(jìn)行有效降噪處理。

所述第一降噪處理算法與所述第二降噪處理算法優(yōu)選是相同，以使基于第二降噪處理算法識(shí)別獲取的噪音特征參數(shù)更適用于對(duì)整段原始音頻信號(hào)進(jìn)行降噪處理。

本實(shí)施例的技術(shù)方案，額外對(duì)初始時(shí)段信號(hào)進(jìn)行降噪訓(xùn)練和循環(huán)迭代的預(yù)處理，能夠使整段原始音頻信號(hào)均得到有效的降噪處理，消除訓(xùn)練時(shí)段噪音信號(hào)的影響。

實(shí)施例六

圖10為本發(fā)明實(shí)施例六提供的一種音頻信號(hào)的降噪處理裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，本實(shí)施例以實(shí)施例四為基礎(chǔ)，提供了另一種優(yōu)選實(shí)例。該裝置包括：原始信號(hào)獲取模塊810、噪音識(shí)別和降噪模塊820和有效信號(hào)保存模塊830。

其中，所述噪音識(shí)別和降噪模塊820包括：初始信號(hào)獲取單元823、頭部復(fù)制疊加單元824、前置時(shí)段訓(xùn)練單元825、后續(xù)時(shí)段降噪單元826和前置時(shí)段截除單元827。

其中，初始信號(hào)獲取單元823，用于從所述原始音頻信號(hào)中獲取初始時(shí)段信號(hào)；頭部復(fù)制疊加單元824，用于將所述初始時(shí)段信號(hào)復(fù)制疊加至所述原始音頻信號(hào)的頭部之前，作為前置時(shí)段信號(hào)；前置時(shí)段訓(xùn)練單元825，用于采用所述第一降噪處理算法，從所述前置時(shí)段信號(hào)開始進(jìn)行降噪訓(xùn)練，從而獲取訓(xùn)練收斂后的所述噪音特征參數(shù)；后續(xù)時(shí)段降噪單元826，用于采用所述第一降噪處理算法，在訓(xùn)練收斂后繼續(xù)對(duì)所述前置時(shí)段信號(hào)和所述原始音頻信號(hào)的初始時(shí)段信號(hào)進(jìn)行降噪處理；前置時(shí)段截除單元827，用于從降噪處理后的音頻信號(hào)中截除所述前置時(shí)段信號(hào)。

本實(shí)施例提供的降噪處理裝置，可以連續(xù)執(zhí)行降噪處理過程，即可以沿用原有的降噪處理軟件或硬件，僅在降噪處理前執(zhí)行頭部疊加，在降噪處理后執(zhí)行頭部截除操作即可，因而能夠便捷地在已有軟硬件配置的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)實(shí)施。

本發(fā)明各實(shí)施例所提供的音頻信號(hào)的降噪處理裝置可執(zhí)行本發(fā)明任意實(shí)施例所提供的音頻信號(hào)的降噪處理方法，具備執(zhí)行方法相應(yīng)的功能模塊和有益效 果。

本發(fā)明實(shí)施例提供的音頻信號(hào)的降噪處理裝置，可作為降噪處理模塊，配置于有降噪處理需求的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)或其它處理系統(tǒng)中，典型的如智能電子設(shè)備。該裝置可以使用硬件，軟件或它們的組合來實(shí)現(xiàn)。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和其他處理系統(tǒng)有多種形式，包括無線移動(dòng)手機(jī)，便攜式音樂播放器，信息娛樂終端，平板電腦，筆記本電腦，臺(tái)式電腦等。

實(shí)施例七

圖11為本發(fā)明實(shí)施例七提供的一種實(shí)現(xiàn)音頻信號(hào)的降噪處理的電子設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖11所示，該電子設(shè)備1101包括處理器1102、存儲(chǔ)器1103、攝錄裝置1104和播放裝置1105，可以通過通信總線1106連接，進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。

該存儲(chǔ)器1103，最好是隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)，也包括硬盤驅(qū)動(dòng)器、或可移動(dòng)存儲(chǔ)驅(qū)動(dòng)器，代表磁盤或磁帶驅(qū)動(dòng)器，光盤驅(qū)動(dòng)器等。可移動(dòng)存儲(chǔ)驅(qū)動(dòng)以眾所周知的方式讀取或?qū)懭肟梢苿?dòng)存儲(chǔ)單元?？梢苿?dòng)存儲(chǔ)單元，代表磁性或光學(xué)媒體如磁盤或磁帶等，由可移動(dòng)存儲(chǔ)驅(qū)動(dòng)器來讀寫。非常清楚，可移動(dòng)存儲(chǔ)單元含有計(jì)算機(jī)可用的存儲(chǔ)介質(zhì)并儲(chǔ)存了計(jì)算機(jī)軟件和/或數(shù)據(jù)。

在其它實(shí)施例中，存儲(chǔ)器1103還可以包括其它類似的用于允許計(jì)算機(jī)程序或其它指令被加載到電子設(shè)備的裝置。這樣的裝置可以包括，例如可插拔存儲(chǔ)單元和接口。這樣的例子可以包括USB閃存盤和接口，程序盒和盒接口(如視頻游戲設(shè)備中可見的)，其他類型可插拔存儲(chǔ)器芯片和相應(yīng)的插座，如SD卡等，以及其它可移動(dòng)存儲(chǔ)單元和接口，允許軟件和數(shù)據(jù)從可移動(dòng)存儲(chǔ)單元傳送到電 子設(shè)備。

該攝錄裝置1104為諸如麥克風(fēng)等音視頻采集設(shè)備，用于采集獲取原始音頻信號(hào)。

該存儲(chǔ)器1103用于存儲(chǔ)計(jì)算機(jī)指令和音頻信號(hào)。

處理器1102，用于執(zhí)行存儲(chǔ)器1103中的計(jì)算機(jī)指令，以對(duì)存儲(chǔ)的原始音頻信號(hào)按照本發(fā)明任意實(shí)施例所提供的降噪處理方法進(jìn)行降噪處理，形成有效音頻信號(hào)，保存在存儲(chǔ)器1103中。

播放裝置1105，用于播放保存的有效音頻信號(hào)。

該電子設(shè)備1101還可以包括通信接口1107。通信接口1107允許軟件和數(shù)據(jù)在電子設(shè)備1101和外部設(shè)備之間進(jìn)行傳輸。通信接口1107的例子可以包括調(diào)制解調(diào)器，網(wǎng)絡(luò)接口(如以太網(wǎng)卡)，通信端口，PCMCIA插槽和卡等。通過通信接口1107傳輸?shù)能浖蛿?shù)據(jù)可以是電子、電磁、光學(xué)或其它信號(hào)并能夠被通信接口1107接收到。這些信號(hào)提供給通信接口，并可以使用電線或電纜、光纖、電話線、蜂窩電話連接、WiFi或移動(dòng)的RF連接、和其它通訊渠道承載信號(hào)，向外部設(shè)備傳輸。

本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種非暫態(tài)計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其包括具有儲(chǔ)存在其中的計(jì)算機(jī)程序邏輯的計(jì)算機(jī)可用介質(zhì)，所述計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品包括用于執(zhí)行本發(fā)明任意實(shí)施例所提供的音頻信號(hào)的降噪處理算法各步驟的指令。

本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種電子設(shè)備，包括攝錄裝置和播放裝置，還進(jìn)一步包括：本發(fā)明任意實(shí)施例所提供的音頻信號(hào)的降噪處理裝置。

注意，上述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例及所運(yùn)用技術(shù)原理。本領(lǐng)域技術(shù)人員會(huì)理解，本發(fā)明不限于這里所述的特定實(shí)施例，對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來說能夠進(jìn)行各種明顯的變化、重新調(diào)整和替代而不會(huì)脫離本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，雖然通過以上實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了較為詳細(xì)的說明，但是本發(fā)明不僅僅限于以上實(shí)施例，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的情況下，還可以包括更多其他等效實(shí)施例，而本發(fā)明的范圍由所附的權(quán)利要求范圍決定。