[發明專利]低復雜度的降噪方法

無效

• 申請號: 200710097976.5
• 申請日: 2007-04-25
• 公開（公告）號: CN101083640A
• 公開（公告）日: 2007-12-05
• 發明（設計）人: 卡姆蘭·拉赫巴爾
• 申請（專利權）人: 扎爾林克半導體股份有限公司
• 主分類號: H04L25/03
• 分類號: H04L25/03;G10L21/02
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司
• 代理人: 楊生平;楊紅梅

技術領域

本發明涉及語音通信系統領域，更具體地是涉及在含噪語音信號的所述系統中降噪的方法，所述含噪語音信號具有中等到很低的信噪比。

背景技術

在免提語音通信中，說話者通常位于離麥克風較遠的位置，并且由于語音強度隨著與麥克風的距離的增加而減弱，所以，甚至很小的背景噪聲會對所感知的語音質量產生嚴重的影響。在車輛環境中，背景噪聲主要是來自于風和道路的噪聲，并且比語音信號本身處于高得多的級別。在此情況下，語音信號很不清晰，所以降噪功能對于改進語音清晰度至關重要。

圖1表示了降噪算法的典型應用。在此例子中，降噪和聲學回波消除器相結合以去除來自于近端說話者的語音信號的噪聲和回波。

用于單通道降噪的最普遍方法是基于頻域信號處理。圖2表示了單通道頻域降噪的一般框架。如圖所示，噪聲語音信號首先被轉換到頻域。接著，在每個單獨的頻率元(frequency?bin)計算輸入信號的功率。基于所計算的功率，只有語音和只有噪聲信號的功率被估計。這兩個新估計功率然后被用來計算降噪濾波器系數。這些頻域濾波器系數然后被應用于噪聲語音信號的頻譜。在最后階段，上述頻譜濾波輸出被轉換到時域以再現純凈的語音信號。

譜相減降噪是一種簡單并公知的遵循上述原理的方法。參見J?SF.Bo11：“Suppression?of?Acoustic?Noise?in?Speech?Using?Spectral?Subtraction”，IEEE?Trans?on?Acous.Speech?and?Sig.Proc.，27，1979.pp.113-120.在該方法中，頻域濾波器系數由下式計算得出：

F ( k , m ) = max ( | X ( k , m ) | 2 - R n ( k , m ) , 0 ) | X ( k , m ) | 2 ]]>

其中，F(k，m)代表頻率k和時間m處的濾波器增益，X(k，m)為噪聲語音信號的頻譜，并且R_n(k，m)為時間m和頻率k處的估計噪聲功率.

譜相減盡管是一種簡單的方法，但是該方法的缺點是輸出信號處存在令人討厭的假象，稱作音樂噪聲。該音樂噪聲是由任意間隔的譜峰引起的，所述譜峰往來于每個數據幀并發生在任意頻率處。

幾種降低音樂噪聲假象的方法已被提出，所述方法的代價是引入了語音失真.Y.Ephraim和D.Malah，“Speech?enhancement?using?a?minimum?mean-square?error?short-time?spectral?amplitude?estimator.”IEEE?Trans.Acoust.，Speech，Signal?Processing，vol，ASSP-32，pp1109-1121，1984提出的最小均方誤差短時譜估計器是一種已知的降噪方法，該方法沒有音樂噪聲假象，但是實現起來計算量很大，并且輸出語音的降噪和失真之間的折中性較差。