[發明專利]語音增強方法及應用該方法的裝置

有效

• 申請號: 201010224307.1
• 申請日: 2010-07-09
• 公開（公告）號: CN101976566A
• 公開（公告）日: 2011-02-16
• 發明（設計）人: 葉利劍
• 申請（專利權）人: 瑞聲聲學科技(深圳)有限公司;瑞聲光電科技(常州)有限公司
• 主分類號: G10L21/02
• 分類號: G10L21/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

【技術領域】

本發明涉及一種語音增強方法。

【背景技術】

由于大量環境噪聲的存在，手機等通訊設備的麥克風采集到的語音信號普遍信噪比不夠高，特別是在街道汽車等高噪聲環境中，需要提高音量才能使對方聽清。所以需要通過語音增強的方法來提升輸入語音的信噪比，改善通訊質量。然而相關技術的譜減法語音增強方法降噪效果有限，并且會對語音造成較大失真。

因此，有必要研究一種新的語音增強的方法，以達到良好的降噪效果。

【發明內容】

本發明需解決的技術問題是提供一種降噪效果好的語音增強方法。

根據上述的技術問題，設計了一種語音增強的方法，其包括以下步驟：

一種語音增強的方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

步驟(1)將聲音采集裝置采集到的帶噪語音信號用芯片進行分幀、預加重處理、再經過短時傅里葉變換到頻域得到頻域信號；

步驟(2)將頻域信號劃分為若干頻帶，計算各個頻帶的能量；

步驟(3)根據各個頻帶的能量利用計算器計算各個頻帶的后驗信噪比，再根據各頻帶的能量和后驗信噪比利用計算器計算各個頻帶的先驗信噪比估計值；

步驟(4)利用修正器對各個頻帶的先驗信噪比估計值進行修正，得到各個頻帶的先驗信噪比修正值；

步驟(5)根據當前幀先驗信噪比修正值，利用判斷器判斷當前幀是否為純噪音并記錄判斷結果，如果當前幀是純噪音且該當前幀的前若干幀均為純噪音，執行步驟6，反之執行步驟7；

步驟(6)首先，根據各個頻帶的先驗信噪比修正值利用計算器計算各個頻帶的衰減增益；其次，利用調整器對增益系數進行調整得到衰減增益調整值；再次，利用乘法器將頻域信號與衰減增益調整值相乘，得到處理后的頻域信號；

步驟(7)增強語音信號，其包括如下步驟：

步驟001：利用計算器計算LPC參數、增益因子和信號功率譜；其次，構造因果維納濾波器，再利用乘法器將頻域信號與因果維納濾波器相乘，得到當前幀處理后的語音信號和后一幀處理后的語音信號；

步驟002：利用比較器比較當前幀處理后的語音信號和后一幀處理后的語音信號是否小于某一閾值，如果小于，得到處理后的頻域信號；如果不小于，重復步驟001和步驟002；

步驟(8)對各頻帶的噪音能量進行更新，得到更新后的噪音能量做為下一幀計算后驗信噪比的基礎；

步驟(9)將處理后的頻域信號變換到時間域，進行去加重處理并得到輸出信號。

優選的，所述判斷器采用先驗信噪比的語音激活檢測方法判斷純噪音。

優選的，所述該裝置包括聲音采集裝置和集成如權利要求1所述語音增強的方法的芯片。

與相關技術比較，本發明實時語音增強的方法在改進的譜減算法基礎上，采用了基于語音生成模型的增強算法，抑制各種類型的背景噪聲，提高語音清晰度。本發明的語音增強的方法，大大提高了對殘余噪聲的衰減，保證了語音可懂度。

【附圖說明】

圖1為本發明語音增強方法的流程示意圖。

圖2為本發明語音增強方法步驟(6)的示意圖。

圖3為本發明語音增強方法步驟(7)的示意圖。

圖4為本發明語音增強方法中非線性計權曲線。

【具體實施方式】

下面結合附圖和實施方式對本發明作進一步說明。

本發明的主要思想是，通過將一種語音增強方法集成在專用的芯片中，并通過該芯片與相應的聲音采集裝置的接口數據傳輸，形成一個語音增強裝置。帶噪語音信號通過聲音采集裝置采集，再經過由芯片處理，得到信噪比增強后的信號，輸出供次級使用。

本發明提供的語音增強裝置包括：聲音采集裝置、集成本發明語音增強方法的芯片，所述芯片集成在該聲音采集裝置內。

如圖1、圖2和圖3所示，本發明語音增強方法，其包括以下步驟：

步驟(1)將聲音采集裝置采集到的帶噪語音信號用芯片進行分幀、預加重處理、再經過短時傅里葉變換到頻域得到頻域信號；

步驟(2)將頻域信號劃分為若干頻帶，計算各個頻帶的能量；

步驟(3)根據各個頻帶的能量利用計算器計算各個頻帶的后驗信噪比，再根據各頻帶的能量和后驗信噪比利用計算器計算各個頻帶的先驗信噪比估計值；

步驟(4)利用修正器對各個頻帶的先驗信噪比估計值進行修正，得到各個頻帶的先驗信噪比修正值；

步驟(5)根據當前幀先驗信噪比修正值，利用判斷器判斷當前幀是否為純噪音并記錄判斷結果，如果當前幀是純噪音且該當前幀的前若干幀均為純噪音，執行步驟6，反之執行步驟7；