[發明專利]基于Kalman的先驗信噪比估計方法、裝置及噪聲抑制方法

有效

• 申請號: 201110457251.9
• 申請日: 2011-12-30
• 公開（公告）號: CN103187068A
• 公開（公告）日: 2013-07-03
• 發明（設計）人: 謝單輝;王彥;王威;許云峰
• 申請（專利權）人: 聯芯科技有限公司
• 主分類號: G10L21/0216
• 分類號: G10L21/0216
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所(普通合伙) 31237
• 代理人: 石湘波

技術領域

本發明涉及通信技術領域，特別涉及一種基于Kalman濾波器的先驗信噪比估計方法、裝置及噪聲抑制方法。

背景技術

語音信號是人類傳播信息和感情交流的重要媒體，但在語音通信過程中不可避免地受到來自周圍環境、乃至其它講話者的干擾，這些干擾最終使接收到的語音信號并非純凈的原始語音信號，而是受噪聲污染的帶噪語音信號。在語音通信過程中，噪聲是使通信變的困難的主要原因。

噪聲抑制(NS)技術可以幫助減小噪聲的不利影響。它的目標是增加信噪比(SNR)并因此增加語音的可懂性，降低聽者的努力度，改善聲學環境的感知品質。

在現有的噪聲抑制技術實現方案中，主要有多麥克(Multi-Mic)噪聲抑制算法和單麥克(Single-Mic)噪聲抑制算法。多麥克噪聲抑制技術通常采用一對麥克作為硬件結構，噪聲抑制算法是麥克陣列算法，這種算法可以顯著改善語音的可懂性，提供通話的質量。但是，算法的效果與兩麥克之間的距離及方向角有很大關系，而且算法在面對多種噪聲源和回響層次時魯棒性較差。相較多麥克噪聲抑制技術，單麥克噪聲抑制技術對硬件的限制小，并且噪聲抑制算法能很好的適應多種噪聲源和回響層次，所以在移動通信終端系統，比較理想的噪聲抑制技術是單麥克噪聲抑制技術。

請參考圖1，其為現有的單麥克噪聲抑制方法的流程示意圖。如圖1所示，對于接收到的帶噪語音信號需要進行如下多步處理：

首先，對接收的帶噪語音信號進行傅里葉變換，以得到頻域信號；

然后，進行噪聲估計；

接著，根據噪聲估計得到的結果進行后驗信噪比估計；

根據噪聲估計、后驗信噪比估計的結果以及前一幀的語音信號進行先驗信噪比估計；

接著，獲取衰減因子，通常采用MMSE/log-MMSE方法計算該衰減因子；

最后，綜合上述處理結果，得到純凈語音信號，具體的，從帶噪語音信號中去除噪聲，并進行傅里葉逆變換，得到時域的純凈語音信號。

衰減因子G一般是先驗信噪比ξ和后驗信噪比γ的函數。其中先驗信噪比ξ是控制衰減因子G大小的主要參數。后驗信噪比γ僅在先驗信噪比ξ小的時候起作用。

先驗信噪比ξ和后驗信噪比γ的定義如下：

ξm,k=λS,m,kλN,m,k,]]>γm,k=|Ym,k|2λN,m,k---(1)]]>

ξ_m，k表示第m幀的第k個頻點的先驗信噪比，γ_m，k表示第m幀的第k個頻點的后驗信噪比，γ_S，m，k表示第m幀的第k個頻點中的語音信號的方差，γ_N，m，k表示第m幀的第k個頻點中的噪聲信號的方差，Y_m，k表示第m幀的第k個頻點的帶噪信號的頻譜。