[發明專利]基于語音通信的干擾噪聲去除方法和系統

有效

• 申請號: 201180049940.4
• 申請日: 2011-10-18
• 公開（公告）號: CN103201793A
• 公開（公告）日: 2013-07-10
• 發明（設計）人: 樸圣水;鄭盛日;河東庚;宋在勛
• 申請（專利權）人: SK電信有限公司;傳索諾公司
• 主分類號: G10L21/0208
• 分類號: G10L21/0208
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 呂俊剛;劉久亮

技術領域

本公開涉及噪聲去除方法，并且更具體地涉及基于語音通信的去除噪聲的系統和方法以及噪聲去除裝置和操作該噪聲去除裝置的方法，該系統和方法針對已經經過譜減法（SS：Spectral?Subtraction）的信號執行與成束的信號（tying?signal）對應的聚類以在譜圖中的頻率軸上從語音通信去除噪聲，并基于聚類通過屬于語音和音樂噪聲的特性僅提取音樂噪聲。

背景技術

在實際生活中，背景噪聲污染純語音并使諸如移動電話、語音識別、語音編碼、講話者識別等的語音通信系統的性能劣化。因此，對聲音質量進行改善以降低噪聲效果并增強系統性能的研究已開展了很長時間，并且其重要性當前受到很多的關注。

同時，由于成本低并且容易實現，在各種聲音質量改善方法中，譜減法（SS）是在單通道中廣泛使用的典型方法。但是，譜減法具有的一個主要缺點在于，在由譜減法所改善的語音中殘留了與新的人為聲音（artifact?sound）對應的音樂噪聲。

音樂噪聲指的是通過將估計的噪聲評價為低于原始噪聲而生成的隨機頻率分量，并還指的是由于殘留在聲譜圖中的時間軸和頻率軸上的音樂噪聲不連續地分布而在感覺上騷擾收聽者的音調。

就此而論，為了抑制殘留的音樂噪聲，已經提出了基于增益函數的譜減法。

例如，存在“維納濾波”、“具有過減因子和譜基底的非線性譜減法”、“最小均方誤差短時間譜振幅估計或對數譜振幅”、“基于人類聽覺系統的屏蔽特性的過減法”、和“軟決策估計、最大似然法、信號子空間”。但是，已知多數提出的方法無法有效地在具有低的信噪比（SNR）的噪聲環境中改善聲音質量。

換言之，通過所提出的常規方法改善的語音具有以下問題。即，當使用估計為大于實際噪聲的噪聲以及過估計的增益函數時，殘留的音樂噪聲和發散度降低，但是語音失真增加。相反，當使用估計為低于實際噪聲的噪聲以及欠估計的增益函數時，語音失真降低，但是殘留的音樂噪聲和發散度增加。

發明內容

技術問題

做出本公開以解決上面的問題，并且本發明的一種實施方式是通過提供基于語音通信的噪聲去除系統和方法通過屬于語音和音樂噪聲的特性來僅提取音樂噪聲，該系統和方法為：借助譜減法裝置基于增益函數對語音信號執行譜減法（SS）；針對已經執行了譜減法的語音信號執行在譜圖的頻率軸上連續的信號的聚類以指定一個或更多個群，并通過確定指定的群中的每一個群在頻率軸和時間軸上的連續性來提取音樂噪聲，以使用噪聲去除裝置來提取音樂噪聲。

本發明的另一實施方式是通過提供噪聲去除裝置和方法并通過屬于語音和音樂噪聲的特性來僅提取音樂噪聲，該系統和方法為：針對已經執行了譜減法的語音信號執行在譜圖的頻率軸上的信號的聚類以指定一個或更多個群；通過確定在頻率軸上的指定的群中的每一個群的連續性來提取與音樂噪聲相對應的群；以及針對其余的群中的每一個群，基于在時間軸上交疊的群之間的相似性來提取與音樂噪聲相對應的群。

技術方案

根據本發明的實施方式，提供了一種基于語音通信的噪聲去除系統。該系統包括：譜減法裝置，其配置為基于增益函數針對語音信號執行譜減法（SS）；以及噪聲去除裝置，其配置為針對已經執行了譜減法的語音信號執行在譜圖的頻率軸上連續的信號的聚類以指定一個或更多個群，并且所述噪聲去除裝置配置為確定所指定的各個群在頻率軸和時間軸上的連續性以提取音樂噪聲。

噪聲去除裝置可以將所指定的各個群在頻率軸上的連續長度與閾值進行比較以提取與音樂噪聲相對應的群，并針對其余的群中的每一個群基于在時間軸上交疊的群之間的相似性來提取與音樂噪聲相對應的群。

根據本發明的另一實施方式，提供了一種噪聲去除裝置。該裝置包括：聚類單元，其配置為針對其中已經執行了基于增益函數的譜減法的語音信號執行在譜圖的頻率軸上的信號的聚類以指定一個或更多個群；第一提取器，其配置為確定所指定的群中的每一個群在頻率軸上的連續性以提取與音樂噪聲相對應的群；以及第二提取器，其配置為針對其余的群中的每一個群基于在時間軸上交疊的群之間的相似性來提取與音樂噪聲相對應的群。

聚類單元可以通過在譜圖的頻率軸上連續的信號之間執行聚類來指定一個或更多個群。

聚類單元可以去除在譜圖上除所指定的群中的每一個群以外的殘留信號。

第一提取器可以通過將在頻率軸上的所指定的群中的每一個群的連續長度與閾值進行比較來提取與音樂噪聲相對應的群。