[發(fā)明專利]基于噪聲估計(jì)的去噪方法和裝置

有效

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• 申請日: 2012-07-30
• 公開（公告）號: CN103578477B
• 公開（公告）日: 2017-04-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張剛;王進(jìn)軍;孫燾;薛濤;劉冬梅
• 申請（專利權(quán)）人: 中興通訊股份有限公司
• 主分類號: G10L21/0216
• 分類號: G10L21/0216
• 代理公司: 北京安信方達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司11262
• 代理人: 田紅娟,龍洪

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及通信領(lǐng)域，尤其是一種基于噪聲估計(jì)的去噪方法和裝置。

背景技術(shù)

在現(xiàn)實(shí)生活中，語音或者信號往往受到背景噪聲的干擾，尤其是一些公共場合如車站、廣場、街道等。這些非平穩(wěn)的強(qiáng)噪聲對通話質(zhì)量和語音清晰度有很大影響，而傳統(tǒng)的語音增強(qiáng)算法通常只針對平穩(wěn)的或者變化很慢的噪聲具有較好的效果，并且在抑制噪聲的同時損失了語音的清晰度。因此，我們需要找到一種能夠快速準(zhǔn)確跟蹤非平穩(wěn)噪聲的方法。

為了加強(qiáng)對背景噪聲的跟蹤和估計(jì)，現(xiàn)有技術(shù)有如下幾種方法：

第一種，使用傳統(tǒng)濾波器對語音信號去噪處理。包括維納濾波器、自適應(yīng)濾波器等，采用最小均方誤差作為最佳濾波器準(zhǔn)則。這種方法主要針對平穩(wěn)噪聲信號。

第二種，變換域去噪法。將語音信號變換到變換域進(jìn)行處理，典型的有頻域、小波域等。在小波去噪中主要在小波域設(shè)定閾值處理。

第三種，基于語音活動檢測的方法，研究人員發(fā)現(xiàn)一段語音的最開始階段是完全由背景噪聲組成的，可以用這一段信號作為噪聲的估計(jì)樣本，并且通過語音活動檢測，提取出語音間隔處的信號進(jìn)行噪聲樣本更新。但是這同樣是一種粗略的提取，只能跟蹤變化緩慢的噪聲信號。

這些方法雖然對平穩(wěn)噪聲有較好的處理效果，但是不能處理時刻變化的非平穩(wěn)噪聲，容易產(chǎn)生語音失真。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種基于噪聲估計(jì)的去噪方法和裝置，以解決非平穩(wěn)噪聲去噪處理后容易產(chǎn)生語音失真的問題。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種基于噪聲估計(jì)的去噪方法，該方法包括：

噪聲樣本更新步驟，檢測待處理信號的語音起始點(diǎn)，更新所述語音起始點(diǎn)前的M幀信號為噪聲樣本的噪聲信號，該語音起始點(diǎn)后的信號稱為帶噪語音信號；

去噪處理步驟，根據(jù)所述噪聲樣本對待處理的L幀帶噪語音信號進(jìn)行去噪處理；

判斷步驟，判斷后續(xù)待處理的N幀信號的幅度是否都小于預(yù)設(shè)門限，若小于，則轉(zhuǎn)執(zhí)行所述噪聲樣本更新步驟，否則轉(zhuǎn)執(zhí)行所述去噪處理步驟。

進(jìn)一步地，所述去噪處理步驟中針對每幀待處理的帶噪語音信號的處理包括：

信噪比計(jì)算子步驟，計(jì)算所述待處理的帶噪語音信號的信噪比；

去噪處理選擇子步驟，判斷該信噪比是否大于預(yù)設(shè)第一閾值，若是，則對該幀帶噪語音信號執(zhí)行時域閾值去噪處理，否則執(zhí)行小波去噪處理步驟；

小波去噪處理子步驟，根據(jù)所述噪聲樣本對該幀待處理的帶噪語音信號執(zhí)行小波去噪處理。

具體地，所述小波去噪處理包括以下步驟：

小波分解子步驟，對所述噪聲樣本的噪聲信號和待處理的帶噪語音信號進(jìn)行小波分解；

信噪比計(jì)算子步驟，計(jì)算各小波尺度的信噪比；

去噪算法選擇子步驟，判斷各小波尺度的信噪比是否大于預(yù)設(shè)第二閾值，若大于則選擇自動增益算法，否則選擇μ律閾值算法；

去噪及重構(gòu)子步驟，根據(jù)選擇的去噪算法對各尺度信號進(jìn)行去噪處理并進(jìn)行小波重構(gòu)。

優(yōu)選地，所述自動增益算法的自動增益系數(shù)是根據(jù)帶噪語音信號幀的頻帶能量和信噪比確定的。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明還提供了一種基于噪聲估計(jì)的去噪裝置，該裝置包括：

噪聲樣本更新單元，用于檢測待處理信號的語音起始點(diǎn)，并更新所述語音起始點(diǎn)前的M幀信號為噪聲樣本的噪聲信號，該語音起始點(diǎn)后的信號稱為帶噪語音信號；

去噪處理單元，用于根據(jù)所述噪聲樣本對待處理的L幀帶噪語音信號進(jìn)行去噪處理；

判斷單元，在所述去噪處理模塊每處理L幀帶噪語音信號后，用于判斷后續(xù)待處理的N幀信號的幅度是否都小于預(yù)設(shè)門限，若判斷小于，則通知所述噪聲樣本更新單元進(jìn)行噪聲樣本更新，否則通知所述去噪處理單元對后續(xù)待處理的L幀帶噪語音信號進(jìn)行去噪處理。

本發(fā)明方法和裝置每隔L幀重新采集噪聲信號更新噪聲樣本，從而更好的跟蹤非平穩(wěn)的噪聲信號，本發(fā)明還采用噪聲估計(jì)算法對后面的帶噪語音信號進(jìn)行噪聲估計(jì)，并根據(jù)估計(jì)的噪聲大小選擇不同的處理方案。對非平穩(wěn)噪聲的處理可以達(dá)到較好的處理效果，尤其非平穩(wěn)噪聲下的單麥克手機(jī)語音可以達(dá)到很好的增強(qiáng)作用，實(shí)現(xiàn)對公共場所的非平穩(wěn)噪聲進(jìn)行跟蹤和精確處理，并盡量減小語音信號清晰度的損失。

附圖說明

圖1是本發(fā)明基于噪聲估計(jì)的去噪方法的示意圖；

圖2是圖1中步驟102去噪處理的流程示意圖；

圖3是圖2中步驟204小波去噪處理的流程示意圖；

圖4是本發(fā)明基于噪聲估計(jì)的去噪方法實(shí)施例的完整示意圖；