[發(fā)明專利]一種基于MMSE的歌曲去伴奏方法和裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410331430.1
• 申請日: 2014-07-11
• 公開（公告）號: CN104134444B
• 公開（公告）日: 2017-03-15
• 發(fā)明（設計）人: 王子亮
• 申請（專利權）人: 福建星網視易信息系統(tǒng)有限公司
• 主分類號: G10L21/0272
• 分類號: G10L21/0272;G10L21/0216;G10L21/0316;G10L25/45
• 代理公司: 福州市景弘專利代理事務所(普通合伙)35219
• 代理人: 林祥翔,呂元輝

1.一種基于MMSE的歌曲去伴奏的方法，包括步驟：

輸入歌曲音頻信號和與其對應的伴奏音頻信號，所述伴奏音頻信號與歌曲音頻信號存在時間同步關系；

分別將歌曲音頻信號和伴奏音頻信號由時域信號變換為頻域信號；

對伴奏音頻信號的幅度譜進行增強處理；

根據增強處理后的伴奏音頻信號的幅度譜，對歌曲音頻信號的頻譜進行最小均方誤差估計獲得譜增益系數(shù)；

根據所述譜增益系數(shù)以及歌曲音頻信號的頻譜得到去伴奏音頻信號的頻譜；

將去伴奏音頻信號的頻譜逆變換為時域信號。

2.如權利要求1所述的基于MMSE的歌曲去伴奏的方法中，其特征在于：在步驟“分別將歌曲音頻信號和伴奏音頻信號由時域信號變換為頻域信號”之前還包括步驟：對歌曲音頻信號和伴奏音頻信號進行歸一化處理，再將歌曲音頻信號和伴奏音頻信號分別劃分為若干幀，每幀包括預設數(shù)量的聲音采樣點，并且相鄰幀之間有預設數(shù)量的重合采樣點。

3.如權利要求2所述的基于MMSE的歌曲去伴奏的方法中，其特征在于：在步驟“將經歸一化處理的歌曲音頻信號和伴奏音頻信號分別劃分為若干幀”后還包括步驟：

對每幀進行加漢寧窗濾波處理。

4.如權利要求1所述的基于MMSE的歌曲去伴奏的方法中，其特征在于：步驟“對伴奏音頻信號的幅度譜進行增強處理”具體包括：

遍歷伴奏音頻信號的幅度譜的所有幀以及幀內的所有頻點，找出當前幀、當前幀的前m個幀、當前幀的后m幀共2m+1幀中對應頻點的最大幅度值，將該最大值作為當前幀對應頻點的新值，其中m為預設的正整數(shù)。

5.如權利要求1或4所述的基于MMSE的歌曲去伴奏的方法中，其特征在于：步驟“根據增強處理后的伴奏音頻信號的幅度譜，對歌曲音頻信號的頻譜進行最小均方誤差估計獲得譜增益系數(shù)”具體包括步驟：

遍歷歌曲音頻信號的頻譜與經增強處理的伴奏音頻信號的幅度譜的所有幀；

計算歌曲音頻信號當前幀的能量譜power(i),i＝0,1,2...FN/2，其中FN表示FFT變換的點數(shù)，公式為：

power(i)＝S_n(i)^2，其中s_n(i)表示歌曲音頻信號的幅度譜；

計算經增強處理的伴奏音頻信號幅度譜的對應幀的估計能量譜noise(i),i＝0,1,2...FN/2，公式為：

noise(i)＝b*M_n(i)^2，其中M_n(i)表示伴奏音頻信號的幅度譜；

計算去伴奏音頻信號對應幀的估計能量譜，公式為：

signal(i)＝(1-beta)*sig1(i)+beta*sig2(i),i＝0,1,2...FN/2；

其中，sig1(i)＝max(0,power(i)-noise(i))，sig2(i)表示上一幀去伴奏音頻信號的能量譜，beta為常數(shù)，且0<beta<1；

根據signal(i)、noise(i)和power(i)計算先驗信噪比epsi(i)和后驗信噪比g(i)，公式分別為：

epsi(i)＝signal(i)/noise(i)；以及

g(i)＝power(i)/noise(i)；

根據epsi(i)和g(i)計算譜增益系數(shù)F(i)，公式為：

F(i)＝gamma(1.5)*sqrt(v(i))/g(i)*exp(-v(i)/2)*((1+v(i))*besseli(0,v(i)/2)+v(i)*besseli(1,v(i)/2))；其中，v(i)＝epsi(i)/(1+epsi(i))*g(i),i＝0,1,2…FN/2；

Gamma表示伽馬函數(shù)；besseli表示貝葉斯函數(shù)；

對譜增益系數(shù)F(i)作修正處理，公式為：F(i)＝min(F(i),1)。

6.如權利要求1所述的基于MMSE的歌曲去伴奏的方法中，其特征在于：步驟“根據所述譜增益系數(shù)以及歌曲音頻信號的頻譜得到去伴奏音頻信號的頻譜”具體為：

根據歌曲音頻信號當前幀的頻譜Y(i)和經修正處理的譜增益系數(shù)F(i)確定去伴奏音頻信號的頻譜；公式為：

X(i)＝F(i)*Y(i)，i＝0,1,2...FN/2，其中Y表示歌曲音頻信號的當前幀的頻譜。