[發明專利]一種數字音頻系統的語音信號檢測方法

有效

• 申請號: 201510565648.8
• 申請日: 2015-09-08
• 公開（公告）號: CN105261376A
• 公開（公告）日: 2016-01-20
• 發明（設計）人: 李帥;余方桃;湯遠峰;王德勇;姜黎;向平
• 申請（專利權）人: 湖南國科微電子股份有限公司
• 主分類號: G10L25/78
• 分類號: G10L25/78
• 代理公司: 長沙正奇專利事務所有限責任公司 43113
• 代理人: 盧宏;王娟

技術領域

本發明涉及數字音頻系統信號檢測，特別是一種語音信號檢測方法。

背景技術

數字音頻系統中，語音信號的處理是基于激活檢測的，需區分出語音信號與噪聲。

目前的檢測方法主要利用語音信號的統計特性，如幅度、能量、過零率、準周期性、頻率特性、相關性等，根據最大似然準則進行判定。這些方法均是通過提取可區分語音與噪聲的特征參數或對其變換，得到明顯的差異結果，從而找出兩者的分界點。

高信噪比下語音信號的能量總是大于背景噪聲，能量檢測法有較好的檢測性能。但性噪比惡化時會將噪聲判為信號，存在很大的誤檢概率。

語音信號具有短時連續性、短時強相關性，而噪聲是隨機分布的，因而利用過零率的顯著差異可以進行語音信號的檢測。由于受到混合語音的影響，特別是清音的過零率與噪聲相當，因此某些語音環境下過零率法的正確檢測概率較低。

語音信號檢測中，基于幅度、能量、過零率的方法實現簡單，但其檢測性能不佳，基于準周期性、相關特性、頻率特性的方法雖然可以取得很好的檢測性能，但運算量很大，對硬件要求也較高。現有檢測方法往往基于二元判決準則，僅僅通過一個閾值變量來判決區分，單判決門限的設置最為重要，判決結果不是語音信號就是噪聲，虛警和漏報概率較高。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是，針對現有技術不足，提供一種數字音頻系統的語音信號檢測方法。

為解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是：一種數字音頻系統的語音信號檢測方法，該方法主要實現過程為：從每幀數字音頻信號中得到一個樣本絕對值均值，通過多幀數字音頻信號的多個樣本絕對值均值計算所有數字音頻信號的平均絕對偏差；若在設置的噪聲檢測時間內，該平均絕對偏差一直小于預設噪聲門限，則將所檢測的數字音頻信號判為噪聲；若在設置的語音信號檢測時間內，該平均絕對偏差一直大于噪聲門限，則將所檢測的數字音頻信號判為語音信號；其它情況下，則為中間態。

與現有技術相比，本發明所具有的有益效果為：本發明利用語音信號與噪聲在能量、平穩特性方面的顯著差異，將平均絕對偏差作為檢測判決度量標準，區分噪聲與語音信號，既降低了計算復雜度、降低了實現時對硬件的要求，又可保證良好的檢測性能；本發明可根據不同應用環境需求，靈活配置語音信號檢測幀數、噪聲檢測幀數，并將檢測結果分為三態，提高了正確檢測的概率。

附圖說明

圖1是本發明語音信號檢測方法流程圖。

具體實施方式

如圖1，本發明實現過程具體包括以下步驟：

1)計算第n幀數字音頻信號的絕對值均值X[n]；

2)利用N幀數字音頻信號的絕對值均值，計算平均絕對偏差值其中n＝1,2,...,N，Σ表示求和，為X[1]～X[N]的均值；為了進一步提高檢測準確的，本發明中設定N的取值與數字音頻信號的采樣率相關，采樣率為176.4K時N取16；或者采樣率為96K和88.2K時N取8；或者采樣率為48K和32K時N取4；

3)將第n幀數字音頻信號的平均絕對偏差值d[n]與預設噪聲門限Th比較，數字音頻系統無輸入信號時的實測平均絕對偏差值可作為預設噪聲門限；當d[n]大于或等于Th，噪聲幀計算器noisecnt＝0，語音信號幀計數器signalcnt＝signalcnt+1；否則，噪聲幀計算器noisecnt＝noisecnt+1，語音信號幀計數器signalcnt＝0；

4)若噪聲幀計數器noisecnt小于預設的噪聲檢測幀數，且語音信號幀計數器signalcnt小于預設的語音信號檢測幀數，則第n幀數字音頻信號的檢測結果為中間態；若語音信號幀計數器signalcnt大于或等于預設的語音信號檢測幀數(對應語音信號檢測時間)，則第n幀信號為語音信號，signalcnt重置為0；若噪聲幀計數器noisecnt大于或等于預設的噪聲檢測幀數(對應噪聲檢測時間)，則該第n幀信號為噪聲，noisecnt重置為0；這里，當為中間態時，第n幀數字音頻信號的檢測結果與上一幀數字音頻信號的檢測結果相同；

5)保存signalcnt、noisecnt、第n幀數字音頻信號的檢測結果，返回步驟1)繼續檢測待檢測的數字音頻信號。

本發明中，語音信號檢測幀數＝信號檢測時間×采樣率/1000/幀長；噪聲檢測幀數＝噪聲檢測時間×采樣率/1000/幀長。信號檢測時間、噪聲檢測時間可以根據應用環境需求靈活設置。信號檢測時間單位為秒，采樣率單位為1/秒。

家庭應用場景下，本發明方法的參數可以設置為：