[發(fā)明專利]具有降噪模塊的數(shù)字信號(hào)監(jiān)測(cè)設(shè)備

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810069727.3
• 申請(qǐng)日: 2018-01-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108133711B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-05-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊曉瑩;吳偉杰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 成都創(chuàng)信特電子技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): G10L21/02
• 分類號(hào): G10L21/02;G10L21/0208;G10L21/0216
• 代理公司: 北京天奇智新知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11340
• 代理人: 楊春

本發(fā)明提供了一種具有降噪模塊的數(shù)字信號(hào)監(jiān)測(cè)設(shè)備，包括：語(yǔ)音信號(hào)接收模塊，用于接收語(yǔ)音信號(hào)，所述語(yǔ)音信號(hào)具有靜默信號(hào)，即只有噪聲的信號(hào)；數(shù)字信號(hào)分析模塊，用于根據(jù)數(shù)字信號(hào)分析方式在多個(gè)不同的時(shí)間段進(jìn)行信號(hào)譜分析；降噪模塊，用于根據(jù)所述譜分析得到的增益函數(shù)對(duì)語(yǔ)音信號(hào)降噪。本監(jiān)測(cè)設(shè)備適用于語(yǔ)音中語(yǔ)句之間間隔時(shí)間段較多的語(yǔ)音降噪處理，實(shí)現(xiàn)了對(duì)語(yǔ)音信號(hào)噪音的穩(wěn)定降噪處理，特別是對(duì)連續(xù)語(yǔ)句中詞語(yǔ)之間或詞語(yǔ)內(nèi)各個(gè)單詞的發(fā)音存在空白的語(yǔ)音的穩(wěn)定的、高信噪比的降噪處理。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于語(yǔ)音信號(hào)處理領(lǐng)域，具體涉及一種具有降噪模塊的數(shù)字信號(hào)監(jiān)測(cè)設(shè)備。

背景技術(shù)

語(yǔ)音信號(hào)處理被廣泛的應(yīng)用在波達(dá)方向估計(jì)、聲源定位、語(yǔ)音降噪、聲源分離、混響抑制、遠(yuǎn)場(chǎng)拾音、3維音頻等問(wèn)題。相關(guān)處理方法與技術(shù)在包括聲學(xué)監(jiān)控、智能手機(jī)、智能電視、平板電腦、助聽(tīng)器、機(jī)器人等領(lǐng)域。如何抑制麥克風(fēng)傳輸?shù)恼Z(yǔ)音信號(hào)中的噪聲是當(dāng)前語(yǔ)音信號(hào)處理領(lǐng)域的熱點(diǎn)。

相關(guān)技術(shù)中提出基于正則參數(shù)的超指向性波束形成方法對(duì)語(yǔ)音信號(hào)中的噪聲進(jìn)行抑制。基于正則參數(shù)的超指向性波束形成方法是通過(guò)引入和調(diào)節(jié)正則參數(shù)(RegularizationParameter)可以在指向性和白噪聲增益之間獲得一個(gè)折中，或者通過(guò)假設(shè)每個(gè)傳感器的誤差(傳感器的增益、相位和位置誤差)服從某種概率分布，從而推導(dǎo)出一種魯棒性較好的波束形成器，從而對(duì)語(yǔ)音信號(hào)中的噪聲進(jìn)行抑制。

隨著移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展和人們生活水平的不斷提高，人們往往需要通過(guò)錄音裝置在不同的場(chǎng)合進(jìn)行錄音，如在采訪場(chǎng)合、開(kāi)會(huì)場(chǎng)合、培訓(xùn)場(chǎng)合等，將現(xiàn)場(chǎng)聲音錄制下來(lái)，生成音視頻文件。但是，由于錄音的場(chǎng)景復(fù)雜多變，錄音的質(zhì)量和內(nèi)容由于周?chē)h(huán)境的變化而受影響；比如，在開(kāi)會(huì)期間錄音，使用者打開(kāi)錄音裝置進(jìn)行錄音，一直到會(huì)議結(jié)束后停止錄音，但是，這段錄音包含了會(huì)議休息期間的錄音，因此，需要對(duì)錄音裝置錄制的音視頻文件進(jìn)行去噪，以去除掉無(wú)關(guān)緊要的聲音。例如，申請(qǐng)?zhí)枮镃N201210196983.1的中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)公開(kāi)了一種語(yǔ)音信號(hào)的基音周期估計(jì)算法，涉及語(yǔ)音信號(hào)處理領(lǐng)域，包括：S1.將帶噪音的語(yǔ)音信號(hào)經(jīng)自適應(yīng)濾波器進(jìn)行降噪處理；S2.求出降噪后語(yǔ)音信號(hào)的自相關(guān)函數(shù)和循環(huán)的平均幅度差函數(shù)；S3.通過(guò)公式得出加權(quán)平方特征，其中，α、β、γ為大于1的常數(shù)，R(k)為所述自相關(guān)函數(shù)，D(k)為所述平均幅度差函數(shù)。

然而，經(jīng)申請(qǐng)人試驗(yàn)，現(xiàn)有技術(shù)的諸多方案關(guān)注的多在語(yǔ)句之間存在空白(或稱為靜默段，即此時(shí)沒(méi)有語(yǔ)音)的情況，而對(duì)于詞語(yǔ)之間存在空白或者詞語(yǔ)內(nèi)存在語(yǔ)音空白的情況卻無(wú)法有效地降低語(yǔ)音中的噪聲。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于以上分析，本發(fā)明的主要目的在于提供一種具有降噪模塊的數(shù)字信號(hào)監(jiān)測(cè)設(shè)備，包括：

語(yǔ)音信號(hào)接收模塊，用于接收語(yǔ)音信號(hào)，所述語(yǔ)音信號(hào)具有靜默信號(hào)，即只有噪聲的信號(hào)；

數(shù)字信號(hào)分析模塊，用于根據(jù)數(shù)字信號(hào)分析方式在多個(gè)不同的時(shí)間段進(jìn)行信號(hào)譜分析；

降噪模塊，用于根據(jù)所述譜分析得到的增益函數(shù)對(duì)語(yǔ)音信號(hào)降噪。

進(jìn)一步地，所述接收語(yǔ)音信號(hào)為從t1時(shí)刻到t4時(shí)刻接收語(yǔ)音信號(hào)，該語(yǔ)音信號(hào)至少包括連續(xù)的第一語(yǔ)句語(yǔ)音信號(hào)、靜默信號(hào)、第二語(yǔ)句語(yǔ)音信號(hào)，所述第一語(yǔ)句語(yǔ)音信號(hào)和第二語(yǔ)句語(yǔ)音信號(hào)是包括噪聲以及有用語(yǔ)音信號(hào)的信號(hào)，該有用語(yǔ)音信號(hào)不必然是完整的語(yǔ)句，靜默信號(hào)是相對(duì)于第一語(yǔ)句語(yǔ)音信號(hào)和第二語(yǔ)句語(yǔ)音信號(hào)而言只有噪聲的信號(hào)。

進(jìn)一步地，所述在多個(gè)不同的時(shí)間段進(jìn)行信號(hào)譜分析包括：

在t1時(shí)刻和t1+T1時(shí)刻分別采集語(yǔ)音信號(hào)的兩個(gè)幀，t1+T1在所述靜默信號(hào)之前；

對(duì)兩個(gè)語(yǔ)音信號(hào)幀進(jìn)行小波變換，得到兩個(gè)幀信號(hào)小波F1和F2；

根據(jù)下式取F1和F2的公共門(mén)檻能量Q1和Q2：