專利名稱：一種消除音樂(lè)噪聲的方法、裝置及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明實(shí)施例涉及語(yǔ)音通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種消除音樂(lè)噪聲的方法、裝置 及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
非平穩(wěn)噪聲的幅度存在隨機(jī)的異常波動(dòng)，可利用基于幅度譜估計(jì)的噪聲抑制算法 進(jìn)行噪聲抑制。在對(duì)噪聲進(jìn)行幅度譜估計(jì)的過(guò)程中，如果某頻率的噪聲分量較大，則會(huì)導(dǎo)致 估計(jì)結(jié)果不準(zhǔn)確，將一部分噪聲保留下來(lái)，在頻譜上呈現(xiàn)隨機(jī)的尖峰，在聽覺上則形成有節(jié) 奏的起伏、類似音樂(lè)的殘留噪聲，故稱為“音樂(lè)噪聲”?，F(xiàn)有一種基于音樂(lè)噪聲后處理濾波的噪聲抑制技術(shù)，該技術(shù)利用噪聲抑制的后處 理技術(shù)來(lái)消除非平穩(wěn)噪聲抑制過(guò)程中產(chǎn)生的音樂(lè)噪聲。該技術(shù)的實(shí)現(xiàn)方式是在對(duì)非平穩(wěn)噪 聲降噪后進(jìn)行音樂(lè)噪聲的檢測(cè)，然后對(duì)檢測(cè)到的產(chǎn)生音樂(lè)噪聲的關(guān)鍵頻帶進(jìn)行后處理，以 消除音樂(lè)噪聲。發(fā)明人在實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)中至少存在如下問(wèn)題經(jīng)過(guò)降噪處理后的非平穩(wěn)噪聲會(huì)失去原有的統(tǒng)計(jì)特性，使得殘余的音樂(lè)噪聲特征 與語(yǔ)音信號(hào)的特征相似，導(dǎo)致音樂(lè)噪聲檢測(cè)精度低，進(jìn)而無(wú)法很好地消除音樂(lè)噪聲。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的實(shí)施例提供了一種消除音樂(lè)噪聲的方法、裝置及系統(tǒng)，從而有效消除音 樂(lè)噪聲。本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種消除音樂(lè)噪聲的方法，包括計(jì)算含噪語(yǔ)音信號(hào)在低頻帶的信噪比；當(dāng)所述信噪比滿足設(shè)定閾值時(shí)，對(duì)所述含噪語(yǔ)音信號(hào)的幅度譜估計(jì)參數(shù)進(jìn)行修 正；利用修正后的幅度譜估計(jì)參數(shù)對(duì)所述含噪語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行基于幅度譜估計(jì)的噪聲 抑制。一種消除音樂(lè)噪聲的裝置，包括信噪比計(jì)算模塊，用于計(jì)算含噪語(yǔ)音信號(hào)在低頻帶的信噪比；參數(shù)修正模塊，用于當(dāng)所述計(jì)算模塊計(jì)算得到的信噪比滿足設(shè)定閾值時(shí)，對(duì)所述 含噪語(yǔ)音信號(hào)的幅度譜估計(jì)參數(shù)進(jìn)行修正；參數(shù)發(fā)送模塊，用于將所述參數(shù)修正模塊處理后的幅度譜估計(jì)參數(shù)發(fā)送給基于幅 度譜估計(jì)的噪聲抑制器。一種消除音樂(lè)噪聲的系統(tǒng)，包括音樂(lè)噪聲消除裝置和噪聲抑制器所述音樂(lè)噪聲消除裝置用于計(jì)算含噪語(yǔ)音信號(hào)在低頻帶的信噪比當(dāng)所述信噪比 滿足設(shè)定閾值時(shí)，對(duì)所述含噪語(yǔ)音信號(hào)的幅度譜估計(jì)參數(shù)進(jìn)行修正，并將修正后的幅度譜估計(jì)參數(shù)發(fā)送給所述噪聲抑制器；所述噪聲抑制器用于利用所述噪聲抑制器發(fā)送的修正后的幅度譜估計(jì)參數(shù)對(duì)所 述含噪語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行基于幅度譜估計(jì)的噪聲抑制。由上述本發(fā)明的實(shí)施例提供的技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明實(shí)施例中，由于在進(jìn)行 噪聲抑制之前，對(duì)含噪語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)出可能產(chǎn)生音樂(lè)噪聲的含噪語(yǔ)音信號(hào)并對(duì) 其進(jìn)行幅度譜估計(jì)參數(shù)的修正，從而提高了音樂(lè)噪聲檢測(cè)的精度，進(jìn)而有效消除音樂(lè)噪聲。


為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn) 有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作一簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是 本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還 可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的處理過(guò)程示意圖；圖2為本發(fā)明具體實(shí)施例提供的處理過(guò)程示意圖；圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；?本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他 實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。發(fā)明人經(jīng)過(guò)大量試驗(yàn)分析，發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生音樂(lè)噪聲的非平穩(wěn)噪聲具備如下特征在頻 域上，產(chǎn)生音樂(lè)噪聲的非平穩(wěn)噪聲分布在低頻帶(低頻帶的上限頻率范圍在800赫茲 1100赫茲)；在時(shí)域上，非平穩(wěn)噪聲在出現(xiàn)異常波動(dòng)時(shí)會(huì)因?yàn)榉茸V估計(jì)不準(zhǔn)確而產(chǎn)生音 樂(lè)噪聲。以下表1中8000赫茲采樣的語(yǔ)音信號(hào)的子頻帶劃分為例
125-2501250-1437.5250-3751437. 5-1687. 5375-5001687. 5-1937. 5500-6251937. 5-2250625-7502250-2625750-8752625-3062. 5875-1062. 53062. 5-35001062.5-12503500-4000其中，含噪語(yǔ)音信號(hào)分布在0 4000赫茲，將含噪語(yǔ)音信號(hào)按表1所示劃分為16 個(gè)子頻帶，則前7個(gè)子頻帶為低頻帶(即低頻帶范圍在0 1062. 5赫茲)。本發(fā)明實(shí)施例提供一種音樂(lè)噪聲消除方法，基于上述非平穩(wěn)噪聲的特征，在進(jìn)行 噪聲抑制之前，對(duì)輸入的含噪語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行特征檢測(cè)，以判斷是否會(huì)產(chǎn)生音樂(lè)噪聲，并對(duì)可 能產(chǎn)生音樂(lè)噪聲的含噪語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行幅度譜估計(jì)的修正后作噪聲抑制處理。如圖1所示， 該方法包括S101、計(jì)算含噪語(yǔ)音信號(hào)在低頻帶的信噪比；S102、如果該信噪比滿足設(shè)定閾值，則認(rèn)為上述含噪語(yǔ)音信號(hào)將會(huì)產(chǎn)生音樂(lè)噪聲， 對(duì)該含噪語(yǔ)音信號(hào)的幅度譜估計(jì)參數(shù)進(jìn)行修正；S103、利用修正后的幅度譜估計(jì)參數(shù)對(duì)該含噪語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行基于幅度譜估計(jì)的噪 聲抑制。上述處理過(guò)程中，如果該信噪比不滿足設(shè)定閾值，則認(rèn)為上述含噪語(yǔ)音信號(hào)不會(huì) 產(chǎn)生音樂(lè)噪聲，可直接進(jìn)行噪聲抑制處理。其中，設(shè)定閾值包括下限閾值&(取值范圍在 0. 5 1. 5之間)和上限閾值Rh(取值范圍在3. 5 4. 5之間)，信噪比滿足設(shè)定閾值是指 該信噪比大于下限閾值&且小于上限閾值&。上述本發(fā)明實(shí)施例提供的方法，由于在進(jìn)行噪聲抑制之前，對(duì)含噪語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行 檢測(cè)，檢測(cè)出可能產(chǎn)生音樂(lè)噪聲的含噪語(yǔ)音信號(hào)并對(duì)其進(jìn)行幅度譜估計(jì)參數(shù)的修正，從而 提高了音樂(lè)噪聲檢測(cè)的精度，進(jìn)而有效消除音樂(lè)噪聲。上述本發(fā)明實(shí)施例中，對(duì)含噪語(yǔ)音信號(hào)的幅度譜估計(jì)參數(shù)進(jìn)行修正。作為舉例而 非限定，基于幅度譜估計(jì)的噪聲抑制技術(shù)的應(yīng)用中，上述幅度譜估計(jì)參數(shù)具體可以包括含 噪語(yǔ)音信號(hào)的噪聲能量，和含噪語(yǔ)音信號(hào)的增益系數(shù)。相應(yīng)的，可采用平滑濾波的方法對(duì)含 噪語(yǔ)音信號(hào)的幅度譜估計(jì)參數(shù)進(jìn)行修正，具體包括對(duì)上述含噪語(yǔ)音信號(hào)的噪聲能量進(jìn)行 平滑濾波處理；對(duì)上述含噪語(yǔ)音信號(hào)的增益系數(shù)進(jìn)行平滑濾波處理。以消除噪聲抑制過(guò)程 中可能產(chǎn)生的音樂(lè)噪聲。其中，修正前的幅度譜估計(jì)參數(shù)具體是從噪聲抑制器獲取的。下面將對(duì)本發(fā)明實(shí)施例在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中的具體實(shí)現(xiàn)方式進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明。本發(fā)明具體實(shí)施例提供一種基于幅度譜估計(jì)的噪聲抑制應(yīng)用中，消除音樂(lè)噪聲的 方法，其具體處理過(guò)程如圖2所示，包括如下操作S201、對(duì)輸入的含噪語(yǔ)音信號(hào)在低頻帶的信噪比進(jìn)行計(jì)算；信噪比是指上述含噪語(yǔ)音信號(hào)中包含的信號(hào)能量與噪聲能量的比值，其中，信號(hào) 能量和噪聲能量從噪聲抑制器獲取，作為舉例而非限定，在包含子帶劃分模塊、子帶信號(hào)能 量估計(jì)模塊、語(yǔ)音VAD判決模塊、噪聲能量估計(jì)模塊、子帶信噪比計(jì)算模塊、子帶增益計(jì)算 模塊的子帶噪聲抑制器的應(yīng)用中，信號(hào)能量從子帶噪聲抑制器的子帶信號(hào)能量估計(jì)模塊， 噪聲能量從子帶噪聲抑制器的噪聲能量估計(jì)模塊獲得。第i巾貞含噪語(yǔ)音信號(hào)在低頻帶的信 噪比r(i)的計(jì)算公式如下r{i) = -fr-0 彡 m < Nl
m
其中，m為第i幀含噪語(yǔ)音信號(hào)的子帶序號(hào)，在上述子帶噪聲抑制器中，含噪語(yǔ)音 信號(hào)被分為16個(gè)子帶，子帶劃分方法見表1 ;E。h(m，i)為第i幀含噪語(yǔ)音信號(hào)第m個(gè)子帶中 的信號(hào)能量；4(m，i)為第i幀含噪語(yǔ)音信號(hào)第m個(gè)子帶中的噪聲能量；隊(duì)為低頻子帶的上 限值，發(fā)明人經(jīng)分析獲得的最優(yōu)隊(duì)取值為7 (以表1為例，則對(duì)應(yīng)的頻率為1062. 5赫茲)， m取值范圍是大于等于0且小于隊(duì)的整數(shù)。S202、判斷S201中計(jì)算得到的低頻帶信噪比是否滿足設(shè)定閾值，如果滿足，執(zhí)行 S203，如果不滿足，則執(zhí)行S205 ；設(shè)定閾值包括下限閾值&和上限閾值&，具體可以通過(guò)如下判別式判斷上述第i
幀含噪語(yǔ)音信號(hào)的低頻帶信噪比是否滿足設(shè)定閾值
權(quán)利要求
1.一種消除音樂(lè)噪聲的方法，其特征在于，包括計(jì)算含噪語(yǔ)音信號(hào)在低頻帶的信噪比；當(dāng)所述信噪比滿足設(shè)定閾值時(shí)，對(duì)所述含噪語(yǔ)音信號(hào)的幅度譜估計(jì)參數(shù)進(jìn)行修正；利用修正后的幅度譜估計(jì)參數(shù)對(duì)所述含噪語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行基于幅度譜估計(jì)的噪聲抑制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述信噪比是指所述含噪語(yǔ)音信號(hào)中包 含的信號(hào)能量與噪聲能量的比值，當(dāng)所述含噪語(yǔ)音信號(hào)以幀為單位時(shí)，第i幀含噪語(yǔ)音信 號(hào)在低頻帶的信噪比計(jì)算公式如下
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述含噪語(yǔ)音信號(hào)的非平穩(wěn)噪聲分布在 低頻帶，所述低頻帶的上限頻率范圍為800 1100赫茲。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，該方法還包括通過(guò)如下判別式判斷所述 第i幀含噪語(yǔ)音信號(hào)的低頻帶信噪比是否滿足設(shè)定閾值M ^(O = I1' (["(0< )&&(講<義)， [0,else其中，M_flag(i)取值為1時(shí)，表示在經(jīng)過(guò)前1 7個(gè)子帶的降噪處理后，第i幀含噪 語(yǔ)音信號(hào)將會(huì)產(chǎn)生音樂(lè)噪聲；M_flag(i)取值為0時(shí)，表示第i幀含噪語(yǔ)音信號(hào)不會(huì)產(chǎn)生音 樂(lè)噪聲；條件(rL<r(i) < rH)&&(m < Nl)表示在低頻帶且r(i)大于下限閾值&且小于 上限閾值&。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述信噪比滿足設(shè)定閾值是指所述信噪 比大于下限閾值且小于上限閾值，所述下限閾值的取值范圍為0. 5 1. 5，所述上限閾值的 取值范圍為3. 5 4. 5。
6.根據(jù)權(quán)利要求1 5任意一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述對(duì)所述含噪語(yǔ)音信號(hào)的 幅度譜估計(jì)參數(shù)進(jìn)行修正包括對(duì)所述含噪語(yǔ)音信號(hào)的噪聲能量進(jìn)行平滑濾波處理；對(duì)所述含噪語(yǔ)音信號(hào)的增益系數(shù)進(jìn)行平滑濾波處理。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，對(duì)所述含噪語(yǔ)音信號(hào)的噪聲能量進(jìn)行平 滑濾波處理包括利用如下公式對(duì)第i幀含噪語(yǔ)音信號(hào)的子帶噪聲能量進(jìn)行平滑濾波處 理En (m，i) = (l-a0)En(m, i-l)+a0En(m, i)(當(dāng)且僅當(dāng) M_f lag (i) ==1),EN(m,i)表示經(jīng)過(guò)修正的第i幀含噪語(yǔ)音信號(hào)第m個(gè)子帶的噪聲能量；&(m，i-l)表示 噪聲能量估計(jì)模塊提供的第i_l幀含噪語(yǔ)音信號(hào)第m個(gè)子帶的噪聲能量；4(m，i)表示噪聲 能量估計(jì)模塊提供的第i幀含噪語(yǔ)音信號(hào)第m個(gè)子帶的噪聲能量；α ^為常量；0 < m <隊(duì)；對(duì)所述含噪語(yǔ)音信號(hào)的增益系數(shù)進(jìn)行平滑濾波處理包括利用如下公式對(duì)第i幀含噪 語(yǔ)音信號(hào)的子帶增益系數(shù)進(jìn)行平滑濾波處理gCH(m, i) = min(gch(m, i_l), gch (m, i)}gCH(m, i)表示經(jīng)過(guò)修正的第i幀第m個(gè)子帶的增益系數(shù)；g。h(m，i_l)表示子帶增益計(jì) 算模塊提供的第i_l幀第m個(gè)子帶的增益系數(shù)；g。h(m，i)表示子帶增益計(jì)算模塊提供的第 i幀第m個(gè)子帶的增益系數(shù)。
8.一種消除音樂(lè)噪聲的裝置，其特征在于，包括信噪比計(jì)算模塊，用于計(jì)算含噪語(yǔ)音信號(hào)在低頻帶的信噪比； 參數(shù)修正模塊，用于當(dāng)所述計(jì)算模塊計(jì)算得到的信噪比滿足設(shè)定閾值時(shí)，對(duì)所述含噪 語(yǔ)音信號(hào)的幅度譜估計(jì)參數(shù)進(jìn)行修正；參數(shù)發(fā)送模塊，用于將所述參數(shù)修正模塊處理后的幅度譜估計(jì)參數(shù)發(fā)送給基于幅度譜 估計(jì)的噪聲抑制器。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，所述信噪比計(jì)算模塊包括信噪比計(jì)算子模塊，用于采用如下公式計(jì)算第i幀含噪語(yǔ)音信號(hào)在低頻帶的信噪比 Hi)NlYjEchim^)= -0 ^ m < Nl m為第i幀含噪語(yǔ)音信號(hào)的子帶序號(hào)，E。h(m，i)為第i幀m含噪語(yǔ)音信號(hào)第m個(gè)子帶中的信號(hào)能量；4(m，i)為第i幀含噪語(yǔ)音信號(hào)第m個(gè)子帶中的 噪聲能量；隊(duì)為低頻子帶的上限值。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，所述參數(shù)修正模塊包括第一參數(shù)修正模塊，用于對(duì)所述含噪語(yǔ)音信號(hào)的噪聲能量進(jìn)行平滑濾波處理； 第二參數(shù)修正模塊，用于對(duì)所述含噪語(yǔ)音信號(hào)的增益系數(shù)進(jìn)行平滑濾波處理。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的裝置，其特征在于，所述第一參數(shù)修正模塊包括第一參 數(shù)修正子模塊，用于利用如下公式對(duì)第i幀含噪語(yǔ)音信號(hào)的子帶噪聲能量進(jìn)行平滑濾波處 理En (m，i) = (l-a0)En(m, i-l) + a0En(m, i)(當(dāng)且僅當(dāng) M_f lag (i) ==1), 其中，&(m，i)表示經(jīng)過(guò)修正的第i幀含噪語(yǔ)音信號(hào)第m個(gè)子帶的噪聲能量；4(m，i-l) 表示噪聲能量估計(jì)模塊提供的第i_l幀含噪語(yǔ)音信號(hào)第m個(gè)子帶的噪聲能量；4(m，i)表示 噪聲能量估計(jì)模塊提供的第i幀含噪語(yǔ)音信號(hào)第m個(gè)子帶的噪聲能量；α ^為常量；0 < m <NL ；所述第二參數(shù)修正模塊包括第二參數(shù)修正子模塊，用于利用如下公式對(duì)第i幀含噪 語(yǔ)音信號(hào)的子帶增益系數(shù)進(jìn)行平滑濾波處理 gCH (m，i) = min {gch (m, i_l), gch (m, i)},其中，^(m，i)表示經(jīng)過(guò)修正的第i幀第m個(gè)子帶的增益系數(shù)；g。h(m，i-l)表示子帶增 益計(jì)算模塊提供的第i_l幀第m個(gè)子帶的增益系數(shù)；g。h(m，i)表示子帶增益計(jì)算模塊提供 的第i幀第m個(gè)子帶的增益系數(shù)。
12.—種消除音樂(lè)噪聲的系統(tǒng)，其特征在于，包括音樂(lè)噪聲消除裝置和噪聲抑制器 所述音樂(lè)噪聲消除裝置用于計(jì)算含噪語(yǔ)音信號(hào)在低頻帶的信噪比當(dāng)所述信噪比滿足設(shè)定閾值時(shí)，對(duì)所述含噪語(yǔ)音信號(hào)的幅度譜估計(jì)參數(shù)進(jìn)行修正，并將修正后的幅度譜估計(jì)參數(shù)發(fā)送給所述噪聲抑制器；所述噪聲抑制器用于利用所述噪聲抑制器發(fā)送的修正后的幅度譜估計(jì)參數(shù)對(duì)所述含 噪語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行基于幅度譜估計(jì)的噪聲抑制。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述噪聲抑制器還用于向所述音樂(lè)噪 聲消除裝置發(fā)送未經(jīng)修正的幅度譜估計(jì)參數(shù)，所述幅度譜估計(jì)參數(shù)包括所述含噪語(yǔ)音信 號(hào)的噪聲能量，和所述含噪語(yǔ)音信號(hào)的增益系數(shù)。
全文摘要
一種消除音樂(lè)噪聲的方法，包括計(jì)算含噪語(yǔ)音信號(hào)在低頻帶的信噪比；當(dāng)所述信噪比滿足設(shè)定閾值時(shí)，對(duì)所述含噪語(yǔ)音信號(hào)的幅度譜估計(jì)參數(shù)進(jìn)行修正；利用修正后的幅度譜估計(jì)參數(shù)對(duì)所述含噪語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行噪聲抑制。本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種消除音樂(lè)噪聲的裝置及系統(tǒng)。由于在進(jìn)行噪聲抑制之前，對(duì)含噪語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)出可能產(chǎn)生音樂(lè)噪聲的含噪語(yǔ)音信號(hào)并對(duì)其進(jìn)行幅度譜估計(jì)參數(shù)的修正，從而提高了音樂(lè)噪聲檢測(cè)的精度，進(jìn)而有效消除音樂(lè)噪聲。
文檔編號(hào)G10L21/02GK102117618SQ20091021521
公開日2011年7月6日 申請(qǐng)日期2009年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月30日
發(fā)明者張崇巖, 程榮, 韋春妍 申請(qǐng)人:華為技術(shù)有限公司