一種譜包絡(luò)靜音檢測(cè)方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種譜包絡(luò)靜音檢測(cè)方法，該方法包括步驟：時(shí)域信號(hào)轉(zhuǎn)換成頻域信號(hào)，計(jì)算信號(hào)的譜能量分布；根據(jù)接收信號(hào)的狀態(tài)對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行增益振蕩檢測(cè)，根據(jù)當(dāng)前所處的狀態(tài)選擇相對(duì)應(yīng)的更新方式更新底噪譜能量分布；利用接收信號(hào)的譜能量分布和底噪的譜能量分布計(jì)算幀信噪比，保存并更新最近一定時(shí)間內(nèi)的幀信噪比；根據(jù)幀信噪比和譜包絡(luò)信噪比記錄，進(jìn)行譜包絡(luò)多狀態(tài)轉(zhuǎn)移，根據(jù)狀態(tài)轉(zhuǎn)移的狀態(tài)輸出判斷輸入信號(hào)是語(yǔ)音或是噪聲。本方法可以快速檢測(cè)語(yǔ)音信號(hào)的開(kāi)始及結(jié)束，可為語(yǔ)音降噪、語(yǔ)音靜默等語(yǔ)音信號(hào)處理提供依據(jù)。
【專利說(shuō)明】一種譜包絡(luò)靜音檢測(cè)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及無(wú)線電通信的語(yǔ)音信號(hào)處理領(lǐng)域，特別涉及一種譜包絡(luò)靜音檢測(cè)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]靜音檢測(cè)是根據(jù)信號(hào)的特征分析，區(qū)分出語(yǔ)音信號(hào)和非語(yǔ)音信號(hào)，它在語(yǔ)音編碼、語(yǔ)音增強(qiáng)、語(yǔ)音識(shí)別和無(wú)線通信等領(lǐng)域具有非常廣泛的應(yīng)用，例如在語(yǔ)音編碼中，利用靜音檢測(cè)技術(shù)來(lái)區(qū)分有話音和無(wú)語(yǔ)音區(qū)，并對(duì)無(wú)語(yǔ)音區(qū)使用少量的比特進(jìn)行編碼，保證語(yǔ)音編碼在相同質(zhì)量的前提下，平均傳輸?shù)乃俾矢汀Ｔ谡Z(yǔ)音增強(qiáng)中，通過(guò)靜音檢測(cè)識(shí)別話音的存在，對(duì)非話音段進(jìn)行靜默和噪聲統(tǒng)計(jì)，對(duì)話音段進(jìn)行語(yǔ)音降噪處理。在自動(dòng)語(yǔ)音識(shí)別系統(tǒng)中，利用靜音檢測(cè)縮小識(shí)別系統(tǒng)識(shí)別的工作范圍，從而減少系統(tǒng)中大量的運(yùn)算并且減少誤判率，使語(yǔ)音識(shí)別系統(tǒng)具有更好的實(shí)時(shí)性和更高的識(shí)別準(zhǔn)確率。
[0003]這些語(yǔ)音處理技術(shù)都依賴于靜音檢測(cè)來(lái)判斷是否有語(yǔ)音存在，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)語(yǔ)音的編碼、增強(qiáng)和識(shí)別。傳統(tǒng)靜音檢測(cè)方法通過(guò)短時(shí)能量、過(guò)零率及相關(guān)性等手段檢測(cè)，在高信噪比下具有良好的檢測(cè)概率，但是在低信噪比下的檢測(cè)不夠準(zhǔn)確，將噪聲判斷為語(yǔ)音或者將語(yǔ)音判斷成噪聲都會(huì)嚴(yán)重的影響語(yǔ)音編碼、增強(qiáng)及識(shí)別的效果。因此，提高低信噪比下的靜音檢測(cè)性能具有十分重要的意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的主要目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)與不足，提供一種譜包絡(luò)靜音檢測(cè)方法，該方法能夠在信噪比較低，甚至只能聽(tīng)到有話音而難以分辯話音內(nèi)容的情況下準(zhǔn)確的檢測(cè)出語(yǔ)音信號(hào)，從而為語(yǔ)音降噪、語(yǔ)音靜默等功能提供準(zhǔn)確可靠的依據(jù)。
[0005]本發(fā)明的目的通過(guò)以下的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):一種譜包絡(luò)靜音檢測(cè)方法，包括以下步驟:
[0006](I)將時(shí)域信號(hào)轉(zhuǎn)換成頻域信號(hào)，計(jì)算信號(hào)的譜能量分布；
[0007](2)對(duì)底噪進(jìn)行相應(yīng)狀態(tài)的譜能量分布更新；
[0008](3)利用接收信號(hào)的譜能量分布和底噪的譜能量分布計(jì)算幀信噪比，保存并更新最近一定時(shí)間內(nèi)的幀信噪比；并更新譜包絡(luò)信噪比；
[0009](4)根據(jù)幀信噪比和譜包絡(luò)信噪比記錄信息，進(jìn)行譜包絡(luò)多狀態(tài)轉(zhuǎn)移，根據(jù)多狀態(tài)轉(zhuǎn)移的狀態(tài)輸出判斷輸入信號(hào)是語(yǔ)音或是噪聲。
[0010]優(yōu)選的，在所述步驟(I)中，根據(jù)人類發(fā)聲特性，將低于300Hz以及大于3400Hz的頻譜能量置為零。從而可以減少后續(xù)的計(jì)算量。
[0011]優(yōu)選的，在進(jìn)行步驟(2)之前，先根據(jù)步驟(4)輸出的狀態(tài)判斷是否需要對(duì)當(dāng)前的接收信號(hào)進(jìn)行增益振蕩檢測(cè)，如果需要?jiǎng)t進(jìn)行增益振蕩檢測(cè)。
[0012]更進(jìn)一步的，所述進(jìn)行增益振蕩檢測(cè)的具體步驟是:
[0013](2-1)如果接收信號(hào)的狀態(tài)為噪聲狀態(tài)，則先判斷一定時(shí)間前信號(hào)是否為語(yǔ)音狀態(tài)，如果不是，則不進(jìn)行檢測(cè)，否則獲取其包絡(luò)譜能量，進(jìn)入步驟(2-3)；
[0014](2-2)如果接收信號(hào)的狀態(tài)為語(yǔ)音狀態(tài)，則獲取其包絡(luò)譜能量，進(jìn)入步驟(1-3)；
[0015](2-3)判斷幀能量是否大于包絡(luò)能量10dB，如果是，則進(jìn)行幀能量縮放，否則，則不進(jìn)行檢測(cè)。
[0016]具體的，所述步驟(2)中，對(duì)底噪進(jìn)行相應(yīng)狀態(tài)的譜能量分布更新包括以下三種方式:譜分布初始化更新、譜分布正向更新和譜分布反向更新。
[0017]更進(jìn)一步的，所述對(duì)底噪進(jìn)行相應(yīng)狀態(tài)的譜能量分布更新時(shí)，如果是初始化狀態(tài)則采用譜分布初始化更新；如果是噪聲狀態(tài)則采用譜分布正向更新；如果是信號(hào)狀態(tài)則采用譜分布反向更新。
[0018]優(yōu)選的，所述步驟(3)中，計(jì)算幀信噪比的公式為:
【權(quán)利要求】
1.一種譜包絡(luò)靜音檢測(cè)方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)將時(shí)域信號(hào)轉(zhuǎn)換成頻域信號(hào)，計(jì)算信號(hào)的譜能量分布； (2)對(duì)底噪進(jìn)行相應(yīng)狀態(tài)的譜能量分布更新； (3)利用接收信號(hào)的譜能量分布和底噪的譜能量分布計(jì)算幀信噪比，保存并更新最近一定時(shí)間內(nèi)的幀信噪比；并更新譜包絡(luò)信噪比； (4)根據(jù)幀信噪比和譜包絡(luò)信噪比記錄信息，進(jìn)行譜包絡(luò)多狀態(tài)轉(zhuǎn)移，根據(jù)多狀態(tài)轉(zhuǎn)移的狀態(tài)輸出判斷輸入信號(hào)是語(yǔ)音或是噪聲。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的譜包絡(luò)靜音檢測(cè)方法，其特征在于，在進(jìn)行步驟(2)之前，先根據(jù)步驟(4)輸出的狀態(tài)判斷是否需要對(duì)當(dāng)前的接收信號(hào)進(jìn)行增益振蕩檢測(cè)，如果需要?jiǎng)t進(jìn)行增益振蕩檢測(cè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的譜包絡(luò)靜音檢測(cè)方法，其特征在于，所述進(jìn)行增益振蕩檢測(cè)的具體步驟是: (2-1)如果接收信號(hào)的狀態(tài)為噪聲狀態(tài)，則先判斷一定時(shí)間前信號(hào)是否為語(yǔ)音狀態(tài)，如果不是，則不進(jìn)行檢測(cè)，否則獲取其包絡(luò)譜能量，進(jìn)入步驟(2-3)； (2-2)如果接收信號(hào)的狀態(tài)為 語(yǔ)音狀態(tài)，則獲取其包絡(luò)譜能量，進(jìn)入步驟(2-3)； (2-3)判斷幀能量是否大于包絡(luò)能量IOdB,如果是，則進(jìn)行幀能量縮放，否則，則不進(jìn)行檢測(cè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的譜包絡(luò)靜音檢測(cè)方法，其特征在于，所述步驟(2)中，對(duì)底噪進(jìn)行相應(yīng)狀態(tài)的譜能量分布更新包括以下三種方式:譜分布初始化更新、譜分布正向更新和譜分布反向更新。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的譜包絡(luò)靜音檢測(cè)方法，其特征在于，所述對(duì)底噪進(jìn)行相應(yīng)狀態(tài)的譜能量分布更新時(shí)，如果是初始化狀態(tài)則采用譜分布初始化更新；如果是噪聲狀態(tài)則采用譜分布正向更新；如果是信號(hào)狀態(tài)則采用譜分布反向更新。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的譜包絡(luò)靜音檢測(cè)方法，其特征在于，所述步驟(3)中，計(jì)算幀信噪比的公式為:
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的譜包絡(luò)靜音檢測(cè)方法，其特征在于，所述步驟(4)中，根據(jù)多狀態(tài)轉(zhuǎn)移的狀態(tài)輸出判斷輸入信號(hào)是語(yǔ)音或是噪聲，其中先定義三個(gè)狀態(tài)，噪聲狀態(tài)表示當(dāng)前接收到信號(hào)為噪聲，語(yǔ)音狀態(tài)表示當(dāng)前接收到信號(hào)為語(yǔ)音，過(guò)渡狀態(tài)表示當(dāng)前接收到的信號(hào)還需要進(jìn)一步判斷是噪聲還是語(yǔ)音，具體判斷過(guò)程是: (4-1)設(shè)置第一門(mén)限和第二門(mén)限；初始化為噪聲狀態(tài)；(4-2)判斷當(dāng)前的幀信噪比是否大于第一門(mén)限，如果是，則由噪聲狀態(tài)轉(zhuǎn)移至過(guò)渡狀態(tài)，進(jìn)入步驟(4-3)，否則繼續(xù)保持為噪聲狀態(tài)； (4-3)計(jì)算進(jìn)入過(guò)渡狀態(tài)的連續(xù)若干幀的平均信噪比，判斷平均信噪比是否大于第二門(mén)限，如果是則進(jìn)入語(yǔ)音狀態(tài)，進(jìn)入步驟(4-4)，否則進(jìn)入噪聲狀態(tài)； (4-4)檢測(cè)一定時(shí)間內(nèi)的譜包絡(luò)信噪比，判斷此譜包絡(luò)信噪比是否大于第一門(mén)限，如果是則保持為語(yǔ)音狀態(tài)，否則進(jìn)入過(guò)渡狀態(tài)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的譜包絡(luò)靜音檢測(cè)方法，其特征在于，所述步驟(4-1)中，第一門(mén)限和第二門(mén)限是通過(guò)統(tǒng)計(jì)平穩(wěn)噪聲的能量熵分布得出。其具體值可根據(jù)靜音檢測(cè)實(shí)際使用環(huán)境調(diào)整，靜音檢測(cè)可檢測(cè)信噪比低至_15dB時(shí)的信號(hào)。
【文檔編號(hào)】G10L25/78GK103632681SQ201310561810
【公開(kāi)日】2014年3月12日 申請(qǐng)日期:2013年11月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月12日
【發(fā)明者】楊劍鋒, 鄭晨熹, 謝映海, 林振華, 劉紹華, 蘇全超 申請(qǐng)人:廣州海格通信集團(tuán)股份有限公司