专利汇可以提供一种低信噪比语音降噪方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种低 信噪比 语音降噪方法,该方法包括以下步骤:对输入语音 信号 分 帧 组帧,乘入汉明窗,进行时频转换,计算信号的谱 能量 分布;根据接收信号的状态判断对接收信号进行增益振荡检测,更新底噪谱能量分布;计算谱分布后验信噪比,进行MMSE噪声抑制;计算帧信噪比,保存并更新最近一定时间内的帧信噪比;进行谱包络多状态转移,根据状态转移的状态输出判断 输入信号 是语音或是噪声;对降噪后的信号进行频时转换以及窗 叠加 ,对 输出信号 进行语音头保护,根据静音检测的结果输出降噪后语音或是静音。本发明能够有效的抑制短波通信噪声,提高通信话音的 质量 ,从技术手段上保证语音降噪的有效性。,下面是一种低信噪比语音降噪方法专利的具体信息内容。
1.一种低信噪比语音降噪方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)对输入语音信号分帧组帧,乘入汉明窗;
(2)将时域信号转换成频域信号,计算信号的谱能量分布;
(3)根据接收信号的状态判断对接收信号进行增益振荡检测,检测结束后根据当前所处的状态更新底噪谱能量分布;
(4)利用接收信号的谱能量分布和底噪的谱能量分布计算谱分布后验信噪比,通过MMSE估计方法计算谱增益系数,并利用增益系数抑制噪声;
(5)利用降噪后的谱能量分布及底噪谱能量分布计算帧信噪比,保存并更新最近一定时间内的帧信噪比;
(6)根据帧信噪比和谱包络信噪比记录信息,进行谱包络多状态转移,根据多状态转移的状态输出判断输入信号是语音或是噪声;
(7)对降噪后的信号进行频时转换以及窗叠加,对输出信号进行语音头保护,根据静音检测的结果输出降噪后语音或是静音。
2.根据权利要求1所述的低信噪比语音降噪方法,其特征在于,所述步骤(1)对输入语音信号分帧组帧,每帧由128-512个样点组成,每次更新帧长度一半的样点,将每帧信号乘以一汉明窗,窗长度与帧长度相同。
3.根据权利要求1所述的低信噪比语音降噪方法,其特征在于,所述步骤(2),通过快速傅立叶变换将收到的时域信号转为频域信号;根据人类发声特性,将低于300Hz以及大于
3400Hz的频谱能量置为零。
4.根据权利要求1所述的低信噪比语音降噪方法,其特征在于,所述步骤(3),进行增益振荡检测的步骤是:
(3-1)如果接收信号的状态为噪声状态,则先判断一定时间前信号是否为语音状态,如果不是,则不进行检测,否则获取其包络谱能量,进入步骤(3-3);
(3-2)如果接收信号的状态为语音状态,则获取其包络谱能量,进入步骤(3-3);
(3-3)判断帧能量是否大于包络能量10dB,如果是,则进行帧能量缩放,否则,则不进行检测。
5.根据权利要求1或4所述的低信噪比语音降噪方法,其特征在于,所述步骤(3)中更新底噪谱能量分布包括以下三种方式:谱分布初始化更新、谱分布正向更新和谱分布反向更新;如果当前所处的状态是初始化状态则采用谱分布初始化更新;如果当前所处的状态是噪声状态则采用谱分布正向更新;如果当前所处的状态是信号状态则采用谱分布反向更新。
6.根据权利要求1所述的低信噪比语音降噪方法,其特征在于,所述步骤(4),利用接收信号的谱能量分布和底噪的谱能量分布计算谱分布后验信噪比,通过直接判决反馈法将后验信噪比转为先验信噪比,根据MMSE估计得到基于先验信噪比的对数谱估计增益系数,将增益系数与谱分布相乘得到降噪后的信号谱分布。
7.根据权利要求1所述的低信噪比语音降噪方法,其特征在于,所述后验信噪比计算公式如下:
其中,SNRpost表示后验信噪比;|Yn(w)|2表示当前帧带噪语音信号的频谱能量;λ(w)表示噪声频谱方差,代表噪声的平均能量;n表示当前的帧数;w表示频域上的频率;
先验信噪比计算公式如下:
其中:SNRprio表示先验信噪比;α表示遗忘因子,0<α<1;Gn-1(w)表示上一帧的增益因子;
对数谱估计增益函数计算公式如下:
其中, Gn(w)表示当前帧的增益因子;
降噪后的信号谱分布计算公式如下:
Xn(w)=Gn(w)*Yn(w);
Xn(w)表示降噪后的频域语音信号。
8.根据权利要求1所述的低信噪比语音降噪方法,其特征在于,所述步骤(5)中,帧信噪比计算公式如下:
其中:SNR表示帧信噪比,x(i)表示降噪处理后的语音信号,n(i)表示噪声信号,L表示统计周期内的样点个数,统计周期是由统计时间和采样率来决定。
9.根据权利要求1所述的低信噪比语音降噪方法,其特征在于,所述步骤(6)中,根据多状态转移的状态输出判断输入信号是语音或是噪声,其中先定义三个状态,噪声状态表示当前接收到信号为噪声,语音状态表示当前接收到信号为语音,过渡状态表示当前接收到的信号还需要进一步判断是噪声还是语音,具体判断过程是:
(6-1)设置第一门限和第二门限;初始化为噪声状态;
(6-2)判断当前的帧信噪比是否大于第一门限,如果是,则由噪声状态转移至过渡状态,进入步骤(6-3),否则继续保持为噪声状态;
(6-3)计算进入过渡状态的连续若干帧的平均信噪比,判断平均信噪比是否大于第二门限,如果是则进入语音状态,进入步骤(6-4),否则进入噪声状态;
(6-4)检测一定时间内的谱包络信噪比,判断此谱包络信噪比是否大于第一门限,如果是则保持为语音状态,否则进入过渡状态。
10.根据权利要求1所述的低信噪比语音降噪方法,其特征在于,所述步骤(7),利用快速傅里叶逆变换将谱分布信号变为时域信号,并通过窗重合叠加输出所述步骤(1)中帧长度一半的样点;根据对每一帧静音检测的记录,对输出信号进行语音头保护,将输出样点延迟输出50-200ms,根据延迟后的静音检测结果决定输出内容,如果静音检测结果为噪声,则输出静音;如果静音检测结果为语音,则输出降噪后语音信号。
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