[发明专利]基于噪声估计的去噪方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及通信领域，尤其是一种基于噪声估计的去噪方法和装置。

背景技术

在现实生活中，语音或者信号往往受到背景噪声的干扰，尤其是一些公共场合如车站、广场、街道等。这些非平稳的强噪声对通话质量和语音清晰度有很大影响，而传统的语音增强算法通常只针对平稳的或者变化很慢的噪声具有较好的效果，并且在抑制噪声的同时损失了语音的清晰度。因此，我们需要找到一种能够快速准确跟踪非平稳噪声的方法。

为了加强对背景噪声的跟踪和估计，现有技术有如下几种方法：

第一种，使用传统滤波器对语音信号去噪处理。包括维纳滤波器、自适应滤波器等，采用最小均方误差作为最佳滤波器准则。这种方法主要针对平稳噪声信号。

第二种，变换域去噪法。将语音信号变换到变换域进行处理，典型的有频域、小波域等。在小波去噪中主要在小波域设定阈值处理。

第三种，基于语音活动检测的方法，研究人员发现一段语音的最开始阶段是完全由背景噪声组成的，可以用这一段信号作为噪声的估计样本，并且通过语音活动检测，提取出语音间隔处的信号进行噪声样本更新。但是这同样是一种粗略的提取，只能跟踪变化缓慢的噪声信号。

这些方法虽然对平稳噪声有较好的处理效果，但是不能处理时刻变化的非平稳噪声，容易产生语音失真。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种基于噪声估计的去噪方法和装置，以解决非平稳噪声去噪处理后容易产生语音失真的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种基于噪声估计的去噪方法，该方法包括：

噪声样本更新步骤，检测待处理信号的语音起始点，更新所述语音起始点前的M帧信号为噪声样本的噪声信号，该语音起始点后的信号称为带噪语音信号；

去噪处理步骤，根据所述噪声样本对待处理的L帧带噪语音信号进行去噪处理；

判断步骤，判断后续待处理的N帧信号的幅度是否都小于预设门限，若小于，则转执行所述噪声样本更新步骤，否则转执行所述去噪处理步骤。

进一步地，所述去噪处理步骤中针对每帧待处理的带噪语音信号的处理包括：

信噪比计算子步骤，计算所述待处理的带噪语音信号的信噪比；

去噪处理选择子步骤，判断该信噪比是否大于预设第一阈值，若是，则对该帧带噪语音信号执行时域阈值去噪处理，否则执行小波去噪处理步骤；

小波去噪处理子步骤，根据所述噪声样本对该帧待处理的带噪语音信号执行小波去噪处理。

具体地，所述小波去噪处理包括以下步骤：

小波分解子步骤，对所述噪声样本的噪声信号和待处理的带噪语音信号进行小波分解；

信噪比计算子步骤，计算各小波尺度的信噪比；

去噪算法选择子步骤，判断各小波尺度的信噪比是否大于预设第二阈值，若大于则选择自动增益算法，否则选择μ律阈值算法；

去噪及重构子步骤，根据选择的去噪算法对各尺度信号进行去噪处理并进行小波重构。

优选地，所述自动增益算法的自动增益系数是根据带噪语音信号帧的频带能量和信噪比确定的。

为了解决上述技术问题，本发明还提供了一种基于噪声估计的去噪装置，该装置包括：

噪声样本更新单元，用于检测待处理信号的语音起始点，并更新所述语音起始点前的M帧信号为噪声样本的噪声信号，该语音起始点后的信号称为带噪语音信号；

去噪处理单元，用于根据所述噪声样本对待处理的L帧带噪语音信号进行去噪处理；

判断单元，在所述去噪处理模块每处理L帧带噪语音信号后，用于判断后续待处理的N帧信号的幅度是否都小于预设门限，若判断小于，则通知所述噪声样本更新单元进行噪声样本更新，否则通知所述去噪处理单元对后续待处理的L帧带噪语音信号进行去噪处理。

本发明方法和装置每隔L帧重新采集噪声信号更新噪声样本，从而更好的跟踪非平稳的噪声信号，本发明还采用噪声估计算法对后面的带噪语音信号进行噪声估计，并根据估计的噪声大小选择不同的处理方案。对非平稳噪声的处理可以达到较好的处理效果，尤其非平稳噪声下的单麦克手机语音可以达到很好的增强作用，实现对公共场所的非平稳噪声进行跟踪和精确处理，并尽量减小语音信号清晰度的损失。

附图说明

图1是本发明基于噪声估计的去噪方法的示意图；

图2是图1中步骤102去噪处理的流程示意图；

图3是图2中步骤204小波去噪处理的流程示意图；

图4是本发明基于噪声估计的去噪方法实施例的完整示意图；