[发明专利]音频信号瞬态噪音抑制方法、系统以及存储介质

说明书

本申请提供了一种音频信号瞬态噪音抑制方法、系统以及存储介质，通过对音频信号的预处理，然后利用预处理过的音频信号在时域上计算音频信号的能量差异数据，在频域上计算音频信号的频谱差异数据；利用能量差异数据和频谱差异数据判断音频信号中是否存在瞬态噪音并对瞬态噪音进行抑制。能够有效地抑制音频信号中的嘈杂的瞬态噪音，提升语音系统的通话质量。

技术领域

本发明涉及音频信号处理技术领域，具体是涉及一种音频信号瞬态噪音抑制方法、系统以及存储介质。

背景技术

语音是人类信息交换的主要方式，然而我们生存的环境中存在着各种各样的噪声，当我们在使用通讯设备进行语音通信时，这些噪声将严重影响语音质量。在车载系统、电话会议与多媒体会议等语音处理系统中，由于受到混响、背景噪声及干扰等因素的影响，麦克风拾取的信号通常为带噪的语音信号。这样，不仅影响语音的可懂度，而且影响语音处理系统的整体性能。因此，需要进行有效的噪声抑制，以增强语音信号的质量。

为了保证信息传递的准确性，语音系统对噪声的抑制效果将是影响该设备性能的关键因素。目前，对于类似高斯白噪声这种平稳的噪声处理已经有很多种方法能够进行成功的抑制，但是对于生活中常见的一些瞬态噪声也会严重影响语音系统性能，比如敲门声、敲桌子声、鼓掌拍击声、瓷杯碰撞声、电磁波干扰的滋滋声等等，这类噪声有个共同的特点就是突发性极强，在时域上呈振荡衰减的形式出现，持续时间在十几毫秒到上百毫秒不等，在频域上分布又很宽，所以在频域上瞬态噪声的频谱基本上都是和正常的语音的频谱混叠在一起的很难进行抑制。

发明内容

本申请为了解决音频信号中瞬态噪音影响语音系统的通话质量的技术问题，提供了一种音频信号瞬态噪音抑制方法，包括：

对音频信号进行预处理；

利用预处理后的音频信号在时域上计算音频信号的能量差异数据；

利用预处理后的音频信号在频域上计算音频信号的频谱差异数据；

利用能量差异数据和频谱差异数据判断音频信号中是否存在瞬态噪音；

若存在瞬态噪音，则对瞬态噪音进行抑制。

其中，对音频信号进行预处理的步骤包括：

对音频数据进行分帧，以获得多个音频帧；

对多个音频帧分别进行傅里叶变换，以获得音频帧所对应的频谱数据。

其中，利用预处理后的所述音频信号在时域上计算所述音频信号的能量差异数据的步骤包括：

计算每个音频帧的平均能量，并对平均能量进行均值运算，以获得音频信号的能量均值；

对平均能量和能量均值进行方差运算，进而获得能量差异数据。

其中，对平均能量和能量均值进行方差运算的步骤包括：

通过如下公式对平均能量和能量均值进行方差运算：

其中，I为能量差异数据，y_i为第i个音频帧的平均能量，为音频信号的能量均值，m为音频帧的数量。

其中，利用预处理后的音频信号在频域上计算音频信号的频谱差异数据的步骤包括：

对音频帧所对应的频谱数据进行均值估计，以获得音频信号的频谱均值；

对频谱数据和频谱均值进行方差运算，进而获得频谱差异数据。

其中，对频谱数据和频谱均值进行方差运算的步骤包括：

通过以下公式对频谱数据和频谱均值进行方差运算：