[发明专利]一种双麦克风语音增强方法和系统

说明书

本发明公开一种双麦克风语音增强方法和系统，该方法包括：步骤一，对两个麦克风通道的信号进行分帧，加窗，快速傅里叶变换的操作，使得信号从时域转换到频域；步骤二，利用互相关函数对两个通道在频域的信号进行语音活跃检测，若检测为无语音段，则更新噪声互功率谱；若检测为有语音段，则对语音信号进行降噪处理；步骤三，使用降噪后的语音信号来估计晚期混响功率谱，并抑制混响，即使用晚期混响功率谱对降噪后的语音信号做去混响处理；步骤四，将降噪去混响后的信号从频域转换回时域后输出。本发明进行语音活跃检测、噪声互功率谱更新和噪声抑制，同时进行去混响处理，增加了混响抑制的有效性；结合降噪抑制和混响抑制，有效的提高了语音质量。

技术领域

本发明涉及语音信号处理技术领域，尤其涉及一种双麦克风语音增强方法和系统。

背景技术

随着科技的发展，语音增强在车载系统、手机、助听器和智能家电等领域中具有重要的应用前景。在实际的应用环境中，噪声和混响的存在降低了语音信号的可懂度和语音质量。单麦克风语音增强技术已经取得了很多研究成果，但是由于环境的复杂性，单麦克风处理噪声和混响的效果常常不如人意。因此，双麦克风语音增强技术得到了迅速的发展并且逐渐成为一种常用的方案。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明提出了一种双麦克风语音增强方法和系统，其具体技术方案如下：

一种双麦克风语音增强方法，包括以下步骤：

步骤一，对两个麦克风通道的信号进行分帧，加窗，快速傅里叶变换的操作，使得信号从时域转换到频域；

步骤二，利用互相关函数对两个通道在频域的信号进行语音活跃检测，若检测为无语音段，则更新噪声互功率谱；若检测为有语音段，则对语音信号进行降噪处理；

步骤三，使用降噪后的语音信号来估计晚期混响功率谱，并抑制混响，即使用晚期混响功率谱对降噪后的语音信号做去混响处理；

步骤四，将降噪去混响后的信号从频域转换回时域后输出。

进一步的，所述步骤一，具体为：先对输入的双麦克风即两个通道的时域信号进行分帧，得到分帧后时域信号，利用快速傅里叶变换将两个麦克风的时域信号转换到频域，频域信号表达式为：，，，其中i表示第i个麦克风即i通道，m表示第m个采样点，表示第帧，表示窗函数；k表示频域第k个频点，K表示频域的频点数，j为虚数单位，w表示角频率，w_k即表示第k个角频率。

进一步的，所述步骤二，具体包括以下子步骤：

步骤2.1，计算两个通道的自功率谱和互功率谱；

步骤2.2，计算互相关函数均值；

步骤2.3，利用互相函数均值和预先设定门限判断语音是否活跃，即：根据互相关函数均值是否大于预设阈值，来判断语音是否活跃；

步骤2.4，更新噪声互功率谱；

步骤2.5：使用噪声互功率谱对语音信号进行降噪，获得降噪后的语音信号。

进一步的，所述步骤2.1，具体为：对两个通道进行延迟对齐操作后，利用当前帧的双麦克风频域信号和前一帧的自功率谱计算当前帧的自功率谱，以及利用当前帧的双麦克风频域信号和前一帧的互功率谱计算当前帧的互功率谱，并施加平滑，表达式如下：

其中，两个通道的自功率谱为：

；

两个通道的互功率谱为：

；

其中。

进一步的，所述步骤2.2，具体为：利用步骤2.1计算出的自功率谱和互功率谱计算互相关函数，互相关函数表达式如下：