专利名称：一种消除音乐噪声的方法、装置及系统的制作方法
技术领域：
本发明实施例涉及语音通信技术领域，尤其涉及一种消除音乐噪声的方法、装置 及系统。
背景技术：
非平稳噪声的幅度存在随机的异常波动，可利用基于幅度谱估计的噪声抑制算法 进行噪声抑制。在对噪声进行幅度谱估计的过程中，如果某频率的噪声分量较大，则会导致 估计结果不准确，将一部分噪声保留下来，在频谱上呈现随机的尖峰，在听觉上则形成有节 奏的起伏、类似音乐的残留噪声，故称为“音乐噪声”。现有一种基于音乐噪声后处理滤波的噪声抑制技术，该技术利用噪声抑制的后处 理技术来消除非平稳噪声抑制过程中产生的音乐噪声。该技术的实现方式是在对非平稳噪 声降噪后进行音乐噪声的检测，然后对检测到的产生音乐噪声的关键频带进行后处理，以 消除音乐噪声。发明人在实现本发明的过程中，发现现有技术中至少存在如下问题经过降噪处理后的非平稳噪声会失去原有的统计特性，使得残余的音乐噪声特征 与语音信号的特征相似，导致音乐噪声检测精度低，进而无法很好地消除音乐噪声。
发明内容
本发明的实施例提供了一种消除音乐噪声的方法、装置及系统，从而有效消除音 乐噪声。本发明的目的是通过以下技术方案实现的一种消除音乐噪声的方法，包括计算含噪语音信号在低频带的信噪比；当所述信噪比满足设定阈值时，对所述含噪语音信号的幅度谱估计参数进行修 正；利用修正后的幅度谱估计参数对所述含噪语音信号进行基于幅度谱估计的噪声 抑制。一种消除音乐噪声的装置，包括信噪比计算模块，用于计算含噪语音信号在低频带的信噪比；参数修正模块，用于当所述计算模块计算得到的信噪比满足设定阈值时，对所述 含噪语音信号的幅度谱估计参数进行修正；参数发送模块，用于将所述参数修正模块处理后的幅度谱估计参数发送给基于幅 度谱估计的噪声抑制器。一种消除音乐噪声的系统，包括音乐噪声消除装置和噪声抑制器所述音乐噪声消除装置用于计算含噪语音信号在低频带的信噪比当所述信噪比 满足设定阈值时，对所述含噪语音信号的幅度谱估计参数进行修正，并将修正后的幅度谱估计参数发送给所述噪声抑制器；所述噪声抑制器用于利用所述噪声抑制器发送的修正后的幅度谱估计参数对所 述含噪语音信号进行基于幅度谱估计的噪声抑制。由上述本发明的实施例提供的技术方案可以看出，本发明实施例中，由于在进行 噪声抑制之前，对含噪语音信号进行检测，检测出可能产生音乐噪声的含噪语音信号并对 其进行幅度谱估计参数的修正，从而提高了音乐噪声检测的精度，进而有效消除音乐噪声。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是 本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还 可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本发明实施例提供的处理过程示意图；图2为本发明具体实施例提供的处理过程示意图；图3为本发明实施例提供的装置结构示意图；图4为本发明实施例提供的系统结构示意图。
具体实施例方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于 本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例，都属于本发明保护的范围。发明人经过大量试验分析，发现产生音乐噪声的非平稳噪声具备如下特征在频 域上，产生音乐噪声的非平稳噪声分布在低频带(低频带的上限频率范围在800赫兹 1100赫兹)；在时域上，非平稳噪声在出现异常波动时会因为幅度谱估计不准确而产生音 乐噪声。以下表1中8000赫兹采样的语音信号的子频带划分为例
125-2501250-1437.5250-3751437. 5-1687. 5375-5001687. 5-1937. 5500-6251937. 5-2250625-7502250-2625750-8752625-3062. 5875-1062. 53062. 5-35001062.5-12503500-4000其中，含噪语音信号分布在0 4000赫兹，将含噪语音信号按表1所示划分为16 个子频带，则前7个子频带为低频带(即低频带范围在0 1062. 5赫兹)。本发明实施例提供一种音乐噪声消除方法，基于上述非平稳噪声的特征，在进行 噪声抑制之前，对输入的含噪语音信号进行特征检测，以判断是否会产生音乐噪声，并对可 能产生音乐噪声的含噪语音信号进行幅度谱估计的修正后作噪声抑制处理。如图1所示， 该方法包括S101、计算含噪语音信号在低频带的信噪比；S102、如果该信噪比满足设定阈值，则认为上述含噪语音信号将会产生音乐噪声， 对该含噪语音信号的幅度谱估计参数进行修正；S103、利用修正后的幅度谱估计参数对该含噪语音信号进行基于幅度谱估计的噪 声抑制。上述处理过程中，如果该信噪比不满足设定阈值，则认为上述含噪语音信号不会 产生音乐噪声，可直接进行噪声抑制处理。其中，设定阈值包括下限阈值&(取值范围在 0. 5 1. 5之间)和上限阈值Rh(取值范围在3. 5 4. 5之间)，信噪比满足设定阈值是指 该信噪比大于下限阈值&且小于上限阈值&。上述本发明实施例提供的方法，由于在进行噪声抑制之前，对含噪语音信号进行 检测，检测出可能产生音乐噪声的含噪语音信号并对其进行幅度谱估计参数的修正，从而 提高了音乐噪声检测的精度，进而有效消除音乐噪声。上述本发明实施例中，对含噪语音信号的幅度谱估计参数进行修正。作为举例而 非限定，基于幅度谱估计的噪声抑制技术的应用中，上述幅度谱估计参数具体可以包括含 噪语音信号的噪声能量，和含噪语音信号的增益系数。相应的，可采用平滑滤波的方法对含 噪语音信号的幅度谱估计参数进行修正，具体包括对上述含噪语音信号的噪声能量进行 平滑滤波处理；对上述含噪语音信号的增益系数进行平滑滤波处理。以消除噪声抑制过程 中可能产生的音乐噪声。其中，修正前的幅度谱估计参数具体是从噪声抑制器获取的。下面将对本发明实施例在实际应用过程中的具体实现方式进行详细的说明。本发明具体实施例提供一种基于幅度谱估计的噪声抑制应用中，消除音乐噪声的 方法，其具体处理过程如图2所示，包括如下操作S201、对输入的含噪语音信号在低频带的信噪比进行计算；信噪比是指上述含噪语音信号中包含的信号能量与噪声能量的比值，其中，信号 能量和噪声能量从噪声抑制器获取，作为举例而非限定，在包含子带划分模块、子带信号能 量估计模块、语音VAD判决模块、噪声能量估计模块、子带信噪比计算模块、子带增益计算 模块的子带噪声抑制器的应用中，信号能量从子带噪声抑制器的子带信号能量估计模块， 噪声能量从子带噪声抑制器的噪声能量估计模块获得。第i巾贞含噪语音信号在低频带的信 噪比r(i)的计算公式如下r{i) = -fr-0 彡 m < Nl
m
其中，m为第i帧含噪语音信号的子带序号，在上述子带噪声抑制器中，含噪语音 信号被分为16个子带，子带划分方法见表1 ;E。h(m，i)为第i帧含噪语音信号第m个子带中 的信号能量；4(m，i)为第i帧含噪语音信号第m个子带中的噪声能量；队为低频子带的上 限值，发明人经分析获得的最优队取值为7 (以表1为例，则对应的频率为1062. 5赫兹)， m取值范围是大于等于0且小于队的整数。S202、判断S201中计算得到的低频带信噪比是否满足设定阈值，如果满足，执行 S203，如果不满足，则执行S205 ；设定阈值包括下限阈值&和上限阈值&，具体可以通过如下判别式判断上述第i
帧含噪语音信号的低频带信噪比是否满足设定阈值
权利要求
1.一种消除音乐噪声的方法，其特征在于，包括计算含噪语音信号在低频带的信噪比；当所述信噪比满足设定阈值时，对所述含噪语音信号的幅度谱估计参数进行修正；利用修正后的幅度谱估计参数对所述含噪语音信号进行基于幅度谱估计的噪声抑制。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述信噪比是指所述含噪语音信号中包 含的信号能量与噪声能量的比值，当所述含噪语音信号以帧为单位时，第i帧含噪语音信 号在低频带的信噪比计算公式如下
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述含噪语音信号的非平稳噪声分布在 低频带，所述低频带的上限频率范围为800 1100赫兹。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，该方法还包括通过如下判别式判断所述 第i帧含噪语音信号的低频带信噪比是否满足设定阈值M ^(O = I1' (["(0< )&&(讲<义)， [0,else其中，M_flag(i)取值为1时，表示在经过前1 7个子带的降噪处理后，第i帧含噪 语音信号将会产生音乐噪声；M_flag(i)取值为0时，表示第i帧含噪语音信号不会产生音 乐噪声；条件(rL<r(i) < rH)&&(m < Nl)表示在低频带且r(i)大于下限阈值&且小于 上限阈值&。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述信噪比满足设定阈值是指所述信噪 比大于下限阈值且小于上限阈值，所述下限阈值的取值范围为0. 5 1. 5，所述上限阈值的 取值范围为3. 5 4. 5。
6.根据权利要求1 5任意一项所述的方法，其特征在于，所述对所述含噪语音信号的 幅度谱估计参数进行修正包括对所述含噪语音信号的噪声能量进行平滑滤波处理；对所述含噪语音信号的增益系数进行平滑滤波处理。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，对所述含噪语音信号的噪声能量进行平 滑滤波处理包括利用如下公式对第i帧含噪语音信号的子带噪声能量进行平滑滤波处 理En (m，i) = (l-a0)En(m, i-l)+a0En(m, i)(当且仅当 M_f lag (i) ==1),EN(m,i)表示经过修正的第i帧含噪语音信号第m个子带的噪声能量；&(m，i-l)表示 噪声能量估计模块提供的第i_l帧含噪语音信号第m个子带的噪声能量；4(m，i)表示噪声 能量估计模块提供的第i帧含噪语音信号第m个子带的噪声能量；α ^为常量；0 < m <队；对所述含噪语音信号的增益系数进行平滑滤波处理包括利用如下公式对第i帧含噪 语音信号的子带增益系数进行平滑滤波处理gCH(m, i) = min(gch(m, i_l), gch (m, i)}gCH(m, i)表示经过修正的第i帧第m个子带的增益系数；g。h(m，i_l)表示子带增益计 算模块提供的第i_l帧第m个子带的增益系数；g。h(m，i)表示子带增益计算模块提供的第 i帧第m个子带的增益系数。
8.一种消除音乐噪声的装置，其特征在于，包括信噪比计算模块，用于计算含噪语音信号在低频带的信噪比； 参数修正模块，用于当所述计算模块计算得到的信噪比满足设定阈值时，对所述含噪 语音信号的幅度谱估计参数进行修正；参数发送模块，用于将所述参数修正模块处理后的幅度谱估计参数发送给基于幅度谱 估计的噪声抑制器。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述信噪比计算模块包括信噪比计算子模块，用于采用如下公式计算第i帧含噪语音信号在低频带的信噪比 Hi)NlYjEchim^)= -0 ^ m < Nl m为第i帧含噪语音信号的子带序号，E。h(m，i)为第i帧m含噪语音信号第m个子带中的信号能量；4(m，i)为第i帧含噪语音信号第m个子带中的 噪声能量；队为低频子带的上限值。
10.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述参数修正模块包括第一参数修正模块，用于对所述含噪语音信号的噪声能量进行平滑滤波处理； 第二参数修正模块，用于对所述含噪语音信号的增益系数进行平滑滤波处理。
11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述第一参数修正模块包括第一参 数修正子模块，用于利用如下公式对第i帧含噪语音信号的子带噪声能量进行平滑滤波处 理En (m，i) = (l-a0)En(m, i-l) + a0En(m, i)(当且仅当 M_f lag (i) ==1), 其中，&(m，i)表示经过修正的第i帧含噪语音信号第m个子带的噪声能量；4(m，i-l) 表示噪声能量估计模块提供的第i_l帧含噪语音信号第m个子带的噪声能量；4(m，i)表示 噪声能量估计模块提供的第i帧含噪语音信号第m个子带的噪声能量；α ^为常量；0 < m <NL ；所述第二参数修正模块包括第二参数修正子模块，用于利用如下公式对第i帧含噪 语音信号的子带增益系数进行平滑滤波处理 gCH (m，i) = min {gch (m, i_l), gch (m, i)},其中，^(m，i)表示经过修正的第i帧第m个子带的增益系数；g。h(m，i-l)表示子带增 益计算模块提供的第i_l帧第m个子带的增益系数；g。h(m，i)表示子带增益计算模块提供 的第i帧第m个子带的增益系数。
12.—种消除音乐噪声的系统，其特征在于，包括音乐噪声消除装置和噪声抑制器 所述音乐噪声消除装置用于计算含噪语音信号在低频带的信噪比当所述信噪比满足设定阈值时，对所述含噪语音信号的幅度谱估计参数进行修正，并将修正后的幅度谱估计参数发送给所述噪声抑制器；所述噪声抑制器用于利用所述噪声抑制器发送的修正后的幅度谱估计参数对所述含 噪语音信号进行基于幅度谱估计的噪声抑制。
13.根据权利要求12所述的系统，其特征在于，所述噪声抑制器还用于向所述音乐噪 声消除装置发送未经修正的幅度谱估计参数，所述幅度谱估计参数包括所述含噪语音信 号的噪声能量，和所述含噪语音信号的增益系数。
全文摘要
一种消除音乐噪声的方法，包括计算含噪语音信号在低频带的信噪比；当所述信噪比满足设定阈值时，对所述含噪语音信号的幅度谱估计参数进行修正；利用修正后的幅度谱估计参数对所述含噪语音信号进行噪声抑制。本发明实施例还提供了一种消除音乐噪声的装置及系统。由于在进行噪声抑制之前，对含噪语音信号进行检测，检测出可能产生音乐噪声的含噪语音信号并对其进行幅度谱估计参数的修正，从而提高了音乐噪声检测的精度，进而有效消除音乐噪声。
文档编号G10L21/02GK102117618SQ20091021521
公开日2011年7月6日 申请日期2009年12月30日 优先权日2009年12月30日
发明者张崇岩, 程荣, 韦春妍 申请人:华为技术有限公司