专利名称：一种通过加噪音来降低稳态噪音的装置及方法
技术领域：
本发明涉及噪音处理装置及方法，准确地说是一种降低稳态噪音的装置及方法。
背景技术：
在通信设备对音频的采集过程中，必然会掺杂有环境噪音，例如人们在室外用手 机通话时，会掺杂有汽车的声音、别人的说话声音、周围环境的嘈杂声，这都会影响到通话 的质量。而在目前的音频信号处理过程中，对于这些噪音是难以处理的，因为人所发出的 语音，其频段位于环境的噪音的频段内，要消除噪音，就会把人的语音一起消除，否则，必然 会含有噪音。传统的音频信号降噪处理方法是利用傅立叶变换，把含噪音频信号变换成频域， 然后进行滤波去噪。如专利申请CN200510089148. 8的方法，但是由于音频中包含大量的音 频文件，并不是一个单纯的音频曲线，通过傅立叶变换需要大量的资源才能实现处理，而且 傅立叶变换对高频噪音的处理处理有一定的效果，对低频的噪音却难以处理，无法得到满 意的处理结果。
发明内容
经研究发现，大部分噪声的频率是处于一个特定的范围，如我们周围普通的噪音 通常位于50 - 85分贝之间，这些噪音可以被其它的声音所淹没，因此可以通过这种方式将 音频信号中的噪音淹没，从而达到消除噪音的效果。基于此，本发明的目的是提供一种降低稳态噪音的装置及方法，该装置及方法通 过加入噪音来淹没原有的噪音，从而达到降低稳态噪音的效果。本发明的另一个目的在于提供一种通过加噪音来降低稳态噪音的装置及方法，该 装置及方法实现简单、处理效果明显，能够有效地消耗音频信号中的稳态噪音。为了达到上述目的，本发明是这样实现的
一种通过加噪音来降低稳态噪音的装置，其包括音频输入单元、噪音生成单元、合成 单元及消除噪声单元；所述音频输入单元用于输入包含有噪音的音频信号，噪音生成单元 生成特定规则的噪音信号，合成单元将音频信号和噪音信号进行合成，并将合成的信号传 输到消除噪声单元，消除噪声单元消除特定规则的噪声信号后进行输出。所述合成单元具有两个，分别对应于左、右声道的音频合成。所述装置中，还包括平滑处理模块，消除噪声单元输出的音频信号经过平滑处理 模块进行平滑处理后再进行输出，以具有良好的消除噪音效果。一种通过加噪音来降低稳态噪音的方法，该方法包括如下步骤
1、获取音频信号；通过音频输入单元取得音频信号；
2、生成噪音；噪音生成单元按照特定的规则生成噪音信号；
3、声音合成；将音频信号和噪声信号进行合成；4、消除噪音；通过消除噪声单元进行消除噪声处理，去掉噪音生成单元所生成的噪音
信号；
5、输出。所述步骤1中，所述的音频信号包括左声道音频信号和右声道音频信号两路信 号。所述的步骤2中，所述的噪音信号包括左声道噪音信号和右声道噪音信号两路信 号。所述的步骤2中，所生成的噪音信号为白噪声信号和粉色噪音信号的任意一种或 两种的组合。所述步骤3中，分左声道和右声道，通过两个合成单元分别对左声道音频信号和 左声道噪音信号、右声道音频信号和右声道噪音信号进行合成，使左右两个声道中音频信 号中的噪音被所生成的噪音信号所淹没。所述的步骤4中，还包括平滑处理步骤，平滑处理步骤又包括插值平滑和趋势平 滑，插值平滑是先对音频信号进行分段处理，每段长度取为1024，最后一段不够补零，再利 用每段分析的主要峰值来重构音频曲线，最后使用线性插值算法来平滑波形；趋势平滑，是 对音频曲线取5点，进行五点直线滑动平均算法进行平滑。左声道和右声道的音频信号经消除噪声单元消除所生成的噪音信号后，每个声道 的音频信号分2路进行平滑处理，一路进行插值平滑处理，一路进行趋势平滑处理。在上述的步骤中，对插值、趋势平滑处理后的音频并合成1路音频信号进行输出。本发明通过加噪音的办法，用所添加的噪音将音频信号中的噪音淹没，而所添加 的噪音是有目的性添加的，是有规则的，可以从音频信号中去掉的，淹没噪音后，可以将所 添加的噪音减掉，从而达到消除噪音的效果。本发明所实现的结构简单、实现方便、成本低廉，可应用于各种通信设备中。
图1为本发明实施的结构示意图。图2为本发明所实施方法的原理图。图3为本发明所实施的控制流程图。
具体实施例方式下面结合附图所示，对本发明的具体实施做详细说明。图1所示，实现本发明的基本结构包括输入音频信号模块、噪音生成模块、合成模 块及消噪处理模块，其中，输入音频信号模块用于输入包含有噪音的音频信号，噪音生成模 块生成特定规则的噪音信号，合成模块将音频信号和噪音信号进行合成，并将合成的信号 传输到消噪处理模块，消噪处理模块消除特定规则的噪声信号后进行输出。输入音频信号模块和噪音生成模块将音频信号和所生成的噪音信号分左声道和 右声道两路通过两个合成模块分别进行添加，添加噪音后再通过消噪处理模块消除所添加 的噪音，进行左右声道的输出。图1中，L是输入左声道音频，R是输入右声道音频，nL是生 成左声道噪音音频，nR是生成右声道噪音音频，sL是合成后左声道音频，sR是合成后右声道音频，cL是加噪降噪后左声道音频，cR是加噪降噪后右声道音频。对于所添加的噪音，通常是白噪声和粉色噪声的一种。白噪声(White noise)，是一种功率谱密度为常数的随机信号或随机过程。即，此 信号在各个频段上的功率是一样的。粉红色噪音又被称做频率反比(Ι/f)噪音，因为它的能量分布与频率成反比，或 者说是每一个八度音程(Octave)能量就衰退3 dB。对于周围繁杂的声音时，就可以选用这两种声音来加以遮蔽。一般来说，通常的情 况下你可以选用白色噪音，而粉红色噪音则是特别针对说话声的遮蔽材料。结合图2、图3所示，本发明实施的步骤如下。1、获取音频信号；通过音频输入单元输入音频信号，音频信号包括左声道音频信 号和右声道音频信号两路信号。2、生成噪音；噪音生成单元按照特定的规则生成噪音信号，噪音信号包括左声道 噪音信号和右声道噪音信号两路信号；并将噪音信号进行幅度调整，以适合后续的声音合 成。3、声音合成；将噪音信号和音频信号混合，合成模块将左声道音频信号和左声道 噪声信号进行合成，右声道音频信号和右声道噪音信号进行合成。4、消除噪音；合成后的信号通过消除噪声单元进行消除噪声处理，去掉噪音生成 单元所生成的噪音信号。5、平滑音频处理；降噪过后的音频信号在消噪的过程当中会有一定的损失，因此 在降噪后要对音频信号进行平滑处理。平滑处理步骤又包括插值平滑和趋势平滑，插值平滑是先对音频信号进行分段处 理，每段长度取为1024，最后一段不够补零，再利用每段分析的主要峰值来重构音频曲线， 最后使用线性插值算法来平滑波形；趋势平滑，是对音频曲线取5点，进行五点直线滑动平 均算法进行平滑。左声道和右声道的音频信号经消除噪声单元消除所生成的噪音信号后，每个声道 的音频信号分2路进行平滑处理，一路进行插值平滑处理，一路进行趋势平滑处理，对插 值、趋势平滑处理后的音频并合成1路音频信号进行输出。6、增益调节；为了防止音频处理后越限，还通过自动增益处理模块会把越限部分 的音频增益进行适当的调整。7、音频输出。这样，本发明对通信设备中的音频信号经过实时动态的加噪消噪处理，可以动态 的平滑输入音频信号，并部分抑制并消除周围的环境音，使人们的通话更清晰，避免外部噪 声的干扰。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精 神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种通过加噪音来降低稳态噪音的装置，其特征在于该装置包括音频输入单元、噪 音生成单元、合成单元及消除噪声单元；所述音频输入单元用于输入包含有噪音的音频信 号，噪音生成单元生成特定规则的噪音信号，合成单元将音频信号和噪音信号进行合成，并 将合成的信号传输到消除噪声单元，消除噪声单元消除特定规则的噪声信号后进行输出。
2.如权利要求1所述的通过加噪音来降低稳态噪音的装置，其特征在于所述合成单元 具有两个，分别对应于左、右声道的音频合成。
3.如权利要求1所述的通过加噪音来降低稳态噪音的装置，其特征在于所述装置中， 还包括平滑处理模块，消除噪声单元输出的音频信号经过平滑处理模块进行平滑处理后再 进行输出，以具有良好的消除噪音效果。
4.一种通过加噪音来降低稳态噪音的方法，其特征在于该方法包括如下步骤1)、获取音频信号；通过音频输入单元取得音频信号；2)、生成噪音；噪音生成单元按照特定的规则生成噪音信号；3)、声音合成；将音频信号和噪声信号进行合成；4)、消除噪音；通过消除噪声单元进行消除噪声处理，去掉噪音生成单元所生成的 噪音信号；5)、输出。
5.如权利要求4所述的通过加噪音来降低稳态噪音的方法，其特征在于所述步骤1) 中，所述的音频信号包括左声道音频信号和右声道音频信号两路信号。
6.如权利要求4所述的通过加噪音来降低稳态噪音的方法，其特征在于所述的步骤2) 中，所述的噪音信号包括左声道噪音信号和右声道噪音信号两路信号。
7.如权利要求4所述的通过加噪音来降低稳态噪音的方法，其特征在于所述的步骤2) 中，所生成的噪音信号为白噪声信号和粉色噪音信号的任意一种或两种的组合。
8.如权利要求4所述的通过加噪音来降低稳态噪音的方法，其特征在于所述步骤3) 中，分左声道和右声道，通过两个合成单元分别对左声道音频信号和左声道噪音信号、右声 道音频信号和右声道噪音信号进行合成，使左右两个声道中音频信号中的噪音被所生成的 噪音信号所淹没。
9.如权利要求4所述的通过加噪音来降低稳态噪音的方法，其特征在于所述的步骤4) 中，还包括平滑处理步骤，平滑处理步骤又包括插值平滑和趋势平滑，插值平滑是先对音频 信号进行分段处理，每段长度取为1024，最后一段不够补零，再利用每段分析的主要峰值来 重构音频曲线，最后使用线性插值算法来平滑波形；趋势平滑，是对音频曲线取5点，进行 五点直线滑动平均算法进行平滑；其中，左声道和右声道的音频信号经消除噪声单元消除所生成的噪音信号后，每个声 道的音频信号分2路进行平滑处理，一路进行插值平滑处理，一路进行趋势平滑处理；平滑处理后，对插值、趋势平滑处理后的音频并合成1路音频信号进行输出。
全文摘要
本发明是一种通过加噪音来降低稳态噪音的装置，其包括音频输入单元、噪音生成单元、合成单元及消除噪声单元；所述音频输入单元用于输入包含有噪音的音频信号，噪音生成单元生成特定规则的噪音信号，合成单元将音频信号和噪音信号进行合成，并将合成的信号传输到消除噪声单元，消除噪声单元消除特定规则的噪声信号后进行输出。本发明通过加噪音的办法，用所添加的噪音将音频信号中的噪音淹没，而所添加的噪音是有目的性添加的，是有规则的，可以从音频信号中去掉的，淹没噪音后，可以将所添加的噪音减掉，从而达到消除噪音的效果。
文档编号G10L21/02GK102097100SQ20111000235
公开日2011年6月15日 申请日期2011年1月7日 优先权日2011年1月7日
发明者蔡镇滨, 马平 申请人:蔡镇滨, 马平