[发明专利]用于减小音频噪声的系统和方法

说明书

技术领域

本发明总地涉及信号处理，更具体地涉及用于减小例如语音通信信号的信号中的音频噪声的系统和方法。

背景技术

背景噪声和干扰声会降低语音通信系统中的语音质量和可识度。在没有语音的情况下，背景噪声和干扰声的存在是恼人的。

为了解决这些问题，已经提出了多种语音增强和噪声减小(NR)技术，以期望信噪比(SNR)的改进将提升语音质量和可识度。然而，SNR和语音质量的改进之间存在冲突。尽管改进SNR会使语音中的噪声减小，然而与多个可用噪声减小和语音增强算法相关的假象或失真将会降低语音质量，从而使得语音变得不悦耳。

发明内容

上述问题中至少一些能够由这里公开的用于减小音频噪声的系统和方法的各种实施例来解决。可以基于从时域信号中获得的功率谱来检测例如噪声和网络信号声音的一个或更多个声音分量。该检测的结果可以用于做出决策，确定能够应用于功率谱的调整谱。可以把调整后的谱变换回基本上去除了不希望的噪声和/或考虑到例如网络信号声音的已知声音分量的时域信号。

本发明的一个实施例涉及一种用于减小音频噪声的系统。所述系统包括输入组件，其被配置为接收输入时域信号并产生输入频域信号和所述输入频域信号的功率谱。所述系统还包括至少一个检测组件，每一个检测组件被配置为检测所述功率谱中选定声音分量的存在。所述系统还包括调整组件，其被配置为基于所述至少一个选定声音分量的所述存在检测而产生调整功率谱，并把所述调整功率谱与所述输入频域信号进行组合以产生输出频域信号。所述系统还包括输出组件，其被配置为基于所述输出频域信号而产生输出时域信号。

在一个实施例中，所述输入时域信号包括语音通信信号。

在一个实施例中，所述至少一个检测组件包括噪声活动性检测器、白噪声检测器和网络信号声音检测器中至少一种。在一个实施例中，所述功率谱包括N个频率区，并与所述输入时域信号的N个采样值相对应。

在一个实施例中，所述噪声活动性检测器被配置为把所述N个频率区的一个或更多个组的幅度与相应的选定值进行比较，并产生噪声活动性指示符，该噪声活动性指示符指示所述功率谱中是否存在噪声活动性。在一个实施例中，所述噪声活动性检测器被配置为：把所述N个频率区分为多个频带；获得所述多个频带中每一个频带的幅度值；针对所述多个频带中每一个频带，把所述幅度值与阈值进行比较；以及如果针对所述多个频带中选定数量的频带的所述幅度值超过所述阈值，则确定存在所述噪声活动性。

在一个实施例中，所述白噪声检测器被配置为：基于所述N个频率区之和，获得当前能量值；获得所述当前能量值与先前能量值之间的差，所述差具有正值；以及如果所述差大于选定值，则产生白噪声指示符，该指示符指示所述功率谱中存在白噪声。

在一个实施例中，所述网络信号声音检测器被配置为：从所述N个频率区中识别具有最大值的选定区；以及如果所述选定区满足一个或更多个条件，则产生网络信号声音指示符，该网络信号声音指示符指示所述功率谱中存在网络信号声音。在一个实施例中，如果所述选定区的变化量不大于选定量且所述选定区处于与所述网络信号声音相对应的频率范围内，则产生所述网络信号声音指示符。

在一个实施例中，所述调整功率谱包括所估计的功率谱，基于一个或更多个所述选定声音分量的所述检测而调整所述所估计的功率谱。在一个实施例中，所述所估计的功率谱的调整包括：如果所述网络信号声音检测器没有检测到网络信号声音且所述噪声活动性检测器检测到噪声活动性，则利用选定量对所述所估计的功率谱进行缩放。在一个实施例中，所述所估计的功率谱的调整还包括：如果所述网络信号声音检测器没有检测到网络信号声音且所述白噪声检测器检测到白噪声，则对白噪声进行调整。

在一个实施例中，所述系统还包括再收敛组件，所述再收敛组件被配置为：允许基于所述输入时域信号，绕过所述至少一个检测组件和所述调整组件。在一个实施例中，如果代表所述输入时域信号的选定值在选定时段中持续小于阈值，则执行所述绕过。在一个实施例中，所述阈值大致为零。

本发明的一个实施例涉及一种用于减小音频噪声的方法。所述方法包括接收输入时域信号并产生输入频域信号和所述输入频域信号的功率谱。所述方法还包括检测所述功率谱中一个或更多个声音分量的存在。所述方法还包括基于所述一个或更多个声音分量的所述存在检测，产生调整功率谱。所述方法还包括把所述调整功率谱与所述输入频域信号进行组合，以产生输出频域信号。所述方法还包括基于所述输出频域信号而产生输出时域信号。