[发明专利]语音增强的方法及语音增加的声音采集系统

说明书

【技术领域】

本发明涉及一种语音增加的方法及集成该方法的声音采集系统。

【背景技术】

由于大量环境噪声的存在，声音采集系统，如麦克风传声器，采集到的语音信号普遍信噪比不够高。为了能采集到信噪比高的语音信号，通常，通过利用指向性麦克风采集一定范围内的语音信号，或利用语音增强的方法来提升语音信号的信噪比。

现有相关的语音增强算法需要的计算量和存储空间都偏大，对硬件的要求比较高，在制成专用芯片时需要的硅的面积也比较大，从而使其成本也比较高，并且降噪效果也不是很理想。

因此，有必要研究一种新的语音增强的方法，以达到良好的降噪效果。

【发明内容】

本发明需解决的技术问题是提供一种降噪效果好的语音增加的方法，

根据上述的技术问题，设计了一种语音增强的方法，其包括以下步骤：

(1)、将声音采集装置采集到带噪语音信号用芯片进行分帧、预加重处理、再经过短时傅里叶变换到频域；

(2)、将变换到频域后的带噪语音信号划分为若干频带，再计算各个频带能量并进行平滑，得到经平滑后的每个频带内的信号能量，所述信号能量包括语音能量和噪音能量，并得到所述噪音能量的初始估计值；

(3)、通过信号能量及噪音能量的初始估计值，计算各个频带当前帧的后验信噪比，并由前一帧的先验信噪比估计值得到当前帧的先验信噪比估计值；

(4)、由得到的先验信噪比估计值对当前帧进行判决，判断是否是噪声，否则执行步骤(5)、是则执行(6)；

(5)、对各频带的噪音能量的估计值进行更新，再通过信号能量及噪音能量的当前更新的估计值，计算各个频带当前帧的后验信噪比，并由前一帧的先验信噪比估计值得到当前帧的先验信噪比估计值，继续执行步骤(4)以再进行判决；

(6)、根据得到的先验信噪比估计值，计算各个频带的衰减增益因子；

(7)、用得到的衰减增益因子，对划分到各频带的信号频谱进行处理；

(8)、将处理后的频域信号变换到时域，进行去加重处理，变成输出信号。

更优的是，所述步骤(7)中的处理为将当前帧的带噪语音信号乘以相应频带的衰减增益因子。

更优的是，操作所述步骤(8)包括有：

(81)、通过逆快速傅里叶变换将频域信号变换为时域，得到增强后的时域语音信号；

(82)、通过低通滤波器进行加重处理。

本发明所解决的另一个技术问题是提供一种语音增加的声音采集系统，其包括声音采集装置、集成如上述语音增加的方法的芯片。

更优的是，所述芯片集成于声音采集装置内。

更优的是，所述声音采集装置为麦克风传声器。

与相关技术比较，本发明语音增强的方法实现了实时的语音增强系统，声音采集装置输出的是直接降噪后的语音信号，并大大提高了对噪音的衰减，保证了语音的可懂度，特别对汽车噪声，街道噪声等一类平稳的加性噪声的衰减效果尤为突出。

【附图说明】

图1为本发明语音增强的方法的流程示意图；

【具体实施方式】

下面结合附图和实施方式对本发明作进一步说明。

本发明的主要思想是，通过将一种语音增强算法集成在专用的芯片中，并通过该设计芯片与相应的声音采集装置的接口数据传输，形成一个实时的语音增强系统。语音信号通过声音采集装置采集，再直接由芯片中的语音增强算法处理，得到信噪比增强后的信号，输出供次级使用。

本发明的语音增强的声音采集系统包括：声音采集装置、语音信号处理芯片，芯片集成在该声音采集装置内。本实施例中该声音采集装置为麦克风传声器，麦克风采集的模拟信号还需转换为数字信号，以供芯片处理。

本发明集成在芯片内的语音增强的方法，其包括以下步骤：

(1)、将声音采集装置采集到带噪语音信号(此信号为数字信号)用芯片进行分帧、预加重处理、再经过短时傅里叶变换到频域；

(2)、将变换到频域后的带噪语音信号划分为若干频带，再计算各个频带能量并进行平滑，得到经平滑后的每个频带内的信号能量，所述信号能量包括语音能量和噪音能量，并得到所述噪音能量的初始估计值；

(3)、通过信号能量及噪音能量的初始估计值，计算各个频带当前帧的后验信噪比，并由前一帧的先验信噪比估计值得到当前帧的先验信噪比估计值；

(4)、由得到的先验信噪比估计值对当前帧进行判决，判断是否是噪声，否则执行步骤(5)、是则执行(6)；