[发明专利]一种车内降噪语音通讯的方法与系统

说明书

技术领域

本发明涉及语音降噪领域，特别涉及一种车内降噪语音通讯的方法与系统。

背景技术

随着科技的发展，现代化交通工具座舱中的噪声污染成为人们关注的话题。如何在这种相对封闭的环境中尽量降低由于发动机运转、气流与车身摩擦及空调风扇等所带来的噪声污染，从而得到令人满意的休息和语音交流的环境，成为国内外研究的热点。

当前针对车载免提通信设备中语音增强和识别的需求，采用的降低车内噪声的技术分为传统的信噪分离方法和自适应滤波方法。其中传统信噪分离技术以提高车内语音SNR(Signal to Noise Ratio，信噪比)为目标，先后提出了基于小波的噪声检测技术，基于噪声谱相减的信噪分离技术以及基于麦克风阵列的降噪算法等相关解决方案。小波技术由于过于复杂，难以在当前数字信号处理器上实现；噪声谱相减技术由于需要事先统计出噪声频谱，故要满足车内噪声频谱恒定的理想条件；麦克风阵列降噪受限于麦克风数量和阵列形状，不适合头戴式耳机的应用。随着现代随机数字信号理论的应用，特别是自适应滤波器算法的推广，出现了自适应有源降噪耳罩，它通过初级麦克风采集初级环境噪声，送入控制器中的自适应滤波器产生次级信号，经功率放大后驱动次级声源，产生与初级声信号频率相同、相位相反的次级信号，与初级信号叠加，实现噪声的衰减。该方法能够降低普通耳罩难以衰减的低频噪声，从而在很宽的频带上得到较好的综合降噪效果，如图1所示，其中，H1为初级声源到误差麦克风传递通路的传输函数，H2为初级声源到初级麦克风传递通路的传输函数。

发明人在实现本发明的过程中，发现上述现有自适应有源降噪耳罩，只是解决了降噪的问题，并没有真正解决在噪声背景下的语音通信。另外，从理论推导和实验结果分析，以上降噪方法的效果都是产生一个相对固定的信噪比增益，但在原本很低输入信噪比情况下，输出就仍然难以达到满意的效果。

发明内容

为了能够实现在噪声背景下的语音通信，并且在车内较低信噪比的情况下也能很好的实现降噪和语音通信，本发明提供了一种车内降噪语音通讯的方法与系统，所述方法包括以下步骤：

(1)发送端将语音信号频谱搬移至高频段，并将频谱搬移后的语音信号发送至空气中；

(2)接收端通过宽带麦克风采集步骤(1)中的所述频谱搬移后的语音信号和背景噪声叠加所产生的混合信号；

(3)接收端对步骤(2)中的所述混合信号进行低通滤波，分别获取到分离的低频噪声与频谱搬移后的语音信号；

(4)接收端以空气中直接传入人耳的噪声为参考信号、步骤(3)中的所述低频噪声为输入信号进行自适应噪声抵消；

(5)接收端对步骤(3)中的所述频谱搬移后的语音信号进行还原处理，获取到纯净语音信号，并将所述纯净语音信号转换成声信号；

(6)接收端将步骤(5)中产生的所述声信号和步骤(4)中所述自适应噪声抵消的残差信号叠加，并传入人耳。

所述接收端以空气中直接传入人耳的噪声为参考信号、步骤(3)中的所述低频噪声为输入信号进行自适应噪声抵消，具体为：

以空气中直接传入人耳的噪声作为参考信号，将低频噪声作为输入信号，采用自适应滤波器对所述传入人耳的噪声进行抵消。

步骤(4)中的所述自适应噪声抵消和步骤(5)中的所述还原处理是同时进行的。

所述系统包括：

发送装置，用于将语音信号频谱搬移至高频段，并将频谱搬移后的语音信号发送至空气中；

接收装置，用于通过宽带麦克风采集所述发送装置中的频谱搬移后的语音信号和背景噪声叠加所产生的混合信号；对所述混合信号进行低通滤波，分别获取到分离的低频噪声与频谱搬移后的语音信号；以空气中直接传入人耳的噪声为参考信号、所述低频噪声为输入信号进行自适应噪声抵消；对所述频谱搬移后的语音信号进行还原处理，获取到纯净语音信号，并将所述纯净语音信号转换成声信号；将所述声信号和所述自适应噪声抵消的残差信号叠加，并传入人耳。

所述接收装置以空气中直接传入人耳的噪声为参考信号、所述低频噪声为输入信号进行自适应噪声抵消，具体为：

以空气中直接传入人耳的噪声作为参考信号，将低频噪声作为输入信号，采用自适应滤波器对所述传入人耳的噪声进行抵消。

所述接收装置中的所述自适应噪声抵消和所述还原处理是同时进行的。

本发明实施例提供的技术方案的有益效果是：