[发明专利]一种基于声源距离的双麦克风噪声消除方法及装置

权利要求书

1.一种基于声源距离的双麦克风噪声消除方法，其包括以下步骤：

1）设置一包括两个麦克风、一信号处理模块、一噪声消除模块和一信号输出模块的噪声消除装置；

2）所述两个麦克风将采集的声音信号通过导线分别传输给所述信号处理模块；

3）所述信号处理模块将声音信号依次经过滤波、幅度调整和模数转换后转换为电信号发送给噪声消除模块；

4）所述噪声消除模块中的信号时频分解模块将所述两个麦克风所采集的电信号时频分解为若干个时间-频率单元，并通过能量计算方法得到该电信号的时间-频率分帧单元能量；

5）将靠近声源的麦克风的各时间-频率分帧单元的能量除以相应远离声源的麦克风的各时间-频率分帧单元的能量，得到各时间-频率分帧单元能量的比值，将该能量的比值作为两个麦克风的各时间-频率分帧单元的能量比；

6）当一个时间-频率分帧单元能量的比值较前一个时间-频率分帧单元能量的比值变小时，对时间-频率分帧单元能量的比值较小的相应时间-频率分帧单元的能量比进行平滑处理，得到平滑后的若干时间-频率分帧单元能量的比值；

7）根据噪声声源、目标语音声源与两麦克风的距离关系设定噪声分离阈值，将步骤6）得到的若干时间-频率分帧单元能量的比值与所述噪声分离阈值进行比较，并根据比较结果，确定噪声分帧单元，同时将噪声分帧单元的时间、频率编号记录下来，即噪声分帧单元的时间、频率编号的集合生成噪声分离模板；

8）采用所述噪声分离模板对靠近声源的麦克风的时间-频率分帧单元能量进行噪声去除处理；

9）将噪声消去除后的以目标语音为主的时间-频率分帧单元序列合成为时域音频信号；

10）所述信号输出模块将时域音频信号输出得到目标语音，将目标语音用于放音或者通讯传输。

2.如权利要求1所述的一种基于声源距离的双麦克风噪声消除方法，其特征在于：所述步骤6）中对时间-频率分帧单元能量的比值较小的相应时间-频率分帧单元的能量比进行平滑处理，采用平滑处理公式为：

DMED(t,f)＝α×DMED(t-1,f)+(1-α)×DMED(t,f)

式中，DMED为距主要目标声源近的麦克风与距主要目标声源远的麦克风的时间-频率分帧单元能量的比值，t,f分别为时间-频率分帧单元的时间和子带中心频率的编号，α＝e^-1/5为平滑因子，用于控制分帧单元能量比值变化的斜率。

3.如权利要求1所述的一种基于声源距离的双麦克风噪声消除方法，其特征在于：所述步骤9）将噪声去除后的以目标语音为主的时间-频率分帧单元序列合成为时域音频信号，采用快速傅里叶变换逆变换、加权叠加反变换和伽马语调耳蜗综合滤波器中的一种。

4.如权利要求2所述的一种基于声源距离的双麦克风噪声消除方法，其特征在于：所述步骤9）将噪声消除后的以目标语音为主的时间-频率分帧单元序列合成为时域音频信号，采用快速傅里叶变换逆变换、加权叠加反变换和伽马语调耳蜗综合滤波器中的一种。

5.如权利要求1或2或3或4所述的一种基于声源距离的双麦克风噪声消除方法，其特征在于：所述噪声消除方法采用通用芯片或专用数字信号处理器通过编程设计消噪算法实现。

6.实现如权利要求1～5任一项所述方法的一种基于声源距离的双麦克风噪声消除装置，其特征在于：它包括两个麦克风、一信号处理模块、一噪声消除模块、一信号输出模块，其中一所述麦克风靠近声源，另一所述麦克风远离声源；所述信号输出模块内设置有电声转换模块，所述电声转换模块的输出端连接播音器或通讯传输设备；两所述麦克风将所采集的声音信号通过导线传输给所述信号处理模块，经所述信号处理模块滤波和幅度调整及模数转换后转换成电信号发送给所述噪声消除模块，所述噪声消除模块将所述电信号进行噪声消除处理，并将经噪声消除处理后的以目标语音为主的时间-频率分帧单元序列合成为时域音频信号后发送给所述信号输出模块，通过所述信号输出模块将所述时域音频信号输出。