[发明专利]一种室内混响消除的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种室内混响消除的方法，属于信号处理技术领域。

背景技术

混响是由室内声波反射而产生的声学现象。若室内存在适量的混响，可以使声音圆润动听，听起来有空间感；若混响不足，声音就会有些“发干”，听起来不自然；若混响过大，则会导致声音含混不清。在声音采集的许多场合，特别是当声源与麦克风距离较远时，麦克风采集到的音频信号常含有较大的混响声，这会严重影响语音的清晰度和可懂度，也会影响后续音频处理系统（如语音识别系统等）的性能。此时，为了提高音频质量，就必须采用混响抑制与消除技术。

文献《Lebart,K.,Boucher,J.M.,Denbigh,P.N.A new method based on spectral subtraction for speech dereverberation.Acta Acoustica,2001,87(1):359-366》提出了基于Polack混响统计模型的单麦克风混响消除系统。该系统根据混响时间来构造Polack混响统计模型，利用Polack混响统计模型估计出后期混响功率谱，最后采用谱减法去除后期混响，以获得增强后的语音。该文献方法需已知混响时间，而实际应用环境中混响时间通常是未知的。由于实际中很难精确估计后期混响，因此该技术常会引入一些人工噪声，即：过估计时，会产生音乐噪声；欠估计时，会出现残留噪声。

文献《Gomez Randy,Even Jani,Saruwatari Hiroshi.Distant talking robust speech recognition using late reflection components of room impulse response.IEEE International Conference on Acoustics,Speech and Signal Processing(ICASSP2008),Las Vegas,USA,2008:1520-6149》提出了一种混响消除的快速方法。该方法利用已测量得到的冲激响应来估计房间冲激响应的后期反射部分，然后与多子带谱减技术结合消除混响语音中后期混响的影响。这种方法效率较高，可以实现实时。该技术虽然能够实现实时的混响消除，但是需要已知房间冲激响应函数。而实际中，很难预知房间冲激响应函数，且房间冲激响应函数的测量或估计也较困难。

文献《Buck M;Schmidt G U;Haulick T.Dereverberation system for useing a signal processing apparatus.US2008292108,2007》提出了一种室内麦克风-扬声器环境下的混响消除系统，使用麦克风信号分区工具将麦克风信号分解成一个或多个部分；使用混响能量估计器来估计某些信号块的混响部分能量；最后，使用估计出的混响能量进行语音处理，以得到去混响后的语音。该技术虽然能够实现实时的混响消除，但是需要将麦克风语音分成几个部分，估计混响部分能量，这样会增加算法复杂度，增加计算量。

发明内容

为了克服上述的不足，本发明的目的在于提供一种室内混响消除的方法。

本发明包括后期混响功率率谱估计模块，谱减模块，有音/无音检测模块，能量衰减模块以及自适应谱线增强模块；所述的后期混响功率谱估计模块输入为混响语音，输出与谱减模块连接；谱减模块的输入为混响语音和后期混响功率谱估计模块的输出，输出与有音/无音检测模块相连；有音/无音检测模块输出控制谱减模块的输出选择可连接能量衰减模块或连接自适应谱线增强模块；能量衰减模块和自适应谱线增强模块输出最终的增强后的语音。

本发明的原理及有益效果：本发明基于改进的谱线增强算法和谱减算法，进行单麦克风声音采集系统的混响消除。该发明首先应用广义混响统计模型来估计后期混响，然后用谱减法来有效去除后期混响的影响；最后用自适应谱线增强技术去除残余混响。谱线增强技术可衰减由混响引起的频谱峰值点，增强信号本身的频谱峰值点，从而减弱、抑制混响的影响。同时，谱线增强可以增强语音的谐波结构，提高语音的自然度。本发明不需要预知房间冲激响应函数，能以简单高效的方法，实现语音信号的混响消除，提高语音的听觉感知质量。本发明是一种可用于单麦克风系统中的语音混响消除技术，可用于提高室内语音的听觉质量，降低房间混响造成的干扰；也可作为语音识别、语音合成等语音处理系统的预处理过程，改善这些系统的处理性能。

附图说明

图1为基于谱线增强和谱减法的混响消除方法的功能框图。

图2自适应谱线增强方法的功能框图。