[发明专利]一种歌曲去伴奏的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及音频信号处理领域，特别是涉及一种歌曲去伴奏的方法和装置。

背景技术

歌声分离系统在某些领域有广泛的应用，如歌词自动识别和校正。歌词自动识别通常要求输入系统的是单独的歌声，即没有伴奏只有歌声，但这对于几乎所有的歌曲常常是不实际的，因为大多数的歌曲都是同时包含歌声与乐器的伴奏。

目前音乐中分离出歌声的研究还很少，在从不同声源分离声音问题上，这样的任务对于人来说是容易的，但对于机器而言却很困难。语音分离已经得到广泛的研究，但由于音乐是一种极其复杂的信号，包含歌声以及不同乐器的多路信号混合在一起，并且乐器声音与歌声还是相关的，采用语音信号盲分离技术很难分离出纯净的歌声。

硕士论文《基于时频分析的歌声分离》提出基于TF分析的歌声分离。其分离过程主要依赖于主音高特征，很多情况下歌声与乐器的基音以及泛音之间会存在重叠现象，单独利用主音高是很难完全得到歌声的TF信息，因此歌声跟伴奏经常还是无法分开。并且这种方法存在着算法复杂、计算量大、执行效率低等问题。

发明内容

本发明提供一种歌曲去伴奏的方法，能够提高分离出的歌声的纯净度，并且分离的执行效率高，算法简单易行。

一种歌曲去伴奏的方法，包括步骤：

获取伴奏音频信号和歌曲音频信号；

分别对歌曲音频信号和伴奏音频信号作预处理并进行FFT变换得到歌曲音频信号幅度谱和伴奏音频信号幅度谱以及歌曲音频信号的相位；

将伴奏音频信号幅度谱进行增强；

将歌曲音频信号幅度谱减去增强后的伴奏音频信号幅度谱，并结合歌曲音频信号的相位进行FFT逆变换得到去伴奏的音频信号。

本发明还提供一种歌曲去伴奏的装置，该歌曲去伴奏的装置包括：

伴奏音频信号和歌曲音频信号获取模块，用于获取伴奏音频信号和歌曲音频信号；

预处理及FFT变换模块，用于分别对歌曲音频信号和伴奏音频信号作预处理并进行FFT变换得到歌曲音频信号幅度谱和伴奏音频信号幅度谱以及歌曲音频信号的相位。

伴奏幅度谱增强模块，用于对伴奏音频信号幅度谱进行增强；

频谱相减及FFT逆变换模块，用于将歌曲音频信号幅度谱减去增强后的伴奏音频信号幅度谱，并结合歌曲音频信号的相位进行FFT逆变换得到去伴奏的音频信号。

本发明的有益效果为：本发明通过对歌曲音频信号和伴奏音频信号进行FFT变换得到歌曲音频信号幅度谱和伴奏音频信号幅度谱，并对伴奏音频信号的幅度谱进行增强，将歌曲音频信号幅度谱减去增强后的伴奏音频信号幅度谱，并结合歌曲音频信号的相位进行FFT逆变换得到去伴奏的音频信号，本发明能够提高分离出的歌声的纯净度，并且分离的执行效率高，算法简单易行。

附图说明

图1为本发明一实施方式中一种歌曲去伴奏的方法的执行流程图；

图2为本发明一实施方式中一种歌曲去伴奏的装置的功能模块图；

图3为本发明实施方式示例歌曲《遇见》的歌曲音频时域波形图；

图4为本发明实施方式示例歌曲《遇见》的伴奏音频时域波形图；

图5为本发明实施方式示例歌曲《遇见》的去伴奏后的音频时域波形图；

主要标号说明：

10-伴奏音频信号和歌曲音频信号获取模块；20-预处理及FFT变换模块；30-伴奏幅度谱增强模块；40-频谱相减及FFT逆变换模块。

具体实施方式

本发明通过将歌曲音频信号幅度谱减去幅度谱增强后的伴奏音频信号幅度谱，从而提高分离出的歌声的纯净度，并且分离的执行效率高。

为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。

请参阅图1，本实施方式一种歌曲去伴奏方法的方法流程图。该歌曲去伴奏的方法，包括步骤：

S1、获取伴奏音频信号和歌曲音频信号；

S2、分别对歌曲音频信号和伴奏音频信号作预处理并进行FFT变换得到歌曲音频信号幅度谱和伴奏音频幅度谱以及歌曲音频信号的相位；

S3、对伴奏音频信号幅度谱进行增强；

S4、将歌曲音频信号幅度谱减去增强后的伴奏音频信号幅度谱，并结合歌曲音频信号的相位进行FFT逆变换得到去伴奏的音频信号。