[发明专利]语音信号自动增益控制方法

权利要求书

1.一种语音信号自动增益控制方法，其特征在于，包括：

获得来自麦克风的语音信号；

将所述语音信号进行时域预处理，以得到第一信号；

将所述第一信号从时域向频域变换，以得到第二信号；

从所述第二信号中提取出描述人声特征的基音、共振峰频点；

将前256个所述频点划分为16个语音频段；

根据所述频点的有效性判断是语音帧还是静音帧，如果有效则认为当前是有人说话的语音帧，如果无效则视为无人说话的静音帧；

对于语音帧执行增益的自动调整算法，对于静音帧执行非人声噪声幅度计算算法，以得到第三信号；

将所述第三信号通过快速傅立叶逆变换转回时域以得到第四信号；

根据所述第四信号通过DAC电路输出语音。

2.根据权利要求1所述的语音信号自动增益控制方法，其特征在于，所述方法还包括：如果在当前语音帧中未找到人声特征信息，则当前语音帧被视为静音帧，此时对非人声噪声幅度进行估算，并依次计算16个语音频段的噪声幅度值并记录。

3.根据权利要求1和2所述的语音信号自动增益控制方法，其特征在于，对非人声噪声幅度进行估算，并依次计算16个语音频段的噪声幅度值并记录包括：

步骤1，采用下式计算每个语音段的噪声幅度：

其中，A_f为噪声幅度；

μ为前一语音帧所有频段噪声幅度值的均值；

σ为当前频段前一帧的、幅度值的、与μ的标准差；

A_测量为当前频段处的实测各频点噪声幅度的累加值；

A_估计为使用最小二乘算法、拟合当前语音频段噪声参数队列中前16个当前频段处的噪声幅度值，得到的一个当前频点最新噪声估计值；

步骤2，将步骤1计算出的当前语音频段的Af加入语音频段噪声参数队列末尾，队列采用先进先出模式，一直维持最新的16个计算值；

步骤3，当前静音帧所有语音频段的噪声幅度值均计算完后，计算μ、σ值，加入到语音频段噪声参数队列，这一队列中保存的数据将在下一个静音帧到来时运用到步骤1中的计算公式中。

4.根据权利要求1所述的语音信号自动增益控制方法，其特征在于，在语音帧中通过对256个语音频点逐点调整语音的频域幅度值，从而完成语音增益的自动调整。

5.根据权利要求3所述的语音信号自动增益控制方法，其特征在于，所述自动调整算法具体包括：

步骤a，设置语音帧噪声比例因子初始值Kn＝1；

步骤b，依次计算16个语音频段中各频点实测幅度的累加值，并除以该频段语音频段噪声参数队列中最后一个Af值，得到每个语音频段的噪声比例因子Knf；

步骤c，遍历16个语音频段的Knf，找出Knf<1.5的值中最大的一个，并将其赋值给Kn，如找不到符合条件的Knf，则保持Kn＝1不变；

步骤d，执行增益自动调整操作，使用下式逐频点计算调整后的幅度值：

Ag＝G(Ar-Kn*Af)

其中，G为增益比例调节因子，由用户通过旋钮进行调整；Ar为当前频点实测的幅度值。

6.根据权利要求5所述的语音信号自动增益控制方法，其特征在于，Af是出现语音帧前，最后一个静音帧的噪声幅度值，从语音频段噪声参数队列末尾取出。