[发明专利]用于单通道语音设备录制音频的降噪方法及系统

说明书

本发明实施例提供一种用于单通道语音设备录制音频的降噪方法。该方法包括：将带噪音频按照时间戳的先后顺序划分成多个音频帧，按照预设重叠率对多个音频帧进行帧移，确定帧移后各音频帧的采样点；获取各音频帧采样点的估计噪声幅度谱，确定各音频帧的超几何函数的误差区间和基准区间；将误差区间划分为多段的误差子区间，获取各音频帧的降噪幅度谱；基于各音频帧采样点确定各音频帧的相位谱；通过降噪幅度谱和相位谱确定各音频帧的时域数字信号，将相邻的音频帧的时域数字信号重叠相加，转化为降噪音频。本发明实施例还提供一种用于单通道语音设备录制音频的降噪系统。本发明实施例对误差区间进行分段，降低了降噪过程中的误差，提高降噪效果。

技术领域

本发明涉及降噪领域，尤其涉及一种用于单通道语音设备录制音频的降噪方法及系统。

背景技术

伴随着智能语音技术的普及，各种类型的产品都逐渐搭载了语音交互功能，为了实现语音功能的交互，就需要给相应的产品搭载声音采集模组。对于产品的不同功能，就需要按照不同的采集模组进行安装，例如：单麦回消、线性四麦、环形六麦、车载双麦、家具双麦。其中，单麦回消模组：支持回声消除，适用于故事机、车载方案等。

针对于这类只有一个麦克风的产品通常使用单通道降噪的方法对其降噪，通常包含两部分：第一部分为噪声估计，即通过噪声估计算法估计带噪语音中的噪声部分；第二部分为增益因子计算，即通过所估噪声和带噪语音计算每个频点的后验和先验信噪比，根据增益函数求得对应的增益因子，最后利用增益因子对带噪语音进行降噪。

在实现本发明过程中，发明人发现相关技术中至少存在如下问题：

在工程实现中，确定增益因子所需要用到的指数积分函数由超几何函数近似得到，因此两者存在一定的偏差，从而使得降噪效果受到一定影响。并且常规的语音信号处理会用到短时傅里叶变换，在变换时没有考虑到相位信息，直接采用计算幅度谱时使用的窗函数来计算相位谱，影响了降噪的效果。

发明内容

为了至少解决现有技术中单通道降噪中计算增益因子所需要用到的指数积分函数由超几何函数近似得到，两者存在一定的偏差，在语音信号处理过程中没有考虑相位信息影响了降噪的效果的问题。

第一方面，本发明实施例提供一种用于单通道语音设备录制音频的降噪方法，包括：

将带噪音频按照时间戳的先后顺序划分成多个音频帧，按照预设重叠率对所述多个音频帧进行帧移，确定帧移后各音频帧的采样点；

获取所述各音频帧的采样点的估计噪声幅度谱，确定各音频帧的超几何函数的误差区间以及基准区间；

将所述误差区间划分为多段的误差子区间，通过预设误差函数将在所述各误差子区间的超几何函数确定为第一指数积分函数，将所述在基准区间的超几何函数确定为第二指数积分函数，通过所述第一指数积分函数以及第二指数积分函数确定增益因子，获取各音频帧的降噪幅度谱；

基于所述各音频帧的采样点确定各音频帧的相位谱；

通过所述降噪幅度谱以及所述相位谱确定各音频帧的时域数字信号，按照时间戳的先后顺序将相邻的音频帧的时域数字信号重叠相加，转化为降噪音频。

第二方面，本发明实施例提供一种用于单通道语音设备录制音频的降噪系统，包括：

采样点确定程序模块，用于将带噪音频按照时间戳的先后顺序划分成多个音频帧，按照预设重叠率对所述多个音频帧进行帧移，确定帧移后各音频帧的采样点；

区间确定程序模块，用于获取所述各音频帧的采样点的估计噪声幅度谱，确定各音频帧的超几何函数的误差区间以及基准区间；