[发明专利]音频啸叫抑制方法、设备和系统及神经网络训练方法

说明书

本发明公开了一种音频啸叫抑制方法、设备和系统及神经网络训练方法，其中，所述抑制方法包括：在时域上获取连续采集到的若干帧第一音频帧；将若干帧第一音频帧分别变换为若干帧第二音频帧，第二音频帧为频域中的音频信号，若干帧第二音频帧中的每一帧包括多个频点；确定若干帧第二音频帧中存在啸叫信号的啸叫频点，啸叫信号为连续的、单频高能量信号；在存在啸叫信号的第二音频帧中，剔除啸叫频点的音频信号；将若干帧第二音频帧中、啸叫频点附近的频点信号输入啸叫频点修复神经网络模型，以输出修复后的啸叫频点替换音频信号，来替换啸叫频点位置的音频信号。相对容易、简单地抑制了啸叫信号，避免音频信号断层，减小了音频信号的失真。

技术领域

本发明涉及音频数据处理技术领域，具体涉及一种音频啸叫抑制方法、设备和系统及神经网络训练方法。

背景技术

啸叫是由于拾音器与扬声器之间形成正向反馈产生的一种刺耳声；经发明人研究发现，啸叫信号往往是单频信号所以在频域上表现为连续帧在相同频率的异常，也就是，在时域上连续的高能量信号。

当今，功放设备应用于生活的方方面面，通过麦克风采集语音信号，再经扬声器将语音信号放大并输出。例如，演讲、演唱会或者在KTV包房唱歌等。在这些场景中当麦克风和扬声器离得很近时，扬声器播放出来的语音信号又被麦克风采集，麦克风采集的语音信号通过扬声器又播放出来，这样反复叠加，构成回路，当反馈增益达到一定程度，就会形成自激系统，此时就会听到很刺耳的啸叫声，极大的影响了用户的体验。

为了抑制啸叫信号，传统的技术方案包括：移频法、陷波法和自适应反馈抵消法，其中：

1.移频法，通过对回声信号做移频，使得回声信号加上输入信号不会在某一频点能量过大产生啸叫。移频法将信号向低频或高频移动一定的频率避免反馈叠加，该方法会带来信号的失真。

2.陷波法，主要步骤为：频谱分析、反馈检测、陷波抑制。该方法先检测啸叫频率，再通过陷波器将对应频率滤除，依赖于检测模块，错检导致正常信号对应频率信号被滤除。

3.自适应反馈抵消法，利用自适应滤波器持续辨识反馈路径，从而抵消反馈。自适应反馈抵消法系统复杂并且滤波器更新太慢影响收敛速度，更新太快损伤有用信号，并且麦克风信号与反馈信号是强相关的，比较难控制。

因此，如何容易、简单地抑制啸叫，避免正常信号被滤除，并且减小信号失真成为亟待解决的技术问题。

发明内容

基于上述现状，本发明的主要目的在于提供一种音频啸叫抑制方法、设备和系统及神经网络训练方法，以避免正常信号被滤除，并且减小信号失真。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

根据第一方面，本发明实施例公开了一种基于神经网络的音频啸叫抑制方法，包括：

步骤S101，在时域上获取连续采集到的若干帧第一音频帧，第一音频帧为原始音频信号；步骤S103，将若干帧第一音频帧分别变换为若干帧第二音频帧，第二音频帧为频域中的音频信号，若干帧第二音频帧中的每一帧包括多个频点；步骤S105，确定若干帧第二音频帧中存在啸叫信号的啸叫频点，啸叫信号为连续的、单频高能量信号；步骤S107，在存在啸叫信号的第二音频帧中，剔除啸叫频点的音频信号；及步骤S109，将若干帧第二音频帧中、啸叫频点附近的频点信号输入啸叫频点修复神经网络模型，以输出修复后的啸叫频点替换音频信号，来替换啸叫频点位置的音频信号。

可选地，在步骤S103和步骤S105之间，还包括：步骤S104，将若干帧第二音频帧按预设长度合成语谱图；在语谱图中执行步骤S105、步骤S107和步骤S109。