[发明专利]一种基于无线声学传感器的降噪方法

说明书

本发明公开了一种基于无线声学传感器的降噪方法，涉及声学传感器降噪技术领域。本发明包括以下步骤：步骤1：对声源进行采集，对输入的声信号进行分帧加窗处理并求取每帧的短时能量，进行归一化；步骤2：对每帧的能量进行统计，得到所有帧的能量概率，并绘制出能量的概率直方图，从概率直方图中找到最大值所对应的能量T，取出概率最大值的能量；步骤3：根据概率最大值的能量T来设置高门限T₂和低门限T₁；步骤4：利用单参数双门限VAD进行检测，将能量高于双门限的部分作为带噪声信号，将能量低于双门限的部分作为背景噪声部分。更加精确地分离目标信号以及背景噪声，大大提高提取的音频信号准确性较低从而使得降噪的效果进一步提高。

技术领域

本发明属于声学传感器降噪技术领域，特别是涉及一种基于无线声学传感器的降噪方法。

背景技术

去噪技术是从信号中去除噪音的技术。所有的信号处理设备，包括模拟和数字，都具有使其易受噪声影响的特性。噪声可以是具有均匀频率分布的随机噪声或白噪声，也可以是由设备机制或信号处理算法引入的与频率相关的噪声。

音频降噪通常是指通过某种方式将一段音频信号中的噪声部分去除掉或者削弱，得到期望音频信号的过程。一般意义上的音频降噪主要是指去除或削弱噪声得到音频信号。相关技术中，在面对低信噪比的音频信号时，现有的降噪算法中在低信噪比情况下存在的信号失真和产生音乐噪声等问题，导致提取的音频信号准确性较低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于无线声学传感器的降噪方法，解决了上述技术背景中的题。

为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明为一种基于无线声学传感器的降噪方法，包括以下步骤：

步骤1：声学传感器对声源进行采集，对输入的声信号进行分帧加窗处理并求取每帧的短时能量，再进行归一化；

步骤2：对每帧的能量进行统计，得到所有帧的能量概率，并绘制出能量的概率直方图，从概率直方图中找到最大值所对应的能量T，取出概率最大值的能量；

步骤3：根据概率最大值的能量T来设置高门限T₂和低门限T₁；

步骤4：利用单参数双门限VAD进行检测，将能量高于双门限的部分作为带噪声信号，将能量低于双门限的部分作为背景噪声部分；

步骤5：对带噪信号进行自适应阈值VAD检测，并判断VAD是否生效；

步骤6：对带噪信号和参考噪声进行分帧加窗处理，之后进行傅里叶变换，分别得到短时幅度谱Y_k(m,ω)和D_k(m,ω)。

优选的，所述步骤1中，对输入的声信号进行分帧加窗处理方法为：其中x_i(m)为声信号加窗分帧，其中i表声信号的第i帧，N为帧长，m为总帧数。

优选的，所述步骤3中，T₁＝T+0.01,T₂＝T+0.001。

优选的，所述步骤4中，单参数双门限检测算法判决步骤为：①根据在声信号短时能量包络线上选取的一个较高阈值T进行一次初级判定，如果信号的短时能量高于阈值T2，则将该段信号判定为目标声信号；②在平均能量上确定一个较低的阈值T，并从左往右搜索，分别找到短时能量包络与阈值T1相交的两个点，两个点间的距离为所判定的目标声音段的起止点位置。

优选的，所述步骤6中，通过带噪信号幅度谱和噪声幅度谱可以得到第m帧的后验信噪比为：Y_k(m)＝|Y_k(m,ω)|²/|D(ω)|²。

优选的，所述步骤6中，通过: