[发明专利]单麦克风噪声抑制方法和装置

说明书

本发明公开了一种单麦克风噪声抑制方法和装置。所述方法包括：根据单麦克风接收的观测信号的奇偶序列谱信号，得到噪声抑制增益函数；利用所述噪声抑制增益函数，对所述观测信号的谱信号进行降噪滤波，得到目标语音谱信号；将所述目标语音谱信号进行时域变换，得到目标语音信号。本发明通过单麦克风接收的观测信号的奇偶序列谱信号来设计一个降噪滤波器的噪声抑制增益函数，用之对含噪的观察信号的谱信号进行滤波处理，以自适应抑制运行环境的相干与不相干噪声以及散射噪声，实现单麦克风接收的观察信号中语音信号的增强。

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种单麦克风噪声抑制方法和装置。

背景技术

会议通信系统运行的环境异常繁多、复杂，客户端麦克风拾取的语音信号通常含有环境噪声干扰，这些噪声干扰的存在严重地影响了会议通话质量。为此，需要对这些噪声干扰进行抑制处理，以提升会议通信系统的通话质量。

目前，基于单麦克风的含噪语音信号增强技术中，最为著名的单麦克风降噪技术有谱减法、Wiener（维纳）滤波法和MMSE（Minimum Mean Squared Error，最小均方误差）法，它们均利用语音的间歇性和噪声的平稳性之假设来估计噪声的功率谱，进而估计含噪语音信号的信噪比，并据此来进行噪声抑制。然而，上述方案在实际应用中会产生音乐噪声，特别是在非平稳和强干扰电平的噪声场景下。于是基于麦克风阵列的降噪技术便应运而生，其中最为代表性的是波束赋性技术。波束赋型技术是利用目标声源的方位信息，让麦克风阵列在目标声源方向上形成空间选择性，来选通目标声源而滤除噪声。众多的波束赋型算法中，GSC（Generalized Sidelobe Canceller，广义旁瓣相消器）算法和Frost算法展现出可靠的性能。尽管基于麦克风阵列的多声道降噪算法的性能可以通过增加阵列的麦克风数目来进一步地加以改善，但大量的麦克风数目意味着波束赋型算法的计算复杂度剧烈增大，从而难以在现有的商用DSP（Digital Signal Processor，数字信号处理器）芯片上实现。此外，波束赋型算法对麦克风阵列运行环境中的相干方向性噪声源具有良好的滤波或抑制能力，但对非相干噪声的抑制通常较差，因此波束赋型器对噪声的抑制量受限于其中的非相干噪声。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种单麦克风噪声抑制方法和装置，能够有效抑制运行环境的相干与不相干噪声以及散射噪声，实现单麦克风接收的观察信号中语音信号的增强。

本发明的第一方面涉及一种单麦克风噪声抑制方法，包括：

根据单麦克风接收的观测信号的奇偶序列谱信号，得到噪声抑制增益函数；

利用所述噪声抑制增益函数，对所述观测信号的谱信号进行降噪滤波，得到目标语音谱信号；

将所述目标语音谱信号进行时域变换，得到目标语音信号。

可选地，所述根据单麦克风接收的观测信号的奇偶序列谱信号，得到噪声抑制增益函数，包括：

根据单麦克风接收的观测信号的谱信号，得到所述观测信号的奇序列谱信号和偶序列谱信号；

根据所述奇序列谱信号和偶序列谱信号，估计所述观测信号的奇偶序列互功率谱；

估计所述观测信号中噪声信号的奇偶序列互功率谱幅度；

根据所述观测信号的奇偶序列互功率谱的幅度和所述噪声信号的奇偶序列互功率谱幅度，计算语音信号的奇偶序列互功率谱幅度；

根据所述语音信号的奇偶序列互功率谱幅度、所述观测信号的奇序列自功率谱，以及所述观测信号的偶序列自功率谱，估计噪声抑制增益函数。

可选地，所述根据单麦克风接收的观测信号的谱信号，得到所述观测信号的奇序列谱信号和偶序列谱信号，包括：