一种单麦克风语音降噪方法和装置制造方法

一种单麦克风语音降噪方法和装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及通信降噪【技术领域】，特别涉及一种单麦克风语音降噪方法，该方法通过在通话过程中识别无用户语音输入的时间间隙，在无用户语音输入的时间间隙里麦克风采集到的语音信号均为背景噪音信号，因此利用该时间间隙来获取背景噪音信号，然后根据该背景噪音信号对通话过程中的语音信号进行滤噪处理，从而实现利用一个麦克风即可解决噪音干扰的问题，降低了移动通信设备的成本和设计难度。
【专利说明】一种单麦克风语音降噪方法和装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及通信降噪【技术领域】，特别涉及一种单麦克风语音降噪方法。该方法通过建立功能模块构架，由计算机程序指令控制计算机系统来完成。
【背景技术】
[0002]随着技术的发展，移动通信设备已经得到极大的普及。在使用移动通信设备进行通话过程中不可避免的存在背景噪音，背景噪音的存在严重影响了通话的质量，而由于通话环境不同，背景噪音也有所不同。对此，为了提高通话质量，目前业内主要是采用双麦克风的方式进行滤噪处理。如专利号为:CN 103219011A的专利文件公开了一种用于解决通信终端通话时的噪音干扰问题的降噪方法，该降噪方法包括:控制第一音频输入设备(即第一麦克风)采集所述通信终端所处的环境噪声；将所述环境噪声与所述通信终端中预存的场景噪声进行频谱分析对比，并得一对比结果；以及根据所述对比结果，调用所述环境噪声对应的降噪参数，并根据所述降噪参数分离出所述第二音频输入设备(即第二麦克风)采集的用户声音。
[0003]可见，在现有技术中，为了滤除噪音，移动通信设备必须具备两个麦克风，其中一个麦克风用于采集背景噪音，另一个麦克风用于采集用户输入的语音，这不仅增加了移动通信设备的成本，也增加了小型化的移动通信设备的设计难度。

【发明内容】

[0004]本发明的目的在于避免上述现有技术中的不足之处而提供一种能够通过一个麦克风实现对通话过程进行降噪处理的语音降噪方法。
[0005]本发明的目的通过以下技术方案实现:
一种单麦克风语音降噪方法，包括:
基准语音特征提取步骤:通话前在无噪音环境下获取用户语音信号的基准特征参数
Tl ；
通话噪音采集步骤:根据基准特征参数Tl判断通话过程所接收到的语音信号中是否包含用户语音信号，将在所发送的语音信号中不包含用户语音信号的时间间隙接收到的语音信号定义为背景噪音信号；
噪音滤除步骤:根据背景噪音信号滤除待发送的语音信号中的噪音以形成无噪语音信号。
[0006]其中，还包括计时步骤:通话开始时启动计时，根据计时周期性启动所述的通话噪音采集步骤以周期性更新所述背景噪音信号。
[0007]其中，该方法还包括初步滤噪步骤:通话开始时，滤除待发送的语音信号中异于基准特征参数Tl的语音信号。
[0008]其中，所述噪音滤除步骤包括:
噪音特征参数提取步骤:提取背景噪音的噪音特征参数T2 ； 直接滤除步骤:滤除待发送的语音信号中符合噪音特征参数T2的噪音信号以形成无噪语音信号。
[0009]本发明的有益效果:本发明通过在通话过程中识别无用户语音输入的时间间隙，在无用户语音输入的时间间隙里麦克风采集到的语音信号均为背景噪音信号，因此利用该时间间隙来获取背景噪音信号，然后根据该背景噪音信号对通话过程中的语音信号进行滤噪处理，从而实现利用一个麦克风即可解决噪音干扰的问题，降低了移动通信设备的成本和设计难度。
【具体实施方式】
[0010]结合以下实施例对本发明作进一步描述。
[0011]本发明一种单麦克风语音降噪方法的【具体实施方式】，包括:
步骤A:通话前在无噪音环境下获取用户语音信号的基准特征参数Tl ;该步骤可以由用户在安静的环境下录入自己的语音，然后系统自动提取语音中的特征参数来实现，当然，在录入过程中系统也可以对环境音量进行检测以帮助用户获得一个无噪音的输入环境。具体地，提取语音的特征参数在本领域中属于公知常识，在此不再赘述。
[0012]步骤B:通话开始时，滤除待发送的语音信号中明显异于基准特征参数Tl的语音信号。在通话开始时，用户输入语音，由于仅有一个麦克风，此时系统还未能采集环境中的噪音信号，也就未能根据环境噪音信号对用户输入的语音信号进行降噪处理，故采用该步骤将用户输入的语音信号中明显与基准特征参数Tl (即用户输入语音的特征参数)不同的语音信号滤除(该方法仅能用于初步降噪，无法完全滤除语音中的背景噪音)，以此达到在通话的开始阶段初步降噪目的。当然，该步骤仅仅是用于通话开始阶段未有效获取背景噪音信号前的初步降噪使用，在实际应用过程中也可以不采用该步骤。
[0013]步骤C:通话开始后，每隔一个时间段T，根据基准特征参数Tl判断通话过程所接收到的语音信号中是否包含用户语音信号，将在所发送的语音信号中不包含用户语音信号的时间间隙接收到的语音信号定义为背景噪音信号；
具体的，根据基准特征参数Tl判断通话过程所接收到的语音信号中是否包含用户语音信号的方法属于本领域较为成熟的技术，由于基准特征参数Tl具有明显的语音包络，且频谱和强度随语音而变化，而背景噪声具有较稳定的频度和强度，利用一阶IIR滤波器可以得到噪声的频谱分布，由此可以瞬时识别出语音和噪声信号，并且可以识别出该语音信号是否为该用户说的；系统就可以利用该原理判断用户什么时候在说话，什么时候没有说话了 ；
此外，本方法采用周期性更新背景噪音信号，具体的周期时间和周期策略可以灵活设置，例如设置更新周期为5秒，则周期策略可以是系统在通话过程中每隔5秒钟就开始判断接收到的语音信号中是否包含用户语音信号以采集背景噪音信号，也还可以是每次更新完背景噪音信号5秒后系统开始判断接收到的语音信号中是否包含用户语音信号以采集背景噪音信号。
[0014]步骤D:提取背景噪音的噪音特征参数T2，滤除待发送的语音信号中符合噪音特征参数T2的噪音信号以形成无噪语音信号。以此实现滤除待发送的语音信号中的噪音。当然，本领域技术人员也可以采用其他方法来根据背景噪音信号滤除待发送的语音信号中的噪音，例如采用专利号为CN 103219011A的专利文件中的滤噪方法，对此本处不再赘述。
[0015]本文给出的方法，其中的全部或部分步骤可以通过建立功能模块构架，由计算机程序指令控制计算机系统来完成。这些计算机程序指令存储在计算机可读存储介质中。
[0016]最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
【权利要求】
1.一种单麦克风语音降噪方法，其特征在于包括: 基准语音特征提取步骤:通话前在无噪音环境下获取用户语音信号的基准特征参数Tl ； 通话噪音采集步骤:根据基准特征参数Tl判断通话过程所接收到的语音信号中是否包含用户语音信号，将在所发送的语音信号中不包含用户语音信号的时间间隙接收到的语音信号定义为背景噪音信号； 噪音滤除步骤:根据背景噪音信号滤除待发送的语音信号中的噪音以形成无噪语音信号。
2.如权利要求1所述的一种单麦克风语音降噪方法，其特征在于还包括计时步骤:通话开始时启动计时，根据计时周期性启动所述的通话噪音采集步骤以周期性更新所述背景噪音信号。
3.如权利要求1所述的一种单麦克风语音降噪方法，其特征在于还包括初步滤噪步骤:通话开始时，滤除待发送的语音信号中异于基准特征参数Tl的语音信号。
4.如权利要求1所述的一种单麦克风语音降噪方法，其特征在于所述噪音滤除步骤包括: 噪音特征参数提取步骤:提取背景噪音的噪音特征参数T2 ； 直接滤除步骤:滤除待发送的语音信号中符合噪音特征参数T2的噪音信号以形成无噪语音信号。
5.一种单麦克风语音降噪装置，其特征在于包括: 基准语音特征提取装置:通话前在无噪音环境下获取用户语音信号的基准特征参数Tl ； 通话噪音采集装置:根据基准特征参数Tl判断通话过程所接收到的语音信号中是否包含用户语音信号，将在所发送的语音信号中不包含用户语音信号的时间间隙接收到的语音信号定义为背景噪音信号； 噪音滤除装置:根据背景噪音信号滤除待发送的语音信号中的噪音以形成无噪语音信号。
6.如权利要求1所述的一种单麦克风语音降噪装置，其特征在于还包括计时装置:通话开始时启动计时，根据计时周期性启动所述的通话噪音采集装置以周期性更新所述背景噪音信号。
7.如权利要求1所述的一种单麦克风语音降噪装置，其特征在于还包括初步滤噪装置:通话开始时，滤除待发送的语音信号中异于基准特征参数Tl的语音信号。
8.如权利要求1所述的一种单麦克风语音降噪装置，其特征在于所述噪音滤除装置包括: 噪音特征参数提取装置:提取背景噪音的噪音特征参数T2 ； 直接滤除装置:滤除待发送的语音信号中符合噪音特征参数T2的噪音信号以形成无噪语音信号。
【文档编号】G10L25/78GK103594092SQ201310599189
【公开日】2014年2月19日 申请日期:2013年11月25日 优先权日:2013年11月25日
【发明者】张伟正 申请人:广东欧珀移动通信有限公司