CN100361401C - 移动通信终端中的信号噪声比改进方法及其移动通信终端 - Google Patents

移动通信终端中的信号噪声比改进方法及其移动通信终端 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种移动通信终端的信号噪声比改进方法及其移动通信终端。其改进方法包括如下几个部分：傅立叶转换部，对输入的信号进行傅立叶转换；噪声预测部，对上述傅立叶转换部转换的信号的噪声进行预测；噪声补偿部，对上述噪声预测部预测的噪声进行补偿；信号噪声比评估部，以上述噪声补偿部补偿的噪声为基础，对信号噪声比进行评估；下面信号噪声比预测部，以上述信号噪声比评估部评估的信号噪声比为基础，对下面将传输的信号的信号噪声比进行预测；增益计算部，以上述评估的信号噪声比和预测的信号噪声比为基础，计算增益补偿；增益修正部。本发明的优点是，通过降低噪声，改进信号噪声比，可在还原高速语音信号时保持更清晰的通话质量。

Description

移动通信终端中的信号噪声比改进方法及其移动通信终端
技术领域
本发明涉及移动通信终端中的信号噪声比改进方法及其移动通信终端，尤其涉及一种减小在与对方通话时发生的噪声的移动通信终端中的信号噪声比改进方法及其移动通信终端。
背景技术
目前，移动通信终端为了进行语音信号的编码及解码，使用了多种算法，对于上述各算法而言，在语音信号的编码及解码步骤中可以在何种程度上降低噪声是一项主要课题。
这是因为，在语音数据中存在外部的环境噪声，另外，为了处理高速数据，还会发生数字噪声。因此，减小这种噪声、只使用需要的信号成为一项重要课题。
一般而言，把接收机、放大器等一般传输系统中处理的信号与噪声的能量比称为信号噪声比(SNR：Signal to Noise Ratio，以下“SNR”与“信号噪声比”是相同意思。)。根据上述信号噪声比，可以还原出高质量的语音信号。
下面简要说明信号噪声比，信号并非单独存在，大多与噪声掺杂在一起。使用SNR表示该比率尺度。如果用S表示信号功率，用N表示噪声功率，则表示为10log10(S/N)。单位是分贝(dB)。从理论上而言，一律只由接收机或放大器的噪声指数与输入信号的大小决定，改进的余地很小。但是，对于FM(调频)或PM(调相)方式而言，如果接收信号的大小超过某种限度，解调信号的SNR则可以比输入的SNR有所改进。
图1显示了用于说明现有技术的信号噪声比改进方法的框图。
图1的各模块显示出原来使用的用于降低噪声、还原语音信号的结构。它由傅立叶转换部10、噪声预测部20、SNR评估部30、下面SNR预测部40、增益计算部50构成。
如果把输入的信号设定为X(t)，那么X(t)可以表示为如下公式，即，X(t)＝s(t)+d(t)。其中，s(t)指实际需要的信号，d(t)表示发生的从属性噪声。另外，可以用y(t)表示输出的信号。
上述输入的信号输入上述傅立叶转换部10，傅立叶转换部10对在由上述需要信号s(t)与噪声d(t)之和构成的时间轴上的方程式进行傅立叶转换，从时间域转换为频率域。
然后，上述噪声预测部20在上述转换的信号中测量噪声，预测噪声。
另外，上述SNR评估部30和上述下面SNR预测部40对上述噪声预测部20传输的信号(它是需要的信号与噪声)的SNR进行评估、预测。
而且，上述增益计算部50按照上述评估、预测的信号噪声比对增益(gain)进行补偿，通过计算来改进信号噪声比。
然后，输出上述计算的信号y(t)。
但是，上述现有的信号噪声比改进方法存在如下问题。
现有方法在一定的噪声中虽然有效，但在随时间随时发生变化的噪声中，如果使用现有方法，则难以准确预测信号噪声比(SNR)。也就是说，跟踪动态变化的噪声强度会出现许多困难。因此，当计算信号噪声比(SNR)时预测的噪声强度稍大，那么增益值会过大，造成信号失真。相反，当过低预测信号噪声比(SNR)时，则无法获得高质量的语音信号。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种移动通信终端的信号噪声比改进方法及其移动通信终端，通过降低噪声，在还原高速语音信号时，可以保持更清晰的通话质量。
为实现上述目的，本发明提供的移动通信终端的特征是包括如下几个部分：傅立叶转换部，对输入的信号进行傅立叶转换；噪声预测部，对上述傅立叶转换部转换的信号的噪声进行预测；噪声补偿部，对上述噪声预测部预测的噪声进行补偿；SNR评估部，以上述噪声补偿部补偿的噪声为基础，对SNR进行评估；SNR预测部，以上述SNR评估部评估的SNR为基础，对下面将传输的信号的SNR进行预测；增益计算部，以上述评估的SNR和预测的SNR为基础，计算增益补偿；增益修正部。
另外，本发明提供的信号噪声比改进方法的特征是包括如下几个步骤：输入掺杂着噪声的信号，进行傅立叶转换的步骤；对经上述傅立叶转换的信号的噪声进行预测的步骤；在上述预测的噪声中乘以补偿值进行补偿的步骤；对上述补偿的噪声的SNR进行评估，预测下面的SNR的步骤；以上述评估的SNR和预测的下面的SNR为基础计算增益的步骤；修正上述计算的增益的步骤。
本发明通过降低噪声，改进信号噪声比，可以在还原高速语音信号时保持更清晰的通话质量。
附图说明
图1是用于说明现有技术的信号噪声比改进方法的框图；
图2是用于说明本发明实施例的信号噪声比改进方法的框图；
图3是用于说明本发明实施例的信号噪声比改进方法流程的流程图。
其中，附图标记：
100：傅立叶转换部    200：噪声预测部
300：噪声补偿部      400：SNR评估部
500：下面SNR预测部   600：增益计算部
700：增益修正部
具体实施方式
下面参照附图，说明能够具体实现上述目的的本发明的有益实施例。
图2是用于说明本发明实施例的信号噪声比改进方法的框图。
用于改进信号噪声比的移动通信终端由傅立叶转换部100、与上述傅立叶转换部100连接在一起的噪声预测部200、与上述噪声预测部200连接在一起的噪声补偿部300、与上述噪声补偿部300连接在一起的SNR评估部400、与上述SNR评估部400连接在一起的下面SNR预测部500、上述SNR评估部400、与下面SNR预测部500连接在一起的增益计算部600、与上述增益计算部600连接在一起的增益修正部700构成。
首先，输入作为语音信号的实际需要信号s(t)与从属性噪声d(t)相互掺杂的信号X(t)。
输入了上述信号X(t)的上述傅立叶转换部100象图1的现有技术的傅立叶转换部10一样执行傅立叶转换，利用表示为|X，(k)|与∠X，(k)的傅立叶函数转换信号。此时，相量(phasor)在增益计算后输出为y(t)，|X，(k)|用作执行用于减小噪声的分程序的因数(factor)。
上述噪声预测部200对经上述傅立叶转换部100进行傅立叶转换的信号的噪声进行测量，作为对噪声进行预测的构成要素，象现有图1的噪声预测部20一样，计算出噪声的测量值和预测值。
上述噪声补偿部300作为本发明的特征，是在现有图1的噪声预测部中追加的构成要素，下面对其进行详细说明。
正如本发明的要实现的那样，为了既不过高预测输入的多种噪声，也不过低预测输入的多种噪声，需要一个在一定范围内恰当地跟踪噪声强度的部分，因此，添加了一个噪声补偿部300，噪声补偿部300可以针对上述噪声预测部200测量、预测的噪声应用不同的补偿值。
上述补偿值可以针对变动的噪声，连续不断地匹配(match)与之相应的值。为了执行这一步骤，需要噪声补偿部300。
上述噪声补偿部300对噪声进行补偿所使用的补偿值使用了0至1的数字，是通过非线性函数计算得出的。
此时，如果乘以补偿值1，那么上述噪声预测部200测量、预测的噪声则直接输入上述SNR评估部400，进行SNR评估，下面SNR预测部500对SNR进行预测，上述增益计算部600以此为基础计算增益。
相反，如果信号突然过大或过小，上述噪声补偿部300在上述噪声预测部200测量预测的噪声中应用比1小的补偿值，上述经补偿的噪声传输到上述SNR评估部400进行SNR评估，下面SNR预测部500对SNR进行预测，上述增益计算部600以此为基础计算增益。
而且，增益修正部700对上述增益计算部600补偿计算的增益进行修正后，输出y(t)。
上述SNR评估部400是用于对上述噪声补偿部300补偿的信号进行评估的部分，由于实际需要的信号噪声比因上述噪声补偿部300是否进行补偿而异，所以据此进行评估。
另外，上述SNR评估部400评估经上述噪声补偿部300补偿的信号，上述下面SNR预测部500以此为基础，预测下面SNR。此时，由于实际需要的信号噪声比因上述噪声补偿部300是否进行补偿而异，上述SNR评估部400的评估随之变化，因此下面SNR预测也发生变化。
上述增益计算部600以上述SNR评估部400评估的SNR和上述下面SNR预测部500预测的SNR为基础，计算增益补偿。
而且，上述增益修正部700对上述增益计算部600计算的增益进行最终修正。当进行噪声补偿时，针对补偿值进行增益修正所乘以的值是y(t)。
图3是用于本发明的信号噪声比(SNR)改进方法流程的流程图。
首先，信号输入移动通信终端，在该信号中不仅含有实际需要信号，还掺杂着噪声(步骤S10)。
上述输入的信号为了经过上述噪声预测部200中的噪声测量与噪声预测等一系列步骤，需要向频率域转换，因此，在上述傅立叶转换部100中进行傅立叶转换(步骤S20)。
上述经傅立叶转换的信号在上述噪声预测部200中经过测量、预测噪声的步骤(步骤S30)后，在上述噪声补偿部300中，根据上述测量、预测的噪声，应用一定的补偿值，对噪声进行补偿(步骤S40)。此时，在上述补偿步骤中，补偿值的特征是：针对上述噪声预测部预测的噪声，在0至1的值中连续匹配。
而且，在上述SNR评估部400利用经补偿的噪声，对SNR进行评估(步骤S50)，上述下面SNR预测部500以上述SNR评估部400评估的SNR为基础，预测下面SNR(步骤S60)。上述增益计算部600以上述SNR评估部400评估的SNR和上述下面SNR预测部500预测的下面SNR为基础计算增益(步骤S70)。
另外，增益修正部700针对上述增益计算部600计算的增益，修正上述补偿值的增益(步骤S80)。最后，输出经过上述步骤后的信号(步骤S90)。
综上所述，本发明的信号噪声比改进方法具有如下效果，即，通过降低噪声，改进信号噪声比，在还原高速语音信号时，可以保持更清晰的通话质量。
当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (4)

1.一种移动通信终端，其特征是：包括如下几个部分：
傅立叶转换部，对输入的信号进行傅立叶转换；
噪声预测部，对接收的信号的噪声进行预测；
噪声补偿部，在所述噪声预测部预测的噪声中乘以补偿值进行补偿；
信号噪声比评估部，以所述噪声补偿部补偿的噪声为基础，对信号噪声比进行评估；
下面信号噪声比预测部，以所述信号噪声比评估部评估的信号噪声比为基础，对下面将传输的信号的信号噪声比进行预测；
增益计算部，以所述评估的信号噪声比和预测的信号噪声比为基础，计算增益补偿；
增益修正部，用于对增益进行修正。
2.根据权利要求1所述的移动通信终端，其特征是：所述补偿值是0至1之间的值。
3.一种信号噪声比改进方法，其特征是：包括如下几个步骤：
对接收的信号的噪声进行预测的步骤；
在所述预测的噪声中乘以补偿值进行补偿的步骤；
对所述补偿的噪声的信号噪声比进行评估，预测下面的信号噪声比的步骤；
以所述评估的信号噪声比和预测的下面的信号噪声比为基础计算增益的步骤；
修正所述计算的增益的步骤。
4.根据权利要求3所述的信号噪声比改进方法，其特征是：
在所述补偿步骤中，补偿值针对所述噪声预测部预测的噪声连续匹配。
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