CN103366758B - 一种移动通信设备的语音降噪方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种移动通信设备的语音降噪方法和装置，首先收集输入的音频信号，并存储音频信号；将输入的音频信号与信号样本库中的音频信号元素进行比对，识别出输入的音频信号中的语音信号和噪音信号，输入的音频信号中无法识别的信号作为非语音信号；对语音信号、噪音信号和非语音信号进行分离处理；保留语音信号，去除噪音信号，保留非语音信号，形成非噪音信号；对非噪音信号进行还原并存储。采用了本发明的技术方案，能够在音频信号输入端，对音频信号进行分析和处理，对输入音频信号进行自动识别，将语音信号保留，而噪音信号和非语音信号进行抛弃处理，从而达到一种音质高保真的效果。

Description

一种移动通信设备的语音降噪方法和装置
技术领域
本发明涉及移动通信技术领域，尤其涉及一种移动通信设备的语音降噪方法和装置。
背景技术
在移动通信设备的输入音频信号中可以分为语音信号、噪音信号和非语音信号。可分辨语音内容的、具有内容含义的语音音源看作是语音信号，比如人类的说话，每句话都具有实际的内容含义，因此定义为语音信号；将可明确分辨的噪音，比如明确的汽车鸣笛声，火车的隆隆声等等定义为噪音信号；将明确的语音信号与噪音信号之外等突发性或者不平稳、不可识别的声音来源定义为非语音信号。
语音降噪是指当无线语音信号在移动通信设备上输入的过程中，被各种各样的噪声干扰，有用声音与噪音掺杂在一起的情况，而降噪的基本原则是从混杂音源中分析、识别出噪音部分，通过提取、甚至是增强有用的语音信号部分，从而达到使有用音源最大限度的保真，不受干扰。
当前的降噪技术主要包括噪声补偿算法等等，目前的技术手段对于单一平稳的噪音降噪的效果较好，但是对于多种噪音、或者突发性等不稳定噪音的降噪效果一般。
发明内容
本发明的目的在于提出一种移动通信设备的语音降噪方法和装置，能够在音频信号输入端，对音频信号进行分析和处理，对输入音频信号进行自动识别，将语音信号保留，而噪音信号和非语音信号进行抛弃处理，从而达到一种音质高保真的效果。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种移动通信设备的语音降噪方法，包括以下步骤：
A、收集输入的音频信号，并存储音频信号；
B、将输入的音频信号与信号样本库中的音频信号元素进行比对，识别出所述输入的音频信号中的语音信号和噪音信号，所述输入的音频信号中无法识别的信号作为非语音信号；
C、对所述语音信号、所述噪音信号和所述非语音信号进行分离处理；
D、保留所述语音信号，去除所述噪音信号，保留所述非语音信号，形成非噪音信号；
E、对所述非噪音信号进行还原并存储。
步骤E还包括以下步骤：
对所述非噪音信号中的语音信号进行增强处理，对所述非噪音信号中的非语音信号进行弱化处理。
步骤B中，信号样本库中的音频信号元素包括波长、波率和/或步长。
步骤C中，对所述语音信号、所述噪音信号和所述非语音信号进行分帧，再进行分离处理。
一种移动通信设备的语音降噪装置，包括信号样本库模块、信号收集存储模块、信号识别模块、信号分离模块、噪音去除模块和信号还原存储模块，信号收集存储模块、信号识别模块、信号分离模块、噪音去除模块和信号还原存储模块依次连接，信号样本库模块与信号识别模块连接，其中，
信号样本库模块用于存储音频信号元素；
信号收集存储模块用于收集输入的音频信号，并存储音频信号；
信号识别模块用于将输入的音频信号与信号样本库中的音频信号元素进行比对，识别出所述输入的音频信号中的语音信号和噪音信号，所述输入的音频信号中无法识别的信号作为非语音信号；
信号分离模块用于对所述语音信号、所述噪音信号和所述非语音信号进行分离处理；
噪音去除模块用于保留所述语音信号，去除所述噪音信号，保留所述非语音信号，形成非噪音信号；
信号还原存储模块用于对所述非噪音信号进行还原并存储。
还包括信号增弱模块，所述信号增弱模块位于噪音去除模块和信号还原存储模块之间，所述信号增弱模块用于对所述非噪音信号中的语音信号进行增强处理，对所述非噪音信号中的非语音信号进行弱化处理。
采用了本发明的技术方案，能够在音频信号输入端，对音频信号进行分析和处理，对输入音频信号进行自动识别，将语音信号保留，而噪音信号和非语音信号进行抛弃处理，从而达到一种音质高保真的效果。
附图说明
图1是本发明具体实施方式一中语音降噪装置的结构示意图。
图2是本发明具体实施方式二中语音降噪的流程图。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
图1是本发明具体实施方式一中语音降噪装置的结构示意图。如图1所示，该语音降噪装置包括信号样本库模块、信号收集存储模块、信号识别模块、信号分离模块、噪音去除模块、信号增弱模块和信号还原存储模块，信号收集存储模块、信号识别模块、信号分离模块、噪音去除模块、信号增弱模块和信号还原存储模块依次连接，信号样本库模块与信号识别模块连接。
信号样本库模块存储音频信号元素，信号收集存储模块收集输入的音频信号，并存储音频信号，信号识别模块将输入的音频信号与信号样本库中的音频信号元素进行比对，识别出输入的音频信号中的语音信号和噪音信号，输入的音频信号中无法识别的信号作为非语音信号，信号分离模块对语音信号、噪音信号和非语音信号进行分离处理，噪音去除模块用于保留语音信号，去除噪音信号，保留非语音信号，形成非噪音信号，信号增弱模块用于对非噪音信号中的语音信号进行增强处理，对非噪音信号中的非语音信号进行弱化处理，信号还原存储模块对非噪音信号进行还原并存储。
图2是本发明具体实施方式二中语音降噪的流程图。如图2所示，该语音降噪流程包括以下步骤：
步骤201、移动通信设备的信号收集存储模块收集输入的音频信号，并存储音频信号。
步骤202、信号样本库保存着常见的、覆盖全面的语音信号、噪音信号的音频波长、波率和步长等基本元素形态，通过该信号样本库可以将大多数语音信号与噪音信号通过传播形态进行识别与提取。
信号识别模块将输入的音频信号与信号样本库中的音频信号元素进行比对，识别出输入的音频信号中的语音信号和噪音信号，输入的音频信号中无法识别的信号作为非语音信号。
步骤203、信号分离模块对语音信号、噪音信号和非语音信号进行分帧，再进行分离处理。
步骤204、噪音去除模块保留语音信号，去除噪音信号，保留非语音信号，得到相对高质量的非噪音信号。
步骤205、信号增弱模块对非噪音信号中的语音信号进行增强处理，对非噪音信号中的非语音信号进行弱化处理。
步骤206、信号还原存储模块对非噪音信号进行还原并存储，用于输出。
本发明的技术方案是对输入的音频信号的采样特征进行分析，一般来说，比较短的声音来源，由于数据过小，不能充分的反映该声音特征的本质，而采样过长则会带来整个处理流程的时间过长，对于实时性要求较高的场景，比如打电话则会带来一定的延迟影响。
因此本发明技术方案会根据用户的使用场景来动态地调整输入音频信号的采样特征分析，将实时性要求较高的电话场景，取20帧为输入单位（语音一般20ms为一帧），时长在0.4s左右，这样即可以保证有足够的音频长度用来分析信号的特征。对于语音留言、电话自动应答等场景，取40帧为输入单位，这样虽然会增加长度和处理流程，但是在这样实时性不高的场景下，可以保证足够高的降噪质量，还原出较高的音质。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉该技术的人在本发明所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (4)

1.一种移动通信设备的语音降噪方法，其特征在于，包括以下步骤：
A、收集输入的音频信号，并存储音频信号；
B、将输入的音频信号与信号样本库中的音频信号元素进行比对，识别出所述输入的音频信号中的语音信号和噪音信号，所述输入的音频信号中无法识别的信号作为非语音信号；
C、对所述语音信号、所述噪音信号和所述非语音信号进行分离处理；
D、保留所述语音信号，去除所述噪音信号，保留所述非语音信号，形成非噪音信号；
E、对所述非噪音信号进行还原并存储，并对所述非噪音信号中的语音信号进行增强处理，对所述非噪音信号中的非语音信号进行弱化处理。
2.根据权利要求1所述的一种移动通信设备的语音降噪方法，其特征在于，步骤B中，信号样本库中的音频信号元素包括波长、波率和/或步长。
3.根据权利要求1所述的一种移动通信设备的语音降噪方法，其特征在于，步骤C中，对所述语音信号、所述噪音信号和所述非语音信号进行分帧，再进行分离处理。
4.一种移动通信设备的语音降噪装置，其特征在于，包括信号样本库模块、信号收集存储模块、信号识别模块、信号分离模块、噪音去除模块和信号还原存储模块，信号收集存储模块、信号识别模块、信号分离模块、噪音去除模块和信号还原存储模块依次连接，信号样本库模块与信号识别模块连接，其中，
信号样本库模块用于存储音频信号元素；
信号收集存储模块用于收集输入的音频信号，并存储音频信号；
信号识别模块用于将输入的音频信号与信号样本库中的音频信号元素进行比对，识别出所述输入的音频信号中的语音信号和噪音信号，所述输入的音频信号中无法识别的信号作为非语音信号；
信号分离模块用于对所述语音信号、所述噪音信号和所述非语音信号进行分离处理；
噪音去除模块用于保留所述语音信号，去除所述噪音信号，保留所述非语音信号，形成非噪音信号；
信号还原存储模块用于对所述非噪音信号进行还原并存储；
信号增弱模块，所述信号增弱模块位于噪音去除模块和信号还原存储模块之间，所述信号增弱模块用于对所述非噪音信号中的语音信号进行增强处理，对所述非噪音信号中的非语音信号进行弱化处理。
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