CN116665691A - 一种基于短时傅里叶变换的声音静噪方法 - Google Patents

一种基于短时傅里叶变换的声音静噪方法 Download PDF

Info

Publication number
CN116665691A
CN116665691A CN202310710070.5A CN202310710070A CN116665691A CN 116665691 A CN116665691 A CN 116665691A CN 202310710070 A CN202310710070 A CN 202310710070A CN 116665691 A CN116665691 A CN 116665691A
Authority
CN
China
Prior art keywords
sound
fourier transform
short
data
time fourier
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202310710070.5A
Other languages
English (en)
Inventor
张一嘉
王泽群
徐璐
凌晓东
沈剑
鲍佳
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zhejiang Sci Tech University ZSTU
Original Assignee
Zhejiang Sci Tech University ZSTU
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zhejiang Sci Tech University ZSTU filed Critical Zhejiang Sci Tech University ZSTU
Priority to CN202310710070.5A priority Critical patent/CN116665691A/zh
Publication of CN116665691A publication Critical patent/CN116665691A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10L—SPEECH ANALYSIS TECHNIQUES OR SPEECH SYNTHESIS; SPEECH RECOGNITION; SPEECH OR VOICE PROCESSING TECHNIQUES; SPEECH OR AUDIO CODING OR DECODING
    • G10L21/00—Speech or voice signal processing techniques to produce another audible or non-audible signal, e.g. visual or tactile, in order to modify its quality or its intelligibility
    • G10L21/02—Speech enhancement, e.g. noise reduction or echo cancellation
    • G10L21/0208—Noise filtering
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10L—SPEECH ANALYSIS TECHNIQUES OR SPEECH SYNTHESIS; SPEECH RECOGNITION; SPEECH OR VOICE PROCESSING TECHNIQUES; SPEECH OR AUDIO CODING OR DECODING
    • G10L21/00—Speech or voice signal processing techniques to produce another audible or non-audible signal, e.g. visual or tactile, in order to modify its quality or its intelligibility
    • G10L21/02—Speech enhancement, e.g. noise reduction or echo cancellation
    • G10L21/0208—Noise filtering
    • G10L21/0216—Noise filtering characterised by the method used for estimating noise
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10L—SPEECH ANALYSIS TECHNIQUES OR SPEECH SYNTHESIS; SPEECH RECOGNITION; SPEECH OR VOICE PROCESSING TECHNIQUES; SPEECH OR AUDIO CODING OR DECODING
    • G10L21/00—Speech or voice signal processing techniques to produce another audible or non-audible signal, e.g. visual or tactile, in order to modify its quality or its intelligibility
    • G10L21/02—Speech enhancement, e.g. noise reduction or echo cancellation
    • G10L21/0208—Noise filtering
    • G10L21/0216—Noise filtering characterised by the method used for estimating noise
    • G10L21/0232—Processing in the frequency domain
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10L—SPEECH ANALYSIS TECHNIQUES OR SPEECH SYNTHESIS; SPEECH RECOGNITION; SPEECH OR VOICE PROCESSING TECHNIQUES; SPEECH OR AUDIO CODING OR DECODING
    • G10L21/00—Speech or voice signal processing techniques to produce another audible or non-audible signal, e.g. visual or tactile, in order to modify its quality or its intelligibility
    • G10L21/02—Speech enhancement, e.g. noise reduction or echo cancellation
    • G10L21/0208—Noise filtering
    • G10L21/0264—Noise filtering characterised by the type of parameter measurement, e.g. correlation techniques, zero crossing techniques or predictive techniques
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
    • Y02D30/00—Reducing energy consumption in communication networks
    • Y02D30/70—Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computational Linguistics (AREA)
  • Quality & Reliability (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Audiology, Speech & Language Pathology (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Noise Elimination (AREA)

Abstract

本发明公开的是一种基于短时傅里叶变换的声音静噪方法，其方法包括设置频点进行采集，采集数据进行解调和滤波处理，选择分段长度并做短时傅里叶变换得到功率谱密度，将得到的数据与阈值进行比较，将处理结果送入上位机播放，本发明具有能够更高效、更可靠和更高质量的实现声音静噪等技术特点。

Description

一种基于短时傅里叶变换的声音静噪方法
技术领域
本发明涉及一种声音静噪方法，更具体一点说，涉及一种基于短时傅里叶变换的声音静噪方法，属于信号处理领域。
背景技术
目前，对于声音静噪技术的具体实现方案有硬件判决法、时域判决法。硬件判决法的具体实现方法是通过设定门限对采集的声音电平进行判决，以此决定信道内是否有声音信号。时域判决法是一种基于软件无线电的声音处理方式，通过对指定频点的信号IQ进行采集，采集后根据调制方式解调，设定门限后根据解调结果波形的幅度进行判决。但是，硬件判决方案局限性很强，灵活性很差，常用在功能单一的设备种，如收音机。另一种时域判决的方案虽然是在软件无线电平台实现，具有相对较强的灵活性。但是时域谱判决并不能体现频率信息，混在声音中的噪声并不能准确区分，静噪效果较差。综上所述，现有的技术方案均无法有效解决以上问题，存在缺陷。
发明内容
为了解决上述现有技术问题，本发明提供具有能够更高效、更可靠和更高质量的实现声音静噪等技术特点的一种基于短时傅里叶变换的声音静噪方法。
为了实现上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：
一种基于短时傅里叶变换的声音静噪方法，该方法包括如下步骤：
步骤101：设置频点进行采集：对频点进行数模转换以及数字信道化完成信号采集实现采集带宽，提供3档采集带宽使用，100kHz、25kHz以及8.33kHz分别应用于对讲机、航空电台单声道声音采集，以及双声道广播信号等声音信号采集；
步骤102：采集数据进行解调和滤波处理：对采集的原始调制信号IQ进行数据处理，首先根据不同的调制方式对声音信号进行解调，得到声音的原始信号，然后根据实际信号带宽进行滤波和声音放大；
步骤103：选择分段长度并做短时傅里叶变换得到功率谱密度：根据三档采样带宽选择不同的分段长度，分别为4096、1024、512，做短时傅里叶变换求得声音信号该时间段的功率谱密度；
步骤104：将得到的数据与阈值进行比较：对功率谱密度进行判决，如果幅度大于阈值的点数超过4个，即认为该时间段存在声音信号将其保留实现保留原有数据；如果幅度大于阈值的点少于4个，即认对为该时间段为噪声，将整段信号置0；
步骤105：将处理结果送入上位机播放：将数据送入上位机进行播放。
优选的，步骤104中设置阈值90。
优选的，步骤101中使用ADRV9009芯片和FPGA模块，对频点进行数模转换以及数字信道化完成信号采集实现采集带宽；FPGA模块用来连接所述的ADRV9009芯片，起到接收并处理数据的作用。
优选的，还包括ZYNQ_7100、ARM处理器，其为可扩展处理平台芯片，所述ADRV9009芯片和FPGA均与ZYNQ_7100、ARM处理器通信连接，所述ZYNQ7100芯片能够单独处理和存储FPGA模块和ARM处理器的数据；ARM处理器用来处理数据并将数据上传。
优选的，所述上位机包括上位机显示单元，所述上位机显示单元与ARM处理器通信连接。
优选的，所述ADRV9009芯片设有四个，每个ADRV9009芯片上设有两个射频口。
有益效果：本发明硬件选用ADRV9009芯片，除此之外还具有一块ZYNQ_7100可扩展处理平台芯片，ZYNQ7100芯片可以单独处理和存储FPGA模块和ARM处理器的数据，FPGA模块用来连接所述的ADRV9009芯片，起到接收并处理数据的作用，ARM处理器用来处理数据并将数据上传。该硬件平台可以实现高精度、快速率、多通道的信号下变频；本发明基于短时傅里叶变换的声音静噪，短时傅里叶变换求得数据的功率谱密度，能更好地反映出声音信息的频率信息，从而更准确的区分有用信息和噪声。ADRV9009具有多射频口，可以同时处理多个通道的声音信息，具有很强的灵活性。
附图说明
图1是本发明的硬件结构图。
图2是本发明采样的基于短时傅里叶变换的声音静噪方法的流程图之一。
图3是本发明采样的基于短时傅里叶变换的声音静噪方法的流程图之二。
具体实施方式
以下结合说明书附图，对本发明作进一步说明，但本发明并不局限于以下实施例。
如图1-3所示为一种基于短时傅里叶变换的声音静噪方法的具体实施例，该实施例一种基于短时傅里叶变换的声音静噪方法，该方法包括如下步骤：
步骤101：设置频点进行采集，如调频广播103.3M，对频点进行数模转换以及数字信道化完成信号采集实现采集带宽，提供3档采集带宽，使用100kHz、25kHz以及8.33kHz分别应用于对讲机、航空电台单声道声音采集，以及双声道广播信号等声音信号采集；根据实际情况也可以更换对应的声音；使用ADRV9009芯片和FPGA模块，对频点进行数模转换以及数字信道化完成信号采集实现采集带宽；FPGA模块用来连接所述的ADRV9009芯片，起到接收并处理数据的作用；
步骤102：采集数据进行解调和滤波处理：对采集的原始调制信号IQ进行数据处理，首先根据不同的调制方式对声音信号进行解调，得到声音的原始信号，然后根据实际信号带宽进行滤波和声音放大；如根据正弦波幅度解调、正弦波角度解调和共振解调；
步骤103：选择分段长度并做短时傅里叶变换得到功率谱密度：根据三档采样带宽选择不同的分段长度，分别为4096、1024、512，做短时傅里叶变换求得声音信号该时间段的功率谱密度；
步骤104：将得到的数据与阈值进行比较：设置阈值90，对功率谱密度进行判决，如果幅度大于阈值的点数超过4个，即认为该时间段存在声音信号将其保留实现保留原有数据；如果幅度大于阈值的点少于4个，即认对为该时间段为噪声，将整段信号置0；
步骤105：将处理结果送入上位机播放：将数据送入上位机进行播放，上位机包括上位机显示单元，所述上位机显示单元与ARM处理器通信连接，上位机显示单元为显示屏或触摸显示屏等。
本发明还包括ZYNQ_7100、ARM处理器，其为可扩展处理平台芯片，所述ADRV9009芯片和FPGA均与ZYNQ_7100、ARM处理器通信连接，所述ZYNQ7100芯片能够单独处理和存储FPGA模块和ARM处理器的数据；ARM处理器用来处理数据并将数据上传。
最后，需要注意的是，本发明不限于以上实施例，还可以有很多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容中直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种基于短时傅里叶变换的声音静噪方法，其特征在于该方法包括如下步骤：
步骤101：设置频点进行采集：对频点进行数模转换以及数字信道化完成信号采集实现采集带宽，提供3档采集带宽使用，100kHz、25kHz以及8.33kHz分别应用于对讲机、航空电台单声道声音采集，以及双声道广播信号等声音信号采集；
步骤102：采集数据进行解调和滤波处理：对采集的原始调制信号IQ进行数据处理，首先根据不同的调制方式对声音信号进行解调，得到声音的原始信号，然后根据实际信号带宽进行滤波和声音放大；
步骤103：选择分段长度并做短时傅里叶变换得到功率谱密度：根据三档采样带宽选择不同的分段长度，分别为4096、1024、512，做短时傅里叶变换求得声音信号该时间段的功率谱密度；
步骤104：将得到的数据与阈值进行比较：对功率谱密度进行判决，如果幅度大于阈值的点数超过4个，即认为该时间段存在声音信号将其保留实现保留原有数据；如果幅度大于阈值的点少于4个，即认对为该时间段为噪声，将整段信号置0；
步骤105：将处理结果送入上位机播放：将数据送入上位机进行播放。
2.根据权利要求1所述的一种基于短时傅里叶变换的声音静噪方法，其特征在于，步骤104中设置阈值90。
3.根据权利要求1或2所述的一种基于短时傅里叶变换的声音静噪方法，其特征在于，步骤101中使用ADRV9009芯片和FPGA模块，对频点进行数模转换以及数字信道化完成信号采集实现采集带宽；FPGA模块用来连接所述的ADRV9009芯片，起到接收并处理数据的作用。
4.根据权利要求3所述的一种基于短时傅里叶变换的声音静噪方法，其特征在于，还包括ZYNQ_7100、ARM处理器，其为可扩展处理平台芯片，所述ADRV9009芯片和FPGA均与ZYNQ_7100、ARM处理器通信连接，所述ZYNQ7100芯片能够单独处理和存储FPGA模块和ARM处理器的数据；ARM处理器用来处理数据并将数据上传。
5.根据权利要求4所述的一种基于短时傅里叶变换的声音静噪方法，其特征在于，所述上位机包括上位机显示单元，所述上位机显示单元与ARM处理器通信连接。
6.根据权利要求3所述的一种基于短时傅里叶变换的声音静噪方法，其特征在于，所述ADRV9009芯片设有四个，每个ADRV9009芯片上设有两个射频口。
CN202310710070.5A 2023-06-15 2023-06-15 一种基于短时傅里叶变换的声音静噪方法 Pending CN116665691A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310710070.5A CN116665691A (zh) 2023-06-15 2023-06-15 一种基于短时傅里叶变换的声音静噪方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310710070.5A CN116665691A (zh) 2023-06-15 2023-06-15 一种基于短时傅里叶变换的声音静噪方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN116665691A true CN116665691A (zh) 2023-08-29

Family

ID=87727811

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202310710070.5A Pending CN116665691A (zh) 2023-06-15 2023-06-15 一种基于短时傅里叶变换的声音静噪方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN116665691A (zh)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103036579B (zh) 基于环境噪声在接收机中执行功率控制
US20030027541A1 (en) System and method for radio signal reconstruction using signal processor
CN1413387A (zh) 具有从数字化中频信号中消除已知干扰信号的接收机的通信终端和从数字化中频信号中消除已知干扰信号的方法
CN113810072B (zh) 宽频段双通道无线电监测接收系统及侦测信号的方法
CN106130583B (zh) 一种基于fpga的数字中频信号解调方法
CN106443122B (zh) 一种宽频带大动态信号高精度测量装置及方法
CN110034831B (zh) 一种低复杂度的频谱监测装置及方法
CN113133088B (zh) 一种无线通信信道扫描方法及装置
US20110183637A1 (en) Multi-carrier-based testing
US20080287072A1 (en) Detecting a signal in the presence of noise
WO2016149907A1 (zh) 一种接收机及信号处理的方法
CN106506904B (zh) 一种信号传输方法及设备
CN109660306A (zh) 具有8端口的NB-IoT终端综测装置及其综测控制方法
CN116665691A (zh) 一种基于短时傅里叶变换的声音静噪方法
CN114598348B (zh) 一种短波通信技术验证通用硬件平台及其信号处理方法
Yagoub et al. Low cost sdr receiver implementation using rtl-sdr dongle
CN111510173B (zh) 一种多通道电台接收信号分离方法、装置及模拟电台主机
CN1037057C (zh) 随机fm噪声消除电路
CN108155960A (zh) 一种民航甚高频收信机鲁棒性静音方法
US6178316B1 (en) Radio frequency modulation employing a periodic transformation system
US8098830B2 (en) Method and apparatus for reducing noise in an audio signal
CN111277342B (zh) 一种使用矢量信号产生fdma多信道加噪波形的方法
CN107888207B (zh) 一种fm语音信号解调数据音频恢复方法及记录方法
CN116436490B (zh) 单通道半双工软无设备快速收发方法、介质、设备和系统
CN217159720U (zh) 一种跳频信号测试电路

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination