在存在背景噪声时用于语音增强的方法和设备技术

在本发明专利技术的一个方面中，本发明专利技术提供一种用于语音信号噪声抑制的方法，包括：对于具有可分到多个频率仓中的频域表示的语音信号，为所述频率仓中的至少一些频率仓确定缩放增益值，并且计算平滑缩放增益值。计算平滑缩放增益值包括对于频率仓中的至少一些频率仓，组合当前确定的缩放增益值和先前确定的平滑缩放增益值。在另一方面中，一种方法将多个频率仓分开到其间具有边界频率的第一组邻接频率仓和第二组邻接频率仓中，其中该边界频率在噪声抑制技术之间进行区分，而且根据语音信号的频谱内容来改变边界频率的值。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于在存在背景噪声时增强语音信号以改进通信的技术。本专利技术特别地但不排他地涉及对于降低语音信号中背景噪声水平的降噪系统的设计。
技术介绍
降低背景噪声水平在许多通信系统中至关重要。例如，移动电话在存在高水平背景噪声的许多环境中使用。这样的环境是在汽车中(这越来越多地变成免提)或者在街道中的使用，由此通信系统需要在存在高水平汽车噪声或街道噪声时工作。在比如视频会议和免提因特网应用的办公应用中，该系统需要高效地应对办公噪声。其它类型的周围环境噪声也能够在实际中有所体验。也称为噪声抑制或语音增强的降噪对于常常需要用来在低信噪比(SNR)工作的这些应用就变得重要。降噪在越来越多地运用于各类真实环境中的自动语音识别系统中也是重要的。降噪改进了通常在上述应用中使用的语音编码算法或语音识别算法的性能。频谱减法是使用最多的用于降噪的技术之一(见S.F.Boll，“Suppression of acoustic noise in speech using spectral subtraction”，IEEE Trans.Acoust.，Speech，Signal Processing，vol.ASSP-27，pp.113-120，Apr.1979)。频谱减法试图通过从有噪声的语音中减去噪声估计来估计语音的短时间频谱幅度。基于人耳感受不到相位失真的假设，对于有噪声的语音的相位不进行处理。在实践中，通过根据对噪声频谱和有噪声的语音频谱的估计而形成基于SNR的增益函数来实施频谱减法。此增益函数与输入频谱相乘以抑制具有低SNR的频率成分。使用常规频谱减法算法的主要缺点在于由干扰收听者的“乐音音调”组成的结果性乐音残留噪声以及后续信号处理算法(比如语音编码)。乐音音调主要归因于频谱估计中的方差。为了解决此问题，已经建议了频谱平滑，结果是降低的方差和分辨度。用以降低乐音音调的另一已知方法是使用与频谱基底(floor)相组合的过度减法因子(见M.Berouti，R.Schwartz和J.Makhoul，“Enhancement of speechcorrupted by acoustic noise”，in Proc.IEEE ICASSP，Washington，DC，Apr.1979，pp.208-211)。此方法具有当充分地降低乐音音调时却使语音降级的缺点。其它方式是软检测噪声抑制滤波(见R.J.McAulay和M.L.Malpass，“Speech enhancement using a soft decision noise suppressionfilter”，IEEE Trans.Acoust.，Speech，Signal Processing，vol.ASSP-28，pp.137-145，Apr.1980)和非线性频谱减法器(NSS)(见P.Lockwood和J.Boudy，“Experiments with a nonlinear spectral subtractor(NSS)，hidden Markov models and projection，for robust recognition in cars”，Speech Commun.，vol.11，pp.215-228，June 1992)。
技术实现思路
根据本专利技术的一个方面，本专利技术提供了一种用于语音信号噪声抑制的方法，包括对于具有可分到多个频率仓中的频域表示的语音信号，为所述频率仓中的至少一些频率仓确定缩放增益值以及计算平滑缩放增益值。计算平滑缩放增益值包括对于频率仓中的至少一些频率仓，组合当前确定的缩放增益值和先前确定的平滑缩放增益值。在本专利技术的另一方面中，本专利技术提供了一种用于语音信号噪声抑制的方法，包括对于具有可分到多个频率仓中的频域表示的语音信号，将多个频率仓分开到其间具有边界频率的第一组邻接频率仓和第二组邻接频率仓中，其中边界频率在噪声抑制技术之间进行区分；以及根据语音信号的频谱内容来改变边界频率的值。在本专利技术的又一方面中，本专利技术提供了一种语音编码器，包括噪声抑制器，该噪声抑制器用于具有可分到多个频率仓中的频域表示的语音信号。噪声抑制器可操作用以为频率仓中的至少一些频率仓确定缩放增益值；以及通过组合当前确定的缩放增益值和先前确定的平滑缩放增益值来为频率仓中的至少一些频率仓计算平滑缩放增益值。在本专利技术的再一方面中，本专利技术提供了一种语音编码器，包括噪声抑制器，噪声抑制器用于具有可分到多个频率仓中的频域表示的语音信号。噪声抑制器可操作用以将多个频率仓分开到其间具有边界频率的第一组邻接频率仓和第二组邻接频率仓中。边界频率在噪声抑制技术之间进行区分。噪声抑制器还可进一步操作用以根据语音信号的频谱内容来改变边界频率的值。在本专利技术的另一方面中，本专利技术提供了一种在计算机可读介质上实施的计算机程序，包括用于执行语音信号噪声抑制的程序指令，该语音信号噪声抑制包括如下操作对于具有可分到多个频率仓中的频域表示的语音信号，为所述频率仓中的至少一些频率仓确定缩放增益值；以及计算平滑缩放增益值，包括对于所述频率仓中的所述至少一些频率仓，组合当前确定的缩放增益值和先前确定的平滑缩放增益值。在本专利技术的另一方面中，本专利技术提供了一种在计算机可读介质上实施的计算机程序，包括用于执行语音信号噪声抑制的程序指令，包括如下操作对于具有可分到多个频率仓中的频域表示的语音信号，将多个频率仓分开到其间具有边界频率的第一组邻接频率仓和第二组邻接频率仓中；以及根据语音信号的频谱内容来改变边界频率的值。在本专利技术的再一个而且当然是非限制性的方面中，本专利技术提供了一种语音编码器，包括用于抑制语音信号中的噪声的装置，该语音信号具有可分到多个频率仓中的频域表示。噪声抑制装置包括如下装置，该装置用于将多个频率仓分开到其间具有边界的第一组邻接频率仓和第二组邻接频率仓，以及用于根据语音信号的频谱内容来改变该边界。噪声抑制装置还包括如下装置，该装置用于为频率仓中的至少一些频率仓确定缩放增益值，以及用于通过组合当前确定的缩放增益值和先前确定的平滑缩放增益值来为频率仓中的至少一些频率仓计算平滑缩放增益值。计算平滑缩放增益值优选地使用具有如下值的平滑因子，该值确定为使得对于越小的缩放增益值则平滑越强。噪声抑制装置还包括如下装置，该装置用于为至少一些频带确定缩放增益值，其中频带包括至少两个频率仓，以及用于计算平滑频带缩放增益值。噪声抑制装置还包括如下装置，该装置用于使用平滑缩放增益来缩放语音信号的频谱，其中对于小于该边界的频率，在每个频率仓的基础上执行缩放，而对于在该边界以上的频率，在每个频带的基础上执行缩放。附图说明本专利技术的前述和其它目的、优点及特征将在阅读以下对其说明性实施例的非限制性描述时变得更为明显，这些描述是参照附图仅借助例子来给出。在附图中图1是包括降噪的语音通信系统的示意性框图；图2示出了频谱分析中加窗的图示；图3给出了降噪算法的说明性实施例的概略图；以及图4是具体类别的降噪的说明性实施例的示意性框图，其中降噪算法依赖于正在处理的语音帧的性质。具体实施例方式在本说明书中公开了用于降噪的高效技术。这些技术至少部分地基于在关键频带中划分幅度频谱，而且与在EVRC语音编码解码器中使用的方式相似(本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于语音信号噪声抑制的方法，包括：对于具有可分到多个频率仓中的频域表示的语音信号，为所述频率仓中的至少一些频率仓确定缩放增益值；以及计算平滑缩放增益值，包括对于所述频率仓中的所述至少一些频率仓，组合当前确定的缩放增益值和 先前确定的平滑缩放增益值。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：米兰杰利内克，
申请(专利权)人：诺基亚公司，
类型：发明
国别省市：FI[芬兰]