音频信号处理方法、系统、音频交互装置及计算机设备.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106898359A(43)申请公布日2017.06.27(21)申请号201710182290.X(22)申请日2017.03.24(71)申请人上海智臻智能网络科技股份有限公司地址201803上海市嘉定区金沙江西路1555弄398号7层(72)发明人余世经朱频频(74)专利代理机构北京品源专利代理有限公司11332代理人孟金喆胡彬(51)Int.Cl.G10L21/0208(2013.01)G10L21/0264(2013.01)G10L21/0232(2013.01)权利要求书7页说明书21页附图9页(54)发明名称音频信号处理方法、系统、音频交互装置及计算机设备(57)摘要本发明实施例公开了音频信号处理方法、系统、音频交互装置及计算机设备。该方法包括：对所获取音频输入信号中的回声信号进行回声消除，获得所述音频输入信号的音频残差信号；对所述音频残差信号中的噪声信号进行噪声消除，获得噪声消除后的音频增强信号；对所述音频增强信号进行残留噪声信号检测，如果所述音频增强信号中存在残留噪声信号，则对所述残留噪声信号进行过滤。利用该方法，能够去除音频交互时音频输入信号中的回声信号和环境噪声信号，同时实现了对残留噪声的检测及过滤，有效抑制了环境噪声对音频交互过程的影响，更好提升了音频交互过程中回声及噪声的消除效果，从而提高了音频交互装置对回声及噪声的消除性能。CN106898359ACN106898359A权利要求书1/7页1.一种音频信号处理方法，其特征在于，包括：对所获取音频输入信号中的回声信号进行回声消除，获得所述音频输入信号的音频残差信号；对所述音频残差信号中的噪声信号进行噪声消除，获得噪声消除后的音频增强信号；对所述音频增强信号进行残留噪声信号检测，如果所述音频增强信号中存在残留噪声信号，则对所述残留噪声信号进行过滤。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述音频残差信号中的噪声信号进行噪声消除，获得噪声消除后的音频增强信号，包括：根据所述音频残差信号的功率谱以及预先确定的所述音频残差信号中噪声信号的噪声功率谱，确定所述音频残差信号的第一后验信噪比和先验信噪比；根据所述第一后验信噪比和所述先验信噪比，确定所述音频残差信号中噪声信号的第一衰减系数；根据所述第一衰减系数消除所述音频残差信号中的噪声信号，获得所述音频残差信号的音频增强信号。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在根据所述音频残差信号的功率谱以及预先确定的所述音频残差信号中噪声信号的噪声功率谱，确定所述音频残差信号的第一后验信噪比和先验信噪比之后，还包括：根据所述第一后验信噪比和所述先验信噪比，确定所述音频残差信号的噪声估计调节参数；如果所述噪声估计调节参数小于设定调节参数阈值，则更新所述噪声功率谱并保存。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，分别根据下述第一后验信噪比公式以及先验信噪比公式获得所述音频残差信号的第一后验信噪比和先验信噪比，所述第一后验信噪比公式表示为：所述先验信噪比公式表示为：其中，j表示频率域的频率编号，为0～M-1中的任一整数值，M表示频率域长度，n表示当前所处理音频输入信号的帧号，α为0～1之间的任一常数，SNRpost(n,j)表示第n帧音频输入信号的音频残差信号的第一后验信噪比，SNRprio(n,j)表示第n帧音频输入信号的音频残差信号的先验信噪比，|E(n,j)|2表示第n帧音频输入信号的音频残差信号的功率谱，|NE(n,j)|2表示第n帧音频输入信号的音频残差信号中噪声信号的噪声功率谱，|E1(n-1,j)|2表示第n-1帧音频输入信号的音频残差信号的增强信号功率谱；根据下述第一衰减系数公式获得所述音频残差信号中噪声信号的第一衰减系数，所述第一衰减系数公式表示为：2CN106898359A权利要求书2/7页其中，ζ1(n,j)表示第n帧音频输入信号的音频残差信号的第一衰减系数；相应的，根据下述增强信号功率谱公式确定第n帧音频输入信号的音频残差信号的增强信号功率谱，所述增强信号功率谱公式表示为：|E1(n,j)|2＝ζ1(n,j)|E(n,j)|2，其中，|E1(n,j)|2表示第n帧音频输入信号的音频残差信号的增强信号功率谱；根据下述噪声估计调节参数公式获得所述音频残差信号的噪声估计调节参数，所述噪声估计调节参数公式表示为：其中，β表示第n帧音频残差信号的噪声估计调节参数；根据下述噪声功率谱更新公式更新所述噪声功率谱，所述噪声功率谱更新公式表示为：|NE(n,j)|2＝ε|NE(n-1,j)|2+(1-ε)|E(n,j)|2，其中，|NE(n-1,j)|2表示第n-1帧音频输入信号的音频残差信号中噪声信号的噪声功率谱。5.根据权利要求1所