一种对VOIP系统双向双工免提语音进行噪音消除的方法.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CN105427868A(43)申请公布日2016.03.23(21)申请号201510731833.X(22)申请日2015.10.30(71)申请人杭州乐哈思智能科技有限公司地址310053浙江省杭州市滨江区伟业路298号先锋科技大厦318室(72)发明人解玉乐周毅(51)Int.Cl.G10L21/0208(2013.01)H04M7/00(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图2页(54)发明名称一种对VOIP系统双向双工免提语音进行噪音消除的方法(57)摘要本发明涉及通讯领域，尤其涉及一种对VOIP系统双向双工免提语音进行噪音消除的方法。本发明通过动态采样建模、剥离非语音帧、线性衰减噪声音帧的方式达到了动态实时抑制通话噪音的目的，并且本发明对正常语音信号无衰减，不用增加硬件成本，大大的提高了用户的使用感受。CN105427868ACN105427868A权利要求书1/1页1.一种对VOIP系统双向双工免提语音进行噪音消除的方法，其特征在于：包括以下步骤：1)动态的从麦克风采集音频帧数据，对采集到的音频帧数据加窗，判断短时能量和短时过零率是否达到阈值，如没有达到则修改为舒缓白噪声，反之则进行下一步；2)通过快速傅立叶正变化将离散时域数字信号转换为频域数字信号，分别计算其低频段功率和高频段功率，如低频段功率不小于2倍的高频段功率则修改为舒缓白噪声，反之则进行下一步；3)对音频率小于300Hz、大于2000Hz的语音帧进行信号衰减处理；4)通过傅立叶逆变换将频域数字信号还原成离散时域音频信号。2.根据权利要求1所述的对VOIP系统双向双工免提语音进行噪音消除的方法，其特征在于：所述步骤1)中信号{x(n)}的短时能量表达式为其中n表示时域信号加窗的起点，N表示加窗的长度；所述步骤1)中信号{x(n)}的短时过零率指每帧内信号通过零值的次数，计算公式为其中sgn[·]是符号函数，即3.根据权利要求1所述的对VOIP系统双向双工免提语音进行噪音消除的方法，其特征在于：所述步骤2)中的傅立叶变换定义为其中N表示加窗的长度。4.根据权利要求1所述的对VOIP系统双向双工免提语音进行噪音消除的方法，其特征在于：所述步骤3)中的衰减处理为线性衰减，公式为其中Sn为频域数-1.5字信号，d＝10，Hw为频宽，其计算公式为其中Hsr为采样率，N表示加窗的长度。5.根据权利要求1所述的对VOIP系统双向双工免提语音进行噪音消除的方法，其特征在于：所述步骤4)中的傅立叶逆变换定义为2CN105427868A说明书1/4页一种对VOIP系统双向双工免提语音进行噪音消除的方法技术领域[0001]本发明涉及通讯领域，尤其涉及一种对VOIP系统双向双工免提语音进行噪音消除的方法。背景技术[0002]VOIP(VoiceoverInternetProtocol)是一种透过互联网或其他IP网络来实现电话通讯的新型网络技术。近年来，随着互联网日渐普及，IP电话也开始应用于固网通信，其低通话成本、低建设成本、易扩充性及日渐优良化的通话质量等主要特点，被目前国际电信企业看成是传统电信业务的有力竞争者。[0003]VOIP通话过程中噪声产生的原因复杂，形式多样，主要可分为加性噪声、声学回声和混响。加性噪声一般可分为三方面，人为噪声、自然噪声和内部噪声。人为噪声一般来自其他信号源，如开关接触噪声，摩擦噪声等。自然噪声是指自然界中存在的各种电磁波源，如大气电暴，宇宙噪声等。内部噪声是指系统内部自己产生的噪声，如电流干扰，电磁辐射噪声等。声学回声是由扬声器与麦克风之间的耦合所产生。通常情况下麦克风会反射本地扬声器的音频信号，从而产生声学回声，导致通话质量严重受损，甚至产生啸叫损坏设备。混响噪声是由声音的反射特性产生的，声波在室内传播时，会被墙壁、天花板等障碍物反射多次，从而产生混响，混响能够产生谱失真，使得语音可懂度得到损害。[0004]人发出的声音频率大约在100Hz到3500Hz之间，其中基准音区在500Hz到1200Hz之间，人耳能听到的声音频率范围为20Hz到20000Hz。从频谱特性看，噪声的频率贯穿20Hz到20000Hz，但是低频噪声为多。[0005]NS(NoiseSuppression)技术可以有效的排除和减少声学噪声的影响。传统数字噪声抑制方法为动态数字降噪和双MIC降噪。动态数字噪声抑制方法为动态分析麦克风采集音频，把采集数据建模为纯净语音和噪声的叠加，分析噪声数据来控制麦克风采集音量的大小，从而达到减小噪声对通话的影响，但同时也会降低通话音量，损坏用户体验。双MIC降噪是利用两个MIC，主MIC离嘴较近，主要采集通话音频，另一个为消噪MIC，主要采集环境噪音，采集完