專利名稱：一種通過加噪音來降低穩(wěn)態(tài)噪音的裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及噪音處理裝置及方法，準確地說是一種降低穩(wěn)態(tài)噪音的裝置及方法。
背景技術(shù)：
在通信設(shè)備對音頻的采集過程中，必然會摻雜有環(huán)境噪音，例如人們在室外用手 機通話時，會摻雜有汽車的聲音、別人的說話聲音、周圍環(huán)境的嘈雜聲，這都會影響到通話 的質(zhì)量。而在目前的音頻信號處理過程中，對于這些噪音是難以處理的，因為人所發(fā)出的 語音，其頻段位于環(huán)境的噪音的頻段內(nèi)，要消除噪音，就會把人的語音一起消除，否則，必然 會含有噪音。傳統(tǒng)的音頻信號降噪處理方法是利用傅立葉變換，把含噪音頻信號變換成頻域， 然后進行濾波去噪。如專利申請CN200510089148. 8的方法，但是由于音頻中包含大量的音 頻文件，并不是一個單純的音頻曲線，通過傅立葉變換需要大量的資源才能實現(xiàn)處理，而且 傅立葉變換對高頻噪音的處理處理有一定的效果，對低頻的噪音卻難以處理，無法得到滿 意的處理結(jié)果。

發(fā)明內(nèi)容
經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，大部分噪聲的頻率是處于一個特定的范圍，如我們周圍普通的噪音 通常位于50 - 85分貝之間，這些噪音可以被其它的聲音所淹沒，因此可以通過這種方式將 音頻信號中的噪音淹沒，從而達到消除噪音的效果?；诖?，本發(fā)明的目的是提供一種降低穩(wěn)態(tài)噪音的裝置及方法，該裝置及方法通 過加入噪音來淹沒原有的噪音，從而達到降低穩(wěn)態(tài)噪音的效果。本發(fā)明的另一個目的在于提供一種通過加噪音來降低穩(wěn)態(tài)噪音的裝置及方法，該 裝置及方法實現(xiàn)簡單、處理效果明顯，能夠有效地消耗音頻信號中的穩(wěn)態(tài)噪音。為了達到上述目的，本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的
一種通過加噪音來降低穩(wěn)態(tài)噪音的裝置，其包括音頻輸入單元、噪音生成單元、合成 單元及消除噪聲單元；所述音頻輸入單元用于輸入包含有噪音的音頻信號，噪音生成單元 生成特定規(guī)則的噪音信號，合成單元將音頻信號和噪音信號進行合成，并將合成的信號傳 輸?shù)较肼晢卧肼晢卧囟ㄒ?guī)則的噪聲信號后進行輸出。所述合成單元具有兩個，分別對應(yīng)于左、右聲道的音頻合成。所述裝置中，還包括平滑處理模塊，消除噪聲單元輸出的音頻信號經(jīng)過平滑處理 模塊進行平滑處理后再進行輸出，以具有良好的消除噪音效果。一種通過加噪音來降低穩(wěn)態(tài)噪音的方法，該方法包括如下步驟
1、獲取音頻信號；通過音頻輸入單元取得音頻信號；
2、生成噪音；噪音生成單元按照特定的規(guī)則生成噪音信號；
3、聲音合成；將音頻信號和噪聲信號進行合成；4、消除噪音；通過消除噪聲單元進行消除噪聲處理，去掉噪音生成單元所生成的噪音
信號；
5、輸出。所述步驟1中，所述的音頻信號包括左聲道音頻信號和右聲道音頻信號兩路信 號。所述的步驟2中，所述的噪音信號包括左聲道噪音信號和右聲道噪音信號兩路信 號。所述的步驟2中，所生成的噪音信號為白噪聲信號和粉色噪音信號的任意一種或 兩種的組合。所述步驟3中，分左聲道和右聲道，通過兩個合成單元分別對左聲道音頻信號和 左聲道噪音信號、右聲道音頻信號和右聲道噪音信號進行合成，使左右兩個聲道中音頻信 號中的噪音被所生成的噪音信號所淹沒。所述的步驟4中，還包括平滑處理步驟，平滑處理步驟又包括插值平滑和趨勢平 滑，插值平滑是先對音頻信號進行分段處理，每段長度取為1024，最后一段不夠補零，再利 用每段分析的主要峰值來重構(gòu)音頻曲線，最后使用線性插值算法來平滑波形；趨勢平滑，是 對音頻曲線取5點，進行五點直線滑動平均算法進行平滑。左聲道和右聲道的音頻信號經(jīng)消除噪聲單元消除所生成的噪音信號后，每個聲道 的音頻信號分2路進行平滑處理，一路進行插值平滑處理，一路進行趨勢平滑處理。在上述的步驟中，對插值、趨勢平滑處理后的音頻并合成1路音頻信號進行輸出。本發(fā)明通過加噪音的辦法，用所添加的噪音將音頻信號中的噪音淹沒，而所添加 的噪音是有目的性添加的，是有規(guī)則的，可以從音頻信號中去掉的，淹沒噪音后，可以將所 添加的噪音減掉，從而達到消除噪音的效果。本發(fā)明所實現(xiàn)的結(jié)構(gòu)簡單、實現(xiàn)方便、成本低廉，可應(yīng)用于各種通信設(shè)備中。


圖1為本發(fā)明實施的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明所實施方法的原理圖。圖3為本發(fā)明所實施的控制流程圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖所示，對本發(fā)明的具體實施做詳細說明。圖1所示，實現(xiàn)本發(fā)明的基本結(jié)構(gòu)包括輸入音頻信號模塊、噪音生成模塊、合成模 塊及消噪處理模塊，其中，輸入音頻信號模塊用于輸入包含有噪音的音頻信號，噪音生成模 塊生成特定規(guī)則的噪音信號，合成模塊將音頻信號和噪音信號進行合成，并將合成的信號 傳輸?shù)较胩幚砟K，消噪處理模塊消除特定規(guī)則的噪聲信號后進行輸出。輸入音頻信號模塊和噪音生成模塊將音頻信號和所生成的噪音信號分左聲道和 右聲道兩路通過兩個合成模塊分別進行添加，添加噪音后再通過消噪處理模塊消除所添加 的噪音，進行左右聲道的輸出。圖1中，L是輸入左聲道音頻，R是輸入右聲道音頻，nL是生 成左聲道噪音音頻，nR是生成右聲道噪音音頻，sL是合成后左聲道音頻，sR是合成后右聲道音頻，cL是加噪降噪后左聲道音頻，cR是加噪降噪后右聲道音頻。對于所添加的噪音，通常是白噪聲和粉色噪聲的一種。白噪聲(White noise)，是一種功率譜密度為常數(shù)的隨機信號或隨機過程。即，此 信號在各個頻段上的功率是一樣的。粉紅色噪音又被稱做頻率反比(Ι/f)噪音，因為它的能量分布與頻率成反比，或 者說是每一個八度音程(Octave)能量就衰退3 dB。對于周圍繁雜的聲音時，就可以選用這兩種聲音來加以遮蔽。一般來說，通常的情 況下你可以選用白色噪音，而粉紅色噪音則是特別針對說話聲的遮蔽材料。結(jié)合圖2、圖3所示，本發(fā)明實施的步驟如下。1、獲取音頻信號；通過音頻輸入單元輸入音頻信號，音頻信號包括左聲道音頻信 號和右聲道音頻信號兩路信號。2、生成噪音；噪音生成單元按照特定的規(guī)則生成噪音信號，噪音信號包括左聲道 噪音信號和右聲道噪音信號兩路信號；并將噪音信號進行幅度調(diào)整，以適合后續(xù)的聲音合 成。3、聲音合成；將噪音信號和音頻信號混合，合成模塊將左聲道音頻信號和左聲道 噪聲信號進行合成，右聲道音頻信號和右聲道噪音信號進行合成。4、消除噪音；合成后的信號通過消除噪聲單元進行消除噪聲處理，去掉噪音生成 單元所生成的噪音信號。5、平滑音頻處理；降噪過后的音頻信號在消噪的過程當中會有一定的損失，因此 在降噪后要對音頻信號進行平滑處理。平滑處理步驟又包括插值平滑和趨勢平滑，插值平滑是先對音頻信號進行分段處 理，每段長度取為1024，最后一段不夠補零，再利用每段分析的主要峰值來重構(gòu)音頻曲線， 最后使用線性插值算法來平滑波形；趨勢平滑，是對音頻曲線取5點，進行五點直線滑動平 均算法進行平滑。左聲道和右聲道的音頻信號經(jīng)消除噪聲單元消除所生成的噪音信號后，每個聲道 的音頻信號分2路進行平滑處理，一路進行插值平滑處理，一路進行趨勢平滑處理，對插 值、趨勢平滑處理后的音頻并合成1路音頻信號進行輸出。6、增益調(diào)節(jié)；為了防止音頻處理后越限，還通過自動增益處理模塊會把越限部分 的音頻增益進行適當?shù)恼{(diào)整。7、音頻輸出。這樣，本發(fā)明對通信設(shè)備中的音頻信號經(jīng)過實時動態(tài)的加噪消噪處理，可以動態(tài) 的平滑輸入音頻信號，并部分抑制并消除周圍的環(huán)境音，使人們的通話更清晰，避免外部噪 聲的干擾。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精 神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種通過加噪音來降低穩(wěn)態(tài)噪音的裝置，其特征在于該裝置包括音頻輸入單元、噪 音生成單元、合成單元及消除噪聲單元；所述音頻輸入單元用于輸入包含有噪音的音頻信 號，噪音生成單元生成特定規(guī)則的噪音信號，合成單元將音頻信號和噪音信號進行合成，并 將合成的信號傳輸?shù)较肼晢卧?，消除噪聲單元消除特定?guī)則的噪聲信號后進行輸出。
2.如權(quán)利要求1所述的通過加噪音來降低穩(wěn)態(tài)噪音的裝置，其特征在于所述合成單元 具有兩個，分別對應(yīng)于左、右聲道的音頻合成。
3.如權(quán)利要求1所述的通過加噪音來降低穩(wěn)態(tài)噪音的裝置，其特征在于所述裝置中， 還包括平滑處理模塊，消除噪聲單元輸出的音頻信號經(jīng)過平滑處理模塊進行平滑處理后再 進行輸出，以具有良好的消除噪音效果。
4.一種通過加噪音來降低穩(wěn)態(tài)噪音的方法，其特征在于該方法包括如下步驟1)、獲取音頻信號；通過音頻輸入單元取得音頻信號；2)、生成噪音；噪音生成單元按照特定的規(guī)則生成噪音信號；3)、聲音合成；將音頻信號和噪聲信號進行合成；4)、消除噪音；通過消除噪聲單元進行消除噪聲處理，去掉噪音生成單元所生成的 噪音信號；5)、輸出。
5.如權(quán)利要求4所述的通過加噪音來降低穩(wěn)態(tài)噪音的方法，其特征在于所述步驟1) 中，所述的音頻信號包括左聲道音頻信號和右聲道音頻信號兩路信號。
6.如權(quán)利要求4所述的通過加噪音來降低穩(wěn)態(tài)噪音的方法，其特征在于所述的步驟2) 中，所述的噪音信號包括左聲道噪音信號和右聲道噪音信號兩路信號。
7.如權(quán)利要求4所述的通過加噪音來降低穩(wěn)態(tài)噪音的方法，其特征在于所述的步驟2) 中，所生成的噪音信號為白噪聲信號和粉色噪音信號的任意一種或兩種的組合。
8.如權(quán)利要求4所述的通過加噪音來降低穩(wěn)態(tài)噪音的方法，其特征在于所述步驟3) 中，分左聲道和右聲道，通過兩個合成單元分別對左聲道音頻信號和左聲道噪音信號、右聲 道音頻信號和右聲道噪音信號進行合成，使左右兩個聲道中音頻信號中的噪音被所生成的 噪音信號所淹沒。
9.如權(quán)利要求4所述的通過加噪音來降低穩(wěn)態(tài)噪音的方法，其特征在于所述的步驟4) 中，還包括平滑處理步驟，平滑處理步驟又包括插值平滑和趨勢平滑，插值平滑是先對音頻 信號進行分段處理，每段長度取為1024，最后一段不夠補零，再利用每段分析的主要峰值來 重構(gòu)音頻曲線，最后使用線性插值算法來平滑波形；趨勢平滑，是對音頻曲線取5點，進行 五點直線滑動平均算法進行平滑；其中，左聲道和右聲道的音頻信號經(jīng)消除噪聲單元消除所生成的噪音信號后，每個聲 道的音頻信號分2路進行平滑處理，一路進行插值平滑處理，一路進行趨勢平滑處理；平滑處理后，對插值、趨勢平滑處理后的音頻并合成1路音頻信號進行輸出。
全文摘要
本發(fā)明是一種通過加噪音來降低穩(wěn)態(tài)噪音的裝置，其包括音頻輸入單元、噪音生成單元、合成單元及消除噪聲單元；所述音頻輸入單元用于輸入包含有噪音的音頻信號，噪音生成單元生成特定規(guī)則的噪音信號，合成單元將音頻信號和噪音信號進行合成，并將合成的信號傳輸?shù)较肼晢卧肼晢卧囟ㄒ?guī)則的噪聲信號后進行輸出。本發(fā)明通過加噪音的辦法，用所添加的噪音將音頻信號中的噪音淹沒，而所添加的噪音是有目的性添加的，是有規(guī)則的，可以從音頻信號中去掉的，淹沒噪音后，可以將所添加的噪音減掉，從而達到消除噪音的效果。
文檔編號G10L21/02GK102097100SQ20111000235
公開日2011年6月15日 申請日期2011年1月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月7日
發(fā)明者蔡鎮(zhèn)濱, 馬平 申請人:蔡鎮(zhèn)濱, 馬平