專利名稱：基于Kalman的先驗信噪比估計方法、裝置及噪聲抑制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于Kalman濾波器的先驗信噪比估計方法、裝置及噪聲抑制方法。
背景技術(shù)：
語音信號是人類傳播信息和感情交流的重要媒體，但在語音通信過程中不可避免地受到來自周圍環(huán)境、乃至其它講話者的干擾，這些干擾最終使接收到的語音信號并非純凈的原始語音信號，而是受噪聲污染的帶噪語音信號。在語音通信過程中，噪聲是使通信變的困難的主要原因。
噪聲抑制(NS)技術(shù)可以幫助減小噪聲的不利影響。它的目標(biāo)是增加信噪比(SNR)并因此增加語音的可懂性，降低聽者的努力度，改善聲學(xué)環(huán)境的感知品質(zhì)。
在現(xiàn)有的噪聲抑制技術(shù)實現(xiàn)方案中，主要有多麥克(Mult1-Mic)噪聲抑制算法和單麥克(Single-Mic)噪聲抑制算法。多麥克噪聲抑制技術(shù)通常采用一對麥克作為硬件結(jié)構(gòu)，噪聲抑制算法是麥克陣列算法，這種算法可以顯著改善語音的可懂性，提供通話的質(zhì)量。但是，算法的效果與兩麥克之間的距離及方向角有很大關(guān)系，而且算法在面對多種噪聲源和回響層次時魯棒性較差。相較多麥克噪聲抑制技術(shù)，單麥克噪聲抑制技術(shù)對硬件的限制小，并且噪聲抑制算法能很好的適應(yīng)多種噪聲源和回響層次，所以在移動通信終端系統(tǒng)，比較理想的噪聲抑制技術(shù)是單麥克噪聲抑制技術(shù)。
請參考

圖1，其為現(xiàn)有的單麥克噪聲抑制方法的流程示意圖。如圖1所示，對于接收到的帶噪語音信號需要進行如下多步處理:
首先，對接收的帶噪語音信號進行傅里葉變換，以得到頻域信號；
然后，進行噪聲估計；
接著，根據(jù)噪聲估計得到的結(jié)果進行后驗信噪比估計；
根據(jù)噪聲估計、后驗信噪比估計的結(jié)果以及前一幀的語音信號進行先驗信噪比估計；
接著，獲取衰減因子，通常采用麗SE/log-MMSE方法計算該衰減因子；
最后，綜合上述處理結(jié)果，得到純凈語音信號，具體的，從帶噪語音信號中去除噪聲，并進行傅里葉逆變換，得到時域的純凈語音信號。
衰減因子G—般是先驗信噪比ξ和后驗信噪比Y的函數(shù)。其中先驗信噪比ξ是控制衰減因子G大小的主要參數(shù)。后驗信噪比Y僅在先驗信噪比ξ小的時候起作用。
先驗信噪比ξ和后驗信噪 比Y的定義如下:
權(quán)利要求
1.一種基于Kalman濾波器的先驗信噪比估計方法，其特征在于，包括: 預(yù)測當(dāng)前幀的先驗信噪比； 獲取當(dāng)如巾貞的新息； 獲取所述新息的加權(quán)因子； 根據(jù)預(yù)測的當(dāng)前幀的先驗信噪比、新息及加權(quán)因子估計當(dāng)前幀的先驗信噪比。
2.如權(quán)利要求1所述的基于Kalman濾波器的先驗信噪比估計方法，其特征在于，利用系統(tǒng)動態(tài)模型預(yù)測當(dāng)前幀的先驗信噪比，所述系統(tǒng)動態(tài)模型為:
3.如權(quán)利要求2所述的基于Kalman濾波器的先驗信噪比估計方法，其特征在于，所述系統(tǒng)動態(tài)模型誤差為白噪聲類型。
4.如權(quán)利要求2所述的基于Kalman濾波器的先驗信噪比估計方法，其特征在于，所述預(yù)測的當(dāng)前巾貞的先驗信噪比:4,ot_u=rcim_u。
5.如權(quán)利要求2所述的基于Kalman濾波器的先驗信噪比估計方法，其特征在于，利用所述系統(tǒng)動態(tài)模型及觀測模型獲取當(dāng)前幀的新息，所述觀測模型為:
6.如權(quán)利要求5所述的基于Kalman濾波器的先驗信噪比估計方法，其特征在于，所述觀測模型誤差為白噪聲類型。
7.如權(quán)利要求5所述的基于Kalman濾波器的先驗信噪比估計方法，其特征在于，所述
8.如權(quán)利要求5所述的基于Kalman濾波器的先驗信噪比估計方法，其特征在于，利用如下公式獲取加權(quán)因子Knbk:
9.如權(quán)利要求8所述的基于Kalman濾波器的先驗信噪比估計方法，其特征在于，所述μ和Λ的取值分別為I和O。
10.如權(quán)利要求8所述的基于Kalman濾波器的先驗信噪比估計方法，其特征在于，利用如下公式估計當(dāng)前幀的先驗信噪比:
11.如權(quán)利要求1至10中的任一項所述的基于Kalman濾波器的先驗信噪比估計方法，其特征在于，估計的當(dāng)前幀的先驗信噪比具有限制最小值。
12.如權(quán)利要求11所述的基于Kalman濾波器的先驗信噪比估計方法，其特征在于，所述限制最小值取值為-12.5dB。
13.一種基于Kalman濾波器的先驗信噪比估計裝置，其特征在于，包括: 預(yù)測模塊，用以預(yù)測當(dāng)前幀的先驗信噪比； 更新模塊，用以獲取當(dāng)前幀的新息； 加權(quán)模塊，用以獲取所述新息的加權(quán)因子； 估計模塊，用以根據(jù)預(yù)測的當(dāng)前幀的先驗信噪比、新息及加權(quán)因子估計當(dāng)前幀的先驗信噪比。
14.一種基于Kalman濾波器的噪聲抑制方法,其特征在于,包括: 步驟1:對所述帶噪語音信號進行傅里葉變換； 步驟2:進行噪聲估計； 步驟3:進行后驗信噪比估計； 步驟4:利用如權(quán)利要求1至12中的任一項所述的方法進行先驗信噪比估計； 步驟5:獲取衰減因子； 步驟6:綜合上述 處理結(jié)果，得到純凈語音信號。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種基于Kalman濾波器的先驗信噪比估計方法、裝置及噪聲抑制方法，其中，所述先驗信噪比估計方法包括預(yù)測當(dāng)前幀的先驗信噪比；獲取當(dāng)前幀的新息；獲取所述新息的加權(quán)因子；根據(jù)預(yù)測的當(dāng)前幀的先驗信噪比、新息及加權(quán)因子估計當(dāng)前幀的先驗信噪比。在本發(fā)明提供的基于Kalman濾波器的先驗信噪比估計方法、裝置及噪聲抑制方法中，在純噪聲的時候可避免出現(xiàn)人為噪聲Musical Tone；同時，又能保證跟蹤速度并在低信噪比下保護弱小語音信號。
文檔編號G10L21/0216GK103187068SQ20111045725
公開日2013年7月3日 申請日期2011年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月30日
發(fā)明者謝單輝, 王彥, 王威, 許云峰 申請人:聯(lián)芯科技有限公司