[发明专利]应用于双麦克风小型手持设备的语音降噪方法

摘要

本发明公开了一种应用于双麦克风小型手持设备的语音降噪方法，该方法可以根据用户所使用模式的不同来选取对应的降噪方法；在正常手持通话模式下，基于功率水平差异的方法适用于该模式下的近场信号模型，且能有效利用主次麦克风接收语音信号在能量上的较大差异信息；在使用扬声器模式下，利用基于双麦克风之间相关性的方法不需要进行噪声功率谱的估计，且能够避免两个麦克风接收噪声不一致对于基于功率水平差异方法的影响；此外，相比于传统的基于功率水平差异的方法，本发明通过构造的维纳滤波能有效避免噪声功率谱估计错误导致的音乐噪声。

主权项

1.一种应用于双麦克风小型手持设备的语音降噪方法，其特征在于，包括：接收双麦克风的语音信号，并进行通话模式的判别；若当前为手持通话模式，则采用基于双麦克风功率水平差异的语音降噪方法来获取降噪后的语音信号；若当前为扬声器通话模式，则采用基于双麦克风之间相干性的语音降噪方法来获取降噪后的语音信号；当使用扬声器通话模式时，假设目标语音信号源在双麦克的正前方，选取两麦克风位置的中心作为阵列参考点，则目标语音方向即为0°，背景噪声信号源等效为从θ方向入射，则主麦克风与次麦克风接收到的信号U₁和U₂之间的相干性为：式中，f_s是采样率，d是主麦克风与次麦克风的间距，c为声速；U₁和U₂表示主麦克风与次麦克风接收到的语音信号或者噪声信号；将上式，以及相干性函数与主麦克风与次麦克风局部信噪比的表达式相结合，得到：其中，SNR₁、SNR₂分别为主麦克风与次麦克风局部信噪比；τ＝f_s(d/c)，分别取出实部和虚部：其中，α＝ωτsinθ，分别对实部和虚部表达式变型，得到：由于上述两式相等，则有：Icosα＝(R‑1)sinα+I；根据cos²α+sin²α＝1，得到：(I²+(1‑R)²)sin²α+2I(R‑1)sinα＝0；其根为：其中，sinα＝0是平凡解，忽略；则：求得sinα后，可求得：从而构建非限制维纳滤波器G_coh(n,k)：将主麦克风以及次麦克风做短时傅里叶变换后的语音信号与维纳滤波器相乘，并做离散傅里叶逆变换处理及叠接相加，从而得到降噪之后的时域语音信号。