专利名称：基于双麦克风语音增强装置及语音增强方法
技术领域：
本发明涉及一种基于双麦克风语音增强装置及语音增强方法。
背景技术：
随着无线通讯的发展，全球移动电话用户越来越多，用户对移动电话的要求已不 仅满足于通话，而且要能够提供高质量的通话效果，尤其是目前移动多媒体技术的发展，移 动电话的通话质量更显重要。由于大量环境噪声的存在，手机等通讯设备的麦克风采集到的语音信号普遍信噪 比不够高，特别是在街道汽车等高噪声环境中，需要提高音量才能使对方听清。所以需要通 过语音增强的方法来提升输入语音的信噪比，改善通讯质量。然而传统的单通道语音增强方法降噪效果有限，并且会对语音造成较大失真。
发明内容
本发明需解决的技术问题是提供一种去噪效果好的基于双麦克风语音增强装置 及语音增强方法。根据上述需解决的技术问题，本发明提供了一种基于双麦克风的语音增强装置， 该装置包括数字麦克风阵列模块，用于接收时域带噪语音数字信号并将接收的时域带噪语音 数字信号输出，其包括第一数字麦克风和第二数字麦克风；第一脉冲密度调制解码器模块，用于对时域带噪语音数字信号进行分帧、降采样 及滤波，形成初步降采样率数字信号，其包括滤波器；指向性形成模块，用于将初步降采样率数字信号进行指向性形成，形成初步降噪 的指向性输出信号；第二脉冲密度调制解码器模块，用于对初步降噪的指向性输出信号进行分帧、降 采样、滤波和加重，形成第二降采样率数字信号；语音增强处理模块，用于对第二降采样率数字信号进行语音增强处理，形成去除 背景噪声的语音信号；输出模块，用于输出去除背景噪声的语音信号。优选的，所述第一脉冲密度调制解码器模块包括N级梳状滤波器。优选的，所述第二脉冲密度调制解码器模块包括第一半带滤波器、第二半带滤波 器、低通滤波器和高通滤波器。基于双麦克风语音增强装置的语音增强方法包括如下步骤步骤SOOl 利用第一数字麦克风接收第一时域带噪语音数字信号；利用第二数字 麦克风接收第二时域带噪语音数字信号，并将所述接收到的第一、第二时域带噪语音数字 信号传送给脉冲密度调制解码器模块；步骤S002 利用脉冲密度调制解码器模块将第一、第二时域带噪语音数字信号分帧，并利用N级梳状滤波器进行降采样及滤波，得到第一、第二初步降采样率数字信号并输 出；N级梳状滤波器的传递函数形式如下
权利要求
1.一种基于双麦克风语音增强装置，其特征在于该装置包括数字麦克风阵列模块，用于接收时域带噪语音数字信号并将接收的时域带噪语音数字 信号输出，其包括第一数字麦克风和第二数字麦克风；第一脉冲密度调制解码器模块，用于对时域带噪语音数字信号进行分帧、降采样及滤 波，形成初步降采样率数字信号，其包括滤波器；指向性形成模块，用于将初步降采样率数字信号进行指向性形成，形成初步降噪的指 向性输出信号；第二脉冲密度调制解码器模块，用于对初步降噪的指向性输出信号进行分帧、降采样、 滤波和加重，形成第二降采样率数字信号；语音增强处理模块，用于对第二降采样率数字信号进行语音增强处理，形成去除背景 噪声的语音信号；输出模块，用于输出去除背景噪声的语音信号。
2.根据权利要求1所述的基于双麦克风语音增强装置，其特征在于，所述第一脉冲密 度调制解码器模块包括N级梳状滤波器。
3.根据权利要求2所述的基于双麦克风语音增强装置，其特征在于，所述第二脉冲密 度调制解码器模块包括第一半带滤波器、第二半带滤波器、低通滤波器和高通滤波器。
4.根据权利要求3所述的基于双麦克风语音增强装置的语音增强方法，其特征在于， 该语音增强方法包括如下步骤步骤SOOl 利用第一数字麦克风接收第一时域带噪语音数字信号；利用第二数字麦克 风接收第二时域带噪语音数字信号，并将所述接收到的第一、第二时域带噪语音数字信号传送给脉冲密度调制解码器模块； 步骤S002 利用脉冲密度调制解码器模块将第一、第二时域带噪语音数字信号分帧， 并利用N级梳状滤波器进行降采样及滤波，得到第一、第二初步降采样率数字信号并输出； N级梳状滤波器的传递函数形式如下r 1=0N为级联阶数，r为抽取比例
5.根据权利要求4所述的基于双麦克风语音增强装置的语音增强方法，其特征在于， 步骤S004中对所述初步降噪的信号进行分帧后的信号为y(m)，m表示帧数降采样及滤波分为三步第一步利用第一半带滤波器，并按2 1抽取；第二步利用第二半带滤波器，并按2 1抽取；第三步利用低通滤波器，并按3 1抽取；第一半带滤波器为14阶有限冲激响应滤波器
6.根据权利要求5所述的基于双麦克风语音增强装置的语音增强方法，其特征在于， 步骤S005中包括如下步骤步骤AOOl 将第二降采样率数字信号经短时傅里叶变换成频域信号，并对将频域信号 划分为若干频带，计算各个频带的能量并进行平滑； 短时傅里叶变换如下
7.根据权利要求6所述的基于双麦克风语音增强装置的语音增强方法，其特征在于， 步骤Α003中采用计权噪声估计法对先验信噪比估计值进行修正，具体为先验信噪比估计值S^Hk)，乘以计权因子去q0，得到修正后的先验信噪比估计 值 S^mvnaXm-I为 SNRpnor(m,k)<Yl -(S'NRpnor(m,k)-γ2) Yl <SNRpnor(m,k)<0z计权因子计算如下 1
8.根据权利要求7所述的基于双麦克风语音增强装置的语音增强方法，其特征在于， 步骤A004中还包括采用门限判决对所述衰减增益进行调整； 首先设定一阀值、调整值qmod和门限值qfloor ；其次以当前帧修正后的先验信噪比估计值SMf如-i,幻为判断，小于某一阈值的 增益系数均乘以调整值qmod，从而进一步抑制噪声；接着将所有小于某阀值的增益系数调整到门限值qfloor，这样做可以避免一定的语音 失真；方法如下
全文摘要
本发明涉及一种基于双麦克风语音增强装置，其包括数字麦克风阵列模块，用于接收时域带噪语音数字信号；第一脉冲密度调制解码器模块，用于对时域带噪语音数字信号进行分帧、降采样及滤波，形成初步降采样率数字信号；指向性形成模块，用于将初步降采样率数字信号进行指向性形成，形成初步降噪的指向性输出信号；第二脉冲密度调制解码器模块，用于对初步降噪的指向性输出信号进行分帧、降采样、滤波和加重，形成第二降采样率数字信号；语音增强处理模块，用于对第二降采样率数字信号进行语音增强处理；输出模块，用于输出去除背景噪声的语音信号。本发明另提供一种基于双麦克风语音增强装置的语音增强方法。该装置及方法去噪效果好。
文档编号G10L21/02GK102074245SQ20111000102
公开日2011年5月25日 申请日期2011年1月5日 优先权日2011年1月5日
发明者叶利剑 申请人:瑞声光电科技(常州)有限公司, 瑞声声学科技(深圳)有限公司, 瑞声声学科技研发(南京)有限公司