整掉与频率相关的增益因子的频率均衡处理，可以避免还原后的目标语音信号出现频率失真，为了保证后续自适应双滤波的准确实施，该频率均衡模块2在此对后向噪声信号进行了与前向目标语音信号相同程度的频率均衡，以保证该频率均衡模块2可对前向目标语音信号和后向噪声信号进行相同程度的缩放；在此基础上，本发明的系统创新性地通过目标语音信号自适应滤波模块3、噪声信号修正模块4、噪声信号自适应滤波模块5和目标语音信号修正模块6采用了自适应双滤波方法对已均衡目标语音信号进行降噪处理，利用后向噪声信号和前向目标语音信号的陷零方向分别跟踪到目标语音信号的泄漏成分和噪声信号的泄漏成分，具体为首先通过目标语音信号自适应滤波模块3对已均衡目标语音信号进行自适应滤波处理，估计出已均衡噪声信号中存在的目标语音信号的泄漏成分，也即已均衡噪声信号中具有的目标语音信号的成分，这样，噪声信号修正模块4通过在已均衡噪声信号中去除该目标语音信号的泄漏成分的方式即可获得纯净的已修正噪声信号，此时，再通过噪声信号自适应滤波模块5对已修正噪声信号进行自适应滤波处理，即可更准确地估计出已均衡目标语音信号中存在的噪声信号的泄漏成分，因此，通过目标语音信号修正模块6在已均衡目标语音信号中去除该噪声信号的泄漏成分，即可有效避免在对已均衡目标语音信号进行降噪的同时损害目标语音信号问题的发生，进而可以保证经本发明系统还原得到的目标语音信号的真实性。
[0097]本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的系统实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的模块或单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块或单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
[0098] 以上依据图式所示的实施例详细说明了本发明的构造、特征及作用效果，以上所述仅为本发明的较佳实施例，但本发明不以图面所示限定实施范围，凡是依照本发明的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围内。
【主权项】
1.一种基于麦克风阵列的语音降噪方法，其特征在于，包括: 利用波束成形技术将组成所述麦克风阵列的背靠背布置的两个无指向性麦克风构建为两个背向心形指向性麦克风，以得到前向目标语音信号和后向噪声信号； 对所述前向目标语音信号和所述后向噪声信号进行相同程度的频率均衡，得到已均衡目标语音信号和已均衡噪声信号； 对所述已均衡目标语音信号进行自适应滤波处理，估计出所述已均衡噪声信号中存在的目标语音信号的泄漏成分； 从所述已均衡噪声信号中去除所述目标语音信号的泄漏成分，得到已修正噪声信号；对所述已修正噪声信号进行自适应滤波处理，估计出所述已均衡目标语音信号中存在的噪声信号的泄漏成分； 从所述已均衡目标语音信号中去除所述噪声信号的泄漏成分，得到已修正目标语音信号; 基于所述已修正目标语音信号，得到还原后的目标语音信号。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述前向目标语音信号和所述后向噪声信号进行相同程度的频率均衡，得到已均衡目标语音信号和已均衡噪声信号包括: 提取所述前向目标语音信号相对最先到达所述麦克风阵列的频域声音信号进行缩放的增益因子； 将所述前向目标语音信号除以所述增益因子，得到所述已均衡目标语音信号； 将所述后向噪声信号除以所述增益因子，得到所述已均衡噪声信号。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括: 计算所述已修正目标语音信号与所述已修正噪声信号之间的信噪比； 在所述信噪比大于预设门限时，更新估计出的所述目标语音信号的泄漏成分； 在所述信噪比小于等于所述预设门限时，更新估计出的所述噪声信号的泄漏成分。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述计算所述已修正目标语音信号与所述已修正噪声信号之间的信噪比包括: 计算所有频带下的已修正目标语音信号总量； 计算所有频带下的已修正噪声信号总量； 计算所述已修正目标语音信号总量与所述已修正噪声信号总量的比，并将计算结果作为所述已修正目标语音信号与所述已修正噪声信号之间的信噪比。5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述基于所述已修正目标语音信号，得到还原后的目标语音信号包括: 对所述已修正目标语音信号进行自适应后置滤波处理，得到已后置滤波目标语音信号; 基于所述已后置滤波目标语音信号，得到所述还原后的目标语音信号。6.一种基于麦克风阵列的语音降噪系统，其特征在于，包括: 波束形成模块，用于利用波束成形技术将组成所述麦克风阵列的背靠背布置的两个无指向性麦克风构建为两个背向心形指向性麦克风，以得到前向目标语音信号和后向噪声信号; 频率均衡模块，用于对所述前向目标语音信号和所述后向噪声信号进行相同程度的频率均衡，得到已均衡目标语音信号和已均衡噪声信号； 目标语音信号自适应滤波模块，用于对所述已均衡目标语音信号进行自适应滤波处理，估计出所述已均衡噪声信号中存在的目标语音信号的泄漏成分； 噪声信号修正模块，用于从所述已均衡噪声信号中去除所述目标语音信号的泄漏成分，得到已修正噪声信号； 噪声信号自适应滤波模块，用于对所述已修正噪声信号进行自适应滤波处理，估计出所述已均衡目标语音信号中存在的噪声信号的泄漏成分； 目标语音信号修正模块，用于从所述已均衡目标语音信号中去除所述噪声信号的泄漏成分，得到已修正目标语音信号；以及， 后置处理模块，用于基于所述已修正目标语音信号，得到还原后的目标语音信号。7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述频率均衡模块包括: 增益因子提取单元，用于提取所述前向目标语音信号相对最先到达所述麦克风阵列的频域声音信号进行缩放的增益因子； 目标语音信号均衡单元，用于将所述前向目标语音信号除以所述增益因子，得到所述已均衡目标语音信号；以及， 噪声信号均衡单元，用于将所述后向噪声信号除以所述增益因子，得到所述已均衡噪声信号。8.根据权利要求6或7所述的系统，其特征在于，所述系统还包括: 信噪比计算模块，用于计算所述已修正目标语音信号与所述已修正噪声信号之间的信噪比； 所述目标语音信号自适应滤波模块还用于在所述信噪比大于预设门限时，更新估计出的所述目标语音信号的泄漏成分； 所述噪声信号自适应滤波模块还用于在所述信噪比小于等于所述预设门限时，更新估计出的所述噪声信号的泄漏成分。9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述信噪比计算模块包括: 第一计算单元，用于计算所有频带下的已修正目标语音信号总量； 第二计算单元，用于计算所有频带下的已修正噪声信号总量；以及， 信噪比计算单元，用于计算所述已修正目标语音信号总量与所述已修正噪声信号总量的比，并将计算结果作为所述已修正目标语音信号与所述已修正噪声信号之间的信噪比。10.根据权利要求6或7所述的系统，其特征在于，所述后置处理模块还用于对所述已修正目标语音信号进行自适应后置滤波处理，得到已后置滤波目标语音信号；及还用于基于所述已后置滤波目标语音信号，得到所述还原后的目标语音信号。
【专利摘要】本发明公开了一种基于麦克风阵列的语音降噪方法及系统，包括：将组成麦克风阵列的两个无指向性麦克风构建为两个背向心形指向性麦克风，得到前向目标语音信号和后向噪声信号；对前向目标语音信号和后向噪声信号进行相同程度的频率均衡，得到已均衡目标语音信号和已均衡噪声信号；对前向目标语音信号和后向噪声信号进行自适应双滤波，得到已修正噪声信号和已修正目标语音信号；基于已修正目标语音信号，得到还原后的目标语音信号。本发明采用频率均衡避免还原后的目标语音信号出现频率失真，采用自适应双滤波方法解决在通过自适应滤波器进行降噪的同时也损害到目标语音信号的问题，进而彻底避免还原后的目标语音信号出现失真。
【IPC分类】G10L21/0208, H04R3/00
【公开号】CN105489224
【申请号】CN201410468440
【发明人】王海坤, 马峰, 乔玉平, 王智国, 胡国平, 胡郁, 刘庆峰
【申请人】讯飞智元信息科技有限公司
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2014年9月15日