终端麦克风降噪装置和方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及到终端麦克风降噪技术，特别涉及到一种终端麦克风降噪装置和方 法；
【背景技术】
[0002] 由于环境噪声的存在，终端的麦克风在采集用户的有效话音时，也会同时采集到 环境噪声，该些环境噪声会对终端采集到的有效话音造成噪声干扰，因此，在终端中，需要 对麦克风采集到的信号进行降噪处理，降低噪声对有效话音信号的影响。
[0003] 现有技术中，终端麦克风降噪处理有两种方式：
[0004] 1、单麦克风降噪
[0005] 参见图1，图1是单麦克风降噪装置的结构示意图，如图1所示，单麦克风降噪装置 包括：
[0006] 噪声估计模块，对主麦克风采集的主麦克风信号进行噪声估计；获取主麦克风噪 声特性；
[0007] 噪声估计模块可W采用各种具体的噪声估计方案，典型的如基于话音激活检测 (简称，VAD)的短时能量噪声估计、短时过零率噪声估计与基于连续功率谱统计的最小值跟 踪算法噪声估计等；
[0008] 单麦克风噪声消除模块，根据主麦克风噪声特性对主麦克风信号进行噪声消除； 获得有效话音信号；
[0009]噪声消除模块可W采用各种具体的噪声消除方案，典型的如谱减法或维纳滤波 法；
[0010] 单麦克风降噪的性能取决于前端噪声估计的准确性，其局限为：1)要求信噪比大 于0地；2)对噪声平稳性也有一定要求，其变化速度要明显低于噪声跟踪速度；3)由于旁道 语音干扰在频谱特性上与有效话音难W区别，所W采用单麦克风降噪无法对旁道语音干扰 进行消除。
[0011] 2、双麦克降噪
[0012] 双麦克风降噪主要思想是在终端上设置两个麦克风，理想情况下主麦克风采集的 主麦克风信号为带环境噪声的语音信号，辅麦克风采集的辅麦克风信号仅包括环境噪声， 且主、辅麦克风采集的环境噪声特性一致，两者相减则得到纯净语音信号。
[0013] 双麦克风降噪通常不需要进行噪声估计，因此，其仅需要双麦克风噪声消除模块， 所述双麦克风噪声消除模块利用主麦克风噪声特性和辅麦克风噪声特性一致的特点来实 现噪声消除。
[0014] 双麦克风降噪模块可W采用各种具体的实现方案，一种典型的实现方案是通过自 适应滤波的方式来实现噪声消除，参见图2,图2是一种典型的双麦克风降噪模块的结构示 意图，包括：
[0015] 话音激活检测模块，用于对主麦克风信号和辅麦克风信号进行检测，当检测到信 号时，使能自适应滤波器对辅麦克风信号进行自适应滤波；
[0016] 自适应滤波器，对辅麦克风信号进行自适应滤波；
[0017] 减法器，将主麦克风信号与自适应滤波器输出的估计信号相减获得残差信号并作 为话音信号输出，同时将所述残差信号反馈到所述自适应滤波器用于辅麦克风信号的滤 波；
[0018] 自适应滤波器的工作原理可通过下述公式描述：
【主权项】
1. 一种终端麦克风降噪装置，所述终端包括主麦克风和辅麦克风，其特征在于，所述装 置包括： 噪声估计模块，用于对主麦克风信号和辅麦克风信号进行噪声估计；获得主麦克风噪 声特性和辅麦克风噪声特性； 单麦克风噪声消除模块，用于对主麦克风信号进行单麦克风噪声消除； 双麦克风噪声消除模块，用于对主麦克风信号进行双麦克风噪声消除； 切换模块，根据所述主麦克风噪声特性以及所述辅麦克风噪声特性，选择所述单麦克 风噪声消除模块或所述双麦克风噪声消除模块进行噪声消除； 其中，所述噪声特性包括噪声的强度和属性。
2. 根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述切换模块包括： 噪声属性对比单元，判断所述主麦克风噪声的属性和所述辅麦克风噪声的属性是否相 同； 噪声强度比较单元，比较所述主麦克风噪声的强度和所述辅麦克风噪声的强度；获得 噪声强度差值； 切换控制单元，根据所述噪声属性对比单元的判断结果和/或所述噪声强度差值，选 择所述双麦克风噪声消除模块或所述单麦克风噪声消除模块进行噪声消除。
3. 根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述选择所述单麦克风噪声消除模块或 双麦克风噪声消除模块进行噪声消除包括： 如果所述噪声属性对比单元的判断结果为相同，且所述噪声强度差值小于预设的门限 值，选择所述双麦克风噪声消除模块进行噪声消除；否则，选择所述单麦克风噪声消除模块 进行噪声消除。
4. 根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括： 话音激活检测模块，用于在所述切换模块选择双麦克风噪声消除模块进行噪声消除 时，使能所述双麦克风噪声消除模块。
5. 根据权利要求1~4所述的装置，其特征在于： 所述噪声估计模块为，短时能量噪声估计模块，或短时过零率噪声估计模块，或最小值 跟踪算法噪声估计模块； 所述单麦克风噪声消除模块为，谱减法噪声消除模块，或维纳滤波噪声消除模块； 所述双麦克噪声消除模块为，自适应滤波噪声消除模块。
6. -种终端麦克风降噪方法，所述终端包括主麦克风和辅麦克风，其特征在于，所述方 法包括： 对主麦克风信号进行噪声估计，获得主麦克风噪声特性； 对辅麦克风信号进行噪声估计，获得辅麦克风噪声特性； 根据所述主麦克风噪声特性和所述辅麦克风噪声特性选择进行双麦克风噪声消除或 单麦克风噪声消除； 其中，所述噪声特性包括噪声的强度和属性。
7. 根据权利要求6所述的方法，其特征在于：所述根据所述主麦克风噪声特性和所述 辅麦克风噪声特性选择进行双麦克风噪声消除或单麦克风噪声消除包括： 如果所述主麦克风噪声的属性和所述辅麦克风噪声的属性相同，且所述主麦克风噪声 的强度和所述辅麦克风噪声的强度的噪声强度差值小于预设的门限值，选择对所述主麦克 风信号进行双麦克风噪声消除；否则，选择对所述主麦克风信号进行单麦克风噪声消除模 块。
8. 根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于： 所述噪声估计为，短时能量噪声估计，或短时过零率噪声估计，或最小值跟踪算法噪声 估计。
9. 根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于： 所述单麦克风噪声消除为，谱减法噪声消除，或维纳滤波噪声消除。
10. 根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于： 所述双麦克噪声消除为，自适应滤波噪声消除。
【专利摘要】本发明实施例提供了一种终端麦克风降噪装置和方法，所述终端包括主麦克风和辅麦克风，所述装置包括：噪声估计模块，用于对主麦克风信号和辅麦克风信号进行噪声估计；获得主麦克风噪声特性和辅麦克风噪声特性；单麦克风噪声消除模块，用于对主麦克风信号进行单麦克风噪声消除；双麦克风噪声消除模块，用于对主麦克风信号进行双麦克风噪声消除；切换模块，根据所述主麦克风噪声特性以及所述辅麦克风噪声特性，选择所述单麦克风噪声消除模块或双麦克风噪声消除模块进行噪声消除。本发明的装置和方法能根据不同的环境噪声情况自适应的选择适合的噪声消除方法，增强了终端麦克风降噪处理对不同环境噪声的适应性，提高了终端麦克风降噪处理的性能。
【IPC分类】H04R1-08, G10L21-02
【公开号】CN104754430
【申请号】CN201310743846
【发明人】付仕明, 程雪峰, 叶顺舟
【申请人】重庆重邮信科通信技术有限公司
【公开日】2015年7月1日
【申请日】2013年12月30日