专利名称：舒适噪声生成方法及舒适噪声生成器的制作方法
技术领域：
本发明涉及通信领域，特别涉及舒适噪声的生成技术。
背景技术：
舒适噪声一般用于替换由非线性处理引入的杂音或是断续，采用生成的舒适背景噪声来代替这一部分，用以增强主观感受。传统的舒适噪声器对线性预测编码(LinearPredicted Coding，简称“LPC”)滤波器系数和增益分别进行估计，根据估计的LPC系数和增益因子，生成舒适噪声，生成的舒适噪声y [η]的能量需要接近于背景噪声X [η]的能量。具体地说,传统的舒适噪声生成器(Comfort Noise Generator,简称CNG)如图1所示，通过语音激活检测(Voice Activity Detection,简称“VAD”)获取真实的背景噪声，然后采用Levinson-Dubin算法分析其LPC系数，另外还需要估计系统的增益，最后将伪随机序列生成器生成的激励信号经过LPC滤波器及增益器获得合成的舒适噪声。然而，该方案存在以下问题:共同构成生成舒适噪声y [η]的因素:LPC滤波器系数和增益因子，是分别估计的，即增益因子G值不依赖于LPC系数，很容易导致生成的舒适噪声与目标背景噪声存在较大偏差。而且对于增益因子的简单估计，也将进一步扩大生成的舒适噪声与目标噪声的偏差。也就是说，传统的舒适噪声器虽然解决了断续问题，但是容易造成生成的舒适噪声能量与前后背景噪声能量不匹配，进而背景噪声表现为忽大忽小，主观感受为背景噪声不平稳。
发明内容
本发明的目的在于提供一种舒适噪声生成方法及舒适噪声生成器，使得合成得到的舒适噪声能量能更加贴近背景噪声，提高了主观感受。为解决上述技术问题，本发明的实施方式提供了一种舒适噪声生成方法，包含以下步骤:对背景噪声进行分析，获取所述背景噪声的线性预测编码LPC滤波器系数；对获取的所述LPC滤波器系数进行离散傅里叶变换，得到LPC滤波器系数的频谱；根据所述LPC滤波器系数的频谱、目标功率和激励信号的功率谱密度，计算增益因子；根据所述LPC滤波器系数和计算的所述增益因子，生成舒适噪声。本发明的实施方式还提供了一种舒适噪声生成器，包含:滤波器系数获取模块，用于对背景噪声进行分析，获取所述背景噪声的线性预测编码LPC滤波器系数；离散傅里叶变换模块，用于对所述滤波器系数获取模块获取的所述LPC滤波器系数进行离散傅里叶变换，得到LPC滤波器系数的频谱；
增益因子计算模块，用于根据所述LPC滤波器系数的频谱、目标功率和激励信号的功率谱密度，计算增益因子；生成模块，用于根据所述滤波器系数获取模块获取的所述LPC滤波器系数和所述增益因子计算模块计算的增益因子，生成舒适噪声。本发明实施方式相对于现有技术而言，对背景噪声的LPC滤波器系数进行离散傅里叶变换，使用LPC滤波器系数的频谱计算生成舒适噪声时所需的增益因子，根据所述LPC滤波器系数和计算的所述增益因子，生成舒适噪声。由于不再对增益因子和LPC系数分别进行估计，而且结合LPC系数及目标能量，共同估计该增益因子，从而尽可能保证背景噪声和生成的舒适噪声的能量接近，解决了舒适噪声生成器所生成的噪声与实际背景噪声之间的能量不匹配问题，进而使得生成的舒适噪声能量更加贴近背景噪声，提高了主观感受。另外，离散傅里叶变换为快速傅里叶变换FFT。通过FFT实现LPC系数的傅里叶变换，可以有效降低计算复杂度，提高舒适噪声的生成效率。另外，在对背景噪声进行分析时，每隔预定帧数进行一次分析，获取背景噪声的LPC滤波器系数；或者，在对背景噪声进行分析时，对预定帧数的背景噪声进行分析，获取的LPC滤波器系数为预定帧数的平均LPC滤波器系数，目标功率为预定帧数的平均目标功率。由于噪声具备一定的平稳性，因此可以每隔若干帧(4帧、10帧等)或者采用这段时间内的平均值(平均目标能量，平均LPC系数等)来生成舒适噪声，以进一步降低计算复杂度，提高舒适噪声的生成效率。
图1是根据现有技术中传统的舒适噪声生成示意图；图2是根据本发明第一实施方式的舒适噪声生成方法流程图；图3是根据本发明第一实施方式的舒适噪声生成方法示意图；图4是根据本发明第三实施方式的舒适噪声生成器的结构示意图。
具体实施例方式为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本发明各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请各权利要求所要求保护的技术方案。本发明的第一实施方式涉及一种舒适噪声生成方法。在本实施方式中，不再单独估计该增益因子，而是联合LPC系数及目标能量，共同估计该增益因子，从而尽可能保证背景噪声x[n]和生成的舒适噪声y[n]的能量接近。具体流程如图2所示，在步骤210中，对背景噪声进行分析，获取背景噪声的LPC滤波器系数。具体地说,如图3所示,通过VAD获取真实的背景噪声,然后采用Levinson-Dubin算法对背景噪声(如一帧内的背景噪声)进行分析，获取背景噪声的LPC滤波器系数。使用Levinson-Dubin算法得到的LPC滤波器通常采用全极点模型,频域响应为:
权利要求
1.一种舒适噪声生成方法，其特征在于，包含以下步骤: 对背景噪声进行分析，获取所述背景噪声的线性预测编码LPC滤波器系数； 对获取的所述LPC滤波器系数进行离散傅里叶变换，得到LPC滤波器系数的频谱； 根据所述LPC滤波器系数的频谱、目标功率和激励信号的功率谱密度，计算增益因子； 根据所述LPC滤波器系数和计算的所述增益因子，生成舒适噪声。
2.根据权利要求1所述的舒适噪声生成方法，其特征在于，根据所述LPC滤波器系数的频谱、目标功率和激励信号的功率谱密度，计算增益因子的步骤中，包含以下子步骤: 根据公式
3.根据权利要求1所述的舒适噪声生成方法，其特征在于， 所述离散傅里叶变换为快速傅里叶变换FFT。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的舒适噪声生成方法，其特征在于，在所述对背景噪声进行分析时，每隔预定帧数进行一次所述分析，获取所述背景噪声的LPC滤波器系数。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的舒适噪声生成方法，其特征在于，在所述对背景噪声进行分析时，对预定帧数的背景噪声进行所述分析，获取的所述LPC滤波器系数为所述预定帧数的平均LPC滤波器系数； 所述目标功率为所述预定帧数的平均目标功率。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的舒适噪声生成方法，其特征在于，直接将背景噪声的功率作为所述目标功率。
7.一种舒适噪声生成器，其特征在于，包含: 滤波器系数获取模块，用于对背景噪声进行分析，获取所述背景噪声的线性预测编码LPC滤波器系数； 离散傅里叶变换模块，用于对所述滤波器系数获取模块获取的所述LPC滤波器系数进行离散傅里叶变换，得到LPC滤波器系数的频谱； 增益因子计算模块，用于根据所述LPC滤波器系数的频谱、目标功率和激励信号的功率谱密度，计算增益因子； 生成模块，用于根据所述滤波器系数获取模块获取的所述LPC滤波器系数和所述增益因子计算模块计算的增益因子，生成舒适噪声。
8.根据权利要求7所述的舒适噪声生成器，其特征在于，所述增益因子计算模块根据 公式
9.根据权利要求7所述的舒适噪声生成器，其特征在于， 所述离散傅里叶变换为快速傅里叶变换FFT。
10.根据权利要求7至9中任一项所述的舒适噪声生成器，其特征在于， 所述滤波器系数获取模块在所述对背景噪声进行分析时，每隔预定帧数进行一次所述分析，获取所述背景噪声的LPC滤波器系数。
11.根据权利要求7至9中任一项所述的舒适噪声生成器，其特征在于， 所述滤波器系数获取模块在所述对背景噪声进行分析时，对预定帧数的背景噪声进行所述分析，获取的所述LPC滤波器系数为所述预定帧数的平均LPC滤波器系数； 所述目标功率为所述预定帧数的平均目标功率。
12.根据权利要求7至9中任一项所述的舒适噪声生成器，其特征在于， 所述增益因子计算模块 直接将背景噪声的功率作为所述目标功率。
全文摘要
本发明涉及通信领域，公开了一种舒适噪声生成方法及舒适噪声生成器。本发明中，不再对增益因子和LPC系数分别进行估计，而且结合LPC系数及目标能量，共同估计该增益因子，从而尽可能保证背景噪声和生成的舒适噪声的能量接近，解决了舒适噪声生成器所生成的噪声与实际背景噪声之间的能量不匹配问题，进而使得生成的舒适噪声能量更加贴近背景噪声，提高了主观感受。
文档编号G10L19/012GK103093756SQ201110338950
公开日2013年5月8日 申请日期2011年11月1日 优先权日2011年11月1日
发明者谢单辉, 许云峰, 曹一鸣 申请人:联芯科技有限公司