音频信号处理系统及方法与流程

本发明涉及数字信号，尤其涉及一种音频信号处理系统及方法。

背景技术：

1、随着人们对音频质量的要求提高，音频增强和降噪技术的发展成为了必然趋势，以提供更清晰、更高质量的音频体验，音频信号的处理在许多领域都有广泛的应用，包括通信、音乐、医疗、军事等。然而，生活中的音频信号往往会受到各种噪声和环境因素影响，这些因素会降低音频信号的质量和可用性。例如，当声源在运动时，由于多普勒效应和其他物理现象，音频信号可能会发生变化，此外环境噪声(如风声、交通噪声等)也可能干扰音频信号的收集和处理。传统的音频信号处理方法在处理这些噪声和干扰时效果有限，尤其是在不理想的环境中，音频信号容易受到损害，导致质量下降。在处理音频信号时，传统方法往往只考虑当前信号特征，而忽略了声源的其他特征信息，这可能导致无法考虑到潜在特征或者其他信息，从而无法根据音频信号进行个性化处理。

技术实现思路

1、基于此，本发明提供一种音频信号处理方法，以解决至少一个上述技术问题。

2、为实现上述目的，一种音频信号处理方法，包括以下步骤：

3、步骤s1：利用麦克风阵列设备进行目标音频信号收集，生成声音信号数据；对声音信号数据进行音频频率处理，生成音频频谱图；根据音频频谱图进行声波信号特征分析，得到多模态信号数据；

4、步骤s2：对多模态信号数据进行时空噪声分析，从而得到信号噪声数据；

5、步骤s3：通过信号噪声数据对音频频谱图进行音频频谱图修正，生成修正音频频谱图；

6、步骤s4：根据修正音频频谱图以及多模态信号数据进行神经风格迁移处理，得到个性音频时频图；对个性音频时频图进行音频信号重建，从而得到个性音频数据；

7、步骤s5：对个性音频数据进行音频信号增强，生成个性增强音频数据；

8、步骤s6：对个性增强音频数据进行音频语义识别，从而生成个性音频语义数据。

9、本发明还提供一种音频信号处理系统，执行如上所述的音频信号处理方法，该音频信号处理系统包括：

10、音频信号采集模块，用于利用麦克风阵列设备进行目标音频信号收集，生成声音信号数据；对声音信号数据进行音频频率处理，生成音频频谱图，根据音频频谱图进行声波信号特征分析，得到多模态信号数据；

11、时空噪声分析模块，用于对多模态信号数据进行时空噪声分析，从而得到信号噪声数据；

12、音频信号修正模块，用于通过信号噪声数据对音频频谱图进行音频频谱图修正，生成修正音频频谱图；

13、个性风格迁移模块，用于根据修正音频频谱图以及多模态信号数据进行神经风格迁移处理，得到个性音频时频图；对个性音频时频图进行音频信号重建，从而得到个性音频数据；

14、音频信号增强模块，用于对个性音频数据进行音频信号增强，生成个性增强音频数据；

15、音频语义识别模块，用于对个性增强音频数据进行音频语义识别，从而生成个性音频语义数据。

16、本发明通过麦克风阵列设备收集目标音频信号，可以提高信号的质量和方向性，从而减少噪声和干扰的影响。通过音频频率处理和声波信号特征分析，根据采集设备对声源进行信号采集，将声音与视觉信息相结合，提供更丰富的多模态数据，可以深入地提取音频信号的时频特征和语义特征，实现综合分析音频信号。对多模态信号数据进行时空噪声分析，通过时空噪声分析可以对音频信号中的噪声进行检测和估计，从而为音频信号的降噪和增强提供依据。对音频频谱图进行音频频谱图修正，通过音频频谱图修正可以对音频信号中的噪声进行消除或抑制，从而提高音频信号的清晰度和可听性。通过神经风格迁移处理，可以对音频信号进行个性化的风格转换，从而增加音频信号的多样性和趣味性。通过音频信号重建，可以将时频图还原为音频信号，从而保证音频信号的完整性和一致性。对个性音频数据进行音频信号增强，通过音频信号增强可以对音频信号进行进一步的优化和调整，从而提高音频信号的质量和适应性。对个性增强音频数据进行音频语义识别，通过音频语义识别可以对音频信号进行语义理解和分类，从而提高音频信号的智能度和功能性。因此，本发明的一种音频信号处理方法通过传感设备对目标声源进行音频信号以及图像信号收集，考虑声源的运动状态，通过对目标声源进行三维环境仿真和运动状态噪声估计，对获取的音频信号进行音频修正，从而降低噪声以及环境对音频信号收集的影响；并且通过声源的图像采集进行实时音频特征处理，将音频特征信息进行音频个性化，从而提高了音频信号智能化处理。

技术特征：

1.一种音频信号处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的音频信号处理方法，其中多模态信号数据包括声源方位数据、声源图像数据以及声源运动数据，步骤s1包括以下步骤：

3.根据权利要求2所述的音频信号处理方法，其特征在于，步骤s14包括以下步骤：

4.根据权利要求3所述的音频信号处理方法，其特征在于，步骤s146中匹配度分析通过声源匹配公式进行匹配分析，其中声源匹配公式如下所示：

5.根据权利要求4所述的音频信号处理方法，其特征在于，步骤s16中声源跟踪算法如下所示：

6.根据权利要求1所述的音频信号处理方法，其特征在于，信号噪声数据包括潜在噪声数据以及动态噪声数据，步骤s2包括以下步骤：

7.根据权利要求1所述的音频信号处理方法，其特征在于，步骤s3包括以下步骤：

8.根据权利要求1所述的音频信号处理方法，其特征在于，步骤s4包括以下步骤：

9.根据权利要求8所述的音频信号处理方法，其特征在于，步骤s43包括以下步骤：

10.一种音频信号处理系统，其特征在于，用于执行如权利要求1所述的音频信号处理方法，该音频信号处理系统包括：

技术总结
本发明涉及数字信号技术领域，尤其涉及一种音频信号处理系统及方法。所述方法包括以下步骤：对收集的目标音频信号进行音频频率处理，生成音频频谱图；根据音频频谱图进行声波信号特征分析，得到多模态信号数据；对多模态信号数据进行时空噪声分析，得到信号噪声数据；通过信号噪声数据对音频频谱图进行音频频谱图修正，生成修正音频频谱图；根据修正音频频谱图以及多模态信号数据进行神经风格迁移处理，得到个性音频时频图；对个性音频时频图进行音频信号重建，得到个性音频数据；对个性音频数据进行音频信号增强，生成个性增强音频数据；对个性增强音频数据进行音频语义识别，生成个性音频语义数据。本发明实现音频信号修正以及个性化音频。

技术研发人员：林培弟
受保护的技术使用者：深圳市极客空间科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/22