一種譜包絡(luò)靜音檢測方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種譜包絡(luò)靜音檢測方法，該方法包括步驟：時(shí)域信號轉(zhuǎn)換成頻域信號，計(jì)算信號的譜能量分布；根據(jù)接收信號的狀態(tài)對接收信號進(jìn)行增益振蕩檢測，根據(jù)當(dāng)前所處的狀態(tài)選擇相對應(yīng)的更新方式更新底噪譜能量分布；利用接收信號的譜能量分布和底噪的譜能量分布計(jì)算幀信噪比，保存并更新最近一定時(shí)間內(nèi)的幀信噪比；根據(jù)幀信噪比和譜包絡(luò)信噪比記錄，進(jìn)行譜包絡(luò)多狀態(tài)轉(zhuǎn)移，根據(jù)狀態(tài)轉(zhuǎn)移的狀態(tài)輸出判斷輸入信號是語音或是噪聲。本方法可以快速檢測語音信號的開始及結(jié)束，可為語音降噪、語音靜默等語音信號處理提供依據(jù)。
【專利說明】一種譜包絡(luò)靜音檢測方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及無線電通信的語音信號處理領(lǐng)域，特別涉及一種譜包絡(luò)靜音檢測方法。
【背景技術(shù)】
[0002]靜音檢測是根據(jù)信號的特征分析，區(qū)分出語音信號和非語音信號，它在語音編碼、語音增強(qiáng)、語音識別和無線通信等領(lǐng)域具有非常廣泛的應(yīng)用，例如在語音編碼中，利用靜音檢測技術(shù)來區(qū)分有話音和無語音區(qū)，并對無語音區(qū)使用少量的比特進(jìn)行編碼，保證語音編碼在相同質(zhì)量的前提下，平均傳輸?shù)乃俾矢汀Ｔ谡Z音增強(qiáng)中，通過靜音檢測識別話音的存在，對非話音段進(jìn)行靜默和噪聲統(tǒng)計(jì)，對話音段進(jìn)行語音降噪處理。在自動語音識別系統(tǒng)中，利用靜音檢測縮小識別系統(tǒng)識別的工作范圍，從而減少系統(tǒng)中大量的運(yùn)算并且減少誤判率，使語音識別系統(tǒng)具有更好的實(shí)時(shí)性和更高的識別準(zhǔn)確率。
[0003]這些語音處理技術(shù)都依賴于靜音檢測來判斷是否有語音存在，從而實(shí)現(xiàn)對語音的編碼、增強(qiáng)和識別。傳統(tǒng)靜音檢測方法通過短時(shí)能量、過零率及相關(guān)性等手段檢測，在高信噪比下具有良好的檢測概率，但是在低信噪比下的檢測不夠準(zhǔn)確，將噪聲判斷為語音或者將語音判斷成噪聲都會嚴(yán)重的影響語音編碼、增強(qiáng)及識別的效果。因此，提高低信噪比下的靜音檢測性能具有十分重要的意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的主要目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)與不足，提供一種譜包絡(luò)靜音檢測方法，該方法能夠在信噪比較低，甚至只能聽到有話音而難以分辯話音內(nèi)容的情況下準(zhǔn)確的檢測出語音信號，從而為語音降噪、語音靜默等功能提供準(zhǔn)確可靠的依據(jù)。
[0005]本發(fā)明的目的通過以下的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):一種譜包絡(luò)靜音檢測方法，包括以下步驟:
[0006](I)將時(shí)域信號轉(zhuǎn)換成頻域信號，計(jì)算信號的譜能量分布；
[0007](2)對底噪進(jìn)行相應(yīng)狀態(tài)的譜能量分布更新；
[0008](3)利用接收信號的譜能量分布和底噪的譜能量分布計(jì)算幀信噪比，保存并更新最近一定時(shí)間內(nèi)的幀信噪比；并更新譜包絡(luò)信噪比；
[0009](4)根據(jù)幀信噪比和譜包絡(luò)信噪比記錄信息，進(jìn)行譜包絡(luò)多狀態(tài)轉(zhuǎn)移，根據(jù)多狀態(tài)轉(zhuǎn)移的狀態(tài)輸出判斷輸入信號是語音或是噪聲。
[0010]優(yōu)選的，在所述步驟(I)中，根據(jù)人類發(fā)聲特性，將低于300Hz以及大于3400Hz的頻譜能量置為零。從而可以減少后續(xù)的計(jì)算量。
[0011]優(yōu)選的，在進(jìn)行步驟(2)之前，先根據(jù)步驟(4)輸出的狀態(tài)判斷是否需要對當(dāng)前的接收信號進(jìn)行增益振蕩檢測，如果需要則進(jìn)行增益振蕩檢測。
[0012]更進(jìn)一步的，所述進(jìn)行增益振蕩檢測的具體步驟是:
[0013](2-1)如果接收信號的狀態(tài)為噪聲狀態(tài)，則先判斷一定時(shí)間前信號是否為語音狀態(tài)，如果不是，則不進(jìn)行檢測，否則獲取其包絡(luò)譜能量，進(jìn)入步驟(2-3)；
[0014](2-2)如果接收信號的狀態(tài)為語音狀態(tài)，則獲取其包絡(luò)譜能量，進(jìn)入步驟(1-3)；
[0015](2-3)判斷幀能量是否大于包絡(luò)能量10dB，如果是，則進(jìn)行幀能量縮放，否則，則不進(jìn)行檢測。
[0016]具體的，所述步驟(2)中，對底噪進(jìn)行相應(yīng)狀態(tài)的譜能量分布更新包括以下三種方式:譜分布初始化更新、譜分布正向更新和譜分布反向更新。
[0017]更進(jìn)一步的，所述對底噪進(jìn)行相應(yīng)狀態(tài)的譜能量分布更新時(shí)，如果是初始化狀態(tài)則采用譜分布初始化更新；如果是噪聲狀態(tài)則采用譜分布正向更新；如果是信號狀態(tài)則采用譜分布反向更新。
[0018]優(yōu)選的，所述步驟(3)中，計(jì)算幀信噪比的公式為:
【權(quán)利要求】
1.一種譜包絡(luò)靜音檢測方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)將時(shí)域信號轉(zhuǎn)換成頻域信號，計(jì)算信號的譜能量分布； (2)對底噪進(jìn)行相應(yīng)狀態(tài)的譜能量分布更新； (3)利用接收信號的譜能量分布和底噪的譜能量分布計(jì)算幀信噪比，保存并更新最近一定時(shí)間內(nèi)的幀信噪比；并更新譜包絡(luò)信噪比； (4)根據(jù)幀信噪比和譜包絡(luò)信噪比記錄信息，進(jìn)行譜包絡(luò)多狀態(tài)轉(zhuǎn)移，根據(jù)多狀態(tài)轉(zhuǎn)移的狀態(tài)輸出判斷輸入信號是語音或是噪聲。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的譜包絡(luò)靜音檢測方法，其特征在于，在進(jìn)行步驟(2)之前，先根據(jù)步驟(4)輸出的狀態(tài)判斷是否需要對當(dāng)前的接收信號進(jìn)行增益振蕩檢測，如果需要則進(jìn)行增益振蕩檢測。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的譜包絡(luò)靜音檢測方法，其特征在于，所述進(jìn)行增益振蕩檢測的具體步驟是: (2-1)如果接收信號的狀態(tài)為噪聲狀態(tài)，則先判斷一定時(shí)間前信號是否為語音狀態(tài)，如果不是，則不進(jìn)行檢測，否則獲取其包絡(luò)譜能量，進(jìn)入步驟(2-3)； (2-2)如果接收信號的狀態(tài)為 語音狀態(tài)，則獲取其包絡(luò)譜能量，進(jìn)入步驟(2-3)； (2-3)判斷幀能量是否大于包絡(luò)能量IOdB,如果是，則進(jìn)行幀能量縮放，否則，則不進(jìn)行檢測。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的譜包絡(luò)靜音檢測方法，其特征在于，所述步驟(2)中，對底噪進(jìn)行相應(yīng)狀態(tài)的譜能量分布更新包括以下三種方式:譜分布初始化更新、譜分布正向更新和譜分布反向更新。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的譜包絡(luò)靜音檢測方法，其特征在于，所述對底噪進(jìn)行相應(yīng)狀態(tài)的譜能量分布更新時(shí)，如果是初始化狀態(tài)則采用譜分布初始化更新；如果是噪聲狀態(tài)則采用譜分布正向更新；如果是信號狀態(tài)則采用譜分布反向更新。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的譜包絡(luò)靜音檢測方法，其特征在于，所述步驟(3)中，計(jì)算幀信噪比的公式為:
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的譜包絡(luò)靜音檢測方法，其特征在于，所述步驟(4)中，根據(jù)多狀態(tài)轉(zhuǎn)移的狀態(tài)輸出判斷輸入信號是語音或是噪聲，其中先定義三個(gè)狀態(tài)，噪聲狀態(tài)表示當(dāng)前接收到信號為噪聲，語音狀態(tài)表示當(dāng)前接收到信號為語音，過渡狀態(tài)表示當(dāng)前接收到的信號還需要進(jìn)一步判斷是噪聲還是語音，具體判斷過程是: (4-1)設(shè)置第一門限和第二門限；初始化為噪聲狀態(tài)；(4-2)判斷當(dāng)前的幀信噪比是否大于第一門限，如果是，則由噪聲狀態(tài)轉(zhuǎn)移至過渡狀態(tài)，進(jìn)入步驟(4-3)，否則繼續(xù)保持為噪聲狀態(tài)； (4-3)計(jì)算進(jìn)入過渡狀態(tài)的連續(xù)若干幀的平均信噪比，判斷平均信噪比是否大于第二門限，如果是則進(jìn)入語音狀態(tài)，進(jìn)入步驟(4-4)，否則進(jìn)入噪聲狀態(tài)； (4-4)檢測一定時(shí)間內(nèi)的譜包絡(luò)信噪比，判斷此譜包絡(luò)信噪比是否大于第一門限，如果是則保持為語音狀態(tài)，否則進(jìn)入過渡狀態(tài)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的譜包絡(luò)靜音檢測方法，其特征在于，所述步驟(4-1)中，第一門限和第二門限是通過統(tǒng)計(jì)平穩(wěn)噪聲的能量熵分布得出。其具體值可根據(jù)靜音檢測實(shí)際使用環(huán)境調(diào)整，靜音檢測可檢測信噪比低至_15dB時(shí)的信號。
【文檔編號】G10L25/78GK103632681SQ201310561810
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2013年11月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月12日
【發(fā)明者】楊劍鋒, 鄭晨熹, 謝映海, 林振華, 劉紹華, 蘇全超 申請人:廣州海格通信集團(tuán)股份有限公司