一種單端mic共模噪聲的降噪方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及通信領域，尤其涉及一種單端MIC共模噪聲的降噪方法。
【背景技術】
[0002]在通信領域，終端硬件平臺種類繁多。根據(jù)語音電路的MIC的不同，可以分為單端MIC輸入電路和差分MIC輸入電路兩大類。單端MIC輸入在MIC上行語音中極容易引入共模噪聲，噪聲在聽覺上類似于電流的“嗡嗡聲”，在波形上具有準周期性。在環(huán)境背景安靜時，對方聽起來會更加明顯，嚴重惡化了聽覺感受。

【發(fā)明內容】

[0003]為了克服現(xiàn)有技術的問題，本發(fā)明旨在通過一種信號處理手段，在不影響有效語音的前提下，對單端MIC輸入電路的共模噪聲進行抑制，以提升音質和聽覺感受。該方法為:
[0004]所述單端MIC輸入電路采用一個梳狀濾波器來抑制共模噪聲，并且執(zhí)行信號能量判決策略來控制所述梳狀濾波器的開啟和關閉，所述信號能量判決策略具體為:每N1幀信號作為一組，依次判斷該組中每幀信號的能量平均值是否超過預定門限TH，一旦超過預定門限TH的累計幀數(shù)達到N2幀，則立即關閉所述梳狀濾波器并進入下一組判斷，如果該組中的N1幀信號全部判斷完畢，則開啟所述梳狀濾波器并進入下一組判斷，其中N1和N2為事先設定的經(jīng)驗值，N1大于N2。
[0005]優(yōu)選的，N1和N2為保證有效抑制共模噪聲時對有效語音的損傷降到最小的經(jīng)驗值。
[0006]優(yōu)選的，所述梳狀濾波器的4個非零系數(shù)設置為達到抑制共模噪聲的最好效果的經(jīng)驗值。
[0007]優(yōu)選的，所述預定門限TH為背景噪聲將共模噪聲淹沒時的信號能量平均值。
[0008]優(yōu)選的，所述梳狀濾波器為80階梳狀濾波器。
[0009]本發(fā)明方法的優(yōu)點在于:1，只使用MIC語音一路信息，并不需要額外的信息；2，梳狀濾波器實現(xiàn)簡單，只有四個系數(shù)，計算量小，大大降低平臺負擔；3，在有效抑制共模噪聲的同時，對有效語音的損傷降到最小，大大改善平臺音質，提升終端競爭力。
【附圖說明】
[0010]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0011]圖1是本發(fā)明實施例的單端MIC輸入電路的參考圖；
[0012]圖2是本發(fā)明實施例的信號能量判別策略的流程圖；
[0013]圖3是本發(fā)明實施例對終端的一段噪聲和語音進行降噪處理后的效果圖；
[0014]圖4是本發(fā)明實施例的進行降噪處理前的噪聲頻譜圖；
[0015]圖5是本發(fā)明實施例的進行降噪處理后的噪聲頻譜圖。
【具體實施方式】
[0016]為使本發(fā)明實施例的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例；需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0017]本實施例以一個使用C0MIP1B平臺的McWiLL終端為例，C0MIP1B平臺即DTT6C01B是一款單端MIC輸入的平臺，它是大唐微電子自主開發(fā)的COMIP (Communicat1n OrientedMult1-type Informat1n Processor,面向通信的綜合信息處理器)系列芯片中的一款數(shù)?；旌咸幚砥?，其設計目標是滿足SCDMA/McWiLL單?；騍CDMA/GSM、McffiLL/GSM雙模終端的應用需求。該平臺內部集成先進高效的ARM946E和ZSP400雙內核處理器，其語音模塊(Speech Interface)是ZSP400接收發(fā)送語音數(shù)據(jù)的接口，包含一個SPIF控制模塊，一個語音編解碼模塊(CODEC)，CODEC模塊通過模擬接口連到芯片外部，提供兩路單端MIC輸入管腳。如圖1所示，MIC1-CODEC為第1路麥克風模擬單輸入信號，MIC2-C0DEC為第2路麥克風模擬單輸入信號。
[0018]對于C0MIP1B平臺，由于是單端MIC輸入，并不是差分MIC，導致在MIC上行語音中極容易引入共模噪聲，噪聲在聽覺上類似于電流的“嗡嗡聲”，在波形上具有準周期性。根據(jù)傅里葉變換的原理，周期信號可以表示成一個基頻信號及其各次諧波分量的疊加。由于共模噪聲具有準周期性，通過分析實際數(shù)據(jù)頻譜特性可知，其基頻為100Hz，同時各次諧波分量也都十分突出。
[0019]根據(jù)共模噪聲的頻譜特點，本發(fā)明采用80階的IIR梳狀濾波器進行共模噪聲的抑制。盡管濾波器階數(shù)為80階，但由于梳狀濾波器本身的特點，其非零系數(shù)只有4個。濾波表達式為:
[0020]a0*y (n) = b0*x (n)+b80*x (η_80)_a80*y (η_80)
[0021]其中:χ(η)為輸入信號，y(n)為輸出信號。a0、a80、b0、b80為梳狀濾波器非零系數(shù)，需要合理調整這些系數(shù)以達到抑制共模噪聲的最好效果。本實施例設置這些系數(shù)為:a0=1，a80 = -0.7146，b0 = 0.8573，b80 = -0.8573。
[0022]為了在抑制噪聲的同時，盡可能的降低對有效語音的損傷，本實施例還提出了一套簡單有效的信號能量判別策略，根據(jù)判別結果決定是否啟動梳狀濾波器進行濾波。本實施例的信號能量判別策略如圖2所示，具體如下:
[0023]如圖2所示，事先設置一個濾波標志mute_flag和兩個計數(shù)器Cntl、Cnt2,初始化mute_flag、Cntl、Cnt2 = 0。每N1巾貞信號作為一組,依次計算每巾貞信號的能量平均值Et,每計算一巾貞Cntl加1,并判斷該巾貞的Et是否超過預定門限TH,如果超過則Cnt2加1,在該組判斷過程中一旦Cnt2達到N2,立即置mute_flag = 0, Cntl、Cnt2清零，下一組開始；如果Cntl達到N1,則置mute_flag = 1, Cntl、Cnt2清零，下一組開始，如此循環(huán)往復。對于每中貞，當mute_flag = 0時不啟動梳狀濾波器,當mute_flag = 1時啟動梳狀濾波器。
[0024]上述計數(shù)參數(shù)N1和N2應合理選擇，保證在有效抑制共模噪聲的同時，將對有效語音的損傷降到最小。本實施例中設置為附=55，吧=10。此外，根據(jù)平臺終端噪聲大小，選擇背景噪聲能將共模噪聲淹沒時的信號能量平均值Et作為預定門限TH的噪聲抑制效果最佳，本實施例中設置為TH = 409。
[0025]本實施例對終端的一段噪聲和語音進行降噪處理后的效果如圖3所示，可以看到在有效語音段，濾波標志(即mute_flag)為低，不進行濾波，以保證有效語音不被損傷；當濾波標志為高時，進行梳狀濾波，抑制共模噪聲，由于只對100Hz及其諧波進行抑制，所以信號幅度變化并不大。提取其中的一段噪聲，其處理前頻譜如圖4所示，從圖上可以看到100Hz及其諧波分量很強，這是使共模噪聲聽起來像“嗡嗡”的電流聲的根源。運用本實施例的方法處理后頻譜如圖5所示，從圖上可以看出，諧波分量已經(jīng)被抑制了大部分能量，聽覺感受改善很多。
[0026]本領域普通技術人員可以理解:實現(xiàn)上述方法實施例的全部或部分步驟可以通過程序指令相關的硬件來完成，前述的程序可以存儲于一計算機可讀取存儲介質中，該程序在執(zhí)行時，執(zhí)行包括上述方法實施例的步驟；而前述的存儲介質包括:R0M、RAM、磁碟或者光盤等各種可以存儲程序代碼的介質。
[0027]最后應說明的是:以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解:其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本發(fā)明各實施例技術方案的精神和范圍。
【主權項】
1.一種單端MIC輸入電路的共模噪聲降噪方法，其特征在于，所述方法為: 所述單端MIC輸入電路采用一個梳狀濾波器來抑制共模噪聲，并且執(zhí)行信號能量判決策略來控制所述梳狀濾波器的開啟和關閉，所述信號能量判決策略具體為:每N1幀信號作為一組，依次判斷該組中每幀信號的能量平均值是否超過預定門限TH，一旦超過預定門限TH的累計幀數(shù)達到N2幀，則立即關閉所述梳狀濾波器并進入下一組判斷，如果該組中的N1幀信號全部判斷完畢，則開啟所述梳狀濾波器并進入下一組判斷，其中N1和N2為事先設定的經(jīng)驗值，N1大于N2。2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于:N1和N2為保證有效抑制共模噪聲時對有效語音的損傷降到最小的經(jīng)驗值。3.根據(jù)權利要求1或2所述的方法，其特征在于:所述梳狀濾波器的4個非零系數(shù)設置為達到抑制共模噪聲的最好效果的經(jīng)驗值。4.根據(jù)權利要求1或2所述的方法，其特征在于:所述預定門限TH為背景噪聲將共模噪聲淹沒時的信號能量平均值。5.根據(jù)權利要求1或2所述的方法，其特征在于:所述梳狀濾波器為80階梳狀濾波器。
【專利摘要】本發(fā)明提出一種單端MIC輸入電路的共模噪聲降噪方法，該方法為：所述單端MIC輸入電路采用一個梳狀濾波器來抑制共模噪聲，并且執(zhí)行信號能量判決策略來控制所述梳狀濾波器的開啟和關閉，所述信號能量判決策略具體為：每N1幀信號作為一組，依次判斷該組中每幀信號的能量平均值是否超過預定門限TH，一旦超過預定門限TH的累計幀數(shù)達到N2幀，則立即關閉所述梳狀濾波器并進入下一組判斷，如果該組中的N1幀信號全部判斷完畢，則開啟所述梳狀濾波器并進入下一組判斷，其中N1和N2為事先設定的經(jīng)驗值，N1大于N2。本發(fā)明在有效抑制共模噪聲的同時，對有效語音的損傷降到最小，大大改善平臺音質，提升終端競爭力。
【IPC分類】G10L21/0208
【公開號】CN105355211
【申請?zhí)枴緾N201410405965
【發(fā)明人】侯海寧, 孔銀壘
【申請人】北京信威通信技術股份有限公司
【公開日】2016年2月24日
【申請日】2014年8月18日