大幅降低非穩態噪聲的九個步驟
發布時間:2011-06-10
中心議題:
yidongyunyingshangfeichangmingbaiyuyinzhiliangduiyuliuzhuyonghulaishuohenzhongyao。yingxiangyuyinzhiliangdeyigezhuyaoyinsushihuanjingzaosheng,yincirenheyizhizaoshengdefangfaduiyushoujizhizaoshanglaishuodoushiyigeshixianchayihuadejihui。buguo,zhidaozuijinzaoshengyizhijishuhaizhizhuanzhuyujiangdihuanmanbianhuadewentaizaoshengyuan。raner,henduofeiwentaizaoshengyuanweikuaisubianhuade,yincibunengbeiyizhi。yiner,yonghubunengzaifanmangdedajieshang、擁擠的酒店或者甚至是在家裏可靠地使用他們的手機。
抑(yi)製(zhi)非(fei)穩(wen)態(tai)噪(zao)聲(sheng)對(dui)用(yong)戶(hu)和(he)運(yun)營(ying)商(shang)都(dou)有(you)很(hen)大(da)的(de)好(hao)處(chu)。用(yong)戶(hu)可(ke)以(yi)在(zai)任(ren)何(he)時(shi)候(hou)和(he)任(ren)何(he)地(di)點(dian)自(zi)由(you)清(qing)楚(chu)地(di)通(tong)話(hua),可(ke)以(yi)在(zai)嘈(cao)雜(za)的(de)環(huan)境(jing)中(zhong)低(di)聲(sheng)說(shuo)話(hua)以(yi)保(bao)護(hu)其(qi)隱(yin)私(si),不(bu)會(hui)被(bei)要(yao)求(qiu)離(li)開(kai)重(zhong)要(yao)的(de)電(dian)話(hua)會(hui)議(yi)。運(yun)營(ying)商(shang)會(hui)看(kan)到(dao)丟(diu)失(shi)用(yong)戶(hu)的(de)數(shu)量(liang)降(jiang)低(di),增(zeng)加(jia)通(tong)話(hua)時(shi)間(jian),而(er)且(qie)更(geng)有(you)效(xiao)地(di)使(shi)用(yong)網(wang)絡(luo)帶(dai)寬(kuan),並(bing)大(da)大(da)地(di)節(jie)省(sheng)投(tou)資(zi)和(he)運(yun)營(ying)成(cheng)本(ben)。

圖1.在采用瞬時非穩態噪聲抑製技術前後的時域波形。
1.理解穩態和非穩態噪聲之間的差異
由於其相對穩定的特性—lirucaozadegufengjihuanjingzhong,wentaizaoshengkeyihenrongyidibeishibie,nengyongchuantongdexinhaochulifangfaqingyidiquchu。xiangfan,feiwentaizaoshengjuyoukuaisuhuosuijidebianhua,liruyigerendeshuohuasheng、背景音樂或按鍵音。當非穩態噪聲被作為噪聲識別的時候,這些噪聲實際上已經通過,因此需要更成熟的噪聲抑製方法。
2.使用兩個麥克風來改善對聽覺現場的理解
下一代噪聲抑製技術,例如聽覺場分析(ASA)、波束成形(BF)和盲源隔離(BSS)使用幾個麥克風來更準確地識別、定位以及噪聲源分組,準確性比單個麥克風更高。當今的手機製造商已經意識到這種趨勢,在手機的架構中引入了第二個麥克風。
3.利用分組原理來分隔聲音點
分組方法簡化了噪聲抑製,同時還能確定非穩態噪聲源。例如聽覺場分析(ASA)使用人的聽覺通道作為一個模型,按照人實際對某個聲音的聽覺來處理噪聲。通過多聲學能量進行分組來重新產生原來的聲音,ASA實現了來自多個源的準確分組,同時避免任何聽覺上應該分開的聲音被混合在一起。分組原理可以被大致描述為連續的(在一段時間內發生的)和同時的(在一段頻率內)。
4.使用多個線索來分組,否則難以正確地對聲音進行分組
每一個分組線索都有局限性。使用多個線索能對難以分析的聲音進行正確的分組。某些重要的線索包括:
•聲音的特性:一個音源產生的諧波可以形成清楚的頻率圖,這個頻率圖可以用來對兩個聲音進行區分。聲音特性是區分男人和女人的一個主要線索。
•空間信息:由距離和方向判斷出來的距離可以用來對聲音分組,因而可以對感興趣的聲音進行分辨。
•發出時間:如果兩個聲音能量和他們對應的諧波在時間上一致,他們很可能來自同一個音源。
5.減少收斂時間以消除更多的瞬間噪聲
chuantongdezaoshengyizhifangfabixuzaitamenxiaochuzaoshengzhiqianshoulian,yinertamenzaiyizhifeiwentaizaoshengyuanshangxiaolvjiaodi。tongguoliyongkuaisuxiangyingdexiansuolaiduishengyinjinxingmiaoshu,xiangdaxiangzhizheyangdeshunjianshijiandoukeyibeishibiebingxiaochu。
6.采用對數與線性頻率比例(FCTvs.FFT)
熟悉的快速傅立葉變換(FFT)對dui頻pin率lv分fen量liang按an線xian性xing比bi例li進jin行xing分fen解jie,這zhe樣yang限xian製zhi了le在zai低di頻pin處chu的de頻pin譜pu分fen辨bian率lv,而er且qie使shi用yong很hen定ding的de幀zhen大da小xiao和he獨du立li於yu頻pin率lv的de帶dai寬kuan。相xiang反fan的de,快kuai速su耳er蝸wo變bian換huan(FCT)基於人耳蝸的原理,按對數頻率比例變化。這樣一來,它不會限製頻譜分辨率。通過不斷的處理,而不是按幀進行處理,FCT還降低了處理延遲,因此它適合於識別非穩態的噪聲源。此外,FCT工作的帶寬是與頻率相關的,在人耳聽覺範圍內能更準確地匹配時域-頻域折衷。
7.使用全向麥克風來降低成本
像波束成形這類方法需要一種專門的心型曲線式(cardioid,單向)麥克風。這種麥克風的成本比全向麥克風成本更高,具有更低的噪聲容限,必須進行單獨的校準和匹配,誤差要低於1dB,帶來對間隔的限製,由於對風聲和呼吸聲很敏感,因此會增加+12dBdezaosheng。boshuchengxingjishuyeyouqijuxianxing,duisuoguanzhudeboshuderenhecuowuxuanzedouhuibeicuowudichuandi。duiyigexitongsuoxuyaodemaikefengdeshuliangdeguanliyehenzhongyao。liru,mangyuanfenli(BlindSourceSeparation)使用一種簡單的線性非混合方法,在麥克風的數量與音源的數量一樣多的條件下,這種方法效果非常理想。
8.將回聲作為獨立的音源來處理
一yi直zhi以yi來lai,人ren們men利li用yong回hui波bo消xiao除chu方fang法fa來lai消xiao除chu回hui聲sheng。這zhe種zhong方fang法fa的de運yun算suan量liang非fei常chang大da,因yin為wei必bi須xu計ji算suan回hui波bo反fan射she,在zai噪zao聲sheng源yuan變bian化hua很hen快kuai的de時shi候hou,其qi性xing能neng很hen差cha。分fen組zu線xian索suo使shi我wo們men能neng將jiang會hui波bo作zuo為wei另ling外wai一yi種zhong噪zao聲sheng源yuan。由you於yu回hui波bo既ji不bu需xu要yao進jin行xing計ji算suan,而er且qie不bu會hui改gai變bian路lu徑jing,因yin此ci可ke以yi進jin行xing瞬shun間jian抑yi製zhi,能neng實shi現xian高gao達da46dB的回波噪聲抑製性能。
9.采用新的測試標準
移(yi)動(dong)通(tong)信(xin)行(xing)業(ye)不(bu)斷(duan)地(di)推(tui)進(jin)測(ce)試(shi)標(biao)準(zhun)來(lai)表(biao)現(xian)出(chu)通(tong)過(guo)在(zai)噪(zao)聲(sheng)抑(yi)製(zhi)技(ji)術(shu)上(shang)的(de)創(chuang)新(xin)實(shi)現(xian)更(geng)高(gao)的(de)語(yu)音(yin)質(zhi)量(liang)等(deng)級(ji)。為(wei)了(le)保(bao)證(zheng)他(ta)們(men)的(de)產(chan)品(pin)獲(huo)得(de)最(zui)佳(jia)的(de)質(zhi)量(liang),該(gai)行(xing)業(ye)最(zui)近(jin)修(xiu)正(zheng)了(le)ITUP.835規範來提供一致的測試方法,對采用了噪聲抑製技術的語音質量進行測試並產生測試報告
- 抑製語音非穩態噪聲的方法
- 使用兩個麥克風來改善對聽覺現場的理解
- 利用分組原理來分隔聲音點
- 減少收斂時間以消除更多的瞬間噪聲
- 采用對數與線性頻率比例
yidongyunyingshangfeichangmingbaiyuyinzhiliangduiyuliuzhuyonghulaishuohenzhongyao。yingxiangyuyinzhiliangdeyigezhuyaoyinsushihuanjingzaosheng,yincirenheyizhizaoshengdefangfaduiyushoujizhizaoshanglaishuodoushiyigeshixianchayihuadejihui。buguo,zhidaozuijinzaoshengyizhijishuhaizhizhuanzhuyujiangdihuanmanbianhuadewentaizaoshengyuan。raner,henduofeiwentaizaoshengyuanweikuaisubianhuade,yincibunengbeiyizhi。yiner,yonghubunengzaifanmangdedajieshang、擁擠的酒店或者甚至是在家裏可靠地使用他們的手機。
抑(yi)製(zhi)非(fei)穩(wen)態(tai)噪(zao)聲(sheng)對(dui)用(yong)戶(hu)和(he)運(yun)營(ying)商(shang)都(dou)有(you)很(hen)大(da)的(de)好(hao)處(chu)。用(yong)戶(hu)可(ke)以(yi)在(zai)任(ren)何(he)時(shi)候(hou)和(he)任(ren)何(he)地(di)點(dian)自(zi)由(you)清(qing)楚(chu)地(di)通(tong)話(hua),可(ke)以(yi)在(zai)嘈(cao)雜(za)的(de)環(huan)境(jing)中(zhong)低(di)聲(sheng)說(shuo)話(hua)以(yi)保(bao)護(hu)其(qi)隱(yin)私(si),不(bu)會(hui)被(bei)要(yao)求(qiu)離(li)開(kai)重(zhong)要(yao)的(de)電(dian)話(hua)會(hui)議(yi)。運(yun)營(ying)商(shang)會(hui)看(kan)到(dao)丟(diu)失(shi)用(yong)戶(hu)的(de)數(shu)量(liang)降(jiang)低(di),增(zeng)加(jia)通(tong)話(hua)時(shi)間(jian),而(er)且(qie)更(geng)有(you)效(xiao)地(di)使(shi)用(yong)網(wang)絡(luo)帶(dai)寬(kuan),並(bing)大(da)大(da)地(di)節(jie)省(sheng)投(tou)資(zi)和(he)運(yun)營(ying)成(cheng)本(ben)。

圖1.在采用瞬時非穩態噪聲抑製技術前後的時域波形。
1.理解穩態和非穩態噪聲之間的差異
由於其相對穩定的特性—lirucaozadegufengjihuanjingzhong,wentaizaoshengkeyihenrongyidibeishibie,nengyongchuantongdexinhaochulifangfaqingyidiquchu。xiangfan,feiwentaizaoshengjuyoukuaisuhuosuijidebianhua,liruyigerendeshuohuasheng、背景音樂或按鍵音。當非穩態噪聲被作為噪聲識別的時候,這些噪聲實際上已經通過,因此需要更成熟的噪聲抑製方法。
2.使用兩個麥克風來改善對聽覺現場的理解
下一代噪聲抑製技術,例如聽覺場分析(ASA)、波束成形(BF)和盲源隔離(BSS)使用幾個麥克風來更準確地識別、定位以及噪聲源分組,準確性比單個麥克風更高。當今的手機製造商已經意識到這種趨勢,在手機的架構中引入了第二個麥克風。
3.利用分組原理來分隔聲音點
分組方法簡化了噪聲抑製,同時還能確定非穩態噪聲源。例如聽覺場分析(ASA)使用人的聽覺通道作為一個模型,按照人實際對某個聲音的聽覺來處理噪聲。通過多聲學能量進行分組來重新產生原來的聲音,ASA實現了來自多個源的準確分組,同時避免任何聽覺上應該分開的聲音被混合在一起。分組原理可以被大致描述為連續的(在一段時間內發生的)和同時的(在一段頻率內)。
4.使用多個線索來分組,否則難以正確地對聲音進行分組
每一個分組線索都有局限性。使用多個線索能對難以分析的聲音進行正確的分組。某些重要的線索包括:
•聲音的特性:一個音源產生的諧波可以形成清楚的頻率圖,這個頻率圖可以用來對兩個聲音進行區分。聲音特性是區分男人和女人的一個主要線索。
•空間信息:由距離和方向判斷出來的距離可以用來對聲音分組,因而可以對感興趣的聲音進行分辨。
•發出時間:如果兩個聲音能量和他們對應的諧波在時間上一致,他們很可能來自同一個音源。
5.減少收斂時間以消除更多的瞬間噪聲
chuantongdezaoshengyizhifangfabixuzaitamenxiaochuzaoshengzhiqianshoulian,yinertamenzaiyizhifeiwentaizaoshengyuanshangxiaolvjiaodi。tongguoliyongkuaisuxiangyingdexiansuolaiduishengyinjinxingmiaoshu,xiangdaxiangzhizheyangdeshunjianshijiandoukeyibeishibiebingxiaochu。
6.采用對數與線性頻率比例(FCTvs.FFT)
熟悉的快速傅立葉變換(FFT)對dui頻pin率lv分fen量liang按an線xian性xing比bi例li進jin行xing分fen解jie,這zhe樣yang限xian製zhi了le在zai低di頻pin處chu的de頻pin譜pu分fen辨bian率lv,而er且qie使shi用yong很hen定ding的de幀zhen大da小xiao和he獨du立li於yu頻pin率lv的de帶dai寬kuan。相xiang反fan的de,快kuai速su耳er蝸wo變bian換huan(FCT)基於人耳蝸的原理,按對數頻率比例變化。這樣一來,它不會限製頻譜分辨率。通過不斷的處理,而不是按幀進行處理,FCT還降低了處理延遲,因此它適合於識別非穩態的噪聲源。此外,FCT工作的帶寬是與頻率相關的,在人耳聽覺範圍內能更準確地匹配時域-頻域折衷。
7.使用全向麥克風來降低成本
像波束成形這類方法需要一種專門的心型曲線式(cardioid,單向)麥克風。這種麥克風的成本比全向麥克風成本更高,具有更低的噪聲容限,必須進行單獨的校準和匹配,誤差要低於1dB,帶來對間隔的限製,由於對風聲和呼吸聲很敏感,因此會增加+12dBdezaosheng。boshuchengxingjishuyeyouqijuxianxing,duisuoguanzhudeboshuderenhecuowuxuanzedouhuibeicuowudichuandi。duiyigexitongsuoxuyaodemaikefengdeshuliangdeguanliyehenzhongyao。liru,mangyuanfenli(BlindSourceSeparation)使用一種簡單的線性非混合方法,在麥克風的數量與音源的數量一樣多的條件下,這種方法效果非常理想。
8.將回聲作為獨立的音源來處理
一yi直zhi以yi來lai,人ren們men利li用yong回hui波bo消xiao除chu方fang法fa來lai消xiao除chu回hui聲sheng。這zhe種zhong方fang法fa的de運yun算suan量liang非fei常chang大da,因yin為wei必bi須xu計ji算suan回hui波bo反fan射she,在zai噪zao聲sheng源yuan變bian化hua很hen快kuai的de時shi候hou,其qi性xing能neng很hen差cha。分fen組zu線xian索suo使shi我wo們men能neng將jiang會hui波bo作zuo為wei另ling外wai一yi種zhong噪zao聲sheng源yuan。由you於yu回hui波bo既ji不bu需xu要yao進jin行xing計ji算suan,而er且qie不bu會hui改gai變bian路lu徑jing,因yin此ci可ke以yi進jin行xing瞬shun間jian抑yi製zhi,能neng實shi現xian高gao達da46dB的回波噪聲抑製性能。
9.采用新的測試標準
移(yi)動(dong)通(tong)信(xin)行(xing)業(ye)不(bu)斷(duan)地(di)推(tui)進(jin)測(ce)試(shi)標(biao)準(zhun)來(lai)表(biao)現(xian)出(chu)通(tong)過(guo)在(zai)噪(zao)聲(sheng)抑(yi)製(zhi)技(ji)術(shu)上(shang)的(de)創(chuang)新(xin)實(shi)現(xian)更(geng)高(gao)的(de)語(yu)音(yin)質(zhi)量(liang)等(deng)級(ji)。為(wei)了(le)保(bao)證(zheng)他(ta)們(men)的(de)產(chan)品(pin)獲(huo)得(de)最(zui)佳(jia)的(de)質(zhi)量(liang),該(gai)行(xing)業(ye)最(zui)近(jin)修(xiu)正(zheng)了(le)ITUP.835規範來提供一致的測試方法,對采用了噪聲抑製技術的語音質量進行測試並產生測試報告
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