CN1527283A

CN1527283A - 噪声消除方法

Info

Publication number: CN1527283A
Application number: CNA031051383A
Authority: CN
Inventors: 杨凰琳
Original assignee: Inventec Besta Co Ltd
Current assignee: Inventec Besta Co Ltd
Priority date: 2003-03-04
Filing date: 2003-03-04
Publication date: 2004-09-08
Anticipated expiration: 2023-03-04
Also published as: CN1228763C

Abstract

一种噪声消除方法，是将一语音文件中的语音资料的能量与一预定值比较，藉以判定语音文件中的语音资料是否为噪声，并将判断为噪声的讯号设为静音，以降低噪声对语音资料的影响，提升语音品质。

Description

噪声消除方法

技术领域

本发明是关于一种噪声消除方法，特别是一种语音资料的噪声消除方法。

背景技术

标榜以真人发音的功能，已成为电子辞典主要追求的特色。为了提升电子辞典在市场的竞争力，各家厂商无不专注于语音功能的改进并且同时要能降低生产成本。有些厂商所强调的真人录制特定语音，由于其资料量大，且***输出的种类受极大限制，相当耗费成本，所以，大多数厂商都以语音分析合成的方式来接近真人发音，可让电子辞典能节省语音数据存储器并提高声音品质。

目前电子字典或是随身数字产品中，其语音档案均是以录音的方式将语音资料记录在电子字典或随身数字产品中，受限于这些产品本身运算能力的限制，使得语音播放的效果并不太理想。更何况，以录音的方式所产生的语音资料，必定包含许多环境噪声，而这些噪声讯号会影响收听的效果，例如，一段录制会话的语音资料中，在两者交谈间的空白阶段，其噪声的影响就会特别的明显，也就是常听到的沙沙声响，会话语音的品质因此降低。

当所录制的语音资料含有噪声时，若噪声很明显对声音的品质造成影响，则需要有一个方法尽可能将噪声消除或将其所造成的影响造成最低，以提高语音播放的品质。因此，一种可以消除录制语音噪声方法实属必要。

发明内容

鉴于以上的问题，本发明的主要目的在于提供一种噪声消除方法，藉以消除语音资料中的噪声，以得到音质较好的语音资料。

通常背景噪声，是一个遍布整个语音文件并具有固定能量的白色噪声(white noise)，而此噪声能量不会太大，由于听觉遮蔽效应的结果，使得在语音能量大时不会感觉噪声存在，而语音能量小时，或无语音时，噪声的效果才会特别明显，本发明即利用此种相对能量比较的方法，在讯号能量小于某个默认值时，将噪声设为静音，以达到噪声消除的目的。

因此，为达上述目的，本发明所公开的噪声消除方法：首先，从一语音资料中取得一噪声资料；接着，计算该语音资料的能量值；再根据该能量值决定该语音资料的静音状态；最后，根据该语音资料的静音状态将噪声滤除。

为使对本发明的目的、构造、特征、及其功能有进一步的了解，兹配合实施例详细说明如下。

附图说明

图1是为本发明的噪声消除方法的方法流程图；

图2是为本发明的噪声消除方法中，静音判断的方法流程图；

图3是为静音判断的较佳实施例的流程图；

图4是为一含噪声的语音文件波形图；以及

图5是为利用本发明所公开的方法滤除噪声后的波形图。图中

步骤100从一语音资料中取得一噪声资料

步骤200计算该语音资料的能量值

步骤300根据该能量值决定该语音资料的静音状态

步骤400根据该语音资料的静音状态将噪声滤除

步骤310给定一边际值

步骤320语音资料的能量值是否大于边际值

步骤330将语音资料设为非静音

步骤340将语音资料设为静音

步骤410 voiced_i-1＝1且voiced_i＝0且voiced_i+1＝1

步骤420 voiced_i＝1

步骤430 voicedi-1＝1且voicedi＝0且voicedi+1＝0且voicedi+2＝1

步骤440 voiced_i＝1且voiced_i+1＝1

步骤450 voicedi-1＝1且voicedi＝0且voicedi+1＝0且voicedi+2＝0且voicedi+3＝1

步骤460 voicedi＝1且voicedi+1＝1且voicedi+2＝1且

步骤470将voiced_i＝0的语音资料设为零

具体实施方式

首先，请参考图1，为本发明所公开的噪声消除方法的方法流程图。根据本发明所公开的方法，首先，从一语音资料中取得一噪声资料(步骤100)；接着，计算该语音资料的能量值(步骤200)，以作为能量比较的依据；再根据该能量值决定该语音资料的静音状态(步骤300)，静音状态是用以作为噪声滤除的基准，若为非静音状态，则在噪声消除处理时该段语音资料将被保留；最后，根据该语音资料的静音状态将噪声滤除(步骤400)。

将上述的方法流程详细说明如下。在步骤100中的从一语音资料中取得一噪声资料，是将一语音资料通过一100Hz的高通滤波器，滤除100Hz以下的讯号。100Hz以下讯号通常为噪声，不会影响语音资料收听的效果。

本发明所公开的方法，是以能量比较的方式以判断一语音资料是否为噪声。假若有一语音文件中的一段语音资料i，其具有N个语音音框，每一音框的能量为x_i(n)，n＝0，1，2，3，…，N，则语音资料i的能量为N个语音音框能量值的和的平均数

(E_{i} = \frac{1}{N} Σ_{n = 0}^{N} | x_{i} (n) |),

或N个语音音框能量值平方的平均数的二分的一次方

(E_{i} = \sqrt{\frac{1}{N} Σ_{n = 0}^{N} x_{i}^{2} (n)}) .

接着以计算完毕的能量为依据进行静音判断的程序。在步骤300中根据语音资料的能量值决定该语音资料的静音状态，是以语音资料的能量值与一预定值做比较，当语音能量低于此预定值时，代表该语音资料为能量较低的噪声讯号。

首先给定一边际值E_th(步骤310)，作为静音判断的依据。对于每一段语音资料，给定一静音旗标voiced_i，用以记录能量比较后的结果。接着进行能量比较，将语音资料i的能量E_i与边际值E_th比较(步骤320)，如果语音资料i的能量E_i大于边际值E_th(E_i＞E_th)，则将该段语音资料设为非静音(步骤330)，亦即将静音旗标voiced_i设为1(voiced_i＝1)，如果语音资料i的能量E_I小于边际值E_th(E_I＜E_th)，则将该段语音资料设为静音(步骤340)，亦即将静音旗标voiced_i设为0(voiced_i＝0)。这个步骤主要是判断语音资料i的能量值E_i是否超过边际值E_th，以作为噪声滤除的依据。

静音判断完成的后，进行噪声滤除的程序。本发明所公开的方法是将连续三个静音旗标voiced_i为0的语音资料视为一噪声。因此，在将噪声消除前，必须将被设静音的语音资料重新设定为非静音，以免在噪声消除时也随着被消除，因而破坏语音资料。

请参考图3，为静音判断的较佳实施例的流程图。

首先判断语音资料i的静音旗标voiced_i是否为0以及上一个语音资料i-1的静音旗标voiced_i-1以及次一个语音资料i+1的静音旗标voiced_i+1是否为1(步骤410)，如果是，则语音资料i的静音旗标虽然被设为0，则仍然视为非噪声讯号，将voiced_i设为1(步骤420)。接着，判断上一个语音资料i-1的静音旗标voiced_i-1是否为1、语音资料i的静音旗标voiced_i是否为0、次一个语音资料i+1的静音旗标voiced_i+1是否为0以及次次一个语音资料i+1的静音旗标voiced_i+1是否为1(步骤430)，如果是，则语音资料i与语音资料i+1的静音旗标虽然被设为0，则仍然视为非噪声讯号，将voiced_i以及voiced_i+1设为1(步骤440)。

接着，判断上一个语音资料i-1的静音旗标voiced_i-1是否为1、语音资料i的静音旗标voiced_i是否为0、次一个语音资料i+1的静音旗标voiced_i+1是否为0、次二个语音资料i+2的静音旗标voiced_i+2是否为0以及次三个语音资料i+3的静音旗标voiced_i+3是否为1(步骤450)，如果是，则语音资料i、语音资料i+1与语音资料i+2的静音旗标虽然被设为0，则仍然视为非噪声讯号，将voiced_i、voiced_i+1以及voiced_i+2设为1(步骤460)。

判断一语音文件中的噪声讯号后，最后将静音旗标voiced_i为0的语音资料设为0，即可完成噪声滤除。

如图4所示，为一语音文件的波形图，是为一8KHz 16bit的语音，其中在语音能量接近0的波形部分有噪声存在，再经由本发明所公开的方法处理后，波形图如图5所示，其中被判断为噪声的语音资料将设为0，亦即没有能量的输出，即可达到噪声滤除的目的。

本发明所公开的噪声消除方法，已经程序处理验证，非常适用于旅行会话的噪声消除，因为在会话过程中常有停顿，此时将感觉噪声特别明显，可利用本发明所公开的方法降低噪声的影响，提升语音的品质。

虽然本发明以前述的较佳实施例公开如上，然其并非用以限定本发明，任何熟习相像技术者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，因此本发明的专利保护范围须视本说明书所附的权利要求的保护范围所界定者为准。

Claims

1.一种噪声消除方法，包括有下列步骤：

从一语音资料中取得一噪声资料；

计算该语音资料的能量值；

根据该能量值决定该语音资料的静音状态；以及

根据该语音资料的静音状态将噪声滤除。

2.如权利要求1所述的噪声消除方法，其中该决定该语音资料的静音状态的步骤中，更包含下列步骤：

给定一边际值；

将大于边际值的该语音资料的能量值设为非静音；以及

将小于边际值的该语音资料的能量值设为静音

3.如权利要求1所述的噪声消除方法，其中该根据该语音资料的静音状态将噪声滤除的步骤中，更包括下列步骤：

将位于两段非静音语音资料中的一静音语音资料设为非静音；

将位于两段非静音语音资料中的两段静音语音资料设为非静音；

将位于两段非静音语音资料中的三段静音语音资料设为非静音；以及将其余非静音语音资料的能量设为零，以完成噪声消除。

4.如权利要求1所述的噪声消除方法，其中该自一语音资料中取得一噪声资料的步骤中，是将该语音资料输入一滤波器并输出该噪声资料。

5.如权利要求4所述的噪声消除方法，其中该滤波器是为一高通滤波器。

6.如权利要求1所述的噪声消除方法，其中该语音资料的能量值是为所含语音音框数的能量值的和的平均数。

7.如权利要求1所述的噪声消除方法，其中该语音资料的能量值是为所含语音音框数的能量值平方的平均数的二分之一次方。