专利名称：基于Kalman的先验信噪比估计方法、装置及噪声抑制方法
技术领域：
本发明涉及通信技术领域，特别涉及一种基于Kalman滤波器的先验信噪比估计方法、装置及噪声抑制方法。
背景技术：
语音信号是人类传播信息和感情交流的重要媒体，但在语音通信过程中不可避免地受到来自周围环境、乃至其它讲话者的干扰，这些干扰最终使接收到的语音信号并非纯净的原始语音信号，而是受噪声污染的带噪语音信号。在语音通信过程中，噪声是使通信变的困难的主要原因。
噪声抑制(NS)技术可以帮助减小噪声的不利影响。它的目标是增加信噪比(SNR)并因此增加语音的可懂性，降低听者的努力度，改善声学环境的感知品质。
在现有的噪声抑制技术实现方案中，主要有多麦克(Mult1-Mic)噪声抑制算法和单麦克(Single-Mic)噪声抑制算法。多麦克噪声抑制技术通常采用一对麦克作为硬件结构，噪声抑制算法是麦克阵列算法，这种算法可以显著改善语音的可懂性，提供通话的质量。但是，算法的效果与两麦克之间的距离及方向角有很大关系，而且算法在面对多种噪声源和回响层次时鲁棒性较差。相较多麦克噪声抑制技术，单麦克噪声抑制技术对硬件的限制小，并且噪声抑制算法能很好的适应多种噪声源和回响层次，所以在移动通信终端系统，比较理想的噪声抑制技术是单麦克噪声抑制技术。
请参考
图1，其为现有的单麦克噪声抑制方法的流程示意图。如图1所示，对于接收到的带噪语音信号需要进行如下多步处理:
首先，对接收的带噪语音信号进行傅里叶变换，以得到频域信号；
然后，进行噪声估计；
接着，根据噪声估计得到的结果进行后验信噪比估计；
根据噪声估计、后验信噪比估计的结果以及前一帧的语音信号进行先验信噪比估计；
接着，获取衰减因子，通常采用丽SE/log-MMSE方法计算该衰减因子；
最后，综合上述处理结果，得到纯净语音信号，具体的，从带噪语音信号中去除噪声，并进行傅里叶逆变换，得到时域的纯净语音信号。
衰减因子G—般是先验信噪比ξ和后验信噪比Y的函数。其中先验信噪比ξ是控制衰减因子G大小的主要参数。后验信噪比Y仅在先验信噪比ξ小的时候起作用。
先验信噪比ξ和后验信噪 比Y的定义如下:
权利要求
1.一种基于Kalman滤波器的先验信噪比估计方法，其特征在于，包括: 预测当前帧的先验信噪比； 获取当如巾贞的新息； 获取所述新息的加权因子； 根据预测的当前帧的先验信噪比、新息及加权因子估计当前帧的先验信噪比。
2.如权利要求1所述的基于Kalman滤波器的先验信噪比估计方法，其特征在于，利用系统动态模型预测当前帧的先验信噪比，所述系统动态模型为:
3.如权利要求2所述的基于Kalman滤波器的先验信噪比估计方法，其特征在于，所述系统动态模型误差为白噪声类型。
4.如权利要求2所述的基于Kalman滤波器的先验信噪比估计方法，其特征在于，所述预测的当前巾贞的先验信噪比:4,ot_u=rcim_u。
5.如权利要求2所述的基于Kalman滤波器的先验信噪比估计方法，其特征在于，利用所述系统动态模型及观测模型获取当前帧的新息，所述观测模型为:
6.如权利要求5所述的基于Kalman滤波器的先验信噪比估计方法，其特征在于，所述观测模型误差为白噪声类型。
7.如权利要求5所述的基于Kalman滤波器的先验信噪比估计方法，其特征在于，所述
8.如权利要求5所述的基于Kalman滤波器的先验信噪比估计方法，其特征在于，利用如下公式获取加权因子Knbk:
9.如权利要求8所述的基于Kalman滤波器的先验信噪比估计方法，其特征在于，所述μ和Λ的取值分别为I和O。
10.如权利要求8所述的基于Kalman滤波器的先验信噪比估计方法，其特征在于，利用如下公式估计当前帧的先验信噪比:
11.如权利要求1至10中的任一项所述的基于Kalman滤波器的先验信噪比估计方法，其特征在于，估计的当前帧的先验信噪比具有限制最小值。
12.如权利要求11所述的基于Kalman滤波器的先验信噪比估计方法，其特征在于，所述限制最小值取值为-12.5dB。
13.一种基于Kalman滤波器的先验信噪比估计装置，其特征在于，包括: 预测模块，用以预测当前帧的先验信噪比； 更新模块，用以获取当前帧的新息； 加权模块，用以获取所述新息的加权因子； 估计模块，用以根据预测的当前帧的先验信噪比、新息及加权因子估计当前帧的先验信噪比。
14.一种基于Kalman滤波器的噪声抑制方法,其特征在于,包括: 步骤1:对所述带噪语音信号进行傅里叶变换； 步骤2:进行噪声估计； 步骤3:进行后验信噪比估计； 步骤4:利用如权利要求1至12中的任一项所述的方法进行先验信噪比估计； 步骤5:获取衰减因子； 步骤6:综合上述 处理结果，得到纯净语音信号。
全文摘要
本发明提供了一种基于Kalman滤波器的先验信噪比估计方法、装置及噪声抑制方法，其中，所述先验信噪比估计方法包括预测当前帧的先验信噪比；获取当前帧的新息；获取所述新息的加权因子；根据预测的当前帧的先验信噪比、新息及加权因子估计当前帧的先验信噪比。在本发明提供的基于Kalman滤波器的先验信噪比估计方法、装置及噪声抑制方法中，在纯噪声的时候可避免出现人为噪声Musical Tone；同时，又能保证跟踪速度并在低信噪比下保护弱小语音信号。
文档编号G10L21/0216GK103187068SQ20111045725
公开日2013年7月3日 申请日期2011年12月30日 优先权日2011年12月30日
发明者谢单辉, 王彦, 王威, 许云峰 申请人:联芯科技有限公司