一种单端MIC共模噪声的降噪方法技术

本发明专利技术提出一种单端MIC输入电路的共模噪声降噪方法，该方法为：所述单端MIC输入电路采用一个梳状滤波器来抑制共模噪声，并且执行信号能量判决策略来控制所述梳状滤波器的开启和关闭，所述信号能量判决策略具体为：每N1帧信号作为一组，依次判断该组中每帧信号的能量平均值是否超过预定门限TH，一旦超过预定门限TH的累计帧数达到N2帧，则立即关闭所述梳状滤波器并进入下一组判断，如果该组中的N1帧信号全部判断完毕，则开启所述梳状滤波器并进入下一组判断，其中N1和N2为事先设定的经验值，N1大于N2。本发明专利技术在有效抑制共模噪声的同时，对有效语音的损伤降到最小，大大改善平台音质，提升终端竞争力。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及通信领域，尤其涉及一种单端MIC共模噪声的降噪方法。
技术介绍
在通信领域，终端硬件平台种类繁多。根据语音电路的MIC的不同，可以分为单端MIC输入电路和差分MIC输入电路两大类。单端MIC输入在MIC上行语音中极容易引入共模噪声，噪声在听觉上类似于电流的“嗡嗡声”，在波形上具有准周期性。在环境背景安静时，对方听起来会更加明显，严重恶化了听觉感受。
技术实现思路
为了克服现有技术的问题，本专利技术旨在通过一种信号处理手段，在不影响有效语音的前提下，对单端MIC输入电路的共模噪声进行抑制，以提升音质和听觉感受。该方法为:所述单端MIC输入电路采用一个梳状滤波器来抑制共模噪声，并且执行信号能量判决策略来控制所述梳状滤波器的开启和关闭，所述信号能量判决策略具体为:每N1帧信号作为一组，依次判断该组中每帧信号的能量平均值是否超过预定门限TH，一旦超过预定门限TH的累计帧数达到N2帧，则立即关闭所述梳状滤波器并进入下一组判断，如果该组中的N1帧信号全部判断完毕，则开启所述梳状滤波器并进入下一组判断，其中N1和N2为事先设定的经验值，N1大于N2。优选的，N1和N2为保证有效抑制共模噪声时对有效语音的损伤降到最小的经验值。优选的，所述梳状滤波器的4个非零系数设置为达到抑制共模噪声的最好效果的经验值。优选的，所述预定门限TH为背景噪声将共模噪声淹没时的信号能量平均值。优选的，所述梳状滤波器为80阶梳状滤波器。本专利技术方法的优点在于:1，只使用MIC语音一路信息，并不需要额外的信息；2，梳状滤波器实现简单，只有四个系数，计算量小，大大降低平台负担；3，在有效抑制共模噪声的同时，对有效语音的损伤降到最小，大大改善平台音质，提升终端竞争力。【附图说明】为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术实施例的单端MIC输入电路的参考图；图2是本专利技术实施例的信号能量判别策略的流程图；图3是本专利技术实施例对终端的一段噪声和语音进行降噪处理后的效果图；图4是本专利技术实施例的进行降噪处理前的噪声频谱图；图5是本专利技术实施例的进行降噪处理后的噪声频谱图。【具体实施方式】为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例；需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本实施例以一个使用C0MIP1B平台的McWiLL终端为例，C0MIP1B平台即DTT6C01B是一款单端MIC输入的平台，它是大唐微电子自主开发的COMIP (Communicat1n OrientedMult1-type Informat1n Processor,面向通信的综合信息处理器)系列芯片中的一款数模混合处理器，其设计目标是满足SCDMA/McWiLL单模或SCDMA/GSM、McffiLL/GSM双模终端的应用需求。该平台内部集成先进高效的ARM946E和ZSP400双内核处理器，其语音模块(Speech Interface)是ZSP400接收发送语音数据的接口，包含一个SPIF控制模块，一个语音编解码模块(CODEC)，CODEC模块通过模拟接口连到芯片外部，提供两路单端MIC输入管脚。如图1所示，MIC1-CODEC为第1路麦克风模拟单输入信号，MIC2-C0DEC为第2路麦克风模拟单输入信号。对于C0MIP1B平台，由于是单端MIC输入，并不是差分MIC，导致在MIC上行语音中极容易引入共模噪声，噪声在听觉上类似于电流的“嗡嗡声”，在波形上具有准周期性。根据傅里叶变换的原理，周期信号可以表示成一个基频信号及其各次谐波分量的叠加。由于共模噪声具有准周期性，通过分析实际数据频谱特性可知，其基频为100Hz，同时各次谐波分量也都十分突出。根据共模噪声的频谱特点，本专利技术采用80阶的IIR梳状滤波器进行共模噪声的抑制。尽管滤波器阶数为80阶，但由于梳状滤波器本身的特点，其非零系数只有4个。滤波表达式为:a0*y (n) = b0*x (n)+b80*x (η_80)_a80*y (η_80)其中:χ(η)为输入信号，y(n)为输出信号。a0、a80、b0、b80为梳状滤波器非零系数，需要合理调整这些系数以达到抑制共模噪声的最好效果。本实施例设置这些系数为:a0=1，a80 = -0.7146，b0 = 0.8573，b80 = -0.8573。为了在抑制噪声的同时，尽可能的降低对有效语音的损伤，本实施例还提出了一套简单有效的信号能量判别策略，根据判别结果决定是否启动梳状滤波器进行滤波。本实施例的信号能量判别策略如图2所示，具体如下:如图2所示，事先设置一个滤波标志mute_flag和两个计数器Cntl、Cnt2,初始化mute_flag、Cntl、Cnt2 = 0。每N1巾贞信号作为一组,依次计算每巾贞信号的能量平均值Et,每计算一巾贞Cntl加1,并判断该巾贞的Et是否超过预定门限TH,如果超过则Cnt2加1,在该组判断过程中一旦Cnt2达到N2,立即置mute_flag = 0, Cntl、Cnt2清零，下一组开始；如果Cntl达到N1,则置mute_flag = 1, Cntl、Cnt2清零，下一组开始，如此循环往复。对于每中贞，当mute_flag = 0时不启动梳状滤波器,当mute_flag = 1时启动梳状滤波器。上述计数参数N1和N2应合理选择，保证在有效抑制共模噪声的同时，将对有效语音的损伤降到最小。本实施例中设置为附=55，吧=10。此外，根据平台终端噪声大小，选择背景噪声能将共模噪声淹没时的信号能量平均值Et作为预定门限TH的噪声抑制效果最佳，本实施例中设置为TH = 409。本实施例对终端的一段噪声和语音进行降噪处理后的效果如图3所示，可以看到在有效语音段，滤波标志(即mute_flag)为低，不进行滤波，以保证有效语音不被损伤；当滤波标志为高时，进行梳状滤波，抑制共模噪声，由于只对100Hz及其谐波进行抑制，所以信号幅度变化并不大。提取其中的一段噪声，其处理前频谱如图4所示，从图上可以看到100Hz及其谐波分量很强，这是使共模噪声听起来像“嗡嗡”的电流声的根源。运用本实施例的方法处理后频谱如图5所示，从图上可以看出，谐波分量已经被抑制了大部分能量，听觉感受改善很多。本领域普通技术人员可以理解:实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括:R0M、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本专利技术的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本专利技术进本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种单端MIC输入电路的共模噪声降噪方法，其特征在于，所述方法为：所述单端MIC输入电路采用一个梳状滤波器来抑制共模噪声，并且执行信号能量判决策略来控制所述梳状滤波器的开启和关闭，所述信号能量判决策略具体为：每N1帧信号作为一组，依次判断该组中每帧信号的能量平均值是否超过预定门限TH，一旦超过预定门限TH的累计帧数达到N2帧，则立即关闭所述梳状滤波器并进入下一组判断，如果该组中的N1帧信号全部判断完毕，则开启所述梳状滤波器并进入下一组判断，其中N1和N2为事先设定的经验值，N1大于N2。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：侯海宁，孔银垒，
申请(专利权)人：北京信威通信技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11