【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及音频降噪处理，特别是一种耳麦音频降噪处理方法及系统。
技术介绍
1、在现代社会中耳麦的种类越来越多，质量也参差不齐，而耳麦音频降噪能力就是评估耳麦质量的一大重要标准，耳麦音频降噪能够提高通信质量，改善用户音乐体验，提高专注力，提供更好的沟通环境，现有的耳麦音频降噪通常包括基本的音频数字化处理、简单的噪声滤波技术以及对音频信号的基本处理，不足以应对复杂的噪声环境，不能进行细致的噪声分析和处理，因此，急需一种高效的耳麦音频降噪处理方法。
技术实现思路
1、鉴于上述现有的耳麦音频降噪处理方法及系统中存在的问题，提出了本专利技术。
2、因此，本专利技术所要解决的问题在于现有的耳麦音频降噪通常包括基本的音频数字化处理、简单的噪声滤波技术以及对音频信号的基本处理，不足以应对复杂的噪声环境，不能进行细致的噪声分析和处理。
3、为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：一种耳麦音频降噪处理方法，其包括，耳麦获取音频信号进行数字化得到数字信号，并分为短时间帧；将数字信号短时间帧进行转换并提取音频特征，识别音频特征中的噪声特征；根据识别结果确定短时间帧类别，并进行降噪处理；将处理后的短时间帧重新连接为数字信号并转换成为音频信号进行平滑处理。
4、作为本专利技术所述耳麦音频降噪处理方法的一种优选方案，其中：所述耳麦获取音频信号进行数字化得到数字信号包括通过耳麦捕捉音频信号后通过模数转换器将音频信号转换为数字信号，所述分为短时间帧包括将转换后的数字信
5、作为本专利技术所述耳麦音频降噪处理方法的一种优选方案，其中：所述将数字信号短时间帧进行转换并提取音频特征包括使用快速傅里叶变换将短时间帧时域信号转换为频域信号，将频域信号转换为梅尔频率输入至梅尔滤波器上：
6、
7、
8、
9、其中fmel为梅尔频率，f为频域信号的实际频率，k为频率，fm为梅尔滤波器的中心频率，h(k)为频率k在梅尔滤波器中的增益，x(k)为频率k对应的幅度，k为总频率分量数，sn为梅尔滤波器的输出；
10、将sn代入以下公式提取音频特征：
11、
12、其中mfcc为音频频率特征，n为梅尔滤波器的数量。
13、作为本专利技术所述耳麦音频降噪处理方法的一种优选方案，其中：所述识别音频特征中的噪声特征包括以下步骤：
14、选择核函数建立svm模型，选择训练数据集输入svm模型；
15、定义损失函数为：
16、
17、其中ω、b分别为svm模型超平面法向量以及偏置项，(xi，yi)为训练样本；
18、使用序列最小优化算法求解优化问题，迭代计算调整模型参数以最小化损失函数；
19、每个训练周期结束后，使用验证数据集评估模型性能；
20、若训练周期结束后，验证损失没有明显下降，则停止模型训练获取训练好的svm模型；
21、将提取的mfcc输入训练好的svm模型识别音频中的噪声特征：
22、f(x)＝sign(ω*mfcc+b)
23、其中f(x)为输出计算结果，若f(x)为负，则判断为噪声特征。
24、作为本专利技术所述耳麦音频降噪处理方法的一种优选方案，其中：所述根据识别结果确定短时间帧类别包括根据识别出的噪声特征长度计算占据短时间帧长度的比例判断短时间帧类别，设短时间帧内噪声特征总长度为s1，每个噪声特征长度为s，短时间帧长度为s'：
25、若s1/s'＜1/5且短时间帧内所有s/s'＜1/10，则判断该短时间帧为音频短时间帧；
26、若1/5≤s1/s'＜3/4或短时间帧内1/10≤s/s'＜1/5，则判断该短时间帧为混合短时间帧；
27、若s1/s'≥3/4且短时间帧内存在s/s'≥1/5，则判断该短时间帧为噪声短时间帧。
28、作为本专利技术所述耳麦音频降噪处理方法的一种优选方案，其中：所述进行降噪处理包括：
29、若短时间帧为音频短时间帧，则表示其中的噪声极少，不需要对该短时间帧进行降噪处理；
30、若短时间帧为混合短时间帧，则表示其中同时包含音频与噪声，且噪声较多，将该短时间帧进行分解，使用带阻滤波器对其中噪声段进行特定频率的降噪处理，并在降噪后重新合成短时间帧提取特征识别其中的噪声特征，通过识别的噪声特征重新判断短时间帧类别，若判断为音频短时间帧，则完成该短时间帧的降噪处理并将短时间帧进行输出，若判断仍为混合短时间帧，则继续将短时间帧进行降噪处理，不断迭代直至该短时间帧被判断为音频短时间帧后将该短时间帧进行输出；
31、若短时间帧为噪声短时间帧，则表示其中主要包含噪声，几乎不存在音频，使用wiener滤波器对短时间帧进行降噪处理或使用静音音频内容替换短时间帧后输出短时间帧。
32、作为本专利技术所述耳麦音频降噪处理方法的一种优选方案，其中：所述将处理后的短时间帧重新连接为数字信号并转换成为音频信号进行平滑处理包括根据短时间帧重叠部分将降噪处理后的所有短时间帧重新合成为完整数字信号，并通过数模转换器重新转换为音频信号，对音频信号进行平滑处理和音量调整后通过耳麦输出。
33、一种耳麦音频降噪处理系统，其特征在于：包括，获取模块、分析模块、识别模块以及输出模块；
34、所述获取模块用于获取音频信号并将音频信号通过模数转换器转换为数字信号；
35、所述分析模块用于将数字信号分为短时间帧并分析提取短时间帧中的音频特征；
36、所述识别模块用于对提取的音频特征进行识别判断噪声特征，并根据噪声特征判断短时间帧种类；
37、所述输出模块用于对混合短时间帧和噪声短时间帧进行降噪处理，并将处理完成的短时间帧重新合成完整数字信号转为音频信号输出。
38、一种计算机设备，包括：存储器和处理器；所述存储器存储有计算机程序，其特征在于：所述处理器执行所述计算机程序时实现上述耳麦音频降噪处理方法的步骤。
39、一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于：所述计算机程序被处理器执行时实现上述耳麦音频降噪处理方法的步骤。
40、本专利技术有益效果为：本专利技术通过将音频信号转换后分为短时间帧进行独立处理，可以更准确地识别和处理噪声，并且对不同种类的短时间帧采取不同的处理方式，保持音质同时提高了降噪效果。
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1.一种耳麦音频降噪处理方法，其特征在于：包括，
2.如权利要求1所述的耳麦音频降噪处理方法，其特征在于：所述耳麦获取音频信号进行数字化得到数字信号包括通过耳麦捕捉音频信号后通过模数转换器将音频信号转换为数字信号，所述分为短时间帧包括将转换后的数字信号分为长度为20ms的短时间帧，每个短时间帧的前5ms和后5ms分别与相邻短时间帧重叠，并对每个短时间帧应用窗函数处理短时间帧边界。
3.如权利要求2所述的耳麦音频降噪处理方法，其特征在于：所述将数字信号短时间帧进行转换并提取音频特征包括使用快速傅里叶变换将短时间帧时域信号转换为频域信号，将频域信号转换为梅尔频率输入至梅尔滤波器上：
4.如权利要求3所述的耳麦音频降噪处理方法，其特征在于：所述识别音频特征中的噪声特征包括以下步骤：
5.如权利要求4所述的耳麦音频降噪处理方法，其特征在于：所述根据识别结果确定短时间帧类别包括根据识别出的噪声特征长度计算占据短时间帧长度的比例判断短时间帧类别，设短时间帧内噪声特征总长度为S1，每个噪声特征长度为S，短时间帧长度为S'：
6.如权利
7.如权利要求6所述的耳麦音频降噪处理方法，其特征在于：所述将处理后的短时间帧重新连接为数字信号并转换成为音频信号进行平滑处理包括根据短时间帧重叠部分将降噪处理后的所有短时间帧重新合成为完整数字信号，并通过数模转换器重新转换为音频信号，对音频信号进行平滑处理和音量调整后通过耳麦输出。
8.一种耳麦音频降噪处理系统，其特征在于：包括，获取模块、分析模块、识别模块以及输出模块；
9.一种计算机设备，包括：存储器和处理器；所述存储器存储有计算机程序，其特征在于：所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至7中任一项所述的方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于：所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至7中任一项所述的方法的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种耳麦音频降噪处理方法，其特征在于：包括，
2.如权利要求1所述的耳麦音频降噪处理方法，其特征在于：所述耳麦获取音频信号进行数字化得到数字信号包括通过耳麦捕捉音频信号后通过模数转换器将音频信号转换为数字信号，所述分为短时间帧包括将转换后的数字信号分为长度为20ms的短时间帧，每个短时间帧的前5ms和后5ms分别与相邻短时间帧重叠，并对每个短时间帧应用窗函数处理短时间帧边界。
3.如权利要求2所述的耳麦音频降噪处理方法，其特征在于：所述将数字信号短时间帧进行转换并提取音频特征包括使用快速傅里叶变换将短时间帧时域信号转换为频域信号，将频域信号转换为梅尔频率输入至梅尔滤波器上：
4.如权利要求3所述的耳麦音频降噪处理方法，其特征在于：所述识别音频特征中的噪声特征包括以下步骤：
5.如权利要求4所述的耳麦音频降噪处理方法，其特征在于：所述根据识别结果确定短时间帧类别包括根据识别出的噪声特征长度计算占据短时间帧长度的比例判断短时间帧类别...
【专利技术属性】
技术研发人员：彭华峰，梁建安，郭纯，
申请(专利权)人：深圳市翔音科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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