本发明专利技术公开了一种呼吸面具中呼吸噪声的消除方法，包括如下步骤：a)采样呼吸面具中的语音信号，分成10～30ms的语音帧；b)计算每个语音帧的短时能量和过零率；c)当一个语音帧的短时能量和过零率同时高于或等于预定的阈值水平时时判定为呼吸噪声帧，将该语音帧置零；d)将处理后的部分重叠的语音帧合并，得到去除呼吸噪声后的语音信号。本发明专利技术提供的呼吸面具中呼吸噪声的消除方法，通过结合语音帧的短时能量和过零率来判断噪声，达到减少或消除呼吸噪声，从而既能使戴面具人员的讲话不失真，又能避免对现有面具进行额外的硬件改装，降低成本。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种语音噪声消除方法，尤其涉及一种。
技术介绍
在某些特殊的场合，需要佩戴空气呼吸面罩工作。比如消防人员救火，有毒气体泄露，潜水员潜水等等。早期的消防员或潜水人员在工作中与指挥中心没有语音通信。后来， 出于安全、协调工作等原因，消防人员与指挥中心、潜水员与水面工作人员间需要建立可靠的信息联系。目前我国大多数消防系统是通过对讲机实现消防人员与指挥中心的联络的。 但是由于头戴呼吸器，嘴部一般包含在面罩内，对讲的效果较差。为了实现可靠的消防或潜水指挥，需要用到专用的面具内语音通信产品。现代电信系统已经相当成熟，普通语音通信系统的语音通信效果比较理想，但当一个人戴上呼吸面罩要与其它的人交流时，其可以通过放在面罩空腔中靠近嘴部位置的麦克风来采集，然后通过有线或无线通信系统传送出去。正如任何其他语音通讯系统，其基本组成是一个源(用麦克风把声音信号编码为电信号)，一个信道(有线或无线信道)，和一个目标(通过耳机接收已解码的语音信号)。但涉及到呼吸面罩，这里存在与传统话音通信系统不一样的特殊问题来自于面罩内的话音信号的质量较差。这是因为要在面罩内(一个小谐振腔里)放置一个麦克风，面罩里的空气流动会影响到话音信号，因此使麦克风产生的信号失真。这种由空气流动引起的噪声跟面罩中人的呼吸密切相关，因此称为呼吸噪声。当在正常的空气环境下(而非戴着呼吸面罩)说话时，并不会产生呼吸噪声，只生产大小远小于呼吸噪声的普通噪声。呼吸噪声跟普通通信系统中的噪声相比要大很多，是戴面罩人员与他人语音通信系统中的关键噪声。如何消除呼吸噪声是长久以来的技术难题。现有的呼吸噪声可以通过硬件电路用模拟的方法来消除。一种方法是将采集到的带噪语音信号通过一个中心频率为呼吸噪声频率的带通滤波器，然后整流并积分。如果积分信号超过了一个预先设定的阈值说明存在呼吸噪声，此时衰减器将激活以消除噪声。这种方法的理论依据是呼吸噪声的信号振幅比任何语音信号的振幅都要大。另一种方法是采用两个麦克风，一个放在面具内，另一个放在调压器内以采集噪声。采集噪声的麦克风被包起来以检测不到戴面具人员的说话声，但能检测到空气引起的呼吸噪声。当从噪声麦克风检测到人在呼吸时，激活衰减器来消除呼吸噪声。上述方法对面具和调压器需要用额外的硬件改装，不但涉及到安全问题，而且我国的消防系统已配备了大量的不具有语音通信功能的呼吸面具，因此有必要提供独立于面具的可滤除呼吸噪声的语音通信方法，节约设备购置和改装费用。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种，采用数字信号处理减少或消除呼吸噪声，从而既能使戴面具人员的讲话既不失真，又能避免对现有面具进行额外的硬件改装，降低成本。本专利技术为解决上述技术问题而采用的技术方案是提供一种，包括如下步骤a)采样呼吸面具中的语音信号，分成10 30ms的语音帧；b) 计算每个语音帧的短时能量和过零率；c)当一个语音帧的短时能量和过零率同时高于或等于预定的阈值水平时将该语音帧置零；d)将处理后的部分重叠的语音帧合并，得到去除呼吸噪声后的语音信号。上述的，其中，所述步骤a)中的语音信号采用通频带为1 4 kHz有限脉冲响应滤波器减弱高频噪声及浊音。上述的，其中，所述步骤b)中的语音短帧的短时能量E(k)计算如下；其中，y(n)是输入信号，N是一帧的取样点数，k是帧数。上述的，其中，所述步骤b)中的语音短帧的过零率ZCR(k)计算如下权利要求1.一种，其特征在于，所述方法包括如下步骤a)采样呼吸面具中的语音信号，分成10 30ms的语音帧；b)计算每个语音帧的短时能量和过零率；c)当一个语音帧的短时能量和过零率同时高于或等于预定的阈值水平时判定为呼吸噪声帧，将该语音帧置零；d)将处理后的部分重叠的语音帧合并，得到去除呼吸噪声后的语音信号。2.如权利要求1所述的，其特征在于，所述步骤a)中的语音信号采用通频带为1 4 kHz有限脉冲响应滤波器消弱浊音。3.3、如权利要求1所述的，其特征在于，所述步骤b) 中的语音短帧的短时能量E (k)计算如下_〕‘ν-1E{k)=呦2 ；其中，Hn)是输入信号，N是一帧的取样点数，k是帧数。n=hN4.如权利要求1所述的，其特征在于，所述步骤b)中的语音短帧的过零率ZCR(k)计算如下(A+1)JV-1ZCPm = Σ I ^gn-sign | ；其中，y(n)是输入信号，N 是n=W+l一帧的取样点数，k是帧数，sign 为符号函数，当y(n)彡0时，sign = 1 ；当 y(n) <0 时，sign =—1。5.如权利要求1 4任一项所述的，其特征在于，所述步骤a)中的语音帧的帧长为22. 5毫秒。全文摘要本专利技术公开了一种，包括如下步骤a)采样呼吸面具中的语音信号，分成10～30ms的语音帧；b)计算每个语音帧的短时能量和过零率；c)当一个语音帧的短时能量和过零率同时高于或等于预定的阈值水平时时判定为呼吸噪声帧，将该语音帧置零；d)将处理后的部分重叠的语音帧合并，得到去除呼吸噪声后的语音信号。本专利技术提供的，通过结合语音帧的短时能量和过零率来判断噪声，达到减少或消除呼吸噪声，从而既能使戴面具人员的讲话不失真，又能避免对现有面具进行额外的硬件改装，降低成本。文档编号G10L21/02GK102332269SQ201110148590公开日2012年1月25日 申请日期2011年6月3日 优先权日2011年6月3日专利技术者陈威 申请人:陈威本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种呼吸面具中呼吸噪声的消除方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：ａ） 采样呼吸面具中的语音信号，分成１０～３０ｍｓ的语音帧；ｂ） 计算每个语音帧的短时能量和过零率；ｃ） 当一个语音帧的短时能量和过零率同时高于或等于预定的阈值水平时判定为呼吸噪声帧，将该语音帧置零；ｄ） 将处理后的部分重叠的语音帧合并，得到去除呼吸噪声后的语音信号。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：陈威，
申请(专利权)人：陈威，
类型：发明
国别省市：41
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