噪声消除方法、装置、系统和存储介质与流程

本发明涉及信号处理，尤其涉及一种噪声消除方法、装置、系统和存储介质。

背景技术：

1、在人机交互、会议通话等应用场景中，除了设备自身的电机或者风扇等发声装置会导致噪声以外，环境中普遍存在噪声，对交互成功率和通信质量产生极大的影响。麦克风阵列可以利用语音信号频谱结构、短时平稳特性以外的空间信息，对目标方向的信号进行增强，对其他方向的噪声、干扰和混响成分进行抑制。

2、最小方差目标无失真(minimum variance distortionless response，mvdr)是常见的波束形成器，在目标方向增益不变的同时，使波束形成器输出总能量最小，即可输出最小的干扰和噪声功率，实现对干扰及噪声信号的抑制，从而恢复出目标语音。mvdr波束形成器的输出由于在目标方向无失真而被广泛采用。广义旁瓣消除(generalized sidelobecanceller，gsc)是mvdr的等效形式，将闭式约束条件分解成上下支路，上支路输出固定波束，下支路输出噪声参考，上下支路联合做自适应噪声消除，进一步增强噪声消除效果。

3、然而，不论是mvdr还是gsc，在移动声源场景下，语音信号中噪声的去噪效果都不理想，因此，如何更好的在移动声源场景下去噪，是目前亟需解决的技术问题。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的问题，本发明实施例提供一种噪声消除方法、装置、系统和存储介质，可以提高移动声源场景下信号的去噪性能。

2、本发明提供一种噪声消除方法，包括：

3、获取目标信号；所述目标信号为在声源移动时采集的信号；

4、将所述目标信号输入目标滤波器中，对所述目标信号中的噪声进行消除，得到所述目标信号中的语音信号；

5、其中，所述目标滤波器对应的目标参数为在基于多个样本含噪信号对初始语音去噪模型进行训练时确定的；所述目标参数用于确定所述目标滤波器的滤波器系数，所述样本含噪信号为在样本声源移动时采集的信号。

6、根据本发明提供的一种噪声消除方法，所述目标滤波器包括第一滤波器，所述目标参数包括所述第一滤波器的空间协方差矩阵的加权系数，所述第一滤波器的滤波器系数为通过所述加权系数对瞬时空间协方差矩阵进行加权后得到的；所述加权系数为基于如下方式确定的：

7、将多个所述样本含噪信号输入所述初始语音去噪模型中，基于注意力机制对所述初始语音去噪模型进行训练，得到目标语音去噪模型；

8、将所述目标语音去噪模型对应的注意力系数确定为所述加权系数。

9、根据本发明提供的一种噪声消除方法，所述目标滤波器包括第二滤波器，所述目标参数包括所述第二滤波器的目标更新步长，所述目标更新步长为基于如下方式确定的：

10、基于上一轮迭代对应的更新步长、上一轮迭代对应的更新梯度、以及多个所述样本含噪信号，对所述初始语音去噪模型进行迭代训练，得到目标语音去噪模型；

11、将所述目标语音去噪模型对应的更新步长确定为所述目标更新步长。

12、根据本发明提供的一种噪声消除方法，所述目标滤波器包括第一滤波器和第二滤波器；

13、所述将所述目标信号输入目标滤波器中，对所述目标信号中的噪声进行消除，得到所述目标信号中的语音信号，包括：

14、将所述目标信号输入所述第一滤波器中，对所述目标信号中的噪声进行消除，得到所述第一滤波器输出的第一语音信号；

15、将所述目标信号输入所述第二滤波器中，对所述目标信号中的噪声进行消除，得到所述第二滤波器输出的第二语音信号；

16、基于所述第一语音信号、所述第一滤波器对应的第一权重、所述第二语音信号、所述第二滤波器对应的第二权重，确定所述语音信号。

17、根据本发明提供的一种噪声消除方法，所述方法还包括：

18、将所述样本含噪信号输入第一滤波器中，对所述样本含噪信号中的噪声进行消除，得到所述第一滤波器输出的第一预测语音信号；

19、将所述样本含噪信号输入第二滤波器中，对所述样本含噪信号中的噪声进行消除，得到所述第二滤波器输出的第二预测语音信号；

20、确定所述第一预测语音信号的第一功率谱，并确定所述第二预测语音信号的第二功率谱；

21、基于所述第一功率谱、所述第二功率谱、以及所述样本含噪信号中的样本语音信号的第三功率谱，确定所述第一权重和所述第二权重。

22、根据本发明提供的一种噪声消除方法，所述基于所述第一功率谱、所述第二功率谱、以及所述样本含噪信号中的样本语音信号的第三功率谱，确定所述第一权重和所述第二权重，包括：

23、基于所述第一功率谱与所述第三功率谱，确定第一均方误差，并基于所述第二功率谱与所述第三功率谱，确定第二均方误差；

24、在所述第一均方误差大于所述第二均方误差的情况下，将所述第一权重设置为第一值，并将所述第二权重设置为第二值；所述第一值小于所述第二值；

25、在所述第一均方误差小于所述第二均方误差的情况下，将所述第一权重设置为第三值，并将所述第二权重设置为第四值；所述第三值大于所述第四值。

26、本发明还提供一种噪声消除装置，包括：

27、获取模块，用于获取目标信号；所述目标信号为在声源移动时采集的信号；

28、噪声消除模块，用于将所述目标信号输入目标滤波器中，对所述目标信号中的噪声进行消除，得到所述目标信号中的语音信号；

29、其中，所述目标滤波器对应的目标参数为在基于多个样本含噪信号对初始语音去噪模型进行训练时确定的；所述目标参数用于确定所述目标滤波器的滤波器系数，所述样本含噪信号为在样本声源移动时采集的信号。

30、本发明还提供一种噪声消除系统，包括可移动设备和噪声消除装置；

31、所述可移动设备，用于在移动过程中输出目标信号；

32、所述噪声消除装置，用于将所述目标信号输入目标滤波器中，对所述目标信号中的噪声进行消除，得到所述目标信号中的语音信号；

33、其中，所述目标滤波器对应的目标参数为在基于多个样本含噪信号对初始语音去噪模型进行训练时确定的；所述目标参数用于确定所述目标滤波器的滤波器系数，所述样本含噪信号为在样本声源移动时采集的信号。

34、本发明还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述任一种所述噪声消除方法。

35、本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述噪声消除方法。

36、本发明还提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述噪声消除方法。

37、本发明实施例提供的噪声消除方法、装置、系统和存储介质，通过将移动声源移动时采集到的目标信号输入到目标滤波器中，以对该目标信号中的噪声进行消除，从而得到目标信号中的语音信号。其中，目标滤波器对应的目标参数为在基于多个样本含噪信号对初始语音去噪模型进行训练时确定的，该目标参数用于确定目标滤波器的滤波器系数，样本含噪信号为在样本声源移动时采集的信号。由于样本含噪信号为在样本声源移动时采集的信号，在基于样本含噪信号对初始语音去噪模型进行训练时确定出目标参数后，通过该目标参数确定出的目标滤波器的滤波器系数可以适用于移动声源场景，能较好的对移动语音信号进行追踪。因此，将目标信号输入至上述目标滤波器后，可以增强该目标信号的降噪效果。