风噪抑制方法、装置及存储介质与流程

本申请实施例涉及自动控制领域，特别涉及一种风噪抑制方法、装置及存储介质。

背景技术：

1、随着通讯设备的发展，用户对当前的语音通讯设备例如手机，无线立体声耳机等在语音通过过程中的质量要求越来越高，当前常用的方式是在语音通讯设备中设置双麦克风进行收音以提高通话质量。

2、影响语音通讯设备通话质量的一个因素在于收音过程中的噪声，而风噪属于一种常见的典型噪声，在使用语音通讯设备进行通话的过程中，风噪会对语音通话的质量造成较大的干扰，特别是在风速较大的情况下，语音通讯设备的麦克风采集到的语音信号质量大打折扣，进而严重影响用户的通话体验。风噪与其他一些常见噪声不同的一点是它是由气流直接冲击麦克风形成的，因此，当前的处理方式通常是将风噪当成一种特殊的噪声单独进行检测和处理，但当前处理方式的风噪抑制效果不佳。

技术实现思路

1、本申请实施例提供一种风噪抑制方法、装置及存储介质，至少有利于提高对采集到的语音信号中风噪的抑制效果，提高语音通话的质量和用户体验。

2、根据本申请一些实施例，本申请实施例一方面提供一种风噪抑制方法，包括：获取音频输入信号，所述音频输入信号包括不同音频采集设备根据同一声源生成的第一输入信号和第二输入信号；在所述音频输入信号存在风噪的情况下，根据第一频谱的功率谱与第二频谱的功率谱的比值以及所述音频输入信号的功率谱，确定噪声功率谱，其中，所述第一频谱为所述第一输入信号的短时傅里叶变换频谱和所述第二输入信号的短时傅里叶变换频谱之间的频谱差，所述第二频谱为所述第一输入信号的短时傅里叶变换频谱和所述第二输入信号的短时傅里叶变换频谱之间的频谱和；根据所述噪声功率谱和所述音频输入信号的频谱，确定所述音频输入信号的维纳滤波增益，并根据所述维纳滤波增益对所述音频输入信号进行风噪抑制。

3、在一些实施例中，在所述确定噪声功率谱前，还包括：根据所述第一输入信号的短时傅里叶变换频谱和所述第二输入信号的短时傅里叶变换频谱，确定所述音频输入信号的频谱；根据所述音频输入信号的频谱，确定所述音频输入信号的功率谱。

4、在一些实施例中，所述根据所述音频输入信号的频谱，确定所述音频输入信号的功率谱包括：根据以下公式计算所述音频输入信号的功率谱

5、

6、其中，k为频率索引，i为时间索引，αd为第一平滑因子，为所述音频输入信号的频谱。

7、在一些实施例中，所述确定所述音频输入信号的频谱包括：对所述第一输入信号的短时傅里叶变换频谱和所述第二输入信号的短时傅里叶变换频谱进行加权合成，确定所述音频输入信号的频谱。

8、在一些实施例中，所述确定音频输入信号的频谱包括：通过以下公式确定所述音频输入信号的频谱

9、

10、其中，k为频率索引，i为时间索引，y1(k,i)为所述第一输入信号的短时傅里叶变换频谱，y2(k,i)为所述第二输入信号的短时傅里叶变换频谱，λ(k,i)为所述第一输入信号频谱幅值与所述第二输入信号频谱幅值的比值。

11、在一些实施例中，所述确定所述噪声功率谱包括：通过以下公式计算确定所述噪声功率谱φw(k,i)：

12、

13、其中，k为频率索引，i为时间索引，pr(k,i)为所述第一频谱和所述第二频谱之间的功率谱之比，为所述音频输入信号的频谱。

14、在一些实施例中，所述根据所述噪声功率谱和所述音频输入信号的频谱，确定所述音频输入信号的维纳滤波增益，包括：通过以下公式计算所述维纳滤波增益h(k,i)：

15、

16、其中，k为频率索引，i为时间索引，φw(k,i)为所述噪声功率谱，为所述音频输入信号的频谱，αsnr为第二平滑因子。

17、在一些实施例中，在所述确定噪声功率谱后，还包括：根据所述音频输入信号的功率谱，确定所述音频输入信号功率谱的频谱质心；在所述频谱质心大于或等于第一预设门限的情况下，根据所述噪声功率谱和所述音频输入信号的频谱，确定所述维纳滤波增益，并根据所述维纳滤波增益对所述音频输入信号进行风噪抑制；在所述频谱质心小于所述第一预设门限的情况下，直接根据预设增益对所述音频输入信号进行风噪抑制。

18、在一些实施例中，所述根据所述音频输入信号的功率谱，确定所述音频输入信号的频谱质心包括：通过以下公式计算所述音频输入信号功率谱的频谱质心ssc(i)：

19、

20、其中，k为频率索引，i为时间索引，fs为信号的采样率，nfft为短时傅里叶变换的窗长，k3为质心频点的上限，为所述音频输入信号的功率谱。

21、在一些实施例中，在所述获取音频输入信号后，还包括：根据所述第一频谱的功率谱和所述第二频谱的功率谱，确定所述音频输入信号的功率差和比；在所述功率差和比大于或等于第二预设门限的情况下，判定所述音频输入信号存在风噪。

22、在一些实施例中，根据所述第一频谱的功率谱和所述第二频谱的功率谱，确定所述音频输入信号的功率差和比，包括：通过以下公式确定所述功率差和比

23、

24、其中，k为频率索引，i为时间索引，k1为频点下限，k2为频点上限，pr(k,l)为所述第一频谱的功率谱和所述第二频谱的功率谱之比。

25、根据本申请一些实施例，本申请实施例另一方面还提供一种风噪抑制装置，包括用于执行前述任一项实施例所述的风噪抑制方法的模块。

26、根据本申请一些实施例，本申请实施例又一方面还提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有指令，所述指令在由计算机执行时实现前述实施例中任一项所述的风噪抑制方法。

27、本申请实施例提供的技术方案至少具有以下优点：

28、本申请实施例提供的风噪抑制方法，在通过不同音频采集设备根据同一声源生成的第一输入信号和第二输入信号确定出音频输入信号后，检测到音频输入信号存在风噪的情况下，确定第一频谱与第二频谱的比值，即第一输入信号的短时傅里叶变换频谱和第二输入信号的短时傅里叶变换频谱之间的频谱差对应的功率谱，与第一输入信号的短时傅里叶变换频谱和第二输入信号的短时傅里叶变换频谱之间的频谱和对应的功率谱之间的比值，并根据第一频谱与第二频谱的比值和音频输入信号的功率谱，估算出音频输入信号中噪声对应的噪声功率谱，准确的实现对音频输入信号中风噪的估算；然后根据噪声功率谱以及音频输入信号的频谱，确定出音频输入信号的维纳滤波增益，使得风噪抑制采用的滤波增益能够与实际的风噪具有良好的对应性；基于维纳滤波增益对音频输入信号进行风噪抑制，有效抑制风噪对音频输入信号质量的干扰，显著提高音频输入信号的质量，进而提高语音通话质量和用户体验。

技术特征：

1.一种风噪抑制方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的风噪抑制方法，其特征在于，在所述确定噪声功率谱前，还包括：

3.根据权利要求2所述的风噪抑制方法，其特征在于，所述根据所述音频输入信号的频谱，确定所述音频输入信号的功率谱包括：根据以下公式计算所述音频输入信号的功率谱

4.根据权利要求2所述的风噪抑制方法，没其特征在于，所述确定所述音频输入信号的频谱包括：

5.根据权利要求4所述的风噪抑制方法，其特征在于，所述确定音频输入信号的频谱包括：通过以下公式确定所述音频输入信号的频谱

6.根据权利要求1所述的风噪抑制方法，其特征在于，所述确定所述噪声功率谱包括：通过以下公式计算确定所述噪声功率谱φw(k,i)：

7.根据权利要求1所述的风噪抑制方法，其特征在于，所述根据所述噪声功率谱和所述音频输入信号的频谱，确定所述音频输入信号的维纳滤波增益，包括：通过以下公式计算所述维纳滤波增益h(k,i)：

8.根据权利要求1所述的风噪抑制方法，其特征在于，在所述确定噪声功率谱后，还包括：

9.根据权利要求8所述的风噪抑制方法，其特征在于，所述根据所述音频输入信号的功率谱，确定所述音频输入信号的频谱质心包括：通过以下公式计算所述音频输入信号功率谱的频谱质心ssc(i)：

10.根据权利要求1至9中任一项所述的风噪抑制方法，其特征在于，在所述获取音频输入信号后，还包括：

11.根据权利要求10所述的风噪抑制方法，其特征在于，所述根据所述第一频谱的功率谱和所述第二频谱的功率谱，确定所述音频输入信号的功率差和比，包括：通过以下公式确定所述功率差和比

12.一种的风噪抑制装置，其特征在于，包括用于执行权利要求1至11任一项所述的风噪抑制方法的模块。

13.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有指令，所述指令在由计算机执行时实现如权利要求1至11中任一项所述的风噪抑制方法。

技术总结本申请实施例提供一种风噪抑制方法、装置及存储介质，风噪抑制方法包括：获取音频输入信号，音频输入信号包括第一输入信号和第二输入信号；在音频输入信号存在风噪的情况下，根据第一频谱的功率谱与第二频谱的功率谱的比值以及音频输入信号的功率谱，确定噪声功率谱，其中，第一频谱为第一输入信号的短时傅里叶变换频谱和第二输入信号的短时傅里叶变换频谱之间的频谱差，第二频谱为第一输入信号的短时傅里叶变换频谱和第二输入信号的短时傅里叶变换频谱之间的频谱和；根据噪声功率谱和音频输入信号的频谱，确定音频输入信号的维纳滤波增益，并根据维纳滤波增益对音频输入信号进行风噪抑制。本申请实施例至少有利于提高通话质量和风噪抑制效果。技术研发人员：盛长浩,张瑜聪,宫云梅受保护的技术使用者：广东启扬科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/1/22