一種通過小波陷波來降低突發噪音的系統及方法技術方案

本發明專利技術是一種通過小波陷波來降低突發噪音的系統及方法，該系統包括音頻采集模塊、陷波器、小波分析處理模塊，音頻采集模塊采集音頻信號，并將音頻信號傳輸給陷波器，陷波器對音頻信號進行陷波處理，濾掉工頻干擾，再將音頻信號傳輸給小波分析處理模塊，小波分析處理消除音頻信號中的高頻噪音，重構音頻信號，再進行音頻輸出。該系統及方法結合陷波濾波器，能夠有效地抑制噪聲、恢復真實的音頻信號。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及噪音的降低方法，準確地說是一種陷波濾波器和小波變換分析來降低噪音的系統及方法。
技術介紹
通信設備對音頻的采集過程中，常常會包含有環境噪音，環境噪音和人的通話聲音會互相重疊，影響到通話的質量。而在目前的音頻信號處理過程中，對于這些噪音是難以處理的，因為人所發出的語音，其頻段位于環境的噪音的頻段內，要消除噪音，往往會把人的語音一起消除。目前，一個常用的降低噪音的方法是通過陷波濾波器(簡稱陷波器)進行特定頻率的降噪處理，如2004年《自動化與儀器儀表》雜志第4期所發表的“陷波濾波器的設計及其應用” 一文，就是利用陷波濾波器去掉特定頻率噪音的方法，但是由于在通信中的音頻中包含大量的音頻信號和噪音信號，并不是一個單純的摻雜有特定頻率的音頻信號，因此，陷波濾波器只能去除部分，特別是對于高頻的噪音信號，無法達到滿意的處理結果。近年來，興起了小波變換分析方法，小波變換是空間(時間)和頻率的局部變換， 因而能有效地從信號中提取信息。通過伸縮和平移等運算功能可對函數或信號進行多尺度的細化分析，解決了 Fourier變換不能解決的許多困難問題。小波變換分析目前主要應用于圖像處理中，將圖像分解為多層次的低頻分量和高頻分量，進行處理。但是小波算法的復雜成度很高，尚未見對于音頻處理，特別是噪音消除的具體應用。
技術實現思路
基于此，本專利技術的主要目的是提供，該系統及方法結合陷波濾波器，能夠有效地抑制噪聲、恢復真實的音頻信號。本專利技術的另一個目的是提供，該系統及方法實現簡單、處理效率高、成本低廉，便于應用到各種場所的音頻處理中。為達到上述目的，本專利技術是這樣實現的一種通過小波陷波來降低突發噪音的系統，該系統包括音頻采集模塊、陷波器、小波分析處理模塊，音頻采集模塊采集音頻信號，并將音頻信號傳輸給陷波器，陷波器對音頻信號進行陷波處理，濾掉工頻干擾，再將音頻信號傳輸給小波分析處理模塊，小波分析處理消除音頻信號中的高頻噪音，重構音頻信號，再進行音頻輸出。所述系統，還包括帶通濾波器，帶通濾波器設置于小波分析處理模塊后，通過帶通濾波器對音頻信號進行平滑處理。所述帶通濾波器，包括低通濾波器和高通濾波器，通過低通濾波器去除音頻信號中的高頻分量，通過高通濾波器去除音頻信號中的低頻分量。所述系統，還包括增益模塊，增益模塊設置于帶通濾波器后，增益模塊會把處理后音頻信號的越限部分的音頻增益進行適當的調整。3一種通過小波陷波來降低突發噪音的方法，其特征在于該方法包括如下步驟1、輸入音頻信號，采集音頻信號輸入到陷波器；2、陷波處理，陷波器將音頻信號陷波處理，濾掉工頻干擾；3、小波分析處理，對音頻信號進行小波分解，選擇小波并確定分解層次為N，然后對小波分解的高頻系數進行門限閾值量化處理；最后根據小波分解的第N層低頻系數和經過量化后的1 N層高頻系數進行小波重構；4、輸出。所述步驟2中，陷波處理是通過50Hz點阻濾波，過濾掉50Hz的干擾頻率。對固定的50Hz點阻濾波以外，對突發的異常頻率點進行分析和過濾。突發的異常頻率點的分析是通過對一段信號的頻率幅度進行分析，對信號的幅度做出趨勢預測范圍，如果超過這個趨勢預測范圍的頻率點就視為突發的異常頻率點。獲取到突發的異常頻率點后，對其進行點阻濾波，降低突發的異常頻率對信號的干擾。所述步驟3中，小波的分解層次N為3，便于對音頻信號的曲線進行準確分析和重構。一般在信號數據中有用信號通常表現為低頻信號或者一些比較平穩的信號，噪音信號通常表現為高頻信號。所以要降噪需分離出高低頻率信號。對信號做3層小波分解第一層信號分解出第一層高頻分量和第一層低頻分量，再將第一層低頻分量進行小波分解，分解出第二層低頻分量和第二層高頻分量，再將第二層低頻分量進行小波分解，分解出第三層低頻分量和第是層高頻分量，噪音通常就包含在第一一第三層高頻分量(廣3層)中。可以用門限閾值量化處理然后對信號進行重構，即可達到降噪的目的。所述步驟3中，所述門限閾值量化處理如下閾值的選擇分硬閾值和軟閾值兩種處理方式。軟閾值處理即把信號的絕對值與閾值進行比較，當數據的絕對值小于或等于閾值時，令其為零，大于閾值的數據點則向零收縮，變為該點值與閾值之差；對于硬閾值處理，是把信號的絕對值與閾值進行比較，小于或等于閾值的點變為零，大于閾值的點不變。硬閾值法本文檔來自技高網...

【技術保護點】
１．一種通過小波陷波來降低突發噪音的系統，其特征在于該系統包括音頻采集模塊、陷波器、小波分析處理模塊，音頻采集模塊采集音頻信號，并將音頻信號傳輸給陷波器，陷波器對音頻信號進行陷波處理，濾掉工頻干擾，再將音頻信號傳輸給小波分析處理模塊，小波分析處理消除音頻信號中的高頻噪音，重構音頻信號，再進行音頻輸出。

【技術特征摘要】
1.一種通過小波陷波來降低突發噪音的系統，其特征在于該系統包括音頻采集模塊、 陷波器、小波分析處理模塊，音頻采集模塊采集音頻信號，并將音頻信號傳輸給陷波器，陷波器對音頻信號進行陷波處理，濾掉工頻干擾，再將音頻信號傳輸給小波分析處理模塊，小波分析處理消除音頻信號中的高頻噪音，重構音頻信號，再進行音頻輸出。2.如權利要求1所述的通過小波陷波來降低突發噪音的系統，其特征在于所述系統包括帶通濾波器，帶通濾波器設置于小波分析處理模塊后，通過帶通濾波器對音頻信號進行平滑處理。3.如權利要求2所述的通過小波陷波來降低突發噪音的系統，其特征在于所述帶通濾波器，包括低通濾波器和高通濾波器，分別通過低通濾波器去除音頻信號中的高頻分量，通過高通濾波器去除音頻信號中的低頻分量。4.如權利要求1所述的通過小波陷波來降低突發噪音的系統，其特征在于所述系統， 還包括增益模塊，增益模塊設置于帶通濾波器后，增益模塊會把處理后音頻信號的越限部分的音頻增益進行適當的調整。5.一種通過小波陷波來降低突發噪音的方法，其特征在于該方法包括如下步驟1)、輸入音頻信號，采集音頻信號輸入到陷波器；2)、陷波處理，陷波器將音頻信號陷波處理，濾掉工頻干擾；3)、小波分析處理，對音頻信號進行小波分解，選擇小波并確定分解層次為N，然后對小波分解的高頻系數進行門限閾值量化處理；最后根據小波分解的第N層低頻系數和經過量化后的1 N層高頻系數...

【專利技術屬性】
技術研發人員：蔡鎮濱，馬平，
申請(專利權)人：蔡鎮濱，馬平，
類型：發明
國別省市：HK