为什么在Matlab中没有一个简单的函数来降低音频信号的背景噪声？

Question

是因为这是个复杂的问题吗？我的意思是广泛，因此它不存在一个简单的/通用的解决方案？

因为几乎每个软件都在做信号处理(Avisoft，GoldWave，Audity…)具有降低信号背景噪声的功能。通常使用FFT。但是我在Matlab中找不到一个函数(已经实现了)，它允许我们做同样的事情吗？那是手工制作它的正确方法吗？

谢谢。

Answer 1

问题是，你想要什么样的降噪？没有一种解决办法能满足所有的需要。以下是几种方法：

• 低通滤波信号，既降低了噪声，又消除了信号的高频成分.对于某些应用程序来说，这是完全可以接受的。这里有很多低通滤波器函数，Matlab可以帮助你应用这些功能。需要对数字滤波器的工作原理有一些了解。我不打算在这里讨论；如果你想要更多的细节，考虑问一个更集中的问题。
• 一种适合于许多情况的方法是使用噪声门:例如，只要它的均方根电平低于某一阈值，就可以使信号衰减。换句话说，这会杀死音频中安静的部分。但是，你会在信号的更活跃的部分保留噪音，如果你在实际的信号中有很多的动态，你也会去除一些信号。例如，对于轻微噪音的语音样本来说，这种方法效果很好，但对于非常嘈杂的古典音乐录音，效果却不太好。我不知道Matlab是否有此功能。
• 有些方法包括对噪声做一个“指纹”，然后在整个信号中去除它。它往往会使结果听起来很奇怪，但无论如何，这可能是足够复杂和特定领域的，它属于一个音频专用工具，而不是一个相当普遍的数学/DSP系统。

Answer 2

常见的音频降噪方法是基于谱减法，它在傅里叶变换幅值域中估计稳定的背景噪声水平，然后从每一帧中去除大量的能量，只在信号“超过”这个噪声层时才会产生能量。

您可以在Matlab中找到许多谱减的实现；这个实现在Matlab文件交换中得到了很高的评价：

http://www.mathworks.com/matlabcentral/fileexchange/7675-boll-spectral-subtraction

Answer 3

减少噪声需要对噪声类型和信号类型以及它们的区别作出一些假设。音频处理器通常假设(正确或不正确)类似的声音是语音或音乐，而噪音是典型的录音会话背景嘶嘶、A/C电源嗡嗡声或乙烯基唱片弹出。

Matlab是通用的(微波无线电、数据通信、亚音速地震、心跳等)，因此不能作这样的假设。