專(zhuān)利名稱(chēng)：噪音抑制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對(duì)重疊于輸入信號(hào)的背景噪音進(jìn)行抑制的噪音抑制裝置。
背景技術(shù)：
伴隨著近年來(lái)的數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的發(fā)展，利用便攜電話進(jìn)行的在室外的聲音通話、在汽車(chē)內(nèi)的免提聲音通話、以及利用聲音識(shí)別進(jìn)行的免提操作被廣泛地普及。實(shí)現(xiàn)這些功能的裝置在高噪音環(huán)境下使用的情況較多，所以背景噪音也與聲音一起被輸入到麥克風(fēng)，導(dǎo)致通話聲音的劣化以及聲音識(shí)別率的降低等。因此，為了實(shí)現(xiàn)舒適的聲音通話以及高精度的聲音識(shí)別，需要對(duì)混入到輸入信號(hào)中的背景噪音進(jìn)行抑制的噪音抑制裝置。作為以往的噪音抑制方法，有如下方法:例如將時(shí)域的輸入信號(hào)變換為作為頻域的信號(hào)的功率譜，使用輸入信號(hào)的功率譜和根據(jù)輸入信號(hào)另行推測(cè)的推測(cè)噪音譜來(lái)計(jì)算用于噪音抑制的抑制量，使用所得到的抑制量來(lái)進(jìn)行輸入信號(hào)的功率譜的振幅抑制，將振幅抑制了的功率譜和輸入信號(hào)的相位譜變換到時(shí)域而得到噪音抑制信號(hào)(例如，參照非專(zhuān)利文獻(xiàn)I)。在該以往的噪音抑制方法中，根據(jù)聲音的功率譜和推測(cè)噪音功率譜的比(SN比)來(lái)計(jì)算抑制量，但重疊于輸入信號(hào)的噪音在時(shí)間/頻率方向上在某種程度穩(wěn)定的條件下有效，如果在時(shí)間/頻率方向上輸入了非穩(wěn)定的噪音，則無(wú)法正確地計(jì)算抑制量，存在產(chǎn)生被稱(chēng)為樂(lè)音(musical tone)的刺耳的人工的殘留噪音的課題。針對(duì)上述課題，公開(kāi)了如下方法:例如通過(guò)對(duì)噪音抑制后的輸出信號(hào)，附加適當(dāng)調(diào)整了電平的輸入信號(hào)(基音)，使刺耳的殘留噪音在聽(tīng)覺(jué)上不會(huì)顯著(例如，參照專(zhuān)利文獻(xiàn)I)。另外，作為其他方法，公開(kāi)了如下方法:為了進(jìn)行穩(wěn)定的噪音抑制而預(yù)先設(shè)定規(guī)定的目標(biāo)譜，以使殘留噪音譜接近它的方式控制噪音抑制量，從而針對(duì)非穩(wěn)定噪音也抑制音樂(lè)噪音的發(fā)生，進(jìn)行自然且穩(wěn)定的噪音抑制(例如，參照專(zhuān)利文獻(xiàn)2)。專(zhuān)利文獻(xiàn)1:日本專(zhuān)利第3459363號(hào)公報(bào)(第5 6頁(yè)、圖1)專(zhuān)利文獻(xiàn)2:歐州專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)第1995722號(hào)說(shuō)明書(shū)非專(zhuān)利文獻(xiàn)1:Y.Ephraim, D.Malah,“Speech Enhancement Using a Minimum MeanSquare Error Short — Time Spectral Amplitude Estimator，，，IEEE Trans.ASSP, vol.ASSP — 32，N0.6Dec.198
發(fā)明內(nèi)容
在上述以往方法中，有以下所述的課題。在專(zhuān)利文獻(xiàn)I記載的以往技術(shù)中，對(duì)輸出信號(hào)附加了規(guī)定的加工信號(hào)，所以具有在輸出信號(hào)的音色中產(chǎn)生變化、或者聲音信號(hào)成為噪音等課題。在專(zhuān)利文獻(xiàn) 2記載的以往技術(shù)中，根據(jù)規(guī)定的帶寬的功率來(lái)進(jìn)行控制使得噪音抑制后的殘留噪音的譜接近規(guī)定的目標(biāo)譜，所以雖然不發(fā)生專(zhuān)利文獻(xiàn)I的以往技術(shù)所致的新的課題，但具有以下所示那樣的課題。圖6是示意地說(shuō)明專(zhuān)利文獻(xiàn)2記載的以往技術(shù)的圖，縱軸表示振幅，橫軸表示頻率(0 4000Hz)。另外，在圖6中，點(diǎn)線是推測(cè)噪音譜，單點(diǎn)劃線是規(guī)定的目標(biāo)譜，實(shí)線是作為通過(guò)專(zhuān)利文獻(xiàn)2的方法進(jìn)行了噪音抑制之后的輸出信號(hào)的殘留噪音的譜，斷續(xù)線是未導(dǎo)入專(zhuān)利文獻(xiàn)2的方法的情況即全部帶寬以一定的抑制量進(jìn)行了抑制的情況的殘留噪音的譜。在專(zhuān)利文獻(xiàn)2的方法中，以使殘留噪音的譜的電平與目標(biāo)譜的振幅電平一致的方式，控制用于噪音抑制的最大抑制量，所以在目標(biāo)譜的形狀以及功率與輸入信號(hào)的推測(cè)噪音譜的形狀以及功率大幅不同的情況下，發(fā)生極端地抑制過(guò)剩的帶寬、以及極端地抑制不足的帶寬。其結(jié)果，具有在聲音中產(chǎn)生失真以及噪音感的課題。本發(fā)明是為了解決上述那樣的課題而完成的，其目的在于提供一種高質(zhì)量的噪音抑制裝置。本發(fā)明的噪音抑制裝置構(gòu)成為使用將輸入信號(hào)從時(shí)域變換到頻域而得到的譜分量以及根據(jù)該輸入信號(hào)推測(cè)的推測(cè)噪音譜來(lái)計(jì)算用于噪音抑制的抑制系數(shù)，使用該抑制系數(shù)對(duì)該輸入信號(hào)的譜分量進(jìn)行振幅抑制，生成變換到時(shí)域的噪音抑制信號(hào)，該噪音抑制裝置具備:校正譜計(jì)算部，求出表示推測(cè)噪音譜的特征的統(tǒng)計(jì)性信息，根據(jù)該統(tǒng)計(jì)性信息來(lái)校正推測(cè)噪音譜而生成校正譜；抑制量限制系數(shù)計(jì)算部，根據(jù)校正譜計(jì)算部生成的校正譜，生成對(duì)噪音抑制的上下限進(jìn)行規(guī)定的抑制量限制系數(shù)；以及抑制量計(jì)算部，使用抑制量限制系數(shù)計(jì)算部生成的抑制量限制系數(shù)，控制抑制系數(shù)。根據(jù)本發(fā)明，能夠提供高質(zhì)量的噪音抑制裝置，通過(guò)校正從輸入信號(hào)推測(cè)的噪音譜來(lái)得到校正譜，使用從該校正譜得到的抑制量限制系數(shù)來(lái)進(jìn)行譜增益的限制處理，從而能夠抑制樂(lè)音的發(fā)生，并且也不會(huì)產(chǎn)生極端地抑制過(guò)剩以及抑制不足的帶寬而能夠進(jìn)行良好的噪音抑制。


圖1是示出本發(fā)明的實(shí)施方`式I的噪音抑制裝置的結(jié)構(gòu)的框圖。圖2是示出實(shí)施方式I中的校正譜計(jì)算部的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的框圖。圖3是示意地示出實(shí)施方式I中的校正譜計(jì)算部中的平滑化處理的情況的圖形，圖3的(a)示出平滑化前的推測(cè)噪音譜，圖3的(b)示出平滑化后的推測(cè)噪音譜。圖4是示出實(shí)施方式I中的抑制量限制系數(shù)計(jì)算部的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的框圖。圖5是示意地示出通過(guò)實(shí)施方式I的噪音抑制裝置進(jìn)行了噪音抑制的殘留噪音譜的情況的圖形。圖6是示意地示出通過(guò)專(zhuān)利文獻(xiàn)2的噪音抑制方法進(jìn)行了噪音抑制的殘留噪音譜的情況的圖形。(符號(hào)說(shuō)明)1:輸入端子；2:傅立葉變換部；3:功率譜計(jì)算部；4:聲音/噪音區(qū)間判定部；5:噪音譜推測(cè)部；6:校正譜計(jì)算部；7:抑制量限制系數(shù)計(jì)算部；8:SN比計(jì)算部；9:抑制量計(jì)算部；10:譜抑制部；11:逆傅立葉變換部；12:輸出端子；61:噪音譜分析部；62:噪音譜校正部；63:校正譜更新部；71:功率計(jì)算部；72:系數(shù)校正部。
具體實(shí)施例方式以下，為了更詳細(xì)地說(shuō)明本發(fā)明，依照附圖，說(shuō)明用于實(shí)施本發(fā)明的方式。實(shí)施方式1.
圖1所示的噪音抑制裝置具備輸入端子1、傅立葉變換部2、功率譜計(jì)算部3、聲音/噪音區(qū)間判定部4、噪音譜推測(cè)部5、校正譜計(jì)算部6、抑制量限制系數(shù)計(jì)算部7、SN比計(jì)算部8、抑制量計(jì)算部9、譜抑制部10、逆傅立葉變換部11、以及輸出端子12。作為該噪音抑制裝置的輸入而使用如下信號(hào)，其中，該信號(hào)是在對(duì)通過(guò)麥克風(fēng)(未圖示)等而取入的聲音以及音樂(lè)等進(jìn)行了 A/D (模擬/數(shù)字)變換之后以規(guī)定的采樣頻率(例如，8kHz)進(jìn)行采樣并且分割為幀單位(例如，IOms)而得到的信號(hào)。以下，根據(jù)圖1，說(shuō)明實(shí)施方式I的噪音抑制裝置的動(dòng)作原理。輸入端子1接受上述那樣的信號(hào)，并作為輸入信號(hào)而輸出到傅立葉變換部2。傅立葉變換部2在對(duì)輸入信號(hào)附加了例如漢寧窗之后，如下式(I)那樣進(jìn)行256點(diǎn)的快速傅立葉變換，從時(shí)域的信號(hào)X (t)變換為譜分量X (A，k)。所得到的譜分量X (入，k)被分別輸出到功率譜計(jì)算部3以及譜抑制部10。X ( A , k) =FT [x (t) ](I)此處，\表示對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行了幀分割時(shí)的幀編號(hào)，k表示對(duì)功率譜的頻率帶寬的頻率分量進(jìn)行指定 的編號(hào)(以下，稱(chēng)為譜編號(hào))，F(xiàn)T[ ]表示傅立葉變換處理。另外，t表示離散時(shí)間編號(hào)。功率譜計(jì)算部3使用下式(2)，根據(jù)輸入信號(hào)的譜分量X( A，k)計(jì)算功率譜Y(入，k)。所得到的功率譜Y ( A，k)被分別輸出到聲音/噪音區(qū)間判定部4、噪音譜推測(cè)部5、抑制量限制系數(shù)計(jì)算部7以及SN比計(jì)算部8。
[003權(quán)利要求
1.一種噪音抑制裝置，使用將輸入信號(hào)從時(shí)域變換到頻域而得到的譜分量以及根據(jù)該輸入信號(hào)推測(cè)的推測(cè)噪音譜來(lái)計(jì)算用于噪音抑制的抑制系數(shù)，使用該抑制系數(shù)對(duì)該輸入信號(hào)的譜分量進(jìn)行振幅抑制，生成變換到時(shí)域的噪音抑制信號(hào)，其特征在于，具備 校正譜計(jì)算部，求出表示所述推測(cè)噪音譜的特征的統(tǒng)計(jì)性信息，根據(jù)該統(tǒng)計(jì)性信息來(lái)校正所述推測(cè)噪音譜而生成校正譜； 抑制量限制系數(shù)計(jì)算部，根據(jù)所述校正譜計(jì)算部生成的校正譜，生成對(duì)所述噪音抑制的上下限進(jìn)行規(guī)定的抑制量限制系數(shù)；以及 抑制量計(jì)算部，使用所述抑制量限制系數(shù)計(jì)算部生成的抑制量限制系數(shù)，控制所述抑制系數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的噪音抑制裝置，其特征在于， 所述校正譜計(jì)算部根據(jù)統(tǒng)計(jì)性信息的值，控制推測(cè)噪音譜的校正量。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的噪音抑制裝置，其特征在于， 所述校正譜計(jì)算部在統(tǒng)計(jì)性信息的值是規(guī)定的閾值以下的情況下，停止推測(cè)噪音譜的校正。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的噪音抑制裝置，其特征在于， 所述校正譜計(jì)算部對(duì)推測(cè)噪音譜，進(jìn)行頻率方向平滑化以及幀間平滑化中的某一方或者其兩方的校正。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的噪音抑制裝置，其特征在于， 所述校正譜計(jì)算部對(duì)推測(cè)噪音譜進(jìn)行隨著頻率變高而使平滑化變強(qiáng)的校正。
全文摘要
校正譜計(jì)算部(6)求出針對(duì)推測(cè)噪音譜根據(jù)其偏差程度進(jìn)行平滑化而得到的校正譜，抑制量限制系數(shù)計(jì)算部(7)根據(jù)校正譜決定抑制量限制系數(shù)。抑制量計(jì)算部(9)求出基于抑制量限制系數(shù)的抑制系數(shù)，通過(guò)譜抑制部(10)進(jìn)行輸入信號(hào)的譜分量的振幅抑制。
文檔編號(hào)G10L21/0232GK103238183SQ20118005655
公開(kāi)日2013年8月7日 申請(qǐng)日期2011年1月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月19日
發(fā)明者古田訓(xùn), 須藤貴志, 田崎裕久 申請(qǐng)人:三菱電機(jī)株式會(huì)社