專利名稱：噪聲抑制方法和設備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到一種用于抑制疊加在所需要的話音信號上的噪聲的方法和設備。
背景技術(shù)：
噪聲抑制器是抑制疊加在所需要的話音信號上的噪聲的設備。噪聲抑制器進行工作，以便利用已經(jīng)轉(zhuǎn)變成頻域信號的輸入信號來估算噪聲分量的功率譜，并且從輸入信號中減去估算的噪聲功率譜，從而抑制與所需要的話音信號混在一起的噪聲。噪聲抑制器可以通過檢測話音的無聲部分以及更新噪聲分量的功率譜來抑制非穩(wěn)定性噪聲。
一種噪聲抑制器公開發(fā)表在1984年12月IEEE(電氣與電子工程師協(xié)會)聲學、話音、和信號處理的論文集中，32卷編號6，1109到1121頁(參考文獻1)。在這篇文章中，所述噪聲抑制器使用通常所說的最小均方誤差快速頻譜幅度處理技術(shù)。圖1顯示描述在參考文獻1中的噪聲抑制器結(jié)構(gòu)。包含所需要的話音信號與噪聲混合的信號在下文中將稱為有噪聲的話音信號。
圖1顯示的噪聲抑制器包括輸入端11、幀分解單元1、窗口單元2、傅里葉變換單元3、話音激活檢測器4、噪聲估算單元51、頻率-相關(guān)信噪比(SNR)計算器6、先驗信噪比估算器7、頻譜增益產(chǎn)生器8、傅里葉逆變換單元9、幀綜合單元10、輸出端12、計數(shù)器13、和多路復用乘法器16、17。在該噪聲抑制器中，輸入端11提供有噪聲的話音信號作為采樣的序列。然后，有噪聲的話音信號的采樣值提供給幀分解單元1，它將有噪聲的話音信號分離成具有K/2個采樣的幀，其中K表示偶數(shù)。被分離成幀的有噪聲話音信號的采樣提供給窗口單元2，將它們乘上窗口函數(shù)w(t)。通過利用w(t)窗口操作輸入信號yn(t)(t＝0、1、...、k/2-1)的第n幀而產(chǎn)生的信號yn(t)用下面的方程式來表示yn(t)＝w(t)yn(t) (1)在該噪聲抑制器中，通常重疊以及窗口操作連續(xù)的兩幀。如果假設幀長的50％用作為重疊長度，則窗口單元2輸出的yn(t)(t＝0、1、...、K-1)，用方程式(2)、(3)表示yn(t)＝w(t)yn-1(t) (2)yn(t+K/2)＝w(t+K/2)yn(t) (3)在以下描述中，假定50％重疊。漢明窗口用方程式(4)表示，例如，可以用w(t) 窗口輸出的yn(t)提供給傅里葉變換單元3，它將窗口輸出yn(t)轉(zhuǎn)換成有噪聲的話音頻譜Yn(k)。有噪聲的話音頻譜Yn(k)被分成一個相位和一個幅度。有噪聲的話音相位譜arg Yn(k)提供給傅里葉逆變換單元9，有噪聲的話音頻譜幅度|Yn(k)|提供給話音激活檢測器4，多路復用乘法器16、和多路復用乘法器17。
話音激活檢測器4根據(jù)有噪聲的話音|Yn(k)|的頻譜幅度來確定話音是否存在，并且將一個根據(jù)確定結(jié)果設置的話音激活檢測標志傳輸給噪聲估算單元51。多路復用乘法器17利用提供的有噪聲話音|Yn(k)|的頻譜幅度計算有噪聲的話音功率譜，并且將計算的噪聲話音功率譜提供給噪聲估算單元51和頻率-相關(guān)信噪比計算器6。
噪聲估算單元51利用話音激活檢測標志、有噪聲話音功率譜、和計數(shù)器13提供的計數(shù)值來估算噪聲功率譜，并且將估算的功率譜傳輸給頻率-相關(guān)信噪比計算器6作為估算的噪聲功率譜。頻率-相關(guān)信噪比計算器6通過利用有噪聲話音功率譜和已經(jīng)提供的估算噪聲功率譜為每個頻率計算信噪比，并且提供該計算的信噪比作為后驗信噪比給先驗信噪比估算器7和頻譜增益產(chǎn)生器8。
先驗信噪比估算器7利用提供的后驗信噪比以及從頻譜增益產(chǎn)生器8提供的頻譜增益來估算先驗信噪比，并且將估算的先驗信噪比作為反饋提供給頻譜增益產(chǎn)生器8。
頻譜增益產(chǎn)生器8利用后驗信噪比和作為輸入提供的估算先驗信噪比產(chǎn)生一個頻譜增益，并且將頻譜增益作為反饋提供給先驗信噪比估算器7，而且還將生成的噪聲頻譜增益?zhèn)鬏斀o多路復用乘法器16。
多路復用乘法器16利用頻譜增益產(chǎn)生器8提供的頻譜增益Gn(k)加權(quán)傅里葉變換單元3提供的有噪聲話音|Yn(k)|的頻譜幅度，從而確定增強話音|Xn(k)|的頻譜幅度，并且將增強話音|Xn(k)|的頻譜幅度傳輸給傅里葉逆變換單元9。增強的話音|Xn(k)|用方程式(5)表示|Xn(k)|＝Gn(k)|Yn(k)| (5)傅里葉逆變換單元9將多路復用乘法器16提供的增強話音|Xn(k)|的頻譜幅度與傅里葉變換單元3提供的有噪聲話音相位譜arg Yn(k)彼此相乘，因此確定增強的話音Xn(k)。即，傅里葉逆變換單元9根據(jù)方程式(6)執(zhí)行計算Xn(k)＝|Xn(k)|arg Yn(k)(6)傅里葉逆變換單元9在產(chǎn)生的增強話音Xn(k)上執(zhí)行傅里葉逆變換，產(chǎn)生一個時域的采樣序列xn(t)(t＝0、1、...、K-1)，其中一幀由K個采樣值組成，并且傳輸該時域采樣xn(t)給幀綜合單元10。幀綜合單元10從xn(t)相鄰的兩幀取出k/2個采樣值，并且疊加該k/2個采樣值，根據(jù)方程式(7)產(chǎn)生增強話音 產(chǎn)生的增強話音 (t＝0、1、...、K-1)作為幀綜合單元10的輸出傳送到輸出端12。
x^n(t)=x‾n-1(t+K/2)+x‾n(t)---(7)]]>參考文獻1沒有詳細地公開如何實現(xiàn)包含在圖1所示噪聲抑制器中的話音激活檢測器4。然而，能夠用于噪聲抑制器中的話音激活檢測器的一個例子可以從“日本聲學協(xié)會的國家會議的會刊，2000年3月，321-322頁(參考文獻2)”獲得。參考文獻2中所示的話音激活檢測器將作為一個話音激活檢測器4的常規(guī)實施例子描述如下。如圖2所示，話音激活檢測器4包括閾值存儲器401、比較器402、乘法器404、對數(shù)計算器405、功率計算器406、加權(quán)加法器407、加權(quán)存儲器408、和非門電路409。
在話音激活檢測器4中，傅里葉變換單元3(圖1)提供的有噪聲話音的頻譜幅度提供給功率計算器406。功率計算器406計算有噪聲話音從k＝0到k-1的頻譜幅度功率|Yn(k)|2之和，并且將計算的和傳送給對數(shù)計算器405。對數(shù)計算器405確定提供的有噪聲話音頻譜功率的對數(shù)，并且提供該對數(shù)給乘法器404。乘法器404用一個常數(shù)乘以提供的對數(shù)以便確定有噪聲話音功率Qn，并且提供該有噪聲話音功率給比較器402和加權(quán)加法器407。具體地，第n幀中的有噪聲話音功率Qn是用下面方程式表示Qn=10log10(Σt=0K-1|Yn(k)|2---(8)]]>在參考文獻2中公開的話音激活檢測器根據(jù)方程式(9)，利用時域采樣yn(t)來確定Qn。
Qn=10log10(Σt=0K-1|y‾n2(t)|2---(9)]]>如Corona，1985發(fā)表的“數(shù)字信號處理”(參考文獻3)中，75-76頁所描寫，眾所周知方程式(8)和(9)根據(jù)巴塞伐爾定理(Parseval)是等效的。
閾值存儲器401提供一個閾值THn給比較器402。比較器402將乘法器404的輸出與閾值THn進行比較。如果THn＞Qn，則比較器402輸出“1”表示話音部分，而如果THn≤Qn，則比較器402輸出“0”表示無聲部分，作為一個話音激活檢測標志。比較器402的輸出被用作為話音激活檢測的標志，并且也提供給非門電路409。非門電路409提供它的輸出給加權(quán)加法器407作為加權(quán)加法器的控制信號905。加權(quán)加法器407由閾值存儲器401提供閾值902以及由加權(quán)存儲器408提供加權(quán)903。
加權(quán)加法器407根據(jù)加權(quán)加法器控制信號905有選擇地更新從閾值存儲器401提供的閾值902，并且將更新閾值904作為反饋提供給閾值存儲器401。利用來自加權(quán)存儲器408的加權(quán)903，通過執(zhí)行閾值THn-1與有噪聲話音功率901的加權(quán)相加來確定更新的閾值THn。更新的閾值THn只有在非門電路409輸出的加權(quán)加法器控制信號905等于“1”時才計算，即，僅僅在無聲部分期間計算。因此，更新的閾值904作為反饋提供給閾值存儲器401。
如圖3所示，功率計算器406具有多路信號分離器4061、K個乘法器40620到4062k-1和加法器4063。傅里葉變換單元3(圖1)提供的有噪聲話音的多路復用頻譜幅度由多路信號分離器4061分離成頻率-相關(guān)的K個采樣，其分別提供給乘法器40620到4062k-1。乘法器40620到4062k-1分別平方提供的輸入信號，并且將平方后的信號傳送給加法器4063，這確定輸入信號的總和并且將該計算的和輸出。
如圖4所示，加權(quán)加法器407具有乘法器4071、4073、常數(shù)乘法器4075，和加法器4072、4074。來自乘法器404(圖2)的有噪聲話音功率901，來自閾值存儲器401(圖2)的閾值902，來自加權(quán)存儲器408(圖2)的加權(quán)903以及來自非門電路409(圖2)的加權(quán)加法器控制信號905都作為輸入提供給加權(quán)加法器407。具有值β的加權(quán)903被傳輸?shù)匠?shù)乘法器4075和乘法器4073。常數(shù)乘法器4075用-1乘上輸入信號而產(chǎn)生一個值-β，并且將該值-β傳送給加法器4074，還提供1作為另一個輸入。因此，加法器4074輸出和1-β，該和再提供給乘法器4071。另一方面，乘法器4071用有噪聲話音功率Qn乘以總和1-β作為另一個輸入，產(chǎn)生一個傳輸?shù)郊臃ㄆ?072的乘積(1-β)Qn。乘法器4073用閾值902乘以作為加權(quán)903提供的值β，并且傳送乘積βTHn-1給加法器4072。加法器4072將βTHn-1與(1-β)Qn相加，并且輸出該和作為更新閾值904。更新的閾值THn只有在加權(quán)加法器控制信號905等于“1”時才計算。即，加權(quán)加法器407具有更新THn-1的功能以便在根據(jù)下列方程式中β表示的加權(quán)903數(shù)值期間確定THnTHn=THn,THn≥QnβTHn-1+(1-β)Qn,THn<Qn---(10)]]>圖5顯示包含在圖1所示噪聲抑制器中的多路復用乘法器17的結(jié)構(gòu)例子。多路復用乘法器17具有K個乘法器17010到1701k-1、信號分離器1702、1703，和多路復用器1704。在多路復用乘法器17中，傅里葉變換單元3(圖1)提供的有噪聲話音的多路復用頻譜幅度通過信號分離器1702、1703分離成為頻率-相關(guān)的K個采樣，它們分別提供給乘法器17010到1701k-1。乘法器17010到1701k-1分別平方提供的輸入信號，并且將平方的信號傳輸給多路復用器1704，它多路復用這些輸入信號并且輸出該多路復用信號作為有噪聲話音功率譜。
如圖6所示，包含在圖1所示噪聲抑制器中的噪聲估算單元51具有信號分離器502、多路復用器503、和K個頻率-相關(guān)噪聲估算單元5140到514k-1。在噪聲判斷單元51中，話音激活檢測器4(圖1)提供的話音激活檢測標志和計數(shù)器13(圖1)提供的計數(shù)值都被傳輸給頻率-相關(guān)噪聲估算單元5140到514k-1。多路復用乘法器17(圖1)提供的有噪聲話音功率譜被傳輸?shù)叫盘柗蛛x器502。信號分離器502將提供的多路復用有噪聲話音功率譜分離成為K個頻率-相關(guān)分量，并且將K個頻率-相關(guān)分量分別地傳輸?shù)筋l率-相關(guān)噪聲估算單元5140到514k-1。
頻率-相關(guān)噪聲估算單元5140到514k-1利用從信號分離器502提供的有噪聲話音功率譜計算這些噪聲功率譜分量，并且將計算的噪聲功率譜分量傳輸給多路復用503。噪聲功率譜的計算是通過計數(shù)值和話音激活檢測標志的值來控制的，而且只有在預定狀態(tài)滿足時才執(zhí)行。多路復用器503多路復用提供的K個噪聲功率譜分量，并且將多路復用的噪聲功率譜當作估算噪聲功率譜輸出。
圖7顯示包含在噪聲判斷單元51(圖6)中的頻率-相關(guān)噪聲估算單元5140到514k-1的結(jié)構(gòu)。因為頻率-相關(guān)噪聲估算單元5140到514k-1在結(jié)構(gòu)上彼此是相同的，所以在圖7中它們就表示為頻率-相關(guān)噪聲估算單元514。在參考文獻2中公開的噪聲估算算法用來更新無聲部分中的估算噪聲值，并且使用由遞歸濾波器平均的估算噪聲瞬時值作為估算噪聲值。另一個噪聲估算算法是公開發(fā)表在1998年5月，IEEE話音與音頻處理的論文集，卷6編號3，287-292頁(參考文獻4)，其描述取平均和使用的估算噪聲瞬時值。參考文獻4建議利用橫向濾波器實現(xiàn)平均處理，即，濾波器包括移位寄存器，而不是遞歸濾波器。因為上述兩者的實現(xiàn)具有同等的功能，所以參考文獻4中公開的處理將描述如下。
頻率-相關(guān)噪聲估算單元514具有更新判斷單元521、寄存器長度存儲器5041、開關(guān)5044、移位寄存器4045、加法器5046、最小值選擇器5047、分離器5048，和計數(shù)器5049。來自多路分解器502(圖6)的頻率-相關(guān)有噪聲話音功率譜提供給開關(guān)5044。當開關(guān)5044關(guān)合其電路時，頻率-相關(guān)有噪聲話音功率譜被傳輸給移位寄存器5045。響應更新判斷單元521的控制信號，移位寄存器5045將內(nèi)部寄存器單元中的存儲數(shù)值移到相鄰的寄存器單元。移位寄存器5045的長度等于存儲在寄存器長度存儲器5941中的數(shù)值。來自移位寄存器5045的全部內(nèi)部寄存器單元的輸出提供給加法器5046。加法器5046將來自所有內(nèi)部寄存器單元提供的輸出相加，并且將其和傳輸給除法器5048。
另一方面，來自計數(shù)器13的計數(shù)值和來自話音激活檢測器4的話音激活檢測標志提供給更新判斷單元521。更新判斷單元521總是輸出“1”直到計數(shù)值達到一個預定值。在計數(shù)值達到這預定值后，當話音激活檢測標志是“0”時，即在無聲部分期間，更新判斷單元521輸出“1”，否則輸出“0”。更新判斷單元521將它的輸出傳輸給計數(shù)器5049、開關(guān)5044，和移位寄存器5045。當更新判斷單元521提供信號是“1”時，開關(guān)5044閉合它的電路，而當更新判斷單元521提供的信號是“0”時，斷開它的電路。當更新判斷單元521提供信號是“1”時，計數(shù)器5049增加它的計數(shù)值，而當從更新判斷單元521提供的信號是“0”時，不改變它的計數(shù)值。當更新判斷單元521提供的信號是“1”時，移位寄存器5045從開關(guān)5044讀取一個采樣信號并且將內(nèi)部寄存器單元的存儲數(shù)值移位到相鄰的寄存器單元。
計數(shù)器5049的輸出和寄存器長度存儲器5941的輸出提供給最小值選擇器5047。最小值選擇器5047選擇提供的計數(shù)值與寄存器長度中較小的一個，并且將選擇值傳輸給除法器5048。除法器5048用計數(shù)值和寄存器長度中較小的一個除加法器5046提供的頻率-相關(guān)有噪聲話音功率譜的和，并且輸出這個商作為頻率-相關(guān)估算噪聲功率譜λn(k)。如果存儲在移位寄存器5045的頻率-相關(guān)有噪聲話音功率頻譜分量的采樣值用Bn(k)(n＝0、1、...、n-1)表示，則該頻率-相關(guān)估算噪聲功率譜λn(k)用方程式(11)表示λn(k)=1NΣn=0N-1Bn(k)---(11)]]>其中N表示計數(shù)值和寄存器長度中較小的一個。因為計數(shù)值單調(diào)地從零開始增加，所以除法操作開始是利用計數(shù)值來執(zhí)行然后再利用寄存器長度來執(zhí)行。利用寄存器長度執(zhí)行除操作意味著確定移位寄存器中存儲數(shù)值的平均值。開始，因為沒有足夠多的數(shù)值存儲在移位寄存器5045中，所以將頻率-相關(guān)有噪聲話音功率譜的和除以實際存儲數(shù)值的寄存器單元的數(shù)量。當計數(shù)值小于寄存器長度時，實際存儲數(shù)值的寄存器單元數(shù)量等于計數(shù)值，而當計數(shù)值變得比寄存器長度大時，它等于寄存器長度。
圖8顯示更新判斷單元521的結(jié)構(gòu)。更新判斷單元521具有非門電路5202、比較器5203、閾值存儲器5204，和或門電路5211。在更新判斷單元521中，計數(shù)器13(圖1)提供的計數(shù)值被傳輸?shù)奖容^器5203。閾值存儲器5204輸出的閾值也提供給比較器5203。比較器5203將提供的計數(shù)值和提供的閾值相互比較。如果計數(shù)值是小于閾值，則比較器5203傳輸“1”給或門電路5211，而如果計數(shù)值大于閾值，則比較器5203傳輸“0”給或門電路5211。提供給更新判斷單元521的話音激活檢測標志被傳輸?shù)椒情T電路5202，它確定輸入信號的邏輯反向值并且將該反向值傳輸給或門電路5211。具體地說，非門電路5202將“0”傳輸給話音激活檢測標志是“1”的話音部分中的或門電路5211，而將“1”傳輸給話音激活檢測標志是“0”的無聲部分中的或門電路5211。結(jié)果，在話音激活檢測標志是“0”的無聲部分期間或者當計數(shù)值小于閾值時或門電路5211輸出“1”，圖7顯示的開關(guān)閉合而且總計計數(shù)器5049。
圖9顯示包含在圖1所示噪聲抑制器中的頻率-相關(guān)信噪比計算器6的結(jié)構(gòu)例子。頻率-相關(guān)信噪比計算器6具有K個除法器、6010到601k-1、多路分解器602、603，和多路復用器604。在頻率-相關(guān)信噪比計算器6中，多路復用乘法器17(圖1)提供的有噪聲話音功率譜被傳輸?shù)蕉嗦贩纸馄?02。噪聲估算單元51(圖1)提供的估算噪聲功率譜被傳輸?shù)蕉嗦贩纸馄?03。有噪聲話音功率譜通過多路分解器602分成對應于各個頻率分量的K個采樣，而該K個采樣提供給各個除法器6010到601k-1。估算的噪聲功率譜通過多路分解器603被分成對應于各個頻率分量的K個采樣，而該K個采樣提供給各個除法器6010到601k-1。除法器6010到601k-1用提供的估算噪聲功率譜除提供的有噪聲話音功率譜，從而根據(jù)方程式(12)確定頻率-相關(guān)信噪比γn(k)，并且將頻率-相關(guān)信噪比γn(k)傳輸給多路復用器604
γn(k)=|Yn(k)|2λn(k)---(12)]]>其中λn(k)表示估算的噪聲功率譜。多路復用器604多路復用傳輸?shù)腒個頻率-相關(guān)信噪比，并且輸出該多路復用的信噪比作為后驗信噪比。
如圖10所示，包含在圖1所示的噪聲抑制器中的先驗信噪比估算器7具有多路復用的范圍限制處理器701、后驗信噪比存儲器702、頻譜增益存儲器703、多路復用乘法器704、705、加權(quán)存儲器706、多路復用加權(quán)加法器707，和加法器708。
在先驗信噪比估算器7中，頻率-相關(guān)信噪比計算器6(圖6)提供的后驗信噪比γn(k)(k＝0、1、...、K-1)被傳輸?shù)胶篁炐旁氡却鎯ζ?02和加法器708。后驗信噪比存儲器702存儲第n幀中的后驗信噪比γn(k)而且傳輸?shù)?n-1)幀中的后驗信噪比γn-1(k)到多路復用乘法器705。頻譜增益產(chǎn)生器8提供的頻譜增益Gn(k)(k＝0、1、...、K-1)被傳輸?shù)筋l譜增益存儲器703。頻譜增益存儲器703存儲第n幀中的頻譜增益Gn(k)而且將第(n-1)個幀中的頻譜增益Gn-1(k)傳輸給多路復用乘法器704。多路復用乘法器704平方提供的頻譜增益Gn-1(k)以確定G2n-1(k)并且傳輸G2n-1(k)給多路復用乘法器705。多路復用乘法器705將G2n-1(k)與γn-1(k)(k＝0、1、...、k-1)相乘以便確定G2n-1(k)γn-1(k)，并且將G2n-1(k)γn-1(k)作為估算后信噪比922傳送給多路復用加權(quán)加法器707。多路復用乘法器704、705在結(jié)構(gòu)上與參考圖5已經(jīng)描述的多路復用乘法器17相同，因此這里將不再描述。
加法器708的另外一端被提供-1，因此和γn(k)-1被傳輸?shù)蕉嗦窂陀梅秶拗铺幚砥?01。多路復用范圍限制處理器701利用范圍限制算子P[.]處理加法器708提供的和γn(k)-1，于是傳送該結(jié)果P[γn(k)-1]作為瞬時估算信噪比921給多路復用加權(quán)加法器707。P[x]定義如(13) 多路復用加權(quán)加法器707還提供來自加權(quán)存儲器706的加權(quán)923。多路復用加權(quán)加法器707利用在此提供的瞬時估算信噪比921，估算后信噪比922，和加權(quán)923確定估算的先驗信噪比924。如果加權(quán)923用α表示而估算的先驗信噪比924用 表示，則 根據(jù)方程式14)計算ξ^n(k)=αγn-1(k)G‾n-12(k)+(1-α)P[γn(k)-1]---(14)]]>其中G‾-12(k)γ-1(k)=1]]>如圖11所示，上面描述的多路復用范圍限制處理器701具有常數(shù)存儲器7011、K個最大值選擇器70120到7012k-1、多路信號分離器7013，和多路復用器7014。在多路復用范圍限制處理器701中，多路信號分離器7013提供來自加法器708(圖10)的γn(k)-1。多路復用分離器7013分解提供的γn(k)-1到K個頻率-相關(guān)分量而且分別提供這些頻率-相關(guān)分量給最大值選擇器70120到7012k-1，它們的另外一個輸入端提供來自常數(shù)存儲器7011的零。最大值選擇器70120到7012k-1將γn(k)-1與零相比較，并且傳送較大的值給多路復用器7014。這個最大值選擇計算對應于根據(jù)方程式(13)的計算。多路復用器7014多路復用這些提供的數(shù)值并且輸出這些多路復用值。
如圖12所示，多路復用加權(quán)加法器707具有K個加權(quán)加法器70710到7071k-1，多路信號分離器7072、7074，和多路復用器7075。在多路復用加權(quán)加法器707中，來自多路復用范圍限制處理器701(圖10)的P[γn(k)-1]作為瞬時估算信噪比921提供給多路信號分離器7072。多路復用分離器7072分離P[γn(k)-1]到K個頻率-相關(guān)分量，并且將這些頻率-相關(guān)分量作為頻率-相關(guān)瞬時估算的信噪比9210到921k-1傳送給各個加權(quán)加法器70710到7071k-1。來自多路復用乘法器705圖10)作為估算后信噪比922的G2n-1(k)γn-1(k)提供給多路分解器7074。多路分解器7074分離G2n-1(k)γn-1(k)為K個頻率-相關(guān)分量，并且將這些頻率-相關(guān)分量作為過去頻率相關(guān)估算信噪比9210到921k-1傳輸給各個加權(quán)加法器70710到7071k-1。加權(quán)加法器70710到7071k-1還提供加權(quán)923。加權(quán)加法器70710到7071k-1根據(jù)方程式(14)執(zhí)行加權(quán)加法，并且將結(jié)果作為頻率-相關(guān)估算先驗信噪比9240到924k-1傳輸給多路復用器7075。多路復用器7075多路復用頻率-相關(guān)估算先驗信噪比9240到924k-1，并且輸出多路復用的結(jié)果作為估算的先驗信噪比924。每個加權(quán)加法器70710到7071k-1的操作和結(jié)構(gòu)都與上面已經(jīng)描述的參考圖4的加權(quán)加法器407相同，所以不再詳細描述。然而，該加權(quán)加法總是在計算。
圖13顯示包含在圖1所示噪聲抑制器中的頻譜增益產(chǎn)生器8的結(jié)構(gòu)例子。頻譜增益產(chǎn)生器8具有K個頻譜增益探測裝置8010到801k-1、多路信號分離器802、803，和多路復用器804。在頻譜增益產(chǎn)生器8中，來自頻率-相關(guān)信噪比計算器6(圖1)的后驗信噪比提供給多路信號分離器802。多路復用分離器802分離提供的后驗信噪比成K個頻率-相關(guān)分量并且將這些K個頻率-相關(guān)分量分別地傳送到頻譜增益探測裝置8010到801k-1。來自先驗信噪比估算器7(圖1)的估算先驗信噪比提供給多路信號分離器803。多路信號分離器803分離提供的估算先驗信噪比成K個頻率-相關(guān)分量并且分別傳送這些K個頻率-相關(guān)分量到頻譜增益探測裝置8010到801k-1。頻譜增益探測裝置8010到801k-1搜索對應于后驗信噪比和已經(jīng)提供的估算先驗信噪比的頻譜增益，并且將該結(jié)果傳送給多路復用器804。多路復用器804多路復用提供的頻譜增益而且輸出該多路復用的結(jié)果。
圖14顯示頻譜增益探測裝置8010到801k-1結(jié)構(gòu)的例子。因為頻譜增益探測裝置8010到801k-1在結(jié)構(gòu)上彼此是相同的，所以它們表示為圖14中頻譜增益探測裝置801。頻譜增益探測裝置801具有頻譜增益表8011和地址變換器8012、8013。在頻譜增益探測裝置801中，來自多路信號分離器802(圖13)的頻率-相關(guān)后驗信噪比提供給地址變換器8012。地址變換器8012將提供的頻率-相關(guān)后驗信噪比轉(zhuǎn)換成為相應的地址，并且傳送該地址給頻譜增益表8011。多路信號分離器803(圖13)的頻率-相關(guān)估算先驗信噪比提供給地址變換器8013。地址變換器8013將提供的頻率-相關(guān)估算先驗信噪比轉(zhuǎn)換成為相應的地址，并且傳送該地址給頻譜增益表8011。頻譜增益表8011輸出存儲在對應于地址變換器8012和地址變換器8013提供的地址所在區(qū)域的頻譜增益，作為頻率相關(guān)頻譜增益。
常規(guī)的噪聲抑制器上面已經(jīng)描述。關(guān)于上面描述的常規(guī)噪聲抑制器，噪聲功率譜是根據(jù)話音激活檢測器的輸出在無聲部分中更新。因此，如果來自話音激活檢測器的檢測結(jié)果不正確，則不能準確地估算噪聲的功率譜。當話音部分長久持續(xù)時，因為沒有無聲部分存在，所以噪聲功率譜不能更新，由此非穩(wěn)定噪聲功率譜的估算精度不可避免地降低。因此，常規(guī)的噪聲抑制器具有殘留噪聲以及在增強話音上有失真。
根據(jù)常規(guī)的抑制算法，噪聲功率譜是利用有噪聲的話音功率譜來估算。因此，對于常規(guī)算法，噪聲功率譜在包含有噪聲話音中的話音功率譜影響下不能精確地估算，所以噪聲趨向保持而失真趨向被引進增強的話音。此外，根據(jù)常規(guī)的噪聲抑制算法，因為噪聲抑制是利用頻譜增益來完成的，該頻譜增益由獨立于信噪比的相同計算方法而確定，所以對于增強的話音不能獲得足夠高的質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種噪聲抑制方法，通過與話音激活檢測器性能無關(guān)的精確地估算噪聲功率譜，以便產(chǎn)生具有減少失真和噪聲的增強話音。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種用于噪聲抑制的設備，通過不受話音激活檢測器性能控制的精確地估算噪聲功率譜，以便產(chǎn)生具有減少失真和噪聲的增強話音。
本發(fā)明還有一個目的是提供一種噪聲抑制方法，甚至在噪聲是非平穩(wěn)的狀態(tài)時，該方法通過精確地估算噪聲功率譜，以便產(chǎn)生減少失真和噪聲的增強話音。
還有，本發(fā)明的另一個目的是提供一種用于噪聲抑制的設備，甚至當噪聲是非平穩(wěn)狀態(tài)時，該裝置通過精確地估算的噪聲功率譜，以便產(chǎn)生具有減少失真和噪聲的增強話音。
本發(fā)明另外的目的是提供一種噪聲抑制方法，以便利用相對于所有信噪比值的最佳頻譜增益來產(chǎn)生具有減少失真和噪聲的增強話音。
本發(fā)明還有一個目的是提供一種用于噪聲抑制的設備，以便利用相對于所有信噪比值的最佳頻譜增益來產(chǎn)生具有減少失真和噪聲的增強話音。
根據(jù)本發(fā)明的第一個方面，提供一種噪聲抑制的方法，其包括步驟將輸入信號轉(zhuǎn)換到頻域并且根據(jù)頻域的信號確定信噪比，根據(jù)信噪比確定頻譜增益，根據(jù)信噪比和頻譜增益，修正頻譜增益以便產(chǎn)生一個修正的頻譜增益，利用修正的頻譜增益來加權(quán)頻域的信號以確定第二頻域信號，以及將第二頻域信號轉(zhuǎn)換成時域信號，以便產(chǎn)生噪聲已經(jīng)被抑制的輸出信號。
根據(jù)本發(fā)明的第二個方面，提供一種噪聲抑制的設備，它包括輸入信號變換器，其用于將輸入信號轉(zhuǎn)換成頻域信號；信噪比計算器，其利用頻域信號來確定信噪比；頻譜增益產(chǎn)生器，其用于根據(jù)信噪比來確定頻譜增益；頻譜增益修正單元，其用于根據(jù)信噪比和頻譜增益，修正頻譜增益以便產(chǎn)生一個修正的頻譜增益；乘法器，其利用修正的頻譜增益來加權(quán)頻域信號以便確定第二頻域信號；逆變器，其用于將第二頻域信號轉(zhuǎn)換成時域信號。
在上述噪聲抑制的設備和方法中，噪聲是利用依靠信噪比(SNR)的值修正的頻譜增益來抑制。具體地說，為噪聲抑制的設備具有頻譜增益修正單元，其接收信噪比和頻譜增益的數(shù)值并且計算修正的頻譜增益。通過依靠信噪比值利用修正的頻譜增益來制止噪聲，根據(jù)本發(fā)明可能獲得遭受少量失真以及相對全部信噪比值遭受較小噪聲的增強話音。
根據(jù)本發(fā)明的第三個方面，提供一種噪聲抑制的方法，其包括步驟將輸入信號轉(zhuǎn)換到頻域信號；利用所述頻域信號確定加權(quán)；利用所述加權(quán)，加權(quán)頻域信號以便確定加權(quán)的頻域信號；利用加權(quán)的頻域信號估算噪聲；利用估算的噪聲和頻域信號確定信噪比；根據(jù)信噪比確定頻譜增益；利用頻譜增益來加權(quán)頻域信號以確定第二頻域信號；以及轉(zhuǎn)換該第二頻域信號到時域信號以便產(chǎn)生噪聲已經(jīng)被抑制的輸出信號。
根據(jù)本發(fā)明的第四個方面，提供一種噪聲抑制的設備，至少包括輸入信號變換器，其用于將輸入信號轉(zhuǎn)換成頻域信號；信噪比計算器，其利用頻域信號來確定信噪比；頻譜增益產(chǎn)生器，其用于根據(jù)該信噪比來確定頻譜增益；乘法器，其利用頻譜增益來加權(quán)頻域信號以確定第二頻域信號；以及逆變器，其用于轉(zhuǎn)換第二頻域信號到時域信號，其中信噪比計算器包括加權(quán)計算器，其利用所述頻域信號確定加權(quán)；加權(quán)頻域信號計算器，其利用所述加權(quán)對所述頻域信號加權(quán)，以便確定加權(quán)的頻域信號；噪聲估算單元，其利用加權(quán)的頻域信號來估算噪聲。
在上述噪聲抑制的方法和設備中，噪聲的功率譜是利用加權(quán)的頻域信號(即，加權(quán)有噪聲的話音功率譜)估算的。尤其是，對于噪聲抑制的設備具有加權(quán)頻域信號的計算器(即，加權(quán)有噪聲話音的計算器)，其計算來自有噪聲話音功率譜的加權(quán)噪聲話音功率譜以及估算的噪聲功率譜。因為當前幀中噪聲功率譜是利用加權(quán)噪聲話音功率譜和前面幀中估算的噪聲功率譜來估算，該加權(quán)噪聲話音功率譜來自噪聲話音功率譜，所以可能精確地估算噪聲的功率譜而與噪聲的性質(zhì)無關(guān)，從而產(chǎn)生遭受少量失真和噪聲的增強話音。
根據(jù)本發(fā)明的第五個方面，提供一種估算噪聲的方法，其包括步驟利用輸入信號和在確定加權(quán)時存在的估算的噪聲確定信噪比，利用信噪比確定加權(quán)，利用權(quán)重加權(quán)輸入信號以便確定加權(quán)的輸入信號，以及根據(jù)加權(quán)的輸入信號確定估算的噪聲。
根據(jù)本發(fā)明的第六個方面，提供一種估算噪聲的設備，它包括信噪比計算器，其利用輸入信號和在確定加權(quán)時存在的估算的噪聲確定信噪比；加權(quán)計算器，其用于根據(jù)該信噪比確定加權(quán)；輸入信號計算器，其利用權(quán)重加權(quán)輸入信號以便確定加權(quán)的輸入信號；以及噪聲估算單元，其用于根據(jù)加權(quán)的輸入信號確定估算的噪聲。


圖1是顯示常規(guī)噪聲抑制器的結(jié)構(gòu)方框圖；圖2是顯示包含在圖1所示噪聲抑制器中的話音激活檢測器的結(jié)構(gòu)方框圖；圖3是顯示包含在圖2所示噪聲抑制器中的功率計算器的結(jié)構(gòu)方框圖；圖4是顯示包含在圖2所示話音激活檢測器中的加權(quán)加法器的結(jié)構(gòu)方框圖；圖5是一個顯示包含在圖1所示噪聲抑制器中的多路復用乘法器的結(jié)構(gòu)方框圖；圖6是顯示包含在圖1所示噪聲抑制器中的噪聲估算單元的結(jié)構(gòu)方框圖；圖7是顯示包含在圖6所示噪聲估算單元中的頻率-相關(guān)噪聲估算單元的結(jié)構(gòu)方框圖；圖8是顯示包含在圖7所示頻率-相關(guān)噪聲估算單元的更新判斷單元的結(jié)構(gòu)方框圖；
圖9是顯示包含在圖1所示噪聲抑制器中的頻率-相關(guān)信噪比計算器的結(jié)構(gòu)方框圖；圖10是顯示包含在圖1所示噪聲抑制器中的頻率-先驗信噪比估算器的結(jié)構(gòu)方框圖；圖11是顯示包含在圖10所示頻率-先驗信噪比估算器中的多路復用范圍限制處理器的結(jié)構(gòu)方框圖；圖12是顯示包含在圖10所示頻率-先驗信噪比估算器中的多路復用加權(quán)加法器的結(jié)構(gòu)方框圖；圖13是顯示包含在圖1所示噪聲抑制器中的頻譜增益產(chǎn)生器的結(jié)構(gòu)方框圖；圖14是顯示包含在圖13所示頻譜增益產(chǎn)生器中的頻譜增益測試單元的結(jié)構(gòu)方框圖；圖15是顯示根據(jù)本發(fā)明第一實施例的噪聲抑制器結(jié)構(gòu)方框圖；圖16是顯示包含在圖15所示噪聲抑制器中的加權(quán)噪聲話音計算器的結(jié)構(gòu)方框圖；圖17是顯示包含在加權(quán)噪聲話音計算器中的多路復用非線性處理器的結(jié)構(gòu)方框圖；圖18是顯示使用多路復用非線性處理器的非線性函數(shù)例子的圖；圖19是顯示包含在圖15所示噪聲抑制器中的噪聲估算單元的結(jié)構(gòu)方框圖；圖20是顯示包含在圖19所示噪聲估算單元中的頻率-相關(guān)噪聲估算單元的結(jié)構(gòu)方框圖；圖21是顯示包含在圖20所示頻率-相關(guān)噪聲估算單元的更新判斷單元的結(jié)構(gòu)方框圖；圖22是顯示包含在圖19所示噪聲估算單元中的頻率-相關(guān)噪聲估算單元的結(jié)構(gòu)方框圖；圖23是顯示包含在圖15所示噪聲抑制器中的頻譜增益修正單元的結(jié)構(gòu)方框圖；圖24是顯示包含在圖23所示頻譜增益修正單元中的頻率-相關(guān)頻譜增益修正單元的結(jié)構(gòu)方框圖；
圖25是顯示頻譜增益產(chǎn)生器結(jié)構(gòu)的第二個例子的方框圖；圖26是顯示可以代替圖1 5所示噪聲抑制器中的頻率-相關(guān)信噪比計算器的頻率-帶寬-相關(guān)信噪比計算器的結(jié)構(gòu)方框圖；圖27是顯示包含在圖26所示頻率-帶寬-相關(guān)信噪比計算器中的頻率-帶寬-相關(guān)功率計算器的結(jié)構(gòu)方框圖；圖28是顯示根據(jù)本發(fā)明第二實施例的噪聲抑制器結(jié)構(gòu)方框圖；圖29是顯示包含在圖28所示噪聲抑制器中的噪聲估算單元的結(jié)構(gòu)方框圖；圖30是顯示包含在圖29所示噪聲估算單元中的頻率-相關(guān)噪聲估算單元的結(jié)構(gòu)方框圖；圖31是顯示根據(jù)本發(fā)明第三實施例的噪聲抑制器結(jié)構(gòu)方框圖；圖32是顯示包含在圖31所示噪聲抑制器中的頻率-先驗信噪比估算器的結(jié)構(gòu)方框圖；圖33是顯示根據(jù)本發(fā)明第四實施例的噪聲抑制器結(jié)構(gòu)方框圖；圖34是顯示根據(jù)本發(fā)明第五實施例的噪聲抑制器結(jié)構(gòu)方框圖；圖35是顯示包含在圖34所示噪聲抑制器中的噪聲估算單元的結(jié)構(gòu)方框圖；圖36是顯示包含在圖35所示噪聲估算單元中的頻率-相關(guān)噪聲估算單元的結(jié)構(gòu)方框圖；以及圖37是顯示包含在圖36所示頻率-相關(guān)噪聲估算單元中的更新判斷單元的結(jié)構(gòu)方框圖。
具體實施例方式
根據(jù)圖15顯示的本發(fā)明第一實施例的噪聲抑制器與圖1顯示常規(guī)的噪聲抑制器類似，但是不同的是噪聲估算單元具有不同的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，而且增加了加權(quán)有噪聲話音計算器14和頻譜增益修正單元15。具體地說，根據(jù)第一實施例的噪聲抑制器用噪聲估算單元5代替圖1所示噪聲抑制器中的噪聲估算單元51。加權(quán)有噪聲話音計算器14計算來自有噪聲話音功率譜的加權(quán)有噪聲話音功率譜和估算的噪聲功率譜，并且將該計算的加權(quán)有噪聲話音功率譜輸出到噪聲估算單元5。頻譜增益修正單元15根據(jù)頻譜增益和估算的先驗信噪比計算修正的頻譜增益。用修正的頻譜增益代替由頻譜增益產(chǎn)生器8產(chǎn)生的頻譜增益提供給多路復用乘法器16和先驗信噪比估算器7。話音激活檢測器4、噪聲估算單元5、頻率-相關(guān)信噪比計算器6、計數(shù)器13、加權(quán)有噪聲話音計算器14，以及多路復用乘法器17共同組成信噪比計算器101。先驗信噪比估算器7和頻譜增益產(chǎn)生器8共同組成頻譜增益產(chǎn)生單元102。
在以下描述中，用參考字符表示的那些分量與圖1到14中所示的一樣。根據(jù)本實施例的噪聲抑制器，主要相對于常規(guī)噪聲抑制器的不同描述如下。
如圖16所示，加權(quán)有噪聲話音計算器14具有估算噪聲存儲器1401、頻率-相關(guān)信噪比計算器1402、多路復用非線性處理器1405，和多路復用乘法器1404。估算噪聲存儲器1401存儲從噪聲估算單元5(圖15)提供的估算噪聲功率譜，并且將存儲的先前幀中估算噪聲功率譜輸出給頻率-相關(guān)信噪比計算器1402。頻率-相關(guān)信噪比計算器1402，利用估算噪聲存儲器1401提供的估算噪聲功率譜和多路復用乘法器17(圖15)提供的有噪聲話音功率譜，為每個頻率計算信噪比，并且輸出計算的信噪比到多路復用非線性處理器1405。多路復用非線性處理器1405利用從頻率-相關(guān)信噪比計算器1402提供的信噪比來計算加權(quán)因子矢量，并且輸出該加權(quán)因子矢量給多路復用乘法器1404。多路復用乘法器1404計算從多路復用乘法器17(圖16)提供的有噪聲話音功率譜每個頻率的乘積，以及計算來自多路復用非線性處理器1405提供的加權(quán)因子矢量，并且輸出加權(quán)有噪聲話音功率譜給估算噪聲存儲器5(圖15)。加權(quán)有噪聲話音功率譜對應于加權(quán)的振幅分量。
在加權(quán)有噪聲話音計算器14中，頻率-相關(guān)信噪比計算器1402在結(jié)構(gòu)上與上面描述的參考圖9的頻率-相關(guān)信噪比計算器6相同，并且多路復用乘法器1404在結(jié)構(gòu)上與上述參考圖5中多路復用乘法器17相同。因此，將不再詳細描述。
包含在加權(quán)有噪聲話音計算器14中的多路復用非線性處理器1405的構(gòu)造細節(jié)與工作將參考圖17在下面進行詳細描述。如圖17所示，多路復用非線性處理器1405具有多路分解器1495、K個非線性處理器14850到1485k-1，和多路復用器1475。多路分解器1495分離從頻率-相關(guān)信噪比計算器1402(圖16)提供的信噪比成頻率-相關(guān)信噪比，并且分別輸出頻率-相關(guān)信噪比給非線性處理器14850到1485k-1。根據(jù)非線性函數(shù)，非線性處理器14850到1485k-1輸出取決于輸入數(shù)值的實際價值數(shù)。圖18顯示一個非線性函數(shù)例子。當輸入值用f1表示時，圖18所示的非線性函數(shù)具有一個用方程式(15)表示的輸出值f2 每個非線性處理器14850到1485k-1利用非線性函數(shù)處理從多路分解器1495提供的頻率-相關(guān)信噪比以便確定加權(quán)因子，并且輸出該加權(quán)因子給多路復用器1475。具體地說，非線性處理器14850到1485k-1憑借信噪比輸出從1到0的加權(quán)因子范圍，因此它們在信噪比較小時輸出1而在信噪比較大時輸出0。多路復用器1475多路復用從非線性處理器14850到1485k-1輸出的加權(quán)因子并且輸出加權(quán)因子矢量給多路復用乘法器1404。
用有噪聲話音功率譜通過路復用乘法器1404(圖16)與加權(quán)因子相乘，其具有取決于信噪比的數(shù)值。當信噪比較大時(即，有噪聲話音包含較大的話音分量)加權(quán)因子具有較小值。估算的噪聲通常是利用有噪聲話音功率譜更新的。通過加權(quán)有噪聲話音功率頻譜常常更新具有信噪比的估算噪聲，用于估算高精度的噪聲，可以減小包含在有噪聲話音功率頻譜中話音分量的影響。當非線性函數(shù)在這個例子中用來計算加權(quán)因子時，能夠使用另一種形式表示的信噪比函數(shù)而不是非線性函數(shù)，比如線性函數(shù)或者高-次多項式。
圖19顯示包含在噪聲抑制器中的噪聲判斷單元5的結(jié)構(gòu)。噪聲判斷單元5類似于用于圖6所示常規(guī)噪聲抑制器中的噪聲判斷單元51，除了它具有多路信號分離器505之外，而頻率-相關(guān)噪聲判斷單元5140到514k-1用頻率-相關(guān)噪聲判斷單元5040到504k-1代替。噪聲判斷單元5主要是相對這些不同描述如下。
多路信號分離器505將來自加權(quán)有噪聲話音計算器14(圖15)提供的加權(quán)有噪聲話音功率頻譜分解為頻率-相關(guān)加權(quán)有噪聲話音功率頻譜，并且將這些頻率-相關(guān)加權(quán)的噪聲話音功率頻譜分別地輸出到頻率-相關(guān)噪聲判斷單元5040到504k-1。頻率-相關(guān)噪聲判斷單元5040到504k-1根據(jù)來自多路信號分離器502提供的頻率-相關(guān)有噪聲話音功率頻譜，根據(jù)來自多路信號分離器505提供的頻率-相關(guān)權(quán)重有噪聲話音功率頻譜，根據(jù)來自話音激活檢測器4(圖15)提供的話音激活檢測標志，以及根據(jù)來自計數(shù)器13(圖15)提供的計數(shù)值來計算頻率-相關(guān)估算噪聲功率譜，并且將計算的頻率-相關(guān)估算噪聲功率譜輸出給多路復用器503。多路復用器503多路復用頻率-相關(guān)噪聲判斷單元5040到504k-1提供的頻率-相關(guān)估算噪聲功率譜，并且輸出一個合成的估算噪聲功率譜給頻率-相關(guān)信噪比計算器6(圖15)和權(quán)重有噪聲話音計算器14(圖15)。頻率-相關(guān)噪聲判斷單元5040到504k-1的結(jié)構(gòu)將描述如下。
圖20顯示頻率-相關(guān)噪聲判斷單元5040到504k-1的結(jié)構(gòu)。因為頻率-相關(guān)噪聲判斷單元5040到504k-1在結(jié)構(gòu)上是彼此相同的，所以它們表示為圖20中的頻率-相關(guān)噪聲判斷單元504。在此使用的頻率-相關(guān)噪聲判斷單元504不同于圖7所示的頻率-相關(guān)噪聲判斷單元514，在頻率-相關(guān)噪聲判斷單元504中具有估算噪聲存儲器5942，更新判斷單元520替換了更新判斷單元521，而且提供給開關(guān)5044的是頻率-相關(guān)加權(quán)的有噪聲話音功率頻譜，而不是頻率-相關(guān)有噪聲話音功率頻譜。這些差異的發(fā)生是因為頻率-相關(guān)噪聲判斷單元5040到504k-1使用了加權(quán)的有噪聲話音功率頻譜，而不是有噪聲話音功率頻譜，在計算估算噪聲中，而且在確定估算噪聲的更新中使用估算的噪聲和有噪聲話音功率頻譜。估算噪聲存儲器5942存儲分離器5048提供的頻率-相關(guān)估算噪聲功率譜，并且以上述幀的方式輸出存儲的頻率-相關(guān)估算噪聲功率譜到更新判斷單元520。
圖21顯示更新判斷單元520的結(jié)構(gòu)。更新判斷單元520不同于圖8中的更新判斷單元521，在更新判斷單元520中具有比較器5205，閾值存儲器5206，和閾值計算器5207，或門電路5201替換了或門電路5211。更新判斷單元520主要是相對這些不同描述如下。
閾值計算器5207計算一個取決于估算噪聲存儲器5942(圖20)提供的頻率-相關(guān)估算噪聲功率譜的數(shù)值，并且將其作為一個閾值輸出給閾值存儲器5206。根據(jù)計算閾值的簡單處理，用一個常數(shù)與頻率-相關(guān)估算噪聲功率譜的相乘作為一個閾值。根據(jù)其它處理，可以利用高次多項式或者非線性函數(shù)來計算閾值。閾值存儲器5206存儲從閾值計算器5207輸出的閾值，并且將存儲的閾值以上述的幀方式輸出到比較器5205。比較器5205將閾值存儲器5206提供的閾值與多路信號分離器502(圖19)提供的頻率-相關(guān)有噪聲話音頻譜進行比較。如果頻率-相關(guān)有噪聲話音頻譜小于閾值，比較器5205輸出“1”給或門電路5201。如果頻率-相關(guān)有噪聲話音頻譜大于閾值，比較器5205輸出“0”給或門電路5200。因此，比較器5205根據(jù)估算噪聲功率譜的幅度確定是有噪聲的語言信號還是噪聲。或門電路5201計算從比較器5203輸出、非門電路5202輸出、和比較器5205輸出的邏輯和，并且輸出該結(jié)果到開關(guān)5044、移位寄存器5045，和計數(shù)器5049(圖20)。
如果有噪聲話音功率不僅在初始狀態(tài)和無聲部分較小，而且在話音部分也較小，則更新判斷單元520輸出“1”，從而更新估算噪聲。因為閾值是為每個頻率計算的，所以估算噪聲可以對每個頻率更新。
在圖20中，假設計數(shù)器5049具有一個計數(shù)值CNT，移位寄存器5045具有累加寄存器長度N，和移位寄存器5045存儲頻率-相關(guān)加權(quán)有噪聲話音功率頻譜Bn(k)(n＝0、1、...、N-1)。分離器5048提供的頻率-相關(guān)估算噪聲功率譜λn(k)用方程式(16)表示 換句話說，頻率-相關(guān)估算噪聲功率譜λn(k)表示存儲在移位寄存器5045中的頻率-相關(guān)權(quán)重有噪聲話音功率頻譜的平均值。該平均值可以利用加權(quán)加法器(遞歸濾波器)計算。使用加權(quán)加法器的結(jié)構(gòu)計算頻率-相關(guān)估算噪聲功率譜λn(k)描述如下。
圖22顯示頻率-相關(guān)噪聲判斷單元5040到504k-1的第二個例子的結(jié)構(gòu)。因為頻率-相關(guān)噪聲判斷單元5040到504k-1在結(jié)構(gòu)上彼此相同，它們表示為圖22中的頻率-相關(guān)噪聲判斷單元507。圖22中所示的頻率-相關(guān)噪聲判斷單元507具有加權(quán)加法器5071和加權(quán)存儲器5072，添加它們以代替圖20中所示頻率-相關(guān)噪聲判斷單元504中的移位寄存器5045、加法器5046、最小值選擇器5047、分離器5048、計數(shù)器5049，和寄存器長度存儲器5941。
加權(quán)加法器5071利用估算噪聲存儲器5942以上述的幀形式提供的頻率相關(guān)估算噪聲功率譜，利用開關(guān)5044提供的頻率-相關(guān)權(quán)重有噪聲話音功率頻譜，和利用加權(quán)存儲器5072輸出的加權(quán)因子來計算頻率-相關(guān)估算噪聲，并且輸出該計算的頻率-相關(guān)估算噪聲給多路復用器503。具體地說，如果存儲在加權(quán)存儲器5072中的加權(quán)因子用δ表示而頻率-相關(guān)權(quán)重有噪聲話音功率頻譜用|Yn(k)|2表示，則從加權(quán)加法器5071輸出的頻率-相關(guān)估算噪聲功率譜λn(k)用方程式(17)表示。因為加權(quán)加法器5071在結(jié)構(gòu)上與上面描述的參考圖4的加權(quán)加法器407是相同的，所以加權(quán)加法器5071將不再詳細描述。然而，加權(quán)加法總是在加權(quán)加法器5071中計算。
λn(k)＝δλn-1(k)+(1-δ)|Yn(k)|2(17)圖15所示噪聲抑制器中的頻譜增益改進單元15將描述如下。頻譜增益修正單元15修正取決于信噪比頻譜增益，以便防止當信噪比較低時由于不足的抑制引入殘留噪聲，以及防止當信噪比較高時由于過度的抑制發(fā)生話音失真而導致通話質(zhì)量降低。作為頻譜增益修正的一個例子，當信噪比較低時，一個修正值被附加到頻譜增益以抑制殘留噪聲，而信噪比時，頻譜增益的最小值被限制以便防止話音失真。如圖23所示，頻譜增益修正單元15具有K個頻率-相關(guān)頻譜增益修正單元15010到1501k-1，多路信號分離器1502、1503，和多路復用器1054。
多路信號分離器1502將先驗信噪比估算器7(圖15)提供的估算先驗信噪比分離成為頻率-相關(guān)分量，并且分別輸出該頻率-相關(guān)分量給頻率-相關(guān)頻譜增益修正單元15010到1501k-1。多路信號分離器1503將頻譜增益產(chǎn)生器8(圖15)提供的頻譜增益分離成為頻率-相關(guān)分量，并且分別輸出該頻率-相關(guān)分量給頻率-相關(guān)頻譜增益修正單元15010到1501k-1。頻率-相關(guān)頻譜增益修正單元15010到1501k-1中的每個，根據(jù)多路信號分離器1502提供的頻率-相關(guān)估算先驗信噪比和多路信號分離器1503提供的頻率-相關(guān)頻譜增益，計算頻率-相關(guān)修正頻譜增益，并且輸出該計算的頻率-相關(guān)修正頻譜增益給多路復用器1504。多路復用器1504多路復用頻率-相關(guān)頻譜增益修正單元15010到1501k-1提供的頻率-相關(guān)修正頻譜增益，并且將多路復用的修正頻譜增益輸出到多路復用乘法器16和先驗信噪比估算器7。
圖24顯示頻率-相關(guān)頻譜增益修正單元15010到1501k-1的結(jié)構(gòu)。因為頻率-相關(guān)頻譜增益修正單元15010到1501k-1在結(jié)構(gòu)上彼此是相同的，所以它們表示為圖24中的頻率-相關(guān)頻譜增益修正單元1501。頻率-相關(guān)頻譜增益修正單元1501具有最大值選擇器1591、頻譜增益下限存儲器1592、閾值存儲器1593、比較器1594、開關(guān)(選擇器)1595、修正值存儲器1596，和乘法器1597。
比較器1594將閾值存儲器1593提供的閾值與多路信號分離器1502(圖23)提供的頻率-相關(guān)估算先驗信噪比相互進行比較。如果頻率-相關(guān)估算先驗信噪比大于該閾值，則比較器1594提供“0”給開關(guān)1595。如果頻率-相關(guān)估算先驗信噪比小于該閾值，則比較器1594提供“1”給開關(guān)1595。當比較器1594的輸出是“1”時，開關(guān)1595將多路信號分離器1503(圖23)提供的信號輸出給乘法器1597。當比較器1594輸出是“0”時，開關(guān)1595將多路信號分離器1503提供的信號輸出給最大值選擇器1591。就是說，當頻率-相關(guān)估算先驗信噪比小于該閾值時，頻譜增益被修正。由于該頻譜增益是在信噪比較小時修正，所以話音分量沒有過度地抑制，而且殘留噪聲的數(shù)值減少。乘法器1597計算開關(guān)1595的輸出值與修正值存儲器1596的輸出值的乘積，并且輸出該計算結(jié)果到最大值選擇器1591。為了減少頻譜增益值，修正值通常小于1。然而，是否可以選擇該修正值取決于噪聲抑制器的目的。在圖1所示的常規(guī)噪聲抑制器中，頻譜增益是提供給多路復用乘法器16和先驗信噪比估算器7。然而，在根據(jù)第一實施例的噪聲抑制器中，提供給多路復用乘法器16和先驗SNR估算器7的是修正的頻譜增益，而不是頻譜增益。
頻譜增益下限存儲器1592提供一個為頻譜增益而存儲的下限值給最大值選擇器1591。最大值選擇器1591將開關(guān)1595提供的頻率-相關(guān)頻譜增益與頻譜增益下限存儲器1592提供的頻譜增益下限值相互進行比較，并且輸出它們之中較大的一個給多路復用器1504(圖23)。這就是，頻譜增益總是大于在頻譜增益下限存儲器1592中存儲的下限值。因此，防止由于過度的抑制而使話音失真。
圖25顯示包含在圖1所示噪聲抑制器中的頻譜增益產(chǎn)生器結(jié)構(gòu)的第二個例子。在此圖解說明的頻譜增益產(chǎn)生器81具有最小均方誤差STSA增益函數(shù)值計算器811、歸一化似然比計算器812、話音存在概率存儲器813、和頻譜增益計算器814。頻譜增益產(chǎn)生器81不同于圖15所示通過搜索來確定頻譜增益的頻譜增益產(chǎn)生器8，因為噪聲頻譜增益產(chǎn)生器81根據(jù)估算先驗信噪比和提供的后驗信噪比來計算頻譜增益。根據(jù)參考文獻1中描述的方程式計算頻譜增益的過程將描述如下。
假設幀的編號用n來表示，頻率數(shù)用k表示，k，γn(k)表示頻率-相關(guān)信噪比計算器6(圖15)提供的頻率-相關(guān)后驗信噪比，而 表示先驗信噪比估算器7(圖15)提供的頻率-相關(guān)估算先驗信噪比。也可以假設ηn(k)=ξ^n(k)/q,]]>υn(k)＝ηn(k)·γn(k)/(1+ηn(k))υn(k)最小均方誤差STSA增益函數(shù)值計算器811根據(jù)頻率-相關(guān)信噪比計算器6提供的后驗信噪比，先驗信噪比估算器7提供的估算先驗信噪比，以及話音存在概率存儲器813提供的話音存在概率q來為各個頻率計算最小均方誤差STSA增益函數(shù)值，并且輸出該計算的最小均方誤差STSA增益函數(shù)值給頻譜增益計算器814。對于各個頻率的最小均方誤差STSA增益函數(shù)值Gn(k)是通過方程式(18)給出的。在方程式(18)中，I0(z)表示第0階修正的貝塞爾函數(shù)，而I1(z)表示第1修正的貝塞爾函數(shù)。修正貝塞爾函數(shù)是描述在1985年，Iwanami Shoten出版的“數(shù)學字典”的374頁G(參考文獻5)。
Gn(k)=πυn(k)2·γn(k)exp(-υn(k)2)·[(1+υn(k))I0(υn(k)2)+υn(k)I1(υn(k)2)]---(18)]]>歸一化似然比計算器812根據(jù)頻率-相關(guān)信噪比計算器6提供的后驗信噪比γn(k)，先驗信噪比估算器7提供的估算先驗信噪比 以及話音存在概率存儲器813提供的話音存在概率q來為各個頻率計算歸一化似然比，并且輸出該計算的歸一化似然比給頻譜增益計算器814。對于各個頻率的歸一化似然比Λn(k)是通過方程式(19)表示Λn(k)=q exp(υn(k))1-q1+ηn(k)---(19)]]>頻譜增益計算器814根據(jù)最小均方誤差STSA增益函數(shù)值計算器811提供的最小均方誤差STSA增益函數(shù)值Gn(k)，以及根據(jù)歸一化似然比計算器812提供的歸一化似然比Λn(k)，為各個頻率計算頻譜增益，并且輸出該計算的頻譜增益給頻譜增益修正單元15(圖15)。對于相應頻率的頻譜增益Gn(k)用方程式(20)表示G‾n(k)=Λn(k)Λn(k)+1Gn(k)---(20)]]>在圖15所示的噪聲抑制器中，對于包括多個頻率的相應頻帶范圍，能夠確定和使用普通的信噪比，而不是頻率-相關(guān)信噪比。為各自頻帶而用于計算信噪比的頻率-相關(guān)信噪比計算器6的第二例子將描述如下。
圖26所示的頻率-帶寬-相關(guān)信噪比計算器61的結(jié)構(gòu)可以用于代替圖15所示噪聲抑制器中的頻率-相關(guān)信噪比計算器6。頻率-帶寬-相關(guān)信噪比計算器61與圖9所示的頻率-相關(guān)信噪比計算器6不同，其中它具有頻率-帶寬-相關(guān)功率計算器611、612。頻率-帶寬-相關(guān)功率計算器611根據(jù)多路信號分離器602提供的頻率-相關(guān)有噪聲話音功率頻譜來計算頻率-帶寬-相關(guān)功率，并且分別輸出該計算的頻率-帶寬-相關(guān)功率給分離器6010到601k-1。頻率-帶寬-相關(guān)功率計算器612根據(jù)多路信號分離器603提供的頻率-相關(guān)估算噪聲功率譜來計算頻率-帶寬-相關(guān)功率，并且分別輸出該計算的頻率-帶寬-相關(guān)功率給分離器6010到601k-1。
圖27顯示頻率-帶寬-相關(guān)功率計算器611的結(jié)構(gòu)。在圖解說明的例子中，整個功率譜被分成M個具有相等帶寬L的頻帶，其中L、M是自然數(shù)滿足關(guān)系K＝LM。
頻率-帶寬-相關(guān)功率計算器611具有M個加法器61100到6110M-1。從多路信號分離器602(圖26)提供的頻率-相關(guān)有噪聲話音功率頻譜分量9100到910k-1(9100到910ML-1)分別傳輸給對應于各個頻率的加法器61100到6110M-1。例如，因為對應于頻帶編號0的頻率數(shù)是0到L-1，所以頻率-相關(guān)有噪聲話音功率頻譜分量9100到910L-1被傳輸給加法器61100。同樣地，例如，因為對應于頻帶編號1的頻率數(shù)是L到2L-1，所以頻率-相關(guān)有噪聲話音功率頻譜分量910L到9102L-1被傳輸給加法器61101。加法器61100到6110M-1計算提供的頻率-相關(guān)有噪聲話音功率頻譜分量的各個和，并且輸出頻率-帶寬-相關(guān)有噪聲話音功率頻譜分量9110到911ML-1(9110到911k-1)給分離器6010到601k-1(圖26)。提供來自加法器61100到6110k-1的計算結(jié)果作為頻率-帶寬-相關(guān)有噪聲話音功率頻譜分量，對于依靠各個頻帶編號的頻率。例如，來自加法器61100的計算結(jié)果輸出作為頻率-帶寬-相關(guān)有噪聲話音功率頻譜分量9110到911L-1，而來自加法器61101的計算結(jié)果輸出作為頻率-帶寬-相關(guān)有噪聲話音功率頻譜分量911L到9112L-1。
頻率-帶寬-相關(guān)功率計算器612在結(jié)構(gòu)和操作中等效于頻率-帶寬-相關(guān)功率計算器611。因此，頻率-帶寬-相關(guān)功率計算器612下面將不做詳細描述。
在整個功率譜被分成以前描述的多個頻帶范圍同時，也可以使用其它的頻帶分隔方法，比如，用于分離整個功率譜成為臨界頻帶的方法，其公開在1980年電子學、信息和通信工程師學會，“監(jiān)聽與話音”的115-118頁(參考文獻6)，或者用于分隔整個功率譜成為倍頻度頻帶的方法，如公開在1983年，美國Prentice-Hall公司，“多速率數(shù)字信號處理”(參考文獻7)。
本發(fā)明的第二實施例將描述如下。根據(jù)圖28所示第二實施例的噪聲抑制器不同于根據(jù)圖15所示第一實施例的噪聲抑制器，其中噪聲判斷單元5替換為噪聲判斷單元52而省去加權(quán)有噪聲話音計算器14。根據(jù)第二實施例的噪聲抑制器主要相對于這些不同描述如下。
圖29顯示包含在根據(jù)第二實施例的噪聲抑制器中的噪聲判斷單元52的結(jié)構(gòu)。噪聲判斷單元52不同于圖19所示的噪聲判斷單元5，其中頻率-相關(guān)噪聲判斷單元5040到504k-1用頻率-相關(guān)噪聲判斷單元5060到506k-1替換，而且噪聲判斷單元52的輸入信號沒有加權(quán)有噪聲話音功率頻譜。這是因為鑒于圖19所示噪聲判斷單元5中的頻率-相關(guān)噪聲判斷單元5040到504k-1需要輸入具有頻率-相關(guān)加權(quán)有噪聲話音功率頻譜，而噪聲判斷單元52中的信號噪聲判斷單元5060到506k-1不需要輸入具有頻率-相關(guān)加權(quán)有噪聲話音功率頻譜。
圖30是一個顯示包含在圖29所示噪聲判斷單元52中的頻率-相關(guān)噪聲判斷單元5060到506k-1的結(jié)構(gòu)方框圖。因為頻率-相關(guān)噪聲判斷單元5060到506k-1在結(jié)構(gòu)上彼此相同，所以它們表示為圖30中的頻率-相關(guān)噪聲判斷單元506。頻率-相關(guān)噪聲判斷單元506不同于圖20所示的頻率-相關(guān)噪聲判斷單元504，其中它沒有使用具有加權(quán)有噪聲話音功率頻譜的輸入信號，而它具有分離器5041、非線性處理機5042、和乘法器5043。噪聲判斷單元506主要針對這些差別描述如下。
分離器5041通過估算來自估算噪聲存儲器5942提供先前幀中的噪聲功率譜，來分離多路信號分離器502(圖29)提供的頻率-相關(guān)有噪聲話音功率頻譜，并且輸出分離的結(jié)果給非線性處理機5042。非線性處理機5042，它在結(jié)構(gòu)與功能方面與圖17所示的非線性處理機1485相同，計算取決于分離器5041輸出的加權(quán)因子，并且輸出計算的加權(quán)因子給乘法器5043。乘法器5043計算多路信號分離器502(圖28)提供的頻率-相關(guān)有噪聲話音功率頻譜與非線性處理機5042提供的加權(quán)因子兩者乘積，并且輸出該乘積給開關(guān)5044。
從乘法器5043輸出的信號等效于圖18所示頻率-相關(guān)噪聲判斷單元504中的頻率-相關(guān)加權(quán)噪聲話音功率頻譜分量。具體地說，頻率-相關(guān)加權(quán)有噪聲話音功率頻譜可以在頻率-相關(guān)噪聲判斷單元506內(nèi)計算。因此在根據(jù)第二實施例的噪聲抑制器中，可以省去加權(quán)有噪聲話音計算器。
本發(fā)明的第三實施例將描述如下。根據(jù)圖31所示本發(fā)明第三實施例的噪聲抑制器不同于根據(jù)圖15中所示第一實施例的噪聲抑制器，其中先驗信噪比估算器具有不同的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。圖32顯示用于第三實施例的先驗信噪比估算器71的結(jié)構(gòu)。先驗信噪比估算器71不同于圖10所示的先驗信噪比估算器7，其中它具有估算噪聲存儲器712，增強話音功率頻譜存儲器713、頻率-相關(guān)信噪比計算器715、以及代替后驗信噪比存儲器702、頻譜增益存儲器703、和多路復用乘法器705、704的多路復用乘法器716。此外，鑒于圖10所示的先驗信噪比估算器7的輸入信號包含頻譜增益，圖32所示的先驗信噪比估算器71的輸入信號包含代替頻譜增益的增強話音頻譜振幅和估算噪聲功率譜。
多路復用乘法器716將多路復用乘法器16(圖31)提供每個頻率的增強話音頻譜振幅進行平方，并且輸出該確定的增強話音功率頻譜給增強話音功率頻譜存儲器713。因為多路復用乘法器716與如上所述參考圖5的多路復用乘法器17在結(jié)構(gòu)上相同，所以下面不再詳細描述多路復用乘法器716。增強話音功率頻譜存儲器713存儲多路復用乘法器716提供的增強話音功率頻譜，并且以先前幀的方式輸出存儲的增強話音功率頻譜給頻率-相關(guān)信噪比計算器715。因為頻率-相關(guān)信噪比計算器715在結(jié)構(gòu)上與如上所述參考圖9的頻率-相關(guān)信噪比計算器6相同，所以下面不再詳細描述頻率-相關(guān)信噪比計算器715。估算噪聲存儲器712存儲噪聲判斷單元5(圖31)提供的估算噪聲功率譜，并且將存儲的估算噪聲功率譜以先前幀的方式輸出到頻率-相關(guān)信噪比計算器715。頻率-相關(guān)信噪比計算器715，為各個頻率，計算增強話音功率頻譜存儲器713提供的增漲話音功率頻譜的信噪比，以及計算估算噪聲存儲器712提供的估算噪聲功率譜的信噪比，并且輸出計算的信噪比給多路復用加權(quán)加法器707。
在圖32所示先驗信噪比估算器71中的頻率-相關(guān)信噪比計算器715的輸出信號等效于圖10所示先驗信噪比估算器7中的多路復用乘法器705的輸出信號。因此，根據(jù)第三實施例，先驗信噪比估算器7可以用如上所述的先驗信噪比估算器71代替。
本發(fā)明的第四實施例將描述如下。根據(jù)圖33所示本發(fā)明第四實施例的噪聲抑制器不同于根據(jù)圖28中所示第二實施例的噪聲抑制器，其中使用在第三實施例中的先驗信噪比估算器71(看圖32)被用作一個先驗信噪比估算器。噪聲判斷單元52在結(jié)構(gòu)和工作上與使用在第二實施例中的類似，而先驗信噪比估算器71在結(jié)構(gòu)和工作上與使用在第三實施例中的類似。因此，圖33中所示噪聲抑制器完成的功能相當于根據(jù)圖15所示第一實施例噪聲抑制器的功能。
本發(fā)明的第五實施例將描述如下。根據(jù)圖34所示第五實施例的噪聲抑制器不同于根據(jù)圖15所示第一實施例的噪聲抑制器，其中噪聲判斷單元5替換為噪聲判斷單元53而省去加權(quán)有噪聲話音計算器4。因此，噪聲抑制器如此安排它不需要使用估算噪聲的話音激活檢測器。根據(jù)第五實施例的噪聲抑制器主要針對于這些不同描述如下。
圖35顯示用在第五實施例中的噪聲判斷單元53的結(jié)構(gòu)。噪聲判斷單元53不同于圖19所示的噪聲判斷單元5，其中頻率-相關(guān)噪聲判斷單元5040到504k-1用頻率-相關(guān)噪聲判斷單元5080到508k-1來代替，而且輸入信號不包含話音激活檢測標志。
圖36顯示每個頻率-相關(guān)噪聲判斷單元5080到508k-1的結(jié)構(gòu)。因為頻率-相關(guān)噪聲判斷單元5080到508k-1在結(jié)構(gòu)上彼此相同，所以它們表示為圖36中的頻率-相關(guān)噪聲判斷單元508。頻率-相關(guān)噪聲判斷單元508不同于圖20所示的頻率-相關(guān)噪聲判斷單元504，其中更新判斷單元520用更新判斷單元522代替，而且該輸入信號不包含話音激活檢測標志。圖37中圖解說明更新判斷單元522的結(jié)構(gòu)。更新判斷單元522不同于圖21所示的更新判斷單元520，其中或門電路5221代替或門電路5201，省去非門電路5202，而且輸入信號不包含話音激活檢測標志。具體地說，更新判斷單元522不同于圖21所示的更新判斷單元520，它在更新估算噪聲中沒有使用話音激活檢測標志?；蜷T電路5221計算比較器5205輸出值與比較器5203輸出值的邏輯和，并且將結(jié)果輸出給觸發(fā)器5044、移位寄存器5045、加計數(shù)器5049(圖36)。更新判斷單元522總是輸出“1”直到計數(shù)值達到一個預定值。在計數(shù)值達到預定值后，當有噪聲話音功率小于閾值時更新判斷單元522輸出“1”。參考如上所述的圖21，比較器5025確定有噪聲語言信號是不是噪聲。即，比較器5205檢測每個頻率的話音。因此，利用上述結(jié)構(gòu)，可能實現(xiàn)更新判斷單元，其不需要話音激活檢測標志包含在輸入信號中。
根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的噪聲抑制器已經(jīng)在上面進行了描述。在上面的描述中，已經(jīng)假定最小均方誤差快速頻譜振幅被用作噪聲抑制的算法。然而，本發(fā)明也適用于其它的噪聲抑制算法。這樣的噪聲抑制算法一種是維納濾波處理，其公開在1979年12月，IEEE會刊，67卷編號12，1586-1604頁(參考文獻8)。
工業(yè)實用性根據(jù)本發(fā)明，如上所述，因為噪聲的功率譜是利用加權(quán)的有噪聲話音功率譜來估算，所以噪聲的功率譜能夠精確地估算而與噪聲性質(zhì)無關(guān)，因此利用減少失真和噪聲來產(chǎn)生增強話音。此外，根據(jù)本發(fā)明，因為噪聲是利用取決于信噪比值(信號-對-噪聲比)的改進頻譜增益來抑制的，所以能夠利用減少相對于全部信噪比值的失真和噪聲來產(chǎn)生增強話音。
權(quán)利要求
1.一種噪聲抑制的方法，其特征在于包括下面步驟分析輸入信號以產(chǎn)生頻譜增益；利用修正系數(shù)修正所述頻譜增益以便產(chǎn)生一個修正的頻譜增益；利用所述修正的頻譜增益來加權(quán)所述輸入信號以抑制噪聲；確定輸入信號的信噪比；以及確定所述修正系數(shù)，以致當所述信噪比相對低時，將對輸入信號造成相對強的抑制的一修正系數(shù)確定作為所述修正系數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噪聲抑制的方法，其特征在于當所述信噪比相對高時，確定預示修正相對小的一修正系數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的噪聲抑制的方法，其特征在于所述加權(quán)步驟是在頻率域執(zhí)行的。
4.一種噪聲抑制設備，其特征在于包括頻譜增益產(chǎn)生器，其用于分析輸入信號以產(chǎn)生頻譜增益；頻譜增益修正單元，其利用修正系數(shù)修正所述頻譜增益以便產(chǎn)生一個修正的頻譜增益；加權(quán)單元，其利用所述修正的頻譜增益來加權(quán)所述輸入信號以抑制噪聲；信噪比計算器，其用于確定所述輸入信號的信噪比；以及修正系數(shù)產(chǎn)生器，其產(chǎn)生所述修正系數(shù)，以致當所述信噪比相對低時，將對輸入信號造成相對強的抑制的一修正系數(shù)確定作為所述修正系數(shù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的噪聲抑制設備，其特征在于當所述信噪比相對高時，確定預示修正相對小的一修正系數(shù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的噪聲抑制設備，其特征在于所述加權(quán)是在頻率域執(zhí)行的。
全文摘要
一種噪聲抑制設備具有用于將輸入信號轉(zhuǎn)換成頻域信號的轉(zhuǎn)換器，利用該頻域信號來確定信噪比的信噪比計算器，根據(jù)該信噪比用于確定頻譜增益的頻譜增益產(chǎn)生器，用于修正頻譜增益以便確定修正的頻譜增益的頻譜增益修正單元，利用修正的頻譜增益加權(quán)頻域信號的乘法器，以及用于將加權(quán)頻域信號轉(zhuǎn)換到時域信號的逆變器。在這種噪聲抑制設備中，更可取的是根據(jù)有噪聲話音的功率譜和估算噪聲的功率譜來計算加權(quán)的有噪聲話音的功率譜，因此而確定信噪比。
文檔編號G10L15/20GK101042871SQ20061016373
公開日2007年9月26日 申請日期2001年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2000年12月28日
發(fā)明者加藤正德, 杉山昭彥 申請人:日本電氣株式會社