專利名稱：用于處理音頻信號的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請涉及用于音頻信號的處理的設(shè)備。本申請還涉及但不限于用于處理移動設(shè)備中的音頻信號的設(shè)備。
背景技術(shù)：
電子設(shè)備且特別是移動或便攜式電子設(shè)備可以裝配有集成擴(kuò)音器設(shè)備或適當(dāng)?shù)囊纛l輸入以便接收擴(kuò)音器信號。這允許捕捉和處理適當(dāng)?shù)囊纛l信號以便處理、編碼、存儲或傳送到其它設(shè)備。例如，蜂窩式電話可以具有被配置為以適合于處理并經(jīng)由蜂窩式通信網(wǎng)絡(luò)傳送至另一設(shè)備的格式生成音頻信號的擴(kuò)音器設(shè)備，然后可以對所述另一設(shè)備處的信號進(jìn)行解碼并傳遞至諸如頭戴式耳機(jī)或揚(yáng)聲器的適當(dāng)收聽設(shè)備。類似地，某些多媒體設(shè)備裝配有用于事件的音頻捕捉以用于稍后重放或傳輸?shù)膯温暤阑蛄Ⅲw聲擴(kuò)音器設(shè)備。電子設(shè)備還可以包括用于從一個或多個擴(kuò)音器接收音頻信號的擴(kuò)音器設(shè)備或輸入且可以執(zhí)行某些預(yù)編碼處理以減少噪聲。例如，可以將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字格式以進(jìn)行進(jìn)一步處理。當(dāng)嘗試記錄來自遠(yuǎn)音頻信號源的全譜帶音頻信號時可能要求此預(yù)處理，期望的信號與背景或干擾噪聲相比可能是弱的。某些噪聲在記錄器外部且可能作為固定聲學(xué)背景或環(huán)境噪聲已知。此類固定聲學(xué)背景噪聲的典型來源是諸如空調(diào)單元、投影儀風(fēng)扇、計算機(jī)風(fēng)扇或其它機(jī)器的風(fēng)扇。機(jī)器噪聲的示例例如是諸如洗衣機(jī)和洗碗機(jī)的家庭機(jī)器、諸如交通噪聲的車輛噪聲。其它干擾源可能來自附近環(huán)境中的其他人，例如在音樂會中來自與記錄器鄰近的人的嗡嗡聲或諸如通過樹的風(fēng)的自然噪聲。其它干擾噪聲可能在系統(tǒng)內(nèi)部。噪聲抑制器電路通常利用快速傅立葉變換(FFT)在頻域中操作以便獲得足夠的頻率分辨率。由于寬帶信號與窄帶信號相比具有雙倍的樣本數(shù)目(通常對于移動設(shè)備語音應(yīng)用而言，將8kHz采樣頻率定義為窄帶并將16kHz采樣頻率定義為寬帶)，所以必須將FFT長度加倍。這大致上使處理寬帶音頻信號所需的計算和存儲器的所需量加倍，但是由于處理相同水平的FFT的固定點(diǎn)，所以不能提供如在窄帶處理中提供的準(zhǔn)確度。音頻信號的有限精度還產(chǎn)生量化噪聲。該量化噪聲在顯著時變成可聽的且使得信號的收聽困難且令人討厭。在語音系統(tǒng)中，這例如在音頻信號被作為寬帶信號處理時發(fā)生(換言之，具有16kHz采樣頻率)，但是僅具有窄帶內(nèi)容(換言之，沒有在4kHz以上的有效內(nèi)容(significant content))。這種情況通常被忽視，因為假設(shè)其很少發(fā)生，但是已實現(xiàn)的系統(tǒng)顯示這種情況下可能相當(dāng)頻繁地發(fā)生。例如如果載送寬帶呼叫的電話被附著于僅具有窄帶能力的藍(lán)牙附件，則只有窄帶內(nèi)容被寬帶呼叫載送。此外，已經(jīng)觀察到即使當(dāng)所處理的信號是真實寬帶信號時，量化噪聲也可能是可聽的。雖然可以使用具有更好質(zhì)量的FFT來產(chǎn)生部分解，但已經(jīng)觀察到不可能在不使用大量的存儲器和處理能力且因此對用于移動設(shè)備的電池功率和成本具有顯著影響的情況下單獨(dú)地使用FFT來解決問題。使用將寬帶信號劃分成兩個信號低頻帶和高頻帶的雙通道分析-綜合濾波器組已被視為處理的基礎(chǔ)。然而，通常存在具有混疊補(bǔ)償?shù)母吆偷皖l帶的抽取。這些音頻信號的音頻信號處理應(yīng)遵循以下標(biāo)準(zhǔn)1.音頻質(zhì)量(音頻信號不應(yīng)失真)；2.存儲器(濾波器組不應(yīng)要求大量的存儲器以存儲濾波器組配置，換言之不應(yīng)需要濾波器來存儲大量的值)；3.計算復(fù)雜性(濾波器組不應(yīng)復(fù)雜到足以要求顯著的處理器能力并因此增加用于移動設(shè)備或類似物的電池上的功率消耗)；以及4.延遲(在處理中不應(yīng)存在明顯大的延遲，因為這可能影響通信通道)。已知技術(shù)通常產(chǎn)生大量的量化噪聲，或者對于適當(dāng)?shù)挠嬎銖?fù)雜性和存儲器而言，不能產(chǎn)生用于寬帶語音目的的足夠的質(zhì)量。已知其它方法要求針對低頻率在濾波器上設(shè)置非常窄的頻帶。為了在低頻率上產(chǎn)生足夠的頻率分辨率，將要求許多濾波器，這在存儲器和計算容量方面將是昂貴的。其它方法產(chǎn)生明顯長的延遲且具有用于高頻帶信號的不足的頻率分辨率。

發(fā)明內(nèi)容
本申請從可以在不犧牲音頻質(zhì)量的情況下將改進(jìn)的濾波器組結(jié)構(gòu)配置為具有容許延遲、存儲器要求和計算復(fù)雜性的考慮出發(fā)。此外，所述結(jié)構(gòu)和設(shè)備被設(shè)計為使得除噪聲抑制之外，其它音頻處理可以利用濾波器組結(jié)構(gòu)且因此可以節(jié)省處理器系統(tǒng)上的計算和存
儲器容量。根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種方法，包括將音頻信號濾波成至少兩個頻帶信號；以及針對每個頻帶信號生成多個子帶信號；其中針對至少一個頻帶信號，使用時域至頻域變換來生成所述多個子帶信號，并且針對至少一個其它頻帶，使用子帶濾波器組來生成用于所述一個其它頻帶的所述多個子帶信號。所述時域至頻域變換可以包括以下各項中的至少一個快速傅立葉變換；離散傅立葉變換；以及離散余弦變換。子帶濾波器組可以包括基于余弦的調(diào)制濾波器組。將音頻信號濾波成至少兩個頻帶信號可以包括將音頻信號高通濾波成至少兩個頻帶信號中的第一個；將音頻信號低通濾波成低通濾波信號；以及對低通濾波音頻信號進(jìn)行下采樣以生成所述至少兩個頻帶信號中的第二個。對低通濾波音頻信號進(jìn)行下采樣以生成所述至少兩個頻帶信號中的第二個優(yōu)選地是用因子2進(jìn)行的。該方法還可以包括；處理來自至少一個頻帶的至少一個子帶信號；將子帶信號組合以形成至少兩個已處理頻帶音頻信號；以及將所述至少兩個已處理頻帶音頻信號組合以生成已處理音頻信號。處理來自至少一個頻帶的至少一個子帶信號可以包括向來自至少一個頻率信號的至少一個子帶信號施加噪聲抑制。將子帶信號組合以形成至少兩個已處理頻率信號可以包括使用頻域至?xí)r域變換從第一組子帶信號生成所述至少兩個已處理頻帶中的第一個；以及將第二組子帶信號求和以形成所述至少兩個已處理頻帶中的第二個。優(yōu)選地使第一組子帶信號與使用時域至頻域變換生成的所述多個子帶信號相關(guān)聯(lián)，并且優(yōu)選地使第二組子帶信號與使用子帶濾波器組生成的所述多個子帶信號相關(guān)聯(lián)。將所述至少兩個已處理頻帶音頻信號組合以生成已處理音頻信號還可以包括對所述至少兩個已處理頻帶信號中的第一個進(jìn)行上采樣；對所述至少兩個已處理頻帶信號中的被上采樣的第一個進(jìn)行低通濾波；以及將所述至少兩個已處理頻帶信號中的被低通濾波、上采樣的第一個與所述至少兩個已處理頻帶信號中的第二個組合以生成已處理音頻信號。對所述至少兩個已處理頻帶信號中的第一個進(jìn)行上采樣優(yōu)選地是用因子2進(jìn)行的。將所述至少兩個已處理頻帶音頻信號組合以生成已處理音頻信號還可以包括使所述至少兩個已處理頻帶信號中的第二個延遲以使所述至少兩個已處理頻帶信號中的被低通濾波、上采樣的第一個與所述至少兩個已處理頻帶信號中的第二個同步。該方法還可以包括在將所述至少兩個已處理頻帶音頻信號組合以生成已處理音頻信號之前處理子帶信號，其中所述子帶信號的處理包括對子帶信號的信號水平控制。該方法還可以包括配置濾波器，該濾波器優(yōu)選地包括第一濾波器，其用于音頻信號到至少兩個頻帶信號中的第一個的高通濾波；第二濾波器，其用于音頻信號到低通濾波信號的低通濾波；以及第三濾波器，其用于已處理頻帶信號中的被上采樣的第一個的低通濾波。配置第一組濾波器可以包括通過僅用一個失真來使用于第一濾波器和第二濾波器的阻帶能量最小化來配置用于第一濾波器和第二濾波器的至少一個濾波器參數(shù)。配置第一組濾波器可以包括執(zhí)行在保持用于第一濾波器的濾波器參數(shù)固定的同時配置用于第二濾波器和第三濾波器的至少一個濾波器參數(shù)且然后在保持用于第三濾波器的濾波器參數(shù)固定的同時配置用于第一濾波器和第二濾波器的至少一個濾波器參數(shù)的操作的至少一個迭代。該方法還可以包括在針對每個頻帶信號生成多個子帶信號之前處理至少兩個頻帶信號，其中所述至少兩個頻帶信號的處理優(yōu)選地包括以下各項中的至少一個音頻波束形成處理；以及自適應(yīng)濾波。根據(jù)本申請的第二方面，提供了一種設(shè)備，其包括至少一個處理器和包括計算機(jī)程序代碼的至少一個存儲器，所述至少一個存儲器和計算機(jī)程序代碼被配置為用所述至少一個處理器促使所述設(shè)備至少執(zhí)行將音頻信號濾波成至少兩個頻帶信號；以及針對每個頻帶信號生成多個子帶信號；其中針對至少一個頻帶信號，使用時域至頻域變換來生成所述多個子帶信號，并且針對至少一個其它頻帶，使用子帶濾波器組來生成用于所述一個其它頻帶的所述多個子帶信號。所述時域至頻域變換可以包括以下各項中的至少一個快速傅立葉變換；離散傅立葉變換；以及離散余弦變換。子帶濾波器組可以包括基于余弦的調(diào)制濾波器組。將音頻信號濾波成至少兩個頻帶信號還可以包括促使所述設(shè)備執(zhí)行將音頻信號高通濾波成至少兩個頻帶信號中的第一個；將音頻信號低通濾波成低通濾波信號；以及對低通濾波音頻信號進(jìn)行下采樣以生成所述至少兩個頻帶信號中的第二個。對低通濾波音頻信號進(jìn)行下采樣以生成所述至少兩個頻帶信號中的第二個還可以包括促使所述設(shè)備用因子2來執(zhí)行下采樣。所述至少一個處理器可以促使所述設(shè)備至少還執(zhí)行處理來自至少一個頻帶的至少一個子帶信號；將子帶信號組合以形成至少兩個已處理頻帶音頻信號；以及將所述至少兩個已處理頻帶音頻信號組合以生成已處理音頻信號。處理來自至少一個頻帶的至少一個子帶信號還可以包括促使所述設(shè)備執(zhí)行向來自至少一個頻率信號的至少一個子帶信號施加噪聲抑制。促使所述設(shè)備執(zhí)行將子帶信號組合以形成至少兩個已處理頻率信號還可以包括促使所述設(shè)備執(zhí)行使用頻域至?xí)r域變換從第一組子帶信號生成所述至少兩個已處理頻帶中的第一個；以及將第二組子帶信號求和以形成所述至少兩個已處理頻帶中的第二個。優(yōu)選地使第一組子帶信號與使用時域至頻域變換生成的所述多個子帶信號相關(guān)聯(lián)，并且優(yōu)選地使第二組子帶信號與使用子帶濾波器組生成的所述多個子帶信號相關(guān)聯(lián)。促使所述設(shè)備執(zhí)行將所述至少兩個已處理頻帶音頻信號組合以生成已處理音頻信號還可以包括促使所述設(shè)備執(zhí)行對所述至少兩個已處理頻帶信號中的第一個進(jìn)行上采樣；對所述至少兩個已處理頻帶信號中的被上采樣的第一個進(jìn)行低通濾波；以及將所述至少兩個已處理頻帶信號中的被低通濾波、上采樣的第一個與所述至少兩個已處理頻帶信號中的第二個組合以生成已處理音頻信號。促使所述設(shè)備執(zhí)行對所述至少兩個已處理頻帶信號進(jìn)行上采樣還可以包括促使所述設(shè)備用因子2來執(zhí)行上采樣。促使所述設(shè)備執(zhí)行將所述至少兩個已處理頻帶音頻信號組合以生成已處理音頻信號還可以包括促使所述設(shè)備執(zhí)行使所述至少兩個已處理頻帶信號中的第二個延遲以使所述至少兩個已處理頻帶信號中的被低通濾波、上采樣的第一個與所述至少兩個已處理頻帶信號中的第二個同步。所述至少一個處理器可以促使所述設(shè)備至少還執(zhí)行在將所述至少兩個已處理頻帶音頻信號組合以生成已處理音頻信號之前處理子帶信號，其中所述子帶信號的處理包括對子帶信號的信號水平控制。所述至少一個處理器可以促使所述設(shè)備至少還執(zhí)行配置濾波器，該濾波器可以包括第一濾波器，其用于音頻信號到至少兩個頻帶信號中的第一個的高通濾波；第二濾波器，其用于音頻信號到低通濾波信號的低通濾波；以及第三濾波器，其用于已處理頻帶信號中的被上采樣的第一個的低通濾波。配置第一組濾波器可以包括促使所述設(shè)備執(zhí)行通過僅用一個失真使用于第一濾波器和第二濾波器的阻帶能量最小化來配置用于第一濾波器和第二濾波器的至少一個濾波器參數(shù)。配置第一組濾波器可以包括促使所述設(shè)備執(zhí)行執(zhí)行在保持用于第一濾波器的濾波器參數(shù)固定的同時配置用于第二濾波器和第三濾波器的至少一個濾波器參數(shù)且然后在保持用于第三濾波器的濾波器參數(shù)固定的同時配置用于第一濾波器和第二濾波器的至少一個濾波器參數(shù)的操作的至少一個迭代。
所述至少一個處理器可以促使所述設(shè)備至少還執(zhí)行在針對每個頻帶信號生成多個子帶信號之前處理所述至少兩個頻帶信號，其中所述至少兩個頻帶信號的處理可以包括以下各項中的至少一個音頻波束成形處理；以及自適應(yīng)濾波。根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供了一種設(shè)備，包括濾波裝置，其被配置為將音頻信號濾波成至少兩個頻帶信號；以及處理裝置，其用于針對每個頻帶信號生成多個子帶信號；其中針對至少一個頻帶信號，使用時域至頻域變換來生成所述多個子帶信號，并且針對至少一個其它頻帶，使用子帶濾波器組來生成用于所述一個其它頻帶的所述多個子帶信號。根據(jù)本發(fā)明的第四方面，提供了一種設(shè)備，包括濾波器，其被配置為將音頻信號濾波成至少兩個頻帶信號；時域至頻域變換器，其被配置為針對至少一個頻帶信號生成多個子帶信號；以及子帶濾波器組，其被配置為針對至少一個其它頻帶生成所述多個子帶信號。根據(jù)本發(fā)明的第五方面，提供了一種用指令編碼的計算機(jī)可讀介質(zhì)，所述指令在被計算機(jī)執(zhí)行時執(zhí)行將音頻信號濾波成至少兩個頻帶信號；以及針對每個頻帶信號生成多個子帶信號；其中針對至少一個頻帶信號，使用時域至頻域變換來生成所述多個子帶信號，并且針對至少一個其它頻帶，使用子帶濾波器組來生成用于所述一個其它頻帶的所述多個子帶信號。如上所述的設(shè)備可以包括編碼器。電子設(shè)備可以包括如上所述的設(shè)備。芯片組可以包括如上所述的設(shè)備。本發(fā)明的實施例旨在解決是上述問題。


為了更好地理解本發(fā)明，現(xiàn)在將以示例的方式對附圖進(jìn)行參考，在所述附圖中圖1示意性地示出采用本發(fā)明的實施例的電子設(shè)備；圖2示意性地示出采用本發(fā)明的某些實施例的音頻增強(qiáng)系統(tǒng)；圖3示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的某些實施例的音頻增強(qiáng)數(shù)字處理器；圖4示出舉例說明如圖2和圖3所示的音頻增強(qiáng)系統(tǒng)的操作的流程圖；圖5示出舉例說明根據(jù)本發(fā)明的某些實施例的音頻增強(qiáng)數(shù)字處理器濾波器參數(shù)的確定的流程圖；圖6示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的某些實施例的描繪音頻增強(qiáng)數(shù)字處理器濾波器的典型頻率響應(yīng)；圖7示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的某些實施例的描繪子帶濾波器組響應(yīng)的典型頻率響應(yīng)；以及圖8示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的某些實施例的描繪原型子帶濾波器的量值響應(yīng)的典型頻率響應(yīng)。
具體實施例方式下面描述用于提供適合于操作音頻增強(qiáng)算法的改進(jìn)音頻增強(qiáng)處理器的設(shè)備和方法。在這方面，首先對示例性電子設(shè)備10或設(shè)備的圖1示意性框圖進(jìn)行參考，其結(jié)合了根據(jù)本發(fā)明的某些實施例的音頻增強(qiáng)算法。
在某些實施例中，電子設(shè)備10是用于無線通信系統(tǒng)中的操作的移動終端、移動電話或用戶設(shè)備。電子設(shè)備10包括擴(kuò)音器11，其被經(jīng)由模數(shù)轉(zhuǎn)換器14鏈接到處理器21。處理器21還經(jīng)由數(shù)模轉(zhuǎn)換器32被鏈接到揚(yáng)聲器33。處理器21還被鏈接到收發(fā)機(jī)(TX/RX) 13、用戶接口(UI) 15和存儲器22?？梢詫⑻幚砥?1配置為執(zhí)行各種程序代碼23。在某些實施例中，實現(xiàn)的程序代碼23包括音頻捕捉數(shù)字處理或配置代碼。在某些實施例中，實現(xiàn)的程序代碼23還包括用于音頻信號的進(jìn)一步處理的附加代碼。在某些實施例中，可以例如將實現(xiàn)的程序代碼23存儲在存儲器22中以便每當(dāng)需要時被處理器21檢索。在某些實施例中，存儲器22還可以提供用于存儲數(shù)據(jù)(例如已經(jīng)根據(jù)應(yīng)用被處理的數(shù)據(jù))的部分對。在某些實施例中，可以在不需要軟件或固件的情況下至少部分地用硬件來實現(xiàn)能夠?qū)崿F(xiàn)音頻增強(qiáng)算法的設(shè)備。在某些實施例中，用戶接口 15使得用戶能夠例如經(jīng)由鍵盤向電子設(shè)備10輸入命令和/或例如經(jīng)由顯示器從電子設(shè)備10獲得信息。收發(fā)機(jī)13使得能夠?qū)崿F(xiàn)與其它電子設(shè)備的通信，例如經(jīng)由無線通信網(wǎng)絡(luò)。再次應(yīng)理解的是可以許多方式來補(bǔ)充并修改電子設(shè)備10的結(jié)構(gòu)。電子設(shè)備10的用戶可以將擴(kuò)音器11用于輸入將被傳送到某個其它電子設(shè)備或?qū)⒈淮鎯υ诖鎯ζ?2的數(shù)據(jù)部M中的語音。在某些實施例中，可以為此目的由用戶經(jīng)由用戶接口 15來激活相應(yīng)的應(yīng)用。在某些實施例中可以被處理器21運(yùn)行的此應(yīng)用促使處理器21執(zhí)行存儲在存儲器22中的代碼。在某些實施例中，可以將模數(shù)轉(zhuǎn)換器14配置為將輸入的模擬音頻信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字音頻信號并將數(shù)字音頻信號提供給處理器21。處理器21然后可以以與參考圖2和圖3所述的相同的方式來處理數(shù)字音頻信號。在某些實施例中，可以將結(jié)果得到的位流提供給收發(fā)機(jī)13以便傳輸?shù)搅硪浑娮釉O(shè)備。替換地，可以將編碼數(shù)據(jù)存儲在存儲器22的數(shù)據(jù)部M中，例如以用于稍后傳輸或用于由相同電子設(shè)備10進(jìn)行的稍后呈現(xiàn)。在某些實施例中，電子設(shè)備10還可以經(jīng)由其收發(fā)機(jī)13從另一電子設(shè)備接收具有音頻信號的位流。在這些實施例中，處理器21執(zhí)行存儲在存儲器22中的處理程序代碼。在這些實施例中，處理器21然后可以處理接收到的數(shù)據(jù)，并且可以將解碼數(shù)據(jù)提供給數(shù)模轉(zhuǎn)換器32。在某些實施例中，數(shù)模轉(zhuǎn)換器32將數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成模擬音頻數(shù)據(jù)并經(jīng)由揚(yáng)聲器33輸出音頻數(shù)據(jù)。在某些實施例中，也可以由已被用戶經(jīng)由用戶接口 15調(diào)用的應(yīng)用來觸發(fā)接收到的處理程序代碼的執(zhí)行。在某些實施例中，可以以與從擴(kuò)音器11和模數(shù)轉(zhuǎn)換器14接收到的音頻信號的處理類似的方式且參考圖2和圖3來處理接收到的信號以從記錄的音頻信號中去除噪聲。在某些實施例中，取代經(jīng)由揚(yáng)聲器33的立即呈現(xiàn)，還可以將接收到的已處理音頻數(shù)據(jù)存儲在存儲器22的數(shù)據(jù)部M中，例如以便使得能夠?qū)崿F(xiàn)稍后的呈現(xiàn)或到仍另一電子設(shè)備的轉(zhuǎn)送。將認(rèn)識到的是圖2和圖3中所述的示意性結(jié)構(gòu)及圖4和圖5中的方法步驟僅表示包括如在圖1所示的電子設(shè)備中實現(xiàn)的應(yīng)用的某些實施例的完整系統(tǒng)的操作的一部分。
圖2示出用于語音的音頻增強(qiáng)設(shè)備的示意性配置，包括擴(kuò)音器11、模數(shù)轉(zhuǎn)換器14、數(shù)字音頻處理器101、數(shù)字音頻控制器105和數(shù)字音頻編碼器103。在本申請的某些實施例中，音頻增強(qiáng)設(shè)備可以包括某些但不是所有上述部分。例如，在某些實施例中，所述設(shè)備可以僅包括數(shù)字音頻處理器101，其中來自外部源的數(shù)字信號被輸入到具有預(yù)配置結(jié)構(gòu)和濾波器參數(shù)的數(shù)字音頻處理器101，并且數(shù)字音頻處理器101進(jìn)一步將音頻處理信號輸出到外部編碼器。在本發(fā)明的其它實施例中，數(shù)字音頻處理器101可以是音頻增強(qiáng)設(shè)備的‘核心’元件，并且根據(jù)應(yīng)用可以添加或去除其它部分。在描述與圖1所示的那些類似的元件的情況下，使用相同的附圖標(biāo)記。擴(kuò)音器11接收音頻波并將其轉(zhuǎn)換成模擬電信號。擴(kuò)音器11可以是任何適當(dāng)?shù)穆曤姄Q能器?？赡艿臄U(kuò)音器的示例可以是電容器擴(kuò)音器、電擴(kuò)音器、動態(tài)擴(kuò)音器、碳擴(kuò)音器、壓電擴(kuò)音器、光纖擴(kuò)音器、液體擴(kuò)音器以及微機(jī)電系統(tǒng)(MEMQ擴(kuò)音器。在步驟301中相對于圖4示出從音頻聲波進(jìn)行的模擬音頻信號的捕捉?？梢詫㈦娦盘杺鬟f至模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC) 14。模數(shù)轉(zhuǎn)換器14可以是用于轉(zhuǎn)換來自擴(kuò)音器的模擬電信號并輸出數(shù)字信號的任何適當(dāng)?shù)哪?shù)轉(zhuǎn)換器。該模數(shù)轉(zhuǎn)換器可以以任何適當(dāng)?shù)男问捷敵鰯?shù)字信號。此外，根據(jù)實施例，模數(shù)轉(zhuǎn)換器14可以是線性或非線性模數(shù)轉(zhuǎn)換器。例如，在某些實施例中，模數(shù)轉(zhuǎn)換器可以是對數(shù)響應(yīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換器。可以將數(shù)字輸出傳遞給數(shù)字音頻處理器101。在圖4中通過步驟303示出模擬音頻信號到數(shù)字信號的轉(zhuǎn)換?？梢詫?shù)字音頻處理器101配置為處理數(shù)字信號以嘗試針對各種噪聲或干擾源改善音頻源的信號噪聲干擾比。在某些實施例中，數(shù)字音頻處理器101可以將基于FFT的處理與基于濾波器組的處理組合。在這些實施例中，首先將數(shù)字音頻信號分成兩個通道或頻帶，使得存在第一抽取低頻帶信號和第二未抽取高頻帶信號。此外，在這些實施例中，在低頻帶信號上，換言之在音頻/語音信號的較低頻率分量上僅使用基于FFT的處理，在那里需要高頻率分辨率。在這些實施例中，使用未抽取濾波器組將高頻帶進(jìn)一步劃分成子帶。在某些實施例中，帶和子帶劃分是不均勻且心理聲學(xué)激發(fā)的。換言之，在某些實施例中，使用心理聲學(xué)原理來確定高和低頻帶之間的間隔和此外的來自每個高和低頻帶的頻率分量的間隔。在某些實施例中，可以通過在濾波器組濾波器為雙正交且整個濾波器組產(chǎn)生小延遲的情況下設(shè)計的分析-合成濾波器組結(jié)構(gòu)來執(zhí)行從數(shù)字音頻信號生成兩個通道/頻帶和已處理的兩個通道到單個已處理數(shù)字音頻信號的重組。在此類實施例中，高頻帶不要求合成濾波器，因為通道/頻帶未被抽取。此外，在這些實施例中，因為由于低頻率通道/頻帶合成濾波器而僅在低頻帶上存在延遲，所以此‘延遲’能夠在不向整個結(jié)構(gòu)添加任何進(jìn)一步延遲的情況下被高頻帶的子帶劃分所利用。此外，如在這些實施例中，高頻帶/通道未被抽取，將高頻帶進(jìn)一步劃分成子帶分量的子帶濾波器組僅要求相對小的阻帶衰減水平。在某些實施例中，這導(dǎo)致具有短延遲和低計算復(fù)雜性的高效結(jié)構(gòu)。如下所示，在某些實施例中，整個結(jié)構(gòu)可以具有5ms的延遲，其滿足用于與自適應(yīng)多速率(AMR)編解碼器(被設(shè)計為用于語音處理的編解碼器)一起使用的噪聲抑制的最低要求。此外，雖然僅針對窄帶處理定義了 5ms的要求，但本申請也將其視為用于寬帶處理的良好指南。在圖3中更詳細(xì)地示出了某些實施例中的數(shù)字音頻處理器的結(jié)構(gòu)的示意性表示。數(shù)字音頻處理器101可以包括接收數(shù)字音頻信號并將其劃分成頻帶的分析濾波器部觀1、接收頻帶并對頻帶分量執(zhí)行初級處理的第一處理塊211、接收已處理頻帶并將信號進(jìn)一步劃分成子帶的子帶發(fā)生器部觀5、接收子帶分量并執(zhí)行進(jìn)一步處理器的第二處理塊231、接收已處理子帶分量并將其組合回成子帶分量的子帶組合器部觀7、接收頻帶并執(zhí)行到頻帶分量的某些后處理處理的第三處理塊251和將后處理頻帶分量重組以輸出已處理音頻信號的合成濾波器部觀3。在某些實施例中，分析濾波器部281從模數(shù)轉(zhuǎn)換器14接收數(shù)字信號并如圖3所示，將該數(shù)字信號劃分成兩個頻帶或通道。圖3所示的兩個頻帶或通道是第一(低頻)帶或通道291和第二(高頻)帶或通道四3。在某些實施例中，低頻通道可以達(dá)到4kHz(并要求SkHz的采樣頻率)并表示窄帶信號的頻率分量，并且高頻通道293可以是4kHz至8kHz (并因此具有16kHz的采樣頻率)并表示附加寬帶信號。在某些實施例中，分析濾波器部281可以如上文所指示地生成頻帶。在某些實施例中，分析濾波器部281可以包括被配置為接收數(shù)字信號并將已濾波信號輸出到下采樣器203的第一分析濾波器^201。稍后將詳細(xì)地討論第一分析濾波器Hc^Ol的配置和設(shè)計，但是在某些實施例中可以將其視為在低頻帶/高頻帶閾值下具有定義閾值頻率的低通濾波器。下采樣器203可以是任何適當(dāng)?shù)南虏蓸悠?。在某些實施例中，下采樣?03是值為2的整數(shù)下采樣器。下采樣器203然后可以將下采樣輸出信號輸出到第一處理塊211。換言之，在某些實施例中，下采樣器203從已濾波輸入樣本選擇并輸出每隔一個樣本以將采樣頻率‘降低至’8kHz (或窄帶采樣頻率)并將此已濾波和下采樣信號輸出到第一處理塊211。在某些實施例中，可以將組合的第一分析濾波器Hc^Ol和下采樣器203視為抽取器以便將采樣率從16kHz降低至8kHz。在某些實施例中，分析濾波器部281還可以包括第二分析濾波器&205，其接收數(shù)字信號并將已濾波信號輸出到第一處理塊211。稍后還將詳細(xì)地討論第二分析濾波器氏205的配置和設(shè)計，但是在某些實施例中，可以將其視為在低頻帶/高頻帶下具有定義閾值頻率的高通濾波器。在圖4中用步驟305來示出使用分析濾波器和下采樣器進(jìn)行的信號到頻帶/通道的劃分。第一處理塊211可以接收高293和低291頻率通道且在某些實施例中對這些信號執(zhí)行波束成形處理和/或自適應(yīng)濾波。第一處理塊可以應(yīng)用任何適當(dāng)?shù)牟ㄊ尚魏?或自適應(yīng)濾波以便實現(xiàn)諸如聲學(xué)回波控制(AEC)和對來自每個頻率通道的信號分量的多擴(kuò)音器處理的應(yīng)用。在某些實施例中，可以縮短用于低頻通道的自適應(yīng)濾波中的自適應(yīng)濾波器，因為后面是音頻信號的下采樣的低通濾波允許自適應(yīng)濾波器長度的二等分。因此，這能夠改善濾波過程，因為已知較短的自適應(yīng)濾波器在這些類型的應(yīng)用中比較長的一些執(zhí)行得更好。此外，由于在較高頻率上不能利用方向性，所以可以實現(xiàn)由第一處理塊執(zhí)行的聲學(xué)回波控制(AEC)和多擴(kuò)音器處理應(yīng)用兩者，使得可以僅對低頻帶或通道信號執(zhí)行用于這些應(yīng)用的波束成形和自適應(yīng)濾波。在這些實施例中，高頻帶/通道信號可以使用第二處理塊231中的子帶頻域處理來實現(xiàn)AEC和多擴(kuò)音器處理。這是因為其中多擴(kuò)音器或擴(kuò)音器陣列處理最有效的頻帶取決于擴(kuò)音器之間的距離。最常見的是，移動設(shè)備中的距離使得只有較低頻率處理起來是合理的。此外，通常人類聽力具有對數(shù)頻率解釋更好的頻率分辨率，并且可以針對較低的頻率使用較高的處理保真度來產(chǎn)生更好的結(jié)果。在某些實施例中，第一處理器211可以對低頻帶/通道分量執(zhí)行時域處理。例如，第一處理器可以將時域處理用于語音活動檢測(VAD)并具體地用于某個時域特征提取?？梢詫AD視為一般或高水平控制信息，大部分言語/語音處理算法受益于信號是語音還是別的東西。例如，最典型地，VAD被噪聲抑制器(NS)應(yīng)用用來指示何時可以估計噪聲特性(當(dāng)不存在噪聲時)。第一處理器211可以對低頻帶/通道信號執(zhí)行時域處理，因為語音信號通常在低頻帶上載送其大部分信息和能量。在圖4中用步驟307示出頻帶/通道中的至少一個的預(yù)處理，例如由第一處理塊進(jìn)行的波束成形和/或自適應(yīng)濾波的應(yīng)用。子帶發(fā)生器285可以從第一處理塊接收輸出。換言之，在某些實施例中，子帶發(fā)生器在濾波器組223處接收已處理高頻帶/通道并在快速傅立葉變換器(FFT)處接收已處理低頻帶/通道?？焖俑盗⑷~變換器221接收已處理低頻帶/通道信號，換言之為局限于窄帶采樣頻率的時域信號帶，并執(zhí)行快速傅立葉變換以產(chǎn)生頻帶限制處理音頻信號的頻域表示。在某些實施例的第一示例中，低頻帶/通道信號可以被采樣為包括80個樣本的幀、換言之以SkHz采樣的IOms周期。在某些其它實施例中，低頻帶/通道信號可以被采樣為具有160個樣本或20ms的幀長的幀。在某些實施例中，該幀被加窗，換言之，乘以窗口函數(shù)。在這些實施例中，并且由于在幀之間加窗部分地重疊，所以重疊樣本被存儲在存儲器中以用于下一個幀。在這些實施例中，快速傅立葉變換可以將用于此幀的這80個樣本與來自前一幀的存儲的16個樣本組合，得到總共96個樣本。在此類實施例中，可以存儲用于此幀的最后16個樣本以便計算下一個幀頻率系數(shù)。在這些實施例中，F(xiàn)FT可以獲取96個樣本并將樣本乘以包括96個樣本值的窗，窗的前8個值形成窗的上升條，并且最后8個值形成窗的下降條。窗函數(shù)I可以是任何適當(dāng)?shù)暮瘮?shù)，但是在某些實施例中，可以如下定義I(n) = (n+l)/9 ；η = 0, ...，7I (η) = 1 ;η = 8，—,87I (η) = (96-η)/9η = 88, —,95在某些實施例中，由于用于中間80個樣本值(η = 8，…，87)的窗函數(shù)I (n) = 1，并且因此與這些函數(shù)樣本值的乘法不改變音頻信號樣本值，所以能夠省略該乘法。換言之，在這些實施例中，只須乘以窗中的前8個樣本和最后8個樣本。此外，由于FFT的長度必須是二的冪，所以FFT 221在從塊11獲得的96個樣本的結(jié)尾處添加32個零(0)，得到包括1 個樣本的語音幀。中貞中的樣本x(0)，x(l)，…，x(n) ;n = 127(或所述1 個樣本)被FFT 221采用實數(shù)(real)FFT (快速傅立葉變換)變換到頻域，給定頻域樣本X(0)，X(1)，…，X(f)；f = 64(更一般地f = (n+l)/2)，其中每個樣本包括實部Xr(f)和虛部^(f) :X(f)=Xr (f)+JXi (f), f = 0,…，64
在某些實施例中，可以對FFT 221進(jìn)行量值平方并將虛部和實部成對地加在一起以生成語音幀的功率譜。FFT然后可以將信號的頻率分量表示輸出到第二處理塊231。濾波器組223接收高頻帶/通道信號并生成具有足以用于第二處理塊中的噪聲抑制及其它應(yīng)用的頻率分辨率的一系列信號。在某些實施例中，可以在數(shù)字音頻控制器105的控制下實現(xiàn)和/或設(shè)計濾波器組223。在本發(fā)明的某些實施例中，數(shù)字音頻控制器105可以將濾波器組223配置為基于余弦的調(diào)制濾波器組?？梢詫⒋私Y(jié)構(gòu)選擇為簡化重組過程。在某些實施例中，數(shù)字音頻控制器105可以用標(biāo)準(zhǔn)將濾波器組223實現(xiàn)為第M帶濾波器，所述標(biāo)準(zhǔn)使濾波器與理想濾波器之間的誤差的最小二乘方值最小化。換言之，可以將子帶濾波器選擇為使以下等式最小化Σ^Κ ^-^Η2其中λ (ω)表示加權(quán)值，Hd(Co)指的是理想濾波器，Ω指的是一定網(wǎng)格(grid)或范圍的頻率，并且H(Z) =Σ hkz_k是第M帶濾波器。在實施例中，濾波器組223可以是關(guān)于
中間抽頭1對稱的，使得4 =^h1±kM = 0。在某些實施例中，數(shù)字音頻控制器105可以根
據(jù)基于余弦的已調(diào)制濾波器組的子帶的數(shù)目和寬度來選擇用于M的適當(dāng)?shù)闹?。在某些實施例中，?shù)字音頻控制器105將由濾波器組生成的子帶組合為僅在某些頻率上具有“有意義”內(nèi)容的輸入信號。在這些實施例中，數(shù)字音頻控制器105可以通過經(jīng)由將相應(yīng)的濾波器組濾波器系數(shù)相加來將相鄰子帶合并而實現(xiàn)此配置。圖7示出濾波器組223頻率響應(yīng)的示例。用H1(Z)對所有濾波器求卷積，通過將相應(yīng)的濾波器組系數(shù)相加來將最低的四個和最高的兩個頻帶合并。用從約3. 4kHz至4kHz的第一子帶區(qū)域701、從約4kHz至5. IkHz的第二子帶區(qū)域703、從約5. IkHz至6. 3kHz的第三子帶區(qū)域705和從約6. 3kHz至SkHz的第四子帶區(qū)域707來突出顯示用于四個子帶的濾波器組輸出。在某些實施例中，數(shù)字音頻控制器可以設(shè)計具有濾波器組濾波器的適度阻帶衰減的濾波器組濾波器，因為不存在抽取或內(nèi)插，并且因此不存在要防止的附加混疊。此外，圖4示出用于被用作用于上述濾波器組濾波器的起始點(diǎn)的原型第M帶濾波器(在本示例中為M = 14)的量值響應(yīng)?？梢哉J(rèn)識到的是雖然濾波器組具有用于濾波器組的相對短的延遲，但其仍產(chǎn)生延遲。然而，來自濾波器組的這些延遲是無意義的，并且可能不確定系統(tǒng)的總延遲，因為通常從FFT 221產(chǎn)生的延遲將更大。因此，在某些實施例中，在合成濾波器部中可能需要額外延遲濾波器廣265以補(bǔ)償FFT 221延遲。在圖4中在步驟309示出帶至子帶的劃分。這些子帶劃分的輸出被傳遞至第二處理塊231。第二處理塊231被配置為處理子帶信號以執(zhí)行噪聲抑制并用于殘余回波衰減。在某些實施例中，第二處理塊可以計算用于高頻帶信號的每個子帶上的信號功率，并將其與用于每個低頻帶子帶的功率譜密度分量一起使用。在某些實施例中，第二處理塊231被配置為使用任何適當(dāng)?shù)脑肼曇种萍夹g(shù)(諸如在US5839101或US-2007/078645中示出的技術(shù))來執(zhí)行噪聲抑制。在某些實施例中，第二處理塊231向來自FFT 221和濾波器組223的子帶分量施加任何適當(dāng)?shù)臍堄嗷夭ㄒ种铺幚怼Ｔ趫D4中用步驟311示出應(yīng)用第二處理塊231以便向至少一個子帶施加處理以進(jìn)行噪聲抑制和/或回波抑制。子帶組合器287包括快速傅里葉逆變換器241和求和部M3?？焖俑盗⑷~逆變換器(IFFT)241接收低頻帶已處理子帶并施加快速傅立葉逆變換以生成時域低頻帶表示?？焖俑盗⑷~逆變換可以是任何適當(dāng)?shù)目焖俑盗⑷~逆變換。IFFT241將低頻帶信號信息輸出到第三處理塊251。求和部243接收高頻帶已處理子帶并將分量加在一起以生成高頻帶/通道信號。求和部將高頻帶信號信息輸出到第三處理塊251。在圖4中用步驟313示出用以生成已處理頻帶的已處理子帶的重組。第三處理塊從IFFT 241接收低頻帶/通道信息并從求和部243接收高頻帶/通道信息并對信號執(zhí)行后處理。在某些實施例中，第三處理塊251執(zhí)行信號水平控制。在某些實施例中，當(dāng)稍后將信號求和或組合時，用于水平控制的實施方式首先是在使用定點(diǎn)表示法時可能存在溢出。在這些實施例中，可以估計此溢出條件且信號水平相應(yīng)地被第三處理塊降低。其次，在這些實施例中，可以例如根據(jù)擴(kuò)音器和揚(yáng)聲器距離來改變信號水平，并且可以由第三處理塊251以收聽者始終具有最佳且穩(wěn)定的音量水平的方式來控制。第三處理塊251的輸出被傳遞至合成濾波器部觀3。在圖4中用步驟315示出第三處理塊251的應(yīng)用。在某些實施例中，合成濾波器部283接收被劃分成頻帶和濾波器的已處理數(shù)字音頻信號并將頻帶組合以生成單個已處理數(shù)字音頻信號。如圖3所示，合成濾波器部283在某些實施例中包括被配置為接收處理塊的低頻帶/通道信號輸出并輸出適合于與高頻帶/通道信號組合的上采樣形式的上采樣器261。在某些實施例中，上采樣器251是值2的整數(shù)上采樣器。換言之，上采樣器261將每對樣本之間的新樣本相加以將采樣頻率從8kHz “增加”至16kHz。上采樣器261然后將上采樣的輸出信號輸出到第一合成濾波器FJ63。第一合成濾波器FJ63從上采樣器263接收經(jīng)上采樣的信號并將已濾波信號輸出到組合器267的第一輸入端。稍后還將詳細(xì)地討論第一合成濾波器FJ63的配置和設(shè)計，但是在某些實施例中，可以將其示為在低頻帶/高頻帶邊界處具有定義閾值頻率的低通濾波器。在某些實施例中，可以將組合的第一合成濾波器F。263和上采樣器261視為用于將采樣率從8kHz增加至16kHz的內(nèi)插器。第二合成濾波器Ff65(在某些實施例中其可以是命名為z_D的純延遲濾波器)被配置為從來自第三處理塊251的高頻帶輸出端接收輸出并將已濾波信號輸出到組合器267的第二輸入端。稍后將詳細(xì)地討論第二合成濾波器Ff65的配置和設(shè)計，但是在某些實施例中，可以將其視為具有足以與第一合成濾波器FJ63的輸出同步的定義延遲的純延遲濾波器。組合器267接收已濾波已處理高頻帶信號和已濾波已處理低頻帶信號并輸出組合信號。在某些實施例中，此輸出是到數(shù)字音頻編碼器103以用于存儲或傳送之前的進(jìn)一步編碼。
在圖4中用步驟317示出將已處理頻帶組合的操作。數(shù)字音頻編碼器103還可以根據(jù)任何適當(dāng)?shù)木幋a過程將已處理數(shù)字音頻信號編碼。例如，數(shù)字音頻編碼器103可以應(yīng)用任何適當(dāng)?shù)臒o損耗或有損耗編碼過程，諸如國際電信聯(lián)合會技術(shù)委員會(ITU-T)G. 722或編碼族中的任何一個。在某些實施例中，數(shù)字音頻編碼器103是可選的且可以不實現(xiàn)。在圖4中用步驟319示出音頻信號的進(jìn)一步編碼的操作。可以將根據(jù)本發(fā)明的實施例的數(shù)字音頻控制器105配置為選擇用于實現(xiàn)濾波器HpHpFc^nF1W參數(shù)。在音頻信號中，在最低頻率上可以存在通常非常強(qiáng)的分量?？梢栽谌魏蝺?nèi)插過程期間將這些分量鏡像到高頻帶頻率上。換言之，可以用數(shù)字音頻控制器將內(nèi)插濾波器(合成濾波器)F0和F1配置為具有對應(yīng)于最強(qiáng)鏡像頻率且使這些鏡像分量衰減的一個或多個零?？梢栽谏鲜鲆纛l處理之前執(zhí)行由數(shù)字音頻控制器進(jìn)行的濾波器的配置且根據(jù)實施例可以執(zhí)行一次或不止一次。例如，在某些實施例中，數(shù)字音頻控制器105可以是與數(shù)字音頻處理器分離的設(shè)備且在出廠初始化和測試程序上，數(shù)字音頻控制器105在被從設(shè)備去除之前對數(shù)字音頻處理器的參數(shù)進(jìn)行配置。在其它實施例中，數(shù)字音頻控制器能夠每當(dāng)設(shè)備或用戶要求時重配置數(shù)字音頻處理器。例如，如果設(shè)備最初被配置為用于低噪聲環(huán)境中的語音的高保真度捕捉，則可以使用控制器來將設(shè)備和數(shù)字音頻處理器重配置為用于具有高回波環(huán)境的高噪聲環(huán)境中的語音音頻捕捉。參考圖5可以看到由數(shù)字音頻控制器105進(jìn)行的濾波器的配置或設(shè)置，其中確定用于濾波器Η。201、氏205、F0263和FP65的實現(xiàn)參數(shù)。相對于圖3所示的設(shè)備，如果在Z域、離散拉普拉斯域中，到數(shù)字音頻處理器101的輸入被定義為X(Z)且來自數(shù)字音頻處理器101的輸出被定義為Y(Z)，則可以將用于濾波器組的外部部分的輸入-輸出關(guān)系(如果我們假設(shè)在處理塊和內(nèi)部濾波器組內(nèi)不存在處理)表示為以下等式
權(quán)利要求
1.一種方法，包括將音頻信號濾波成至少兩個頻帶信號；以及針對每個頻帶信號生成多個子帶信號；其中針對至少一個頻帶信號，使用時域至頻域變換來生成所述多個子帶信號，并且針對至少一個其它頻帶，使用子帶濾波器組來生成用于所述一個其它頻帶的所述多個子帶信號。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述時域至頻域變換包括以下各項中的至少一個快速傅立葉變換；離散傅立葉變換；以及離散余弦變換。
3.如權(quán)利要求1和2所述的方法，其中所述子帶濾波器組包括基于余弦的調(diào)制濾波器組。
4.如權(quán)利要求1至3所述的方法，其中將音頻信號濾波成至少兩個頻帶信號包括將所述音頻信號高通濾波成至少兩個頻帶信號中的第一個；將所述音頻信號低通濾波成低通濾波信號；以及對所述低通濾波音頻信號進(jìn)行下采樣以生成所述至少兩個頻帶信號中的第二個。
5.如權(quán)利要求3所述的方法，其中所述對所述低通濾波音頻信號進(jìn)行下采樣以生成所述至少兩個頻帶信號中的第二個是用因子2進(jìn)行的。
6.如權(quán)利要求1至5所述的方法，其中所述方法還包括處理來自至少一個頻帶的至少一個子帶信號；將所述子帶信號組合以形成至少兩個已處理頻帶音頻信號；以及將所述至少兩個已處理頻帶音頻信號組合以生成已處理音頻信號。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其中處理來自至少一個頻帶的至少一個子帶信號包括向來自所述至少一個頻率信號的至少一個子帶信號施加噪聲抑制。
8.如權(quán)利要求6和7所述的方法，其中將所述子帶信號組合以形成至少兩個已處理頻帶信號包括使用頻域至?xí)r域變換從第一組子帶信號生成所述至少兩個已處理頻帶中的第一個；以及將第二組子帶信號求和以形成所述至少兩個已處理頻帶中的第二個。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其中使所述第一組子帶信號與使用時域至頻域變換生成的所述多個子帶信號相關(guān)聯(lián)，并使所述第二組子帶信號與使用子帶濾波器組生成的所述多個子帶信號相關(guān)聯(lián)。
10.如權(quán)利要求6至9所述的方法，其中將所述至少兩個已處理頻帶音頻信號組合以生成已處理音頻信號還包括對所述至少兩個已處理頻帶信號中的第一個進(jìn)行上采樣；對所述至少兩個已處理頻帶信號中的被上采樣的第一個進(jìn)行低通濾波；以及將所述至少兩個已處理頻帶信號中的被低通濾波、上采樣的第一個與所述至少兩個已處理頻帶信號中的第二個組合以生成已處理音頻信號。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其中對所述至少兩個已處理頻帶信號中的第一個進(jìn)行上采樣是用因子2進(jìn)行的。
12.如權(quán)利要求10和11所述的方法，其中將所述至少兩個已處理頻帶音頻信號組合以生成已處理音頻信號還包括使所述至少兩個已處理頻帶信號中的第二個延遲以使所述至少兩個已處理頻帶信號中的被低通濾波、上采樣的第一個與所述至少兩個已處理頻帶信號中的第二個同步。
13.如權(quán)利要求6至12所述的方法，還包括在將所述至少兩個已處理頻帶音頻信號組合以生成已處理音頻信號之前處理所述子帶信號，其中所述子帶信號的處理包括對所述子帶信號的信號水平控制。
14.如從屬于權(quán)利要求4時的權(quán)利要求6至13所述的方法，還包括配置包括以下各項的濾波器第一濾波器，其用于所述音頻信號到至少兩個頻帶信號中的第一個的高通濾波；第二濾波器，其用于所述音頻信號到低通濾波信號的低通濾波；以及第三濾波器，其用于所述已處理頻帶信號中的被上采樣的第一個的低通濾波。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，其中配置所述第一組濾波器包括通過僅用一個失真來使用于第一濾波器和第二濾波器的阻帶能量最小化來配置用于所述第一濾波器和第二濾波器的至少一個濾波器參數(shù)。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，其中配置第一組濾波器包括執(zhí)行在保持用于第一濾波器的濾波器參數(shù)固定的同時配置用于第二濾波器和第三濾波器的至少一個濾波器參數(shù)且然后在保持用于第三濾波器的濾波器參數(shù)固定的同時配置用于所述第一濾波器和第二濾波器的至少一個濾波器參數(shù)的操作的至少一個迭代。
17.如權(quán)利要求1至16所述的方法，還包括在針對每個頻帶信號生成多個子帶信號之前處理至少兩個頻帶信號，其中所述至少兩個頻帶信號的處理優(yōu)選地包括以下各項中的至少一個音頻波束形成處理；以及自適應(yīng)濾波。
18.—種包括至少一個處理器和包括計算機(jī)程序代碼的至少一個存儲器的設(shè)備，所述至少一個存儲器和所述計算機(jī)程序代碼被配置為用所述至少一個處理器促使所述設(shè)備至少執(zhí)行將音頻信號濾波成至少兩個頻帶信號；以及針對每個頻帶信號生成多個子帶信號；其中針對至少一個頻帶信號，使用時域至頻域變換來生成所述多個子帶信號，并且針對至少一個其它頻帶，使用子帶濾波器組來生成用于所述一個其它頻帶的所述多個子帶信號。
19.如權(quán)利要求18所述的設(shè)備，其中所述時域至頻域變換包括以下各項中的至少一個快速傅立葉變換；離散傅立葉變換；以及離散余弦變換。
20.如權(quán)利要求18和19所述的設(shè)備，其中所述子帶濾波器組包括基于余弦的調(diào)制濾波器組。
21.如權(quán)利要求18至20所述的設(shè)備，其中當(dāng)促使所述設(shè)備執(zhí)行將音頻信號濾波成至少兩個頻帶信號時還包括促使所述設(shè)備執(zhí)行將所述音頻信號高通濾波成至少兩個頻帶信號中的第一個；將所述音頻信號低通濾波成低通濾波信號；以及對所述低通濾波音頻信號進(jìn)行下采樣以生成所述至少兩個頻帶信號中的第二個。
22.如權(quán)利要求21所述的設(shè)備，其中當(dāng)促使設(shè)備執(zhí)行對低通濾波音頻信號進(jìn)行下采樣以生成所述至少兩個頻帶信號中的第二個時還包括促使設(shè)備用因子2來執(zhí)行下采樣。
23.如權(quán)利要求18至22所述的設(shè)備，其中所述至少一個處理器促使所述設(shè)備進(jìn)一步執(zhí)行處理來自至少一個頻帶的至少一個子帶信號；將所述子帶信號組合以形成至少兩個已處理頻帶音頻信號；以及將所述至少兩個已處理頻帶音頻信號組合以生成已處理音頻信號。
24.如權(quán)利要求23所述的設(shè)備，其中當(dāng)促使所述設(shè)備執(zhí)行處理來自至少一個頻帶的至少一個子帶信號時還包括促使所述設(shè)備執(zhí)行向來自所述至少一個頻率信號的至少一個子帶信號施加噪聲抑制。
25.如權(quán)利要求23和M所述的設(shè)備，其中在促使所述設(shè)備執(zhí)行將所述子帶信號組合以形成至少兩個已處理頻率信號時還包括促使所述設(shè)備執(zhí)行使用頻域至?xí)r域變換從第一組子帶信號生成所述至少兩個已處理頻帶中的第一個；以及將第二組子帶信號求和以形成所述至少兩個已處理頻帶中的第二個。
26.如權(quán)利要求25所述的設(shè)備，其中使所述第一組子帶信號與使用時域至頻域變換生成的所述多個子帶信號相關(guān)聯(lián)，并使所述第二組子帶信號與使用子帶濾波器組生成的所述多個子帶信號相關(guān)聯(lián)。
27.如權(quán)利要求23至沈所述的設(shè)備，其中當(dāng)促使所述設(shè)備執(zhí)行將所述至少兩個已處理頻帶音頻信號組合以生成已處理音頻信號時還包括促使所述設(shè)備執(zhí)行對所述至少兩個已處理頻帶信號中的第一個進(jìn)行上采樣；對所述至少兩個已處理頻帶信號中的被上采樣的第一個進(jìn)行低通濾波；以及將所述至少兩個已處理頻帶信號中的被低通濾波、上采樣的第一個與所述至少兩個已處理頻帶信號中的第二個組合以生成已處理音頻信號。
28.如權(quán)利要求27所述的設(shè)備，其中當(dāng)促使所述設(shè)備執(zhí)行對所述至少兩個已處理頻帶信號中的第一個進(jìn)行上采樣時還包括促使所述設(shè)備用因子2來執(zhí)行上采樣。
29.如權(quán)利要求27和觀所述的設(shè)備，其中當(dāng)促使所述設(shè)備將所述至少兩個已處理頻帶音頻信號組合以生成已處理音頻信號時還包括促使所述設(shè)備執(zhí)行使所述至少兩個已處理頻帶信號中的第二個延遲以使所述至少兩個已處理頻帶信號中的被低通濾波、上采樣的第一個與所述至少兩個已處理頻帶信號中的第二個同步。
30.如權(quán)利要求23至四所述的設(shè)備，其中所述至少一個處理器促使所述設(shè)備至少還執(zhí)行在將所述至少兩個已處理頻帶音頻信號組合以生成已處理音頻信號之前處理所述子帶信號，其中所述子帶信號的處理包括對所述子帶信號的信號水平控制。
31.如從屬于權(quán)利要求21時的權(quán)利要求23至28所述的設(shè)備，其中所述至少一個處理器促使所述設(shè)備至少還執(zhí)行配置包括以下各項的濾波器第一濾波器，其用于所述音頻信號到至少兩個頻帶信號中的第一個的高通濾波；第二濾波器，其用于所述音頻信號到低通濾波信號的低通濾波；以及第三濾波器，其用于已處理頻帶信號中的被上采樣的第一個的低通濾波。
32.如權(quán)利要求31所述的設(shè)備，其中當(dāng)促使所述設(shè)備執(zhí)行配置第一組濾波器時包括促使所述設(shè)備執(zhí)行通過僅用一個失真來使用于第一濾波器和第二濾波器的阻帶能量最小化來配置用于所述第一濾波器和第二濾波器的至少一個濾波器參數(shù)。
33.如權(quán)利要求32所述的設(shè)備，其中當(dāng)促使所述設(shè)備執(zhí)行配置第一組濾波器時包括促使所述設(shè)備執(zhí)行執(zhí)行在保持用于第一濾波器的濾波器參數(shù)固定的同時配置用于第二濾波器和第三濾波器的至少一個濾波器參數(shù)且然后在保持用于第三濾波器的濾波器參數(shù)固定的同時配置用于第一濾波器和第二濾波器的至少一個濾波器參數(shù)的操作的至少一個迭代。
34.如權(quán)利要求18至33所述的設(shè)備，其中所述至少一個處理器促使所述設(shè)備進(jìn)一步執(zhí)行在針對每個頻帶信號生成多個子帶信號之前處理至少兩個頻帶信號，其中所述至少兩個頻帶信號的處理包括以下各項中的至少一個音頻波束成形處理；以及自適應(yīng)濾波。
35.一種設(shè)備，包括濾波裝置，其被配置為將音頻信號濾波成至少兩個頻帶信號；以及處理裝置，其用于針對每個頻帶信號生成多個子帶信號；其中針對至少一個頻帶信號，使用時域至頻域變換來生成所述多個子帶信號，并且針對至少一個其它頻帶，使用子帶濾波器組來生成用于所述一個其它頻帶的所述多個子帶信號。
36.一種設(shè)備，包括濾波器，其被配置為將音頻信號濾波成至少兩個頻帶信號；時域至頻域變換器，其被配置為針對至少一個頻帶信號生成多個子帶信號；以及子帶濾波器組，其被配置為針對至少一個其它頻帶生成所述多個子帶信號。
37.一種用指令編碼的計算機(jī)可讀介質(zhì)，所述指令在被計算機(jī)執(zhí)行時執(zhí)行將音頻信號濾波成至少兩個頻帶信號；以及針對每個頻帶信號生成多個子帶信號；其中針對至少一個頻帶信號，使用時域至頻域變換來生成所述多個子帶信號，并且針對至少一個其它頻帶，使用子帶濾波器組來生成用于一個其它頻帶的所述多個子帶信號。
38.如權(quán)利要求18至36所述的設(shè)備，包括編碼器。
39.一種包括如權(quán)利要求18至36所述的設(shè)備的電子設(shè)備。
40.一種包括如權(quán)利要求18至36所述的設(shè)備的芯片組。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于處理音頻信號的方法和設(shè)備，其中所述包括以下步驟將音頻信號濾波成至少兩個頻帶信號；針對每個頻帶信號生成多個子帶信號；其中針對至少一個頻帶信號，使用時域至頻域變換來生成所述多個子帶信號，并且針對至少一個其它頻帶，使用子帶濾波器組來生成用于所述一個其它頻帶的所述多個子帶信號。并且所述設(shè)備包括至少一個處理器和包括計算機(jī)程序代碼的至少一個存儲器，所述至少一個存儲器和所述計算機(jī)程序代碼被配置為用所述至少一個處理器促使所述設(shè)備至少執(zhí)行所述方法。
文檔編號G10L21/02GK102576538SQ201080045655
公開日2012年7月11日 申請日期2010年9月7日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月7日
發(fā)明者B·杜米特雷斯庫, R·E·尼爾米斯托, R·布賴戈維茨, V·M·邁爾利拉 申請人:諾基亞公司