專利名稱：用于語(yǔ)音編碼器中的噪聲消除的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于語(yǔ)音編碼器中的噪聲消除的方法和裝置，并且更具體地，涉及低頻噪聲消除，以提高語(yǔ)音編碼器的性能。
背景技術(shù)：
無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)中的語(yǔ)音通信涉及近端語(yǔ)音信號(hào)向遠(yuǎn)端用戶的傳輸。問(wèn)題在于從捕獲的帶噪語(yǔ)音信號(hào)中估計(jì)干凈的語(yǔ)音信號(hào)。移動(dòng)電話可以配備有單個(gè)或者多個(gè)麥克風(fēng)以捕獲語(yǔ)音信號(hào)。單麥克風(fēng)解決方案表現(xiàn)出相對(duì)于語(yǔ)音的清晰度而言的在低信噪比(SNR)方面的改進(jìn)余地，這主要是由于背景噪聲的低頻成分造成的。雙麥克風(fēng)解決方案意味著有兩個(gè)不同的傳感器可用于同時(shí)捕獲聲場(chǎng)，該雙麥克風(fēng)解決方案有可能允許實(shí)現(xiàn)對(duì)空間信息和聲源的特性(如捕獲的信號(hào)的空間相干性)的使用。這些特性與移動(dòng)電話単元上的兩個(gè)麥克風(fēng)的相對(duì)布置以及移動(dòng)電話的設(shè)計(jì)和使用有關(guān)。一種實(shí)現(xiàn)雙麥克風(fēng)解決方案的方式是將具有低SNR的參考麥克風(fēng)信號(hào)與捕獲期望的語(yǔ)音信號(hào)和噪聲的主麥克風(fēng)結(jié)合，以實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)噪聲消除。換言之，聯(lián)合使用遠(yuǎn)離嘴的麥克風(fēng)(稱為參考麥克風(fēng))與靠近嘴的麥克風(fēng)(稱為主麥克風(fēng))。自適應(yīng)濾波器使用參考麥克風(fēng)捕獲的信號(hào)來(lái)估計(jì)主麥克風(fēng)處的噪聲信號(hào)。減法器根據(jù)主麥克風(fēng)信號(hào)與估計(jì)的噪聲信號(hào)之間的差產(chǎn)生誤差信號(hào)。誤差信號(hào)和參考信號(hào)被用于優(yōu)化對(duì)麥克風(fēng)處的相關(guān)噪聲的抑制。許多背景噪聲的環(huán)境，諸如汽車車廂和辦公室，可以通過(guò)擴(kuò)散噪聲場(chǎng)來(lái)表征。完全擴(kuò)散噪聲場(chǎng)通常由遠(yuǎn)距離的非相關(guān)的在所有方向上均勻分布的隨機(jī)噪聲源在無(wú)界限的介質(zhì)中產(chǎn)生。擴(kuò)散噪聲呈現(xiàn)出在低頻處的高的空間相干性和在高頻處的低的相干性。因此，標(biāo)準(zhǔn)噪聲消除器對(duì)于遠(yuǎn)場(chǎng)噪聲在低頻處呈現(xiàn)高降噪的可能性。然而，該性能取決于麥克風(fēng)的位置。因?yàn)槠谕恼Z(yǔ)音信號(hào)也可能被參考麥克風(fēng)捕獲，盡管其功率相對(duì)較低，所以包含期望語(yǔ)音的信號(hào)將在兩個(gè)麥克風(fēng)處進(jìn)行相關(guān)，并且通過(guò)這種方法該信號(hào)可能被部分消除。另外，捕獲的語(yǔ)音將出現(xiàn)在用于調(diào)節(jié)自適應(yīng)濾波器的收斂速度的誤差信號(hào)中，導(dǎo)致較大的濾波器變化。當(dāng)語(yǔ)音出現(xiàn)在捕獲的聲場(chǎng)中時(shí)，濾波器權(quán)重的適配應(yīng)該停止。先前已經(jīng)提出了基于對(duì)近端語(yǔ)音的檢測(cè)來(lái)調(diào)節(jié)控制自適應(yīng)濾波器的收斂速度的步長(zhǎng)大小的許多方法。例如，在US5，953，380中，基于對(duì)SNR的估計(jì)來(lái)調(diào)整步長(zhǎng)大小。SNR估計(jì)是使用輔自適應(yīng)濾波器來(lái)執(zhí)行的，輔自適應(yīng)濾波器使用參考麥克風(fēng)信號(hào)作為輸入來(lái)估計(jì)捕獲的噪聲信號(hào)。估計(jì)的噪聲信號(hào)被用于計(jì)算噪聲功率，并且還被從主麥克風(fēng)信號(hào)中減去以生成對(duì)語(yǔ)音信號(hào)的估計(jì)。然后，估計(jì)的語(yǔ)音信號(hào)被用于更新輔濾波器權(quán)重。隨后基于對(duì)語(yǔ)音和噪聲的功率估計(jì)來(lái)計(jì)算捕獲的聲場(chǎng)的SNR估計(jì)。在US 6，963，649中提出了噪聲消除器的另ー實(shí)現(xiàn)，其中分別針對(duì)每個(gè)頻率段，基于噪聲消除器的輸出的子帶信號(hào)功率與每個(gè)頻帶的不同閾值的比較，進(jìn)行對(duì)主自適應(yīng)濾波器的適配。而且，在多抽頭子帶自適應(yīng)濾波器之前，單抽頭自適應(yīng)濾波器產(chǎn)生優(yōu)化對(duì)噪聲的抑制的増益。US 5，953，380中提出的解決方案沒(méi)有考慮當(dāng)麥克風(fēng)位于靠近的范圍中(例如，在移動(dòng)電話単元中)時(shí)在參考麥克風(fēng)處的語(yǔ)音的出現(xiàn)，這影響了 SNR估計(jì)。如US 6，963，649中提出的頻域中濾波器輸出信號(hào)與閾值的比較不是魯棒的解決方案，因?yàn)樵肼曇部赡芫哂懈叩淖訋С煞?，尤其在低頻處，并且因此在那些頻率處不能被消除。而且，在US 5，953，380和US 6，963，649中，當(dāng)檢測(cè)到語(yǔ)音存在時(shí)，或者在全頻帶上或者在個(gè)別頻帶上停止適配，這意味著，每次語(yǔ)音中斷時(shí)算法需要重新收斂。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音編碼器中的改進(jìn)的噪聲消除器。這是通過(guò)利用主麥克風(fēng)結(jié)合參考麥克風(fēng)捕獲聲音信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。自適應(yīng)陰影濾波 器被適配于主麥克風(fēng)中捕獲的信號(hào)與參考麥克風(fēng)中捕獲的信號(hào)之間的相關(guān)。此外，引入擴(kuò)散噪聲場(chǎng)檢測(cè)器，其檢測(cè)擴(kuò)散噪聲的存在。當(dāng)擴(kuò)散噪聲場(chǎng)檢測(cè)器檢測(cè)到擴(kuò)散噪聲吋，自適應(yīng)陰影濾波器的濾波器系數(shù)被主濾波器用于消除主麥克風(fēng)捕獲的信號(hào)中的擴(kuò)散噪聲。因?yàn)樽赃m應(yīng)陰影濾波器的濾波器系數(shù)在僅檢測(cè)到擴(kuò)散噪聲時(shí)用于消除，所以避免了對(duì)語(yǔ)音信號(hào)的消除。根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種用于自適應(yīng)噪聲消除器的方法，該自適應(yīng)噪聲消除器與位于靠近說(shuō)話者嘴邊的主麥克風(fēng)和比主麥克風(fēng)離說(shuō)話者嘴邊遠(yuǎn)的參考麥克風(fēng)相關(guān)聯(lián)。在該方法中，由主麥克風(fēng)捕獲包括語(yǔ)音和噪聲的第一信號(hào)，以及由參考麥克風(fēng)捕獲主要包括噪聲的第二信號(hào)。自適應(yīng)陰影濾波器被適配于第一信號(hào)與第二信號(hào)之間的相關(guān)的估計(jì)。然后，通過(guò)分析適配的自適應(yīng)陰影濾波器的頻率特性來(lái)確定第二信號(hào)是否主要包括擴(kuò)散噪聲。如果認(rèn)為第二信號(hào)主要包括擴(kuò)散噪聲，則陰影濾波器的濾波器系數(shù)被傳遞到主濾波器以用于消除第一輸入信號(hào)的擴(kuò)散噪聲。根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了一種自適應(yīng)噪聲消除器，其包括位于靠近說(shuō)話者嘴邊的主麥克風(fēng)和比主麥克風(fēng)離說(shuō)話者嘴邊遠(yuǎn)的參考麥克風(fēng)。主麥克風(fēng)被配置為捕獲包括語(yǔ)音和噪聲的第一信號(hào)，以及參考麥克風(fēng)被配置為由參考麥克風(fēng)捕獲主要包括噪聲的第二信號(hào)(yjt))。自適應(yīng)噪聲消除器還包括自適應(yīng)陰影濾波器和擴(kuò)散噪聲場(chǎng)檢測(cè)器，自適應(yīng)陰影濾波器被配置為適配于第一信號(hào)與第二信號(hào)之間的相關(guān)的估計(jì)，擴(kuò)散噪聲場(chǎng)檢測(cè)器被配置為通過(guò)分析適配的自適應(yīng)陰影濾波器的頻率特性來(lái)確定第二信號(hào)是否主要包括擴(kuò)散噪聲。另外，自適應(yīng)噪聲消除器還包括主濾波器，主濾波器被配置為使用陰影濾波器的濾波器系數(shù)來(lái)消除第一輸入信號(hào)的擴(kuò)散噪聲。所提出的本發(fā)明的實(shí)施例中的方案涉及兩個(gè)濾波器的組合。第一濾波器充當(dāng)連續(xù)適配的陰影濾波器，以基于誤差信號(hào)估計(jì)兩個(gè)麥克風(fēng)處的相關(guān)信號(hào)。當(dāng)認(rèn)為僅背景(遠(yuǎn)場(chǎng))噪聲出現(xiàn)在捕獲的聲場(chǎng)中時(shí)，連續(xù)適配的濾波器的濾波器權(quán)重被傳遞給第二濾波器。因此，本發(fā)明的實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)在于因?yàn)殛幱盀V波器連續(xù)適配于輸入數(shù)據(jù)，不需要在毎次語(yǔ)音活動(dòng)中斷時(shí)經(jīng)歷突然的重新收斂。而且，遠(yuǎn)場(chǎng)噪聲具有擴(kuò)散相干性，在低頻處具有高度相關(guān)的信號(hào)，以及在高頻處具有低的空間相關(guān)性。當(dāng)僅擴(kuò)散噪聲出現(xiàn)在捕獲的聲場(chǎng)中吋，陰影濾波器的傳遞函數(shù)表現(xiàn)出低通特性。通過(guò)針對(duì)陰影濾波器的傳遞函數(shù)檢測(cè)高頻處的高幅度成分，進(jìn)行對(duì)捕獲的聲場(chǎng)中的近場(chǎng)信號(hào)出現(xiàn)的檢測(cè)。這得到本發(fā)明的實(shí)施例的另外的好處，因?yàn)檫@樣的方案允許基于空間分布且獨(dú)立地基于活躍的聲源的頻譜成分來(lái)區(qū)分背景噪聲和近場(chǎng)語(yǔ)音。


圖I示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的自適應(yīng)噪聲消除器。圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的擴(kuò)散噪聲場(chǎng)檢測(cè)器。圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例可以實(shí)現(xiàn)的頻率的閾值函數(shù)的示例。圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的方法的流程圖。 圖5示出了針對(duì)不同值d的完全擴(kuò)散噪聲場(chǎng)的空間相干性。圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的、來(lái)自在真實(shí)世界環(huán)境下執(zhí)行的雙麥克風(fēng)讀數(shù)的并且包括餐館中的背景噪聲的數(shù)據(jù)的空間相干性。圖7示出了在典型的真實(shí)世界環(huán)境中獲得的本發(fā)明的實(shí)施例的性能的示例。圖8示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的噪聲消除器的示例實(shí)現(xiàn)。
具體實(shí)施例方式下面將參考附圖更完全地描述本發(fā)明，在附圖中示出了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。然而，本發(fā)明可以以許多不同的形式來(lái)具體實(shí)現(xiàn)，并且不應(yīng)該解釋為限于本文闡述的實(shí)施例；相反，提供這些實(shí)施例以便本公開將是全面的完整的，并且將向本領(lǐng)域普通技術(shù)人員完全傳遞本發(fā)明的范圍。在附圖中，相似的參考標(biāo)記指代類似的単元。而且，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)該明白，本文下面說(shuō)明的裝置和功能可以使用軟件功能結(jié)合編程的微處理器或通用計(jì)算機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)，和/或使用專用集成電路(ASIC)來(lái)實(shí)現(xiàn)。還應(yīng)該明白，盡管主要以方法和設(shè)備的形式來(lái)描述本發(fā)明，但是本發(fā)明還可以具體實(shí)現(xiàn)在計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品以及包括計(jì)算機(jī)處理器和耦合到處理器的存儲(chǔ)器的系統(tǒng)中，其中存儲(chǔ)器編碼有可以執(zhí)行本文公開的功能的ー個(gè)或多個(gè)程序。本發(fā)明的實(shí)施例涉及如圖I所示的噪聲消除器。自適應(yīng)噪聲消除器150包括主麥克風(fēng)100，位于靠近說(shuō)話者嘴邊；以及參考麥克風(fēng)102，比主麥克風(fēng)100離說(shuō)話者嘴邊遠(yuǎn)。參考麥克風(fēng)102可以面對(duì)與主麥克風(fēng)100相反的方向。主麥克風(fēng)100被配置為捕獲包括語(yǔ)音和噪聲的第一信號(hào)yp(t);以及參考麥克風(fēng)102被配置為捕獲主要包括噪聲的第二信號(hào)yr (t)。自適應(yīng)噪聲消除器150還包括自適應(yīng)陰影濾波器104，被配置為適配于第一信號(hào)yp(t)與第二信號(hào)yjt)之間的相關(guān)的估計(jì)；擴(kuò)散噪聲檢測(cè)器112，被配置為通過(guò)分析適配的自適應(yīng)陰影濾波器的頻率特性來(lái)確定第二信號(hào)是否主要包括擴(kuò)散噪聲。因?yàn)閷?duì)頻率特性進(jìn)行分析，所以來(lái)自自適應(yīng)陰影濾波器的信號(hào)通過(guò)例如FFT操作110被轉(zhuǎn)換到頻域。包括主濾波器108，主濾波器108被配置為使用陰影濾波器104的濾波器系數(shù)來(lái)消除第一輸入信號(hào)yp(t)的擴(kuò)散噪聲。這可以通過(guò)減法器40從主麥克風(fēng)信號(hào)(稱為第一信號(hào))yp(t)中減去估計(jì)的噪聲來(lái)完成，其中低頻處的噪聲被消除。為了使得自適應(yīng)濾波器適配于對(duì)第一信號(hào)與第二信號(hào)之間的相關(guān)的估計(jì)，自適應(yīng)陰影濾波器104被配置為對(duì)第二信號(hào)濾波以產(chǎn)生第二信號(hào)的濾波版本，并且噪聲消除器150還包括減法器106，被配置為根據(jù)第一信號(hào)與第二信號(hào)的濾波版本之間的差來(lái)生成誤差信號(hào)e(t)。自適應(yīng)陰影濾波器還適合于利用誤差信號(hào)e(t)和第二信號(hào)更新其濾波器系數(shù)，以適配于第一信號(hào)中與第二信號(hào)相關(guān)的那部分的估計(jì)。因此，本發(fā)明的實(shí)施例的基本思想在于基于參考麥克風(fēng)信號(hào)和誤差信號(hào)，自適應(yīng)陰影濾波器連續(xù)地適配于兩個(gè)麥克風(fēng)處的相關(guān)信號(hào)的估計(jì)(即第一信號(hào)與第二信號(hào)之間的相關(guān)的估計(jì))，該誤差信號(hào)被計(jì)算為主麥克風(fēng)捕獲的信號(hào)與估計(jì)的相關(guān)信號(hào)之間的差。該估計(jì)用于當(dāng)擴(kuò)散噪聲場(chǎng)檢測(cè)器檢測(cè)到擴(kuò)散噪聲時(shí)從主麥克風(fēng)捕獲的信號(hào)中消除擴(kuò)散噪聲。如上所述，擴(kuò)散噪聲檢測(cè)器112 (如在圖2中進(jìn)ー步說(shuō)明的)檢測(cè)是否僅擴(kuò)散噪聲出現(xiàn)在估計(jì)的信號(hào)中。根據(jù)ー個(gè)實(shí)施例，擴(kuò)散噪聲場(chǎng)檢測(cè)器包括分析器114，其適合于確定適配的自適應(yīng)陰影濾波器的傳遞函數(shù)在高頻處(即高于第一閾值199的頻率處)的幅度的預(yù)定部分是否高于第二閾值116。即，用于定義高頻的第一閾值199是基于主麥克風(fēng)與參考麥克風(fēng)之間的距離確定的。第二閾值116可以是ー些參數(shù)的函數(shù)，或者是固定閾值，所述參數(shù)例如與輸入信號(hào)的功率譜估計(jì)相關(guān)(如圖3中例示的那樣)。分析器被配置為如果例如通過(guò)比較傳遞 函數(shù)在不同頻率點(diǎn)的幅度，適配的自適應(yīng)陰影濾波器的傳遞函數(shù)在高頻的幅度的預(yù)定部分低于第二閾值，則確定第二信號(hào)主要包括擴(kuò)散噪聲。適配的自適應(yīng)陰影濾波器的傳遞函數(shù)的幅度的預(yù)定部分可以是高于第一閾值199的預(yù)定數(shù)目的頻率點(diǎn)。對(duì)高于第一閾值的頻率點(diǎn)進(jìn)行計(jì)數(shù)120，并且與第三閾值進(jìn)行比較122。確定用于檢測(cè)擴(kuò)散噪聲的第三閾值。當(dāng)檢測(cè)到擴(kuò)散噪聲吋，決定126經(jīng)由濾波器權(quán)重緩沖器向主濾波器傳遞估計(jì)的陰影濾波器的濾波器權(quán)重，其對(duì)參考麥克風(fēng)信號(hào)濾波，以產(chǎn)生對(duì)噪聲信號(hào)的估計(jì)。當(dāng)分析器在捕獲的聲場(chǎng)中檢測(cè)到近場(chǎng)信號(hào)時(shí)，即當(dāng)不僅檢測(cè)到擴(kuò)散噪聲時(shí)，可以使用先前傳遞的濾波器權(quán)重來(lái)處理輸入信號(hào)。為了進(jìn)一步描述根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的解決方案，圖I示出的兩個(gè)麥克風(fēng)輸入yp (t)和yr(t)被考慮如下yp(t) = sp (t) +np (t) +vp (t)(I)yr(t) = sr(t)+nr(t)+vr(t)其中，yp(t)是主麥克風(fēng)的輸入信號(hào)，以及(t)是參考麥克風(fēng)的輸入信號(hào)，sp(t)和sjt)分別是主麥克風(fēng)和參考麥克風(fēng)處的期望的信號(hào)的貢獻(xiàn)，np(t)和njt)是主麥克風(fēng)和參考麥克風(fēng)處的相干噪聲分量，以及vp(t)和\(t)是主麥克風(fēng)和參考麥克風(fēng)處的非相干
噪聲分量。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的自適應(yīng)噪聲消除器的目標(biāo)是利用通過(guò)使用輔麥克風(fēng)信號(hào)yr(t)獲得的附加信息來(lái)抑制主麥克風(fēng)信號(hào)yp(t)中的相干噪聲分量。相干噪聲分量之間的線性關(guān)系可以假設(shè)如下np(t) = G(z). nr(t)(2)該結(jié)果可以變形為對(duì)主麥克風(fēng)和參考麥克風(fēng)之間針對(duì)噪聲的相干部分的傳遞函數(shù)G(Z)的估計(jì)。該傳遞函數(shù)G(Z)可以是非因果關(guān)系的。因此，可以使用信號(hào)np(t)的延遲版本來(lái)執(zhí)行對(duì)傳遞函數(shù)的估計(jì)，標(biāo)為。通過(guò)下式給出根據(jù)實(shí)施例的自適應(yīng)噪聲消除器的輸出e{t) = yp (I) - G{z).yr (t)
權(quán)利要求
1.一種用于自適應(yīng)噪聲消除器的方法，所述自適應(yīng)噪聲消除器與位于靠近說(shuō)話者嘴邊的主麥克風(fēng)和比主麥克風(fēng)離說(shuō)話者嘴邊遠(yuǎn)的參考麥克風(fēng)相關(guān)聯(lián)，所述方法包括步驟 由主麥克風(fēng)捕獲(401)包括語(yǔ)音和噪聲的第一信號(hào)， 由參考麥克風(fēng)捕獲(402)主要包括噪聲的第二信號(hào)， 將自適應(yīng)陰影濾波器適配(403)于第一信號(hào)與第二信號(hào)之間的相關(guān)的估計(jì)， 通過(guò)分析(404a)適配的自適應(yīng)陰影濾波器的頻率特性來(lái)確定(404)第二信號(hào)是否主要包括擴(kuò)散噪聲， 如果認(rèn)為第二信號(hào)主要包括擴(kuò)散噪聲，則 將陰影濾波器的濾波器系數(shù)傳遞(405)到主濾波器以用于消除第一輸入信號(hào)的擴(kuò)散噪聲。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中通過(guò)下述方式將自適應(yīng)陰影濾波器適配(403)于第一信號(hào)中與第二信號(hào)相關(guān)的部分的估計(jì) 由自適應(yīng)陰影濾波器對(duì)第二信號(hào)濾波(407)，以產(chǎn)生第二信號(hào)的濾波版本， 根據(jù)第一信號(hào)與第二信號(hào)的濾波版本之間的差來(lái)生成(408)誤差信號(hào)，以及利用誤差信號(hào)和第二信號(hào)更新(409)陰影濾波器的濾波器系數(shù)，以適配于第一信號(hào)中與第二信號(hào)相關(guān)的所述部分的估計(jì)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1-2中的任一項(xiàng)所述的方法，通過(guò)下述方式分析適配的自適應(yīng)陰影濾波器的頻率特性 確定(410)適配的自適應(yīng)陰影濾波器的傳遞函數(shù)在高于第一閾值的頻率處的幅度的預(yù)定部分是否低于第二閾值，以及 如果認(rèn)為適配的自適應(yīng)陰影濾波器的傳遞函數(shù)在高于第一閾值的頻率處的幅度的所述預(yù)定部分低于第二閾值，則確定(411)第二信號(hào)主要包括擴(kuò)散噪聲。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中適配的自適應(yīng)陰影濾波器的傳遞函數(shù)的幅度的所述預(yù)定部分是高于第一閾值的預(yù)定數(shù)目的頻率點(diǎn)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3-4中的任一項(xiàng)所述的方法，其中所述第一閾值取決于主麥克風(fēng)和參考麥克風(fēng)之間的距離。
6.根據(jù)權(quán)利要求3-4中的任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述第二閾值取決于第一輸入信號(hào)與第二輸入信號(hào)中的至少ー個(gè)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-4中的任一項(xiàng)所述的方法，其中如果第二信號(hào)不是主要包括擴(kuò)散噪聲，則使用(406)先前使用的主濾波器的濾波器系數(shù)。
8.一種自適應(yīng)噪聲消除器(150)，包括位于靠近說(shuō)話者嘴邊的主麥克風(fēng)(100)和比主麥克風(fēng)(100)離說(shuō)話者嘴邊遠(yuǎn)的參考麥克風(fēng)(102)，其中所述主麥克風(fēng)(100)被配置為捕獲包括語(yǔ)音和噪聲的第一信號(hào)(yp(t))，以及所述參考麥克風(fēng)(102)被配置為由所述參考麥克風(fēng)捕獲主要包括噪聲的第二信號(hào)(yjt))，所述自適應(yīng)噪聲消除器(150)還包括自適應(yīng)陰影濾波器(104)和擴(kuò)散噪聲場(chǎng)檢測(cè)器(112)，所述自適應(yīng)陰影濾波器(104)被配置為適配于第一信號(hào)(yp(t))與第二信號(hào)(yjt))之間的相關(guān)的估計(jì)，所述擴(kuò)散噪聲場(chǎng)檢測(cè)器(112)被配置為通過(guò)分析適配的自適應(yīng)陰影濾波器(104)的頻率特性來(lái)確定第二信號(hào)(yjt))是否主要包括擴(kuò)散噪聲，以及所述自適應(yīng)噪聲消除器(150)還包括主濾波器(108)，所述主濾波器(108)被配置為使用陰影濾波器(104)的濾波器系數(shù)來(lái)消除第一輸入信號(hào)(yp(t))的擴(kuò)散噪聲。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的自適應(yīng)噪聲消除器(150)，其中所述自適應(yīng)陰影濾波器(104)被配置為通過(guò)下述方式適配于第一信號(hào)(yp(t))與第二信號(hào)(yjt))之間的相關(guān)的估計(jì) 所述自適應(yīng)陰影濾波器(104)被配置為對(duì)第二信號(hào)濾波，以產(chǎn)生第二信號(hào)的濾波版本，以及 所述自適應(yīng)噪聲消除器(150)包括減法器(106)，所述減法器(106)被配置為根據(jù)第一信號(hào)與第二信號(hào)的濾波版本之間的差來(lái)生成誤差信號(hào)，以及 所述自適應(yīng)陰影濾波器(104)適合于利用誤差信號(hào)和第二信號(hào)(yjt))更新其濾波器系數(shù)，以適配于第一信號(hào)中與第二信號(hào)相關(guān)的所述部分的估計(jì)。
10.根據(jù)權(quán)利要求8-9中的任一項(xiàng)所述的自適應(yīng)噪聲消除器，其中所述擴(kuò)散噪聲檢測(cè)器(112)包括分析器(114)，所述分析器(114)適合于 確定適配的自適應(yīng)陰影濾波器的傳遞函數(shù)在高于第一閾值(199)的頻率處的幅度的預(yù)定部分是否高于第二閾值(116)，以及 如果認(rèn)為適配的自適應(yīng)陰影濾波器的傳遞函數(shù)在高于第一閾值的頻率處的幅度低于第二閾值(116)，則確定第二信號(hào)主要包括擴(kuò)散噪聲。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的自適應(yīng)噪聲消除器，其中適配的自適應(yīng)陰影濾波器(104)的傳遞函數(shù)的幅度的所述預(yù)定部分是高于第一閾值(199)的預(yù)定數(shù)目的頻率點(diǎn)。
12.根據(jù)權(quán)利要求10-11中的任一項(xiàng)所述的自適應(yīng)噪聲消除器，其中所述第一閾值(116)取決于主麥克風(fēng)(100)和參考麥克風(fēng)(102)之間的距離。
13.根據(jù)權(quán)利要求10-11中的任一項(xiàng)所述的自適應(yīng)噪聲消除器，其中，所述第二閾值(102)取決于第一信號(hào)yp(t)與第二信號(hào)yr(t)中的至少ー個(gè)。
14.根據(jù)權(quán)利要求8-11中的任一項(xiàng)所述的自適應(yīng)噪聲消除器，其中所述主濾波器(100)被配置為如果第二信號(hào)yjt)不是主要包括擴(kuò)散噪聲，則使用先前使用的主濾波器(100)的濾波器系數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于語(yǔ)音編碼器中的改進(jìn)的噪聲消除器的方法和裝置。主麥克風(fēng)聯(lián)合參考麥克風(fēng)捕獲聲音信號(hào)。自適應(yīng)陰影濾波器被適配于在主麥克風(fēng)中捕獲的信號(hào)與參考麥克風(fēng)中捕獲的信號(hào)之間的相關(guān)。此外，引入擴(kuò)散噪聲場(chǎng)檢測(cè)器，其檢測(cè)擴(kuò)散噪聲的存在。當(dāng)擴(kuò)散噪聲場(chǎng)檢測(cè)器檢測(cè)到擴(kuò)散噪聲時(shí)，自適應(yīng)陰影濾波器的濾波器系數(shù)被主濾波器用于消除主麥克風(fēng)捕獲的信號(hào)中的擴(kuò)散噪聲。因?yàn)樽赃m應(yīng)陰影濾波器的濾波器系數(shù)在僅檢測(cè)到擴(kuò)散噪聲時(shí)用于消除，所以避免了對(duì)語(yǔ)音信號(hào)的消除。
文檔編號(hào)G10L21/02GK102859591SQ201080066159
公開日2013年1月2日 申請(qǐng)日期2010年4月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月12日
發(fā)明者扎拉·葉默赫, 安德爾斯·埃里克松 申請(qǐng)人:瑞典愛(ài)立信有限公司