專利名稱：噪聲減少方法、噪聲減少裝置和電話機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于減少語音信號中所含噪聲的方法。特別是，本發(fā)明涉及到一種應(yīng)用于一個噪聲減少設(shè)備的噪聲減少方法的方法，所述的噪聲減少設(shè)備適用于減少滲入于由一個送話器聚集起來的所述語音信號中的噪聲。
已經(jīng)公知了多種用于減少語音信號中所含噪聲的方法，在這些方法中，一種擴展操作是這樣來執(zhí)行的，即利用所述的噪聲成份低于語音成份的電平的時候，對所述輸入信號進行處理，使得所述輸入信號的電平愈低，該輸入信號的衰減量就愈大。考慮在通常狀態(tài)下能夠使該噪聲分量有效降低的擴展程度，所述擴展比被選擇為一個適度值，從而使得使該擴展既不太強，也不太弱。
在利用擴展減少噪聲的這種方法中，在很多場合之下，當輸入信號中所包含的噪聲較大時，噪聲減小的效果是不夠的。相反，假如在所述輸入信號中不含有噪聲，利用擴展就會使諸如“Sa”、“Si”、“Su”、“Se”和“So”等輔音受到衰減，因而產(chǎn)生不自然的聲音。換言之，在噪聲很小并且不需要執(zhí)行噪聲減少操作的場合執(zhí)行擴展，導致了聲音質(zhì)量的降低。
利用如上所述的噪聲減少方法，由于擴展效果變得愈高，所述輸入信號的電平就愈低，所以，當與具有一低于某固定電平的一弱信號例如是低于66dB的信號的語音編碼器相結(jié)合進行擴展時，所述的聲音就可能被抹去或散射，從而在譯碼中給出不自然的聲音。
根據(jù)前述，本發(fā)明的目的就是要提供一種噪聲減少方法，利用這種方法，在不降低再生語音信號聲音質(zhì)量的前提下可以減少噪聲，從而可以產(chǎn)生更加自然的重放聲音。
根據(jù)本發(fā)明，所提供的用于減少輸入語音信號中所含噪聲的方法包括如下步驟檢測所述輸入語音信號中所含噪聲成份的電平，以根據(jù)所檢測到的噪聲電平形成一個控制信號，和根據(jù)所述的控制信號，修改與所述輸入語音信號相關(guān)的噪聲減少操作的內(nèi)容，以執(zhí)行對噪聲減少操作的修改。
根據(jù)所述控制信號進行修改的所述噪聲減少操作的內(nèi)容，最好包括改變與電平擴展相關(guān)的所述輸入信號電平的閾值電平。就是說，若所述的輸入信號電平低于一個予設(shè)定閾值并且要執(zhí)行一個與噪聲減少相關(guān)的電平擴展，那么，就要根據(jù)在由所述噪聲電平檢測步驟中所檢測噪聲電平基礎(chǔ)上所產(chǎn)生的控制信號來改變或可控地轉(zhuǎn)換所述閾值。
所述的噪聲減少操作可以根據(jù)輸入/輸出特性曲線加以執(zhí)行，所述的輸入/輸出特性曲線表示一個分貝級的輸出信號電平與一個分貝級的輸入信號電平之比，且該曲線呈現(xiàn)為具有兩個或多個結(jié)點的扭曲線形狀。例如，第一閾值和小于所述第一閾值的第二閾值被設(shè)定為所述輸入信號電平，那么，只有當所述的輸入電平處于從所述第一閾值到第二閾值范圍之內(nèi)時，才執(zhí)行與噪聲減少相關(guān)的電平擴展，而當所述的輸入電平小于所述第二閾值時，則不執(zhí)行電平擴展而使用固定的衰減。在這種方式中，若把所述的噪聲減少設(shè)備和適用于對低于預置電平的弱信號的設(shè)備相互結(jié)合加以使用的話，那么，就可以避免無限制地產(chǎn)生或減弱所述聲音，從而解決了不自然的聽覺問題。
通過提供多種噪聲減少算法和根據(jù)所述控制信號修改這些算法也可以對所述噪聲減少操作的內(nèi)容作出修改。為此目的，提供了三種噪聲減少算法，并且可以根據(jù)所述的控制信號來選擇這三種算法之一。所述的三種噪聲減少算法的第一種是根據(jù)所述輸入語音信號電平的電平來計算一個抑制比，并將所述的輸入語音信號乘以所計算的抑制比；所述三種噪聲減少算法中的第二種是根據(jù)與所述輸入語音信號相對應(yīng)的信號電平來計算一個抑制比，增強所述輸入語音信號的高頻成份，并將所述的信號乘以所計算的抑制比；第三種噪聲減少算法僅是對所述輸入語音信號低頻成份執(zhí)行噪聲減少操作，將減少了噪聲的低頻成份加到所述輸入語音信號高頻成份上。在這種方式中，根據(jù)所述的噪聲電平，以在周圍噪聲電平較高的場合集中減少噪聲的方式，對所述噪聲減少操作的效果進行轉(zhuǎn)換調(diào)節(jié)，從而進一步改善所述噪聲減少效果。
利用本發(fā)明的方法，根據(jù)背景噪聲電平，可以使所述噪聲減少操作的效果加以轉(zhuǎn)換，以調(diào)整噪聲減少的最佳值。特別是，對低背景噪聲的擴展進行了抑制，從而避免了聲音質(zhì)量的降低。


圖1是一個電路方框圖，它示出了根據(jù)本發(fā)明第一實施例的執(zhí)行所述噪聲減少方法的一種噪聲減少裝置。
圖2示出了依據(jù)圖1所示之噪聲減少裝置，當使用由一個抑制比計算電路所產(chǎn)生的噪聲抑制比執(zhí)行噪聲減少時，輸入信號和輸信號之間的關(guān)系。
圖3示出的依據(jù)圖1所示之噪聲減少裝置，當使用由一個抑制比計算電路所產(chǎn)生的噪聲抑制比執(zhí)行噪聲減少時，在輸入信號和輸出信號之間的另一種關(guān)系。
圖4的電路方框圖示出了使用圖1所示之噪聲減少裝置的一個語音發(fā)送設(shè)備的電路配置的一個例子。
圖5的流程圖示出了圖1所示噪聲減少裝置的噪聲檢測電路操作的前半部分。
圖6的流程圖示出了圖1所示噪聲減少裝置的噪聲檢測電路操作的后半部分。
圖7的電路方框圖示出了根據(jù)本發(fā)明第二實施例的執(zhí)行所述噪聲減少方法的一種噪聲減少裝置。
下面將參照附圖，對本發(fā)明噪聲減少方法的某些最佳實施例加以詳述。在下面的解釋中，假定執(zhí)行這些實施例所示方法的噪聲減少裝置已經(jīng)被裝入一個便攜式電話裝置之中。即假設(shè)所述的便攜式電話裝置被應(yīng)用于高噪聲環(huán)境之中，依據(jù)本發(fā)明各實施例的減少噪聲的方法被應(yīng)用于所述的噪聲減少裝置，以減少由一個送話器與所述語音一起集聚起來的噪聲。
圖1示出了一個噪聲減少裝置，其中，應(yīng)用了依據(jù)本發(fā)明第一實施例的噪聲減少裝置。
在圖1中，使用送話器11作為一個語音信號輸入裝置，該送話器不僅聚集了所述的語音，還聚集了與所述語音一起被轉(zhuǎn)換成電子信號的諸如外部聲音、風聲或類似聲音的所述噪聲。
來自所述送話器11的輸入信號被提供給用于將所述模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號的一個模/數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換器12。來自所述A/D轉(zhuǎn)換器12的數(shù)字輸入信號X(n)被一個未予示出的幀形成裝置分成多個幀，其中每一幀的周期為20毫秒，并由160個采樣所構(gòu)成。所述的數(shù)字輸入信號被逐幀地提供給一個幀功率計算電路13和一個噪聲減少電路16。所述的幀功率計算電路13計算所述幀基數(shù)字輸入信號X(n)的平均功率例如是均方(RMS)值，作為所述語音信號的幀基功率。由所述幀功率計算電路13計算出的所述幀基平均功率值被提供給一個抑制比計算電路14。所述的抑制比計算電路14使用由所述幀功率計算電路13所計算的平均幀功率來計算作為一個噪聲抑制因子的抑制比。由所述抑制比計算電路14所得到的抑制比被發(fā)送給用于平滑由所述抑制比計算電路14所獲的抑制比的平滑電路15。所謂平滑，是指對在幀基礎(chǔ)上所分得的所述輸入語音信號中存在的不連續(xù)節(jié)點進行刪除處理。隨后被平滑的所述抑制比被發(fā)送給一個噪聲減少電路16，以用于刪除在由所述A/D轉(zhuǎn)換器12提供的所述數(shù)字輸入信號中存在的噪聲。
所述的抑制比計算電路14被提供有一個控制信號，該控制信號是通過利用一個電平鑒別電路18對輸入給端子19的所述噪聲電平檢測信號進行鑒別所獲得的。例如用于計算所述抑制比的所述閾值可以根據(jù)所述的控制信號進行轉(zhuǎn)換。
所述的幀功率計算電路13計算所述數(shù)字輸入信號X(n)的幀基平均功率。所述數(shù)字輸入信號X(n)的每一160—采樣幀的平均功率均方根rms以等式(1)進行計算rms=1160Σn=0159x2(n)]]>在等式(1)基礎(chǔ)上所計算出來的平均功率均方根rms被提供給所述抑制比計算電路14。
所述抑制比計算電路14把所述平均功率均方根rms和某一個閾值nr1相比較，并在比較的基礎(chǔ)之上，計算一個抑制比(標度)。也就是說，所述的抑制比(標度)被設(shè)置成1，并且刻度＝rms/K(2)本等式的前提條件是所述平均功率均方根rms分別不小于和小于所述閾值nr1。在上述等式中，K表示一個常數(shù)，且在本實施例中等于nr1(K＝nr1)。另外，對于所有的rms值，都使用等式(2)來計算所述抑制比(標度)，并且若計算所得之抑制比(標度)小于1(標度＜1)，那么，就要將所述數(shù)字輸入信號X(n)乘以由等式(2)所計算的抑制比(標度)。對于所述平均功率均方根小于所述閾值nr1的幀而言，這相當于將所述的數(shù)字輸入信號X(n)乘以小于1的增益。若等式(2)計算的結(jié)果是所述的抑制比不小于1(標度≥1)，那么，不需要進行任何處理，而將所述的數(shù)字輸入信號X(n)直接輸出。對于所述的抑制比(標度)等于所述閾值的幀而言，這相當于把所述的數(shù)字輸入信號X(n)乘以等于1的增益。因此，通過適當?shù)剡x擇所述閾值nr1，就可以對諸如噪聲部分的小功率部分進行控制，以使其增益較小，進而，就可以實現(xiàn)有效地減小噪聲。在使用等式(2)情況下的噪聲抑制效果等于所述輸入信號平均功率的1/2。
如果所述噪聲抑制過于強烈，或者結(jié)合使用了用來降低低于予置電平聲音噪聲的電路，那么，最好再設(shè)置一個低于所述閾值nr1的第二閾值nr2，把該閾值nr1作為所述的第一閾值，以降低抑制作用，即對于所述輸入信號電平變得低于所述第二閾值nr2的某個區(qū)域，降低擴展器擴展操作的強度。
圖2示出了在輸入電平范圍小于所述第二閾值nr2時減少噪聲抑制效果情況下典型的輸入/輸出特性。在這種情況下，所述的輸出信號是通過把所述數(shù)字輸入信號X(n)乘以由所述抑制比計算電路14所獲得的抑制比值所得到的。在圖2中，所述的輸入和輸出值在橫座標和豎座標中分別以分貝的形式給出。
在圖2中，示出了擴展器特性品質(zhì)，其中，例如對于上述表明輸入電平的rms值在橫座標上不小于第一閾值nr1a的區(qū)域內(nèi)，所述增益被設(shè)定為1，而對于那些輸入電平變得小于nr1a的區(qū)域，其增益隨著輸入電平的降低而減小。另一方面，對于那些輸入電平變得低于比所述第一閾值nr1a還小的第二閾值nr2a的區(qū)域，那么，所述曲線的梯度將恢復到例如相當于1增益的上述梯度或一個固定衰減量。即，對于那些輸入電平變得小于所述第二閾值nr2的區(qū)域，將使用于所述rms值無關(guān)的固定抑制比值(抑制比)＝nr2/nr1(3)并將該值乘以所述的輸入信號，以給出具有恒定衰減量的輸出信號。在這種情況下，代表與以分貝形式出現(xiàn)的輸入信號電平相關(guān)的同樣以分貝形式出現(xiàn)的輸出信號的輸入/輸出特性曲線被表示成具有相應(yīng)于所述兩個閾值nr1和nr2的兩個絞結(jié)點的絞結(jié)線。這就使得在減少噪聲基礎(chǔ)上所產(chǎn)生的語音的不自然的感覺得以減小。
除此之外，在圖2中還示出了所述第一和第二閾值nr1和nr2的多組(在這里是三組)予定值，即nr1a、nr2a、nr1b、nr2b、nr1c和nr2c，并且如下面將要描述的、這幾組閾值中的一組是由根據(jù)在噪聲電平檢測信號基礎(chǔ)上所產(chǎn)生的控制信號加以選擇的。
也就是說，對于例如由一個噪聲電平檢測電路所檢測出來的噪聲電平A，設(shè)置了兩個閾值電平th1、th2，其中，th1＞th2。這些閾值電平th1和th2被設(shè)置在電平鑒別電路18上以用作鑒別值。所述的電平鑒別電路18利用所述的閾值th1和th2鑒別來自端部19的噪聲電平A，并產(chǎn)生一個轉(zhuǎn)換控制信號，該控制信號將選擇一組用于A≥th1的閾值nr1a、nr2a，并選擇一組用于th1＞A≥th2的閾值nr1b、nr2b，同時還要選擇一組用于th2＞A的閾值nr1c、nr2c。所述的抑制比計算電路14選擇與所述轉(zhuǎn)換控制信號相關(guān)的這些組閾值組之一，并根據(jù)所選擇的閾值組，所述的抑制比計算電路14計算作為輸入電平的平均幀功率均方根rms，同時計算噪聲抑制比。
這相當于響應(yīng)所檢測的噪聲電平在多級中轉(zhuǎn)換噪聲抑制所應(yīng)用的閾值，以使得在高噪聲或安靜的環(huán)境中分別增加或減小所述閾值。這樣就可以根據(jù)在電話呼叫一側(cè)的背景噪聲的強度來改變噪聲減弱的程度，從而在安靜環(huán)境中減弱噪聲減少的影響，以避免由于噪聲抑制所帶來的不自然感覺，同時在高噪聲環(huán)境中增強噪聲減少的效果，以有效地減小噪聲。
假定，在20毫秒的整個幀的所述平均語音功率均方根rms利用上式(1)獲得，由于用于16位數(shù)字信號數(shù)據(jù)的最大值為32767，所以，所述閾值的實際值nr1a＝1024、nr2a＝512、nr1b＝512、nr2b＝256、nr1c＝256和nr2c＝128就足夠了。對于rms值＝512的情況，所述閾值對應(yīng)于與0分貝全標度正弦波相關(guān)的近似-33分貝。
另一方面，如果象在所述rms情況下一樣使用一幀的平均功率來表示所述背景噪聲電平A的閾值th1、th2，那么，th1和th2就可以分別被設(shè)置成112和48(th1＝112，th2＝48)。這些值分別相當于70dBA(約-40dB)和50dBA的背景噪聲電平。
使用以多根絞結(jié)線形式存在、且其中的每一個都具有一個絞結(jié)點的輸入/輸出特性和根據(jù)上述噪聲電平去選擇所述絞結(jié)線閾值nr1a、nr1b和nr1c也是可能的。圖3所示之橫豎座標同于圖2?？梢愿鶕?jù)等式(2)來計算其電平低于圖3所示絞結(jié)線閾值的區(qū)域的抑制比。
另外，在所述輸入電平低于比所述第一閾值nr1還要小的第二閾值hr2的區(qū)域內(nèi)，可以使用用于計算所述抑制比值的等式(抑制比)＝rms2/K′ (3′)以進一步增強所述的噪聲抑制，即加強擴展器的操作。式中K′是一個常數(shù)，此時的噪聲抑制效果是所述輸入信號平均功率的1/4。
同時，由于所述輸入信號中的語音部分和噪聲部分沒有被分開單獨進行處理，所以，趨向于使所述語音變得不存在于例如輔音中的語音功率較小的區(qū)域內(nèi)。當所述的噪聲減少被最強化地加以運用時，上述這種趨向?qū)⒆兊煤苊黠@。從而可以根據(jù)語音種類來減少高地異樣感覺。因此，就需要檢查什么樣的與所述平均幀功率相關(guān)的噪聲減少強度將被應(yīng)用，以及根據(jù)哪一個輸入信號值來施加噪聲減少。在圖2所示之實施例中，通過根據(jù)輸入電平在兩級內(nèi)改變噪聲減少的強度，可以避免這種現(xiàn)象。
另一方面，若逐幀地執(zhí)行上述處理，那么，在所述語音幀處，語音節(jié)點將變得相互沒有聯(lián)系，其結(jié)果就會引入某些異樣的聽覺。
出于這種考慮，試圖設(shè)置一個與所述抑制比值相關(guān)的上升時間或恢復時間，并在所述幀的基礎(chǔ)上執(zhí)行平滑操作，以消除異樣的聽覺。
在圖1所示的配置中，在將由所述抑制比計算電路14產(chǎn)生的所述抑制比值發(fā)送給所述噪聲減少電路16以前，先利用所述的平滑電路15對其執(zhí)行平滑處理。
提供所述平滑電路15以用于克服由上述噪聲減少所引入的問題，并建立所述的上升時間和恢復時間。在本實施例中，所述上升時間被置定為“0”，而恢復時間是可變的。
也就是說，若所計算的當前幀的語音功率大于在前幀的語音功率，那么可以直接使用所計算的功率。相反，若當前幀的語音功率較大，那么就要利用一個其特性如等式(4)所示的低通濾波器(LPF)對其進行平滑處理S(n)＝Scale_flt1×s(n－1)＋Scale_flt2×Scale (4)通過這種處理可以消除由于所述幀功率變化所引起的處理后的語音不自然感覺。
所述的恢復時間可以通過改變系數(shù)Scale-flt1、Scale-flt2的比例加以改變。若根據(jù)等式(4)執(zhí)行平滑處理，尤其是在所述輸入語音變化部分中的恢復部分可以被平滑地加以改變。由于所述幀功率的改變被提供給了所述噪聲減少電路16，所以，由所述平滑電路15進行了平滑處理的所述抑制比值就可以校正在處理后的語音中的不自然感覺。
所述的噪聲減少電路16將由所述A/D轉(zhuǎn)換器12所提供的數(shù)字輸入信號X(n)與由所述平滑電路15所提供的所述抑制比值相乘，并在輸出端17輸出一個噪聲減少了的輸出信號。
利用其中應(yīng)用了依據(jù)本發(fā)明第一實施例的噪聲減少方法的所述噪聲減少裝置也可以使用一較小的信號處理量執(zhí)行噪聲減少操作。另一方面，由于使用了圖2所示的輸入/輸出特性，和在輸入信號電平小于所述第二閾值的瞬間停止所述擴展操作，所以就會產(chǎn)生特別自然的重放聲音。除此以外，由于在環(huán)境噪聲電平較低的場合，只輕度執(zhí)行噪聲抑制操作，所以，所述的擴展器也不進行無效的操作，從而可以避免音質(zhì)的降低。相反，在所述環(huán)境噪聲電平較高的場合，可以加強所述擴展器的操作，從而進一步加強所述噪聲抑制效果。
上述的語音噪聲減少裝置可以用于例如圖4所示的語音信號發(fā)送裝置之中。這種語音信號發(fā)送裝置可以用作便攜式電話設(shè)備的一部分，并可以用于與發(fā)送數(shù)據(jù)壓縮的語音編碼方法相關(guān)的矢量和激勵線性予測(VSELP)。
美國專利No.4,817,157披露了所述VSELP的技術(shù)內(nèi)容。這種技術(shù)是一種編碼激勵線性予測(CELP)技術(shù)。利用VSELP技術(shù)，可以對諸如語音幀功率、反射和線性予測系數(shù)、音調(diào)頻率、代碼薄、音調(diào)或代碼薄增益等參數(shù)進行分析并且利用所分析的參數(shù)對所述語音進行編碼。除了所述的VSELP以外，還可以使用其它的語音編碼技術(shù)。
在圖4中，所述的輸入語音信號由上述的送話器所聚集，并且由A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成一個數(shù)字信號，該數(shù)字信號被提供給輸入端1。該輸入數(shù)字語音信號通過圖2所示噪聲減少電路2被提供給一個矢量和激勵線性予測(VSELP)編碼器3。所述的噪聲減少電路2例如可以如圖1是由一個幀功率計算電路13，抑制比計算電路14，平滑電路15、噪聲減少電路16和一個電平鑒別電路18所構(gòu)成。
圖4所示用于產(chǎn)生所述發(fā)送信號的電路部分包括所述VSELP編碼器3、用于利用由所述噪聲范圍檢測電路4所檢測出的分析參數(shù)檢測背景噪聲電平的噪聲范圍檢測電路4和用于響應(yīng)由所述噪聲電平檢測電路5所檢測的噪聲電平對所接收聲音的音量進行控制的微計算機6。
由于所述語音編碼方法使用了上述VSELP編碼器，所以通過綜合分析編碼薄檢索，可以獲得低位速的高質(zhì)量語音發(fā)送。通過用來執(zhí)行所述VSELP語音編碼方法的語音編碼裝置，例如一種聲碼器，可以通過選擇存貯在用于對語音進行編碼的編碼薄中的代碼矢量激勵將音調(diào)高低等作為輸入語音信號的特征。諸如聲調(diào)頻率等用于編碼的參數(shù)包括所述幀功率、反射系數(shù)、線性預測系數(shù)，編碼薄、聲調(diào)和編碼薄增益。
在這些分析參數(shù)之中，所述的幀功率Ro、用于指示所述聲調(diào)成分強度等級的聲調(diào)增益Po、聲調(diào)頻率的線性予測編碼系數(shù)a1和滯后LAG被用于檢測背景噪聲。由于僅在極少的場合所述的語音電平才變得等于所述噪聲電平，所以要利用所述的幀功率Ro，同時由于也僅是在極少的場合所述的環(huán)境噪聲(假定是隨機的)被認為具有所述聲調(diào)，所以要使用所述的聲調(diào)增益Po。
另一方面，由于根據(jù)a1值的大小可以分別確定高頻成分或低頻成分的強度，所以，使用了線性預測編碼系數(shù)a1。所述的背景噪聲通常集中在所述高頻區(qū)域內(nèi)，所以，根據(jù)所述的線性預測編碼系數(shù)a1可以檢測所述的背景噪聲。該線性予測系數(shù)a1是反函數(shù)Z-1系數(shù)之和，它是由直接較高階F1R濾波器到所級聯(lián)的二階FlR濾波器的分辨率所產(chǎn)生的。因此，若所述零點處于0＜θ＜π/2范圍之內(nèi)，所述的線性預測編碼系數(shù)a1就變得較大。因此，可以說，若a1大于或小于一個予置閾值，那么，所述的信號能量將分別集中在一個較低范圍和一個較高范圍。
下面來解釋所述零點θ和頻率之間的關(guān)系。
若取樣頻率為f，那么在一個諸如數(shù)字濾波器的一個數(shù)字系統(tǒng)中，0到f/2的頻率對應(yīng)于頻率0到π。若所述的取樣頻率f被設(shè)定為例如8KHZ，那么頻率0到4KHZ就對應(yīng)于頻率0到π，所以，π/2＝2KHZ。因此，所述θ值愈小，頻率范圍就變得愈低。另一方面，所述的θ值愈小，a1的值就愈大。這樣，就可以通過檢查所述a1值和所述予置閾值之間的關(guān)系，確定低頻成分或高頻成分的強度。
所述的噪聲范圍檢測電路4接收上述分析參數(shù)，這些參數(shù)包括所述幀功率Ro，用以指示所述聲調(diào)成分強度等級的聲調(diào)增益、線性予測編碼系數(shù)a1以及所述聲調(diào)頻率中的滯后LAG，所述這些參數(shù)均來自VSELP編碼器3，并用于檢測所述的噪聲范圍。這就避免了由于對所述數(shù)字信號處理器(DSP)或存貯器尺寸上存在的某些限制而引起的處理數(shù)量上的增加，從而保持了減小所述便攜式電話設(shè)備尺寸的勢頭。
在由所述噪聲范圍檢測電路4所檢測出的噪聲范圍以內(nèi)，所述的噪聲檢測電路5檢測所述的語音電平，即所發(fā)送的語音電平。所檢測的發(fā)送語音電平可以是一個由所述噪聲范圍檢測電路根據(jù)使用所述分析參數(shù)進行判斷而最終被判斷為一個噪聲范圍的幀功率Ro。
然而，由于可能存在有誤判斷情況，如同下面將要解釋的，所述的幀功率Ro有可能被傳送給5—抽頭最小值濾波器。
所述微機6利用所述的噪聲范圍檢測電路4來控制所述的噪聲范圍檢測的定時，利用噪聲電平檢測電路5來控制所述噪聲電平檢測的定時，同時控制響應(yīng)所述噪聲電平的重放語音的音量。
在如圖4所示之上述配置之中，所述來自輸入端1的數(shù)字語音輸入信號被傳送給噪聲減少電路2，在這里，如結(jié)合圖1和2所解釋的進行噪聲減少操作。被進行了如此處理的所述數(shù)字語音輸入信號隨后被提供給所述VSELP編碼器3，該編碼器3對已經(jīng)數(shù)字化的輸入信號進行分析和開始信息壓縮和編碼。此時，使用了諸如幀功率、反射系數(shù)、線性予測系數(shù)、聲調(diào)頻率、編碼薄以及輸入語音信號聲調(diào)及編碼薄增益等分析參數(shù)。
由VSELP編碼器3進行壓縮和編碼的數(shù)據(jù)被饋送給一個帶寬信號處理電路7，在這里，將一個同步信號、成幀和誤差校正信號被附加到所述數(shù)據(jù)上。所述帶寬信號處理電路7的輸出信號被饋送給RF發(fā)送和接收電路8，在這里，所述的數(shù)據(jù)被調(diào)制成適于由天線9進行發(fā)送的頻率。
在由所述VSELP編碼器3使用的分析參數(shù)中，所述的幀功率Ro、指示聲調(diào)成分強度等級的聲調(diào)增益、線性予測編碼系數(shù)a1和所述聲調(diào)頻率中的滯后LAG都被提供給所述噪聲范圍檢測電路4。所述的噪聲范圍檢測電路4使用所述的幀功率Ro，用以指示所述聲調(diào)成分強度等級的聲調(diào)增益，線性予測編碼系數(shù)a1和聲調(diào)頻率中的滯后LAG來檢測所述的噪聲范圍。最終由所述噪聲范圍檢測電路4判定為所述噪聲范圍的信息，即所述標記信息被提供給所述噪聲電平檢測電路5。
所述的噪聲電平檢測電路5也被提供有所述來自A/D轉(zhuǎn)換器2的數(shù)字輸入信號，并用于響應(yīng)所述標記信息來檢測所述噪聲范圍的信號電平。如上所述，所述的信號電平可以是所述的幀功率Ro。
由所述噪聲電平檢測電路5所檢測出的噪聲電平被提供給作為控制部分的微機6，并整體饋送給所述噪聲減少電路2。在所述噪聲減少電路2中，所述的噪聲電平數(shù)據(jù)通過例如圖1所示的端部19提供給電平鑒別電路18，在這里，利用所述閾值th1和th2進行電平鑒別以形成所述的轉(zhuǎn)換控制信號，用于由所述抑制比計算電路14進行所述輸入電平閾值的轉(zhuǎn)換選擇。
下面將解釋根據(jù)當前實施例由所述噪聲電平檢測電路5所進行的噪聲電平檢測。
首先，進行噪聲電平檢測的范圍必須是一個由所述噪聲電平檢測電路4進行檢測的噪聲范圍。如前所解釋的，檢測噪聲電平的定時是由所述控制器6加以控制的。執(zhí)行所述的噪聲范圍檢測，以促進由所述噪聲電平檢測電路5所執(zhí)行的噪聲電平的檢測。也就是說，是根據(jù)所考慮的幀是一話音或是噪聲來作出決定的。若發(fā)現(xiàn)所述的幀是一噪聲，那么，檢測所述噪聲電平就成為可能。當然，若僅僅存在有噪聲，就可以更精確地實現(xiàn)所述的噪聲檢測。接著，就可以利用作為發(fā)送語音電平檢測裝置的所述噪聲電平檢測電路5去檢測在沒有所發(fā)送語音輸入情況下輸入給所述發(fā)送送話器1的語音電平。
首先，根據(jù)用戶所設(shè)定之音量電平設(shè)置所述噪聲電平的初始值為-20分貝。若發(fā)現(xiàn)以下面將要解釋的方式所檢測出來的噪聲電平大于這個初始設(shè)定值，那么，就要增加在接收側(cè)的背景音量電平。
若所述幀基輸入語音處于所述背景噪聲范圍之內(nèi)，那么就能很容易的檢測所述的噪聲電平。由于這個原因，在所述發(fā)送部分的發(fā)送電源接通之后立即接收的聲音在與所述發(fā)送部分接收信號相關(guān)的備用狀態(tài)期間的接收的聲音以及在利用在接收側(cè)低于一個予置電平的聲音電平進行呼叫期間所接收的聲音被認為是一種背景噪聲，并且在此時要進行所述幀噪聲電平的檢測。
所述發(fā)射部分發(fā)送呼叫電源的接通表示一個用戶樂意開始使用本便攜式電話裝置。在本實施例中，所述內(nèi)部電路通常要進行一個自檢。當接著該用戶拉伸所述天線9時，在改變了與一個基地電臺的相互連接之后，所述的電話裝置進入所述備用狀態(tài)。由于只是在一系列操作之后才接收所述用戶的輸入話音，所以在此期間，就不可能有用戶的話音進入到所述送話器之中。因此，若在此一系列操作期間使用發(fā)送送話器1，那么所檢測到的聲音就是所述環(huán)境噪聲電平，也就是所述背景噪聲電平。同樣，所述的背景噪聲電平也可以在所述用戶進行發(fā)送操作(撥號盤操作)之后或開始呼叫之前進行檢測。
與所述發(fā)送部分的接收信號相關(guān)的等待狀態(tài)意味著這樣一種狀態(tài)，在這種狀態(tài)下，來自呼叫用戶的呼叫信號正等待接收部分的電源接通。這種狀態(tài)不是一種實際的呼叫狀態(tài)。因此，可以假設(shè)在所述用戶之間不存在有會話語音。這樣，若使用所述發(fā)送送話器在這個等待狀態(tài)期間測量了環(huán)境音量電平，就可以檢測出所述的背景噪聲電平。還可以在相隔適當間隔處多次進行這種測量，然后取所測量值的平均值。
通過以上描述可以看出，根據(jù)在所述發(fā)送部分的發(fā)送電源接通后立即輸入的聲音電平以及在與所述發(fā)送部分接收信號相關(guān)的等待狀態(tài)期間所接收的信號來估算所述的背景噪聲電平，并且，在所估算的噪聲電平的基礎(chǔ)上開始進行會話，以進行語音處理。然而最好是即使在所述電話進行會話期間，也允許連續(xù)地動態(tài)改變所述的背景噪聲電平。為此，在對著電話談話期間響應(yīng)所述接收部分的語音電平對所述的背景噪聲電平進行檢測。
最好如前面所解釋的，在利用由所述接收側(cè)VSELP編碼器3所使用的分析參數(shù)對所述噪聲范圍進行檢測之后，執(zhí)行會話期間所述接收部分上噪聲電平的檢測。
由于當所監(jiān)視的幀功率Ro的電平高于基準電平或呼叫用戶正在談話時可以進行更精確的噪聲檢測，所以，所述呼叫用戶正在談話時的重放音量可以進行實時控制，從而實現(xiàn)更加適當?shù)暮艚匈|(zhì)量。
這樣，在本實施例中，所述控制器6控制所述噪聲范圍檢測電路4和噪聲電平檢測電路5的定時，從而使所述的檢測在下述時刻和期間內(nèi)進行在所述發(fā)送部分的發(fā)送電源接通后立即進行；在所述發(fā)送部分接收信號等待狀態(tài)期間內(nèi)進行和在所述電話裝置處于通話狀態(tài)但語音中斷時間內(nèi)進行。
下面將參照圖5和6所示之流程圖來解釋由所述噪聲范圍檢測電路4所執(zhí)行的噪聲范圍的檢測。
在圖5所示之流程圖開始以后，所述的噪聲范圍檢測電路4從所述VSELP編碼器3接收下述信號所述的幀功率Ro、聲調(diào)增益Po，該信號用以表示所述聲調(diào)成分的幅值、一階線性予測系數(shù)a1和所述聲調(diào)頻率的滯后。
在本實施例中，由于在一幀中所給出的判定導致頻繁的誤差，所以，利用在步驟S1提供的所述分析參數(shù)在所述每一流程步驟中所作的判定基本上是在三幀內(nèi)給出的。如果對三幀范圍內(nèi)的參數(shù)范圍進行了檢查，并判定了所述噪聲范圍，那么，所述的噪聲標記被置為“1”。反之，所述的誤差標記被置為“0”。所述的三個幀包括當前幀和兩個直接超前于所述當前幀的幀。
利用下述步驟可以給出使用所述的分析參數(shù)通過所述三個連續(xù)幀所作出的判定。
在步驟S2，檢查所述輸入語音的幀功率Ro是否小于與所述三個連續(xù)幀相關(guān)的一個預定閾值Roth。若判定的結(jié)果為“是”，也就是說，Ro小于與三個連續(xù)幀相關(guān)的Roth，則所述處理轉(zhuǎn)到步驟S3。若判定的結(jié)果為“否”，即Ro大于與三個連續(xù)幀相關(guān)的Roth，則處理轉(zhuǎn)到步驟S9。所述予置閾值是一個與噪聲相關(guān)的閾值，它是一個高于被認為是一個話音而不是一個噪聲的電平。隨后，執(zhí)行步驟S2，以檢查所述的信號電平。
在步驟S3，檢查所述輸入話音的一階線性予測系數(shù)a1是否小于與三個連續(xù)幀相關(guān)的一個予置閾值atht。若判定的結(jié)果為“是”，即a1小于與三個連續(xù)幀相關(guān)的atht，則處理轉(zhuǎn)到步驟S4，反之，若判定的結(jié)果為“否”，即a1大于與三個連續(xù)幀相關(guān)的atht，處理轉(zhuǎn)到步驟S9。所述予置閾值atht是這樣一個值，即在噪聲分析的時間處，該值幾乎沒有表現(xiàn)出來。隨后，執(zhí)行步驟S3，以檢查語音頻譜的梯度。
在步驟S4，檢查所述當前輸入語音幀的幀功率Ro的值是否小于“5”，若判定的結(jié)果為“是”，即Ro小于5，控制處理轉(zhuǎn)向S5。反之，若判定的結(jié)果為“否”，即Ro大于5，控制處理轉(zhuǎn)到S6。把所述閾值設(shè)定為“5”的理由是由于一個具有其幀功率Ro大于5的幀是一個話音的可能性較高。
在步驟S5，檢查所述輸入語音信號的聲調(diào)增益Po是否小于與三個連續(xù)幀都相關(guān)的0.9，并且當前的聲調(diào)增益Po是否大于0.7，若結(jié)果為“是”，即若發(fā)現(xiàn)所述的聲調(diào)增益Po小于與三個連續(xù)幀相關(guān)的0.9并且當前聲調(diào)增益Po大于0.7，那么，控制處理轉(zhuǎn)向步驟S8。相反，若判斷的結(jié)果為“否”，即若發(fā)現(xiàn)所述的聲調(diào)增益Po大于與三個連續(xù)幀相關(guān)的0.9并且當前的聲調(diào)增益Po小于0.7，控制處理轉(zhuǎn)向步驟S8。從步驟S3則S5檢查所述聲調(diào)成分的強度。
在步驟S6，響應(yīng)在步驟S4判定的否定結(jié)果，即所述Ro≥5來檢查所述的幀功率Ro是否大于等于5和小于20。若判定的結(jié)果是“是”，即Ro大于等于5并小于20，控制處理轉(zhuǎn)向步驟S7。若判定的結(jié)果是“否”，即Ro不在上述范圍之內(nèi)，控制處理轉(zhuǎn)向步驟S9。
在步驟S7，檢查所述輸入語音信號的聲調(diào)增益Po是否小于與三個連續(xù)幀都相關(guān)的0.85，并檢查當前的聲調(diào)增益Po是否大于0.65。若判定的結(jié)果為“是”，即若所述輸入語音信號的聲調(diào)增益Po小于與三個連續(xù)幀都相關(guān)的0.85，并且當前聲調(diào)增益Po大于0.65，控制處理轉(zhuǎn)到步驟S8。反之，若結(jié)果是“否”，即所述輸入語音信號的聲調(diào)增益Po大于與三個連續(xù)幀都相關(guān)的0.85，并且當前聲調(diào)增益Po小于0.65，則控制處理轉(zhuǎn)到步驟S9。
在步驟S8，響應(yīng)在步驟S5或S7肯定的判定結(jié)果，所述的噪聲標記被置“1”。由于所述的噪聲標記被置“1”，所以，該幀被認定是一個噪聲。
若在所述步驟S2、S3、S5、S6和S7中給出的判定均是“否”，那么，在步驟S9，將所述噪聲標記置為“0”，并且所考慮的幀被認定是一個話音。
步驟S10以及下面的步驟示于圖6的流程圖中。
在步驟S10，作出一個判定，即所述輸入語音信號的所述聲調(diào)滯后LAG是否等于零。若判定的結(jié)果為“是”，即所述LAG等于零，那么，由于在所述聲調(diào)頻率LAG等于零的情況下，所輸入的信號極少可能是一個話音，所以就認定所述的幀是一個噪聲。這樣，控制進行到步驟S11，并將所述的噪聲標記置為“1”。若判定的結(jié)果為“否”，即所述的LAG不等于零，控制進行到步驟S12。
在步驟S12，檢查所述的幀功率Ro是否小/等于2。若判定的結(jié)果為“是”，即所述的Ro小/等于2，控制進行到步驟S13。若判定的結(jié)果為“否”，即所述Ro大于2，控制進行到步驟S14。
在步驟S13，檢查所述的幀功率Ro是否特別小，若判定的結(jié)果為“是”，那么在下一個步驟S13期間，所述噪聲標記被置成“1”，并且所述的幀被認為是一個噪聲。
在所述步驟S13，類似于在步驟S11，所述的噪聲標記被置成“1”被置成“1”，以便認定所述的幀是一個噪聲。
在步驟S14，從所述當前幀的幀功率Ro中減去在當前幀之前的一個幀的幀功率Ro，并檢查其差的絕對值是否超過3。其理由在于若在所述當前幀和所述暫時地前面幀之間的幀功率Ro中存在有一個銳變，那么，所述的當前幀就被認定是一個話音幀。就是說，若在步驟S14判定的結(jié)果為“是”，即在所述的當前幀和暫時地前面幀之間的所述幀功率Ro內(nèi)存在有一個銳變，則控制進行到步驟S16，以便將噪聲標記置成“0”，并認定當前幀是一個話音幀。若判定的結(jié)果為“否”，即若所述的判定是在所述當前幀和暫時地前面幀之間的所述幀功率Ro內(nèi)不存在有一個銳變，控制進行到步驟S15。
在步驟S15，從當前幀的所述幀功率Ro中減去直接在當前幀之前的一個幀之前的一個幀的幀功率Ro，并檢查其差的絕對值是否超過3。其理由在于若在所述當前幀和直接超前于在前幀的一個幀之間的幀功率Ro中存在有一個銳變，那么，當前幀就被認定是一個話音幀。也就是說，在步驟S15判定的結(jié)果為“是”，即在所述當前幀和在直接超前于當前幀的一個在前幀的一個幀之間的幀功率Ro內(nèi)存在有一個銳變，控制進行到步驟S16，從而將噪聲標記置成“0”，并認定當前幀是一個話音幀。若判定的結(jié)果為“否”，也就是說若判定在所述當幀和在超前于當前幀的一個幀之前一個幀之間的幀功率中存在有一個銳變，則控制進行到步驟S17。
在步驟S17，所述噪聲標記被最終置成“0”或“1”，并將相應(yīng)的信息提供給所述噪聲電平檢測電路5。
所述的噪聲電平檢測電路5依據(jù)由所述噪聲范圍檢測電路4根據(jù)圖5和圖6所示流程圖進行操作所獲得的標記信息檢測所述噪聲范圍的話音電平。
在如上所述的檢測噪聲范圍或噪聲電平的過程中，可以與上述VSELP編碼器3相結(jié)合地使用噪聲減少電路，借此，使用所述VSELP編碼器3的輸出參數(shù)來檢測所述背景噪聲電平，從而僅增加少量的配置或與噪聲電平檢測相關(guān)的附加信號處理就足夠了。另一方面，若將所述的噪聲減少設(shè)備應(yīng)用于一個便攜式電話裝置，那么，安裝于所述電話裝置內(nèi)部并用于對所接收音量進行自動調(diào)節(jié)的一個裝置(未示出)就可以直接用作所述的噪聲電平檢測電路。這樣，就不必增加新的專用電路。
下面，將解釋根據(jù)本發(fā)明第二實施例的所述噪聲減少方法，在這種方法中，優(yōu)先設(shè)置了多種噪聲減少算法，并根據(jù)所檢測的噪聲電平以一種受控方式，使所述算法相互轉(zhuǎn)換。圖7示出了一種用于執(zhí)行所述噪聲減少方法的噪聲減少裝置的基本部分。
參看圖7，它示出了分別與不同噪聲減少算法相關(guān)的電路10、20和30。利用可進行相互連接的轉(zhuǎn)換開關(guān)42、47來選擇電路10、20和30中的一個。在所檢測噪聲電平的基礎(chǔ)上，利用所述的轉(zhuǎn)換信號，以一種互鎖關(guān)系使轉(zhuǎn)換開關(guān)42、47產(chǎn)生變化，從而使所述電路10、20和30之一被連接到跨接在輸入端41和輸出端47之間的電路內(nèi)。所述的輸入數(shù)字語音信號X(n)由所述A/D轉(zhuǎn)換器12(圖1)提供給輸入端41，同時，來自輸出端47的輸出信號被提供給所述VSELP編碼器3，如圖4所示。
圖7所示之電路10是一個應(yīng)用利用圖1所示電路13到16的基本算法的噪聲減少電路。在所述抑制比計算電路14內(nèi)計算時的輸入電平閾值被設(shè)定為一個常數(shù)。所述電路20執(zhí)行的算法用于加強與所述噪聲抑制比的計算相關(guān)的輸入信號的高頻范圍，而電路30所使用的算法用于僅在所述輸入語音信號的低頻成分上執(zhí)行噪聲減少，并用于將減少了噪聲的低頻成分加到所述原來輸入語音信號的高頻成分上。
由于除了不必提供與在所述抑制比計算電路14中計算所述噪聲抑制比相關(guān)的所述輸入電平的可變閾值以外，電路10基本同于圖1所示之第一實施例，所以將不對電路10作出解釋。所述電路10連接于輸入側(cè)轉(zhuǎn)換開關(guān)42的一個固定端a和輸出側(cè)轉(zhuǎn)換開關(guān)46的一個固定端a之間。
所述電路20使用從所述輸入數(shù)字信號X(n)的高頻增強所獲得的一個信號來計算所述噪聲抑制比，所述輸入數(shù)字信號X(n)的高頻增強得自于所述轉(zhuǎn)換開關(guān)42的一個固定端上。一個高頻增強型濾波器21被連接到所述幀功率計算電路23的上游，以用于高頻成分的增強。僅僅利用較弱的噪聲減少對具有較大高頻能量的輔音進行處理。
若所述高頻增強型濾波器21的濾波輸出被表示成Y(n)，那么，所述濾波器輸出Y(n)變成Y(n)＝2X(n)－X(n－1)所述幀功率計算電路23用所述濾波器輸出Y(n)代替所述等式(l)中X(n)計算所述幀功率均方根rms。
由所述幀功率計算電路23所計算的幀功率rms被提供給一個抑制比計算電路24，并如上述等式(2)所示用于計算所述的抑制比值標度。由于利用所述抑制比計算電路24進行抑制比值(標度)的計算過程類似于前述之第一實施例，所以不再對這種計算作出解釋。
由所述抑制比計算電路24所獲得的抑制比通過所述的平滑電路25提供給所述噪聲減少電路6。
所述的噪聲減少電路6將來自所述轉(zhuǎn)換開關(guān)42固定端上的數(shù)字輸入信號，即沒有利用高頻增強進行處理的原始輸入信號與通過所述平滑電路25所提供的抑制比值相乘，以用于減少所述輸入信號X(n)中的噪聲，并且向所述轉(zhuǎn)換開關(guān)46的固定端上發(fā)送減少了噪聲的輸出信號。
所述電路20使用在所述高頻增強信號基礎(chǔ)上的噪聲抑制比執(zhí)行噪聲減少操作。因此，減少噪聲的操作變成了輸入所述輸入語音信號頻譜的操作。然而，所述的噪聲減少操作可以被設(shè)定成對于具有大頻率范圍能量的輔音部分具有較少程度的效果，以縮小由于所述輔音不存在而引起的異樣感覺。
圖7所示之電路30將來自所述輸入側(cè)轉(zhuǎn)換開關(guān)42固定端c處的所述數(shù)字輸入信號X(n)的頻譜分成較高頻范圍和較低頻范圍，并僅對低頻成分執(zhí)行噪聲減少操作。然后，所述電路30將減少了噪聲的低頻成分加到原始輸入信號X(n)的高頻成分上，并將所產(chǎn)生的和信號發(fā)送給輸出側(cè)轉(zhuǎn)換開關(guān)46的固定端c。
所述電路30具有彼此并聯(lián)連接到所述轉(zhuǎn)換開關(guān)42固定端c的低通濾波器31和高通濾波器32。所述低通濾波器31和高通濾波器32分別發(fā)送所述數(shù)字輸入信號X(n)的低頻成分和高頻成分。只有對所述的低頻成分進行了所述的噪聲減少處理，而對所述的高頻成分則不以這種方式進行處理。其原因在于具有小功率的輔音被包含在數(shù)量比低頻成分大的高頻成分中，所以，若對所述高頻成分進行噪聲減少操作，所述輔音就會同時被抑制住，因此就會產(chǎn)生異樣感覺加強了的語音。
若所述低通濾波器31的濾波輸出被表示成Y(n)L，則所述的波波輸出Y(n)L變成Y(n)L=X(n)+X(n-1)2---(5)]]>另一方面，所述濾波器輸出Y(n)H變成Y(n)H=X(n)-X(n-1)2---(6)]]>所述低通濾波器31的濾波輸出Y(n)L被提供給幀功率計算電路33和噪聲減少電路36，這兩個電路類似于圖1所示之電路。也就是說，所述的幀功率計算電路33在等式(1)的X(n)處使用所述低通濾波器31的濾波輸出Y(n)L來計算所述平均幀功率rms。
由所述幀功率計算電路33所計算的平均幀功率rms被提供給抑制比計算電路34，以利用等式(2)計算所述抑制比。為避免累贅，在這里不對由所述計算電路34所進行的抑制比值的計算作出解釋。
由于所述幀功率變化而引起在所處理語音中產(chǎn)生不自然感覺而進行校正的所述抑制比值被發(fā)送給所述噪聲減少電路36，所述噪聲減少電路36借助對是所述輸入信號X(n)低頻成分的所述濾波器輸出Y(n)L執(zhí)行一個噪聲減少，將由所述低通濾波器31提供的所述濾波器輸出Y(n)乘以通過所述平滑電路35所提供的所述抑制比。所述減少了噪聲的輸出信號Y(n)L被提供給附加節(jié)點36。
所述附加節(jié)點36還被提供有所述高通濾波器32的濾波器輸出Y(n)H。附加節(jié)點36將減少了噪聲的濾波器輸出Y(n)L加到?jīng)]有減少噪聲的濾波器輸出Y(n)H，并將所產(chǎn)生的和信號發(fā)送給低通濾波器37。
使用所述的低通濾波器37是為了避免由于所述的和輸出(Y(n)L＋Y(n)H)是一個沒有減少噪聲的濾波器輸出而發(fā)出所述高頻成分的聲音。特別是，所述低通濾波器37的傳輸函數(shù)H(2)變成H(2)=11-αZ-1---(7)]]>其中，α是一個常數(shù)。通過改變α的值，可以改變所述低通濾波器37的特性。所述低通濾波器37發(fā)送一個輸出信號給輸出側(cè)轉(zhuǎn)換開關(guān)46的固定端c，該輸出信號的高頻成分通過濾波被抑制了，也就是說該信號是一個噪聲減少了的輸出信號。
在這種方式下，由于只對所述的低頻成分執(zhí)行噪聲減少操作，而對其中被認為是輔音能量較高的高頻成分則不執(zhí)行噪聲減少操作，因此就不會出現(xiàn)所述輔音和噪聲一起被衰減或者是僅僅加強了高頻聲音的問題，這樣就可以產(chǎn)生重放的聲音，和原來的聲音相比較，它只容許具有極小的音質(zhì)降低。
用于對與上述三種噪聲減少算法相關(guān)的三個電路10、20和30進行轉(zhuǎn)換選擇的轉(zhuǎn)換控制信號可以根據(jù)來自圖4所示之噪聲電平檢測電路5的所述噪聲電平，使用圖1所示之電平鑒別電路18并借助于兩個閾值th1和th2(其中，th1＞th2)，通過電平鑒別來獲得。
隨后，就可以針對A≥th1、th1＞A≥th2和th2＞A等情況分別選擇固定端a和電路10、固定端b和電路20以及固定端c和電路30。
這樣，就可以這種方式去加強與較大背景噪聲相關(guān)的噪聲減少操作和減弱與低背景噪聲相關(guān)的噪聲減少操作，以便抑制不自然的聽覺。
本發(fā)明不受限于上述的第一和第二實施例。例如，可以提供多個輸入/輸出特性的多種噪聲減少算法，這些算法具有不同形狀的輸入/輸出特性曲線，并且可以響應(yīng)噪聲電平基礎(chǔ)上的轉(zhuǎn)換控制信號來選擇所述不同輸入/輸出特性的算法之一。另一方面，除了上述VSELP編碼器以外，諸如由日本未公開專利60-70500(1985)所解釋的多脈沖激勵線性予測語音編碼器等的各種其它語音編碼器也可以被使用。另外，用于執(zhí)行依據(jù)本發(fā)明之噪聲減少方法的噪聲減少設(shè)備除了用于所述便攜式電話設(shè)備以外，尚可用于其它場合。
權(quán)利要求
1.一種用于減少包含于一個輸入語音信號中噪聲的方法，包括如下步驟檢測包含于所述輸入語音信號中的噪聲成分的電平，以在所檢測噪聲電平的基礎(chǔ)上形成控制信號，和修改與所述輸入語音信號相關(guān)的噪聲減少操作的內(nèi)容，以根據(jù)所述的控制信號執(zhí)行修改后的噪聲減少操作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的噪聲減少步驟包括利用作為邊界的一個所述輸入語音信號信號電平的予置閾值執(zhí)行產(chǎn)生不同效果的電平擴展并根據(jù)所述控制信號來修改所述閾值。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于所述的噪聲減少步驟包括使所述輸入語音信號的電平擴展效果不高于所述閾值。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于所述的噪聲減少步驟包括執(zhí)行所述的電平擴展，該電平擴展將針對作為所述邊界的所述輸入語音信號的多個閾值給出不同的效果。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的噪聲減少步驟包括如下步驟檢測與多個單元時間期間內(nèi)每一個相關(guān)的所述輸入語音信號的平均功率，以作為所述輸入語音信號電平，響應(yīng)所檢測的輸入語音信號電平和所述的控制信號建立信號抑制比，和通過將所述的輸入語音信號乘以所述的抑制比，執(zhí)行所述的噪聲減少操作。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于所述的噪聲減少步驟包括如下步驟在所述的單元時間期間之內(nèi)平滑所述的信號抑制比。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于所述的噪聲減少步驟包括如下步驟當所述輸入語音信號電平小于前一單元時間期間內(nèi)的電平時，加強所述的平滑效果。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的噪聲減少裝置包括如下步驟根據(jù)所述的控制信號，選擇多種處理算法中的一個。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于所述的噪聲減少步驟包括下述步驟根據(jù)所述的控制信號，選擇多種處理算法之一，所述的處理算法是第一噪聲減少算法，根據(jù)所述輸入語音信號電平的電平來計算一個抑制比，并將所述的輸入語音信號乘以所計算的抑制比；第二種噪聲減少算法，根據(jù)對應(yīng)于其高頻成分已被加強的所述輸入語音信號的一個信號電平計算一個抑制比，并將所述的信號與所計算的抑制比相乘；和第三種算法，只對所述輸入語音信號的低頻成分執(zhí)行噪聲減少操作，并將所述減少了噪聲的低頻成分加到所述輸入語音信號的高頻成分上。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于還包括如下步驟在所述噪聲電平檢測步驟中，使用從所述抑制—編碼步驟中所獲得的編碼參數(shù)對述語音信號進行抑制編碼并檢測在所述輸入語音信號中的噪聲成分電平。
11.一種用于減少存在于一個輸入語音信號中噪聲的裝置，該裝置包括一個用于接收所述輸入語音信號的送話器和一個用于減少包含在傳送給所述送話器的輸入語音信號中噪聲的噪聲減少裝置，所述的裝置還包括噪聲電平檢測裝置，用于檢測在所述輸入語音信號中噪聲成分的電平，并響應(yīng)所檢測的噪聲電平輸出一個控制信號，和響應(yīng)所述的控制信號，修改與所述輸入語音信號相關(guān)的噪聲減少操作的內(nèi)容。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置，其特征在于所述的噪聲減少裝置包括一個用于檢測所述輸入語音信號的信號電平的電平檢測裝置，所述的噪聲電平減少裝置執(zhí)行一個電平擴展，從而利用作為一個邊界的所述輸入語音信號電平的予置閾值給出多種不同效果，并響應(yīng)所述的控制信號修改所述閾值。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的裝置，其特征在于所述的噪聲減少裝置使與由所述電平檢測裝置所檢測出的所述輸入語音信號電平相關(guān)的電平擴展的效果減弱不高于所述閾值。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的裝置，其特征在于所述的噪聲減少裝置執(zhí)行電平擴展，從而給予所述輸入語音信號多個閾值中每一個以不同效果。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置，其特征在于所述的噪聲減少裝置包括電平檢測裝置，用于檢測與每個單元時間寬度相關(guān)的所述輸入語音信號的平均功率，以作為所述輸入語音信號的信號電平，抑制比設(shè)定裝置，用于響應(yīng)所述的控制信號和輸入語音信號的所檢測的信號電平來建立一個信號抑制比，和算術(shù)—邏輯裝置，用于借助執(zhí)行一個噪聲減少操作，將所述的輸入信號電平乘以所述的抑制比。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的裝置，其特征在于所述的噪聲減少裝置包括一個平滑裝置，用于在所述單元時間寬度內(nèi)接收所述的抑制信號比并對所接收的抑制比進行平滑操作。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的裝置，其特征在于當所檢測的信號電平小于在前一單元時間寬度的電平時，所述的平滑裝置加強所述的平滑效果。
18.根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置，其特征在于所述的噪聲減少裝置包括多個處理算法，并根據(jù)所述的控制信號選擇其中一個。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的裝置，其特征在于所述的噪聲減少裝置根據(jù)所述的控制信號選擇多種處理算法之一，所述的處理算法是第一種噪聲減少算法根據(jù)所述輸入語音信號電平的電平計算一個抑制比，并使所述輸入語音信號和所計算的抑制比相乘；第二種噪聲減少算法根據(jù)相當于其高頻成分已被加強的所述輸入語音信號的一個信號的電平計算一個抑制比，并將所述的輸入語音信號乘以所計算的抑制比；和第三噪聲減少算法，僅對所述輸入語音信號的低頻成分執(zhí)行噪聲減少操作，并將減少了噪聲的低頻成分加到所述輸入語音信號的高頻成分上。
20.根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置，其特征在于還包括一個抑制—編碼裝置，用于對所述輸入語音信號進行抑制—編碼，所述的噪聲檢測裝置使用從所述語音抑制—編碼裝置獲得的編碼參數(shù)，檢測在所述輸入語音信號中噪聲成分的電平。
21.一種電話裝置，具有用于接收語音信號的一個送話器，用于減少包含在輸入給所述送話器的語音信號中的噪聲的噪聲減少裝置以及用于發(fā)送由所述噪聲減少裝置所產(chǎn)生的信號的裝置，所述的電話裝置還包括一個噪聲電平檢測裝置，用于檢測在所述輸入語音信號中噪聲成分的電平，并根據(jù)所檢測的噪聲電平輸出一個控制信號，其中，在所述噪聲減少裝置中進行處理的內(nèi)容是根據(jù)所述控制信號加以修改的。
全文摘要
減少輸入語音信號所含噪聲的方法和設(shè)備，利用A/D轉(zhuǎn)換器將由送話器聚集的語音信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字輸入信號。幀功率計算電路計算與數(shù)字輸入信號的第一幀相關(guān)的平均幀功率。抑制比計算電路以預置閾值為基準根據(jù)平均幀功率的值計算噪聲抑制比的不同值。電平鑒別電路根據(jù)噪聲電平形成轉(zhuǎn)換控制信號，將轉(zhuǎn)換控制信號發(fā)送給抑制比計算電路，用以閾值的轉(zhuǎn)換控制。抑制比值通過平滑電路發(fā)送給噪聲減少電路，使其與輸入信號相乘。
文檔編號G10L21/02GK1115528SQ94120750
公開日1996年1月24日 申請日期1994年12月26日 優(yōu)先權(quán)日1993年12月25日
發(fā)明者片柳惠一, 西口正之 申請人:索尼公司