專利名稱：降噪裝置和噪聲確定方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及消除(降低)包括在聲音信號(hào)中的噪聲中的降噪裝置，和確定噪聲的 發(fā)生狀態(tài)的噪聲確定方法。
背景技術(shù)：
麥克風(fēng)包含在諸如攝像機(jī)、數(shù)字靜態(tài)照相機(jī)、蜂窩電話機(jī)和IC記錄器之類的電子 設(shè)備中。在這樣的電子設(shè)備中，會(huì)出現(xiàn)時(shí)間上間歇地和不規(guī)則地發(fā)生的噪聲(比如所包含 的盤驅(qū)動(dòng)器的頭尋道聲音和縮回聲音)，透鏡機(jī)構(gòu)中的透鏡驅(qū)動(dòng)聲音，和用戶操作等的點(diǎn)擊 聲音和觸摸聲音。在電子設(shè)備中，麥克風(fēng)拾取噪聲。于是，如JP-A-2008-52772，JP-A-2008-71374 和 JP-A-2008-77707 中所述，提出一
種從聲音信號(hào)或者振蕩傳感器的傳感器輸出中檢測(cè)噪聲發(fā)生定時(shí)，并在與檢測(cè)的噪聲發(fā)生 定時(shí)對(duì)應(yīng)的期間中對(duì)聲音信號(hào)執(zhí)行噪聲消除(降噪)的結(jié)構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容
當(dāng)作為消除目標(biāo)的噪聲是如上所述時(shí)間上間歇地和不規(guī)則地發(fā)生的噪聲時(shí)，有利 的是有效使用資源和聲學(xué)準(zhǔn)確地識(shí)別噪聲的發(fā)生狀態(tài)，并根據(jù)識(shí)別結(jié)果進(jìn)行消噪處理。于是，理想的是與過(guò)去相比，能夠更準(zhǔn)確地確定作為消除目標(biāo)的噪聲的發(fā)生狀態(tài)， 以便進(jìn)行噪聲消除。按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，提供一種降噪裝置，包括聲音信號(hào)輸入單元，用于輸 入聲音信號(hào)；時(shí)間_頻率轉(zhuǎn)換單元，用于把通過(guò)由聲音信號(hào)輸入單元輸入而獲得的輸入聲 音信號(hào)轉(zhuǎn)換成頻率信號(hào)；模式化單元，用于對(duì)于頻率信號(hào)的每個(gè)分割頻率，計(jì)算作為內(nèi)插采 樣點(diǎn)的多項(xiàng)式的n次多項(xiàng)式(n是自然數(shù))，并獲得包括多項(xiàng)式的各個(gè)次數(shù)的系數(shù)值的組的 系數(shù)模式；匹配數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元，用于與分割頻率關(guān)聯(lián)地保存指示匹配范圍的匹配數(shù)據(jù)，所述 匹配范圍作為被視為噪聲的系數(shù)模式的范圍；和噪聲確定單元，用于根據(jù)通過(guò)比較由模式 化單元獲得的系數(shù)模式和匹配數(shù)據(jù)指示的匹配范圍而獲得的結(jié)果，至少確定在與被比較的 系數(shù)模式的數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的分割頻率處有沒(méi)有發(fā)生噪聲。在上面說(shuō)明的結(jié)構(gòu)中，輸入聲音信號(hào)被轉(zhuǎn)換成頻率信號(hào)，隨后對(duì)于形成頻率信號(hào) 的每個(gè)分割頻率，計(jì)算用于內(nèi)插分割頻率的采樣點(diǎn)的多項(xiàng)式。根據(jù)由多項(xiàng)式的系數(shù)形成的 模式(系數(shù)模式)和與表示成系數(shù)模式的噪聲對(duì)應(yīng)的匹配范圍的比較，確定噪聲的有無(wú)。按照如上所述計(jì)算的多項(xiàng)式，對(duì)于僅僅離散獲得的每個(gè)分割頻率，能夠連續(xù)處理 沿時(shí)間軸的振幅變化。從而，對(duì)于基于多項(xiàng)式的噪聲識(shí)別結(jié)果，能夠獲得更高的精度。如上所述，按照本發(fā)明的實(shí)施例，就噪聲識(shí)別處理來(lái)說(shuō)，能夠比過(guò)去更精確地獲得 識(shí)別結(jié)果。


圖1是說(shuō)明由按照本發(fā)明的實(shí)施例的降噪裝置執(zhí)行的程序的流程的流程圖2是按照實(shí)施例的噪聲識(shí)別處理單元的結(jié)構(gòu)例子(第一例子)的方框圖；圖3圖解說(shuō)明由按照實(shí)施例的FFT單元執(zhí)行的FFT處理的例子的示意圖；圖4是由按照實(shí)施例的FFT單元執(zhí)行的以幀為單位的FFT處理的例子的示意圖；圖5是按照實(shí)施例的三維模式化(patterning)單元的結(jié)構(gòu)例子的示圖；圖6是由按照實(shí)施例的FFT單元表示成三維波形的處理結(jié)果的例子的示圖；圖7是由按照實(shí)施例的峰值檢測(cè)單元執(zhí)行的峰值檢測(cè)處理的示意圖；圖8圖解說(shuō)明由采樣點(diǎn)的時(shí)間系列表示的分割頻率信號(hào)的例子的示圖；圖9圖解說(shuō)明其中對(duì)經(jīng)歷峰值檢測(cè)的分割頻率信號(hào)進(jìn)行四次多項(xiàng)式化，時(shí)間方向 歸一化，和振幅方向歸一化的例子的示圖；圖10圖解說(shuō)明其中對(duì)經(jīng)歷峰值檢測(cè)的分割頻率信號(hào)進(jìn)行二次多項(xiàng)式化，時(shí)間方 向歸一化，和振幅方向歸一化的例子的示圖；圖11是由按照實(shí)施例的匹配表指示的系數(shù)模式的匹配范圍的示意圖；圖12是按照實(shí)施例的匹配表的內(nèi)容的例子的示圖；圖13是按照實(shí)施例的噪聲識(shí)別處理單元的結(jié)構(gòu)例子(第二例子)的方框圖；圖14是按照實(shí)施例的降噪裝置的結(jié)構(gòu)例子(第一例子)的方框圖；圖15是按照實(shí)施例的降噪裝置的結(jié)構(gòu)例子(第二例子)的方框圖；圖16是插值信號(hào)源生成單元的結(jié)構(gòu)例子的方框圖；圖17是第二例子的降噪裝置中的插值信號(hào)生成處理的例子的示意圖；圖18圖解說(shuō)明切換經(jīng)過(guò)噪聲消除和插值的聲音信號(hào)和輸入的聲音信號(hào)的定時(shí)的 形態(tài)例子的示圖；圖19是計(jì)算噪聲發(fā)生期間的處理例子的示意圖；圖20是按照實(shí)施例的降噪裝置的結(jié)構(gòu)例子(第三例子)的方框圖；圖21是按照實(shí)施例的降噪裝置的結(jié)構(gòu)例子(第四例子)的方框圖；圖22是可應(yīng)用于第三和第四例子的降噪裝置的基于基音的插值信號(hào)生成處理 (第一例子和第二例子)的基音計(jì)算和原始插值信號(hào)生成的流程的示意圖；圖23圖解說(shuō)明第一例子的基于基音的插值信號(hào)生成處理的示意圖；圖24圖解說(shuō)明第二例子的基于基音的插值信號(hào)生成處理的示意圖；圖25是可應(yīng)用于第三和第四例子的降噪裝置的基于基音的插值信號(hào)生成處理 (第三例子)的基音計(jì)算和原始插值信號(hào)生成的流程的示意圖；圖26圖解說(shuō)明第三例子的基于基音的插值信號(hào)生成處理的示意圖。
具體實(shí)施例方式下面按照下述順序說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例。<1.降噪處理的整個(gè)流程〉<2.噪聲識(shí)別處理單元的結(jié)構(gòu)例子(第一例子)>2-1.整體結(jié)構(gòu)2-2. FFT 處理2-3.峰值檢測(cè)2-4.多項(xiàng)式運(yùn)算/歸一化處理
2-5.噪聲有無(wú)確定處理<3.噪聲識(shí)別處理單元的結(jié)構(gòu)例子(第二例子)><4.降噪裝置的結(jié)構(gòu)例子(第一例子)>4-1.整體結(jié)構(gòu)4-2.噪聲發(fā)生期間確定處理<5.降噪裝置的結(jié)構(gòu)例子(第二例子)><6.降噪裝置的結(jié)構(gòu)例子(第三例子)>6-1.整體結(jié)構(gòu)例子6-2.基于基音的插值信號(hào)生成處理(第一例子)6-3.基于基音的插值信號(hào)生成處理(第二例子)6-4.基于基音的插值信號(hào)生成處理(第三例子)<7.降噪裝置的結(jié)構(gòu)例子(第四例子)>在下面的說(shuō)明中，使用涉及噪聲的用語(yǔ)“消除”和“降低”。不過(guò)，在本申請(qǐng)中，涉及 噪聲的用語(yǔ)“消除”和“降低”具有等同的含義。噪聲的消除可被視為涉及消除疊加在聲音 信號(hào)上的噪聲的操作和處理的用語(yǔ)。作為噪聲消除的結(jié)果，例如，在一些情況下，嚴(yán)格地說(shuō) 噪聲并未被完全消除，在某種程度上殘留噪聲的分量。于是，降噪可被看作鑒于噪聲消除處 理的結(jié)果而定義的用語(yǔ)。<1.降噪處理的整個(gè)流程〉圖1是說(shuō)明能夠應(yīng)用于按照本發(fā)明實(shí)施例的降噪裝置的降噪處理的整個(gè)過(guò)程例 子的流程圖。作為前提，按照本實(shí)施例的降噪裝置消除作為疊加在聲音上的噪聲的、時(shí)間上間 歇地和不規(guī)則地發(fā)生的噪聲。例如，當(dāng)電子設(shè)備是包含盤驅(qū)動(dòng)器裝置的記錄和再現(xiàn)設(shè)備等 時(shí)，所包含的盤驅(qū)動(dòng)器裝置的頭尋道聲音、縮回聲音等可以是這種時(shí)間上間歇地和不規(guī)則 地發(fā)生的噪聲的發(fā)生源。當(dāng)電子設(shè)備包括諸如攝像機(jī)或數(shù)字靜態(tài)照相機(jī)之類的成像單元 時(shí)，透鏡機(jī)構(gòu)中的透鏡驅(qū)動(dòng)聲音或者用戶操作的點(diǎn)擊聲音或觸摸聲音可以是噪聲的發(fā)生 源。在圖1中，首先，在步驟S101中，輸入其中很可能結(jié)合有作為消除目標(biāo)的噪聲的聲 音信號(hào)。例如，在步驟S101中輸入的聲音信號(hào)源是由后面說(shuō)明的麥克風(fēng)收集而獲得的聲
曰°在步驟S102，從在步驟S101中輸入的聲音信號(hào)中提取與噪聲等同的聲音分量的 特征值(噪聲特征值)。根據(jù)與步驟S104對(duì)應(yīng)的噪聲定義，從聲音信號(hào)中提取具體的特征值。在步驟S103，比較在步驟S102中提取的有關(guān)噪聲特征值的信息和在步驟S104中 輸入的有關(guān)噪聲定義的信息。有關(guān)噪聲定義的信息包括從由預(yù)先假定的噪聲發(fā)生源引起的 噪聲中獲得的噪聲特征值的數(shù)據(jù)。作為步驟S104中的比較的結(jié)果，當(dāng)確定存在等于或大于有關(guān)噪聲定義的信息與 有關(guān)噪聲特征值的信息之間的固定比率的近似比率時(shí)，確定有噪聲。另一方面，當(dāng)確定所述 近似比率小于固定比率時(shí)，確定沒(méi)有噪聲。當(dāng)在步驟S104中獲得指示沒(méi)有噪聲的確定結(jié)果時(shí)，不進(jìn)行噪聲消除處理，輸出在步驟S107中輸入的聲音信號(hào)。另一方面，當(dāng)獲得指示有噪聲的確定結(jié)果時(shí)，執(zhí)行步驟S105和S106中的處理。在步驟S105，檢測(cè)噪聲發(fā)生期間。具體地說(shuō)，在步驟S105，檢測(cè)在步驟S104中檢 測(cè)的噪聲的發(fā)生期間(發(fā)生定時(shí))。在步驟S106，按照在步驟S105中檢測(cè)的噪聲發(fā)生期間，執(zhí)行從在步驟S101中輸入 的聲音信號(hào)中除去噪聲的處理。降噪處理消除作為噪聲的聲音分量。從而，在原始輸入聲音信號(hào)的降噪目標(biāo)區(qū)間 中，缺少與被消除的噪聲對(duì)應(yīng)的聲音信號(hào)。于是，這種情況下，執(zhí)行內(nèi)插聲音信號(hào)分量的處 理，以補(bǔ)充聲音信息的缺失。在步驟S107，輸出經(jīng)過(guò)噪聲消除和插值的聲音信號(hào)。<2.噪聲識(shí)別處理單元的結(jié)構(gòu)例子(第一例子)>2-1.整體結(jié)構(gòu)圖1中所示的步驟S101-S105中的處理可被視為應(yīng)由按照本實(shí)施例的降噪裝置中 的噪聲識(shí)別處理單元1執(zhí)行的處理的一般化。圖2是與圖1中所示的步驟S101-S105對(duì)應(yīng)的處理，S卩，作為呈按照本實(shí)施例進(jìn)一 步具體化的形式的噪聲識(shí)別處理單元1的第一例子的整體結(jié)構(gòu)例子的示圖。圖2中所示降噪處理單元1包括成幀單元11，F(xiàn)FT單元12，三維模式化單元13，噪 聲確定單元14，和匹配表15。成幀單元11按照?qǐng)D1中所示的步驟S101輸入聲音信號(hào)。成幀單元11，F(xiàn)FT單元 12和三維模式化單元13的處理對(duì)應(yīng)于步驟S102中的噪聲特征值提取處理。2-2. FFT 處理在本實(shí)施例中，借助例如FFT(快速傅里葉變換)，把時(shí)間軸上的輸入聲音信號(hào)轉(zhuǎn) 換成頻域中的信號(hào)(頻率信號(hào))。作為FFT的預(yù)處理，成幀單元11以作為FFT的處理單位的幀為單位對(duì)輸入的聲音 信號(hào)進(jìn)行處理。成幀單元11輸入的輸入聲音信號(hào)是時(shí)域中的實(shí)數(shù)數(shù)據(jù)(時(shí)域數(shù)據(jù))，包括預(yù)定的 采樣頻率fs和量化比特的數(shù)目。作為一個(gè)具體例子，假定輸入聲音信號(hào)的采樣頻率fs為 44. 1kHz，成幀單元11用與預(yù)定時(shí)間寬度對(duì)應(yīng)的1024個(gè)數(shù)據(jù)形成一幀，如圖3的(a)中所
7J\ oFFT單元12對(duì)一幀的每個(gè)數(shù)據(jù)執(zhí)行FFT處理，以把數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成包括實(shí)數(shù)數(shù)據(jù)Re和 虛數(shù)數(shù)據(jù)Im的頻域數(shù)據(jù)(頻率信號(hào))，如圖3的(b)和(c)中所示。由于頻域數(shù)據(jù)被轉(zhuǎn)換 成復(fù)數(shù)數(shù)據(jù)，因此眾所周知的是能夠在頻域中表現(xiàn)包含相位的波。當(dāng)如圖3的(a)中所示，一幀的數(shù)據(jù)的數(shù)目為1024，并且采樣頻率fs為44. 1kHz 時(shí)，實(shí)數(shù)數(shù)據(jù)Re和虛數(shù)數(shù)據(jù)Im分別為22. 05kHz (44. 1 kHz/2)的Nyquist頻率和512個(gè)數(shù) 據(jù)，如圖3的(b)和(c)中所示。這種情況下，實(shí)數(shù)數(shù)據(jù)Re和虛數(shù)數(shù)據(jù)Im的頻率分辨率約 為43Hz (22. 05/512 :Nyquist頻率/數(shù)據(jù)的數(shù)目)。換句話說(shuō)，按照這種情況下的FFT處理， 由通過(guò)把0-22. 05kHz的頻帶范圍分成每個(gè)43Hz的512個(gè)頻帶范圍而獲得的每個(gè)頻率(下 面稱為分割頻率)的數(shù)據(jù)獲得頻率信號(hào)。FFT單元12輸出的頻率信號(hào)的數(shù)據(jù)可被計(jì)算為下面的絕對(duì)振幅Va。絕對(duì)振幅 =V(Re)2+ (Im)2(1)
對(duì)應(yīng)于圖3，例如，通過(guò)利用形成每個(gè)實(shí)數(shù)數(shù)據(jù)Re和虛數(shù)數(shù)據(jù)Im的512個(gè)數(shù)據(jù)之 中的相同分割頻率的數(shù)據(jù)Re，計(jì)算公式(1)中的絕對(duì)振幅Va。獲得與每個(gè)分割頻率對(duì)應(yīng)的 512個(gè)絕對(duì)振幅Va。在本實(shí)施例中，位于FFT單元12后一級(jí)的三維模式化單元13接收絕對(duì)振幅Va的 輸入，并執(zhí)行處理。如圖4中所示，按照本實(shí)施例的成幀單元11執(zhí)行輸入的聲音信號(hào)的成幀，以致關(guān) 于沿輸入聲音信號(hào)的時(shí)間(T軸)連續(xù)的各幀獲得重疊區(qū)間。FFT單元12對(duì)按照這種方式 獲得的每一幀進(jìn)行FFT，把輸入的聲音信號(hào)轉(zhuǎn)換成頻率信號(hào)。提供連續(xù)各幀之間的重疊區(qū)間的原因如下所述。FFT處理是利用幀中的多于一個(gè)的數(shù)據(jù)進(jìn)行的。于是，在接近幀的開(kāi)始位置和結(jié)束 位置的FFT處理中，最初必須使用在一幀的開(kāi)始位置之前的數(shù)據(jù)，或者在一幀的結(jié)束位置 之后的數(shù)據(jù)。但是，由于該數(shù)據(jù)可能不能被使用，因此難以獲得準(zhǔn)確值作為FFT處理之后的 數(shù)據(jù)。于是，如果提供了重疊區(qū)間，那么可利用與一幀重疊的其它幀中的所有必需數(shù)據(jù)， 正確地執(zhí)行在一幀中的開(kāi)始位置和結(jié)束位置附近的FFT處理。從而，能夠提高FFT處理的 時(shí)間分辨率，獲得更準(zhǔn)確的FFT處理的算術(shù)運(yùn)算結(jié)果。有關(guān)重疊區(qū)間的重疊比，S卩，重疊連續(xù)幀的時(shí)間和一幀的時(shí)間之比應(yīng)被酌情設(shè)為 0% -100%之間，同時(shí)考慮到FFT處理的頻率分辨率和時(shí)間分辨率之間的平衡。2-3.峰值檢測(cè)FFT單元12獲得的頻率信號(hào)被輸出給圖2中所示的三維模式化單元13。如下所述，三維模式化單元13根據(jù)FFT單元12獲得的頻率信號(hào)，對(duì)聲音信號(hào)的每 個(gè)噪聲分量進(jìn)行多項(xiàng)式化，獲得多項(xiàng)式的系數(shù)模式。換句話說(shuō)，三維模式化單元13對(duì)噪聲 進(jìn)行模式識(shí)別(模式化)。噪聲模式識(shí)別等同于步驟S102中的噪聲特征值的提取。圖5中表示了三維模式化單元13的結(jié)構(gòu)例子。圖中表示的三維模式化單元13包括峰值檢測(cè)單元21和n個(gè)多項(xiàng)式運(yùn)算/歸一化 單元22-1 22-n。從FFT單元12輸出的頻率信號(hào)被輸入峰值檢測(cè)單元21。如上所述，從FFT單元12輸出的頻率信號(hào)包括在圖3的(b)和(c)中所示的實(shí)數(shù) 數(shù)據(jù)Re和虛數(shù)數(shù)據(jù)Im。例如，獲得頻率信號(hào)，作為關(guān)于實(shí)數(shù)數(shù)據(jù)Re和虛數(shù)數(shù)據(jù)Im中的每 個(gè)數(shù)據(jù)，即，在圖3中所示的例子中，關(guān)于頻率分辨率約43Hz的每個(gè)頻帶(分割頻率)1-512 的公式⑴的算術(shù)運(yùn)算計(jì)算的512個(gè)絕對(duì)振幅Va(l)-Va(512)。FFT單元12的處理結(jié)果的例子可被表示成圖6中所示的三維波形。通過(guò)按 照時(shí)間序列收集針對(duì)每一幀作為FFT單元12獲得的頻率信號(hào)獲得的512個(gè)絕對(duì)振幅 Va(l) -Va (512)，能夠形成所述三維波形。在該三維波形中，頻率軸(F軸)和時(shí)間軸(T軸)被設(shè)置成沿平面方向相互正交。 絕對(duì)振幅值被設(shè)為垂直方向的A軸。在圖中所示的狀態(tài)下，在三維波形圖中由實(shí)線圍繞的 區(qū)域部分An中，基本同時(shí)地在不同的頻帶中獲得三個(gè)峰值。與對(duì)應(yīng)于峰值的周圍部分相比 更突出的波形部分實(shí)際意味發(fā)生了噪聲。換句話說(shuō)，區(qū)域部分An指示認(rèn)為其中出現(xiàn)噪聲的 時(shí)間-頻率區(qū)(噪聲發(fā)生區(qū))。
圖5中所示的峰值檢測(cè)單元21檢測(cè)在圖6中所示的噪聲發(fā)生區(qū)(An)中所示的三 維波形上的峰值。于是，峰值檢測(cè)單元21利用輸入的頻率數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)(每個(gè)分割頻率的絕對(duì)振幅數(shù) 據(jù))進(jìn)行數(shù)據(jù)地圖標(biāo)示，從而獲得圖7中所示的地圖數(shù)據(jù)。地圖數(shù)據(jù)代表圖6中圖解說(shuō)明 的三維波形。在圖7中所示的地圖數(shù)據(jù)中，橫坐標(biāo)表示時(shí)間，縱坐標(biāo)表示頻率。作為地圖數(shù)據(jù)的 一部分，表示了時(shí)間Tl、T2、T3、T4、T5等和頻率Fl、F2、F3、F4、F5等的矩陣的一部分。頻 率F1、F2、F3、F4、F5等中的每一個(gè)等同于與形成實(shí)數(shù)數(shù)據(jù)Re和虛數(shù)數(shù)據(jù)Im的512個(gè)數(shù)據(jù) 中的每一個(gè)對(duì)應(yīng)的每個(gè)分割頻率。時(shí)間T1、T2、T3、T4、T5等中的每一個(gè)等同于獲得一幀時(shí) 的數(shù)據(jù)。與圖7相對(duì)應(yīng)，首先，峰值檢測(cè)單元21標(biāo)示分別與在對(duì)應(yīng)于一幀的時(shí)間T1獲得的 頻率信號(hào)中的頻率(分割頻率)Fl、F2、F3、F4、F5等對(duì)應(yīng)的絕對(duì)振幅1、17、33、83、90等。之 后，峰值檢測(cè)單元21順序標(biāo)示分別與作為對(duì)應(yīng)于時(shí)間T2、T3、T4、T5等的頻率信號(hào)、以幀為 單位輸入的頻率信號(hào)中的頻率Fl、F2、F3、F4、F5等對(duì)應(yīng)的絕對(duì)振幅。當(dāng)如上所述創(chuàng)建地圖數(shù)據(jù)時(shí)，峰值檢測(cè)單元21從地圖數(shù)據(jù)上的振幅值分布中檢 測(cè)一個(gè)或多個(gè)絕對(duì)振幅Va的峰值。作為利用地圖數(shù)據(jù)的峰值檢測(cè)方法和算法的一個(gè)例子， 一組3X3矩陣的正方形(采樣點(diǎn))被設(shè)為峰值檢測(cè)范圍。在峰值檢測(cè)范圍中，沿由虛線箭頭所示的相同時(shí)間方向和相同頻率方向搜索峰 值。當(dāng)通過(guò)搜索沿時(shí)間方向和頻率方向在相同采樣點(diǎn)獲得峰值時(shí)，與該采樣點(diǎn)對(duì)應(yīng)的時(shí) 間_頻率坐標(biāo)被設(shè)為第一臨時(shí)峰值點(diǎn)。此外，在相同的峰值檢測(cè)范圍中，沿與時(shí)間方向和頻率方向正交的兩個(gè)方向搜索 峰值，以在頻率和時(shí)間上延續(xù)。當(dāng)沿時(shí)間方向和頻率方向在相同的采樣點(diǎn)獲得峰值時(shí)，與該 采樣點(diǎn)對(duì)應(yīng)的時(shí)間_頻率坐標(biāo)被設(shè)為第二臨時(shí)峰值點(diǎn)。當(dāng)?shù)谝慌R時(shí)峰值點(diǎn)和第二臨時(shí)峰值點(diǎn)是相同采樣點(diǎn)時(shí)，該采樣點(diǎn)的時(shí)間_頻率坐 標(biāo)被檢測(cè)為真實(shí)的峰值點(diǎn)。在圖7中所示的例子中，利用峰值檢測(cè)算法在地圖數(shù)據(jù)上檢測(cè)的峰值是與在絕對(duì) 振幅141的采樣點(diǎn)對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)(T2，F(xiàn)4)，和與在絕對(duì)振幅166的采樣點(diǎn)對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)(T4， F2)。這樣，在本實(shí)施例中，當(dāng)檢測(cè)了分割頻率信號(hào)中的峰值時(shí)，不僅考慮了與之對(duì)應(yīng)的 分割頻率中的時(shí)間序列的變化，而且考慮了頻率方向的振幅變化。換句話說(shuō)，峰值是根據(jù)頻 率軸和時(shí)間軸上的絕對(duì)振幅的二維分布檢測(cè)的。這使得能夠更準(zhǔn)確地檢測(cè)峰值。上面說(shuō)明的峰值檢測(cè)方法只是一個(gè)例子。實(shí)際上，可以增大形成峰值檢測(cè)范圍的 采樣點(diǎn)的數(shù)目?？稍诜椒ɡ又姓f(shuō)明的四個(gè)方向中選擇至少一個(gè)方向，作為用于峰值檢測(cè) 的待搜索軸。2-4.多項(xiàng)式運(yùn)算/歸一化處理在圖8的(a)和(b)中，根據(jù)從FFT單元12輸出的頻率信號(hào)獲得的時(shí)間序列的頻 帶信號(hào)(分割頻率信號(hào))被表示成在特定頻率Fa和Fb下，與時(shí)間的流逝對(duì)應(yīng)的絕對(duì)振幅 的變化。橫坐標(biāo)(T軸)表示時(shí)間，縱坐標(biāo)(A軸)表示絕對(duì)振幅。本實(shí)施例中處理的聲音信號(hào)是數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。于是，時(shí)間上離散地對(duì)聲音信號(hào)采樣。例如，在圖8的(a)中表示的頻率？￡1的頻帶信號(hào)中，在時(shí)間11、12、13、14、15、16和17的采 樣點(diǎn)的絕對(duì)振幅的值分別被表示成Ala、A2a、A3a、A4a、A5a、A6a和A7a。在圖8的(b)中 所示的頻率Fb的頻帶信號(hào)中，在時(shí)間T1、T2、T3、T4、T5、T6和T7的采樣點(diǎn)的絕對(duì)振幅的值 分別被表示成 Alb、A2b、A3b、A4b、A5b、A6b 和 A7b。當(dāng)如上所述離散地對(duì)絕對(duì)振幅采樣時(shí)，這意味采樣的絕對(duì)振幅中的峰值并不總是 指示頻帶信號(hào)的真實(shí)峰值。例如，在圖8的(a)中所示的各個(gè)采樣點(diǎn)的絕對(duì)振幅的峰值是在時(shí)間T4的A4a。 但是，通過(guò)用曲線(圖中用虛線表示)假想地連接在時(shí)間T1-T7的絕對(duì)值振幅Ala-A7a而 估計(jì)的真實(shí)峰值在時(shí)間T4之前的定時(shí)出現(xiàn)。類似地，在圖8的(b)中所示的采樣絕對(duì)振幅的峰值是在時(shí)間T5的A5b。但是，通 過(guò)用曲線(圖中用虛線表示)假想地連接在時(shí)間T1-T7的絕對(duì)振幅Alb-A7b而估計(jì)的真實(shí) 峰值在時(shí)間T5之前的定時(shí)出現(xiàn)。當(dāng)希望根據(jù)采樣的絕對(duì)振幅計(jì)算盡可能逼近真實(shí)峰值的值時(shí)，僅僅必須提高時(shí)間 分辨率。換句話說(shuō)，僅僅必須增大采樣頻率。但是，由于時(shí)間分辨率和頻率分辨率是折衷關(guān) 系，因此輕率地提高時(shí)間分辨率并不可取。為了提高時(shí)間分辨率，同時(shí)對(duì)此進(jìn)行補(bǔ)償，如圖4 中所示，例如在以幀為單位的FFT處理中提供重疊區(qū)間。但是，當(dāng)增大重疊比時(shí)，處理量增 大到非常大。于是，實(shí)際上，不得不按恰當(dāng)?shù)臅r(shí)間間隔分散采樣點(diǎn)。另外從分別用圖8的(a)和(b)中的虛線所示的采樣點(diǎn)的包絡(luò)可看出，每次檢測(cè) 峰值時(shí)，按照檢測(cè)的峰值獲得的頻帶信號(hào)的波形可能不同。這意味按照峰值檢測(cè)單元21檢 測(cè)的峰值而獲得的波形可能具有噪聲的波形模式，或者可能具有除噪聲外的必要聲音的波 形模式。于是，當(dāng)用峰值檢測(cè)單元21檢測(cè)采樣點(diǎn)的峰值時(shí)，在獲得與高度準(zhǔn)確地估計(jì)真實(shí) 峰值位置的波形對(duì)應(yīng)的模式的有關(guān)信息之后，必須比較對(duì)應(yīng)于峰值的頻帶信號(hào)和預(yù)先準(zhǔn)備 的噪聲的模式。三維模式化單元13中的多項(xiàng)式運(yùn)算/歸一化單元22-1 22-n執(zhí)行下面說(shuō)明的 處理，以便獲得與檢測(cè)的峰值對(duì)應(yīng)的模式。在三維模式化單元13中，峰值檢測(cè)單元21分別輸出所檢測(cè)的峰值1-n的峰值檢 測(cè)信號(hào)1-n。與圖7對(duì)應(yīng)，首先在時(shí)間T2，峰值檢測(cè)單元21檢測(cè)頻率F4的峰值1，并輸出與峰 值1對(duì)應(yīng)的峰值檢測(cè)信號(hào)1。隨后，在時(shí)間T4，峰值檢測(cè)單元21檢測(cè)頻率F2的峰值2，并輸 出與峰值2對(duì)應(yīng)的峰值檢測(cè)信號(hào)2。作為峰值檢測(cè)信號(hào)，在作為峰值檢測(cè)的樣本位置的絕對(duì)振幅點(diǎn)被設(shè)為基準(zhǔn)采樣點(diǎn) 的情況下，首先，峰值檢測(cè)單元21輸出基準(zhǔn)采樣點(diǎn)的絕對(duì)振幅，在頻率與基準(zhǔn)采樣點(diǎn)的頻 率相同的采樣點(diǎn)之中、在時(shí)間軸上緊接在基準(zhǔn)采樣點(diǎn)之前的N個(gè)采樣點(diǎn)的絕對(duì)振幅，和在 所述采樣點(diǎn)之中、在時(shí)間軸上緊接在基準(zhǔn)采樣點(diǎn)之后的N個(gè)采樣點(diǎn)的絕對(duì)振幅。基準(zhǔn)采樣點(diǎn)之前和之后的采樣點(diǎn)的數(shù)目N是按照由如下所述的多項(xiàng)式運(yùn)算/歸一 化單元22 (22-1 22-n)的算術(shù)運(yùn)算計(jì)算的多項(xiàng)式的次數(shù)的設(shè)定確定的。首先，多項(xiàng)式運(yùn)算/歸一化單元22計(jì)算經(jīng)過(guò)與如上所述作為峰值檢測(cè)信號(hào)輸入的 一個(gè)具體頻率對(duì)應(yīng)的基準(zhǔn)采樣點(diǎn)(具有絕對(duì)振幅的值)和時(shí)間上在基準(zhǔn)采樣點(diǎn)之前和之后的N個(gè)采樣點(diǎn)(下面把基準(zhǔn)采樣點(diǎn)以及在基準(zhǔn)采樣點(diǎn)之前和之后的N個(gè)采樣點(diǎn)稱為算術(shù)運(yùn) 算用采樣點(diǎn))的曲線，或者接近采樣點(diǎn)的曲線的多項(xiàng)式。采樣點(diǎn)用與之對(duì)應(yīng)的分別設(shè)為x 坐標(biāo)和y坐標(biāo)的采樣時(shí)間和絕對(duì)振幅表示。按照這種方式計(jì)算的多項(xiàng)式表示在其中檢測(cè)峰值的基帶信號(hào)的波形。作為通過(guò)內(nèi)插多于一個(gè)的采樣點(diǎn)(S卩，坐標(biāo))計(jì)算曲線的多項(xiàng)式的方法，已知諸如 Lagrange插值法，樣條(spline)插值法和最小二乘逼近法之類的各種方法。在本實(shí)施例 中，可以采用這些方法中的任意一種。不過(guò)，在下面的說(shuō)明中，作為例子，采用Lagrange插 值法。下面簡(jiǎn)要解釋Lagrange插值法。假定存在位于n+1個(gè)離散采樣點(diǎn)x0、xl、x2、…、和xn(x0 < xl < x2 <-xn)的 數(shù)據(jù) y0、yl、y2、…、和 yn。作為經(jīng)過(guò)這些點(diǎn)(x0，y0)、(xl，yl)、(x2、y2)、…、和(xn, yn) 的Lagrange插值曲線的函數(shù)F(x)是n次多項(xiàng)式，并可根據(jù)下面的公式(2)計(jì)算。
gi(x) = L(x)/(x-xi)、(i = 0，1，2，……，n)L(x) = (x-xO) (x-xl) (x-x2)......(x_xn)(2)圖9的(a)中表示了根據(jù)峰值的峰值檢測(cè)信號(hào)，用四次多項(xiàng)式表示在其中檢測(cè)峰 值的頻帶信號(hào)的例子。就四次多項(xiàng)式來(lái)說(shuō)，必需五個(gè)(=n+1)采樣點(diǎn)。于是，作為這種情況下的峰值檢 測(cè)信號(hào)，基準(zhǔn)采樣點(diǎn)，頻率與基準(zhǔn)采樣點(diǎn)的頻率相同、時(shí)間上在基準(zhǔn)采樣點(diǎn)之前的兩個(gè)采樣 點(diǎn)和時(shí)間上在基準(zhǔn)采樣點(diǎn)之后的兩個(gè)采樣點(diǎn)被輸出給多項(xiàng)式運(yùn)算/歸一化單元22。在圖9 的(a)中，五個(gè)坐標(biāo)(0.0，7.0)、(-1.0,6. 0), (-2.0,1.0), (1. 0,3. 0)和 (2.0,1.0)被表示成這五個(gè)采樣點(diǎn)。在這些坐標(biāo)中，坐標(biāo)(0.0，7.0)是基準(zhǔn)采樣點(diǎn)，坐標(biāo)(-1.0，6.0)、(-2.0，1.0)是緊 接在基準(zhǔn)采樣點(diǎn)之前的兩個(gè)采樣點(diǎn)，(1.0，3.0)和(2.0，1.0)是緊接在基準(zhǔn)采樣點(diǎn)之后的 兩個(gè)采樣點(diǎn)。多項(xiàng)式運(yùn)算/歸一化單元22計(jì)算經(jīng)過(guò)這些采樣點(diǎn)的四次多項(xiàng)式。如圖中所示，四 次多項(xiàng)式由下面的公式(3)表示。 在圖9的(a)中所示的曲線用公式⑶表示。從在圖9的(a)中所示的曲線可看出，由公式(3)表示的四次多項(xiàng)式的最大值(極 值)不同于基準(zhǔn)采樣點(diǎn)的y坐標(biāo)值。在本實(shí)施例中，通過(guò)多項(xiàng)式化頻帶信號(hào)，可以為頻帶信 號(hào)(分割頻率信號(hào))計(jì)算接近于真實(shí)波形的波形。從而，例如，也能夠更準(zhǔn)確地計(jì)算頻帶信 號(hào)的峰值水平和峰值時(shí)間。多項(xiàng)式化頻帶信號(hào)的處理可被看作對(duì)具有頻率軸和振幅軸的二維表現(xiàn)的頻率信 號(hào)再增加一個(gè)時(shí)間軸(圖9和10中的x軸)，從而三維表現(xiàn)頻率信號(hào)的處理。隨后，多項(xiàng)式運(yùn)算/歸一化單元22歸一化以公式(3)的形式計(jì)算的四次多項(xiàng)式。 根據(jù)下面的說(shuō)明可理解，歸一化是把奇數(shù)次項(xiàng)的系數(shù)近似為0或者達(dá)到可被視為0的程度的值的處理。該處理能夠簡(jiǎn)化與匹配表15進(jìn)行比較以確定噪聲的處理。作為歸一化，首先，多項(xiàng)式運(yùn)算/歸一化單元22對(duì)第一次計(jì)算的四次多項(xiàng)式的最 大值的x坐標(biāo)應(yīng)用四次多項(xiàng)式變換，以致x坐標(biāo)被設(shè)為0。換句話說(shuō)，多項(xiàng)式運(yùn)算/歸一化 單元22進(jìn)行x坐標(biāo)(即時(shí)間方向)的歸一化。表示在圖9的(b)中所示的曲線的四次多項(xiàng)式，即，由沿時(shí)間方向的歸一化獲得的 四次多項(xiàng)式用下面的公式(4)表示。 當(dāng)比較公式(4)和公式(3)時(shí)可看出，奇數(shù)次項(xiàng)x~3的系數(shù)被變換成0. 1，S卩，可被 視為0的值。奇數(shù)次項(xiàng)x的系數(shù)為0。根據(jù)作為一個(gè)特性、“時(shí)間上間歇地和不規(guī)則地發(fā)生的噪聲”在固定時(shí)間內(nèi)具有相 對(duì)陡峭的上升和下降的事實(shí)，進(jìn)行時(shí)間方向的歸一化。換句話說(shuō)，具有這種特性的噪聲關(guān)于 峰值點(diǎn)具有強(qiáng)對(duì)稱性。于是，波形很可能是偶函數(shù)的曲線。于是，如果如圖9的(b)中所示 進(jìn)行時(shí)間軸方向的歸一化，那么奇數(shù)次項(xiàng)的系數(shù)為0或者等同于0。從而，能夠抑制后面說(shuō) 明的系數(shù)模式的波動(dòng)。如后所述，能夠把系數(shù)模式限制在應(yīng)在匹配表15中準(zhǔn)備的匹配范圍 中，并減小匹配表15的容量。按照本實(shí)施例的多項(xiàng)式運(yùn)算/歸一化單元22還沿振幅方向進(jìn)行歸一化，如從圖9 的(b)和(c)的轉(zhuǎn)變所示。換句話說(shuō)，在圖9的(b)中所示的最大值的坐標(biāo)為(0.0，7.3)。 y坐標(biāo)值7. 3表示截距(section)。但是，在此階段，截距的值不是整數(shù)值。于是，多項(xiàng)式運(yùn) 算/歸一化單元22進(jìn)行歸一化，以致該截距具有整數(shù)值。例如，假定多項(xiàng)式運(yùn)算/歸一化 單元22進(jìn)行歸一化，以致截距具有與歸一化之前的截距坐標(biāo)的值最接近的整數(shù)值。從而，四次多項(xiàng)式用下面的公式(5)表示。在四次多項(xiàng)式的曲線中，如圖9的(c) 中所示，最大值的坐標(biāo)為(0.0，7.0)。 如果截距被改變成整數(shù)，那么對(duì)于系數(shù)模式中的截距的值，只需要準(zhǔn)備整數(shù)值。進(jìn) 一步使坐標(biāo)模式的簡(jiǎn)化更容易。下面參考圖10說(shuō)明在其中檢測(cè)如圖9中一樣的峰值的頻帶信號(hào)的二次多項(xiàng)式化。就二次多項(xiàng)式(n = 2)來(lái)說(shuō)，作為峰值檢測(cè)信號(hào)，多項(xiàng)式運(yùn)算/歸一化單元22總 共捕捉三個(gè)(n+1)采樣點(diǎn)，即，基準(zhǔn)采樣點(diǎn)、時(shí)間上在基準(zhǔn)采樣點(diǎn)之前的一個(gè)采樣點(diǎn)和時(shí)間 上在基準(zhǔn)采樣點(diǎn)之后的一個(gè)采樣點(diǎn)。隨后，就和圖9中所不相同的頻帶信號(hào)來(lái)說(shuō)，如在圖10 的(a)中所示，獲得三個(gè)采樣點(diǎn)(0.0，7.0)、(_1.0，6.0)和(1.0，3.0)作為峰值檢測(cè)信號(hào)。下面的公式(6)表示了利用這些采樣點(diǎn)，用Lagrange插值法計(jì)算的二次多項(xiàng)式。 該二次多項(xiàng)式的曲線是在圖10的(a)中所示的曲線。 通過(guò)對(duì)公式(6)應(yīng)用時(shí)間軸方向的歸一化而獲得的二次多項(xiàng)式用下面的公式(7) 表示。通過(guò)時(shí)間軸方向的歸一化而獲得的二次多項(xiàng)式的曲線示于圖10的(b)中。 從公式(7)可看出，按照時(shí)間軸方向的歸一化，作為奇數(shù)次項(xiàng)的x的坐標(biāo)被設(shè)為0。通過(guò)應(yīng)用振幅方向的歸一化，S卩，把截距的值變成整數(shù)值而獲得的二次多項(xiàng)式用 下面的公式(8)表示。該二次多項(xiàng)式的曲線示于圖10的(c)中。
作為多項(xiàng)式運(yùn)算/歸一化單元22采用的多項(xiàng)式，作為例子說(shuō)明了四次多項(xiàng)式或二 次多項(xiàng)式。不過(guò)，在本實(shí)施例中，可以采用除二次多項(xiàng)式和四次多項(xiàng)式外的多項(xiàng)式，比如六 次多項(xiàng)式。在上面的說(shuō)明中，作為歸一化處理，首先，進(jìn)行時(shí)間方向的歸一化，隨后進(jìn)行振幅 方向的歸一化。實(shí)際上，例如，時(shí)間方向和振幅方向只需要最終收斂，以便被正確地歸一化。 在到完成收斂為止的過(guò)程中，可以采用執(zhí)行時(shí)間方向的歸一化和振幅方向的歸一化，同時(shí) 彼此進(jìn)行相互調(diào)整的算法。當(dāng)完成了在其中檢測(cè)峰值的頻帶信號(hào)的多項(xiàng)式化和歸一化時(shí)，多項(xiàng)式運(yùn)算/歸一 化單元22輸出指示歸一化的多項(xiàng)式的系數(shù)的數(shù)據(jù)。換句話說(shuō)，如果多項(xiàng)式是四次多項(xiàng)式，那么其通式可被表示成 于是，多項(xiàng)式運(yùn)算/歸一化單元22輸出指示歸一化的四次多項(xiàng)式的系數(shù)[a，b，c， d，e]的組合的數(shù)據(jù)。截距(e)被看作x~0的系數(shù)。如果多項(xiàng)式是二次多項(xiàng)式，那么其通式可被表示成 于是，多項(xiàng)式運(yùn)算/歸一化單元22輸出指示歸一化的二次多項(xiàng)式的系數(shù)[a，b，c] 的組合的數(shù)據(jù)。如上所述，每個(gè)多項(xiàng)式運(yùn)算/歸一化單元22-1 22-n輸出指示與之對(duì)應(yīng)的頻帶 信號(hào)的系數(shù)(峰值1系數(shù)數(shù)據(jù) 峰值n系數(shù)數(shù)據(jù))的組合。峰值1系數(shù)數(shù)據(jù) 峰值n系數(shù) 數(shù)據(jù)是三維模式化單元13的輸出。換句話說(shuō)，峰值1系數(shù)數(shù)據(jù) 峰值n系數(shù)數(shù)據(jù)是通過(guò)模 式化在其中檢測(cè)到峰值的頻帶信號(hào)(即，假定為噪聲的頻帶信號(hào))而獲得的數(shù)據(jù)。如圖2 和5中所示，為了便于說(shuō)明，基于作為峰值1系數(shù)數(shù)據(jù) 峰值n系數(shù)數(shù)據(jù)的模式化數(shù)據(jù)是由 Lagrange插值法計(jì)算的函數(shù)F(x)的系數(shù)的事實(shí)，把該模式化數(shù)據(jù)描述成F (x)。2-5.噪聲有無(wú)確定處理從三維模式化單元13輸出的模式化數(shù)據(jù)F(x)被輸入噪聲確定單元14，如圖2中 所示。噪聲確定單元14比較模式化數(shù)據(jù)F (x)和保存在匹配表15的基準(zhǔn)模式數(shù)據(jù)P (x)， 根據(jù)比較結(jié)果確定對(duì)每個(gè)分割頻率來(lái)說(shuō)是否存在噪聲。下面說(shuō)明基準(zhǔn)模式數(shù)據(jù)P(x)。首先，假想被設(shè)置為按照本實(shí)施例的降噪裝置的消除目標(biāo)的噪聲。對(duì)該噪聲(假 想噪聲)應(yīng)用多項(xiàng)式運(yùn)算和歸一化處理，以計(jì)算歸一化的多項(xiàng)式。假定計(jì)算了二次多項(xiàng)式 (歸一化的二次多項(xiàng)式)。圖11是如上所述計(jì)算的假想噪聲的歸一化二次多項(xiàng)式的系數(shù)a、b和c可以采用 的數(shù)值范圍和頻率之間的關(guān)系的示意圖。在該圖中，縱坐標(biāo)表示多項(xiàng)式的系數(shù)值，橫坐標(biāo)表示頻率。如圖中所示，假想噪聲 的歸一化二次多項(xiàng)式應(yīng)采用的系數(shù)的數(shù)值范圍取決于頻率。在本實(shí)施例中，按照這種方式計(jì)算的假想噪聲的歸一化多項(xiàng)式的系數(shù)模式的范圍 被設(shè)為匹配范圍。在圖11中，系數(shù)a，系數(shù)b和關(guān)于系數(shù)a和c的系數(shù)比-c/a被定義為匹配范圍。例如，通常可把系數(shù)c，而不是系數(shù)比-c/a定義為匹配范圍。不過(guò)，就本實(shí)施例中 的歸一化多項(xiàng)式來(lái)說(shuō)，當(dāng)系數(shù)a較大時(shí)，系數(shù)c (截距)也趨向于較大。于是，例如，定義系 數(shù)比-c/a，而不是系數(shù)c。從而，與當(dāng)簡(jiǎn)單地把系數(shù)c定義為匹配范圍時(shí)相比，可使系數(shù)變 化更水平。從而，由于匹配范圍的波動(dòng)受到抑制，因此能夠縮小匹配范圍，并預(yù)期更準(zhǔn)確的
噪聲確定結(jié)果。保存基準(zhǔn)模式數(shù)據(jù)P(x)的匹配表15是指示關(guān)于圖11中所示的利用系數(shù)a和b 及系數(shù)比-c/a的系數(shù)模式的匹配范圍的表格式的數(shù)據(jù)(匹配數(shù)據(jù))。于是，圖12中表示了 匹配表15的具體內(nèi)容例子。實(shí)際上，保存在匹配表15中的數(shù)據(jù)保存在存儲(chǔ)器等中。圖12中所示的匹配表15是當(dāng)在FFT處理之后，作為數(shù)據(jù)獲得在圖3的(b)和(c) 中所示的數(shù)據(jù)時(shí)形成的匹配表。為了便于說(shuō)明，把FFT之后的信號(hào)的頻帶(Nyquist頻率) 設(shè)為 22. lkHzo首先，對(duì)于關(guān)于FFT之后的數(shù)據(jù)位置1-512的每個(gè)預(yù)定范圍，分割圖中所示的匹配 表15。匹配表15被分成數(shù)據(jù)位置1-8、數(shù)據(jù)位置9-40、數(shù)據(jù)位置41-53和數(shù)據(jù)位置54-512 的范圍。這意味在FFT之后的數(shù)據(jù)(頻率信號(hào))的頻帶22. 1kHz (原始信號(hào)的Nyquist頻 率)被四個(gè)頻帶范圍(分割的頻帶范圍)分割。換句話說(shuō)，對(duì)每個(gè)分割頻帶范圍來(lái)說(shuō)，與數(shù) 據(jù)位置1-512對(duì)應(yīng)的512個(gè)分割頻率被分成四組。如圖中所示，與相應(yīng)的分割頻帶范圍對(duì)應(yīng)的實(shí)際頻率的范圍是數(shù)據(jù)位置1-8的 43. lHz-344. 5Hz，數(shù)據(jù)位置 9-40 的 387. 6Hz_l. 72kHz，數(shù)據(jù)位置 41-53 的 1. 77kHz_2. 28kHz, 和數(shù)據(jù)位置 54-512 的 2. 33kHz-22. 1kHz。對(duì)于與分別對(duì)應(yīng)于數(shù)據(jù)位置1-8、數(shù)據(jù)位置9-40和數(shù)據(jù)位置41-53的三個(gè)分割 頻帶范圍 43. lHz-344. 5Hz、387. 6Hz_l. 72kHz 和 1. 77kHz_2. 28kHz 關(guān)聯(lián)的每個(gè)系數(shù) a 和 b 以及系數(shù)比-c/a，表示了上限值和下限值。就與數(shù)據(jù)位置54-512對(duì)應(yīng)的最高分割頻帶范 圍2. 33kHz-22. 1kHz來(lái)說(shuō)，未保存有效匹配范圍的上限值和下限值。這是因?yàn)樵诟哂诩s 2. 3kHz的頻帶中，不會(huì)出現(xiàn)這種情況下假想的噪聲。換句話說(shuō)，假想的噪聲出現(xiàn)在等于或小 于約2. 3kHz (2. 28kHz)的頻帶中。這種情況下，匹配表15實(shí)際應(yīng)具有的數(shù)據(jù)僅僅必須是在與數(shù)據(jù)位置1_8(分割 頻帶范圍43. lHz-344. 5Hz)，數(shù)據(jù)位置9-40 (分割頻帶范圍387. 6Hz-l. 72kHz)，數(shù)據(jù)位置 41_53(分割頻帶范圍1. 77kHz-2. 28kHz)對(duì)應(yīng)的匹配范圍(上限值和下限值)中的數(shù)據(jù)。 這樣，匹配表15并不總是需要具有在對(duì)應(yīng)于與在FFT之后的數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的所有分割頻率的匹 配范圍中的數(shù)據(jù)，只需要具有在僅僅與其中出現(xiàn)噪聲的頻帶范圍中的分割頻率對(duì)應(yīng)的匹配 范圍中的數(shù)據(jù)。從而，能夠減小匹配表15實(shí)際所需的數(shù)據(jù)大小。如上所述，匹配表15可以僅僅具有系數(shù)c的匹配范圍，而不是系數(shù)比-c/a的匹配 范圍。在圖12中，在用虛線表示的框架中表示了系數(shù)c的匹配范圍的上限和下限。對(duì)應(yīng)于具有圖12中所示結(jié)構(gòu)的匹配表15，由噪聲確定單元14進(jìn)行的噪聲確定處 理如下所述。首先，噪聲確定單元14從三維模式化單元13接收與其中檢測(cè)到峰值的每個(gè)頻帶 信號(hào)對(duì)應(yīng)的峰值1系數(shù)數(shù)據(jù)_峰值n系數(shù)數(shù)據(jù)的輸入，作為模式化數(shù)據(jù)F(x)。噪聲確定單 元14從匹配表15接收和分別對(duì)應(yīng)于峰值1系數(shù)數(shù)據(jù)_峰值n系數(shù)數(shù)據(jù)的分割頻率(數(shù)據(jù)位置)相關(guān)聯(lián)的系數(shù)a和b以及系數(shù)比-c/a(或者系數(shù)c)的匹配范圍(上限值和下限值) 的數(shù)據(jù)，作為基準(zhǔn)模式數(shù)據(jù)P(x)。隨后，作為比較處理，噪聲確定單元14確定峰值1系數(shù)數(shù)據(jù)指示的系數(shù)a和b以 及系數(shù)比-c/a是否均包括在與相同的分割頻率(數(shù)據(jù)位置)相關(guān)的系數(shù)a和b以及系數(shù) 比_c/a的匹配范圍中。如果峰值1系數(shù)數(shù)據(jù)指示的系數(shù)a和b以及系數(shù)比-c/a都包括在匹配范圍中，那 么噪聲確定單元14確定作為峰值1系數(shù)數(shù)據(jù)的來(lái)源的頻帶信號(hào)是噪聲。換句話說(shuō)，噪聲確 定單元14獲得有噪聲的確定結(jié)果。另一方面，如果峰值1系數(shù)數(shù)據(jù)指示的系數(shù)a和b以及 系數(shù)比-c/a至少之一未被包括在匹配范圍中，那么噪聲確定單元14獲得沒(méi)有噪聲的確定結(jié)果。至于其它峰值2系數(shù)數(shù)據(jù)_峰值n系數(shù)數(shù)據(jù)中的每一個(gè)，噪聲確定單元14按照如 上所述的相同方式，根據(jù)由系數(shù)數(shù)據(jù)指示的所有系數(shù)a和b以及系數(shù)比-c/a是否包括在匹 配范圍中，關(guān)于分別與峰值2系數(shù)數(shù)據(jù)_峰值n系數(shù)數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的分割頻率確定噪聲的有無(wú)。這樣，在本實(shí)施例中，對(duì)于每個(gè)分割頻率，確定噪聲的有無(wú)。作為如上所述確定噪聲的有無(wú)的算法，可以設(shè)想其它算法。例如，可以設(shè)想采用如 果并非系數(shù)數(shù)據(jù)指示的所有系數(shù)，但是至少固定數(shù)目或者更多的系數(shù)包括在匹配范圍中， 則確定有噪聲的算法。也可設(shè)想關(guān)于系數(shù)數(shù)據(jù)指示的系數(shù)值，計(jì)算與對(duì)應(yīng)于匹配范圍中的 基準(zhǔn)值的距離對(duì)應(yīng)的評(píng)估值，并根據(jù)評(píng)估值確定噪聲的有無(wú)的算法。在用峰值檢測(cè)單元21對(duì)位于相應(yīng)分割頻率的頻帶信號(hào)應(yīng)用峰值檢測(cè)之后，三維 模式化單元13只對(duì)其中檢測(cè)到峰值的頻帶信號(hào)執(zhí)行多項(xiàng)式運(yùn)算/歸一化處理。在本實(shí)施例中，還可采用其中省略峰值檢測(cè)單元21，從而不進(jìn)行峰值檢測(cè)的結(jié)構(gòu)。 這種情況下，對(duì)應(yīng)于相應(yīng)的分割頻率提供多項(xiàng)式運(yùn)算/歸一化單元22-1 22-n。對(duì)應(yīng)于 圖3，由于數(shù)據(jù)的數(shù)目，S卩，分割頻率的分割數(shù)目為512，因此對(duì)應(yīng)于分割數(shù)目提供512個(gè)多 項(xiàng)式運(yùn)算/歸一化單元22-1 22-512。但是，如圖12中所示，當(dāng)噪聲的頻率特性局限于 在FFT之后獲得的所有頻帶中的一部分時(shí)，只需要提供與包括在對(duì)應(yīng)于噪聲的頻帶中的相 應(yīng)分割頻率對(duì)應(yīng)的多項(xiàng)式運(yùn)算/歸一化單元22。這種情況下，多項(xiàng)式運(yùn)算/歸一化單元22-1 22-n對(duì)于輸入的頻帶信號(hào)的每個(gè) 樣本不斷地執(zhí)行多項(xiàng)式運(yùn)算和歸一化處理，并順序輸出系數(shù)數(shù)據(jù)。如果頻帶信號(hào)是噪聲，那 么按照這種方式輸出的系數(shù)數(shù)據(jù)包括在匹配表15的匹配范圍中。如果頻帶信號(hào)不是噪聲， 那么系數(shù)數(shù)據(jù)偏離所述匹配范圍。于是，噪聲確定單元14比較作為模式化數(shù)據(jù)F(x)不斷地從三維模式化單元13輸 出的每個(gè)分割頻率(頻帶信號(hào))的系數(shù)數(shù)據(jù)與從匹配表15讀取的基準(zhǔn)模式數(shù)據(jù)P(x)，即， 每個(gè)分割頻率的系數(shù)的匹配范圍。作為比較的結(jié)果，如果系數(shù)數(shù)據(jù)指示的系數(shù)值包括在匹 配范圍中，那么噪聲確定單元14確定在頻帶信號(hào)中存在噪聲。如果系數(shù)值未包括在匹配范 圍中，那么噪聲確定單元14確定沒(méi)有噪聲。但是，就如上所述的其中省略峰值檢測(cè)單元21的峰值檢測(cè)的結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，多項(xiàng)式運(yùn) 算/歸一化單元22-1 22-n需要不斷地執(zhí)行多項(xiàng)式運(yùn)算和歸一化處理。噪聲確定單元14 也需要不斷地執(zhí)行確定噪聲的有無(wú)的處理。于是，降低裝置的處理相當(dāng)繁重。于是，在本實(shí)施例中，如上所述進(jìn)行峰值檢測(cè)。在本實(shí)施例中設(shè)為消除目標(biāo)的“時(shí)間上間歇地和不規(guī)則地發(fā)生的噪聲”具有如上所述的噪聲相對(duì)陡峭地上升的特性。于是，當(dāng) 發(fā)生噪聲時(shí)，獲得非常明顯的峰值。這意味在沒(méi)有檢測(cè)到峰值的狀態(tài)下，可認(rèn)為沒(méi)有出現(xiàn)噪 聲。于是，即使只有當(dāng)檢測(cè)到峰值時(shí)才進(jìn)行多項(xiàng)式運(yùn)算/歸一化處理和確定有無(wú)噪聲的處 理，也不會(huì)錯(cuò)過(guò)噪聲發(fā)生的檢測(cè)。由于不必不斷地進(jìn)行多項(xiàng)式運(yùn)算/歸一化處理和確定有 無(wú)噪聲的處理，因此降噪裝置的處理負(fù)荷較輕。例如，可以節(jié)省處理所必需的資源。這樣，按照本實(shí)施例的噪聲確定單元14能夠確定噪聲的有無(wú)。當(dāng)需要時(shí)，連同噪 聲有無(wú)的確定結(jié)果一起，噪聲確定單元14能夠輸出在獲得噪聲有無(wú)的確定結(jié)果的過(guò)程中 得到的算術(shù)運(yùn)算結(jié)果，作為噪聲識(shí)別信息。<3.噪聲識(shí)別處理單元的結(jié)構(gòu)例子(第二例子)>圖13是噪聲識(shí)別處理單元的另一結(jié)構(gòu)例子(第二例子)的示圖。圖13中，和圖 12中所示相同的組件用相同的附圖標(biāo)記表示，并省略這些組件的說(shuō)明。在圖13中所示的噪聲識(shí)別處理單元1A中，在圖2中所示的結(jié)構(gòu)中增加了二維模 式化單元16，模式匹配單元17，和噪聲模式存儲(chǔ)單元18。二維模式化單元16捕捉在FFT單元12的FFT處理之后的數(shù)據(jù)(圖3的(b)和 (c))，并把該數(shù)據(jù)保存為頻率信號(hào)F(n)。在本實(shí)施例中，保存和獲得由頻率軸(F軸)和振 幅(A軸)二維表現(xiàn)的頻率信號(hào)F(n)的處理被視為聲音信號(hào)的模式化。噪聲模式存儲(chǔ)單元18是保存噪聲模式P (n)的存儲(chǔ)器。通過(guò)模擬假想噪聲的頻率 分布，能夠獲得噪聲模式P(n)的數(shù)據(jù)。作為模式匹配處理，模式匹配單元17計(jì)算頻率信號(hào)F(n)和噪聲模式P(n)之間的 關(guān)聯(lián)度Ef。例如，可利用下面的公式(9)計(jì)算關(guān)聯(lián)度Ef。 在公式(9)中，N表示一幀中的FFT點(diǎn)(樣本點(diǎn))的數(shù)目。具體地說(shuō)，當(dāng)樣本點(diǎn)n =1 N的噪聲模式和聲音信號(hào)之間的相關(guān)性較高時(shí)，相關(guān)度Ef逼近1。換句話說(shuō)，當(dāng)相關(guān) 度Ef更接近于1時(shí)，聲音信號(hào)很可能是噪聲。在圖13中所示的結(jié)構(gòu)中，噪聲確定單元14捕捉相關(guān)度Ef的值?；旧?，按照如上所述的相同方式，噪聲確定單元14通過(guò)比較每個(gè)頻帶信號(hào)的系 數(shù)模式和匹配表15的匹配范圍，確定噪聲的有無(wú)。但是，在圖13中，在利用匹配表15獲得 的確定結(jié)果中增加確定要素，該確定要素是關(guān)于相關(guān)度Ef來(lái)確定是否出現(xiàn)預(yù)先設(shè)定的閾 值異常性的。具體地說(shuō)，作為對(duì)應(yīng)于一個(gè)頻帶信號(hào)的噪聲確定，當(dāng)頻帶信號(hào)的系數(shù)模式包括 在匹配表15的匹配范圍中，并且頻域具有等于或大于閾值的相關(guān)度Ef時(shí)，噪聲確定單元14 確定有噪聲。即使頻帶信號(hào)的系數(shù)模式包括在匹配表15的匹配范圍中，當(dāng)頻域具有小于閾 值的相關(guān)度Ef時(shí)，噪聲確定單元14仍然確定不存在噪聲。這使得能夠獲得更準(zhǔn)確的噪聲有無(wú)確定結(jié)果。<4.降噪裝置的結(jié)構(gòu)例子(第一例子)>4-1.整體結(jié)構(gòu)
圖14是按照本實(shí)施例的降噪裝置的第一例子的示圖，它包括作為第一例子的噪 聲識(shí)別處理單元1或作為第二例子的噪聲識(shí)別處理單元1A。圖14中所示的降噪裝置包括麥克風(fēng)31，放大器32，消噪濾波器33，加法器34，插 值信號(hào)源生成單元35，插值濾波器36，噪聲識(shí)別處理單元37，噪聲定時(shí)生成處理單元38和 開(kāi)關(guān)39。麥克風(fēng)31包含在裝有圖中所示的降噪裝置的電子設(shè)備中，或者與電子設(shè)備外部 連接。例如，當(dāng)電子設(shè)備是攝像機(jī)等時(shí)，提供麥克風(fēng)31以便收集記錄聲音。作為本實(shí)施例 中的消除目標(biāo)的噪聲連同原本應(yīng)收集的聲音一起被麥克風(fēng)31收集。輸入麥克風(fēng)31的聲音被轉(zhuǎn)換成聲音信號(hào)，并由放大器32放大。這種情況下，從放大器32輸出的數(shù)字格式的聲音信號(hào)(輸入的聲音信號(hào))被提供 給開(kāi)關(guān)39的端子tm3。聲音信號(hào)被分割并輸入到消噪濾波器33和噪聲識(shí)別處理單元37。消噪濾波器33是BEF(帶阻濾波器)等。消噪濾波器33按照從噪聲識(shí)別處理單 元37輸出的指示確定發(fā)生了噪聲的頻率(分割頻率)的信息(噪聲發(fā)生頻率指示信息)， 設(shè)定應(yīng)被截?cái)?阻止)的頻率。從而，通過(guò)消噪濾波器33的聲音信號(hào)是從中消除了確定已 發(fā)生噪聲的頻率的聲音分量的聲音信號(hào)。加法器34組合從消噪濾波器33輸出的聲音信號(hào)和從插值濾波器36輸出的插值信號(hào)。插值信號(hào)由插值信號(hào)源生成單元35和插值濾波器36生成。首先，插值信號(hào)源生成單元35生成具有在本實(shí)施例中被視為噪聲的頻帶(例如， 對(duì)應(yīng)于圖12，43. lHz-2. 28kHz)的頻率特性的信號(hào)，作為插值信號(hào)源。圖16是插值信號(hào)源生成單元35的結(jié)構(gòu)例子的示圖。圖中所示的插值信號(hào)源生成單元35包括音信號(hào)生成單元41，M序列信號(hào)生成單元 42，和組合單元43。音信號(hào)生成單元41生成由單個(gè)或多于一個(gè)的具有預(yù)定周期的正弦波、脈沖波等 構(gòu)成的音信號(hào)(tone signal)。由于其頻率特性，音信號(hào)具有在預(yù)定頻率的單個(gè)或多于一個(gè) 的峰值。M序列信號(hào)生成單元42生成在所有頻帶中具有均勻電平的隨機(jī)信號(hào)，所謂的M序 列信號(hào)。白噪聲是這種信號(hào)的一個(gè)例子。組合單元43以預(yù)先設(shè)置的組合比，組合由音信號(hào)生成單元41生成的音信號(hào)和由M 序列信號(hào)生成單元42生成的M序列信號(hào)，并輸出組合的信號(hào)。從組合單元43輸出的組合 信號(hào)是插值信號(hào)源。可以設(shè)想的是自適應(yīng)地改變組合比，而不是固定組合比。例如，分析麥克風(fēng)31獲 得的收集聲音，以計(jì)算關(guān)于音信號(hào)分量和M序列信號(hào)分量的近似比率等。根據(jù)該近似比率 改變組合比。從而，例如當(dāng)收集的聲音具有大量的音信號(hào)分量時(shí)，能夠輸出由與音信號(hào)分量 接近的分量的組合形成的插值信號(hào)源。當(dāng)收集的聲音具有大量的M序列信號(hào)時(shí)，能夠輸出 由與M序列信號(hào)接近的分量的組合構(gòu)成的插值信號(hào)源。從而，對(duì)于插值后的聲音信號(hào)，能夠 獲得更自然的聽(tīng)感。在一些情況下，可以固定地設(shè)定組合比，以致只有音信號(hào)或M序列信號(hào)被輸出為 插值信號(hào)源。
從插值信號(hào)源生成單元35輸出的插值信號(hào)源被輸出給插值濾波器36。插值濾波 器36是接收與輸出給消噪濾波器33相同的噪聲發(fā)生頻率指示信息的輸入的濾波器。在插 值濾波器36中設(shè)定與消噪濾波器33的濾波器特性相反的濾波器特性。具體地說(shuō)，在消噪 濾波器33中設(shè)定的阻帶在插值濾波器36中被設(shè)為其通帶。在消噪濾波器33中設(shè)定的通 帶在插值濾波器36中被設(shè)為其阻帶。從而，從插值濾波器36輸出消噪濾波器33僅僅從中截?cái)嗯c某一頻帶對(duì)應(yīng)的頻帶 分量的插值信號(hào)源。插值信號(hào)源作為插值信號(hào)被輸出給加法器34。加法器34相加和組合從消噪濾波器33輸出的聲音信號(hào)和從插值濾波器36輸出 的插值信號(hào)，并把組合的信號(hào)輸出給開(kāi)關(guān)39的端子tm2。與上面的說(shuō)明對(duì)應(yīng)，噪聲識(shí)別處理單元37具有和圖2中所示的噪聲識(shí)別處理單元 1或圖13中所示的噪聲識(shí)別處理單元1A—樣的結(jié)構(gòu)。在作為噪聲識(shí)別處理單元37的噪聲 識(shí)別處理單元1或1A中，成幀單元11輸入的輸入聲音信號(hào)改變成由麥克風(fēng)31和放大器32 獲得的數(shù)字收集聲音信號(hào)。作為噪聲識(shí)別處理單元37的噪聲識(shí)別處理單元1或1A把噪聲 發(fā)生頻率指示信息作為噪聲識(shí)別信息輸出給消噪濾波器33和插值濾波器36。當(dāng)噪聲識(shí)別處理單元37確定在某一頻帶信號(hào)(分割頻率)中存在噪聲時(shí)，噪聲定 時(shí)生成處理單元38執(zhí)行確定認(rèn)為存在的噪聲的發(fā)生期間(噪聲發(fā)生期間)的處理。后面 說(shuō)明確定噪聲發(fā)生期間的處理的例子。根據(jù)確定結(jié)果，噪聲定時(shí)發(fā)生單元38把指示噪聲發(fā)生期間的時(shí)間定時(shí)的噪聲定 時(shí)信號(hào)tmg_ng輸出給開(kāi)關(guān)39。開(kāi)關(guān)39連接端子tml和端子tm3，從而在不輸出噪聲定時(shí)信號(hào)tmg_ng的期間，即， 當(dāng)不出現(xiàn)噪聲時(shí)(噪聲不發(fā)生期間)，直接輸出從放大器32輸出的輸入聲音信號(hào)。另一方面，開(kāi)關(guān)39連接端子tml和端子tm2，從而在輸出噪聲定時(shí)信號(hào)tmg_ng的 期間，即，在確定出現(xiàn)了噪聲的期間，輸出從加法器34輸出的聲音信號(hào)，S卩，經(jīng)過(guò)消噪和插
值處理的聲音信號(hào)。例如，當(dāng)按照本實(shí)施例的降噪裝置被安裝在可記錄設(shè)備上時(shí)，從開(kāi)關(guān)39輸出的聲 音信號(hào)，即，從降噪裝置輸出的聲音信號(hào)被記錄。在圖18的(a)中，按照時(shí)間的流逝，示意表示了從開(kāi)關(guān)39的端子tml輸出的聲音 信號(hào)。在該圖中，橫坐標(biāo)表示時(shí)間，縱坐標(biāo)表示聲音信號(hào)的功率。在該圖中，噪聲發(fā)生期間對(duì)應(yīng)于輸出噪聲定時(shí)信號(hào)tmg_ng的期間。在噪聲發(fā)生期間之前的時(shí)期中，從開(kāi)關(guān)39輸出直接從放大器32輸入的聲音信號(hào) (輸入聲音信號(hào))。換句話說(shuō)，輸出未經(jīng)過(guò)消噪和插值處理的聲音信號(hào)。在噪聲發(fā)生期間之 前的時(shí)期中輸出的未經(jīng)過(guò)消噪和插值處理的聲音信號(hào)被表示成前噪聲信號(hào)。隨后，當(dāng)按照噪聲定時(shí)信號(hào)tmg_ng開(kāi)始輸出，開(kāi)始噪聲發(fā)生期間時(shí)，停止此時(shí)進(jìn) 行的未經(jīng)過(guò)消噪和插值處理的聲音信號(hào)的輸出。改為開(kāi)始輸出加法器34的輸出信號(hào)，即， 經(jīng)過(guò)消噪和插值處理的聲音信號(hào)。當(dāng)噪聲定時(shí)信號(hào)tmg_ng的輸出被停止，從而確定噪聲發(fā)生期間已結(jié)束時(shí)，開(kāi)關(guān)39 把到此為止進(jìn)行的來(lái)自加法器34的聲音信號(hào)(經(jīng)過(guò)消噪和插值處理的聲音信號(hào))的輸出 切換成來(lái)自放大器32的聲音信號(hào)(未經(jīng)過(guò)消噪和插值處理的聲音信號(hào))的輸出。在噪聲 發(fā)生期間之后的周期中輸出的未經(jīng)過(guò)消噪和插值處理的聲音信號(hào)被表示成后噪聲信號(hào)。
在噪聲發(fā)生周期內(nèi)從開(kāi)關(guān)39輸出的經(jīng)過(guò)消噪和插值處理的聲音信號(hào)可被看作通 過(guò)組合消噪信號(hào)和插值信號(hào)而獲得的聲音信號(hào)，如圖18的(a)中示意所示。消噪信號(hào)是從消噪濾波器33輸出的聲音信號(hào)。換句話說(shuō)，消噪信號(hào)是通過(guò)從原始 聲音信號(hào)中除去發(fā)生噪聲的分割頻率的頻帶分量而獲得的聲音信號(hào)。由于發(fā)生噪聲的頻帶 被消除，因此消噪信號(hào)的信號(hào)功率低于原始聲音信號(hào)的信號(hào)功率。但是，由于插值信號(hào)是由 從原始聲音信號(hào)中消除的頻帶構(gòu)成的聲音信號(hào)，因此當(dāng)加法器34組合消噪信號(hào)和插值信 號(hào)時(shí)，從開(kāi)關(guān)39輸出的經(jīng)過(guò)消噪處理的聲音信號(hào)具有與原始聲音信號(hào)相等的信號(hào)功率。在 圖18的(a)中，噪聲發(fā)生期間中的聲音信號(hào)的包絡(luò)與前噪聲信號(hào)和后噪聲信號(hào)的包絡(luò)連 接。這表示經(jīng)過(guò)消噪處理的聲音信號(hào)的信號(hào)功率(電平)和原始聲音信號(hào)的信號(hào)功率(電 平)相等。在本實(shí)施例中，在噪聲發(fā)生期間(進(jìn)行消噪的消噪期間)中，不進(jìn)行原始聲音信號(hào) 的所有頻帶的分量的消除。還可設(shè)想采用作為噪聲消除和插值，首先通過(guò)在噪聲發(fā)生期間中消除原始聲音信 號(hào)的所有頻帶的分量進(jìn)行消噪，隨后組合經(jīng)過(guò)消噪的聲音信號(hào)和具有原始聲音信號(hào)的所有 頻帶的插值信號(hào)，從而生成經(jīng)過(guò)消噪和插值處理的聲音信號(hào)的方法。不過(guò)，這種情況下，由 于噪聲發(fā)生期間中的聲音信號(hào)的所有頻帶變成插值信號(hào)，因此聲音的聽(tīng)感不自然。另一方面，在本實(shí)施例中，根據(jù)上面說(shuō)明的消噪濾波器33和插值濾波器36的操作 可理解，在噪聲發(fā)生(消除)期間中，通過(guò)從原始聲音信號(hào)中僅僅消除確定存在噪聲的分割 頻率的頻帶，來(lái)進(jìn)行消噪。換句話說(shuō)，原始聲音信號(hào)中未出現(xiàn)噪聲的頻帶被保留。從而，與 插值信號(hào)組合和補(bǔ)充的僅僅是因消噪而失去的頻帶的聲音信號(hào)分量。從而，與上面說(shuō)明的 方法的情況相比，能夠進(jìn)一步改善噪聲發(fā)生期間中的聲音與噪聲發(fā)生期間前后的聲音之間 的連續(xù)性。從而，掩蔽效果更有效地發(fā)揮作用，從而，能夠獲得不會(huì)破壞原始聲音的自然聽(tīng) 感。圖18的(b)是作為前噪聲信號(hào)和后噪聲信號(hào)的原始聲音信號(hào)(放大器32的輸出 聲音信號(hào))與消噪和插值信號(hào)(加法器34的輸出聲音信號(hào))的沿時(shí)間軸方向的組合形式 的另一例子的示圖。在圖18的(a)中，在噪聲發(fā)生期間的起點(diǎn)，前噪聲信號(hào)被立即切換成消噪和插值 信號(hào)，類似地，消噪和插值信號(hào)被立即切換成后噪聲信號(hào)。就信號(hào)的這種變化來(lái)說(shuō)，例如，在 進(jìn)行消噪的頻帶中，作為前噪聲信號(hào)的原始聲音信號(hào)分量被立即切換成插值信號(hào)，插值信 號(hào)被立即切換成作為后噪聲信號(hào)的原始聲音信號(hào)。于是，在切換時(shí)可能產(chǎn)生諧波，并且所述 諧波聽(tīng)起來(lái)不自然。于是，在圖18的(b)中，提供一個(gè)在其間進(jìn)行所謂的交叉衰落的時(shí)期(交叉衰落 期間)，其中在從噪聲發(fā)生期間的起點(diǎn)開(kāi)始的固定時(shí)期內(nèi)，前噪聲信號(hào)被逐漸衰減，消噪和 插值信號(hào)被逐漸增大到原始水平。類似地，提供一個(gè)交叉衰落時(shí)期，其中在到噪聲發(fā)生期間 的終點(diǎn)為止的固定時(shí)期內(nèi)，后噪聲信號(hào)被逐漸增大到原始水平，消噪和插值信號(hào)被逐漸降 低。這樣，在噪聲發(fā)生期間的開(kāi)始和結(jié)束時(shí)的固定時(shí)期中，進(jìn)行原始聲音信號(hào)及消噪 和插值信號(hào)的交叉衰落。這使得能夠顯著抑制諧波的生成，并防止諸如鳴震和超調(diào)之類的 現(xiàn)象。于是，能夠獲得更自然的聽(tīng)感。
通過(guò)用交叉衰落開(kāi)關(guān)構(gòu)成開(kāi)關(guān)39，能夠?qū)崿F(xiàn)交叉衰落時(shí)期中聲音信號(hào)的電平變 化。例如，交叉衰落開(kāi)關(guān)借助具有可變控制系數(shù)的衰減器組合輸入的兩個(gè)聲音信號(hào)，并輸出 組合的聲音信號(hào)。例如，控制系數(shù)c是在0到1范圍中的值。衰減器輸出具有通過(guò)把原始 信號(hào)電平乘以c而獲得的電平的聲音信號(hào)。在交叉衰落時(shí)期中，改變一個(gè)衰減器的控制系數(shù)cl，以按照時(shí)間的流逝從0增大 到1。對(duì)另一個(gè)衰減器的控制系數(shù)c2給予計(jì)算為c2 = 1-cl的變化。交叉衰落時(shí)期的時(shí)間 只需要能夠根據(jù)噪聲定時(shí)信號(hào)tmg_ng來(lái)確定。例如，形成噪聲定時(shí)信號(hào)tmg_ng，以指示噪 聲發(fā)生期間的開(kāi)始和結(jié)束時(shí)間。例如，作為交叉衰落開(kāi)關(guān)的開(kāi)關(guān)39首先在從噪聲發(fā)生期間 的開(kāi)始時(shí)間起的固定時(shí)間中執(zhí)行交叉衰落處理。開(kāi)關(guān)39指定從噪聲發(fā)生期間的結(jié)束時(shí)間 起倒退交叉衰落時(shí)期的時(shí)間，并且最后在從規(guī)定時(shí)間到噪聲發(fā)生期間的結(jié)束時(shí)間的時(shí)期中 執(zhí)行交叉衰落處理。例如，只有經(jīng)過(guò)消噪和插值處理的信號(hào)，即，從加法器34輸出的聲音信號(hào)可不斷 從降噪裝置輸出。但是，由于即使在除噪聲發(fā)生期間外的時(shí)期中，從加法器34輸出的聲音 信號(hào)也通過(guò)消噪和插值處理系統(tǒng)，因此與輸入的聲音信號(hào)相比，聲音信號(hào)被惡化。于是，在 按照本實(shí)施例的降噪裝置中，在除噪聲發(fā)生期間外的時(shí)期中，來(lái)自開(kāi)關(guān)39的輸入聲音信號(hào) 被直接輸出，以致輸出質(zhì)量盡可能高的聲音信號(hào)。4-2.噪聲發(fā)生期間確定處理下面參考圖19，說(shuō)明圖14中所示的噪聲定時(shí)生成處理單元38執(zhí)行的確定噪聲發(fā) 生定時(shí)的處理。在參考圖19的說(shuō)明中，對(duì)于多項(xiàng)式算術(shù)運(yùn)算，采用了二次多項(xiàng)式。當(dāng)噪聲識(shí)別處理單元37 (噪聲識(shí)別處理單元1或1A)確定在某一頻帶信號(hào)(分割 頻率)中存在噪聲時(shí)，噪聲定時(shí)生成處理單元38執(zhí)行確定噪聲的發(fā)生期間的處理。例如，按照噪聲識(shí)別處理單元37的存在噪聲的確定，噪聲識(shí)別處理單元37把確定 存在噪聲的分割頻率的系數(shù)數(shù)據(jù)作為噪聲識(shí)別信息傳給噪聲定時(shí)生成處理單元38。噪聲定時(shí)生成處理單元38根據(jù)由確定存在噪聲的分割頻率的系數(shù)數(shù)據(jù)表示的二 次多項(xiàng)式，計(jì)算圖19中所示的坐標(biāo)P、Q和R。作為圖19中所示的坐標(biāo)軸，橫坐標(biāo)代表時(shí)間， 縱坐標(biāo)(A軸)代表頻帶信號(hào)的絕對(duì)振幅Va。就橫坐標(biāo)上的時(shí)間來(lái)說(shuō)，當(dāng)二次多項(xiàng)式為最大 值時(shí)的時(shí)間被看作0。坐標(biāo)Q(0，yl)是由用系數(shù)數(shù)據(jù)表示的二次多項(xiàng)式代表的曲線的最大值。坐標(biāo) P(-l,y0)是由二次多項(xiàng)式代表的曲線上的時(shí)間上在坐標(biāo)Q之前的任意坐標(biāo)。坐標(biāo)R(l，y2) 是由二次多項(xiàng)式代表的曲線上的時(shí)間上在坐標(biāo)Q之后的任意坐標(biāo)。坐標(biāo)P是曲線上的時(shí)間 軸的坐標(biāo)值為-1的點(diǎn)。坐標(biāo)R是曲線上的時(shí)間軸的坐標(biāo)值為1的點(diǎn)。經(jīng)過(guò)坐標(biāo)P (-1，y0)的切線TLp和經(jīng)過(guò)坐標(biāo)R(l，y2)的切線TLr被計(jì)算為與二次 多項(xiàng)式的曲線對(duì)應(yīng)的切線。例如，切線TLp和TLr可用線性函數(shù)表示。對(duì)于坐標(biāo)，設(shè)定閾值線Lm。如圖中所示，閾值線是與時(shí)間軸平行的直線x = y3。作 為這種情況下的閾值的y3是計(jì)算成關(guān)于最大值yl被表示成y3 = yl*a(a<l)的值。換 句話說(shuō)，閾值y3被計(jì)算成比最大值小固定比例的值。具體地說(shuō)，可設(shè)想把閾值y3設(shè)成約為 最大值 yl 的 10% (a = 0. 1)。計(jì)算閾值線Lm和切線TLp的交點(diǎn)坐標(biāo)。在本實(shí)施例中，交點(diǎn)坐標(biāo)的x坐標(biāo)實(shí)際對(duì) 應(yīng)的時(shí)間被設(shè)為所發(fā)生噪聲的起點(diǎn)，即，噪聲起點(diǎn)S。
類似地，計(jì)算閾值線Lm和切線TLr的交點(diǎn)坐標(biāo)。交點(diǎn)坐標(biāo)的x坐標(biāo)實(shí)際對(duì)應(yīng)的時(shí) 間被設(shè)為所發(fā)生噪聲的終點(diǎn)，即，噪聲終點(diǎn)E。換句話說(shuō)，如圖中所示，檢測(cè)到的噪聲發(fā)生期間Tn是從作為噪聲起點(diǎn)S的時(shí)間開(kāi) 始到作為噪聲終點(diǎn)E的時(shí)間結(jié)束的時(shí)期。噪聲定時(shí)生成處理單元38對(duì)確定存在噪聲的每個(gè)頻帶信號(hào)(分割頻率)進(jìn)行這 種噪聲發(fā)生期間的檢測(cè)。對(duì)噪聲發(fā)生期間的檢測(cè)(確定)來(lái)說(shuō)，使用利用頻帶信號(hào)的采樣點(diǎn)計(jì)算的多項(xiàng)式。 通過(guò)使頻帶信號(hào)多項(xiàng)式化，如上所述，能夠獲得更接近真實(shí)頻帶信號(hào)波形的頻帶信號(hào)波形。 這使得對(duì)于每個(gè)分割頻率，能夠高度準(zhǔn)確地進(jìn)行有無(wú)噪聲的確定。噪聲發(fā)生期間是根據(jù)相 同的多項(xiàng)式計(jì)算的。于是，與過(guò)去相比，能夠以更高的準(zhǔn)確性檢測(cè)噪聲發(fā)生期間的開(kāi)始時(shí)間 和結(jié)束時(shí)間。隨后，噪聲定時(shí)生成處理單元38根據(jù)如上所述關(guān)于每個(gè)分割頻率確定的噪聲發(fā) 生期間，產(chǎn)生噪聲定時(shí)信號(hào)tmg_ng。例如，噪聲定時(shí)生成處理單元38計(jì)算關(guān)于分割頻率確定的噪聲發(fā)生期間的0R，并 把OR的輸出設(shè)為噪聲定時(shí)信號(hào)tmg_ng。這種情況下，作為在其中確定在至少一個(gè)分割頻率 下出現(xiàn)噪聲的期間中為H電平、當(dāng)確定在任意一個(gè)分割頻率下都沒(méi)有出現(xiàn)噪聲時(shí)為L(zhǎng)電平 的信號(hào)，獲得噪聲定時(shí)信號(hào)tmg_ng。當(dāng)噪聲定時(shí)信號(hào)tmg_ng為H電平時(shí)，開(kāi)關(guān)39連接端 子tm2和端子tml，并輸出經(jīng)過(guò)消噪處理的聲音信號(hào)(加法器34的輸出聲音信號(hào))。當(dāng)噪 聲定時(shí)信號(hào)tmg_ng為L(zhǎng)電平時(shí)，開(kāi)關(guān)39連接端子tm3和端子tml，并輸出未經(jīng)過(guò)消噪處理 的聲音信號(hào)(放大器32的輸出聲音信號(hào))。<5.降噪裝置的結(jié)構(gòu)例子(第二例子)>圖15是按照本實(shí)施例的降噪裝置的第二例子的結(jié)構(gòu)的示圖。在該圖中，與圖14 中相同的組件用相同的附圖標(biāo)記表示，并省略這些組件的說(shuō)明。在圖15中，代替圖14中所示的插值信號(hào)源生成單元35，提供原始插值信號(hào)生成單 元 35A。來(lái)自放大器32的原始聲音信號(hào)被輸入原始插值信號(hào)生成單元35A。來(lái)自噪聲定時(shí) 生成處理單元38的噪聲識(shí)別信息被輸入原始插值信號(hào)生成單元35A。圖14中所示的插值信號(hào)源生成單元35被配置成獨(dú)立生成插值信號(hào)源，即，作為插 值信號(hào)的來(lái)源的信號(hào)。但是，圖15中所示的原始插值信號(hào)生成單元35A根據(jù)從放大器32 輸入的聲音信號(hào)(輸入聲音信號(hào))產(chǎn)生作為插值信號(hào)的來(lái)源的聲音信號(hào)。原始插值信號(hào)生 成單元35A生成的聲音信號(hào)被稱為原始插值信號(hào)，并且區(qū)別于由圖14中所示的插值信號(hào)源 生成單元35生成的諸如白噪聲之類的插值信號(hào)。下面參考圖17，說(shuō)明原始插值信號(hào)生成單元35A生成原始插值信號(hào)的處理。圖17是原始聲音信號(hào)的波形的示圖。在圖17中，橫坐標(biāo)表示時(shí)間(T軸)，縱坐標(biāo) 表示振幅(A軸)。作為來(lái)自噪聲定時(shí)生成處理單元38的噪聲識(shí)別信息，原始插值信號(hào)生成單元35A 接收指示作為噪聲發(fā)生期間ts到te的時(shí)間的信號(hào)輸入，和指示噪聲發(fā)生期間中的聲音信 號(hào)(即，噪聲)處于峰值時(shí)的時(shí)間(峰值時(shí)間tq)的信號(hào)輸入。指示作為噪聲發(fā)生期間ts到te的時(shí)間的信號(hào)只需要是和噪聲定時(shí)生成處理單元38輸出給開(kāi)關(guān)39的噪聲定時(shí)信號(hào)tmg_ng相同的信號(hào)。指示峰值時(shí)間tq的信號(hào)可根據(jù)從 噪聲識(shí)別處理單元37捕捉的噪聲識(shí)別信息(歸一化的多項(xiàng)式的系數(shù))來(lái)計(jì)算。從而，原始 插值信號(hào)生成單元35A能夠識(shí)別聲音信號(hào)中開(kāi)始出現(xiàn)噪聲和結(jié)束出現(xiàn)噪聲的開(kāi)始時(shí)間ts 和結(jié)束時(shí)間te，以及出現(xiàn)在聲音信號(hào)中的噪聲的振幅處于峰值時(shí)的峰值時(shí)間tq。如上所述，由噪聲定時(shí)信號(hào)tmg_ng指示的噪聲發(fā)生期間ts到te對(duì)應(yīng)于一個(gè)或多 個(gè)分割頻率的噪聲發(fā)生期間的OR。于是，作為圖17中所示的聲音信號(hào)的狀態(tài)，在噪聲發(fā)生 期間ts到te中出現(xiàn)噪聲，但是在時(shí)間ts之前和時(shí)間te之后不出現(xiàn)噪聲。如圖17中所示，原始插值信號(hào)生成單元35A產(chǎn)生前插值信號(hào)，產(chǎn)生后插值信號(hào)，并 組合前插值信號(hào)和后插值信號(hào)，以產(chǎn)生原始插值信號(hào)。首先，作為生成前插值信號(hào)的處理，原始插值信號(hào)生成單元35A計(jì)算噪聲發(fā)生期 間中，從開(kāi)始時(shí)間ts到峰值時(shí)間tq的時(shí)間寬度(時(shí)間長(zhǎng)度)W1。隨后，原始插值信號(hào)生成 單元35A計(jì)算從開(kāi)始時(shí)間ts后退時(shí)間寬度W1的點(diǎn)tpr。原始插值信號(hào)生成單元35A獲得 在時(shí)期tpr到te的區(qū)間中的聲音信號(hào)，即緊接在開(kāi)始時(shí)間ts之前的時(shí)間寬度W1的區(qū)間中 的聲音信號(hào)(前噪聲信號(hào))，作為前插值信號(hào)。作為生成后插值信號(hào)的處理，原始插值信號(hào)生成單元35A計(jì)算噪聲發(fā)生期間中， 從峰值時(shí)間tq到結(jié)束時(shí)間te的時(shí)間寬度W2，并計(jì)算在結(jié)束時(shí)間te前面時(shí)間寬度W2的點(diǎn) tps。原始插值信號(hào)生成單元35A獲得在時(shí)期te到tps的區(qū)間中的聲音信號(hào)，即緊接在結(jié) 束時(shí)間te之后的時(shí)間寬度W2的區(qū)間中的聲音信號(hào)(后噪聲信號(hào))，作為后插值信號(hào)。原始插值信號(hào)生成單元35A連接如上所述生成的前插值信號(hào)和后插值信號(hào)，以致 前插值信號(hào)在前，后插值信號(hào)在后。通過(guò)連接前插值信號(hào)和后插值信號(hào)而形成的聲音信號(hào) 具有和圖17中所示的噪聲發(fā)生期間相同的時(shí)間長(zhǎng)度。該聲音信號(hào)是原始插值信號(hào)。插值濾波器36接收如上所述由原始插值信號(hào)生成單元35A生成的原始插值信號(hào) 的輸入。和第一例子的情況一樣，根據(jù)與輸出給消噪濾波器33相同的噪聲發(fā)生頻率指示信 息，插值濾波器36只允許與被消噪濾波器33截?cái)嗟念l帶對(duì)應(yīng)的頻帶分量通過(guò)，并把該頻帶 分量作為插值信號(hào)輸出給加法器34。這種情況下，和上面說(shuō)明的情況一樣，從加法器34輸出的聲音信號(hào)是通過(guò)用消噪 濾波器33僅僅截?cái)啻_定其中出現(xiàn)了噪聲的分割頻帶并消除噪聲分量，隨后用插值信號(hào)補(bǔ) 充被消噪濾波器33丟失的頻率而產(chǎn)生的聲音信號(hào)。換句話說(shuō)，獲得經(jīng)過(guò)消噪和插值處理的
聲音信號(hào)。在第二例子中，如圖17中所示，通過(guò)利用緊接在噪聲發(fā)生期間之前和之后的聲音 信號(hào)區(qū)間，產(chǎn)生插值信號(hào)(原始插值信號(hào))。緊接在噪聲發(fā)生期間之前和之后的聲音信號(hào)是 在所有頻帶中都未出現(xiàn)噪聲的聲音信號(hào)。由于聲音信號(hào)是時(shí)間上緊接在噪聲發(fā)生期間之前 和之后的聲音信號(hào)，因此與除在噪聲發(fā)生區(qū)間中獲得的噪聲之外的噪聲的相關(guān)性和連續(xù)性 較強(qiáng)。換句話說(shuō)，在本實(shí)施例中，可以認(rèn)為其中沒(méi)有出現(xiàn)噪聲并且具有與噪聲發(fā)生區(qū)間 的聲音內(nèi)容具有高連續(xù)性的聲音內(nèi)容的聲音信號(hào)被用作插值信號(hào)。這使得可預(yù)期在經(jīng)過(guò)消 噪處理的聲音中，獲得更自然的聽(tīng)感。例如，作為原始插值信號(hào)生成單元35A的更簡(jiǎn)單的原始插值信號(hào)生成處理，還可 設(shè)想僅僅利用前噪聲信號(hào)或后噪聲信號(hào)生成原始插值信號(hào)。該處理和后面說(shuō)明的圖22中所示的生成原始插值信號(hào)的處理相同。不過(guò)，在噪聲出現(xiàn)之前和在噪聲出現(xiàn)之后，聲音信號(hào)的聲音內(nèi)容可能變化。例如， 聲音內(nèi)容往往會(huì)在所出現(xiàn)噪聲的峰值之后變化。于是，優(yōu)先考慮自然聽(tīng)感的獲得，如圖17 中所示，可取的是生成前插值信號(hào)和后插值信號(hào)，并把前插值信號(hào)和后插值信號(hào)的連接點(diǎn) 設(shè)定在噪聲發(fā)生期間中與噪聲的峰值對(duì)應(yīng)的時(shí)間。作為用前插值信號(hào)和后插值信號(hào)生成原始插值信號(hào)的改進(jìn)，還可設(shè)想采用簡(jiǎn)單地 在預(yù)先固定設(shè)置的邊界點(diǎn)，比如噪聲發(fā)生期間的中間點(diǎn)連接前插值信號(hào)和后插值信號(hào)的方 法。<6.降噪裝置的結(jié)構(gòu)例子(第三例子)>6-1.整體結(jié)構(gòu)例子下面說(shuō)明按照第三實(shí)施例的降噪裝置的第三和第四例子。就第三和第四例子來(lái) 說(shuō)，應(yīng)用基于后面說(shuō)明的基音(Pitch)周期的插值信號(hào)生成處理。圖20是作為按照本實(shí)施例的降噪裝置的第三例子的結(jié)構(gòu)例子的示圖。圖20中所 示的結(jié)構(gòu)可被看作其中根據(jù)基音周期，進(jìn)行作為第二例子的圖15中所示的降噪裝置中的 插值信號(hào)生成處理的結(jié)構(gòu)。在圖20中，和圖15中所示相同的組件用相同的附圖標(biāo)記表示， 并省略這些組件的說(shuō)明。在圖20中所示的結(jié)構(gòu)中，在圖15中所示的結(jié)構(gòu)中增加了基音計(jì)算單元51。代替 圖15中的原始插值信號(hào)生成單元35A，提供了原始插值信號(hào)生成單元35B，原始插值信號(hào)生 成單元35B在基于輸入聲音信號(hào)(使用中的聲音信號(hào))的基音的插值信號(hào)生成處理(基于 基音的插值信號(hào)生成處理)中生成原始插值信號(hào)。在圖20中，包括消噪濾波器33，加法器34，插值信號(hào)源生成單元35，原始插值信號(hào) 生成單元35B，插值濾波器36和基音計(jì)算單元51的部分被表示成消噪和插值單元50。噪 聲定時(shí)生成處理單元38把噪聲識(shí)別信息輸出給消噪和插值單元50?；粲?jì)算單元51從放大器32接收輸入聲音信號(hào)的輸入，并計(jì)算輸入聲音信號(hào)的 基音?；粢馕杜c聲音信號(hào)中的基本頻率對(duì)應(yīng)的周期時(shí)間。已知各種計(jì)算基音的方法。作為一個(gè)例子，下面簡(jiǎn)要說(shuō)明AMDF(平均幅度差函 數(shù))。AMDF被認(rèn)為是一種具有較高基音提取精度的方法，盡管作為算術(shù)處理，該方法只有加 法和減法，并且與采用例如自相關(guān)或FFT的處理相比，該方法更簡(jiǎn)單和處理負(fù)荷更輕?？捎孟旅娴墓?10)計(jì)算使用AMDF得到的基音。 在公式(10)中，X表示在時(shí)間1-N的時(shí)間窗口中剪取的輸入信號(hào)，D(m)表示輸入 信號(hào)X的時(shí)間差m方面的差分之和。使D(m)之值降至最小的m被計(jì)算為基音。當(dāng)兩個(gè)信 號(hào)x之間的相差為360°，即，由于產(chǎn)生一個(gè)周期的時(shí)間差，相同的波形形狀重疊時(shí)，D(m)的 值被降至最小。關(guān)于如上所述計(jì)算的基音的信息被輸入原始插值信號(hào)生成單元35B，用于生成原 始插值信號(hào)。原始插值信號(hào)生成單元35B生成的原始插值信號(hào)是頻帶與輸入聲音信號(hào)對(duì)應(yīng)的 聲音信號(hào)。類似于第一和第二例子的降噪裝置，插值濾波器36設(shè)定只允許由從噪聲識(shí)別處理單元37輸入的噪聲識(shí)別信息指示的確定已出現(xiàn)噪聲的頻率通過(guò)的濾波器特性，并且允 許原始插值信號(hào)通過(guò)。從而，獲得僅僅具有確定為已出現(xiàn)噪聲的頻率的頻帶特性的插值信 號(hào)，并輸出給加法器34。加法器34組合來(lái)自消噪濾波器33的聲音信號(hào)和插值信號(hào)，并輸出組合的信號(hào)，作 為經(jīng)過(guò)消噪和插值處理的聲音信號(hào)。6-2.基于基音的插值信號(hào)生成處理(第一例子)下面說(shuō)明在圖20中所示的第三例子的降噪裝置中執(zhí)行的基于輸入聲音信號(hào)(使 用中的聲音信號(hào))的基音的插值信號(hào)生成處理(基于基音的插值信號(hào)生成處理)。作為基 于基音的插值信號(hào)生成處理，說(shuō)明第一到第三例子的三種形式。圖22是圖20中所示的降噪裝置中的基音計(jì)算單元51的基音計(jì)算的示意圖，和在 原始插值信號(hào)生成單元35B生成原始插值信號(hào)(生成的原始信號(hào))之前的流程。首先，圖20中所示的基音計(jì)算單元51接收作為從噪聲定時(shí)生成處理單元38輸出 的噪聲識(shí)別信息，指示噪聲發(fā)生期間的信號(hào)(例如，噪聲定時(shí)信號(hào)tmg_ng)的輸入，并識(shí)別 噪聲發(fā)生期間Tn的開(kāi)始時(shí)間ts。隨后，基音計(jì)算單元51把時(shí)間上在識(shí)別的開(kāi)始時(shí)間ts之前并且接近噪聲發(fā)生期 間Tn的預(yù)定時(shí)間的時(shí)期設(shè)為基音計(jì)算期間Tp。在圖22中所示的例子中，緊接在開(kāi)始時(shí)間 ts之前設(shè)置基音計(jì)算期間Tp?；粲?jì)算單元51利用如上所述設(shè)置的基音計(jì)算期間Tp中的輸入聲音信號(hào)，按照 諸如上所述AMDF之類的方法，進(jìn)行計(jì)算輸入聲音信號(hào)的基音的處理?；粲?jì)算期間Tp是在噪聲發(fā)生期間Tn之前的聲音信號(hào)區(qū)間。換句話說(shuō)，基音計(jì) 算期間Tp中的信號(hào)是其中在輸入聲音信號(hào)的所有頻帶中都不出現(xiàn)噪聲的信號(hào)。這樣，在本 實(shí)施例中，通過(guò)利用其中不出現(xiàn)噪聲的區(qū)間中的聲音信號(hào)進(jìn)行基音計(jì)算。這使得能夠穩(wěn)定 地獲得準(zhǔn)確的基音計(jì)算結(jié)果。隨后，為了生成原始插值信號(hào)，原始插值信號(hào)生成單元35B接收作為從噪聲定時(shí) 生成處理單元38輸出的噪聲識(shí)別信息的指示噪聲發(fā)生期間的信號(hào)(例如，噪聲定時(shí)信號(hào) tmg_ng)的輸入，并識(shí)別作為噪聲發(fā)生期間Tn的時(shí)間長(zhǎng)度，和噪聲發(fā)生期間Tn的開(kāi)始時(shí)間 Ts0原始插值信號(hào)生成單元35B依據(jù)由噪聲發(fā)生期間Tn = 1. 5*Tsl表示的時(shí)間長(zhǎng)度， 設(shè)置前噪聲原始信號(hào)區(qū)間Tsl。如圖22中所示，在輸入聲音信號(hào)中緊接在開(kāi)始時(shí)間ts之前 設(shè)定前噪聲原始信號(hào)區(qū)間Tsl。原始插值信號(hào)生成單元35B利用前噪聲原始信號(hào)區(qū)間Tsl中的輸入聲音信號(hào)，進(jìn) 行如圖23中所示的生成原始插值信號(hào)的處理。圖23的(a)中表示了前噪聲原始信號(hào)區(qū)間Tsl的輸入聲音信號(hào)中的開(kāi)始部分。如圖23的(a)中所示，原始插值信號(hào)生成單元35B以作為由基音計(jì)算單元51計(jì) 算的基音的周期時(shí)間基音的一半(=基音/2)為單位，按時(shí)間序列分割前噪聲原始信號(hào)區(qū) 間Tsl中的輸入聲音信號(hào)。按照這種方式分割的信號(hào)單元按時(shí)間順序被稱為區(qū)間信號(hào)1、2等等。如圖23的(a)到(b)的遷移所示，原始插值信號(hào)生成單元35B利用基音/2周期 的區(qū)間信號(hào)1、2等，產(chǎn)生原始插值信號(hào)。
具體地說(shuō)，首先，前向時(shí)間方向的區(qū)間信號(hào)1被復(fù)制到原始插值信號(hào)的第一個(gè)基 音/2周期區(qū)間。該復(fù)制僅僅需要被處理成按照FIFO(先入先出)直接讀出在圖23的(a) 中所示的輸入聲音信號(hào)的區(qū)間信號(hào)1。換句話說(shuō)，區(qū)間信號(hào)只需要按時(shí)間序列被一次寫(xiě)入存 儲(chǔ)器中，并按照和寫(xiě)入期間相同的順序被讀出。在第二個(gè)基音/2周期區(qū)間中，使用時(shí)間序列被轉(zhuǎn)換成與原始信號(hào)的時(shí)間方向相 反的時(shí)間方向的區(qū)間信號(hào)1和2。作為反向時(shí)間方向的區(qū)間信號(hào)，在圖23的(a)中所示的 輸入聲音信號(hào)的區(qū)間信號(hào)按照LIF0(后入先出)被輸出。換句話說(shuō)，區(qū)間信號(hào)按時(shí)間序列 被一次寫(xiě)入存儲(chǔ)器中，并按照和寫(xiě)入期間相反的順序被輸出。隨后，使反向時(shí)間方向的區(qū)間信號(hào)1和2經(jīng)過(guò)組合處理，從而彼此交叉衰落(重 疊)，以致例如隨著時(shí)間的流逝，區(qū)間信號(hào)1從100%衰減到0%，區(qū)間信號(hào)2從0%增大到 100%。按照這種方式獲得的聲音信號(hào)被組合為第二個(gè)基音/2周期區(qū)間的聲音信號(hào)。在接下來(lái)的第三個(gè)基音/2周期區(qū)間中，連接前向時(shí)間方向的區(qū)間信號(hào)2。這樣，在第一例子的基于基音的插值信號(hào)生成處理中，用連續(xù)的兩個(gè)基音/2周期 區(qū)間中的區(qū)間信號(hào)，生成連續(xù)的三個(gè)基音/2周期區(qū)間的原始插值信號(hào)。隨后，在與對(duì)區(qū)間 信號(hào)1和2的處理相同的處理中，通過(guò)利用輸入聲音信號(hào)中的接下來(lái)的連續(xù)區(qū)間信號(hào)3和 4，生成接下來(lái)的連續(xù)三個(gè)(第四到第六)基音/2周期區(qū)間的原始插值信號(hào)。之后，執(zhí)行相 同的處理，直到前噪聲原始信號(hào)區(qū)間Tsl的結(jié)尾為止。這種情況下，如圖22中所示，通過(guò)利用形成前噪聲原始信號(hào)區(qū)間Tsl的所有區(qū)間 信號(hào)形成的原始插值信號(hào)的時(shí)間長(zhǎng)度用1.5*Tsl表示。換句話說(shuō)，這種情況下的原始插值 信號(hào)可被看作是通過(guò)沿時(shí)間方向把前噪聲原始信號(hào)區(qū)間Tsl的長(zhǎng)度延長(zhǎng)為前噪聲原始信 號(hào)區(qū)間Tsl的1.5倍而生成的。通過(guò)排列按照這種方式，根據(jù)從輸入聲音信號(hào)計(jì)算的基音設(shè)定的周期區(qū)間中的區(qū) 間信號(hào)而生成的插值信號(hào)具有與輸入聲音信號(hào)的基音對(duì)應(yīng)的頻率特性。換句話說(shuō)，在輸入 聲音信號(hào)和插值信號(hào)中，能夠獲得頻率特性方面的連續(xù)性。在圖23的(b)中的第一個(gè)基音/2周期區(qū)間的結(jié)束位置，和第二個(gè)基音/2周期區(qū) 間的開(kāi)始位置，由于按照前向時(shí)間方向和反向時(shí)間方向的順序連接相同的區(qū)間信號(hào)1，因此 其振幅彼此相符。換句話說(shuō)，能夠獲得振幅波形在第一和第二個(gè)基音/2周期區(qū)間之間的邊 界連續(xù)的狀態(tài)。就第二個(gè)基音/2周期區(qū)間的結(jié)束位置和第三個(gè)基音/2周期區(qū)間的開(kāi)始位置來(lái) 說(shuō)，按照相同的方式，按照反向時(shí)間方向和前向時(shí)間方向的順序連接相同的區(qū)間信號(hào)2。于 是，獲得振幅波形在第二個(gè)基音/2周期區(qū)間和第三個(gè)基音/2周期區(qū)間之間的邊界連續(xù)的 狀態(tài)。換句話說(shuō)，獲得一般在原始插值信號(hào)中的基音/2周期區(qū)間之間的邊界連接區(qū)間信號(hào) 的狀態(tài)。例如，在JP-A-2008-52772，JP-A-2008-71374 和 JP-A-2008-77707 中公開(kāi)的生成 插值信號(hào)的方法如下所述。通過(guò)交叉衰落在噪聲發(fā)生期間的起點(diǎn)之前和之后的一個(gè)基音周期的兩個(gè)信號(hào)區(qū) 間，生成一個(gè)基音周期的加權(quán)加法信號(hào)。反復(fù)連接相同的一個(gè)加權(quán)加法信號(hào)，以生成噪聲發(fā) 生期間的前半部分信號(hào)。按照相同的方式生成后半部分信號(hào)。具體地說(shuō)，通過(guò)交叉衰落在 噪聲發(fā)生期間的終點(diǎn)之前和之后的一個(gè)基音周期的兩個(gè)信號(hào)區(qū)間，生成一個(gè)基音周期的加權(quán)加法信號(hào)，并重復(fù)連接相同的一個(gè)加權(quán)加法信號(hào)，以生成噪聲發(fā)生期間的后半部分信號(hào)。隨后，交叉衰落如上所述生成的前半部分信號(hào)和后半部分信號(hào)，以生成噪聲發(fā)生 期間的插值信號(hào)。專利文獻(xiàn)中的插值信號(hào)是通過(guò)簡(jiǎn)單地反復(fù)連接一個(gè)基音周期的加權(quán)加法信號(hào)形 成的。當(dāng)按照這種方式簡(jiǎn)單地重復(fù)相同信號(hào)時(shí)，重新出現(xiàn)與該重復(fù)周期對(duì)應(yīng)的稱為振音的 噪聲。隨著重復(fù)次數(shù)的增大，例如，當(dāng)消噪期間增大，或者基音周期減小時(shí)，更容易出現(xiàn)振
曰°在專利文獻(xiàn)中的插值信號(hào)中，加權(quán)的加法信號(hào)是由兩個(gè)聲音信號(hào)的交叉衰落形成 的。最終獲得的插值信號(hào)是通過(guò)前半部分信號(hào)和后半部分信號(hào)的交叉衰落形成的。通過(guò)這 樣交叉衰落信號(hào)，與使用單一聲音信號(hào)的情況相比，能夠更容易地保持前半部分信號(hào)和后 半部分信號(hào)的連續(xù)性。但是，取決于待交叉衰落的兩個(gè)聲音信號(hào)之間的相差的條件，作為結(jié)果，聲音信號(hào) 相互抵消。信號(hào)電平的降低的可能性不可避免。如果發(fā)生這樣的電平下降，在消噪處理期 間，該狀態(tài)重復(fù)或者持續(xù)。預(yù)期可能不能獲得足夠的插值效果。專利文獻(xiàn)中的插值信號(hào)是根據(jù)輸入聲音信號(hào)生成的。于是，在這方面，易于獲得在 噪聲發(fā)生期間之前和之后的聲音信號(hào)和插值信號(hào)的連續(xù)性。但是，一半的加權(quán)加法信號(hào)使 用在噪聲發(fā)生期間的開(kāi)始或結(jié)尾的聲音信號(hào)。于是，噪聲有可能混合在插值信號(hào)中。預(yù)期 噪聲會(huì)妨礙自然聽(tīng)感。另一方面，按照與參考圖22和23說(shuō)明的本實(shí)施例相應(yīng)的基于基音的插值信號(hào)生 成處理，如上所述，獲得其中在其連接位置連接原始插值信號(hào)中的區(qū)間信號(hào)的包絡(luò)(振幅 波形)的狀態(tài)。從而，在本實(shí)施例中，有效地抑制歸因于區(qū)間信號(hào)的重復(fù)的振音的發(fā)生。如 果簡(jiǎn)單地連接相同的前向時(shí)間方向的區(qū)間信號(hào)，那么在其連接位置，包絡(luò)急劇變化，具有明 顯的諧波分量，往往會(huì)發(fā)生振音。在本實(shí)施例中的原始插值信號(hào)中時(shí)間方向反轉(zhuǎn)的相同區(qū)間信號(hào)的連接位置中，盡 管連接其振幅波形，不過(guò)連接通常是點(diǎn)連接，難以獲得平滑的切線連接。于是，在具有反轉(zhuǎn) 的時(shí)間方向的區(qū)間信號(hào)的連接位置中，出現(xiàn)顯著的諧波分量。但是，當(dāng)與如上所述的其中簡(jiǎn) 單地連接區(qū)間信號(hào)，振幅波形變得不連續(xù)的狀態(tài)相比，諧波分量的量較小，于是，能夠抑制 振音的發(fā)生。此外，插值濾波器36把原始插值信號(hào)生成單元35B生成的原始插值信號(hào)限制為僅 僅確定發(fā)生了噪聲的頻率。由于按照點(diǎn)連接發(fā)生的諧波分量通常完全被消除，因此諧波分 量不會(huì)造成問(wèn)題。在本實(shí)施例中的原始插值信號(hào)中，和專利文獻(xiàn)中的插值信號(hào)中一樣，存在歸因于 半基音周期的交叉衰落區(qū)間。但是，根據(jù)圖23的(b)可理解，每次半基音周期持續(xù)三次，才 出現(xiàn)一次交叉衰落區(qū)間。換句話說(shuō)，交叉衰落區(qū)間是整個(gè)原始插值信號(hào)的三分之一。從而， 與其中在原始插值信號(hào)的整個(gè)區(qū)間中進(jìn)行交叉衰落的情況相比，由于交叉衰落區(qū)間中的相 位條件而發(fā)生電平降低的可能性減小。即使發(fā)生電平降低，由于電平降低在短時(shí)間內(nèi)結(jié)束， 因此電平降低也不太明顯。此外，在本實(shí)施例中，由于通過(guò)利用在未發(fā)生噪聲的區(qū)間中的輸入聲音信號(hào)生成 原始插值信號(hào)，因此噪聲未被混合在原始插值信號(hào)中。于是，能夠改善插值信號(hào)及在插值信號(hào)之前和之后的輸入聲音信號(hào)的連續(xù)性。如上所述，在本實(shí)施例中，消噪濾波器33僅僅消除其中發(fā)生噪聲的頻帶。其中未 發(fā)生噪聲的頻帶被保持為輸入聲音信號(hào)。從而，改善插值信號(hào)及在插值信號(hào)之前和之后的 輸入聲音信號(hào)的連續(xù)性，以獲得自然的聽(tīng)感。對(duì)進(jìn)行基于基音的插值信號(hào)生成處理的降噪 裝置來(lái)說(shuō)，同樣如此。在圖22中，當(dāng)生成原始插值信號(hào)時(shí)，在噪聲發(fā)生期間Tn之前的輸入聲音信號(hào)被用 作其中未發(fā)生噪聲的區(qū)間中的輸入聲音信號(hào)。但是，在第一例子的基于基音的插值信號(hào)生 成處理，和下面說(shuō)明的第二例子的基于基音的插值信號(hào)生成處理中，可以使用在噪聲發(fā)生 期間Tn之后的輸入聲音信號(hào)生成原始插值信號(hào)。在第一例子的基音的插值信號(hào)生成處理中，如圖23中所示，可以認(rèn)為對(duì)于每個(gè)區(qū) 間信號(hào)，連接前向時(shí)間方向的一個(gè)區(qū)間信號(hào)和反向時(shí)間方向的一個(gè)區(qū)間信號(hào)，以形成單位 插值信號(hào)部分part，隨后把單位插值信號(hào)部分part按照作為生成源的區(qū)間信號(hào)的時(shí)間順 序排列在時(shí)間軸上。隨后，在這種情況下，可以認(rèn)為前一單位插值信號(hào)部分part中的最后區(qū)間信號(hào)的 半基音周期區(qū)間和后一單位插值信號(hào)部分part中的最初區(qū)間信號(hào)的半基音周期區(qū)間被重 疊。在重疊的半基音周期區(qū)間中，通過(guò)交叉衰落組合區(qū)間信號(hào)。第一個(gè)例子可被看作當(dāng)通過(guò)使用相同順序(單位周期區(qū)間)的偶數(shù)區(qū)間信號(hào)形成 單位插值信號(hào)部分part時(shí)，通過(guò)具體使用兩個(gè)區(qū)間信號(hào)進(jìn)行的處理。6-3.基于基音的插值信號(hào)生成處理(第二例子)下面參考圖24，說(shuō)明按照本實(shí)施例的基于基音的插值信號(hào)生成處理的第二例子。圖24是其中當(dāng)用相同時(shí)間(單位周期區(qū)間)中的奇數(shù)區(qū)間信號(hào)形成單位插值信 號(hào)部分part時(shí)，用最小數(shù)目(三個(gè))區(qū)間信號(hào)形成單位插值信號(hào)部分part的例子的示圖。降噪裝置中的基音計(jì)算單元51進(jìn)行的基音計(jì)算和原始插值信號(hào)生成單元35B進(jìn) 行的原始插值信號(hào)(生成源信號(hào))的生成的概況與如圖22中所示的第一例子的基于基音 的插值信號(hào)生成處理中的對(duì)應(yīng)概況相同。在圖24的(a)中，和圖23的(a)中一樣，表示了前噪聲原始信號(hào)區(qū)間Tsl中的輸 入聲音信號(hào)中的開(kāi)始部分。具體地說(shuō)，第二例子的原始插值信號(hào)生成單元35B把前噪聲原 始信號(hào)區(qū)間Tsl中的輸入聲音信號(hào)分成基音/2周期區(qū)間中的區(qū)間信號(hào)1，2等，和第一例子
中一樣。隨后如圖24的(b)中所示，這種情況下，原始插值信號(hào)生成單元35B在原始插值 信號(hào)中的第一個(gè)基音/2周期區(qū)間中，沿前向時(shí)間方向排列區(qū)間信號(hào)1。隨后，原始插值信號(hào) 生成單元35B在第二個(gè)基音/2周期區(qū)間中沿反向時(shí)間方向排列區(qū)間信號(hào)1，并在第三個(gè)基 音/2周期區(qū)間中沿前向時(shí)間方向排列區(qū)間信號(hào)3。隨后，原始插值信號(hào)生成單元35B在原始插值信號(hào)中的第四個(gè)基音/2周期區(qū)間 中，沿前向時(shí)間方向排列區(qū)間信號(hào)2。原始插值信號(hào)生成單元35B在第五個(gè)基音/2周期區(qū) 間中沿反向時(shí)間方向排列區(qū)間信號(hào)2，并在第六個(gè)基音/2周期區(qū)間中沿前向時(shí)間方向排列 區(qū)間信號(hào)2。換句話說(shuō)，在第二例子的基于基音的插值信號(hào)生成處理中，按照前向時(shí)間方向、反 向時(shí)間方向和前向時(shí)間方向的順序排列一個(gè)區(qū)間信號(hào)，并按照時(shí)間區(qū)間的時(shí)間序列順序重復(fù)這種排列。在按照這種方式形成的原始插值信號(hào)中，區(qū)間信號(hào)之間的連接位置中的振幅波形 的包絡(luò)的點(diǎn)連接被保持。當(dāng)如第二例子中一樣，用奇數(shù)區(qū)間信號(hào)形成單位插值信號(hào)部分part時(shí)，能夠按照 前向時(shí)間方向設(shè)置前一個(gè)單位插值信號(hào)部分part的最后一個(gè)區(qū)間信號(hào)和下一個(gè)單位插值 信號(hào)部分part的第一個(gè)區(qū)間信號(hào)。換句話說(shuō)，在包括前一個(gè)單位插值信號(hào)部分part的最 后一個(gè)區(qū)間信號(hào)和下一個(gè)單位插值信號(hào)部分part的第一個(gè)區(qū)間信號(hào)的時(shí)期中，最初，兩個(gè) 時(shí)間上連續(xù)的區(qū)間信號(hào)被直接連接。于是，在在區(qū)間信號(hào)之間的邊界中，振幅波形是點(diǎn)連接 的。結(jié)果，獲得令人滿意的切線連接的狀態(tài)。換句話說(shuō)，當(dāng)單位插值信號(hào)部分part由奇數(shù) 區(qū)間信號(hào)形成時(shí)，只需要按照作為生成源的區(qū)間信號(hào)的時(shí)間順序，連接單位插值信號(hào)部分 part 0從而，不必形成其中在原始插值信號(hào)中區(qū)間信號(hào)彼此交叉衰落的區(qū)間。于是，不會(huì) 發(fā)生由兩個(gè)交叉衰落的信號(hào)的相位條件引起的電平降低的問(wèn)題。此外，這種情況下，原始插值信號(hào)可具有擴(kuò)展到前噪聲原始信號(hào)區(qū)間Tsl的三倍 的時(shí)間長(zhǎng)度。換句話說(shuō)，作為前噪聲原始信號(hào)區(qū)間Tsl和對(duì)應(yīng)于原始插值信號(hào)的噪聲發(fā)生 期間Tn之間的關(guān)系，Tn = 3*Tsl成立。這意味前噪聲原始信號(hào)區(qū)間Tsl只需要具有為噪 聲發(fā)生期間Tn的三分之一的長(zhǎng)度。例如，與第一例子相比，按照相同的噪聲發(fā)生期間Tn，必 需的前噪聲原始信號(hào)區(qū)間Tsl可被減小到一半。這樣，在第二例子中，生成原始插值信號(hào)所需的輸入聲音信號(hào)的時(shí)間可以較短，能 夠減輕降噪裝置的處理。作為本實(shí)施例中的消除目標(biāo)的噪聲是時(shí)間上間歇地和不規(guī)則地發(fā) 生的噪聲。當(dāng)在短時(shí)間內(nèi)發(fā)生多個(gè)這樣的噪聲時(shí)，在一些情況下，當(dāng)前噪聲發(fā)生期間和前一 噪聲發(fā)生期間之間不出現(xiàn)噪聲的時(shí)期較短。但是，即使在這種情況下，也很可能能夠獲得其 中不出現(xiàn)噪聲的前噪聲原始信號(hào)。6-4.基于基音的插值信號(hào)生成處理(第三例子)下面參考圖25和26，說(shuō)明按照本實(shí)施例的基于基音的插值信號(hào)生成處理的第三 例子。圖25是對(duì)應(yīng)于第三例子的降噪裝置中的基音計(jì)算單元51的基音計(jì)算，和原始插 值信號(hào)生成單元35B的原始插值信號(hào)(生成源信號(hào))的生成的示意圖。這種情況下，和上面說(shuō)明的情況中一樣，作為從噪聲定時(shí)生成處理單元38輸出的 噪聲識(shí)別信息，指示噪聲發(fā)生期間的信號(hào)(例如，噪聲定時(shí)信號(hào)tmg_ng)被輸入基音計(jì)算單 元51?；粲?jì)算單元51根據(jù)該信號(hào)識(shí)別噪聲發(fā)生期間Tn的開(kāi)始時(shí)間ts和結(jié)束時(shí)間te。 這種情況下，基音計(jì)算單元51還按照作為從噪聲定時(shí)生成處理單元38輸出的噪聲識(shí)別信 息輸出的，指示噪聲發(fā)生期間Tn中的聲音信號(hào)(噪聲)的振幅的峰值時(shí)間tp的信號(hào)，識(shí)別 峰值時(shí)間tp。和第一例子的情況中一樣，按照輸入聲音信號(hào)的時(shí)間序列，基音計(jì)算單元51把緊 接在開(kāi)始時(shí)間ts之前的固定時(shí)期設(shè)為基音計(jì)算期間Tpl，并利用基音計(jì)算期間Tpl中的輸 入聲音信號(hào)進(jìn)行基音計(jì)算。按照基音計(jì)算期間Tpl計(jì)算的基音被稱為前基音。此外，這種情況下，基音計(jì)算單元51按照輸入聲音信號(hào)的時(shí)間序列，把時(shí)間上在 結(jié)束時(shí)間te之后并且接近噪聲發(fā)生期間Tn的預(yù)定時(shí)間的時(shí)期設(shè)為基音計(jì)算期間Tp2。在圖24中，緊接在結(jié)束時(shí)間te之后設(shè)置基音計(jì)算期間Tp2?；粲?jì)算單元51利用基音計(jì)算 期間Tp2中的輸入聲音信號(hào)計(jì)算后基音。為了生成原始插值信號(hào)，原始插值信號(hào)生成單元35B從噪聲定時(shí)生成處理單元38 接收噪聲識(shí)別信息的輸入，并識(shí)別噪聲發(fā)生期間Tn的開(kāi)始時(shí)間ts，結(jié)束時(shí)間te和峰值時(shí)間 tp。如圖中所示，這種情況下，原始插值信號(hào)生成單元35B連接前插值信號(hào)(在先生成 源信號(hào))和在前插值信號(hào)之后的后插值信號(hào)(在后生成源信號(hào))，從而生成噪聲發(fā)生期間 Tn的原始插值信號(hào)。于是，原始插值信號(hào)生成單元35B識(shí)別作為從識(shí)別的開(kāi)始時(shí)間ts到峰值時(shí)間tp 的前插值信號(hào)時(shí)期Tn-1的時(shí)間長(zhǎng)度，并根據(jù)前插值信號(hào)時(shí)期Tn-1的時(shí)間長(zhǎng)度，計(jì)算緊接在 噪聲發(fā)生期間之前應(yīng)被設(shè)為前噪聲原始信號(hào)區(qū)間Tsl的時(shí)間長(zhǎng)度。類似地，原始插值信號(hào)生成單元35B識(shí)別作為從識(shí)別的峰值時(shí)間tp到結(jié)束時(shí)間te 的后插值信號(hào)時(shí)期Tn-2的時(shí)間長(zhǎng)度，并根據(jù)后插值信號(hào)時(shí)期Tn-2的時(shí)間長(zhǎng)度，計(jì)算緊接在 噪聲發(fā)生期間之后應(yīng)被設(shè)為后噪聲原始信號(hào)區(qū)間Ts2的時(shí)間長(zhǎng)度。下面參考圖26，說(shuō)明計(jì)算前噪聲原始信號(hào)區(qū)間Tsl和后噪聲原始信號(hào)區(qū)間Ts2的 時(shí)間長(zhǎng)度的方法。下面解釋由按照第三例子的原始插值信號(hào)生成單元35B執(zhí)行的基于基音的插值 信號(hào)生成處理。首先，在第三例子中，和上面說(shuō)明的例子中一樣，原始插值信號(hào)生成單元35B把前 噪聲原始信號(hào)區(qū)間Tsl和后噪聲原始信號(hào)區(qū)間Ts2中的輸入聲音信號(hào)分成半基音周期的區(qū) 間信號(hào)單元。在圖26的(a)中，作為前噪聲原始信號(hào)區(qū)間Tsl中的輸入聲音信號(hào)，表示了位于 前噪聲原始信號(hào)區(qū)間Tsl的尾部的兩個(gè)區(qū)間信號(hào)N-1和N。在圖26的(b)中，作為后噪聲 原始信號(hào)區(qū)間Ts2中的輸入聲音信號(hào)，表示了位于后噪聲原始信號(hào)區(qū)間Ts2的首部的兩個(gè) 區(qū)間信號(hào)N+1和N+2。作為生成前插值信號(hào)和后插值信號(hào)的基于基音的插值信號(hào)生成處理，可以采用與 第一例子對(duì)應(yīng)的處理(用于利用偶數(shù)區(qū)間信號(hào)形成單位插值信號(hào)部分part)，或者可以采 用與第二例子對(duì)應(yīng)的處理(用于利用奇數(shù)區(qū)間信號(hào)形成單位插值信號(hào)部分part)。在圖 26中所示的例子中，和第二例子中一樣，用三個(gè)(奇數(shù))區(qū)間信號(hào)形成單位插值信號(hào)部分 part 0首先，用和對(duì)應(yīng)于第二例子的圖24中所示的處理相同的處理生成前插值信號(hào)。在 圖26的(c)中，在前插值信號(hào)的尾部和后插值信號(hào)的首部之間的邊界附近的信號(hào)被表示成 原始插值信號(hào)。在圖26的(c)中所示的狀態(tài)中，首先，按照前向時(shí)間方向、反向時(shí)間方向和前向時(shí) 間方向的順序排列前噪聲原始信號(hào)區(qū)間Tsl中緊接在最后一個(gè)區(qū)間信號(hào)之前的區(qū)間信號(hào) N-1，作為前插值信號(hào)的尾部，從而形成一個(gè)單位插值信號(hào)部分part。下一個(gè)半基音區(qū)間是與前插值信號(hào)和后插值信號(hào)之間的邊界對(duì)應(yīng)的區(qū)間。該半基 音區(qū)間之后的半基音區(qū)間是后插值信號(hào)的區(qū)間。如圖中所示，對(duì)于每個(gè)半基音區(qū)間，按照前 向時(shí)間方向、反向時(shí)間方向和前向時(shí)間方向的順序排列后噪聲原始信號(hào)區(qū)間Ts2中的第二個(gè)區(qū)間信號(hào)N+2。之后，按照前向時(shí)間方向、反向時(shí)間方向和前向時(shí)間方向的順序，把第三及 后續(xù)每個(gè)區(qū)間順序排列在半基音區(qū)間中。當(dāng)進(jìn)行這種排列，直到后噪聲原始信號(hào)區(qū)間Ts2 中的最后區(qū)間信號(hào)時(shí)，最終形成后插值信號(hào)。隨后，如圖26的(c)中所示，在前插值信號(hào)中的最后一個(gè)單位插值信號(hào)部分part 和后插值信號(hào)中的第一個(gè)單位插值信號(hào)部分part之間提供一個(gè)半基音周期區(qū)間的連接部 分 combo在連接部分comb中，排列通過(guò)交叉衰落前噪聲信號(hào)源區(qū)間Tsl中的最后一個(gè)區(qū)間 信號(hào)N和后噪聲原始信號(hào)區(qū)間Ts2的第一個(gè)區(qū)間信號(hào)N+1而獲得的聲音信號(hào)。這種情況 下，進(jìn)行交叉衰落，以致區(qū)間信號(hào)N從0%增大到100%，區(qū)間信號(hào)N+1從100%衰減到0%。 從而，在緊接在前的半基音區(qū)間和交叉衰落的半基音區(qū)間之間的邊界中，獲得前向時(shí)間方 向的區(qū)間信號(hào)N-1的結(jié)束位置和前向時(shí)間方向的區(qū)間信號(hào)N的開(kāi)始位置的點(diǎn)連接。在交叉 衰落的半基音區(qū)間和緊接在后的半基音區(qū)間之間的邊界中，獲得前向時(shí)間方向的區(qū)間信號(hào) N+1的結(jié)束位置和前向時(shí)間方向的區(qū)間信號(hào)N+2的開(kāi)始位置的點(diǎn)連接。作為利用前插值信號(hào)和后插值信號(hào)生成原始插值信號(hào)的最簡(jiǎn)單方法，在僅僅由單 位插值信號(hào)部分part的連接形成的前插值信號(hào)之后，只需要連接同樣僅僅由單位插值信 號(hào)部分part的連接形成的后插值信號(hào)。換句話說(shuō)，原始插值信號(hào)具有通過(guò)從圖26的(c) 中除去連接部分comb并連接前插值信號(hào)和后插值信號(hào)而獲得的結(jié)構(gòu)。但是，在這種原始插 值信號(hào)中，難以在前插值信號(hào)的結(jié)束位置和后插值信號(hào)的開(kāi)始位置中獲得點(diǎn)連接。于是，在 圖26中所示的例子中，如上所述提供了連接部分comb。在生成前插值信號(hào)和后插值信號(hào)的處理中，和第二例子的基于基音的插值信號(hào)生 成處理中一樣，后噪聲原始信號(hào)區(qū)間中的輸入聲音信號(hào)被擴(kuò)展到其大小的三倍。于是，對(duì)于 前噪聲原始信號(hào)區(qū)間Tsl，只需要設(shè)置為前插值信號(hào)區(qū)間Tn-1的三分之一的時(shí)間寬度。類 似地，對(duì)于后噪聲原始信號(hào)區(qū)間Ts2，只需要設(shè)置為后插值信號(hào)區(qū)間Tn-2的三分之一的時(shí) 間寬度。通過(guò)這樣連接前插值信號(hào)和后插值信號(hào)，生成原始插值信號(hào)。和作為第二例子的 降噪裝置的情況一樣，這使得能夠保持插值信號(hào)和在插值信號(hào)前后的輸入聲音信號(hào)之間的 高連續(xù)性。不過(guò)，在噪聲發(fā)生期間Tn前后的輸入聲音信號(hào)的基音中自然可能發(fā)生變化。不 過(guò)，特別地，第三例子的基于基音的插值信號(hào)生成處理能夠應(yīng)付噪聲發(fā)生期間前后的基音 周期的這種變化，并保持高連續(xù)性。于是，能夠預(yù)期更自然的聽(tīng)感。就第三例子來(lái)說(shuō)，還有在具有相同時(shí)間寬度的噪聲發(fā)生期間Tn中，與第二例子的 圖22中所示的噪聲前原始信號(hào)區(qū)間Tsl相比，噪聲前原始信號(hào)區(qū)間Tsl和噪聲后原始信號(hào) 區(qū)間Ts2能夠被設(shè)置成較短的優(yōu)點(diǎn)。<7.降噪裝置的結(jié)構(gòu)例子(第四例子)>圖21是作為第四例子的降噪裝置的結(jié)構(gòu)例子的示圖。在圖21中，和作為第一例子的圖14中所示組件相同的組件用相同的附圖標(biāo)記表 示，并省略這些組件的說(shuō)明。圖21中所示的結(jié)構(gòu)和圖14中所示的第一例子的結(jié)構(gòu)相同，因 為插值信號(hào)是根據(jù)由插值信號(hào)源生成單元35生成的插值信號(hào)源(使用中的聲音信號(hào))、而 不是根據(jù)輸入聲音信號(hào)生成的。在圖21中，除了圖14中所示的結(jié)構(gòu)之外，還提供基音計(jì)算單元51和原始插值信號(hào)生成單元35B。在圖21中，和圖20中一樣，包括消噪濾波器33，加法器34，插值信號(hào)源生成單元 35，原始插值信號(hào)生成單元35B，插值濾波器36和基音計(jì)算單元51的部分被表示成消噪和 插值單元50。噪聲定時(shí)生成處理單元38把噪聲識(shí)別信息輸出給消噪和插值單元50?；粲?jì)算單元51采用和圖20中所示的第三例子的降噪裝置的基音計(jì)算單元51 相同的結(jié)構(gòu)?；粲?jì)算單元51計(jì)算來(lái)自放大器32的輸入聲音信號(hào)的基音，并把指示計(jì)算 的基音的信息輸出給原始插值信號(hào)生成單元35B。原始插值信號(hào)生成單元35B接收作為插值信號(hào)的生成源信號(hào)的插值信號(hào)源的輸 入，并根據(jù)計(jì)算的輸入聲音信號(hào)的基音，如下所述生成原始插值信號(hào)。作為基于基音的插值信號(hào)生成處理，作為第四例子的降噪裝置能夠執(zhí)行按照所有 的第一到第三例子的處理。當(dāng)進(jìn)行按照第一和第二例子的基于基音的插值信號(hào)生成處理時(shí)，基音計(jì)算單元51 被配置成執(zhí)行和圖22中所示相同的處理。具體地說(shuō)，基音計(jì)算單元51利用噪聲發(fā)生期間 Tn前后的輸入聲音信號(hào)之一計(jì)算基音。當(dāng)進(jìn)行按照第三例子的基于基音的插值信號(hào)生成處 理時(shí)，基音計(jì)算單元51被配置成執(zhí)行和圖25中所示相同的處理。首先，說(shuō)明按照第一例子的基于基音的插值信號(hào)生成處理。這種情況下，原始插值信號(hào)生成單元35B從作為插值信號(hào)源的聲音信號(hào)中提取時(shí) 間寬度為噪聲發(fā)生期間Tn的三分之二的聲音信號(hào)。這等同于設(shè)定圖22中的前噪聲原始信 號(hào)區(qū)間Tsl，并提取前噪聲原始信號(hào)區(qū)間Tsl中的聲音信號(hào)的處理。但是，插值信號(hào)源是連 續(xù)生成的聲音信號(hào)。不同于輸入聲音信號(hào)，噪聲未被混合在插值信號(hào)源中。于是，從插值信 號(hào)源中提取時(shí)間寬度為噪聲發(fā)生期間Tn的三分之二的聲音信號(hào)的定時(shí)可以是任意定時(shí)。原始插值信號(hào)生成單元35B把插值信號(hào)源分成半基音周期的區(qū)間信號(hào)，按照和參 考圖23說(shuō)明的處理相同的處理，生成具有噪聲發(fā)生期間Tn的時(shí)間寬度的原始插值信號(hào)，并 把原始插值信號(hào)輸出給插值濾波器36。當(dāng)進(jìn)行按照第二例子的基于基音的插值信號(hào)生成處理時(shí)，原始插值信號(hào)生成單元 35B在任意定時(shí)從作為插值信號(hào)源的聲音信號(hào)中，提取時(shí)間寬度為噪聲發(fā)生期間Tn的三分
之一的聲音信號(hào)。隨后，原始插值信號(hào)生成單元35B把插值信號(hào)源分成半基音周期的區(qū)間信號(hào)，按 照和參考圖24說(shuō)明的處理相同的處理，產(chǎn)生具有噪聲發(fā)生期間Tn的時(shí)間寬度的原始插值 信號(hào)，并把原始插值信號(hào)輸出給插值濾波器36。當(dāng)進(jìn)行按照第三例子的基于基音的插值信號(hào)生成處理時(shí)，原始插值信號(hào)生成單元 35B在任意定時(shí)從作為插值信號(hào)源的聲音信號(hào)中，提取時(shí)間寬度為前插值信號(hào)期間Tn-1的 三分之一(與圖25中所示的前噪聲原始信號(hào)區(qū)間Tsl相同)的聲音信號(hào)，并把該聲音信號(hào) 設(shè)為前噪聲原始信號(hào)。類似地，原始插值信號(hào)生成單元35B在任意定時(shí)從作為插值信號(hào)源 的聲音信號(hào)中，提取時(shí)間寬度為后插值信號(hào)期間Tn-2的三分之一(與圖25中所示的后噪 聲原始信號(hào)區(qū)間Ts2相同)的聲音信號(hào)，并把該聲音信號(hào)設(shè)為后噪聲原始信號(hào)。隨后，原始插值信號(hào)生成單元35B把前噪聲原始信號(hào)和后噪聲原始信號(hào)分成半基 音周期的區(qū)間信號(hào)，并按照和圖26中所示的處理相同的處理生成原始插值信號(hào)。就第四例子的降噪裝置來(lái)說(shuō)，基于基音的插值信號(hào)生成處理生成的原始插值信號(hào)不是輸入聲音信號(hào)，而是插值信號(hào)源，即，通過(guò)組合音信號(hào)和M序列信號(hào)而獲得的聲音信 號(hào)。但是，即使當(dāng)用不同于這種輸入聲音信號(hào)的信號(hào)進(jìn)行插值時(shí)，按照基于輸入聲音 信號(hào)的基音的處理，仍然生成原始插值信號(hào)。從而，與其中簡(jiǎn)單地沿前向時(shí)間方向連接插值 信號(hào)源，從而生成原始插值信號(hào)的情況相比，獲得更自然的聽(tīng)感。發(fā)明人通過(guò)實(shí)驗(yàn)確認(rèn)了這執(zhí)行基于基音的插值信號(hào)生成處理(第一到第三例子)的第三和第四例子(圖20 和21)的降噪裝置都包括消噪濾波器33和插值濾波器36。于是，在噪聲發(fā)生期間中，從輸 入聲音信號(hào)中只除去出現(xiàn)噪聲的分割頻率，未出現(xiàn)噪聲的分割頻率被保留，從而生成消噪 信號(hào)。隨后，利用具有僅僅包括消除的分割頻率的頻帶特性的插值信號(hào)對(duì)消噪信號(hào)插值。從 而，如上所述，噪聲發(fā)生期間中的輸入聲音信號(hào)的分量被盡可能地保留，以改善輸入聲音信 號(hào)與在噪聲發(fā)生期間前后的時(shí)期的連續(xù)性。但是，就基于基音的插值信號(hào)生成處理(第一到第三例子)來(lái)說(shuō)，在噪聲發(fā)生期間 中，也可消除輸入聲音信號(hào)的所有頻帶，改為內(nèi)插具有和所有頻帶的特性相同的頻帶特性 的插值信號(hào)。即使當(dāng)采用這樣的消噪和插值方法時(shí)，插值信號(hào)本身仍然是通過(guò)作為圖23、24和 26中所示的基于基音的插值信號(hào)生成處理(第一到第三例子)的處理生成的。于是，例如， 對(duì)于每個(gè)半基音周期區(qū)間來(lái)說(shuō)，波形是點(diǎn)連接的，諧波的出現(xiàn)被抑制，消除了由相位條件引 起的電平降低的發(fā)生，因?yàn)榻徊嫠ヂ鋾r(shí)期較短，或者不存在交叉衰落時(shí)期。本發(fā)明有效地獲 得這些優(yōu)點(diǎn)。在作為按照本實(shí)施例的例子的降噪裝置，示于附圖中的結(jié)構(gòu)中，包括位于麥克風(fēng) 31的后級(jí)的放大器32在內(nèi)的組件可用硬件構(gòu)成。組件可被配置為DSP (數(shù)字信號(hào)處理器)。 換句話說(shuō)，組件可由應(yīng)被提供給充當(dāng)DSP的硬件的計(jì)算機(jī)程序(指令)構(gòu)成。組件可被實(shí) 現(xiàn)成由CPU(中央處理器)執(zhí)行的計(jì)算機(jī)程序。通過(guò)恰當(dāng)?shù)剡x擇和組合硬件、DSP和CPU的 計(jì)算機(jī)程序中的至少兩個(gè)，可構(gòu)成所述組件。計(jì)算機(jī)程序被保存在輔助存儲(chǔ)裝置中，所述輔助存儲(chǔ)裝置可由降噪裝置的ROM、 HDD、閃速存儲(chǔ)器等構(gòu)成。此外，計(jì)算機(jī)程序可被保存在例如可拆卸的存儲(chǔ)介質(zhì)中。計(jì)算機(jī)程 序還可被保存在網(wǎng)絡(luò)上的服務(wù)器等中，并可通過(guò)網(wǎng)絡(luò)下載，以使用戶能夠獲得計(jì)算機(jī)程序。按照本實(shí)施例的例子的降噪裝置適用于的設(shè)備的例子包括具有麥克風(fēng)，并且能夠 把收集的聲音記錄在記錄介質(zhì)中的記錄和再現(xiàn)設(shè)備，比如攝像機(jī)，具有記錄功能的數(shù)字靜 態(tài)照相機(jī)，蜂窩電話機(jī)，和IC記錄器。在這樣的設(shè)備中，必須幾乎實(shí)時(shí)地從麥克風(fēng)收集的聲 音中除去噪聲和記錄噪聲。按照本實(shí)施例的降噪裝置的結(jié)構(gòu)可用于進(jìn)行噪聲確定和噪聲消 除，同時(shí)這樣保護(hù)實(shí)時(shí)性。但是，可包括由按照本實(shí)施例的降噪裝置輸入的噪聲的聲音源并不局限于麥克風(fēng) 收集的聲音。聲音可以是通過(guò)讀出已記錄在記錄介質(zhì)中的聲音而獲得的聲音信號(hào)。換句話 說(shuō)，獲得輸入聲音信號(hào)的聲音信號(hào)輸入單元并不局限于包括麥克風(fēng)的聲音輸入系統(tǒng)。本申請(qǐng)包含與在2009年4月13日向日本專利局提交的日本優(yōu)先權(quán)專利申請(qǐng)JP 2009-097189中公開(kāi)的主題相關(guān)的主題。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)明白根據(jù)設(shè)計(jì)要求和其它因素，可產(chǎn)生各種修改、組合、子組
32合和變更，只要它們?cè)诟郊訖?quán)利要求或其等同物的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種降噪裝置，包括聲音信號(hào)輸入單元，用于輸入聲音信號(hào)；時(shí)間-頻率轉(zhuǎn)換單元，用于把通過(guò)由聲音信號(hào)輸入單元輸入而獲得的輸入聲音信號(hào)轉(zhuǎn)換成頻率信號(hào)；模式化單元，用于對(duì)于頻率信號(hào)的每個(gè)分割頻率，計(jì)算作為內(nèi)插采樣點(diǎn)的多項(xiàng)式的n次多項(xiàng)式，并獲得包括多項(xiàng)式的各個(gè)次數(shù)的系數(shù)值的組的系數(shù)模式，其中n是自然數(shù)；匹配數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元，用于與分割頻率關(guān)聯(lián)地保存指示匹配范圍的匹配數(shù)據(jù)，所述匹配范圍作為被視為噪聲的系數(shù)模式的范圍；和噪聲確定單元，用于根據(jù)通過(guò)比較由模式化單元獲得的系數(shù)模式和匹配數(shù)據(jù)指示的匹配范圍而獲得的結(jié)果，至少確定在與被比較的系數(shù)模式的數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的分割頻率處有沒(méi)有發(fā)生噪聲。
2.按照權(quán)利要求1所述的降噪裝置，其中模式化單元關(guān)于多項(xiàng)式執(zhí)行與時(shí)間方向?qū)?yīng) 的歸一化，以致在多項(xiàng)式的極值時(shí)的x坐標(biāo)值為0。
3.按照權(quán)利要求2所述的降噪裝置，其中模式化單元關(guān)于多項(xiàng)式執(zhí)行與振幅方向?qū)?yīng) 的歸一化，以致作為多項(xiàng)式的極值時(shí)的y坐標(biāo)值為整數(shù)值。
4.按照權(quán)利要求1-3任意之一所述的降噪裝置，其中按照存在噪聲的確定，噪聲確定單元在多項(xiàng)式的曲線上計(jì)算經(jīng)過(guò)值比在極值時(shí)的x坐 標(biāo)小的x坐標(biāo)的第一切線，和經(jīng)過(guò)值比在極值時(shí)的x坐標(biāo)大的x坐標(biāo)的第二切線，把與當(dāng)?shù)?一切線與設(shè)為閾值的y坐標(biāo)值相交時(shí)的x坐標(biāo)值對(duì)應(yīng)的時(shí)間設(shè)為噪聲發(fā)生起點(diǎn)，把與當(dāng)?shù)?二切線與設(shè)為閾值的y坐標(biāo)值相交時(shí)的x坐標(biāo)值對(duì)應(yīng)的時(shí)間設(shè)為噪聲發(fā)生終點(diǎn)。
5.按照權(quán)利要求1-4任意之一所述的降噪裝置，還包括峰值確定單元，用于根據(jù)頻率 信號(hào)確定頻率信號(hào)的振幅是峰值的采樣點(diǎn)，其中多項(xiàng)式計(jì)算單元計(jì)算采樣點(diǎn)被峰值確定單元確定為具有峰值的分割頻率的多項(xiàng)式。
6.按照權(quán)利要求5所述的降噪裝置，其中峰值確定單元沿包括頻率軸和時(shí)間軸的二維 方向標(biāo)示作為頻率信號(hào)的采樣點(diǎn)的絕對(duì)振幅，并根據(jù)標(biāo)示的絕對(duì)振幅的分布狀態(tài)確定位于 峰值的采樣點(diǎn)。
7.按照權(quán)利要求1-6任意之一所述的降噪裝置，其中匹配數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元與分割頻率關(guān) 聯(lián)地保存匹配數(shù)據(jù)，所述分割頻率僅僅對(duì)應(yīng)于被確定為發(fā)生噪聲的頻帶。
8.按照權(quán)利要求1-7任意之一所述的降噪裝置，還包括消噪濾波器，所述消噪濾波器設(shè)定僅僅截?cái)啾辉肼暣_定單元確定為存在噪聲的分割頻 率的通帶特性，并允許輸入聲音信號(hào)通過(guò)，從而輸出除去噪聲的聲音信號(hào)；插值信號(hào)生成單元，用于生成只包括被噪聲確定單元確定為存在噪聲的分割頻率的頻 帶分量的插值信號(hào)；和組合單元，用于輸出通過(guò)合成除去噪聲的聲音信號(hào)和插值信號(hào)而獲得的聲音信號(hào)。
9.按照權(quán)利要求1-8任意之一所述的降噪裝置，其中插值信號(hào)生成單元包括原始插值信號(hào)生成單元，用于從輸入聲音信號(hào)中提取時(shí)間軸上在根據(jù)噪聲確定單元的 確定結(jié)果識(shí)別的噪聲發(fā)生期間之前的區(qū)間的前噪聲信號(hào)，和時(shí)間軸上在噪聲發(fā)生期間之后 的區(qū)間的后噪聲信號(hào)，并在前噪聲信號(hào)之后連接后噪聲信號(hào)，從而生成時(shí)間寬度與噪聲發(fā) 生期間對(duì)應(yīng)的原始插值信號(hào)；和插值濾波器單元，用于設(shè)定只允許被噪聲確定單元確定為存在噪聲的分割頻率通過(guò)的 通帶特性，并允許原始插值信號(hào)通過(guò)，從而生成插值信號(hào)。
10.按照權(quán)利要求9所述的降噪裝置，其中原始插值信號(hào)生成單元提取從根據(jù)噪聲確 定單元的確定結(jié)果識(shí)別的噪聲發(fā)生期間的起點(diǎn)到噪聲發(fā)生期間中振幅處于峰值的峰值點(diǎn) 的時(shí)間寬度中的前噪聲信號(hào)，并提取從所述峰值點(diǎn)到根據(jù)噪聲確定單元的確定結(jié)果識(shí)別的 噪聲發(fā)生期間的終點(diǎn)的時(shí)間寬度中的后噪聲信號(hào)。
11.按照權(quán)利要求1-8任意之一所述的降噪裝置，其中插值信號(hào)生成單元包括插值濾 波器，用于從輸入聲音信號(hào)中提取時(shí)間軸上在根據(jù)噪聲確定單元的確定結(jié)果識(shí)別的噪聲發(fā) 生期間之前的區(qū)間中具有噪聲發(fā)生期間的時(shí)間寬度的前噪聲信號(hào)，或者時(shí)間軸上在噪聲發(fā) 生期間之后的區(qū)間中具有噪聲發(fā)生期間的時(shí)間寬度的后噪聲信號(hào)，并把前噪聲信號(hào)和后噪 聲信號(hào)設(shè)為原始插值信號(hào)，設(shè)定只允許被噪聲確定單元確定為存在噪聲的分割頻率通過(guò)的 通帶特性，并允許原始插值信號(hào)通過(guò)，從而生成插值信號(hào)。
12.按照權(quán)利要求8所述的降噪裝置，其中插值信號(hào)生成單元包括插值信號(hào)源生成單元，用于生成作為不是基于輸入聲音信號(hào)的輸入的聲音信號(hào)的插值 信號(hào)源；和插值濾波器單元，用于設(shè)定只允許被噪聲確定單元確定為存在噪聲的分割頻率通過(guò)的 通帶特性，并且允許作為插值信號(hào)源的聲音信號(hào)通過(guò)，從而生成插值信號(hào)。
13.按照權(quán)利要求1-12任意之一所述的降噪裝置，還包括相關(guān)度計(jì)算單元，用于計(jì)算 頻率信號(hào)的模式和被視為噪聲的頻率信號(hào)的模式之間的相關(guān)度，其中噪聲確定單元根據(jù)通過(guò)比較由模式化單元獲得的系數(shù)模式數(shù)據(jù)和由匹配數(shù)據(jù)指示的 匹配范圍而獲得的結(jié)果以及相關(guān)度，至少確定有沒(méi)有發(fā)生噪聲。
14.按照權(quán)利要求1-13任意之一所述的降噪裝置，還包括開(kāi)關(guān)單元，用于接收從組合 單元輸出的聲音信號(hào)和輸入聲音信號(hào)的輸入，在根據(jù)噪聲確定單元的確定結(jié)果識(shí)別的噪聲 發(fā)生期間中輸出從組合單元輸出的聲音信號(hào)，在根據(jù)噪聲確定單元的確定結(jié)果識(shí)別的非噪 聲發(fā)生期間中輸出輸入聲音信號(hào)。
15.按照權(quán)利要求14所述的降噪裝置，其中開(kāi)關(guān)單元執(zhí)行交叉衰落處理，以致在噪聲 發(fā)生期間的開(kāi)始期間中，從組合單元輸出的聲音信號(hào)的電平被逐漸增大，輸入聲音信號(hào)的 電平被逐漸衰減，在噪聲發(fā)生期間的結(jié)束期間中，從組合單元輸出的聲音信號(hào)的電平被逐 漸衰減，輸入聲音信號(hào)的電平被逐漸增大。
16.一種噪聲確定方法，包括下述步驟輸入聲音信號(hào)；把通過(guò)在輸入步驟中輸入而獲得的輸入聲音信號(hào)轉(zhuǎn)換成頻率信號(hào)；對(duì)于頻率信號(hào)的每個(gè)分割頻率，計(jì)算作為內(nèi)插采樣點(diǎn)的多項(xiàng)式的n次多項(xiàng)式，并獲得 包括多項(xiàng)式的各個(gè)次數(shù)的系數(shù)值的組的系數(shù)模式，其中n是自然數(shù)；與分割頻率關(guān)聯(lián)地保存指示匹配范圍的匹配數(shù)據(jù)，所述匹配范圍作為被視為噪聲的系 數(shù)模式的范圍；和根據(jù)通過(guò)比較在模式化步驟中獲得的系數(shù)模式和由匹配數(shù)據(jù)指示的匹配范圍而獲得 的結(jié)果，至少確定在與被比較的系數(shù)模式的數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的分割頻率處有沒(méi)有發(fā)生噪聲。
全文摘要
本發(fā)明提供一種降噪裝置和噪聲確定方法。所述降噪裝置包括聲音信號(hào)輸入單元，用于輸入聲音信號(hào)；時(shí)間-頻率轉(zhuǎn)換單元，用于把通過(guò)由聲音信號(hào)輸入單元輸入而獲得的輸入聲音信號(hào)轉(zhuǎn)換成頻率信號(hào)；模式化單元，用于對(duì)于頻率信號(hào)的每個(gè)分割頻率，計(jì)算作為內(nèi)插采樣點(diǎn)的多項(xiàng)式的n次多項(xiàng)式(n是自然數(shù))，并獲得包括多項(xiàng)式的各個(gè)次數(shù)的系數(shù)值的組的系數(shù)模式；匹配數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元，用于與分割頻率關(guān)聯(lián)地保存指示匹配范圍的匹配數(shù)據(jù)，所述匹配范圍作為被視為噪聲的系數(shù)模式的范圍；和噪聲確定單元，用于根據(jù)通過(guò)比較由模式化單元獲得的系數(shù)模式和匹配數(shù)據(jù)指示的匹配范圍而獲得的結(jié)果，至少確定在與被比較的系數(shù)模式的數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的分割頻率處有沒(méi)有發(fā)生噪聲。
文檔編號(hào)G11B20/24GK101877237SQ201010154460
公開(kāi)日2010年11月3日 申請(qǐng)日期2010年4月2日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月13日
發(fā)明者小澤一彥 申請(qǐng)人:索尼公司