專利名稱：風(fēng)噪聲抑制器、半導(dǎo)體集成電路和風(fēng)噪聲抑制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
這里論述的實(shí)施例涉及風(fēng)噪聲(wind noise)抑制器、半導(dǎo)體集成電路和風(fēng)噪聲抑制方法。
背景技術(shù)：
近來的數(shù)字相機(jī)也可以拍攝電影，不過雖然實(shí)現(xiàn)了高圖像質(zhì)量，但風(fēng)噪聲有可能混合到視頻拍攝時(shí)的聲音中?？梢詫⒄陲L(fēng)海綿等等安附到能夠搭載外部麥克風(fēng)的視頻相機(jī)等等，但是許多數(shù)字相機(jī)是利用內(nèi)部麥克風(fēng)來記錄聲音的。因此， 傳統(tǒng)上使用通過信號(hào)處理來抑制風(fēng)噪聲的技術(shù)。風(fēng)噪聲傾向于集中在低頻率帶中，并且已知一種技術(shù)利用高通濾波器來抑制該區(qū)域。此外，還已知一種技術(shù)，其將輸入信號(hào)分割成頻帶并且根據(jù)這些頻帶之間的自相關(guān)來檢測風(fēng)噪聲。在此技術(shù)中，通過將風(fēng)噪聲占優(yōu)勢的低頻率帶側(cè)的輸入信號(hào)降低得比高頻率帶側(cè)的輸入信號(hào)更多，防止了大多包括在高頻率帶側(cè)的音頻信號(hào)的損失。此外，過去有一種技術(shù)，其在利用兩個(gè)麥克風(fēng)記錄的2聲道信號(hào)中，通過利用風(fēng)噪聲在聲道之間幾乎沒有相關(guān)性這個(gè)事實(shí)，來根據(jù)2聲道信號(hào)之間的差異或相關(guān)值檢測風(fēng)噪聲成分。例如，以下文獻(xiàn)描述了這種傳統(tǒng)技術(shù)日本早期專利公布No. 2001-352594日本專利No. 3186892日本早期專利公布No. 2009-55583存在這樣的情況，即在包括風(fēng)噪聲的低頻率帶側(cè)也包括不是噪聲的音頻信號(hào)，因此過去是難以在不損失聲音的自然性的情況下抑制風(fēng)噪聲的。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的ー個(gè)方面，提供了一種風(fēng)噪聲抑制器，其具有分割器，該分割器將輸入聲音的頻率帶分割成有包括風(fēng)噪聲的可能性的第一頻率帶和具有比第一頻率帶的頻率更高的頻率的第二頻率??；計(jì)算器，該計(jì)算器根據(jù)第一頻率帶中的聲音的特征參數(shù)來計(jì)算輸入聲音包括風(fēng)噪聲的概率；抑制器，該抑制器根據(jù)從概率計(jì)算出的強(qiáng)度來抑制第一頻率帶中包括的風(fēng)噪聲；以及加法器，該加法器混合并輸出由分割器分割出的第二頻率帶中的聲音和被抑制器抑制了風(fēng)噪聲的第一頻率帶中的聲音。


圖I示出了第一實(shí)施例的風(fēng)噪聲抑制器的示例；圖2示出了分割器所擁有的濾波器的頻率特性的示例；圖3示出了計(jì)算器的示例；圖4示出了到計(jì)算器的輸入聲音、輸入聲音的強(qiáng)度、強(qiáng)度變動(dòng)量、強(qiáng)度變動(dòng)周期和一階自相關(guān)系數(shù)的示例；圖5示出了抑制器的示例；圖6示出了高通濾波器的頻率特性的示例；圖7是第一實(shí)施例的風(fēng)噪聲抑制器進(jìn)行的風(fēng)噪聲抑制處理的流程的流程圖；圖8示出了第二實(shí)施例的風(fēng)噪聲抑制器的示例；圖9示出了衰減量的計(jì)算示例；圖IOA和IOB示出了非線性幅度壓縮處理之前和之后的信號(hào)波形的示例； 圖11是第二實(shí)施例的風(fēng)噪聲抑制器進(jìn)行的風(fēng)噪聲抑制處理的流程的流程圖；圖12示出了第三實(shí)施例的風(fēng)噪聲抑制器的示例；圖13A至13F示出了在補(bǔ)償器中如何執(zhí)行處理的示例；圖14是第三實(shí)施例的風(fēng)噪聲抑制器進(jìn)行的風(fēng)噪聲抑制處理的流程的流程圖；圖15A和15B示出了在補(bǔ)償處理之前和之后信號(hào)的頻率成分如何變化；圖16示出了第四實(shí)施例的風(fēng)噪聲抑制器的示例；圖17A至17C示出了補(bǔ)償量的調(diào)整的示例；圖18示出了第五實(shí)施例的風(fēng)噪聲抑制器的示例；并且圖19示出了用于視頻處理的半導(dǎo)體集成電路的示例。
具體實(shí)施例方式以下將參考附圖描述若干個(gè)實(shí)施例，附圖中相似的標(biāo)號(hào)始終指代相似的元件。(第一實(shí)施例)圖I示出了第一實(shí)施例的風(fēng)噪聲抑制器的示例。風(fēng)噪聲抑制器I被搭載在例如用于視頻處理的LSI (大規(guī)模集成電路)上并且具有分割器2、計(jì)算器3、抑制器4和加法器5。分割器2把由麥克風(fēng)MC拾取并被A/D (摸/數(shù))轉(zhuǎn)換器7轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)的輸入單聲道聲音分割成有可能包括風(fēng)噪聲的頻率帶和具有比前述頻率帶的頻率更高的頻率的頻率帯。在以下說明中，分割器2分割出的較低頻率一側(cè)的頻率帶被稱為低頻帯，并且較高頻率ー側(cè)的頻率帶被稱為高頻帶。風(fēng)噪聲傾向于集中在500Hz以下的頻率帶(特別是以200至300Hz的頻率為中心的頻帶)中。因此，分割器2以大約例如1，OOOHz為邊界把輸入聲音的頻率帶分割成有包括風(fēng)噪聲的可能性的低頻帶和包括風(fēng)噪聲的可能性較小的高頻帶。計(jì)算器3根據(jù)低頻帶中的聲音的特征參數(shù)來計(jì)算輸入聲音包括風(fēng)噪聲的概率(以下稱為風(fēng)噪聲概率)。特征參數(shù)包括輸入聲音的幅值(以下在一些情況下稱為強(qiáng)度)的變動(dòng)量、輸入聲音的幅值的變動(dòng)周期(變動(dòng)速率)、ー階自相關(guān)系數(shù)等等。稍后將描述用于計(jì)算風(fēng)噪聲概率的方法。抑制器4以與計(jì)算器3計(jì)算出的風(fēng)噪聲概率相應(yīng)的強(qiáng)度來抑制低頻帶中的聲音的幅值。加法器5混合并輸出被抑制的低頻帶中的聲音和由分割器2分割出的高頻帶中的聲音。根據(jù)如上所述的風(fēng)噪聲抑制器1，根據(jù)低頻帶中的聲音的特征參數(shù)來計(jì)算輸入聲音包括風(fēng)噪聲的概率并且以與風(fēng)噪聲概率相應(yīng)的強(qiáng)度來抑制低頻帶中包括的風(fēng)噪聲。例如，具有較高的風(fēng)噪聲概率的輸入聲音被強(qiáng)烈地抑制，而具有較低的風(fēng)噪聲概率的輸入聲音被輕微地抑制。由此，可以防止存在于低頻帶中的音頻信號(hào)像風(fēng)噪聲那樣強(qiáng)地被抑制并且抑制風(fēng)噪聲以便獲得更自然的高品質(zhì)音頻信號(hào)。以下，將詳細(xì)說明風(fēng)噪聲抑制器I的每個(gè)部分的示例。圖2示出了分割器所擁有的濾波器的示例。水平軸表示頻率，垂直軸表示強(qiáng)度。分割器2具有表現(xiàn)出如圖2中所示的頻率特性的低通濾波器和高通濾波器。低通濾波器和高通濾波器的特性的交點(diǎn)處的頻率大約是例如1，OOOHz。低通濾波器的輸出被輸入到計(jì)算器3和抑制器4，并且高通濾波器的輸出被輸入到加法器5。在圖2所示的示例中，低通濾波器的頻率特性和高通濾波器的頻率特性相互重疊，因此通過分割獲得的低頻帶和高頻帶有重疊，然而也可以通過調(diào)整每個(gè)濾波器而沒有 任何重疊地分割。圖3示出了計(jì)算器的示例。計(jì)算器3具有強(qiáng)度計(jì)算器31、強(qiáng)度變動(dòng)量計(jì)算器32、強(qiáng)度變動(dòng)周期計(jì)算器33、自相關(guān)系數(shù)計(jì)算器34和概率計(jì)算器35。圖4示出了到計(jì)算器的輸入聲音以及輸入聲音的強(qiáng)度、強(qiáng)度變動(dòng)量、強(qiáng)度變動(dòng)周期和一階自相關(guān)系數(shù)各自的示例。在圖4的每幅曲線圖中，水平軸表示時(shí)間。垂直軸在輸入聲音的曲線圖中表示幅度，在輸入聲音的強(qiáng)度的曲線圖中表示強(qiáng)度(dB)，在強(qiáng)度變動(dòng)量的曲線圖中表示強(qiáng)度變動(dòng)量(dB)，在強(qiáng)度變動(dòng)周期的曲線圖中表示變動(dòng)周期，并且在一階自相關(guān)系數(shù)的曲線圖中表示相關(guān)值。虛線之間的時(shí)間表示時(shí)間幀(以下簡稱為幀)，時(shí)間幀是ー單位時(shí)間，在該單位時(shí)間期間處理被執(zhí)行。強(qiáng)度計(jì)算器31基于每個(gè)幀的輸入聲音的幅度的均方來計(jì)算低頻帶中的輸入聲音的強(qiáng)度。如果假定某個(gè)幀的輸入聲音是x(i) (0 ^ i < T) (T是幀周期)，那么例如按照以下式(I)來計(jì)算該幀的強(qiáng)度fp(dB)。
權(quán)利要求
1.一種風(fēng)噪聲抑制器,包括 分割器，該分割器將輸入聲音的頻率帶分割成有包括風(fēng)噪聲的可能性的第一頻率帶和具有比所述第一頻率帶的頻率更高的頻率的第二頻率帶； 計(jì)算器，該計(jì)算器根據(jù)所述第一頻率帶中的聲音的特征參數(shù)來計(jì)算所述輸入聲音包括風(fēng)噪聲的概率； 抑制器，該抑制器根據(jù)從所述概率計(jì)算出的強(qiáng)度來抑制所述第一頻率帶中包括的風(fēng)噪聲；以及 加法器，該加法器混合并輸出由所述分割器分割出的所述第二頻率帶中的聲音和被所述抑制器抑制了風(fēng)噪聲的所述第一頻率帶中的聲音。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的風(fēng)噪聲抑制器，其中 所述抑制器根據(jù)從所述概率計(jì)算出的強(qiáng)度來抑制所述第一頻率帶中的包括風(fēng)噪聲的可能性很強(qiáng)的第三頻率帶中的信號(hào)的幅值；并且 所述風(fēng)噪聲抑制器還包括補(bǔ)償器，該補(bǔ)償器根據(jù)被所述抑制器抑制的所述第一頻率帶中的聲音生成所述第三頻率帶中的信號(hào)并且根據(jù)從所述概率計(jì)算出的強(qiáng)度來把所述第三頻率帶中的信號(hào)加到被所述抑制器抑制的所述第一頻率帶中的聲音。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的風(fēng)噪聲抑制器，還包括調(diào)整器，該調(diào)整器根據(jù)所述第一頻率帶中的聲音的幅值的平均和所述補(bǔ)償器的輸出信號(hào)的幅值來調(diào)整所述概率并且把經(jīng)調(diào)整的概率提供給所述補(bǔ)償器。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的風(fēng)噪聲抑制器，還包括另ー抑制器，該另ー抑制器在所述第一頻率帶中的聲音的幅值不小于預(yù)定幅值時(shí)，根據(jù)從與所述第一頻率帶中的聲音的幅值和所述概率相應(yīng)的衰減量計(jì)算出的強(qiáng)度來抑制所述第一頻率帶中的聲音的幅值。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的風(fēng)噪聲抑制器， 其中，所述計(jì)算器基于多個(gè)特征參數(shù)來計(jì)算所述概率。
6.一種半導(dǎo)體集成電路，包括風(fēng)噪聲抑制器，該風(fēng)噪聲抑制器將輸入聲音的頻率帶分割成有包括風(fēng)噪聲的可能性的第一頻率帶和具有比所述第一頻率帶的頻率更高的頻率的第二頻率帶，根據(jù)所述第一頻率帶中的聲音的特征參數(shù)來計(jì)算所述輸入聲音包括風(fēng)噪聲的概率，根據(jù)從所述概率計(jì)算出的強(qiáng)度來抑制所述第一頻率帶中包括的風(fēng)噪聲，并且混合并輸出所述第二頻率帶中的聲音和被抑制了風(fēng)噪聲的所述第一頻率帶中的聲音。
7.—種風(fēng)噪聲抑制方法,包括 將輸入聲音的頻率帶分割成有包括風(fēng)噪聲的可能性的第一頻率帶和具有比所述第一頻率帶的頻率更高的頻率的第二頻率帶； 根據(jù)所述第一頻率帶中的聲音的特征參數(shù)來計(jì)算所述輸入聲音包括風(fēng)噪聲的概率； 根據(jù)從所述概率計(jì)算出的強(qiáng)度來抑制所述第一頻率帶中包括的風(fēng)噪聲；以及 混合并輸出所述第二頻率帶中的聲音和被抑制了風(fēng)噪聲的所述第一頻率帶中的聲音。
全文摘要
公開了風(fēng)噪聲抑制器、半導(dǎo)體集成電路和風(fēng)噪聲抑制方法。在風(fēng)噪聲抑制器中，分割器將輸入聲音的頻率帶分割成有包括風(fēng)噪聲的可能性的第一頻率帶和具有比第一頻率帶的頻率更高的頻率的第二頻率帶，計(jì)算器根據(jù)第一頻率帶中的聲音的特征參數(shù)來計(jì)算輸入聲音包括風(fēng)噪聲的概率，抑制器根據(jù)從概率計(jì)算出的強(qiáng)度來抑制第一頻率帶中包括的風(fēng)噪聲，并且加法器混合并輸出由分割器分割出的第二頻率帶中的聲音和被抑制器抑制了風(fēng)噪聲的第一頻率帶中的聲音。
文檔編號(hào)H04R3/00GK102780948SQ201210150149
公開日2012年11月14日 申請(qǐng)日期2012年5月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月11日
發(fā)明者齋藤睦巳 申請(qǐng)人:富士通株式會(huì)社