專利名稱：穩(wěn)健雙麥克風噪聲抑制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于處理多個聲信號的系統(tǒng)和方法，并且更具體地涉及通過濾波來分
離聲信號。
背景技術(shù)：
對噪聲環(huán)境中的有信息信號進行檢測并作出反應常常是困難的。在用戶常常在噪 聲環(huán)境中說話的通信中，期望的是將用戶的語音信號與背景噪聲分離。背景噪聲可以包括 由一般環(huán)境產(chǎn)生的許多噪聲信號、由其他人的背景會話產(chǎn)生的信號以及從每個信號產(chǎn)生的 反射和混響。在噪聲環(huán)境中，上行鏈路通信可能是嚴重的問題。對此噪聲問題的大部分解決方 案僅僅對諸如平穩(wěn)噪聲的特定類型的噪聲起作用，或產(chǎn)生可以如噪聲信號一樣騷擾用戶的 顯著音頻噪音(artifacts)。所有現(xiàn)有解決方案都具有關(guān)于源和噪聲位置、以及嘗試抑制的 噪聲類型的缺陷。本發(fā)明的目的是提供一種將與所有噪聲源的時間特性、位置、或移動無關(guān)地抑制 所有噪聲源的裝置。

發(fā)明內(nèi)容
一種用于從有噪聲的聲環(huán)境分離語音信號的系統(tǒng)、方法、和裝置。分離過程可以包 括源濾波，源濾波可以是定向濾波(波束形成)、盲源分離、以及雙輸入頻譜刪減噪聲抑制。 輸入通道可以包括兩個全向麥克風，使用相位延遲濾波來處理全向麥克風輸出以形成語音 和噪聲波束。此外，可以對波束進行頻率修正。波束形成操作產(chǎn)生基本上僅僅是噪聲的一 個通道，和作為噪聲與語音的組合的另一通道。盲源分離算法通過統(tǒng)計技術(shù)來加強定向分 離。然后，使用噪聲信號和語音信號在雙輸入頻譜刪減噪聲抑制器(DINS)處設(shè)置過程特性 以高效地減小或消除噪聲分量。這樣，從組合信號中高效地去除了噪聲，以產(chǎn)生高質(zhì)量的語 音信號。


為了描述可以獲得本發(fā)明的上述及其它優(yōu)點和特征的方式，將參照在附圖中圖示 的本發(fā)明特定實施例來提供上文簡要描述的本發(fā)明的更特別的描述。應當理解，這些圖僅 僅圖示了本發(fā)明的典型實施例，并且因此不應當被視為它的范圍的限制，將通過使用附圖 更具體且詳細地描述和解釋本發(fā)明，在附圖中圖1是采用前超心型定向濾波器以從兩個全向麥克風形成噪聲和語音波束的波 束形成器的透視圖；圖2是采用前超心型定向濾波器和后心型定向濾波器以從兩個全向麥克風形成 噪聲和語音波束的波束形成器的透視圖；圖3是依照本發(fā)明的可能實施例的穩(wěn)健雙輸入頻譜刪減噪聲抑制器(RDINS)的框圖；圖4是依照本發(fā)明的可能實施例的盲源分離(BSS)濾波器和雙輸入頻譜刪減噪聲 抑制器(DINS)的框圖；圖5是依照本發(fā)明的可能實施例的盲源分離(BSS)濾波器和繞過BSS的語音輸出 的雙輸入頻譜刪減噪聲抑制器的框圖；圖6是依照本發(fā)明的可能實施例的用于靜態(tài)噪聲估計的方法的流程圖；圖7是依照本發(fā)明的可能實施例的用于連續(xù)噪聲估計的方法的流程圖；以及圖8是依照本發(fā)明的可能實施例的穩(wěn)健雙輸入頻譜刪減噪聲抑制器(RDINS)的方 法的流程圖。
具體實施例方式本發(fā)明的附加特征和優(yōu)點將在以下描述中闡述，并且部分將通過描述而顯而易 見，或者可以從本發(fā)明的實施中獲知。本發(fā)明的特征和優(yōu)點可以借助于在權(quán)利要求中特別 指出的儀器和組合來實現(xiàn)和獲得。本發(fā)明的這些及其它特征將從以下描述和權(quán)利要求變得 更加顯而易見，或者可以通過如本文闡述的本發(fā)明的實施來獲知。下面詳細地討論本發(fā)明的各種實施例。雖然討論了特定的實現(xiàn)，但是應當理解這 僅僅是出于說明的目的而進行的。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將認識到，在不脫離本發(fā)明的精神和 范圍的情況下，可以使用其它組件和配置。本發(fā)明包括多種實施例，諸如涉及本發(fā)明的基本概念的方法和裝置及其它實施 例。圖1圖示了依照本發(fā)明的可能實施例的用于從兩個全向麥克風形成噪聲和語音 波束的波束形成器100的示例性視圖。兩個麥克風110被相互間隔開。每個麥克風可以接 收直接或間接輸入信號，并且可以輸出信號。兩個麥克風110是全向的，因此它們相對于麥 克風而言幾乎同樣地從所有方向接收聲音。麥克風110可以接收表示語音和噪聲聲音的混 合物的聲信號或能量，并且這些輸入可以被轉(zhuǎn)換成主要是語音的第一信號140及具有語音 和噪聲的第二信號150。雖然未示出，但麥克風可以包括內(nèi)部或外部模數(shù)轉(zhuǎn)換器。通過使用 一個或多個變換函數(shù)，可以在時域與頻域之間對來自麥克風110的信號進行縮放或變換。 波束形成可以補償由麥克風110接收到的不同信號的不同傳播時間。如圖1所示，使用源 濾波或定向濾波120來處理麥克風的輸出，以便對來自麥克風110的信號進行頻率響應修 正。波束形成器100采用前超心型定向濾波器130進一步對來自麥克風110的信號進行濾 波。在一個實施例中，定向濾波器將具有隨頻率而變的幅度和相位延遲值以跨越所有頻率 形成理想波束。這些值可以不同于位于自由空間中的麥克風將要求的理想值。該差異將考 慮放置麥克風的物理外殼的幾何結(jié)構(gòu)。在該方法中，使用由于麥克風110的空間差而引起 的信號之間的時間差來增強信號。更特別地，有可能麥克風110中的一個將更接近于語音 源(揚聲器)，而另一麥克風可以產(chǎn)生相對衰減的信號。圖2圖示了依照本發(fā)明的可能實 施例的用于從兩個全向麥克風形成噪聲250和語音波束240的波束形成器200的示例性視 圖。波束形成器200添加后心型定向濾波器260以進一步對來自麥克風110的信號進行濾 波。全向麥克風110近似同樣地從麥克風周圍的任何方向接收聲音信號。感測模式(未示出)示出了來自麥克風周圍的所有方向的近似相等幅度的接收到的信號功率。因此， 無論聲音從哪個方向到達麥克風，來自麥克風的電輸出都是相同的。前超心型230感測模式與心型模式相比提供了較窄的主靈敏度角。此外，超心型 模式具有位于距離前面約士 140度的最小靈敏度的兩個點。同樣地，超心型模式抑制從麥 克風的側(cè)面和后面接收到的聲音。因此，超心型模式最適合于將儀器和歌手與房間環(huán)境以 及彼此隔離。后向心型或后心型260感測模式(未示出)是定向的，當聲源在麥克風對的后面 時提供全靈敏度。在麥克風對的側(cè)面處接收到的聲音具有約一半的輸出，并且在麥克風對 的前面處出現(xiàn)的聲音基本上被衰減。產(chǎn)生此后心型模式，使得在期望的語音源(揚聲器) 處指向虛擬麥克風的空值(null)。在所有情況下，通過用相位延遲濾波器對一個全向麥克風進行濾波來形成波束， 然后將其輸出與另一全向麥克風信號進行求和以設(shè)置空值位置，并且然后修正濾波器將修 正結(jié)果得到的信號的頻率響應。使用包含適當?shù)囊蕾囶l率的延遲的單獨濾波器來產(chǎn)生心型 260和超心型230響應。替代地，可以通過首先使用上述過程產(chǎn)生前向和后向心型波束、將 心型信號求和以產(chǎn)生虛擬全向信號、以及用信號的差產(chǎn)生雙向或偶極濾波器來產(chǎn)生波束。 使用等式1將虛擬全向和偶極信號組合以產(chǎn)生超心型響應。超心型響應=0.25*(全向+3*偶極)等式1替代實施例將利用固定方向性單個元件超心型和心型麥克風盒(capsules)。這將 不需要信號處理中的波束形成步驟，但將限制系統(tǒng)的適應性，因為從設(shè)備中的一個使用模 式到另一使用模式的波束形成的變化將更加困難，并且真實的全向信號將不可用于設(shè)備中 的其它處理。在該實施例中，源濾波器可以是頻率修正濾波器，或具有減少帶外噪聲的通帶 的簡單濾波器，諸如高通濾波器、低通抗混淆濾波器、或帶通濾波器。圖3圖示了依照本發(fā)明的可能實施例的穩(wěn)健雙輸入頻譜刪減噪聲抑制器(RDINS) 的示例性視圖。語音估計信號240和噪聲估計信號250作為輸入被饋送到RDINS 305以利 用語音和噪聲的頻譜特性方面的差異來抑制語音信號140的噪聲分量。參照方法600至 800來更好地解釋用于RDINS 305的算法。圖4圖示了使用盲源分離(BSS)和雙輸入頻譜刪減噪聲抑制器(DINS)來處理語 音140和噪聲150波束的噪聲抑制系統(tǒng)400的示例性視圖。已對噪聲和語音波束進行頻率 響應修正。盲源分離(BSS)濾波器410從噪聲信號中去除剩余的語音信號。BSS濾波器410 可以只產(chǎn)生改善的(refined)噪聲信號420或改善的噪聲和語音信號(420、430)。BBS可 以是具有兩個輸入(語音和噪聲)和期望數(shù)目的輸出的單級BSS濾波器。兩級BSS濾波器 將具有與期望數(shù)目的輸出級聯(lián)或連接在一起的兩個BSS級。盲源分離濾波器將統(tǒng)計上獨立 地假設(shè)的混合源信號相互分離。盲源分離濾波器410通過將矩陣與混合信號相乘來向混合 信號施加未混合權(quán)值矩陣以產(chǎn)生分離的信號。矩陣中的權(quán)值被分配初始值并被調(diào)整以便使 信息冗余最小化。重復此調(diào)整，直至輸出信號420、430的信息冗余被減至最小為止。由于 此技術(shù)不需要關(guān)于每個信號的源的信息，所以將它稱為盲源分離。BSS濾波器410以統(tǒng)計方 式從噪聲中去除語音，以便產(chǎn)生減少語音的噪聲信號420。DINS單元440使用減少語音的 噪聲信號420來從語音430中去除噪聲，以便產(chǎn)生基本上無噪聲的語音信號460。DINS單 元440和BSS濾波器410可以被集成為單個單元450，或者可以將被分離為單獨組件。
由來自麥克風110的已處理信號提供的語音信號140作為輸入被傳遞至盲源分離 濾波器410，其中，已處理語音信號430和噪聲信號420被輸出到DINS 440，已處理語音信 號430完全或至少本質(zhì)上由用戶的語音組成，通過在BSS濾波器410中執(zhí)行的盲源分離算 法的動作，用戶的語音已與環(huán)境聲音(噪聲)分離。這樣的BSS信號處理利用以下事實面 向環(huán)境的麥克風和面向揚聲器的麥克風拾取的聲音混合由環(huán)境聲音與用戶語音的不同混 合組成，它們在這兩個信號貢獻或源的幅度比和混合物的這兩個信號貢獻的相位差方面是 不同的。DINS單元440進一步增強已處理語音信號430和噪聲信號420，噪聲信號420被 用作DINS單元440的噪聲估計。結(jié)果得到的噪聲估計420應當包含高度減小的語音信號， 因為剩余的期望語音460信號對于語音增強程序?qū)⑹遣焕?，并將因此降低輸出的質(zhì)量。圖5圖示了使用盲源分離(BSS)濾波器和雙輸入頻譜刪減噪聲抑制器(DINS)來 處理語音140和噪聲150波束形成的噪聲抑制系統(tǒng)500的示例性視圖。DINS單元440的噪 聲估計仍是來自BSS濾波器410的已處理噪聲信號。然而，語音信號430未經(jīng)BSS濾波器 410處理。圖6 8是圖示依照本公開的可能實施例的用于確定穩(wěn)健雙輸入頻譜刪減噪聲抑 制器(RDINS)的靜態(tài)噪聲估計的一些基本步驟的示例性流程圖。當未使用BSS時，可以將定向濾波的輸出(240、250)直接應用于雙通道噪聲抑制 器(DINS)，遺憾的是，后向心型模式260僅僅將部分空值置于期望的講話人，這導致在噪聲 估計中僅僅得到期望講話人的3dB至6dB抑制。對于DINS單元440本身，此語音泄漏量在 語音已被處理之后造成不可接受的語音失真。RDINS是被設(shè)計成在噪聲估計250中對此語 音泄漏而言更加穩(wěn)健的DINS版本。通過使用兩個單獨噪聲估計來實現(xiàn)此穩(wěn)健性；一個是來 自定向濾波的連續(xù)噪聲估計，并且另一個是也可以在單通道噪聲抑制器中使用的靜態(tài)噪聲 估計。方法600使用語音波束240。從語音波束240獲得連續(xù)語音估計，在語音和無語音 間隔期間獲得估計。在步驟610中計算語音估計的能量水平。在步驟620中，使用語音活 動性檢測器來找到每個幀的語音估計中的無語音間隔。在步驟630中，從語音估計中的無 語音間隔來形成平滑的靜態(tài)噪聲估計。此靜態(tài)噪聲估計將不包含語音，因為它在期望的輸 入語音期間被凍結(jié)；然而，這意味著噪聲估計不捕獲在不穩(wěn)定噪聲期間的變化。在步驟640 中，計算靜態(tài)噪聲估計的能量。在步驟650中，根據(jù)連續(xù)語音信號615的能量和靜態(tài)噪聲估 計的能量來計算靜態(tài)信噪比。對每個子帶重復步驟620至650。方法700使用連續(xù)噪聲估計250。在步驟710中，從噪聲波束250獲得連續(xù)噪聲估 計，在語音和無語音間隔兩者期間獲得該估計。此連續(xù)噪聲估計250將由于不完美的空值 而包含來自期望講話人的語音泄漏。在步驟720中，針對子帶的噪聲估計來計算能量。在 步驟730中，針對子帶來計算連續(xù)信噪比。方法800使用所計算的連續(xù)噪聲估計的信噪比和所計算的靜態(tài)噪聲估計的信噪 比來確定要使用的噪聲抑制。在步驟810中，如果連續(xù)SNR大于第一閾值，則控制被傳遞至 步驟820，其中抑制被設(shè)置為等于連續(xù)SNR。如果在步驟810中連續(xù)SNR不大于第一閾值， 則控制傳遞至動作830。在動作830中，如果連續(xù)SNR小于第二閾值，則控制傳遞至步驟 840，在步驟840，抑制被設(shè)置為靜態(tài)SNR。如果連續(xù)SNR不小于第二閾值，則控制傳遞至步驟850，在步驟850，使用加權(quán)平均噪聲抑制器。加權(quán)平均是靜態(tài)與連續(xù)SNR的平均值。對 于較低SNR子帶(相對于噪聲而言無/弱語音)，使用連續(xù)噪聲估計來確定抑制量，使得它 在不穩(wěn)定噪聲期間有效。對于較高SNR子帶(相對于噪聲而言的強語音)，當泄漏將在連續(xù) 噪聲估計中占支配地位時，使用靜態(tài)噪聲估計來確定抑制量以防止引起過度抑制和語音失 真的語音泄漏。在中間SNR子帶期間，將兩種估計組合以給出以上兩種情況之間的軟交換 過渡。在步驟860中，計算通路增益。在步驟870中，將該通路增益應用于語音估計。對每 個子帶重復所述步驟。然后以對于DINS相同的方式來應用通路增益，使得傳遞具有高SNR 的通道，同時使具有低SNR的那些通道衰減。在該實現(xiàn)中，通過窗口化逆FFT的重疊相加來 重構(gòu)語音波形。實踐中，雙向通信設(shè)備可以包含根據(jù)使用模式而在其間切換的本發(fā)明的多個實施 例。例如，對于近距離談話或私人模式使用情況，可以將圖1所描述的波束形成操作與在圖 4中描述的BSS級和DINS組合，而在免提或揚聲器電話模式下，可以將圖2的波束形成器與 圖3的RDINS組合?？梢酝ㄟ^本領(lǐng)域中已知的許多實現(xiàn)中的一個來觸發(fā)這些操作模式之間 的切換。舉例來說，而非限制性地，切換方法可以是經(jīng)由基于接近性的邏輯判定、磁或電開 關(guān)、或本文未描述的任何等同方法。在本發(fā)明范圍內(nèi)的實施例還可以包括用于承載或在其上面存儲計算機可執(zhí)行指 令或數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的計算機可讀介質(zhì)。這樣的計算機可讀介質(zhì)可以是通用或?qū)Ｓ糜嬎銠C可以訪 問的任何可用介質(zhì)。舉例來說，而非限制性地，這樣的計算機可讀介質(zhì)可以包括RAM、ROM、 EEPR0M、CD_R0M或其它光盤存儲、磁盤存儲或其它磁存儲設(shè)備、或可以用來承載或存儲計算 機可執(zhí)行指令或數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)形式的期望程序代碼裝置的任何其它介質(zhì)。當通過網(wǎng)絡(luò)或另一通 信連接(硬線、無線、或其組合)向計算機傳輸或提供信息時，計算機適當?shù)貙⒃撨B接視為 計算機可讀介質(zhì)。因此，可以將任何這樣的連接適當?shù)胤Q為計算機可讀介質(zhì)。以上組合也 應被包括在計算機可讀介質(zhì)的范圍內(nèi)。計算機可執(zhí)行指令包括例如促使通用計算機、專用計算機、或?qū)Ｓ锰幚碓O(shè)備執(zhí)行 特定功能或功能組的指令和數(shù)據(jù)。計算機可執(zhí)行指令還包括由獨立或網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中的計算機 執(zhí)行的程序模塊。通常，程序模塊包括執(zhí)行特定任務(wù)或?qū)崿F(xiàn)特定抽象數(shù)據(jù)類型的例程、程 序、對象、組件、或數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等。計算機可執(zhí)行指令、關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、以及程序模塊表示用于 執(zhí)行本文公開的方法的步驟的程序代碼裝置。這樣的可執(zhí)行指令或關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的特定序 列表示用于實現(xiàn)在這樣的步驟中描述的功能的相應動作的示例。雖然以上說明可能包含特定細節(jié)，但無論如何不應將它們解釋為限制權(quán)利要求。 所描述的本發(fā)明的實施例的其它配置是本發(fā)明的范圍的一部分。例如，本發(fā)明的原理可以 應用于每個單獨用戶，其中，每個用戶可以單獨地部署這樣的系統(tǒng)。這使得每個用戶在即使 大量可能應用中的任何一個不需要本文所描述的功能的情況下也能夠利用本發(fā)明的益處。 換言之，可能存在圖1-8中的方法和設(shè)備的多個實例，每個實例以各種可能的方式來處理 內(nèi)容。不一定需要所有最終用戶使用一個系統(tǒng)。因此，權(quán)利要求及其合法等同物應只限定 本發(fā)明，而不是給出的任何特定示例。
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權(quán)利要求
一種用于噪聲減少的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括多個輸入通道，每個包括一個或多個聲信號；至少一個源濾波器，其中，所述源濾波器將所述一個或多個聲信號分離成語音和噪聲波束；至少一個盲源分離(BSS)濾波器，其中，所述盲源分離濾波器可操作地用于改善所述語音和噪聲波束；以及至少一個雙輸入頻譜刪減噪聲抑制器(DINS)，其中，所述雙輸入頻譜刪減噪聲抑制器從所述語音波束中去除噪聲。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述源濾波器使用相位延遲濾波來形成語音和 噪聲波束。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中，由所述源濾波器對語音和噪聲波束進行頻率響 應修正。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，來自所述盲源分離(BSS)濾波器的已改善的語音 和噪聲波束被饋送到雙輸入頻譜刪減噪聲抑制器(DINS)中。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，來自所述盲源分離(BSS)濾波器的已改善的噪 聲波束和來自源濾波器的所述語音波束被饋送到所述雙輸入頻譜刪減噪聲抑制器(DINS) 中。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)進一步包括將兩個盲源分離(BSS)濾波器級聯(lián)；其中，到所述級聯(lián)的輸入是來自所述源濾波器的所述語音和噪聲波束；其中，所述級聯(lián)的輸出被饋送到所述雙輸入頻譜刪減噪聲抑制器(DINS)中。
7.一種用于噪聲減少的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括第一裝置，所述第一裝置用于從一個或多個聲信號來產(chǎn)生語音估計信號；第二裝置，所述第二裝置用于從一個或多個聲信號來產(chǎn)生噪聲估計信號；以及至少一個穩(wěn)健雙輸入頻譜刪減噪聲抑制器(RDINS)，所述穩(wěn)健雙輸入頻譜刪減噪聲抑 制器(RDINS)用于從所產(chǎn)生的語音估計信號和所產(chǎn)生的噪聲估計信號來產(chǎn)生噪聲減少的語音信號。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中，所述第一裝置是前超心型麥克風或耦合到多個 全向麥克風的定向濾波器；并且其中，所述第二裝置是后心型麥克風或耦合到多個全向麥克風的定向濾波器。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中，所述穩(wěn)健雙輸入頻譜刪減噪聲抑制器(RDINS) 從語音估計信號來計算靜態(tài)噪聲估計；并且其中，所述穩(wěn)健雙輸入頻譜刪減噪聲抑制器 (RDINS)從所述噪聲估計信號來計算連續(xù)噪聲估計。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中，所述穩(wěn)健雙輸入頻譜刪減噪聲抑制器(RDINS) 在所述連續(xù)噪聲估計信噪比在第一閾值之上時采用所述連續(xù)噪聲估計。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其中，所述穩(wěn)健雙輸入頻譜刪減噪聲抑制器(RDINS) 在所述連續(xù)噪聲估計信噪比在第二閾值以下時采用所述靜態(tài)噪聲估計。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中，所述穩(wěn)健雙輸入頻譜刪減噪聲抑制器(RDINS) 在所述連續(xù)噪聲估計信噪比在所述第二閾值之上但在所述第一閾值以下時采用加權(quán)平均噪聲估計。
13.一種具有噪聲減少的電子設(shè)備，包括一對全向麥克風，所述一對全向麥克風用于接收一個或多個聲信號；其中，來自所述全 向麥克風的信號被分類為主導語音信號和主導噪聲信號；定向濾波器，所述定向濾波器用于從所述主導語音信號和所述主導噪聲信號來產(chǎn)生語 音估計和噪聲估計；以及至少一個信號處理器，所述至少一個信號處理器用于處理所述主導語音信號和所述主 導噪聲信號以產(chǎn)生噪聲受抑制的語音信號，包括至少一個源濾波器，其中，所述源濾波器將所述一個或多個聲信號分離成語音和噪聲 波束；至少一個盲源分離(BSS)濾波器，其中，所述盲源分離濾波器可操作地用于改善所述 語音和噪聲波束；至少一個雙輸入頻譜刪減噪聲抑制器(DINS)，其中，所述雙輸入頻譜刪減噪聲抑制器 從所述語音波束中去除噪聲。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的電子設(shè)備，其中，所述源濾波器使用相位延遲濾波來形成 語音和噪聲波束。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的電子設(shè)備，其中，由所述源濾波器對語音和噪聲波束進行 頻率響應修正。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的電子設(shè)備，其中，來自所述盲源分離(BSS)濾波器的已改善 的語音和噪聲波束被饋送到所述雙輸入頻譜刪減噪聲抑制器(DINS)中。
17.根據(jù)權(quán)利要求13所述的電子設(shè)備，其中，來自所述盲源分離(BSS)濾波器的已改 善的噪聲波束和來自源濾波器的所述語音波束被饋送到所述雙輸入頻譜刪減噪聲抑制器 (DINS)中。
18.根據(jù)權(quán)利要求13所述的電子設(shè)備，所述系統(tǒng)進一步包括 將兩個盲源分離(BSS)濾波器級聯(lián)；其中，到所述級聯(lián)的輸入是來自所述源濾波器的所述語音和噪聲波束； 其中，所述級聯(lián)的輸出被饋送到所述雙輸入頻譜刪減噪聲抑制器(DINS)中。
19.根據(jù)權(quán)利要求13所述的電子設(shè)備，其中，所述語音估計由前超心型模式來產(chǎn)生；并且其中，所述噪聲估計由后心型模式來產(chǎn)生。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的電子設(shè)備，所述至少一個信號處理器進一步包括 至少一個穩(wěn)健雙輸入頻譜刪減噪聲抑制器(RDINS)，用于從所產(chǎn)生的語音估計信號和所述噪聲估計信號來產(chǎn)生噪聲減少的語音信號。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的系統(tǒng)，其中，所述穩(wěn)健雙輸入頻譜刪減噪聲抑制器(RDINS) 從所述噪聲估計信號來計算連續(xù)噪聲估計。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的系統(tǒng)，其中，所述穩(wěn)健雙輸入頻譜刪減噪聲抑制器(RDINS) 從所述語音估計信號來計算靜態(tài)噪聲估計。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的系統(tǒng)，其中，所述穩(wěn)健雙輸入頻譜刪減噪聲抑制器(RDINS) 在所述連續(xù)噪聲估計信噪比在第一閾值之上時采用所述連續(xù)噪聲估計。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的系統(tǒng)，其中，所述穩(wěn)健雙輸入頻譜刪減噪聲抑制器(RDINS) 在所述連續(xù)噪聲估計信噪比在第二閾值以下時采用所述靜態(tài)噪聲估計。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的系統(tǒng)，其中，所述穩(wěn)健雙輸入頻譜刪減噪聲抑制器(RDINS) 在所述連續(xù)噪聲估計信噪比在所述第二閾值之上但在所述第一閾值以下時采用加權(quán)平均 噪聲估計。
26.一種用于噪聲減少的方法，所述方法包括從多個輸入通道接收一個或多個聲信號；將所述一個或多個聲信號與語音和噪聲波束分離；通過采用至少一個盲源分離(BSS)濾波器來改善所述語音和噪聲波束；以及通過至少一個雙輸入頻譜刪減噪聲抑制器(DINS)從所述語音波束中去除噪聲。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的方法，其中，所述源濾波器處的所述分離是通過相位延遲 濾波。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的方法，其中，語音和噪聲波束經(jīng)過頻率響應修正。
29.根據(jù)權(quán)利要求26所述的方法，其中，來自所述盲源分離(BSS)濾波器的已改善的語 音和噪聲波束被饋送到所述雙輸入頻譜刪減噪聲抑制器(DINS)中。
30.根據(jù)權(quán)利要求26所述的方法，其中，來自所述盲源分離(BSS)濾波器的已改善的 噪聲波束和來自所述源濾波器的所述語音波束被饋送到所述雙輸入頻譜刪減噪聲抑制器 (DINS)中。
31.根據(jù)權(quán)利要求26所述的方法，所述方法進一步包括將兩個盲源分離(BSS)濾波器級聯(lián)；其中，到所述級聯(lián)的輸入是來自所述源濾波器的所述語音和噪聲波束；其中，所述級聯(lián)的輸出被饋送到所述雙輸入頻譜刪減噪聲抑制器(DINS)中。
32.一種用于噪聲減少的方法，所述方法包括產(chǎn)生語音估計信號；產(chǎn)生噪聲估計信號；以及提供穩(wěn)健雙輸入頻譜刪減噪聲抑制器(RDINS)，用于從所述語音估計信號和所述噪聲 估計信號來產(chǎn)生減少了噪聲的語音信號。
33.根據(jù)權(quán)利要求32所述的方法，其中，所述穩(wěn)健雙輸入頻譜刪減噪聲抑制器(RDINS) 從所述噪聲估計信號來計算連續(xù)噪聲估計。
34.根據(jù)權(quán)利要求33所述的方法，其中，所述穩(wěn)健雙輸入頻譜刪減噪聲抑制器(RDINS) 從所述語音估計信號來計算靜態(tài)噪聲估計。
35.根據(jù)權(quán)利要求34所述的方法，其中，所述穩(wěn)健雙輸入頻譜刪減噪聲抑制器(RDINS) 在所述連續(xù)噪聲估計信噪比在第一閾值之上時采用所述連續(xù)噪聲估計。
36.根據(jù)權(quán)利要求35所述的方法，其中，所述穩(wěn)健雙輸入頻譜刪減噪聲抑制器(RDINS) 在所述連續(xù)噪聲估計信噪比在第二閾值以下時采用所述靜態(tài)噪聲估計。
37.根據(jù)權(quán)利要求36所述的方法，其中，所述穩(wěn)健雙輸入頻譜刪減噪聲抑制器(RDINS) 在所述連續(xù)噪聲估計信噪比在所述第二閾值之上但在所述第一閾值以下時采用加權(quán)平均 噪聲估計。
全文摘要
一種用于從有噪聲的聲環(huán)境中分離語音信號的系統(tǒng)、方法、和裝置。分離過程可以包括定向濾波、盲源分離、以及雙輸入頻譜刪減噪聲抑制器。輸入信道可以包括兩個全向麥克風，使用相位延遲濾波形成語音和噪聲波形來處理全向麥克風的輸出。此外，可以對波形進行頻率修正。全向麥克風產(chǎn)生基本上僅僅是噪聲的一個通道和作為噪聲與語音的組合的另一通道。盲源分離算法通過統(tǒng)計技術(shù)來加強定向分離。然后使用噪聲信號和語音信號在雙輸入噪聲頻譜刪減抑制器(DINS)處設(shè)置過程特性以高效地減小或消除噪聲分量。這樣，從組合信號中高效地去除噪聲，以產(chǎn)生高質(zhì)量的語音信號。
文檔編號H04B1/10GK101828335SQ200880112279
公開日2010年9月8日 申請日期2008年10月1日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月18日
發(fā)明者戴維德·J·皮爾斯, 斯考特·K·伊薩貝拉, 杰弗里·M·阿克塞爾羅德, 約耳·A·克拉克, 羅伯特·A·茹雷克, 詹姆斯·A·雷克斯, 霍利·L·弗朗索瓦 申請人:摩托羅拉公司