[发明专利]噪声估计的设备和方法以及使用该设备和方法的降噪设备

说明书

本申请要求于2008年10月10日在韩国知识产权局提交的10-2008-0099699号韩国专利申请的利益，该申请全部公开于此以资参考。

技术领域

以下描述涉及音频信号处理，更具体地，涉及一种用于噪声估计的设备和方法以及使用该设备和方法的降噪设备。

背景技术

使用诸如移动电话的通信终端的语音电话不能保证噪声环境中的高语音质量。为了提高噪声环境中的语音质量，需要一种估计背景噪声分量以仅提取实际语音信号的技术。

随着技术的发展，出现了用于响应于语音来操作或者存储音频数据的各种终端(诸如，便携式摄像机、笔记本PC、导航系统、游戏机等)的基于语音的应用。因此，迫切需要一种用于降低或清除背景噪声以提取高质量语音的技术。

已经提出了用于估计或降低背景噪声的各种方法。然而，由于随时间改变的噪声的统计特征或在用于更新噪声的统计特征的初始操作时产生无法预期的偶发噪声而难以获得期望的噪声降低或清除性能。

发明内容

根据一个总体方面，提供了一种噪声估计设备，包括：音频输入单元，从多个方向接收音频信号并将音频信号变换为频域信号；目标声音阻止器，阻止来自目标声音源方向的音频信号；补偿器，补偿来自目标声音阻止器的方向性增益的失真。

音频输入单元可包括彼此距离1cm到8cm的两个相邻的话筒，并且音频输入单元将通过两个话筒接收的音频信号变换为频域信号。

目标声音阻止器可通过计算经由两个话筒接收的音频信号之间的差来阻止来自目标声音源的声音信号。

补偿器可基于来自目标声音源的音频信号被阻止的音频信号的平均值来计算来自目标声音源的音频信号被阻止的音频信号的权重，并将来自目标声音源的音频信号被阻止的音频信号乘以相应的权重。

噪声估计设备还可包括：目标声音检测器，检测来自目标声音源的音频信号，在来自目标声音源的音频信号未被检测到的部分，计算与在所述部分中接收的音频信号的数量的比率相应的尺度系数，所述部分与补偿器估计的噪声分量相关，其中，补偿器将估计的噪声分量乘以尺度系数。

可在来自目标声音源的音频信号未被检测的部分计算和更新尺度系数，在来自目标声音源的音频信号被检测到的部分，可使用先前计算的尺度系数。

噪声估计设备还可包括：增益校准器，对所述两个话筒进行校准以均衡所述两个话筒的增益。

目标声音阻止器可输出来自目标声音源的音频信号被阻止的音频信号。

根据另一方面，提供了一种降噪设备，包括：噪声估计器，被配置为从多个方向接收音频信号，将音频信号变换为频域信号，阻止频域信号中的来自目标声音源的方向的音频信号，并补偿来自目标声音源的音频信号被阻止的音频信号的增益失真，从而估计噪声分量；降噪滤波器，使用基于估计的噪声分量计算的滤波器系数来去除由噪声估计器估计的噪声分量。

噪声估计器可包括彼此距离1cm到8cm的两个相邻的话筒，噪声估计器可将通过两个相邻话筒接收的音频信号变换为频域信号，计算频域信号之差来阻止来自目标声音源的声音信号，使用来自目标声音源的音频信号被阻止的音频信号的平均值计算来自目标声音源的音频信号被阻止的音频信号的权重，并将来自目标声音源的音频信号被阻止的音频信号乘以相应的权重。

根据另一方面，提供了一种噪声估计设备的噪声估计方法，所述方法包括：从多个方向接收音频信号并将音频信号变换为频域信号；阻止频域信号中的来自目标声音源的方向的音频信号；补偿来自目标声音源的音频信号被阻止的音频信号的增益失真。

接收音频信号的步骤可包括：使用彼此距离1cm到8cm的两个相邻的话筒接收音频信号，阻止音频信号的步骤可包括：通过计算经由两个话筒接收的音频信号之差来阻止来自目标声音源的声音信号。

补偿的步骤可包括：使用来自目标声音源的音频信号被阻止的音频信号的平均值来计算来自目标声音源的音频信号被阻止的音频信号的权重，并将来自目标声音源的音频信号被阻止的音频信号乘以相应的权重。

补偿的步骤可包括：检测来自目标声音源的音频信号，在来自目标声音源的音频信号未被检测到的部分，计算与在所述部分中接收的音频信号的数量的比率相应的尺度系数，所述部分与先前计算的噪声分量相关。

可在来自目标声音源的音频信号未被检测到的部分计算和更新尺度系数，在来自目标声音源的音频信号被检测到的部分，可使用先前计算的尺度系数。

噪声估计设备可包括两个话筒，所述方法还包括对所述两个话筒进行校准以均衡所述两个话筒的增益，接收音频信号的步骤可包括使用校准的两个话筒接收音频信号。