[发明专利]噪声估计的方法和设备

说明书

相关申请案的交叉参考

本申请案主张2008年10月15日申请的第61/105,727号美国临时专利申请案的优先权，所述临时专利申请案的全文以引用的方式并入本文中。

技术领域

本发明一般涉及用于噪声水平/频谱估计和语音活动检测的方法和设备，且更特定来说，涉及用于估计噪声水平和检测语音的存在的概率模型的使用。

背景技术

通信技术在许多领域中不断演进，从而经常呈现较新的挑战。随着移动电话和无线耳机的出现，现可在非常嘈杂的环境(即，具有低信噪比(SNR)的环境)中进行真正的全双工对话。信号增强和噪声抑制在这些情形中变得关键。所要语音的可理解度通过在将信号发送到另一端的收听者之前抑制非所要的有噪声信号而得以增强。检测语音在有噪声背景内的存在为信号增强和噪声抑制的重要分量。为实现改进的语音检测，一些系统将传入信号划分成多个不同时间/频率帧，且估计语音在每一帧中的存在的概率。

检测语音的存在的最大挑战中的一者为追踪噪声下限，特定来说，使用单一麦克风/感应器的非静态噪声水平。语音活动检测广泛用于现代通信装置中，尤其用于在低信噪比的情况下操作的现代移动装置，例如，手机和无线耳机装置。在这些装置中的大多数中，在将有噪声信号发送到另一端的收听者之前对所述有噪声信号执行信号增强和噪声抑制；进行此操作以改进所要语音的可理解度。在信号增强/噪声抑制中，使用语音或话音活动检测器(VAD)来检测所要语音在混有噪声的信号中的存在。此检测器可产生语音的存在或不存在的二元决策(binary decision)，或还可产生语音存在的概率。

检测语音的存在的一个挑战为确定信号中的背景噪声的水平的上界限和下界限，其还称为噪声“上限”和“下限”。在使用单一麦克风输入的非静态噪声的情况下尤为如此。另外，追踪噪声水平归因于装置或使用所述装置的人员的物理移动的快速变化而更具挑战性。

发明内容

在特定实施例中，揭示一种用于估计音频信号的当前帧中的噪声水平的方法。所述方法包含确定多个音频帧的噪声水平以及计算所述多个音频帧上的所述噪声水平的平均值和标准偏差。使用从所述平均值减去所述标准偏差的值来计算当前帧的噪声水平估计。

在特定实施例中，揭示一种噪声确定系统。所述系统包含：经配置以确定多个音频帧的噪声水平的模块；以及经配置以计算所述多个音频帧上的所述噪声水平的平均值和标准偏差的一个或一个以上模块。所述系统还可包括经配置以将所述当前帧的噪声水平估计计算为从所述平均值减去所述标准偏差的值的模块。

在一些实施例中，揭示一种用于估计信号在多个时间-频率频段中的噪声水平的方法，所述方法可在一个或一个以上计算机系统上实施。对于所述信号的每一频段，所述方法确定多个音频帧的噪声水平，估计所述时间-频率频段中的所述噪声水平，确定所述时间-频率频段中的初级噪声水平，从所述初级噪声水平确定所述时间-频率频段中的次级噪声水平，和从所述时间-频率频段中的所述次级噪声水平确定经定界限的噪声水平。

一些实施例揭示一种用于估计音频信号的当前帧中的噪声水平的系统。所述系统可包含：用于确定多个音频帧的噪声水平的装置；用于计算所述多个音频帧上的所述噪声水平的平均值和标准偏差的装置；以及用于将所述当前帧的噪声水平估计计算为从所述平均值减去所述标准偏差的值的装置。

在特定实施例中，揭示一种计算机可读媒体，其包含在处理器上执行以执行方法的指令。所述方法包含：确定多个音频帧的噪声水平；计算所述多个音频帧上的所述噪声水平的平均值和标准偏差；以及将当前帧的噪声水平估计计算为从所述平均值减去所述标准偏差的值。

附图说明

各种配置在附图中以实例方式而非以限制方式进行说明。

图1为根据本发明的原理的VAD的简化方框图；

图2为说明频域VAD的频率选择性加权向量的曲线图；

图3为说明所提议的时域VAD在粉红噪声环境下的性能的曲线图；

图4为说明所提议的时域VAD在串音噪声环境下的性能的曲线图；

图5为说明所提议的时域VAD在交通噪声环境下的性能的曲线图；以及

图6为说明所提议的时域VAD在聚会噪声环境下的性能的曲线图。

具体实施方式