[发明专利]噪声抑制方法和应用噪声抑制方法的噪声抑制器

说明书

技术领域

本申请涉及用于抑制噪声的方法和适于执行所提出的噪声抑制方法的噪声抑制器。

背景技术

概括地可以说，语音通信涉及向远端或遥远用户发送近端语音信号，其中，语音增强问题在于从所捕捉的有噪信号中估计相对纯净的语音信号。当考虑噪声抑制时，存在允许改进的若干单麦克风配置。

使用两个不同麦克风来同时捕捉声场允许对声源的空间信息和特征的可能使用，麦克风所捕捉的声场是从所述声源发起的。这些特征可以与移动通信设备上麦克风的相对布设以及通信设备的设计和使用有关。噪声特征的合理估计形成噪声抑制算法(例如，基于在此特定技术领域中常用的谱相减的算法)的有效使用的基础。

已经基于麦克风所接收的信号对由通信设备的用户所产生的近端信号具有相对近似功率电平的假设，提出了用于执行双麦克风噪声抑制的不同方法。

在WO2007/059255中，通过执行以下步骤来执行噪声抑制：产生两个麦克风所捕捉的输入信号的功率差与总和信号之比，然后，处理输入信号以便抑制来自两个输入信号之一的估计噪声。WO2007/059255(依赖于麦克风对所捕捉的信号之间小或甚至没有增益差的假设)的缺点是：在实际中，一同安装在移动设备上的双麦克风将呈现出任意增益差。此差异源于所制造的麦克风增益的大的变化，以及源于当以手持模式使用设备时，伴随着移动设备相对于说话人嘴巴的位置的微小改变，近场信号接收电平的变化。

其他方法(例如，在US2007/0154031中示出的方法)利用所接收的麦克风信号之间的电平差，来在时-频域中区分语音和噪声，并相应地抑制噪声。

然而，尽管使用用于捕捉噪声的麦克风(一般被称为是参考麦克风)连同用于主要捕捉语音的麦克风(一般被称为是主麦克风)以及利用两个麦克风处的结果信号电平差可以允许时-频域中语音和噪声信号的相当好的检测，基于掩蔽方法的噪声抑制(例如，在US2007/0154031中所描述的方法)通常导致所提取的语音信号的高失真，并通常还引入音乐噪声。

在WO2000/062579中已经提出了可应用于双麦克风噪声抑制的基于谱相减的方法，其中，谱处理器用于产生分离的噪声减小信号和噪声估计信号。

通常已经证明谱相减技术(例如，WO2000/062579中所描述的谱相减技术)对用于语音消除和提供相对好的平稳噪声抑制是相对鲁棒的。通常与谱相减相关联使用的滤波处理常取决于噪声谱和有噪语音谱的估计。优选地，在语音暂停期间并仅基于平稳噪声部分的估计，对噪声谱进行估计。然而，很多背景噪声环境(例如，餐馆、机场、街道或其他公共场所)不以高电平非平稳噪声的存在为特征，在基于谱相减技术的已知实现中未考虑高电平非平稳噪声的存在，因此，当应用这些技术时，在向通信链路的远端用户发送的信号中仍未滤波非平稳噪声分量。

发明内容

本发明的目的是解决至少一些上述问题。特别地，本发明的目的是提供：用于抑制由两个或更多个麦克风所捕捉的噪声的方法，以及用于执行所提出的方法的噪声抑制器。

根据一个方案，提供了用于抑制经由通信设备中的主麦克风所捕捉的第一信号的噪声的方法，其中，所述主麦克风被布置在所述通信设备上，使得其能够捕捉噪声和间歇性语音，通过处理第一信号和经由参考麦克风所捕捉的第二信号来执行所述噪声抑制，所述参考麦克风被布置在所述通信设备上，使得其能够以实质上与主麦克风相同的信号电平捕捉噪声，并以比主麦克风低的信号电平捕捉语音。

所述方法包括以下步骤：确定所述第一信号是包括非平稳信号分量还是实质上包括平稳噪声。在确定所述第一信号包括非平稳信号分量的情况下，确定所述第一信号是否实质上包括远场噪声。

如果在先前步骤中确定所述第一信号被认定为实质上包括平稳噪声，利用平稳噪声功率谱估计更新所述第一信号的噪声功率谱估计，而如果认定所述第一信号实质上包括远场噪声，利用远场噪声功率谱估计更新所述第一信号。

然后，基于所估计的噪声功率谱计算频率响应，并且通过对所述第一信号应用所述频率响应，来抑制所述第一信号中的噪声。所提出的方法是改进的噪声抑制方法，该方法特别适配用于抑制包括平稳噪声以及非平稳噪声在内的噪声。

一般基于时间帧重复所述步骤，使得总是可以基于噪声的当前性质执行频率抑制。

可以通过估计针对特定时间帧所确定的第一信号的功率谱和所述第一信号的平均功率谱之间的差，并通过在所估计的差超过预定义阈值的情况下来实现以下步骤：确定所述第一信号是包括非平稳信号分量还是实质上包括平稳噪声。