[发明专利]噪声抑制装置、噪声抑制方法以及程序

说明书

技术领域

本公开涉及噪声抑制装置、噪声抑制方法以及程序，具体来说涉及获得通过在估计来自输入信号的噪声信号之后选择性地减小噪声信号而获得的输出信号的噪声抑制装置等。

背景技术

近年来，VoIP（通过网际协议的语音）和诸如包括移动电话、IC记录器等的通信装置之类的电子装置已经变得普及，其对使用麦克风采集的人类的语音执行AD（模数）转换，并作为数字信号发送并记录转换后的数据，以再现数据。当使用这种电子装置时，在麦克风中混合有从周围环境发出的声音，并干扰语音的可听性。

因此，在现有技术中，为移动电话采用噪声抑制技术，其估计输入信号中的噪声信号并选择性地减小噪声信号。在例如Yariv Ephraim和David Malarah“Speech Enhancement Using a Minimum Mean Square Error Short-Time Spectral Amplitude Estimator”，IEEE Transactions on Acoustics,Speech,and Signal Processing,Vol.ASSP-32,No.6,pp1109-1121，1994年12月中公开了这种噪声抑制技术。

发明内容

噪声包括没有功率变化的固定噪声和在具有噪声频谱形状的同时具有功率变化的非固定噪声，如摩擦噪声（包括衣服的滑动声音、纸张刮擦声音等）和风声。

本公开期望实现不仅对固定噪声而且对非固定噪声的有效噪声抑制。

根据本公开的一个实施例，提供了一种噪声抑制装置，包括：

帧化单元，通过将输入信号分成预定帧长度的帧，对输入信号进行帧化；

频带分割单元，通过将在所述帧化单元中获得的帧化信号分成多个频带，获得频带分割信号；

频带功率计算单元，根据在所述频带分割单元中获得的每个频带分割信号获得频带功率；

噪声判定单元，基于所述帧化信号的特性，判定每个频带是固定噪声还是非固定噪声；

噪声频带功率估计单元，根据在所述频带功率计算单元中获得的每个频带分割信号的频带功率和所述噪声判定单元的判定结果，估计每个频带的噪声的频带功率；

噪声抑制增益决定单元，基于在所述频带功率计算单元中获得的每个频带分割信号的频带功率和在所述噪声频带功率估计单元中估计的每个频带的噪声的频带功率，决定每个频带的噪声抑制增益；

噪声抑制单元，通过将在所述噪声抑制增益决定单元中决定的每个频带的噪声抑制增益应用于在所述频带分割单元中获得的每个频带分割信号，获得抑制了噪声的频带分割信号；

频带合成单元，通过对在所述噪声抑制单元中获得的每个频带分割信号执行频带合成，获得抑制了噪声的帧化信号；以及

帧合成单元，通过对在所述频带合成单元中获得的每个帧的帧化信号执行帧合成，获得抑制了噪声的输出信号。

所述噪声频带功率估计单元将跟随非固定噪声的噪声变化的速度增大为高于跟随固定噪声的噪声变化的速度。

根据本公开的一个实施例，帧化单元通过将输入信号分成预定帧长度的帧，对输入信号进行帧化。然后，频带分割单元将帧化信号分成多个频带，获得频带分割信号。例如，在频带分割单元中，对帧化信号执行快速傅立叶变换，以获得频域信号，然后将其分割成多个频带。

利用频带功率计算单元，根据在所述频带分割单元中获得的每个频带分割信号获得频带功率。在此情况下，例如，根据在傅立叶变换中获得的复合频谱（complex spectrum），计算功率谱，并将功率谱的频带的最大值或平均值设定为代表值，即，频带功率。

噪声判定单元基于帧化信号的特性，判定每个频带是固定噪声还是非固定噪声。换句话说，噪声判定单元判定每个频带是固定噪声、非固定噪声还是语音。例如，当将每个频带顺序地设定为判定频带，比较判定频带的频带分割信号的当前帧和前一帧的频带功率，频带功率的变化出现在阈值内时，将判定频带判定为固定噪声。该判定基于噪声的功率在各个帧中恒定，而功率变化大的信号不是噪声的假设。此外，例如，当将每个频带顺序地设定为判定频带，帧化信号具有非固定噪声的特性时，并且当在判定频带中不存在由语音导致的峰值时，将判定频带判定为非固定噪声。