[发明专利]用于抑制不需要的音频信号的方法和设备

说明书

用于去除音频信号中的不需要的分量的装置，所述装置包括耦合到存储器的处理器，该处理器被配置为接收参考输入和处理的输入到所述存储器中，其中所述处理的输入是对所述音频信号的不需要的分量的降低处理的结果；在多个时间和频率实例处估计所述处理的输入和所述参考输入的包络值；对于每个所述时间和频率实例：计算与所述处理的输入的估计的包络值对于所述参考输入的估计的包络值的比率相关的第一增益；向所述第一增益应用非线性处理以产生第二增益；计算输出增益作为所述第二增益和所述第一增益之间的比率；以及，将所述输出增益应用于所述处理的输入；以及，从而产生不需要的分量被抑制的滤波后输出。

技术领域

本发明一般涉及音频信号处理。具体而言，本发明涉及用于抑制噪声、声学回声或任何其它不需要的信号的音频信号处理。

背景技术

在音频信号处理领域常见的是使用自适应滤波器(adaptive filter)从包含诸如语音、音乐和/或其它期望的信息的期望信息的音频信号中抑制不需要的额外的信号，比如噪声或回声。这样的自适应滤波器使用至少一个音频输入信号。

用于抑制不需要的信号的一些方法可以包括噪声降低、麦克风波束形成和回声消除技术。在一些示例中，自适应线性滤波器可被用于对可能包括声学的或电子的信号的未知线性系统建模(model)。在一些示例中，自适应滤波器可能能够估计其所建模的系统。然而，在一些示例中，自适应滤波器遭受不准确性和性能限制，这部分地是因为系统的非线性性质。

实践中，大多数系统由于不需要的和未知的信号以及其他原因而不是线性的。不需要的信号可以包括例如有意地和/或无意地添加到期望的信号的噪声或回声。将不相关的噪声或回声添加到主要的和/或期望的音频信号可能在应用滤波器的系统中是高度非线性的。

在一些示例中，声学回声消除器可被用于估计例如机械扬声器和近端用户的麦克风(例如电话装置)之间的声学回声泄露。回声泄漏可以被描述为添加到主音频信号的不需要的音频信号。主音频信号例如可以是人类用户的语音。然后可以从主音频输入信号中减去估计的回声泄漏以便消除真正的回声泄漏。

在音频系统中的非线性的其它原因例如可以包括谐波失真。谐波失真可能源自于扬声器或麦克风失真，或来自其它源。

在一些示例中，例如，由于声学环境中的改变，线性系统可能不是固定的，导致自适应滤波器的非线性的表现。

在一些示例中，噪声降低系统和回声消除器的设计者寻找能够改善一个或多个自适应线性滤波器的性能的非线性方案。例如，在回声消除器中的线性自适应滤波器可以由非线性残留回声消除器所跟随。类似地，麦克风波束形成算法可以通过非线性噪声选通操作而增强。

发明内容

根据当前公开的主题的一个方面，提供了一种用于移除音频信号中不需要的分量的装置，所述装置包括可操作地耦合到存储器的处理器，所述处理器被配置为接收参考输入和处理的输入到所述存储器中，其中所述处理的输入是对所述音频信号的不需要的分量的至少降低处理的结果；在多个时间和频率实例处估计所述处理的输入和所述参考输入的包络值；对于每个所述时间和频率实例：计算与所述处理的输入的估计的包络值对于所述参考输入的估计的包络值的比率相关的第一增益；向所述第一增益应用非线性处理以产生第二增益；计算输出增益作为所述第二增益和所述第一增益之间的比率；以及，将所述输出增益应用于所述处理的输入；从而产生不需要的分量被抑制的滤波后输出。

此外，根据本发明的一些实施例，其中所述处理的输入和所述参考输入以时域表示并且所述处理器被配置为在对包络值的所述估计之前将所述处理的输入和所述参考输入转换到时间-频率表示，并且将所述滤波后输出从所述时间-频率表示转换到所述时域表示。

此外，根据本发明的一些实施例，在所述装置中，所述处理的输入和所述参考输入在由所述处理器接收之前被转换到时间-频率表示。