[发明专利]关于低比特率语音编码器的噪声抑制

说明书

                       发明背景

本发明提供了适用于低比特率语音编码器的前端的噪声抑制技术。这种创造性的技术尤其适合用在蜂窝式电话应用中。

下列的现有技术文件提供了有关本发明的技术背景：“改进的可变速率编解码器，用于宽带扩频数字系统的语音服务可选方案3，”(“ENHANCEDVARIABLE RATE CODEC，SPEECH SERVICE OPTION 3 FORWIDEBAND SPREAD SPECTRUM DIGITAL SYSTEMS”，TIA/EIA/IS-127standard)，“关于语音改善方法的语音/暂停检测器的研究”(“THE STUDYOF SPEECH/PAUSE DETECTORS FOR SPEECH ENHANCEMENTMETHODS”，P.Sovka and P.Pollak，Eurospeech 95 Madrid，1995，P.1575-1578)，“利用最小二乘法误差快速频谱估值器的语音改善”(“SPEECHENHANCEMENT USING A MINIMUM MEAN-SQUARE ERROR SHORT-TIME SPECTRAL AMPLITUPE ESTIMATOR”，Y.Ephraim，D.Malah，IEEETransactions on Acoustics Speech and Signal Processing，Vol．ASSP-32，No.6，Dec.1984，PP.1109-1121)，“利用频谱扣除的声音噪声抑制”(“SUPPRESSION OF ACOUSTCC NOISE USING SPECTRALSUBTRACTION”，S.Boll，IEEE Trangactions on Acoustics Speech and SignalProcessing，Vol．ASSP-27，No.2，April 1979，PP113-120)，“基于统计模型的语音改善系统”(“STATISTICAL-MODEL-BASED SPEECHENHANCEMENT SYSTEMS”，Proceedings of the IEEE，Vol.80，No.10，October 1992，PP1526-1544)。

用于噪声抑制的不太复杂的方法是频谱修正(也称为频谱扣除)。利用频谱修正的噪声抑制算法首先将含噪声的语音信号划分成几个频带。对每个频带进行增益计算，增益通常依赖于该带中估计的信噪比。应用这些增益，并且重构一个信号。这种类型的方案必须从所观察的含噪声语音信号中估计信号和噪声特性。在如下的美国专利中可以找到几个频谱修正技术的应用例子：US专利号：5，687，285；5，680，393；5，668，927；5，659，622；5，651，071；5，630，015；5，625，684；5，621，850；5，617，505；5，617，472；5，602，962；5，577，161；5，555，287；5，550，924；5，544，250；5，539，859；5，533，133；5，530，768；5，479，560；5，432，859；5，406，635；5，402，496；5，388，182；5，388，160；5，353，376；5，319，736；5，278，780；5，251，263；5，168，526；5，133，013；5，081，681；5，040，156；5，012，519；4，408，855；4，897，878；4，811，404；4，747，143；4，737，976；4，630，305；4，630，304；4，628，529和4，468，804。

频谱修正具有几个合乎要求的特性。首先，可以使它变成自适应的，因此，它可以应付可变的噪声环境。第二，许多计算可以在离散付里叶变换(DFT)域内进行。因此，可以使用快速算法(如快速付里叶变换(FFT))。

但是，在这方面技术的当前状态下，存在着几个缺点。这些缺点包括：

(ⅰ)在降低高噪声电平过程中所希望语音信号的不良畸变(这样的畸变有几方面原因，一些畸变将在下面细述)；和

(ⅱ)计算的过份复杂性。

提供能克服现有技术中的缺点的噪声抑制技术是有益的。尤其是，提供考虑典型地出现在基于块的噪声抑制技术中的时域不连续的噪声抑制技术是有益的。进一步，提供这种减少由于频谱扣除所固有的频域不连续性引起的畸变的技术是有益的。还进一步，降低在提供噪声抑制过程中频谱成形操作的复杂性和提高在噪声抑制技术中所估计噪声统计的可靠性是有益的。