噪声抑制装置和噪声抑制方法

专利名称：噪声抑制装置和噪声抑制方法
技术领域：
本发明的实施方式涉及用于对接收到的声音信号中包括的语音分量之外的噪声成分进行抑制的噪声抑制装置和噪声抑制方法。
背景技术：
存在诸如有源噪声控制器和回声抵消器的噪声抑制装置(例如，参见日本特开平 No. 8-123444和10-207473)。当出现噪声时，这种噪声抑制装置能通过生成抵消语音之外 的噪声的声音，来抑制噪声。通常，在有源噪声控制器中，在给定位置设置了误差麦克风和输出用于抵消噪声 的抵消声音的扬声器。有源噪声控制器基于从噪声源输出的声音信号和由误差麦克风获得 的声音信号，获得噪声源和误差麦克风之间的声音(噪声)的各个传输特性。然后，有源噪 声控制器基于获得的传输特性来生成使误差麦克风获得的声音(噪声)最小化的抵消声 音。有源噪声控制器从扬声器输出这种抵消声音，以通过使用来自扬声器的抵消声音来抑 制在误差麦克风的相应位置处接收到的噪声。

发明内容
根据本发明的一个方面，提供了一种噪声抑制装置，该噪声抑制装置对所接收声 音中包括的噪声成分进行抑制，该噪声抑制装置包括多个声音输入单元7，所述多个声音 输入单元从给定的声音源输入声音并且将所述声音转换成时间轴上的声音信号；传输特 性获得单元，所述传输特性获得单元在以帧为单位对所述声音信号进行划分之后对所述声 音信号执行频率变换，并且针对各个给定频带计算从所述声音源发送的声音各自的传输特 性；存储单元3，所述存储单元存储针对所述频带计算出的声音的传输特性；频度获得单 元，所述频度获得单元针对所述频带获得用于对所述存储单元3中存储的所述传输特性进 行更新的频度；更新单元，所述更新单元针对各个频带，基于所述传输特性，每隔与获得的 所述频度对应的给定数量个帧，更新所述存储单元(3)中存储的所述传输特性；生成单元， 所述生成单元基于更新后的传输特性来生成用于抑制所述噪声成分的抑制信息；以及抑制 单元，所述抑制单元基于所述生成单元生成的所述抑制信息来抑制所述噪声成分。本文讨论的目的和优点将通过在权利要求书中特别指出的要素和组合来实现和 获得。应当理解的是，上述的总体说明和下面的详细说明都是示例性的，只是对要求保 护的发明的非限制示例性说明。


图1是示出根据第一实施方式安装的汽车音频装置示例的图；图2是示出根据第一实施方式的汽车音频装置的示例性构造的框图；图3是表示更新频度表中存储的示例性内容的图4是描述根据第一实施方式的汽车音频装置中的示例性功能组件的功能框图；图5是描述更新传递函数的示例性过程的图； 图6是表示根据第一实施方式的噪声抑制过程的示例性次序的操作图；图7是描述根据第二实施方式的汽车音频装置中的示例性功能组件的功能框图；图8A至图8C是描述示例性梳状滤波器的图；图9是表示根据第二实施方式的噪声抑制过程的示例性次序的操作图；图10是根据第四实施方式的汽车音频装置的示例性构造的框图；图IlA和图IlB是表示通过对第0帧至第N-I帧求平均而获得光谱的示例性计算 的公式2和公式3的列表；图IlC是传递函数变化率计算单元用来计算传递函数变化率的示例性公式的公 式4的列表；图IlD是传递函数变化率计算单元用来计算传递函数变化率的示例性公式的公 式5的列表；以及图IlE是传递函数变化率计算单元用来计算传递函数的值随时间的变化的公式 6。
具体实施例方式在已知的有源噪声控制器中，当噪声源的数量和设置的误差麦克风的数量增加 时，各个噪声源和各个误差麦克风之间的路径数量增加。由于有源噪声控制器获得声音在 各个噪声源和各个误差麦克风之间的各个传输特性，因此随着声音传输路径数量的增加， 将获得的传输特性的数量也增加。此外，由于有源噪声控制器基于所获得的传输特性来生 成抵消声音，因此将生成的抵消声音的数量也增加。以此方式，当将获得的传输特性的数量 和将生成的抵消声音的数量增加时，难以实时地计算传输特性并生成抵消声音。此外，当从作为多个噪声源的多个扬声器输出声音信号时，需要推理哪个声音从 哪个扬声器发出。然而，当从各个扬声器输出的声音信号之间的相关度高时，正确地推理哪 个声音是从哪个扬声器发出是非常困难的。当不能正确推理哪个声音是从哪个扬声器发出的时候，不能合适地获得噪声源和 误差麦克风之间的各个声音传输特性。因此，也难以生成合适地抑制噪声的抵消声音。由于本申请中公开的噪声抑制装置针对各个给定频带改变了给定声音源所传输 声音的传输特性的更新频度，因此噪声抑制装置没有在每帧内在每个频带内更新传输特 性。由此，由于计算和更新传输特性造成的处理负荷降低。现在将基于描述应用于汽车音频装置的图来详细描述噪声抑制装置、噪声抑制方 法和记录介质。在以下每个实施方式中，将由车辆音频装置输出的音乐和声音作为在车辆 的给定区域内的噪声进行抑制。第一实施方式现在将描述根据第一实施方式的汽车音频装置。图1是示出根据第一实施方式安 装的汽车音频装置示例的图。在根据第一实施方式的汽车音频装置1中，在乘员座和驾驶 员座前部的合适位置处，设置了四个输出音频信号的扬声器。在第一实施方式中，例如，在 乘员座的左前部设置第一扬声器6a，在乘员座的右前部设置第二扬声器6b，在驾驶员座的左前部设置第三扬声器6c，并且在驾驶员座的右前部设置第四扬声器6d。此外，在根据第一实施方式的汽车音频装置1中，在乘员座和驾驶员座的合适位 置处，设置了四个麦克风。当乘员和驾驶员就位于座位中时，这四个麦克风的设置位置靠近 乘员座中的乘员的耳朵以及驾驶员座中的驾驶员的耳朵。在第一实施方式中，在乘员座靠 枕的左端设置第一麦克风7a，在乘员座靠枕的右端设置第二麦克风7b，在驾驶员座靠枕的 左端设置第三麦克风7c，并且在驾驶员座靠枕的右端设置第四麦克风7d。在这种情况下， 例如，麦克风7a、7b、7c和7d可以设置在乘员和驾驶员上方的车顶的合适位置处，而不是乘 员座和驾驶员座各自的靠枕处。可以例如在座位下面设置汽车音频装置1的主体。扬声器6a、6b、6c和6d以及麦 克风7a、7b、7c和7d经由例如缆线连接到汽车音频装置1的主体。扬声器6a、6b、6c和6d 以及麦克风7a、7b、7c和7d所处的位置不限于图1所示的示例。根据第一实施方式的汽车音频装置1，使得第一扬声器6a和第二扬声器6b的组合 以及第三扬声器6c和第四扬声器6d的另一个组合输出不同类型的音频信号。从第一扬声 器6a和第二扬声器6b输出的音频信号指向乘员座中的乘员。从第三扬声器6c和第四扬 声器6d输出的音频信号指向驾驶员。
例如，由于来自汽车导航系统的声音消息需要传递到驾驶员，因此汽车导航系统 输出的声音信号从第三扬声器6c和第四扬声器6d输出。此外，乘员座中的乘员希望听到 的音乐和语音的声音信号从第一扬声器6a和第二扬声器6b输出。在这种情况下，由于从第一扬声器6a和第二扬声器6b输出的声音(音乐和语音) 可能对于驾驶员是不期望的噪声，因此汽车音频装置1抑制驾驶员可以听到的来自第一扬 声器6a和第二扬声器6b的声音的响度级。此外，由于从第三扬声器6c和第四扬声器6d输 出的声音(语音消息)对于乘员座中的乘员可能是不期望的噪声，因此汽车音频装置1抑 制乘员可以听到的来自第三扬声器6c和第四扬声器6d的声音的响度级。根据第一实施方式的汽车音频装置1生成消音滤波器，来抑制驾驶员可以听到的 来自第一扬声器6a和第二扬声器6b的声音的响度级。汽车音频装置1使用所生成的消音 滤波器来对第一扬声器6a和第二扬声器6b将输出的音频信号进行滤波，从而生成用于抑 制来自第一扬声器6a和第二扬声器6b的声音的响度级的消音信号。汽车音频装置1将所 生成的消音信号叠加到第三扬声器6c和第四扬声器6d将输出的音频信号上，以从第三扬 声器6c和第四扬声器6d输出叠加的信号。因此，汽车音频装置1可以从第三扬声器6c和第四扬声器6d输出消音声音，该消 音声音抑制了在驾驶员的位置处从第一扬声器6a和第二扬声器6b输出的声音。以下，将 描述使用消音声音来抑制在驾驶员位置处从第一扬声器6a和第二扬声器6b输出的声音的 这一过程的细节。此外，根据第一实施方式的汽车音频装置1生成消音滤波器，来抑制乘员座中的 乘员可以听到的来自第三扬声器6c和第四扬声器6d的声音的响度级。汽车音频装置1使 用所生成的消音滤波器来对第三扬声器6c和第四扬声器6d将输出的音频信号进行滤波， 从而生成用于对来自第三扬声器6c和第四扬声器6d的声音的响度级进行抑制的消音信 号。汽车音频装置1将所生成的消音信号叠加到第一扬声器6a和第二扬声器6b将输出的 音频信号上，以从第一扬声器6a和第二扬声器6b输出叠加的信号。
因此，汽车音频装置1可以从第一扬声器6a和第二扬声器6b输出消音声音，该消 音声音抑制了在乘员座中的乘员位置处从第三扬声器6c和第四扬声器6d输出的声音。以 下，将描述使用消音声音来抑制在乘员位置处从第三扬声器6c和第四扬声器6d输出的声 音的这一过程的细节。图2是描述根据第一实施方式的汽车音频装置1的示例性构造的框图。根据第一 实施方式的汽车音频装置1例如包括处理单元2、存储单元3、操作单元4、显示单元5、声音 输出单元6和声音输入单元7。上述的硬件组件通过总线2a彼此连接。处理单元2例如可以是中央处理单元(CPU)或微处理单元(MPU)。处理单元2控 制硬件组件的操作并且执行存储单元3中存储的控制程序。存储单元3例如存储使汽车音 频装置工作的各种控制程序、如图3中所示的更新频度表3a和图2中预先的各种音频信号 3b。音频信号3b可以不存储在存储单元3中，而可以从上面记录有音频信号3b的诸如光 盘(⑶)的载入介质中读取出。
操作单元4包括用于用户操作汽车音频装置1的各种操作键。当用户操作每个操 作键时，操作单元4向处理单元2发送与所操作的操作键对应的控制信号。然后，处理单元 2执行与从操作单元4获得的控制信号对应的处理。显示单元5可以是例如液晶显示器，并且响应于来自处理单元2的指令显示汽车 音频装置1的操作状态、要传递给用户的信息等。声音输出单元6包括例如四个扬声器6a、6b、6c和6d、四个数模转换器(未示出) 和四个放大器(未示出)。声音输出单元6响应于来自处理单元2的指令，使用数模转换 器，把要输出的数字声音信号转换成模拟声音信号。然后，声音输出单元6使用放大器来放 大模拟声音信号，并且基于来自扬声器6a、6b、6c和6d的放大声音信号来输出声音。声音输入单元7包括例如四个麦克风(声音接收单元)73、713、7(3和7(1、四个放大 器(未示出)和四个模数转换器(未示出)。麦克风7a、7b、7c和7d例如是电容器型麦克 风，基于接收到的声音来生成模拟声音信号。放大器例如是增益放大器，放大由麦克风7a、 7b、7c和7d生成的声音信号。模数转换器以给定的采样率对放大器所放大的声音信号进行采样，并且使用诸如 低通滤波器(LPF)进行滤波，从而将放大的声音信号转换成数字声音信号。例如，声音输入 单元7使存储单元3存储由模数转换器转换的数字声音信号。图3是表示更新频度表3a中存储的内容的图。如图3所示，针对四个划分的频带 (0彡ω < 64,64彡ω < 128、128彡ω < 192和192彡ω < 256)中的每个频带，在更新 频度表3a中存储传递函数变化率与更新频度之间的对应关系。在这种情况下，ω是频率， 并且图3所示的更新频度表3a表示在频率变换之后频率点(frequency bin)的数量为256 的情况。所划分的频带数量和用于划分频带的方法不限于这种情况。传递函数变化率表示扬声器6a、6b、6c和6d与麦克风7a、7b、7c和7d之间的声音 传递函数随时间的变化率。在图3所示的更新频度表3a中，传递函数变化率被换份为多个 范围，并且存储了与各个范围对应的更新频度。更新频度表示更新扬声器6a、6b、6c和6d与麦克风7a、7b、7c和7d之间的声音传 递函数的频度。在图3所示的更新频度表3a中，每个间隔中包括的帧的数量(每个传递函 数随着间隔而变化)被存储为更新频度。即，例如，对于频带ω <64而言，当传递函数变化率等于或大于1. 5并且小于5. O时，该频带内频率分量的传递函数每两帧更新一次。在更新频度表3a中，传递函数变化率越高，所存储的帧数越少，而传递函数变化率越低，所存储的帧数越多。即，在更新频度表3a中，传递函数变化率越高，所存储的更新 频度(所存储的帧数)越高。在汽车音频装置1出厂之前或者在包括汽车音频装置1的车 辆出厂之前，可以预先存储更新频度表3a所存储的内容。另选的是，可以由汽车音频装置 1的用户来改变更新频度表3a所存储的内容。当生成用于对麦克风7a、7b、7c和7d获得 的声音信号中包括的噪声进行抑制的消音滤波器时，使用扬声器6a、6b、6c和6d与麦克风 7a.7b.7c和7d之间的声音传递函数。接着，将描述根据第一实施方式的汽车音频装置1的功能。通过汽车音频装置1中 执行存储单元3中所存储的各种控制程序的处理单元2，实现汽车音频装置1的功能。图4 是描述根据第一实施方式的汽车音频装置1的示例性功能组件的功能框图。在根据第一实 施方式的汽车音频装置1中，通过执行存储单元3中所存储的控制程序，处理单元2实现频 率变换单元21、滤波单元22、频率逆变换单元23、频率变换单元24、传递函数计算单元25、 传递函数变化率计算单元26、消音滤波器生成单元27等各自的功能。在这种情况下，用于实现这些功能的结构不限于由处理单元2执行存储单元3所 存储的控制程序来实现这些功能。例如，可以通过内嵌有在本申请中公开的计算机程序和 各种数据的数字信号处理器(DSP)来实现这些功能。根据第一实施方式的汽车音频装置1从第一扬声器6a和第二扬声器6b输出第一 音频信号Xl (t)和x2 (t)，并且从第三扬声器6c和第四扬声器6d输出第二音频信号x3 (t) 和x4(t)。麦克风7a、7b、7c和7d接收从扬声器6a、6b、6c和6d输出的声音。汽车音频装 置1对在第三麦克风7c和第四麦克风7d的位置处从第一扬声器6a和第二扬声器6b输出 的声音进行抑制，并且对在第一麦克风7a和第二麦克风7b的位置处从第三扬声器6c和第 四扬声器6d输出的声音进行抑制。 频率变换单元21从存储单元3读取要从第一扬声器6a和第二扬声器6b输出的第 一音频信号Xl (t)和x2 (t)，以及要从第三扬声器6c和第四扬声器6d输出的第二音频信号 x3(t)和x4(t)。频率变换单元21基于给定的帧长度和给定帧周期，针对每帧提取时间轴 上的音频信号Xl (t)、x2 (t)、x3 (t)和x4 (t)，并且使用例如Hamming窗对音频信号xl (t)、 x2(t)、x3(t)和x4(t)执行开窗。频率变换单元21对每帧经受了开窗的音频信号执行频 率变换，以将经受了开窗的音频信号转换成频率轴上的音频信号(频谱)。频率变换单元2 1向滤波单元22发送通过执行频率变换获得的频谱Xl (ω)、 Χ2 (ω)、Χ3 (ω)和Χ4 (ω)。频率变换单元21执行例如时间-频率变换，如快速傅立叶转换 (FFT)。在这种情况下，Xl (ω) = {Χ10(ω)，Χ11(ω)，···，Χ1Ν_1(ω)}，其中，N是帧数，ω 是频率。例如，XlO (ω)是第0帧内的音频信号xl (t)的频谱。滤波单元22使用下述的由消音滤波器生成单元27生成的滤波器，对从频率变换 单元21获得的频谱乂1( )、乂2( )、乂3((0)和Χ4(ω)执行滤波。通过这种操作，滤波单元 22生成消音信号(消音声音)，用于对麦克风7a、7b、7c和7d的各个位置处从扬声器6a、 6b、6c和6d输出的声音进行消音。然后，滤波单元22将所生成的消音信号叠加到从频率变换单元21获得的频谱 Χ1(ω)、Χ2(ω)、Χ3(ω)和Χ4(ω)(音频信号)上，并且将获得的频谱Xl' (ω)、Χ2' (ω)、Χ3' (ω)和X4' (ω)发送到频率逆变换单元23。滤波单元22还将生成的频谱Xl' (ω)、 Χ2' (ω)、Χ3' (ω)和Χ4' (ω)发送到传递函数计算单元25和消音滤波器生成单元27。 在这种情况下，使用时域中的信号，可以单独执行对回放信号和消音信号各自的频谱的频 率逆变换，并且可以执行叠加。具体来讲，滤波单元22生成要从第三扬声器6c和第四扬声器6d输出的消音信号，用于消除(抑制)第三麦克风7c处从第一扬声器6a输出的声音。类似地，滤波单元22 生成要从第三扬声器6c和第四扬声器6d输出的消音信号，用于消除(抑制)第三麦克风 7c处从第二扬声器6b输出的声音。在这种情况下，消音滤波器生成单元27生成用于滤波 单元22生成消音信号的消音滤波器。滤波单元22将第三扬声器6c将输出的两个消音信号叠加到要从第三扬声器6c 输出的第二音频信号上，以消除第三麦克风7c的位置处从第一扬声器6a和第二扬声器6b 输出的声音。此外，滤波单元22将第四扬声器6d要输出的两个消音信号叠加到要从第四 扬声器6d输出的第二音频信号上，以消除第三麦克风7c的位置处从第一扬声器6a和第二 扬声器6b输出的声音。类似地，滤波单元22生成要从第三扬声器6c和第四扬声器6d输出的消音信号， 以消除第四麦克风7d的位置处从第一扬声器6a和第二扬声器6b输出的声音。然后，滤波 单元22将所生成的消音信号叠加到要从第三扬声器6c和第四扬声器6d输出的第二音频 信号上。除了从第三扬声器6c和第四扬声器6d输出第二音频信号之外，通过将消音信号 叠加到第二音频信号上，还从第三扬声器6c和第四扬声器6d输出了用于对第一音频信号 进行消音的消音信号。此外，滤波单元22生成要从第一扬声器6a和第二扬声器6b输出的消音信号，以 消除第一麦克风7a或者第二麦克风7b的位置处从第三扬声器6c和第四扬声器6d输出的 声音。然后，滤波单元22将所生成的消音信号叠加到要从第一扬声器6a和第二扬声器6b 输出的第一音频信号上。除了从第一扬声器6a和第二扬声器6b输出第一音频信号之外，通过将消音信号 叠加到第一音频信号上，还从第一扬声器6a和第二扬声器6b输出了用于对第二音频信号 进行消音的消音信号。滤波单元22将上面叠加有所生成的消音信号的音频信号(频谱) XI' (ω)、Χ2' (ω)、Χ3' (ω)和Χ4' (ω)发送到频率逆变换单元23。频率逆变换单元23对从滤波单元22获得的频谱Xl' (ω)、Χ2' (ω)、Χ3' (ω) 和Χ4' (ω)执行频率逆变换(例如，快速傅立叶逆变换)，以将频谱Xl' (ω)、Χ2' (ω)、 Χ3' (ω)和Χ4' (ω)变换成时间轴上的回放信号频谱xl' (t)、χ2 ‘ (t)、χ3 ‘ (t) 和x4' (t)。频率逆变换单元23分别从扬声器6a、6b、6c和6d输出所生成的回放信号 xl' (t)、x2' (t)、x3' (t)和x4' (t)。虽然没有示出，但是在各个音频信号xl'⑴、 x2' (t)、x3' (t)和x4' (t)被数模转换器转换成模拟声音信号然后被放大器放大之后， 分别将它们从扬声器6a、6b、6c和6d输出。在通过上述操作而从扬声器6a、6b、6c和6d输出音频信号的状态下，麦克风7a、 7b,7c和7d接收声音。麦克风7a、7b、7c和7d将通过接收声音而获得的声音信号yl (t)、 y2(t)、y3(t)和y4(t)发送到频率变换单元24。虽然没有示出，但是具体地，放大器将麦克 风7a、7b、7c和7d获得的模拟声音信号放大，并且模数转换器以给定的采样率对放大的模拟信号进行采样，以将放大的模拟声音信号转换成数字声音信号。然后，数字声音信号被发 送到频率变换单元24。在这种情况下3是采样的数量，并且71(0^2(0、73(0和y4(t) 表示以给定采样率采样的信号。频率变换单元24获得由声音输入单元7获得的声音信号yl (t)、y2 (t)、y3 (t)和 y4(t)。频率变换单元24基于给定的帧长度和给定的帧周期，以帧为单元来划分时间轴 上的声音信号71(0、72(0、73(0和y4(t)，并且使用例如Hamming窗执行开窗。频率变 换单元24针对每帧对经受了开窗的声音信号执行频率变换，以将经受开窗的声音信号变 换成频率轴上的声音信号(频谱)。频率变换单元24将通过执行频率变换而获得的频谱 Υ1(ω)、Υ2(ω)、Υ3(ω)和Υ4(ω)发送到传递函数计算单元25。和频率变换单元21—样， 频率变换单元24例如执行诸如快速傅立叶变换的时间_频率变换。对于各帧的整个频带预先划分成的给定数量(例如，4个)频带中的各个频 带，传 递函数计算单元25确定是否要更新频带中包括的频率分量的传递函数。下述的传递函数 变化率计算单元26基于由传递函数计算单元25针对每个频率分量计算的传递函数，来计 算针对该频率分量的传递函数随时间的变化率(下文中被称作传递函数变化率RC(O))。 传递函数变化率计算单元26还在频率方向上对针对所划分的四个频带中的每个频带的每 个频率分量计算的传递函数变化率求平均，并且将该平均值作为频带的传递函数变化率 RC( )存储在存储单元3中。因此，基于存储单元3中存储的传递函数变化率RC ( ω )，传递函数计算单元25确 定是否要更新每个频带中包括的频率分量的传递函数。具体来讲，基于存储单元3中存储 的每个频带的传递函数变化率RC(O)，传递函数计算单元25从更新频度表3a中存储的内 容中读取与该频带的传递函数变化率RC( )对应的更新频度。例如，当频带O < ω <64 的传递函数变化率RC (ω)为1. O时，传递函数计算单元25从更新频度表3a中读取作为更 新频度的帧数“3”。在这种情况下，传递函数计算单元25决定每三帧更新一次频带O < ω < 64的传 递函数。图5是描述更新传递函数过程的示例的图示。图5描述了当每三帧更新一次由频 带2表示的频带的传递函数时的示例性更新过程。传递函数计算单元25决定将频带2表 示的频带划分成三个频带，并且按照频率分量的升序更新所划分频带中的传递函数，同时 将更新传递函数的帧位置偏移一帧。S卩，传递函数计算单元25决定在第(3η+1)帧(η = 1、2、3...)更新在频带2表示 的频带中频率分量最小的频带的传递函数。传递函数计算单元25还决定在第(3η+2)帧更 新在频带2表示的频带中频率分量取中间值的频带的传递函数。传递函数计算单元25还 决定在第(3η)帧更新在频带2表示的频带中频率分量最大的频带的传递函数。在这种情况下，传递函数计算单元25将每个频带的更新频度和表示多个频带中 刚才更新了传递函数的一个频带的信息存储在存储单元3中，所述多个频带是通过基于更 新频度将频带划分成多个而获得的。因此，传递函数计算单元25基于存储单元3中存储的 内容，确定是否要更新各个频带中包括的任意频率分量的传递函数。对于确定要更新传递函数的频率分量，传递函数计算单元25基于从滤波单元22 获得的音频信号的频谱Xl' (ω)、Χ2' (ω)、Χ3' (ω)和Χ4' (ω)和从频率变换单元 24获得的声音信号的频谱Yl (ω)、Υ2 (ω)、Υ3 (ω)和Υ4 (ω)，计算出扬声器6a、6b、6c和6d与麦克风7a、7b、7c和7d之间各自的声音传递函数(传输特性)。传递函数计算单元25 基于例如下面的公式1来计算传递函数Η(ω)=Υ(ω)/Χ' (ω)···[公式 1]Η(ω)传递函数Υ(ω)由麦克风接收的声音信号的频谱(Υ1(ω)、Υ2(ω)、Υ3(ω )或Υ4 ( ω ))X' (ω)从扬声器输出的音频信号的频谱(Xl' ( ω )、Χ2 ‘ (ω)、Χ3' (ω)或 Χ4' (ω))S卩，例如，基于从第一扬声器6a输出的音频信号Xl' (ω)和由第一麦克风7a获 得的声音信号Υ1(ω)，根据Η11(ω) = Υ1(ω)/Χ1' (ω)，计算第一扬声器6a和第一麦克 风7a之间的传递函数Η11(ω)。此外，基于从第一扬声器6a输出的音频信号Xl ‘ (ω)和 由第二麦克风7b获得的声音信号Υ2 (ω)，根据Η12 (ω) = Υ1(ω)/Χ2' (ω)，计算第一扬 声器6a和第二麦克风7b之间的传递函数H12 (ω)。在这种情况下，代替音频信号的频谱Xl' (ω)、Χ2' (ω)、Χ3' (ω)和Χ4' (ω) 以及声音信号的频谱Yl ( ω )、Υ2 ( ω )、Υ3 ( ω )和Υ4 ( ω )，可以使用分别作为频谱X' (ω) 和Υ(ω)时间上的平均值的平均频谱ave{X' (ω)}和aVe{Y(co)}，来计算传递函数。在 这种情况下，传递函数计算单元25基于Η(ω) =ave{Y( )}/ave{X' (ω)}来计算传递函 数。例如，图IlA中的公式2和图IlB中的公式3可以用作计算平均频谱 ave{X' (ω)}和ave{Y(co)}(时间上的平均值)的方法。图IlA中的公式2和图IlB中的公式3示出通过对第0帧至第(N_l)帧求平均而 获得的光谱的示例性计算。对于在每帧中传递函数被确定要更新的每个频率分量，传递函数计算单元(更新 单元)25计算扬声器6a、6b、6c和6d与麦克风7a、7b、7c和7d之间各自的声音传递函数， 并且将传递函数存储在存储单元3中。传递函数计算单元25将计算出的传递函数逐一发 送到传递函数变化率计算单元26和消音滤波器生成单元27。另选的是，在传递函数计算单 元25开始工作之后，传递函数计算单元25可以只对传递函数进行计算，直到积累了给定数 量的传递函数为止。在积累了给定数量的传递函数之后，传递函数计算单元25可以开始发 送计算出的传递函数。基于由传递函数计算单元25针对每个频率分量计算出的传递函数，传递函数变 化率计算单元26计算出针对该频率分量的传递函数各自随时间的变化率(传递函数变化 率RC (ω))，并且将传递函数变化率RC (ω)存储在存储单元3中。根据第一实施方式的传递函数变化率计算单元26计算出传递函数的值直至当前 帧随时间的方差V (ω)，作为每个频率分量的传递函数变化率RC (ω)。传递函数变化率计 算单元26基于例如图IlC中的公式4来计算传递函数的值随时间的方差ν(ω)。在这种情况下，传递函数变化率计算单元26可以计算出传递函数的值随时间的 标准偏差而非传递函数的值随时间的方差V (ω)，作为传递函数变化率RC (ω)。传递函数变化率计算单元26针对每个频率分量，计算扬声器6a、6b、6c和6d与 麦克风7a、7b、7c和7d之间各自的声音传递函数变化率RC(co)。接着，传递函数变化率计 算单元26针对四个频带中的每个频带，在频率方向上对扬声器6a、6b、6c和6d与麦克风7a、7b、7c和7d之间的传递函数变化率RC(co)求平均，以计算各个频带的传递函数变化率 RC(O)。传递函数变化率计算单元26将针对四个频带中的每个频带计算出的传递函数变 化率RC (ω)存储在存储单元3中。对于每个频率分量，消音滤波器生成单元27基于传递函数计算单元25计算出的 传递函数，生成消音滤波器，用于生成对麦克风7a、7b、7c和7d的各自位置处从扬声器6a、 6b,6c和6d输出的声音进行抑制的消音信号。 消音滤波器生成单元27通过求解例如图IlD中的公式5描述的联立方程来生成 消音滤波器。公式5是用于计算消音滤波器C3( )和C4( )的公式，消音滤波器C3 (ω)和 C4( )要在对要从第三扬声器6c和第四扬声器6d输出的音频信号执行滤波的过程中使 用，以抑制第三麦克风7c和第四麦克风7d的各自位置处从第一扬声器6a输出的声音。基于类似的公式，消音滤波器生成单元27计算要在对要从第三扬声器6c和第四 扬声器6d输出的音频信号执行滤波的过程中使用，以抑制第三麦克风7c和第四麦克风7d 的各自位置处从第二扬声器6b输出的声音的消音滤波器。此外，消音滤波器生成单元27 计算要在对要从第一扬声器6a和第二扬声器6b输出的音频信号执行滤波的过程中使用， 以抑制第一麦克风7a和第二麦克风7b的各自位置处从第三扬声器6c输出的声音的消音 滤波器。另外，消音滤波器生成单元27计算要在对要从第一扬声器6a和第二扬声器6b输 出的音频信号执行滤波的过程中使用，以抑制第一麦克风7a和第二麦克风7b的各自位置 处从第四扬声器6d输出的声音的消音滤波器。消音滤波器生成单元27将针对每个频率分量生成的消音滤波器发送到滤波单元 22。滤波单元22基于从消音滤波器生成单元27获得的消音滤波器来生成消音信号，并且 从扬声器6a、6b、6c和6d输出所生成的消音信号。根据第一实施方式的汽车音频装置1通过上述过程，按照与每个频带的传递函数 变化率对应的频率来更新扬声器6a、6b、6c和6d与麦克风7a、7b、7c和7d之间各自的声音 传递函数。即，汽车音频装置1没有针对每帧中的所有频率分量更新扬声器6a、6b、6c和6d 与麦克风7a、7b、7c和7d之间的传递函数。因此，减小了由于更新传递函数导致的处理负 担和由于生成消音滤波器导致的处理负担。现在，将基于操作图来描述根据第一实施方式的汽车音频装置1中的噪声抑制过 程。图6是表示根据第一实施方式的噪声抑制过程的次序的操作图。由处理单元2根据汽 车音频装置1的存储单元3中存储的控制程序来执行下面的过程。在操作Sl中，汽车音频装置1中的处理单元2对要从扬声器6a、6b、6c和6d输出 的音频信号执行频率变换，以获得频率轴上的音频信号(频谱)。在操作S2中，处理单元 2使用给定滤波器，对经受了频率变换的频谱执行滤波。通过滤波，处理单元2生成消音信 号，用于消除在麦克风7a、7b、7c和7d的各自位置处从扬声器6a、6b、6c和6d输出的声音， 并且将所生成的消音信号叠加到在操作Sl中经受了频率变换的频谱上。在操作S3中，处理单元2对叠加了消音信号的频谱执行频率逆变换，以生成要从 扬声器6a、6b、6c和6d输出的回放信号。在操作S4中，处理单元2通过扬声器6a、6b、6c和 6d回放所生成的回放信号。在操作S5中，在从扬声器6a、6b、6c和6d回放所述回放信号 的状态下，处理单元2通过麦克风7a、7b、7c和7d接收声音并且获得声音信号。在操作S6中，处理单元2对所获得的声音信号执行频率变换，以获得频率轴上的声音信号(频谱)。在操作S7中，处理单元2从存储单元3读取整个频带被预先划分成的给定数量(例如，4个)频带中的各个频带的传递函数变化率，并基于读取的传递函数变化率，识别频 带中传递函数将被更新的频率分量。具体来讲，基于存储在存储单元3中的每个频带中的 传递函数变化率，处理单元2从更新频度表3a中存储的内容中读取与频带中的传递函数变 化率对应的更新频度。处理单元2按基于从更新频度表3a中读取的更新频度的数量来划 分每个频带，并且确定是否要更新所划分频带中的任意频带中的频率分量的传递函数。在操作S8中，对于确定要更新传递函数的频率分量，处理单元2基于在操作S2中 生成的频谱和在操作S6中生成的频谱，计算扬声器6a、6b、6c和6d与麦克风7a、7b、7c和 7d之间各自的声音传递函数。在操作S9中，基于计算出的传递函数，处理单元2针对各个 频率分量计算各个传递函数各自的传递函数变化率。处理单元2在频率方向上计算针对四 个频带中的每个频带的每个频率分量而计算出的传递函数变化率的平均值，并且将计算出 的平均值作为频带中的传递函数变化率存储在存储单元3中。在这种情况下，处理单元2 可以在积累了给定数量的传递函数后，开始计算传递函数变化率。在操作SlO中，处理单元2基于在操作S8中计算的传递函数(具体来讲，扬声器 6a、6b、6c和6d与麦克风7a、7b、7c和7d之间的传递函数)生成消音滤波器。具体来讲，针 对在操作步骤S7中确定要更新其传递函数的频率分量，处理单元2生成消音滤波器，用于 生成对在麦克风7a、7b、7c和7d各自的位置处从扬声器6a、6b、6c和6d输出的声音进行抑 制的消音信号。在操作Sll中，处理单元2确定是否已经发出用于终止上述过程的指令。例如，当 已经终止从扬声器6a、6b、6c和6d输出音频信号时或者当用户已经发出用于终止噪声抑制 过程的指令时，处理单元2确定已经发出了用于终止上述过程的指令。当处理单元2在操 作Sll中确定没有发出用于终止上述过程的指令时，处理单元2使过程返回到操作Si，以重 复从操作Sl至SlO的操作。在操作S2中，处理单元2使用在操作SlO中生成的消音滤波器，对通过频率变换 获得的频谱执行滤波。当处理单元2在操作Sll中确定已经发出用于终止上述过程的指令 时，处理单元2终止上述噪声抑制过程。在上述结构中，根据第一实施方式的汽车音频装置1没有针对所有帧的所有频率 分量更新扬声器6a、6b、6c和6d与麦克风7a、7b、7c和7d之间各自的声音传递函数。因此， 减小了由于更新传递函数造成的处理负担。例如，当针对所有频率分量每十帧更新一次传 递函数时，将被更新的传递函数的数量可以减少为当针对所有频率分量每一帧更新一次传 递函数时将被更新的传递函数的数量的十分之一。此外，当没有传递函数被更新时，不生成消音滤波器。因此，由于生成消音滤波器 造成的处理负担也减小了。在这种情况下，即使当改变是否针对每个频率分量更新传递函 数的选择时，即，当改变是否针对每个频率分量应用消音滤波器的选择时，能听度也不会劣 化。本发明的目的在于提供一种噪声抑制装置、噪声抑制方法和存储计算机程序的记 录介质，它们可以精确地抑制噪声同时减小处理负担。在根据第一实施方式的汽车音频装置1中，基于更新频度表3a中存储的内容，确定与每个频带中的传递函数变化率对应的更新频度。另选的是，例如，可以预先设置给定公 式，并且可以基于此公式来确定与每个频带中的传递函数变化率对应的更新频度。在这种 情况下，公式满足传递函数变化率越高，计算的帧数越少，而传递函数变化率越低，计算的 帧数越多。在根据第一实施方式的汽车音频装置1中，滤波单元22使用消音滤波器生成单元 27生成的消音滤波器来生成消音信号，并且由扬声器6a、6b、6c和6d回放所生成的消音信 号，同时将所生成的消音信号叠加到音频信号上。另选的是，可以单独设置回放消音信号的 扬声器。第二实施方式现在，将描述根据第二实施方式的汽车音频装置。由于根据第二实施方式的汽车 音频装置可以通过与根据第一实施方式的上述汽车音频装置1的组件类似的组件来实现， 将相同的参考标号分配到类似的组件，并且省略了对类似组件的描述。当要从第一扬声器6a和第二扬声器6b输出的第一音频信号之间的相关度等于或 大于给定值时，根据第二实施方式的汽车音频装置1在将梳状滤波器应用到第一音频信号 之后，从第一扬声器6a和第二扬声器6b输出第一音频信号。类似地，当要从第三扬声器6c 和第四扬声器6d输出的第二音频信号之间的相关度等于或大于给定值时，根据第二实施 方式的汽车音频装置1在将梳状滤波器应用到第二音频信号之后，从第三扬声器6c和第四 扬声器6输出第二音频信号。接下来，将描述根据第二实施方式的汽车音频装置1的功能。汽车音频装置1的 功能通过汽车音频装置1中的处理单元2执行作为记录介质的存储单元3中存储的各种控 制程序来实现。图7是描述根据第二实施方式的汽车音频装置1的示例性功能组件的功能 框图。在根据第二实施方式的汽车音频装置1中，通过执行存储单元3中存储的控制程序， 除了实现图4所示的组件各自的功能之外，处理单元2还实现了梳状滤波器生成单元28的 功能。对于从频率变换单元21获得的频谱Xl ( ω )、Χ2 ( ω )、Χ3 ( ω )和X4 ( ω )，针对每个 频带，根据第二实施方式的滤波单元22计算要从第一扬声器6a和第二扬声器6b输出的第 一音频信号的频谱Χ1(ω)和Χ2(ω)之间的相似度(互相关度)以及要从第三扬声器6c和 第四扬声器6d输出的第二音频信号的频谱Χ3(ω)和Χ4(ω)之间的相似度(互相关度)。 滤波单元22将频谱Xl (ω)和Χ2(ω)之间的互相关度以及Χ3 (ω)和Χ4(ω)之间的互相 关度发送到梳状滤波器生成单元28。在这种情况下，滤波单元22使用下述由消音滤波器生成单元27和梳状滤波器 生成单元28生成的滤波器，对从频率变换单元21获得的频谱Xl (ω)、Χ2 (ω)、Χ3 (ω)和 Χ4(ω)执行滤波。通过滤波，滤波单元22生成消音信号，用于消除在麦克风7a、7b、7c和 7d的各自位置处从扬声器6a、6b、6c和6d输出的声音。滤波单元22将所生成的消音信号叠加到从频率变换单元21获得的频谱上，并且 将所得的频谱发送到频率逆变换单元23。在这种情况下，滤波单元22还将所生成的频谱发 送到传递函数计算单元25和消音滤波器生成单元27。基于由传递函数计算单元25针对每个频率分量计算的传递函数，根据第二实 施方式的传递函数变化率计算单元25计算针对该频率分量的传递函数随时间的变化率RC(co)。传递函数变化率计算单元26在频率方向上在四个频带中的每个频带中对扬声器6a、6b、6c和6d与麦克风7a、7b、7c和7d之间的传递函数变化率RC(co)求平均，以计算针 对该频带的传递函数变化率RC(O)。传递函数变化率计算单元26将针对四个频带中各个 频带计算的传递函数变化率RC( )存储在存储单元3中。根据第二实施方式的传递函数 变化率计算单元26将针对四个频带中的各个频带计算出的传递函数变化率RC (ω)发送到 梳状滤波器生成单元28。梳状滤波器生成单元28从滤波单元22获得频谱Xl (ω)和Χ2(ω)之间的互相 关度以及Χ3(ω)和Χ4(ω)之间的互相关度。梳状滤波器生成单元28将频谱Xl (ω)和 Χ2(ω)之间的互相关度以及Χ3(ω)和Χ4(ω)之间的互相关度中的每一个与给定值进行比 较。梳状滤波器生成单元28对于互相关度小于给定值的频带不执行操作。当频谱Χ1(ω)和Χ2(ω)之间的互相关度以及Χ3 ( ω )和Χ4 ( ω )之间的互相关度 等于或大于给定值时，梳状滤波器生成单元28生成将应用于要从扬声器6a、6b、6c和6d输 出的音频信号Xl (ω)和Χ2(ω)或音频信号Χ3 (ω)和Χ4(ω)的梳状滤波器。梳状滤波器 生成单元28生成用于针对传递函数被更新的频率分量对音频信号Xl (ω)和Χ2(ω)或音 频信号Χ3 (ω)和Χ4 (ω)执行滤波的梳状滤波器。以下，将描述在梳状滤波器生成单元28 中生成梳状滤波器的过程。基于从传递函数变化率计算单元26获得的每个频率带的传递函数变化率 RC(O)，梳状滤波器生成单元28确定是否要更新每个频带中包括的频率分量的传递函数。 具体来讲，基于从传递函数变化率计算单元26获得的每个频带的传递函数变化率RC(O)， 梳状滤波器生成单元28从更新频度表3a中存储的内容中读取与频带的传递函数变化率 RC(GJ)对应的更新频度。例如，当频带O彡ω <64的传递函数变化率RC(GJ)为1. O时， 梳状滤波器生成单元28从更新频度表3a中读取帧数“3”作为更新频度。在这种情况下，梳状滤波器生成单元28决定每三帧更新一次频带O < ω < 64的 传递函数。图8Α至图8C是描述示例性梳状滤波器的图。图8Α至图8C描述了在横轴表示 频率而纵轴表示系数的情况下，每三帧更新一次由频带2表示的频带的传递函数时梳状滤 波器的示例性结构。图8Α、图8Β和图8C分别描述将应用于第(3η+1)帧(η = 0、1、2...) 的梳状滤波器、将应用于第(3η+2)帧的梳状滤波器和将应用于第(3η)帧的梳状滤波器。图8Α至图8C中每个的顶部描述当频谱Xl (ω)和Χ2(ω)之间的互相关度等于 或大于给定值时应用于频谱Xl (ω)和Χ2(ω)中的一个的梳状滤波器，并且底部描述将应 用于其它频谱的另一个消音滤波器。当频谱Xl (ω)和Χ2(ω)(或频谱Χ3(ω)和Χ4 ( ω )) 之间的互相关度等于或大于给定值时将应用于频谱Χ1(ω)和Χ2(ω)(或频谱Χ3(ω)和 Χ4(ω))的梳状滤波器，是能够通过在每个通道(扬声器6a、6b、6c和6d)中将频率改变系 数1来减小通道之间的相关度的滤波器，如图8A至图8C中的每一个的顶部和底部所示。梳状滤波器生成单元28基于从更新频度表3a读取的更新频度将每个频带划分成 多个，并且生成梳状滤波器，使得按照频率分量的升序将梳状滤波器应用于所划分的频带， 同时将应用梳状滤波器的帧的位置偏移一帧。因此，梳状滤波器生成单元28可以生成梳状 滤波器，其中，只是针对传递函数被更新的频带，可以对之间的互相关度等于或大于给定值 的频谱Xl (ω)和Χ2(ω)或者频谱Χ3(ω)和Χ4(ω)执行滤波。梳状滤波器生成单元28 针对每一帧生成图8Α至图8C中所示的梳状滤波器，并且将生成的梳状滤波器逐一发送到滤波单元22。对于从频率变换单元21获得的频谱Xl ( ω )、Χ2 ( ω )、Χ3 ( ω )和X4( ω )，滤波单元 22使用由消音滤波器生成单元27生成的消音滤波器和由梳状滤波器生成单元28生成的梳 状滤波器，对相应的频率分量执行滤波。通过这种操作，滤波单元22生成消音信号，用于消除在麦克风7a、7b、7c和7d的 各自位置处从扬声器6a、6b、6c和6d输出的声音。滤波单元22可以减小要从扬声器6a和 6b输出的音频信号之间的相关度或者要从扬声器6c和6d输出的音频信号之间的相关度。在根据第二实施方式的汽车音频装置1中，滤波单元22、传递函数变化率计算单 元26和梳状滤波器生成单元28以外的其他组件执行与由根据上述第一实施方式的对应组 件执行的操作类似的操作。现在，将基于操作图描述在根据第二实施方式的汽车音频装置1中的噪声抑制过 程。图9是表示根据第二实施方式的噪声抑制过程的操作图。由处理单元2根据汽车音频 装置1的存储单元3中存储的控制程序来执行下面的过程。在操作S21中，汽车音频装置1中的处理单元2对要从扬声器6a、6b、6c和6d输 出的音频信号执行频率变换，以获得频率轴上的音频信号(频谱)。在操作S22中，对于经 受了频率变换的频谱，处理单元2计算要从第一扬声器6a和第二扬声器6b输出的第一音 频信号的频谱之间的相关度以及要从第三扬声器6c和第四扬声器6d输出的第二音频信号 的频谱之间的相关度。在操作S23中，处理单元2使用给定滤波，对经受了频率变换的频谱执行滤波。通 过滤波，处理单元2生成消音信号，用于消除在麦克风7a、7b、7c和7d的各自位置处从扬声 器6a、6b、6c和6d输出的声音，并且将所生成的消音信号叠加于在操作S21中经受了频率 变换的频谱上。 在操作S24中，处理单元2对上面叠加了消音信号的频谱执行频率逆变换，以生成 要从扬声器6a、6b、6c和6d输出的回放信号。在操作S25中，处理单元2通过扬声器6a、 6b、6c和6d回放所生成的回放信号。在操作S26中，在正从扬声器6a、6b、6c和6d回放所 述回放信号的状态下，处理单元2通过麦克风7a、7b、7c和7d接收声音并且获得声音信号。 在操作S27中，处理单元2对所获得的声音信号执行频率变换，以获得频率轴上的声音信号 (频谱)。在操作S28中，处理单元2从存储单元3读取整个频带被预先划分成的给定数量 (例如，4个)频带中的每个频带的传递函数变化率，并且基于读取的传递函数变化率识别 每个频带中传递函数将被更新的频率分量。具体来讲，基于存储在存储单元3中的每个频 带的传递函数变化率，处理单元2从更新频度表3a中存储的内容中读取与频带中的传递函 数变化率对应的更新频度。处理单元2按基于从更新频度表3a中读取的更新频度的数量 划分每个频带，并且确定是否要更新所划分频带中的任一频带中的频率分量的传递函数。在操作S29中，对于确定要更新传递函数的频率分量，处理单元2基于在操作S23 中生成的频谱和在操作S27中生成的频谱，计算扬声器6a、6b、6c和6d与麦克风7a、7b、7c 和7d之间各自的声音传递函数。在操作S30中，基于计算出的传递函数，处理单元2针对 每个频率分量计算各个传递函数各自的传递函数变化率。处理单元2在频率方向上计算针 对四个频带中的每个频带的每个频率分量而计算出的传递函数变化率的平均值，并且将计算出的平均值作为频带中的传递函数变化率存储在存储单元3中。在操作S31中，处理单元2生成梳状滤波器，用于针对在操作S28中确定要更新其传递函数的频率分量，对音频信号(第一音频信号或第二音频信号)执行滤波，这些音频信 号之间的相关度等于或大于给定值并且在操作S22中计算该相关度。在操作S32中，处理 单元2基于在操作S29中计算出的传递函数(具体来讲，扬声器6a、6b、6c和6d与麦克风 7a.7b.7c和7d之间的传递函数)生成消音滤波器。具体来讲，针对在操作S28中确定要更新其传递函数的频率分量，处理单元2生成 消音滤波器，用于生成对在麦克风7a、7b、7c和7d各自的位置处从扬声器6a、6b、6c和6d 输出的声音进行抑制的消音信号。在操作S33中，处理单元2确定是否已经发出用于终止上述过程的指令。当处理 单元2确定没有发出用于终止上述过程的指令时，处理单元2使过程返回到操作S21，以重 复从操作S21至S32的操作。在操作S23中，处理单元2使用在操作S31中生成的梳状滤波器和在操作S32中 生成的消音滤波器，对通过频率变换获得的频谱执行滤波。当处理单元2在操作S33中确 定已经发出用于终止上述过程的指令时，处理单元2终止上述噪声抑制过程。在上述结构中，当要从扬声器6a和6b输出的第一音频信号之间的互相关度等于 或大于给定值时，根据第二实施方式的汽车音频装置1在向第一音频信号应用了梳状滤波 器之后，从扬声器6a和6b输出第一音频信号。因此，可以减小要从扬声器6a和6b输出的 第一音频信号之间的相关度。此外，当要从扬声器6c和6d输出的第二音频信号之间的互相关度等于或大于给 定值时，根据第二实施方式的汽车音频装置1在向第二音频信号应用了梳状滤波器之后， 从扬声器6c和6d输出第二音频信号。因此，可以减小要从扬声器6c和6d输出的第二音 频信号之间的相关度。尤其是当处理位于中央的通道(例如，单声道声源和声乐)之间的 相关度高的音频信号时，可以实现通过减小通道之间的相关度而造成的效果。此外，由于根据第二实施方式的汽车音频装置1只是将梳状滤波器应用于传递函 数被更新的频带，因此可以抑制音频信号的声音品质劣化。在这种情况下，由于人类频率分 辨率低，因此即使当将梳状滤波器局部应用于音频信号时，也不会使能听度劣化。第三实施方式现在，将描述根据第三实施方式的汽车音频装置。在上述的第一和第二实施方式 中，传递函数值随时间的方差ν(ω)用作传递函数变化率，该传递函数变化率用作确定每 个频率分量中传递函数的更新频度的指标。在第三实施方式中，将描述其它示例性传递函 数变化率。例如，汽车音频装置1可以使用当前帧内的传递函数值与传递函数值的时间平均 值之比作为传递函数变化率。具体来讲，对于由传递函数计算单元25针对每个频率分量计 算出的每个传递函数而言，传递函数变化率计算单元26针对该频率分量计算直至当前帧 的这些帧中的传递函数值的时间平均值。传递函数变化率计算单元26计算当前帧中的传 递函数值与所计算的时间平均值之比，并且将计算出的比值与通过两个阈值定义的给定范 围进行比较。当计算出的比值落入给定范围内时，传递函数变化率计算单元26确定该传递函数变化率是第一变化率。否则，传递函数变化率计算单元26就确定该传递函数变化率是比 第一变化率高的第二变化率。即，当当前帧中的传递函数值与传递函数值的时间平均值之 比落入给定范围内时，传递函数变化率计算单元26确定该传递函数的变化率低，否则，传 递函数变化率计算单元26就确定该传递函数的变化率高。因此，当当前帧中的传递函数 值与传递函数值的时间平均值之比落入给定范围内时，由于该传递函数的变化率被确定为 低，因此该传递函数的更新频度也被确定为低。此外，汽车音频装置1可以使用各个传递函数值的时间平均值与传递函数值之差的绝对值的平均值作为传递函数变化率。具体来讲，对于由传递函数计算单元25针对每个 频率分量计算出的每个传递函数而言，传递函数变化率计算单元26针对该频率分量计算 在直至当前帧的这些帧中的传递函数值的时间平均值。对于该频率分量，传递函数变化率 计算单元26计算所计算出的时间平均值和在直至当前帧的这些帧中的传递函数值之间的 差，并且计算各个所计算出的差的绝对值的平均值作为传递函数变化率。具体来讲，传递函 数变化率计算单元26基于图IlE中的公式6来计算传递函数变化率。在图IlE中的公式6中，η表示直至当前帧的这些帧的数量，χ表示这些帧中的传 递函数的值。此外，汽车音频装置1可以使用传递函数值的时间平均值与当前帧中的传递函数 值之间的差作为传递函数变化率。具体来讲，对于由传递函数计算单元25针对每个频率分 量计算出的每个传递函数而言，传递函数变化率计算单元26针对该频率分量计算在直至 当前帧的这些帧中的传递函数值的时间平均值。对于频率分量，传递函数变化率计算单元 26计算所计算出的时间平均值与当前帧中的传递函数值之间的差作为传递函数变化率。另 选的是，对于频率分量，传递函数变化率计算单元26计算所计算出的时间平均值与当前帧 中的传递函数值之比作为传递函数变化率。在根据第三实施方式的汽车音频装置1中，即使当使用上述的传递函数变化率 时，也可以执行与上述根据第一和第二实施方式中的每一个的汽车音频装置1中的操作类 似的操作。因此，可以实现与第一和第二实施方式的效果类似的效果。第四实施方式现在，将描述根据第四实施方式的汽车音频装置。图10是描述根据第四实施方式 的汽车音频装置的示例性构造的框图。根据第四实施方式的汽车音频装置1除了包括图2 所示的硬件组件之外，还包括外部存储单元8。外部存储单元8例如可以是光盘只读存储 器(CD-ROM)驱动器或者数字多功能光盘(DVD)驱动器，并且从记录介质8a(例如，可以是 CD-ROM或DVD-ROM)读取记录介质8a中存储的数据。用于作为上述每个实施方式中描述的汽车音频装置1而操作的控制程序记录在 记录介质8a上。外部存储单元8从记录介质8a读取控制程序，并且使存储单元3存储控 制程序。处理单元2执行存储单元3中存储的控制程序，使得根据第四实施方式的汽车音 频装置1按与上述每个实施方式中描述的汽车音频装置1的操作方式类似的方式操作。除了⑶-ROM或DVD-ROM之外，可以使用诸如软盘、存储卡和通用串行总线(USB) 存储器的各类其它记录介质，作为记录介质8a。此外，汽车音频装置1可以包括通信单元， 用于连接到诸如互联网或局域网(LAN)的网络。在这种情况下，在汽车音频装置1中，可以 通过网络下载用于作为在上述每个实施方式中描述的汽车音频装置1而操作的控制程序，并将其存储在存储单元3中。另外，根据这些实施方式的一个方面，可以提供所述特征、功能和操作的任意组合。根据详细的说明书，这些实施方式的众多特征和优点是显而易见的，因此，所附权 利要求书意图覆盖落入这些实施方式的真实精神和范围内的这些实施方式的所有这类特 征和优点。另外，由于对于本领域的技术人员来说许多更改和变化将是容易出现的，因此不 希望将本发明的实施方式限于所示和所述的精确构造和操作，因此，可以采用落入其范围 内的所有合适的更改和等价形式。本文所述的所有示例和条件语言都是意图以教学的方式帮助读者理解本发明以 及本发明的发明人为推动本领域而贡献的构思，并且应被理解为不受这类具体所述示例和 条件的限制，说明书中这类示例的组织也不涉及本发明优劣的展示。虽然已经详细描述了 本发明的实施方式，但是应当理解的是，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对其 进行各种改变、替代和改造。
权利要求
一种噪声抑制装置，该噪声抑制装置对所接收声音中包括的噪声成分进行抑制，该噪声抑制装置包括多个声音输入单元(7)，所述多个声音输入单元从给定的声音源输入声音并且将所述声音转换成时间轴上的声音信号；传输特性获得单元，所述传输特性获得单元在以帧为单位对所述声音信号进行划分之后对所述声音信号执行频率变换，并且针对各个给定频带计算从所述声音源发送的声音各自的传输特性；存储单元(3)，所述存储单元存储针对所述频带计算出的声音的传输特性；频度获得单元，所述频度获得单元针对所述频带获得用于对所述存储单元(3)中存储的所述传输特性进行更新的频度；更新单元，所述更新单元针对各个频带，基于所述传输特性，每隔与获得的所述频度对应的给定数量个帧，更新所述存储单元(3)中存储的所述传输特性；生成单元，所述生成单元基于更新后的传输特性来生成用于抑制所述噪声成分的抑制信息；以及抑制单元，所述抑制单元基于所述生成单元生成的所述抑制信息来抑制所述噪声成分。
2.根据权利要求1所述的噪声抑制装置，该噪声抑制装置还包括处理单元(2)，所述处理单元针对所述更新单元更新传输特性的各个频带，使用给定的 梳状滤波器，来对所述声音信号执行滤波；以及输出单元，所述输出单元从所述给定的声音源输出经过所述处理单元(2)滤波的声音 信号，其中所述多个声音输入单元(7)输入来自多个声音源的声音，并且将所述声音转换成所述 声音信号，并且所述传输特性获得单元基于经过所述处理单元(2)滤波的声音信号和由所述多个声 音输入单元(7)转换的声音信号，计算从所述给定的声音源发送的声音的传输特性。
3.根据权利要求2所述的噪声抑制装置，该噪声抑制装置还包括相关度值获得单元，所述相关度值获得单元针对所述给定的频带，计算要从所述多个 声音源中的各个声音源输出的声音信号之间的相关度，其中所述处理单元(2)使用所述给定的梳状滤波器对从所述多个声音源输出的各个声音 信号执行滤波，所述声音信号处于由所述相关度值获得单元计算出的相关度值等于或高于 给定值并且传输特性被所述更新单元更新的频带中。
4.根据权利要求1至权利要求3中的任一项所述的噪声抑制装置，该噪声抑制装置还 包括变化率获得单元，所述变化率获得单元针对各个给定的频带，计算相应的所述传输特 性随时间的变化率，所述传输特性由所述传输特性获得单元计算出，其中响应于由所述变化率获得单元计算出的所述变化率，所述频度获得单元获得针对所述 频带的频度。
5.根据权利要求4所述的噪声抑制装置，其中所述频度获得单元基于随着变化率增大而与所述变化率相关的频度提高的对应关系，获得与所述变化率获得单元计算出的所述变化率对应的频度。
6.根据权利要求4所述的噪声抑制装置，该噪声抑制装置还包括平均值获得单元，所述平均值获得单元针对各个频带，计算由所述传输特性获得单元 计算出的所述传输特性的时间平均值，其中所述变化率获得单元计算由所述传输特性获得单元计算出的所述传输特性相对于由 所述平均值获得单元计算出的所述时间平均值的比值，作为所述变化率，并且当所述变化率获得单元计算出的所述比值在给定范围内时，所述频度获得单元获得的 频度小于所述比值不在所述给定范围内时获得的频度。
7.根据权利要求4所述的噪声抑制装置，其中，所述变化率获得单元计算由所述传输 特性获得单元计算出的所述传输特性的方差或由所述传输特性获得单元计算出的所述传 输特性的标准偏差，作为所述变化率。
8.根据权利要求4所述的噪声抑制装置，该噪声抑制装置还包括平均值获得单元，所述平均值获得单元针对各个频带，计算由所述传输特性获得单元 计算出的各个传输特性的时间平均值，其中所述变化率获得单元计算由所述传输特性获得单元计算出的各个所述传输特性与所 述平均值获得单元计算出的所述时间平均值之差的绝对值的平均值，作为所述变化率。
9.根据权利要求4所述的噪声抑制装置，该噪声抑制装置还包括平均值获得单元，所述平均值获得单元针对各个频带，计算由所述传输特性获得单元 计算出的各个传输特性的时间平均值，其中所述变化率获得单元计算由所述平均值获得单元计算出的平均值与由所述传输特性 获得单元计算出的传输特性之间的差或比值，作为所述变化率。
10.一种噪声抑制方法，所述噪声抑制方法使得计算机程序使计算机用作对由所述计 算机接收的声音中包括的噪声成分进行抑制的噪声抑制装置，所述计算机程序包括从给定的声音源输入声音，并且将所述声音转换成时间轴上的声音信号； 在以帧为单位对所述声音信号进行划分之后，对所述声音信号执行频率变换，并且针 对各个给定的频带计算从所述声音源发送的声音各自的传输特性；针对各个频带，获得更新存储单元(3)的频度，所述存储单元存储针对各个频带计算 出的声音的传输特性；针对各个频带，基于所述传输特性，每隔与获得的所述频度对应的给定数量个帧，来更 新存储单元3中存储的所述传输特性；基于更新后的传输特性，生成用于抑制所述噪声成分的抑制信息；以及 基于生成的所述抑制信息，抑制所述噪声成分。
全文摘要
本发明提供噪声抑制装置和噪声抑制方法。该噪声抑制装置包括多个声音输入单元(7)，它们从给定的声音源输入声音并且将声音转换成时间轴上的声音信号；传输特性获得单元，其在以帧为单位对声音信号进行划分之后对声音信号执行频率变换，并且针对各个给定频带计算各个声音各自的传输特性；存储单元(3)，其存储计算出的声音的传输特性；频度获得单元，其针对各频带获得用于对存储单元(3)中存储的传输特性进行更新的频度；更新单元，其基于针对各个频带的传输特性，每隔与获得的频度对应的给定数量个帧更新传输特性；生成单元，其基于更新后的传输特性来生成用于抑制噪声成分的抑制信息；以及抑制单元，其基于抑制信息抑制噪声成分。
文档编号G10L21/02GK101819768SQ20101012384
公开日2010年9月1日 申请日期2010年2月25日 优先权日2009年2月25日
发明者伊藤太介 申请人:富士通株式会社