信号处理装置、信号处理方法和信号处理程序的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种抑制具有非稳定分量的噪声的技术。
【背景技术】
[0002] 在W上技术领域中，专利文献1公开一种通过将输入声信号分离成低、中和高频 带来减少风噪声的技术。在专利文献1中，从中频带分量生成低频带中的恢复信号，通过对 恢复信号和原有低频带信号的加权和来生成用于低频带的校正的声信号，并且通过减少中 频带分量的信号电平来生成用于中频带的校正的声信号。最后，组合原有高频带信号W及 用于低和中频带的校正的声信号中的每个校正的声信号W生成增强的信号。
[0003] 专利文献2公开一种将输入声音分离成低和高频带并且根据风噪声的概率抑制 低频带有噪语音信号中所包括的风噪声的技术。
[0004] 引用列表 [000引专利文献
[0006] 专利文献1 :日本专利特开号2009-55583
[0007] 专利文献2 :日本专利特开号2012-239017 [000引专利文献3 :国际公开号2012/070668
[0009] 非专利文献
[0010] 非专利文献 1 :M.Kato,A.Sugiyama,和M.Serizawa,"NoiseSU卵ressionwith highspeechqualitybasedonweightednoiseestimationandMMSESTSA,"IEICE Trans.F^mdamentals(日本版），vol.J87-A,no. 7,pp. 851-860, 2004 年 7 月
[0011] 非专矛U文南犬2 :R.Martin,"Spectralsubtractionbasedonminimumstatistic s,"EUSPICO-94,pp. 1182-1185, 1994 年 9 月
[0012] 非专利文献 3 ::IE邸TRANSACTIONSONACOUSTICS,SP邸CH,ANDSIGNALPROCESS ING,VOL. 32,NO. 6,PP. 1109-1121，1984 年 12 月
[0013] 非专利文献 4 :3GPPTechnicalSpecification26. 094,vol. 5. 0. 0, 2002 年 6 月
[0014] 非专利文献 5 :3GPPTechnicalSpecification26. 194,vol. 5. 0. 0, 2001 年 3 月
[0015] 非专利文献 6 :A.Davis,S.Nor化olm,R.To即eri,"StatisticalVoice ActivityDetectionUsingLow-VarianceSpectrumEstimationandanAdaptive T虹eshold, "IE邸TRANSACTIONSONAUDIO,SP邸CH,ANDLANGUAGEPROCESSING,vol. 14,no .2,pp.412-424,2006年 3 月
[0016] 非专利文献 7 :K.Li,M.N.S.Swamy,M. 0.Ahmad,"AnImprovedVoiceActivity DetectionUsingHi曲erOrderStatistics, "IE邸TRANSACTIONSONSP邸CHANDAUDIO PROCESSING,vol. 13,no. 5,pp. 965-974, 2005 年 9 月。
【发明内容】
[0017] 技术问题
[0018] 然而，在专利文献I和2中描述的技术中的任一种技术简单地通过减少低频带中 的语音信号的信号电平来抑制风噪声，而不是作为抑制非稳定噪声、如风噪声的方法的一 种有效方法。因而，不可能将输入声音改变成易于听见的声音。
[0019] 本发明使得能够提供一种解决W上描述的问题的技术。
[0020] 对问题的解决方案
[0021] 本发明的一个方面提供一种信号处理装置，该信号处理装置包括：
[0022] 变换器，将输入信号变换成频域中的振幅分量信号；
[0023] 稳定分量估计器，其基于频域中的振幅分量信号估计具有具备稳定特性的频率谱 的稳定分量信号；
[0024] 替换单元，其使用由变换器获得的振幅分量信号和稳定分量信号来生成新振幅分 量信号并且用新振幅分量信号替换振幅分量信号；W及
[0025] 逆变换器，其将新振幅分量信号逆变换成增强的信号。
[0026] 本发明的另一方面提供一种信号处理方法，该信号处理方法包括：
[0027] 将输入信号变换成频域中的振幅分量信号；
[0028] 基于频域中的振幅分量信号估计具有具备稳定特性的频率谱的稳定分量信号；
[0029] 使用在变换中获得的振幅分量信号和稳定分量信号来生成新振幅分量信号并且 用新振幅分量信号替换振幅分量信号；W及
[0030] 将新振幅分量信号逆变换成增强的信号。
[0031] 本发明的更多其它方面提供一种用于使计算机执行方法的信号处理程序，该方法 包括：
[0032] 将输入信号变换成频域中的振幅分量信号；
[0033] 基于频域中的振幅分量信号估计具有具备稳定特性的频率谱的稳定分量信号；
[0034] 使用在变换中获得的振幅分量信号和稳定分量信号来生成新振幅分量信号并且 用新振幅分量信号替换振幅分量信号；W及
[0035] 将新振幅分量信号逆变换成增强的信号。
[0036] 发明的有益效果
[0037] 根据本发明，有可能将输入声音改变成易于听见的声音。
【附图说明】
[003引图1是示出根据本发明的第一实施例的信号处理装置的布置的框图；
[0039] 图2A是示出根据本发明的第二实施例的信号处理装置的布置的框图；
[0040] 图2B是示出根据本发明的第二实施例的变换器的布置的框图；
[0041] 图2C是示出根据本发明的第二实施例的逆变换器的布置的框图；
[0042] 图3是示出根据本发明的第二实施例的信号处理装置的信号处理结果的视图；
[0043] 图4是示出根据本发明的第二实施例的信号处理装置的信号处理结果的视图；
[0044] 图5是示出根据本发明的第二实施例的信号处理装置的信号处理结果的定时图；
[0045] 图6是示出根据本发明的第=实施例的替换单元的布置的框图；
[0046] 图7是示出根据本发明的第S实施例的信号处理装置的信号处理结果的视图；
[0047] 图8是示出根据本发明的第S实施例的信号处理装置的信号处理结果的视图；
[004引图9是示出根据本发明的第四实施例的替换单元的布置的框图；
[0049]图10是示出根据本发明的第四实施例的替换单元的信号处理结果的图形；
[0050] 图11是示出根据本发明的第四实施例的替换单元的信号处理结果的视图；
[0051]图12是示出根据本发明的第五实施例的替换单元的布置的框图；
[0052] 图13是示出根据本发明的第五实施例的替换单元的信号处理结果的视图；
[0053]图14是示出根据本发明的第六实施例的替换单元的布置的框图；
[0054] 图15是示出根据本发明的第六实施例的替换单元的信号处理结果的视图；
[0055]图16是示出根据本发明的第屯实施例的替换单元的布置的框图；
[0056] 图17是示出根据本发明的第八实施例的信号处理装置的布置的框图；
[0057] 图18是示出根据本发明的第九实施例的信号处理装置的布置的框图；
[005引图19是示出根据本发明的第九实施例的语音检测器的布置的示例的框图；
[0059] 图20是示出根据本发明的第九实施例的语音检测器的布置的另一示例的框图；
[0060] 图21是示出根据本发明的第九实施例的信号处理装置的信号处理结果的视图；
[0061]图22是示出根据本发明的第十实施例的替换单元的布置的框图；
[0062] 图23是示出根据本发明的第十一实施例的替换单元的布置的框图；
[0063]图24是示出根据本发明的第十二实施例的替换单元的布置的框图；
[0064] 图25是示出根据本发明的第十S实施例的替换单元的布置的框图；
[0065]图26是示出根据本发明的第十四实施例的替换单元的布置的框图；
[0066] 图27是示出根据本发明的第十五实施例的信号处理装置的布置的框图；
[0067] 图28是示出根据本发明的第十五实施例的噪声抑制器的布置的框图；
[006引图29是示出根据本发明的第十六实施例的替换单元的布置的框图；
[0069] 图30是示出根据本发明的第十屯实施例的信号处理装置的布置的框图；W及
[0070] 图31是示出在根据本发明的实施例的信号处理装置由软件实施时的布置的框 图。
【具体实施方式】
[0071] 现在将参照附图具体地描述本发明的优选实施例。应当注意在运些实施例中阐述 的部件的相对布置、数值表达式和数值除非具体地另外陈述，否则不限制本发明的范围。注 意，在W下说明中的"语音信号"指示根据语音或者另一声音的影响而出现的直接电改变。 语音信号传输语音或者另一声音，但不限于语音。
[007引[第一实施例]
[0073] 将参照图1描述根据本发明的第一实施例的信号处理装置100。如图1中所示，信 号处理装置100包括变换器101、稳定分量估计器102、替换单元103和逆变换器104。
[0074] 变换器101将输入信号110变换成频域中的振幅分量信号130。
[00巧]稳定分量估计器102基于频域中的振幅分量信号130估计具有具备稳定特性的频 率谱的稳定分量信号140。替换单元103使用振幅分量信号130和稳定分量信号140来生 成新振幅分量信号150并且用新振幅分量信号150替换振幅分量信号130。逆变换器104 将新振幅分量信号150逆变换成增强的信号160。
[0076]有了W上布置，有可能通过用稳定、易于听见的噪声替换在输入声音中包括的噪 声来抑制令人不愉快的非稳定噪声。
[0077][第二实施例]
[007引 << 总体布置〉〉
[0079] 将参照附图描述根据本发明的第二实施例的信号处理装置。根据该实施例的信号 处理装置例如适当地抑制非稳定噪声、如风噪声。简而言之，在频域中，估计输入声音中的 稳定分量，并且用估计的稳定分量替换输入声音的部分或者全部。输入声音不限于语音。例 如，环境声音（街道上的噪声、火车/汽车的行驶声音、报警/警告声音、拍手声等）、人的语 音或者动物的声音（鸟儿的调嗽、狗的巧叫、猫的喃叫、笑声、泪声、欢呼等）、音乐等可W用 作输入声音。注意，W语音作为在该实施例中的输入声音的代表示例。
[0080] 图2A是示出信号处理装置200的总体布置的框图。向输入端子206提供有噪信 号（包括希望的信号和噪声二者的信号）为一系列采样值。向输入端子206提供的有噪信 号在变换器201中经历变换、诸如傅里叶变换并且被划分成多个频率分量。在频率基础上 独立地处理多个频率分量。运里将通过关注特定频率分量来继续描述。从频率分量之中， 向稳定分量估计器202和替换单元203提供振幅谱（振幅分量）|X(k，n)I，并且向逆变换器 204提供相位谱（相位分量）220。注意，变换器201运里向稳定分量估计器202和替换单 元203提供有噪信号振幅谱IX化，n)I。然而，本发明不限于此，而可W提供与振幅谱的平方 对应的功率谱。
[0081] 稳定分量估计器202估计在从变换器201提供的有噪信号振幅谱Ix化，n)I中包 括的稳定分量并且生成稳定分量信号（稳定分量谱）N化，n)。
[0082] 替换单元203使用生成的稳定分量谱N(k，n)来替换从变换器201供应的有噪信 号振幅谱Ix化，n)I并且向逆变换器204传输增强的信号振幅谱Iy化，n)I作为替换结果。
[0083] 逆变换器204通过合成从变换器201供应的有噪信号相位谱220来将从替换单元 203供应的增强的信号相位谱Iy化，n)I逆变换成结果信号并且向输出端子2