07供应结果信 号作为增强的信号。
[0084] <<变换器的布置〉〉
[00财图2B是示出变换器201的布置的框图。如图2B中所示，变换器201包括帖划分器 211、加窗单元212和傅里叶变换器213。有噪信号采样被供应到帖划分器211并且在K/2 采样的基础上被划分成帖，其中K是偶数。划分成帖的有噪信号采样被供应到加窗单元212 并且乘W窗函数w(t)。通过按照w(t)对第n个帖输入信号x(t，n)(t= 0, 1，. . .，K/2-1) 进行加窗而获得的信号由下式给定：
[0086] 惠(t,n) ^W(t)《(t,n) (1)
[0087] 两个相继帖可W部分地叠加（重叠）和加窗。假设重叠长度是帖长度的50%。对 于t= 0, 1，...，K-1，加窗单元212输出下式的左边：
[0088]
鱗
[0089] 对称窗函数用于实信号。窗函数被设计为除了在变换器201的输出被直接地 供应到逆变换器204时的计算误差之外使输入信号和输出信号相互匹配。运意味着 (t)+W^ (t+K/2) =Io
[0090]W下假设其中对于重叠20%的两个相继帖执行加窗的示例来继续描述。作为 w(t)，加窗单元例如可W使用由下式给定的汉宁窗：
[0091]
媒
[0092] 各种窗函数、诸如汉明窗和S角窗也是已知的。加窗的输出被供应到傅里叶变换 器213并且变换成有噪信号谱X化，n)。有噪信号谱X(k，n)被分离成相位和振幅。有噪信 号相位谱ar姑也n)被供应到逆变换器204,而有噪信号振幅谱Ix化，n)I被供应到稳定分 量估计器202和替换单元903。如已经描述的那样，可W使用功率谱取代振幅谱。
[0093] <<逆变换器的布置〉〉
[0094] 图2C是示出逆变换器204的布置的框图。如图2C中所示，逆变换器204包括逆 傅里叶变换器241、加窗单元242和帖合成单元243。逆傅里叶变换器241使用从替换单元 203供应的增强的信号振幅谱IY化，n)I(在图2C中由Y代表）和从变换器201供应的有噪 信号相位谱220(ar姑化，n))来获得增强的信号谱Y(k，n)如下。
[0095] ^k，n) = Iy化，n) I ? exp(j arg X化，n)) (4)
[0096] 其中j代表虚数单位。
[0097] 对于获得的增强的信号谱执行逆傅里叶变换。向加窗单元242供应信号为一系列 时域采样值y(t，n)(t= 0,1，…，K-1)，其中一个帖包括K个采样，并且将信号乘W窗函数 w(t)。通过按照w(t)对第n个帖增强信号y(t,n)(t= 0,1，…，K-1)进行加窗而获得的 信号由下式的左边给定：
[0098] 察托巧);雌)挺托從） 彌
[0099] 帖合成单元243基于K/2个采样从加窗单元242提取两个相邻帖的输出、叠加它 们并且通过下式对于t= 0,1，…，K/2-1获得输出信号（等式化）的左边）：
[0100] 穷化?I) ~梦(f夺泉7这，'揀~~ 1)夺受知'約） 终）
[0101] 从帖合成单元243向输出端子207传输获得的输出信号260。
[0102] 注意已经描述在图2B和2C中的变换器201和逆变换器204中的变换为傅里叶变 换。然而，可W使用任何其它变换、诸如哈达马化adamard)变换、哈尔化aar)变换或者小 波变换取代傅里叶变换。哈尔变换无需相乘并且可W减少LSI忍片的面积。小波变换可W 根据频率改变时间分辨率，并因此有望提高噪声抑制效果。
[0103] 稳定分量估计器202可W在由变换器201获得的多个频率分量被积分之后估计稳 定分量。在积分之后的频率分量的数目小于在积分之前的频率分量的数目。更具体地，获 得与通过积分频率分量而获得的积分频率分量公共的稳定分量谱并且共同地用于属于相 同积分频率分量的个别频率分量。如W上描述的那样，在积分多个频率分量之后估计稳定 分量信号时，待应用的频率分量的数目变小、由此减少总计算量。
[0104](稳定分量谱的定义）
[0105] 稳定分量谱指示在输入信号振幅谱中包括的稳定分量。稳定分量的功率的时间变 化小于输入信号的功率的时间变化。一般地通过差值或者比值计算时间变化。如果通过差 值计算时间变化，则在给定的帖n中相互比较输入信号振幅谱和稳定分量谱时，存在满足 下式的至少一个频率k:
[0106] (In化，n-1)Hn化，n) |)2< (Ix化，n-1)Hx化，n)I) 2 (7)
[0107] 备选地，如果通过比值计算时间变化，则存在满足下式的至少一个频率k:
[010引
錢）
[0109] 也就是说，如果W上表达式的左边对于所有帖n和频率k总是高于右边，则可W定 义N(k，n)不是稳定分量谱。即使函数是X和N的指数、对数和幕，仍然可W给定相同定义。
[0110] (推导稳定分量谱的方法）
[0111] 各种估计方法、诸如在非专利文献1和2中描述的方法可W用来估计稳定分量谱。
[0112] 例如，非专利文献1公开一种获得其中未包括目标声音的帖的有噪信号振幅谱的 平均值作为估计的噪声谱的方法。在该方法中，有必要检测目标声音。可W通过增强的信 号的功率确定其中包括目标声音的区间。
[0113] 作为理想操作状态，增强的信号是除了噪声之外的目标声音。此外，目标声音或者 噪声的电平在相邻帖之间不显著改变。出于运些原因，紧接的在前帖的增强的信号电平用 作确定噪声区间的指标。如果紧接的在前帖的增强的信号电平等于或者小于预定值，则确 定当前帖为噪声区间。可W通过对被确定为噪声区间的帖的有噪信号振幅谱求平均来估计 噪声谱。
[0114] 非专利文献1还公开一种获得有噪信号振幅谱在它们的供应已经开始的早期阶 段中的平均值作为估计的噪声谱的方法。在该情况下，有必要满足未紧接地在开始估计之 后包括目标声音运样的条件。如果满足该条件，则可W获得在早期估计阶段中的有噪信号 振幅谱作为估计的噪声谱。
[0115] 非专利文献2公开一种从有噪信号振幅谱的最小值（最小统计量）获得估计的噪 声谱的方法。在该方法中，保持有噪信号振幅谱在预定时间内的最小值，并且从最小值估计 噪声谱。有噪信号振幅谱的最小值与噪声谱的形状相似、因此可W用作噪声谱形状的估计 值。然而，最小值小于原有噪声电平。因此，通过适当地放大最小值而获得的谱用作估计的 噪声谱。
[0116] 此外，可W使用中值滤波器来获得估计的噪声谱。通过Wi肥（加权噪声估计）获 得估计的噪声谱作为通过使用噪声缓慢地改变的特性来跟随改变的噪声的噪声估计方法。
[0117] 运样获得的估计的噪声谱可W用作稳定分量谱。
[om](谱形状）
[0119] 图3是示出在给定时间n在有噪信号振幅谱（下文也被称为输入信号）Ix化，n)I、 稳定分量谱（稳定分量信号）N也n)和增强的信号振幅谱（下文被称为处理结 果）Iy化，n)I之间的关系的视图。在图3中，运些谱分别由X、N和Y表示。在该实施例中， 在所有频率，输入信号Ix化，n)I由通过将稳定分量信号N也n)乘W预定系数a也n)而 获得的a化,n)N化，n)替换。图3示出其中设置a化,n) = 0. 8的示例。
[0120] 获得用于替换的振幅谱（替换振幅谱）的函数不限于由a也n)N也n)表示的 N也n)的线性映射函数。例如，可W采用线性函数、诸如a也n)N也n)+"k，n)。在该情况 下，如果C化，n)〉0,则可总体上提高替换振幅谱的电平、由此提高在听见时的稳定性。如果 C化，n)<0,则可W总体上减少替换振幅谱的电平，但是有必要调整C化，n)，因此其中谱的值 变为负的频带不出现。此外，可W使用在另一形式中表示的稳定分量谱N(k，n)的函数、诸 如高阶多项式函数或者非线性函数。
[0121] 图4是示出有噪信号振幅谱、增强的信号振幅谱和稳定分量振幅谱根据频率随 时间的改变的视图。如图4中所示，通过连续地表示输入信号Ix化，n)I和稳定分量信号 N(k，n)在多个时间的频谱，有可能理解振幅谱的时间变化。
[0122] 图5是示出有噪信号振幅谱、待输出的增强的信号振幅谱和稳定分量谱在给定的 频率下的时间变化的定时图。如图5中所示，有可能通过用稳定分量信号N(k，n)的系数 a化，n)倍替换输入信号Ix化，n)I来使振幅谱的时间变化稳定。也就是说，在该实施例中， 有可能通过用至少在时间方向上稳定地改变的频率谱替换输入信号振幅谱Ix化，n)I来防 止振幅分量在频域中的"尖峰"。运可W通过仅在时域中平滑强的非稳定分量来抑制具有该 分量的噪声、诸如风噪声。有可能通过在频域中使噪声分量稳定而不是减少噪声分量来将 噪声改变成易于听见的声音。
[0123] 由于风噪声的非稳定性高，所W如果尝试估计风噪声，则准确性降低，并且常规噪 声估计方法不能应对风噪声。然而，在稳定分量信号例如通过在频率方向上执行平均来生 成并且用来执行替换时，有可能将风噪声改变成不令人不愉快的声音，同时保证跟踪能力。
[0124](系数a)
[0125] 确定经验上适当的值为稳定分量信号N(k，n)与之相乘的系数a化，n)。例如，如 果a也n) = 1，则获得Iy化，n)I=N化，n)，因此稳定分量信号N也n)直接地用作针对逆 变换器104的输出信号。运时，如果稳定分量信号N(k，n)为大，则大噪声不利地保留。为 了解决该问题，可W确定系数a化，n)，从而将向逆变换器104输出的振幅分量的最大值等 于或者小于预定值。例如，如果a化，n) =0.5,则通过稳定分量信号N(k，n)的功率一半的 信号来执行替换。如果a也n) =0.1，则声音变小并且具有与稳定分量信号N也n)的谱 形状相同的谱形状。
[0126] 例如，如果SNR(信号噪声比）低，则目标声音小，因此可W通过减少a也n)来执 行强抑制。恰好相反，在SNR高时，噪声小，因此可W通过将a也n)设置成1而不执行替 换。
[0127] 此外，通过考虑声音在增强高频带时令人不愉快，可W使用在k等于或者大于阔 值时使a化，n)充分地小的函数或者随着k增加而变得更小的k的单调递减函数。
[012引根据该实施例，由于有可能使输出信号的噪声分量稳定，所W声音质量与常规技 术比较有提高。注意，替换单元903可W在子频带基础而不是频率基础上替换振幅分量。
[0129][第立实施例]
[0130] 将参照图6至图8描述根据本发明的第S实施例的信号处理装置。图6是用于解 释根据该实施例的信号处理装置的替换单元603的布置的框图。根据该实施例的替换单元 603与第二实施例不同在于包括比较器631和上侧振幅替换单元632。其余部件和操作与 在第二实施例中相同。因此，相同标号将表示相同部件和操作，并且将省略其具体描述。
[0131] 比较器631比较有噪信号振幅谱Ix化，n)I与通过按照作为第一函数的线性映射 函数计算稳定分量谱N(k，n)而获得的第一阔值。在该实施例中，将说明其中利用在线性映 射函数之中的有代表性的恒定倍数、也就是al(k，n)倍执行比较的情况。如果振幅（功 率）分量Ix化，n)I大于稳定分量信号N(k，n)的al(k，n)倍，则上侧振幅替换单元632通 过替换振幅谱、即稳定分量信号N(k，n)的、用作第二函数的a2(k，n)倍执行替换；否则，谱 形状直接地用作替换单元603的输出信号Iy化，n)|。也就是说，如果Ix化，n)|〉aUk，n) N化，n)，则获得|Y化，n)I=a2化，n)N化，n);否则，获得|Y化，n)I= |X化，n)I。
[0132] 计算将用于与有噪信号振幅谱Ix化，n)I比较的谱的方法不限于使用稳定分量谱 N也n)的线性映射函数的方法。例如，可W采用线性函数、如aUk，n)N也n)+C也n)。在 该情况下，如果C化，n) <0,则通过稳定分量信号执行替换的频带增加，因此有可能大量地抑 制令人不愉快的非稳定噪声。此外，可W使用W另一形式表示的稳定分量谱N(k，n)的函 数、诸如高阶多项式函数或者非线性函数。
[013引图7是示出在a1化，n) =a2化，n) = 1. 0时在输入信号Ix化，n)I、稳定分量信 号N化，n)和输出信号Iy化，n)I之间的关系的视图。
[0134] 运在输入信号的变化在功率比通过将稳定分量信