噪聲抑制裝置及噪聲抑制方法

2023-05-08 19:57:56

專利名稱：噪聲抑制裝置及噪聲抑制方法
技術領域：
本發明涉及一種噪聲抑制裝置及噪聲抑制方法。
背景技術：
當前，提出了下述裝置等，即音頻播放裝置，其與輸入信號對應地驅動揚聲器等 負載；音頻通信裝置，其在遠離地點間傳送音頻；以及音頻識別裝置，其通過對音頻的種類 等進行區分 識別，從而理解其內容等。在上述各裝置中，為了對音頻準確地進行播放、傳 遞或者識別等，而優選除去包含在其中的噪聲的影響。 作為這樣的噪聲抑制的技術，已知例如以下的專利文獻1及非專利文獻1至4中 公開的技術。 專利文獻1 :日本特開2007-226264號公報 非專利文獻l:Boll， S. ， "Suppression of acoustic noise in speechusing spectral subtraction，，， IEEE Trans. Vol. ASSP_27， No2， pp. 113-120， 1979.
非專利文獻2:M. Berouti， el al， "Enhancement of SpeechCorrupted by Acoustic Noise"，Proceedings of ICASSP，pp.201—211，1979. 非專禾U文獻3 :Lim & Oppenheim， "Enhancement and BandwidthCompression of Noisy Speech", Proc. IEEE，Vol 67，Nol2，pp.1586—1604，1979 非專禾U文獻4 :Y. Ephraim and D. Malah， "Speech EnhancementUsing a Minimum Mean-Square Error Short-Time Spectral AmplitudeEstimator"， IEEE Trans.Vol. ASSP-32, No. 6， ppll09-1121，1984.

發明內容
上述各文獻中公開的技術，基本上與以下方法相關，S卩，通過適當的方法減去頻帶
的振幅頻譜的電平而抑制噪聲的方法，即所謂譜減法(Spectral Subtraction)，通過這些
中的任一項技術，都可以得到一定的噪聲抑制效果。 但是，在這些文獻中，仍存在未公開 未解決的課題。 例如，上述譜減法基於下述方式進行，S卩，推定包含在輸入信號中的噪聲頻譜，從 振幅頻譜中減去該噪聲頻譜推定值，但在此情況下，存在很可能產生所謂音樂噪聲的問題。 這是因為，在這裡所說的噪聲頻譜推定值不一定反映實際的噪聲頻譜。即，存在在某頻帶 中，減去噪聲頻譜推定值後仍殘留噪聲的情況，另外，存在在其他的頻帶中，產生削減過度 的情況。因此，如果將減去噪聲頻譜後的振幅頻譜向時域進行再變換，則有可能出現將多個 具有隨機頻率的正弦波合成的信號，通過對其進行播放，可能產生非常剌耳的噪聲(即，音 樂噪聲)。 另外，在輸入信號中，存在主要由音頻佔據的部分(音頻部分)和幾乎沒有音頻的 部分(噪聲部分)。 在上述狀況下，例如，如上述非專利文獻1所示，在對音頻部分應用譜減法、對噪聲部分應用固定增益，由此抑制噪聲的情況下，在該固定增益值過小時，在從噪聲部分向音 頻部分切換的情況下，產生背景噪聲量增大的現象，而在固定增益值過大時，相反地，可能 產生背景噪聲量減小的現象。如果對其進行例如播放，則很可能使收聽者感到聽覺上的不 自然感。 本發明的課題是，提供一種可以解決上述課題中的至少一部分的噪聲抑制裝置及 噪聲抑制方法。 為了解決上述課題，本發明所涉及的噪聲抑制裝置具有噪聲頻譜推定單元，其基 於輸入信號，針對K個頻帶(其中，K為大於或等於2的自然數)分別推定包含在該輸入信 號內的噪聲頻譜；第1增益運算單元，其基於所述噪聲頻譜推定單元的噪聲頻譜的推定結 果，計算所述K個頻帶各自的噪聲抑制增益；第2增益運算單元，其針對所述噪聲抑制增益， 計算與所述K個頻帶的全部或者一部分相關的平均值增益；以及噪聲抑制單元，其通過對 所述輸入信號所涉及的所述K個頻帶的全部或者一部分應用所述平均值增益，從而抑制包 含在該輸入信號內的噪聲。 根據本發明，分別計算K個噪聲頻譜以及K個噪聲抑制增益。另外，第2增益運算 單元根據其中的K個噪聲抑制增益計算平均值增益。即，在本發明中，所謂計算"與K個頻
帶的全部…相關的"平均值，是指如果假設噪聲抑制增益為G(l) 、G(2).....G(K)，則例如由
Gave = (G(l)+G(2)+. . . +G(K))/K等計算平均值增益Gave (此外，在計算該例中所示的平均 值增益時，不一定要使用全部K個噪聲抑制增益。本發明中所稱的"與K個頻帶的..'一 部分'相關的平均值增益"，包含如上述所示的情況)。 另外，在本發明中，將上述的平均值增益Gave針對K個頻帶的全部或者一部分而 應用於輸入信號。例如，如果將時域的輸入信號變換為頻域而得到的振幅頻譜設為Y(l)、
Y(2).....Y(K)，則頻域的輸出信號可以由Gave 'Y(l)、Gave *Y(2).....Gave *Y(K)等而得到。 根據上述內容，在本發明中，不但可以得到噪聲抑制效果，而且例如，不會發生由 上述噪聲頻譜推定值引起的振幅頻譜的過度削減的情況等，因此，可以非常有效地抑制音 樂噪聲的產生。 在本發明所涉及的噪聲抑制裝置中，也可以構成為，所述第2增益運算單元計算 將所述平均值增益在時間軸上平滑化後的平滑化增益，所述噪聲抑制單元通過對所述輸入 信號所涉及的所述K個頻帶的全部或者一部分應用所述平滑化增益，從而抑制包含在該輸 入信號中的噪聲。 根據該形態，可以計算將所述平均值增益在時間軸上平滑化後的平滑化增益。因 此，該平滑化增益是在接受上述平均化處理的基礎上，進一步接受平滑化處理而得到的 (如果重視這一點，則也可以將該平滑化增益稱為平均化*平滑化增益)。此外，所謂"在時
間軸上平滑化"是指假定將計算後的平滑化增益沿時間順序為Gsmt-T(l) 、Gsmt-T(2).....
Gsmt-T(r) 、 (r是適當的整數)，則使用例如適當的平滑化係數S ，作為Gsmt-T(r)= S Gsmt-T(r-1) + (1-S ) Gave等而進行計算。 根據上述內容，由於不會使平均值增益(準確地說是平滑化後的平均值增益。即， 本形態所稱的"平滑化增益")隨著時間的經過而產生激烈的變化，所以可以維持噪聲抑制 處理的連續性 一貫性。
此外，在本發明中，如後述所示，優選針對隨時間推移而劃分的每個幀進行處理， 但在此情況下，本形態中所稱的"時間軸"，更具體地說，可以假設為在將該幀一個一個地按 順序排列的情況下抽象出的軸。關於這一點的更詳細的具體例子，在後述的實施方式、特別 是式(4)時進行說明。 另外，在本發明所涉及的噪聲抑制裝置中，也可以構成為，還具有音頻檢測單元， 其通過隨時間推移地對所述輸入信號中是否包含音頻進行檢測，從而將該輸入信號區分為 包含該音頻的音頻幀、以及不包含該音頻的噪聲幀，所述噪聲抑制單元向所述輸入信號中 相當於所述噪聲幀的部分，應用所述平均值增益或者所述平滑化增益。 根據該形態，將上述平均值增益或者平滑化增益向噪聲幀應用，更優選僅向噪聲
幀應用。對於噪聲幀，由於比較容易產生音樂噪聲，而本形態則針對這一問題而進行平均值
增益等的應用，所以可以說是用於獲得音樂噪聲抑制效果的優選方式之一。 此外，在本形態中，對於"含有"或者"不含有"音頻這樣的用語，不能理解為所謂
絕對的意思。例如，本形態並不限定於抽象性地假設"全部由音頻"佔據的幀和"根本不存
在音頻"的幀這兩種形態，針對這兩者兩極端而進行"音頻幀"及"噪聲幀"的區分的情況，
而且，本形態也不限定於僅以後者為"噪聲幀"，除此之外全部為"音頻幀"而進行區分的情
況。即，在本形態中，即使在認定為"噪聲幀"的情況下，也不要求該噪聲幀中根本不包含"音
頻"，本形態中所稱的"音頻幀"及"噪聲幀"的區分，可以以上述2種情況的適當的中間點為
基準而進行。 在以上所述的意思中，本形態中所稱的"包含"或者"不包含"這樣的用語或者本 形態所涉及的"音頻幀"及"噪聲幀"的區分，可以說是相對的。 在本形態中也可以構成為，所述噪聲抑制單元向所述輸入信號中相當於所述音頻 幀的部分，應用所述噪聲抑制增益。 根據本形態，將所述噪聲抑制增益向音頻幀應用。該形態可以與之前所述的形態 並存，但在此情況下，優選對於音頻幀僅使用沒有經過平均化處理的所謂通常的噪聲抑制 增益，而對於噪聲幀僅使用經過平均化處理的平均值增益或者平滑化增益。如果鑑於在音 頻幀中噪聲的存在並不那麼明顯而在噪聲幀中卻相反這一情況，則本形態所涉及的處理內 容，可以得到非常合理的 高效的 有效的噪聲抑制效果。 在包含所述"音頻檢測單元"的本發明的形態中，也可以構成為，所述噪聲頻譜推 定單元在要推定與所述音頻幀相關的噪聲頻譜的情況下，將針對與該音頻幀最接近的噪聲 幀而已經推定出的噪聲頻譜，推定為該音頻幀的噪聲頻譜。 根據該形態，音頻幀的噪聲頻譜與其最接近的處理後的噪聲幀的噪聲頻譜相匹 配。在這裡，由於噪聲抑制增益是基於推定的噪聲頻譜而求出的，所以該音頻幀的噪聲抑制 增益原則上也與該噪聲幀中的噪聲抑制增益相匹配(但是，在此情況下，兩者之間的值當 然有可能不同。)。 根據上述內容，在本形態中，使對最接近的噪聲幀執行的噪聲抑制處理，在其後的 音頻幀的噪聲抑制處理中沿用，在從噪聲幀向音頻幀切換的情況下，可以保持噪聲抑制處 理的一貫性。由此，在該切換的情況下，可以事先防止噪聲量急劇變化等現象的發生。
另外，在包含所述"音頻檢測單元"的本發明的形態中，也可以構成為，所述噪聲 頻譜推定單元在要推定與所述噪聲幀相關的噪聲頻譜的情況下，在計算出臨時頻譜推定值後，使用該噪聲幀的前一個幀的噪聲頻譜推定值，計算出將該臨時頻譜推定值在時間軸上 平滑化後的平滑化噪聲頻譜推定值，將該平滑化噪聲頻譜推定值推定為該噪聲幀的噪聲頻 譜，在要推定與所述音頻幀相關的噪聲頻譜的情況下，直接將該音頻幀的前一個幀的噪聲 頻譜推定值，推定為該音頻幀的噪聲頻譜。 根據該形態，可以適當地推定音頻幀及噪聲幀各自的噪聲頻譜。由於針對噪聲幀， 計算平滑化噪聲頻譜推定值，所以可以保持噪聲抑制處理的一貫性 連續性，針對音頻幀， 適當地維持如上述所示的"最接近的噪聲幀"的噪聲頻譜(即，根據本方式，如果已針對某 個噪聲幀推定了噪聲頻譜，則在此之後，只要持續為音頻幀，則繼續維持該噪聲頻譜。)。
此外，在本形態中，在僅稱為"幀"的情況中，包括"音頻幀"的情況，以及"噪聲幀" 的情況。 關於這一點的更詳細的具體例子，在後述的實施方式、特別是式(1)時進行說明。
另一方面，為了解決上述課題，本發明所涉及的噪聲抑制方法包含噪聲頻譜推定 工序，其基於輸入信號，針對K個頻帶(其中，K為大於或等於2的自然數)分別推定包含 在該輸入信號內的噪聲頻譜；第1增益運算工序，其基於所述噪聲頻譜推定工序中的噪聲 頻譜的推定結果，計算所述K個頻帶各自的噪聲抑制增益；第2增益運算工序，其針對所述 噪聲抑制增益，計算與所述K個頻帶的全部或者一部分相關的平均值增益；以及噪聲抑制 工序，其通過對所述輸入信號所涉及的所述K個頻帶的全部或者一部分應用所述平均值增 益，從而抑制包含在該輸入信號內的噪聲。 根據本發明，明確其可以實現與上述針對本發明所涉及的噪聲抑制裝置記述的作 用效果沒有本質不同的作用效果。 在本發明所涉及的噪聲抑制方法中，也可以構成為，還包含音頻檢測工序，其通過 對所述輸入信號中是否包含音頻進行檢測，從而將該輸入信號區分為包含該音頻的音頻 幀、以及不包含該音頻的噪聲幀，所述噪聲抑制工序向所述輸入信號中相當於所述噪聲幀 的部分，應用所述平均值增益。 根據本形態，明確其可以實現與上述針對本發明所涉及的噪聲抑制裝置的各種形 態中向噪聲幀應用平均值增益的形態記述的作用效果沒有本質不同的作用效果。
此外，本形態中所稱的"含有"或者"不含有"這樣的用語的意義，與上述相同。
除上述之外，本發明的更具體化的方式或者由此實現的作用效果，在從下面開始 的實施方式的記載中明確記述。


圖1是表示本發明的實施方式1所涉及的噪聲抑制裝置的結構的框圖。 圖2是表示實施方式1所涉及的噪聲抑制處理的流程的流程圖。 圖3是用於說明實施方式1所涉及的噪聲抑制處理的內容的說明圖。 圖4是用於說明現有噪聲抑制處理的內容的說明圖。 圖5是表示本發明的實施方式2所涉及的噪聲抑制裝置的結構的框圖。 圖6是表示包含音頻信號的情況下的噪聲抑制增益G(n)的運算例的曲線圖。 圖7是表示不包含音頻信號的情況下的噪聲抑制增益G(n)的運算例的曲線圖。
具體實施例方式〈實施方式1> 下面，參照圖l，說明本發明所涉及的實施方式1。此外，在這裡提到的圖1，以及以 下所參照的各附圖(也包含例如圖6等的曲線圖)中，存在各部分的尺寸比例與實際尺寸 相比適當改變的情況。 噪聲抑制裝置1如圖1所示，由時間*頻率變換部10、噪聲頻譜推定部20、噪聲抑 制增益運算部30、噪聲期間*噪聲抑制增益運算部40、原音附加率運算部50、原音附加增益 運算部60、頻率 時間變換部70、以及音頻檢測部80構成。 時間 頻率變換部10對時域的輸入信號進行傅立葉變換，而變換為頻域的信號。 優選該傅立葉變換是通過將輸入信號隨時間推移分成規定數量的幀，且向該幀施加適當的 窗口函數而進行的。 上述頻域的信號分為振幅頻譜及相位頻譜，將其中的相位頻譜直接向後述的頻 率 時間變換部70發送。另一方面，將振幅頻譜向後述的噪聲頻譜推定部20以後的各部 分輸送，接受後述的各種處理。 還將上述時域的輸入信號向音頻檢測部80供給。音頻檢測部80對該輸入信號中 有無音頻信號進行檢測。如上述所示，在將輸入信號分成幀的情況下，針對每個幀進行音頻 檢測(此外，在實施方式l中，將這種處理作為前提。)。在這裡，所謂"音頻"，特別指會話、 口語、音樂、各種信號等對於人來說有意義的聲音。即，以下關係成立，在將輸入信號通過適 當的播放單元進行播放的情況下，如果播放該輸入信號中的"音頻信號"，則成為該聲音。
對於該音頻信號，是將例如下述條件作為基準而進行檢測的，S卩，輸入信號的電平 是否超過預先確定的閾值。但是，本發明除此之外還可以採用各種方法。例如，可以採用使 用概率，統計的方法推定音頻信號的產生概率的方法等，或者，也可以採用不使用上述輸入
信號，而使用其傅立葉變換後的信號(即，上述所稱的頻域的信號)作為檢測對象的方法等。 此外，以下，有時分別將通過該音頻檢測部80判定為存在音頻信號的幀稱為"音
頻幀"，將判定為不存在音頻信號的幀稱為"噪聲幀"。此外，在這裡，存在，不存在不具有所
謂絕對的意義。如上述所示，既然是以規定的閾值為基準，對音頻信號的有無進行判斷，所
以嚴格來講，不排除在"噪聲幀"中包含被稱為音頻信號的部分的可能性。 噪聲頻譜推定部20基於上述振幅頻譜，計算噪聲頻譜的推定值。在實施方式1中，
特別地，基於以下的式(1)，針對被分割為規定個數的頻帶分別推定噪聲頻譜。
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在這裡，Nt(n)是當前處理中某幀的噪聲頻譜推定值，Nt—Jn)是其前一幀的噪聲頻 譜推定值(因此，"t"是表示當前處理中的幀自身的下標)，Y(n)是輸入的振幅頻譜，n是 頻帶(對頻帶標註的編號。此外，頻帶被分割為N個。此外，該N小於或等於本發明中所稱 的"K個頻帶"中的K(二N《K)。 )，13是平滑化係數。另外，在式(1)中，cawA表示噪 聲頻譜推定部20處理噪聲幀的情況，case B表示其處理音頻幀的情況。
如上述所示，噪聲頻譜推定部20與當前處理的幀是噪聲幀還是音頻幀對應地，變更為了計算噪聲頻譜推定值Nt(n)而使用的公式。S卩，在音頻幀處理時(case，B)，直接使 用其前一個噪聲頻譜推定值，求出噪聲頻譜推定值Nt(t)，在噪聲幀處理時(case A)，通過 使輸入的振幅頻譜在時間軸上平滑化，計算噪聲頻譜推定值Nt (n)。 噪聲抑制增益運算部30基於上述振幅頻譜和通過式(1)求出的噪聲頻譜推定值 Nt(n)，計算噪聲抑制增益。在實施方式l中，特別地，通過以下的式(2)計算噪聲抑制增益。
[式2] = maxfo, y(")-……(2)
、 J 在這裡，max(a，b)表示將a和b中較大的那一個的值返回的函數(以下相同。)。
通過該式(2)，在輸入的振幅頻譜Y(n)與所對應的噪聲頻譜推定值Nt (n)之 間，Y(n) Nt (n)成立的情況下，G(n)= (Y(n)-Nt(n))/Y(n)。 將通過該噪聲抑制增益運算部30計算出的噪聲抑制增益，分別與通過上述音頻 檢測部80區分的音頻幀及噪聲幀對應地，經由噪聲期間 噪聲抑制增益運算部40或者直 接向原音附加增益運算部60供給。圖1所示的噪聲抑制裝置l，具有用於實現上述處理的 開關(參照圖中的弧線箭頭)。 噪聲期間 噪聲抑制增益運算部40(以下，為了簡單，也稱為"噪聲期間用增益運 算部40"。)，計算應向噪聲幀應用的噪聲抑制增益。在實施方式l中，為了計算該噪聲抑制 增益而採用以下方法。 首先，基於通過式(2)求出的噪聲抑制增益G(n)，計算由以下的式(3)表示的g。 [式3]
均值。



從式(3)的右邊明確可知，該g表示式(2)的噪聲抑制增益的與頻帶n相關的平
接下來，通過以下的式(4)，使該式(3)的噪聲抑制增益平均值g平滑化。 [式4]
Gt = iiGt—一(l-iOg......(4)
在這裡，P是平滑化係數，Gt是針對當前處理中的噪聲幀的噪聲抑制增益，Gt—工是 針對其前一個處理的噪聲幀的噪聲抑制增益。 上述式(1)中的作為case *A而示出的式子也是如此，但在該式(4)中，由於在計 算當前處理中的幀的噪聲抑制增益時，參照其前一個處理的幀的噪聲抑制增益，所以可以 說在時間軸上進行了平滑化(對於後述的式(7)也相同。)。 該式(4)中的Gt，是應在本噪聲期間用增益運算部40中求出的、用於向噪聲期間 應用的噪聲抑制增益(以下，為了簡單，也稱為"噪聲期間用增益"。)。
噪聲期間用增益運算部40將按照上述方式求出的噪聲期間用增益Gt，統一應用於 全部頻帶。以下，為了表示該情況，將該統一應用的Gt，表示為Gl(n)。在此情況下，Gl(O)、 Gl(l).....Gl(N-l)，全部都等於Gt。 原音附加率運算部50計算與噪聲抑制後的信號相對的原音信號的原音附加率。在實施方式1中，特別地，基於以下的式(5)計算該原音附加率og。
[式5] og = max (0， tg_Gt)......(5) 在這裡，tg是目標噪聲抑制增益，是基於以下的式(6)而求出的。
[式6]
-TO tg=10I……(6) 該式(6)中的TG是目標噪聲抑制量，以dB為單位。該TG(或者tg)通過從裝置外部經由未圖示的操作部等而人為地提供，或者，也可以通過任意適當的方法自動地運算。
根據以上的式(5)，在目標噪聲抑制增益tg和噪聲期間用增益Gt之間，tg Gt成立的情況下，og = tg_Gt。 原音附加增益運算部60基於上述原音附加率og，計算原音附加後的噪聲抑制增益。在實施方式1中，為了計算該噪聲抑制增益而採用以下方法。 首先，基於通過式(5)求出的原音附加率og，計算由以下的式(7)表示的OGt。
[式7] OGt=pOGt-……( )LOGt—i; cose .5 在這裡，OGt是當前處理中的幀的原音附加比例。0Gt—工是其前一個幀的原音附加
比例，A是平滑化係數。此外，式(7)中的case "A及case B的含義，與上述式(1)的情
況相同(在以下的式(8)中也相同。)。 如上述所示，原音附加增益運算部60與當前處理的幀是噪聲幀還是音頻幀對應地，變更為了計算原音附加比例OGt而使用的公式。S卩，在音頻幀處理時(case化)，直接使用其前一個原音附加比例來計算原音附加比例OGt，在噪聲幀處理時(case A)，通過使上述原音附加率og在時間軸上平滑化來計算原音附加比例0Gt。 接下來，原音附加增益運算部60基於以下的式(8)，計算原音附加後的噪聲抑制增益。 [式8]
、fOGt(") + (l — OGt).Gl("); cos"
G2(")— 、" ……(8)
l0Gt(") + (l-OGt)'G("); 匿'5 在這裡，Gl(n)如以上說明所示，表示在噪聲幀中對所有頻帶統一應用的噪聲期間用增益。 根據該式(8)，與上述式(7)中的情況分別對應地，計算原音附加後的噪聲抑制增益G2 (n)(以下，為了簡單，也稱為"修正後增益G2 (n)"。)。 圖1所示的乘法器11，使按照上述方式求出的修正後增益G2(n)與振幅頻譜Y(n)相乘。即，進行S(n) =G2(n) *Y(n)的運算，其結果是，可以得到最終應得到的噪聲抑制後的振幅頻譜S(n)。 最後，頻率 時間變換部70，基於按照上述方式求出的噪聲抑制後的振幅頻譜S(n)和從時間*頻率變換部10直接供給的相位頻譜，生成時域的輸出信號。在實施方式1中，由於在時間 頻率變換部10中進行傅立葉變換，所以頻率 時間變換部70實施傅立葉逆變換。
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下面，在已參照過的圖1的基礎上，參照圖2至圖4，說明以上所述的實施方式1所涉及的噪聲抑制裝置1的作用、動作以及效果。 首先，時間 頻率變換部10對輸入信號實施傅立葉變換，並將其如圖1所示分解為振幅頻譜Y(n)及相位頻譜(圖2的步驟S101)。此時，時間 頻率變換部10如上述所示，針對每個幀實施處理。 另外，與此並行，音頻檢測部80對輸入信號中是否包含音頻信號進行檢測(圖2的步驟S102)。該檢測處理是可以將輸入信號區分為音頻幀和噪聲幀的處理。音頻檢測部80還進行相關的處理。 然後，噪聲頻譜推定部20通過上述振幅頻譜Y(n)及上述式(1)，針對每個具有規定寬度的頻帶n，計算出噪聲頻譜推定值Nt (n)。在此情況下，如上述所示，與當前處理的幀是噪聲幀還是音頻幀對應地，進行不同的處理(參照圖2的步驟S103)。此外，如圖2所示，在從該噪聲頻譜推定值Nt(n)的計算處理以後，直至由圖1所示的乘法器11進行的輸出信號生成處理(圖2的步驟S104)為止的期間，與噪聲幀和音頻幀之間的區別對應地，展開其內容實質不同的處理。因此，下面，第一、針對噪聲幀用的處理，第二、針對音頻幀用的處理，分為[I]及[II]進行說明。 此外，上述的分別處理如圖1所示，是通過與音頻檢測部80的檢測結果對應的開關的切換而進行的。 [I]首先，在噪聲幀用處理中，通過上述式(1)中的作為case "示出的公式，計算出噪聲頻譜推定值Nt(n)(圖2的步驟S201)。如上述所示，這是通過輸入的振幅頻譜Y(n)的平滑化處理進行的。 然後，基於上述噪聲頻譜推定值Nt(n)以及上述式(2)，計算出噪聲抑制增益G(n)(圖2的步驟S202)。這是通過圖1中的噪聲抑制增益運算部30的作用而進行的。如上述所示，在Y(n) >Nt(n)成立的情況下，則成為G (n) = (Y (n) _Nt (n))/Y (n)，在其不成立的情況下，則成為G(n) =0。由此，可以得到例如圖3(C)所示的噪聲抑制增益(此外，分別在圖3(B)中例示出上述噪聲頻譜推定值Nt(n)，在圖3(A)中例示出輸入信號的振幅頻譜。)。
然後，通過上述式(3)及式(4)，得到該噪聲抑制增益G(n)的與頻帶相關的平均值g，且通過進行針對該g的平滑化處理，計算出噪聲期間用增益Gt (圖2的步驟S203)。該經過平均化 平滑化而獲得的噪聲期間用增益Gt，成為所有頻帶共用的Gl(n)。這是通過噪聲期間用增益運算部40的作用而進行的。 如上述所示，在實施方式1中，其一大特徵是，不是將通過式(2)求出的噪聲抑制增益G(n)在原狀態下直接使用，而是將針對該G(n)進行了式(3)的與頻帶相關的平均化、以及式(4)的時間軸上的平均化後的噪聲期間用增益Gt，作為所有頻帶用的噪聲期間用增益Gl(n)而使用。 此外，在圖3(D)中，例示出針對噪聲抑制增益G(n)進行平均化處理的情況的一個例子(也可參照圖3(C)中所示的虛線)。 然後，通過上述噪聲期間用增益Gt以及上述式(5)，計算出原音附加率og(圖2的步驟S204)。這是通過圖1中的原音附加率運算部50的作用而進行的。在這裡，目標噪聲抑制增益tg乃至目標噪聲抑制量TG的設定如何，作為一個主要支配因素起作用。即，如果噪聲期間用增益Gt與目標噪聲抑制增益tg相比較大，則將原音附加率og設定為0，如果不是這樣，則設定與噪聲期間用增益Gt對應的原音附加率og(即，og = tg-Gt)。將這兩種情況分開處理的意義在於，確定根據與目標噪聲抑制量TG的關係，以何種程度得到通過加上原音而帶來的音質改善的效果。即，在後者的情況下，以在通過目標噪聲抑制量確定的框內(即，tg和Gt的差所對應的部分)加上原音，實現音質改善為主要目的，在前者的情況下，由於Gt > tg成立，已經沒有改善音質的餘地，所以將原音附加率og設為0 (在此情況下，由此反而抑制了噪聲量增多)。結果，上述式(5)及式(6)存在實現下述處理的意義，S卩，在以遵守目標噪聲抑制量為基準，此外，存在附加原音的餘地的情況下，在該框內實現音質的改善。 如上述所示，在實施方式1中，其一大特徵是，原音附加率og是通過使用噪聲期間用增益Gt而求出的。 然後，通過上述原音附加率og以及上述式(7)中的作為case A示出的公式，計算出原音附加比例0Gt (圖2的步驟S205)。該原音附加比例0Gt如上述所示，是通過將原音附加率og在時間軸上平滑化而求出的。然後，通過按照上述方式求出的原音附加比例OGt以及上述式(8)，計算出原音附加後的噪聲抑制增益，即修正後增益G2(n)。以上是通過原音附加增益運算部60的作用而進行的。在此情況下，該修正後增益G2 (n)最終具有下述意義，即，是在考慮了上述經過平
均化 平滑化的噪聲期間用增益Gl(n)和原音附加的程度的基礎上確定的增益。 此外，優選將裝置剛起動後的情況考慮在內，適當地確定作為與上述式(1)中的
Nt—Jn)對應的值的初始值(作為上述初始值的Nt—Jn)，當然，也可以在後述的音頻幀用處
理中的噪聲頻譜推定值Nt(n)的計算處理中使用。)。上述式(4)、式(7)中的Gt—Jn)也與
此相同。 [II]另一方面，在音頻幀用處理中，基本上執行與上述噪聲幀處理大致相同的各處理。即，計算出噪聲頻譜推定值Nt(n)及基於其的噪聲抑制增益G(n)(參照圖2的步驟S301 S202)，基於原音附加比例0Gt計算出修正後增益G2(n)(圖2的步驟S303 S304)，這些與噪聲幀處理相同。 但是，在該音頻幀處理中，與噪聲幀處理相比，存在以下所述的不同或者注意點。
(i)噪聲頻譜推定值Nt(n)不是通過上述式(1)中的作為case A示出的公式求出的，而是通過作為case'B示出的公式求出的(圖2的步驟S301)。由於該式為Nt(n)=Nt—Jn)，所以可以說音頻幀處理是所謂維持現狀的處理。再稍微詳細地說，在該音頻幀之前是噪聲幀的情況下，將對該噪聲幀計算出的噪聲頻譜推定值Nt—工(n)，直接在該音頻幀處理中使用，另外，另一方面，在該音頻幀之前是音頻幀、且在該之前的音頻幀之前是噪聲幀的情況下，將對該噪聲幀計算出的噪聲頻譜推定值Nt—2(n)，直接在該音頻幀處理中使用等。
總之，在音頻幀中，使用對最接近的噪聲幀計算出的噪聲頻譜推定值Nt—p (n) (p是從該音頻幀的前一個幀開始數，直至該最接近的噪聲幀為止的幀數(包含兩端))。
(ii)在使用上述式(7)進行的原音附加比例0Gt的計算處理中，也可以說是與此相同的。即，由於式(7)中的作為cawB示出的公式為0Gt二0Gt—"所以在此情況下，在音頻幀處理中，還是所謂維持現狀(參照圖2的步驟S303)。 如果使表達與上述情況一致，則在音頻幀中，使用對最接近的噪聲幀計算出的原音附加比例0Gt—p(n) (p為從該音頻幀的前一個幀開始數，直至該最接近的噪聲幀為止的幀數(包含兩端))。 (iii)噪聲抑制增益G(n)的運算本身，與區分音頻幀及噪聲幀無關，使用上述式 (2)相同地進行。在圖2的步驟S202中，將與[噪聲幀用處理]和[音頻幀用處理]對應 的邊框連接而描述，是為了象徵地表示該特徵(但是，式(2)中的Nt(n)的值，分別與式(1) 中的case .A及case B對應，對於兩種幀當然是不同的。)。 (iv)在音頻幀處理中，不進行與上述式(3)及式(4)相關的處理、即針對噪聲抑 制增益G(n)的平均化，平滑化處理(參照圖2的步驟S203及該圖中的右方)。另外，與 此相伴，由於成為所謂不存在正當的噪聲期間用增益Gt的狀態，所以也不進行與上述式(5) 相關的處理、即計算原音附加率og的處理(參照圖2的步驟S204及該圖中的右方)。
(v)最終計算出的修正後增益G2(n)，不是通過上述式(8)中的作為case 'A示出 的公式求出的，而是通過作為case B示出的公式求出的(圖2的步驟S304)。在此情況 下，不同點在於，在噪聲幀處理時，使用經過平均化 平滑化的噪聲期間用增益Gl(n)，而在 音頻幀處理時，直接使用根據式(2)求出的噪聲抑制增益G(n)。 經過以上的[I]及[II]的處理，都可以得到修正後增益G2(n)，如果使該修正後 增益G2(n)乘以原來的振幅頻譜Y(n)，則計算出噪聲抑制後的振幅頻譜S(n)(圖2的步驟 S104)。 在圖3(E)中，為了簡單，單純地示出使圖3(A)的振幅頻譜Y(n)，乘以圖3(C)的平 均化後的噪聲抑制增益(即，g)而得到的結果。在實施方式l中，如上述所示，除此以外，還 進行考慮原音附加的程度在內的增益調整(參照式(8)，特別是0Gt(n)的作用)，但圖3(E) 充分表示出假設省略對上述原音附加處理的考慮的情況時的處理的本質(在式(8)中僅表 現為，如果OGt(n) = 0，修正後增益G2(n)就簡單地等於Gl (n)或G(n)。)。
根據具有以上所述的結構及作用的噪聲抑制裝置l，可以得到以下效果。
首先，根據實施方式1中的噪聲抑制裝置l，可以非常合適地抑制包含在輸入信號 中的噪聲。在這裡，在所稱的"合適地"中，就實施方式1而言，特別地包含以下記述的各項 事實。
(1)第一，根據實施方式l，可以非常有效地防止所謂音樂噪聲的產生。在這裡，所
謂音樂噪聲，是指在從輸入信號的振幅頻譜中減去噪聲頻譜推定值後產生的噪聲。 例如，基於噪聲頻譜推定值的噪聲抑制增益，可以簡單地使用上述式(2)中的
(Y(n)-N(n))/Y(n)而求出，如果假設將其直接在圖1所示的乘法器11中應用的狀態，則噪
聲抑制後的振幅頻譜S(n)，作為S(n)=綱n)-編)/Y(nM Y(n) =Y(n)-N(n)而被求
出。即，在此情況下，通過單純地從輸入信號的振幅頻譜中減去噪聲頻譜推定值，得到噪聲
抑制後的振幅頻譜S(n)。 但是，由於該情況下的噪聲頻譜推定值只不過是"推定值"，所以不一定反映實際 的噪聲頻譜。因此，存在在某頻帶中，減去噪聲頻譜推定值後還殘留噪聲的情況，另外，還存 在在其他頻帶中，產生削減過度的情況(在該削減過度的情況下，由於不存在負的振幅頻 譜，所以將其設定為O。)。在圖4中，將上述情況概念化地進行表示，例如，圖4(C)中的實 線表示減去後還有剩餘(參照標號"KN")，虛線表示削減過度(參照標號"HS")的各情況 (此外，圖4(A)及
如果將上述振幅頻譜S(n)向時域進行傅立葉逆變換，則該信號成為由多個具有 隨機頻率的正弦波合成的信號，如果對其進行播放，則會聽到非常剌耳的聲音。這就是音樂 噪聲。 如上述所示，產生音樂噪聲的主要原因，嚴格來講是不可知的實際的噪聲頻譜與 噪聲頻譜推定值不一致。 在實施方式1中，非常有效地抑制了上述音樂噪聲的產生。其原因是，在噪聲幀處 理時，使用平均化*平滑化後的噪聲期間用增益Gt計算出修正後增益G2 (n)，並將其應用於 振幅頻譜Y(n)(參照圖3(E))。由此，在維持原來的振幅頻譜所具有的頻率結構的狀態下， 進行噪聲抑制，所以極難產生音樂噪聲。 (l-i)此外，在計算噪聲期間用增益Gt時進行的平均化(上述式(3))及平滑化 (上述式(4))，分別具有固有的意義。前者的目的，從圖3中明確可知，主要在於得到上述 音樂噪聲的抑制效果，後者的目的主要在於從所謂歷時的角度來說，維持噪聲抑制處理的 連續性。根據後者，由於噪聲期間用增益Gt(n)不會隨著時間經過而發生急劇的變化，所以 在例如對包含在該噪聲幀中的信號進行播放的情況下，不會給收聽者造成聽覺上的不舒適 感(此外，在實施方式l中進行的其他的平滑化處理(即，式(1)中的case 'A，式(7)中的 case A)，原則上具有與此實質相同的意義。)。 (2)第二，上述(1)是關於預防與噪聲幀處理相關的音樂噪聲的產生，與此相關 聯，根據實施方式l，可以更可靠地實現預防與音頻幀處理相關的音樂噪聲的產生。這是如 上述所示，通過在音頻幀處理中，以所謂直接使用不經過平均化 平滑化的噪聲抑制增益 G(n)(參照式(2))的形式來計算修正後增益G2(n)(式(8)中的case 'B，或者上述的[II] (v))而實現的。 (3)而且，第三，根據實施方式l，在從噪聲幀向音頻幀切換的情況下，可以保持噪 音抑制處理的一貫性。這是如上述所示，通過在音頻幀處理時，作為噪聲頻譜推定值Nt(n)， 使用對最接近的噪聲幀計算出的Nt—p(n)(參照上述的[II] (i)的記載)而實現的。
歸納以上的(2)及(3)，在實施方式1中，對以下方面下了工夫，即，不但在音頻幀 中進行有效的噪聲抑制，此外也尊重噪聲幀處理時的噪聲抑制處理(特別是其效果)，從而 使兩種幀之間的轉換變得更自然。由此，在將實施方式1中的噪聲抑制裝置1與某音頻播 放單元連接的情況下，在從噪聲幀向音頻幀切換的情況下，不會給收聽者造成噪聲所涉及 的音量感的變化等聽覺上的不舒適感。 此外，為了抑制音頻幀中的音樂噪聲，也考慮下述方法，S卩，取代上述S(n)= Y(n)-N(n)，而採用S(n) = Y(n) - a N(n)，並使該a ( > 0)的值較大，但其中存在以下缺點， 即，使音質急劇惡化的可能性很高。但是，如果減小a，則使音樂噪聲的抑制不充分。
另外，也考慮通過採用以下方法抑制音樂噪聲，S卩，向圖4(C)中的虛線表示的、噪 聲抑制後的振幅頻譜成為O的部分(g卩，標號HS及HSt所指代的部分)中，加上固定的值 (噪聲層(noise floor))。這是出自下述想法，即，想要通過所謂使該部分HS及HSt增高，掩 蓋減去後的剩餘部分KN(或者使其不明顯)(另外，由於在將該方法和使用上述a的方法 並用的情況下，可以更小地設定a，所以在此情況下，也可以得到防止音質惡化的效果。)。
但是，由於附加上述噪聲層，就意味著使噪聲的絕對量增加，所以不僅從達到抑制 噪聲這一本來目的的角度來看存在問題，而且存在隨著該噪聲層量的設定的不同，很可能使噪聲抑制效果變得極不充分的問題。 從上述角度出發，也可以明確實施方式1中的噪聲抑制裝置1非常具有優勢。艮卩， 在實施方式1中，由於沒有如使用上述a那樣，使減去的量機械地增加，所以幾乎不可能產 生音質惡化，另外，由於不是進行上述噪聲層的單純附加這樣的處理，所以不存在犧牲所進 行的噪聲抑制的效果的情況。另外，如已記述的那樣，即使如此，也可以有效地抑制音樂噪
聲° (4)根據實施方式1中的噪聲抑制裝置1，由於如參照上述式(5) 式(7)、或者 圖2的步驟S205及S303所說明的那樣進行原音附加處理，所以可以更有效地實現噪聲抑 制效果。根據該原音附加處理，由於可以期待與上述的噪聲層的附加處理相同的效果，即， 對圖4(C)中的減去後的殘留部分KN的掩蓋效果，所以可以更有效地抑制音樂噪聲、或者防 止音質的惡化(但是，上述噪聲層始終是"固定"的。這一點是與利用"原音"的情況之間 的決定性的不同。)。 此外，在上述中，為了更加明確地把握通過實施方式1中的噪聲抑制裝置1實現的 效果，在與使用上述a的方法或者使用噪聲層的方法進行對比中，存在對該效果進行說明 的部分，但本發明不具有積極地排除這些使用a或者噪聲層來抑制音樂噪聲的方法的意 圖。即，可以將這些方法和本發明及其各種形式並用，根據上述的並用方式，可以汲取該方 法的優點，同時，使本發明及其各種方式的效果更加顯著。 而且，在實施方式1中，不是簡單地執行原音附加，具有以下幾點特徵。
(4-i)首先，原音附加的比例(即，0Gt)是基於原音附加率og而確定的，該原音附
加率og是與噪聲期間用增益Gt和目標噪聲抑制增益tg的大小情況對應地確定的。具體
地說，如已記述的那樣，由於在原音附加處理中，將作為目標的噪聲抑制的程度(即，tg)作
為一個主要支配因素，通過與其之間的關係確定原音附加率og，所以通過在基於噪音期間
用增益Gt的處理和原音附加處理之間，平衡地進行使用，可以更有效地得到噪聲抑制效果
及音樂噪聲抑制效果，甚至音質改善效果。 (4-ii)另外，對於上述的原音附加處理，在音頻幀處理時，作為原音附加比例0Gt， 使用對最接近的噪聲幀計算出的OGt—p(參照上述的[II] (ii)的記載)。這一作法的本質與 作為某音頻幀的噪聲頻譜推定值Nt (n)，直接使用其前一個幀的噪聲頻譜推定值Nt—工(n)這 樣的上述想法相同。即，在該原音附加處理中，在噪聲幀及音頻幀之間的切換的情況下，保 持噪聲抑制處理的一貫性。
〈實施方式2〉 以下，參照圖5至圖7，說明本發明所涉及的實施方式2。此外，該實施方式2，在與 上述實施方式1的對比中，存在與音頻檢測處理相關的不同點，而對於其他方面，只要不特 別地說明，則與上述實施方式1完全相同。因此，下面，主要針對上述不同點進行說明，簡化 甚至省略對其他方面的說明。另外，對於附圖上的標號，除了上述不同點以外沿用標號。
該實施方式2中的噪聲抑制裝置l'如圖5所示，具有將音頻檢測部801連接在噪 聲抑制增益運算部30的後段的結構。S卩，該音頻檢測部801通過使用由上述式(2)計算出 的噪聲抑制增益G(n)，對輸入信號中有無音頻信號進行檢測，或者對音頻幀和噪聲幀進行 區分。 在實施方式2中，為了對有無音頻信號進行檢測，而採用以下方法。
Var。
首先，基於通過式(2)求出的噪聲抑制增益G(n)，計算出由以下的式(9)表示的
N-1
~=17l>(")-g)2……(9) =0 在這裡，g是通過在上述實施方式1中使用的式(3)表示的g，總而言之，是針對 G(n)的與頻帶n相關的平均值(在實施方式2中，不僅通過噪聲期間用增益運算部40，而 且也通過音頻檢測部801進行該g的運算。當然，也可以將由兩者中的一方得出的運算結 果，在兩者間共用。)。 從公式明確可知，該式(9)的Var表示G(n)的方差。 然後，對該Var是否超過規定值進行判斷。該判斷的意義如下。 通常，通過式(2)計算出的噪聲抑制增益G(n)，在包含音頻信號的情況下和不包
含音頻信號的情況下，表現出大不同的形態。圖6及圖7表示其一個例子，前者是包含音頻
信號的情況下的噪聲抑制增益G(n)的運算例，後者是不包含音頻信號的情況下的噪聲抑
制增益G(n)的運算例。將這些圖進行對比明確可知，如果計算兩種情況下的各自的G(n)
的方差，則容易地推測出兩者間產生較大的差距這一結論。即，可以以相當程度的可靠性進
行以下判斷，即，如果針對某幀的G(n)的方差值大到一定程度，則其包含音頻信號，如果不
是這樣，則不包含音頻信號。 針對上述Var的大小判斷的意義就在於此。換言之，假設存在某個規定值VB，如果 Var > VB，則在該幀中存在音頻信號，因此，將其區分為"音頻幀"，如果Var《VB，則該幀中 沒有音頻信號，因此，將其區分為"噪聲幀"。 此外，在圖5的結構中，與圖1的結構不同，噪聲頻譜推定部20無法使用音頻信號 的檢測結果。即，噪聲頻譜推定部20不以區分音頻幀及噪聲幀為前提，而計算噪聲頻譜推 定值Nt (n)。 上述情況下的噪聲頻譜推定值Nt(n)，可以通過例如以下的式(10)及式(11)求 出。


PAt(n) = a PAt—Jn) + (l-a )Y(n)......(10) Wt ("):
^Vt-"") + g(i^t(") — t一i (")); case. C
1 —々 ……(11) 在這裡，PAt(n)是當前處理中的幀中的輸入信號中的振幅頻譜，是平滑化後的振 幅頻譜，PAt—Jn)是其前一個幀中的該振幅頻譜，是平滑化後的振幅頻譜，a是平滑化系 數，Y 13是控制參數。另外，在式(11)中，case C表示PAt (n) > Nt—工(n)成立的情況， case D表示除此以外的情況。 在此情況下，式(11)中的作為case 'D表示的公式與式(10)的組合，實質上與上 述式(1)中的作為case A表示的公式大致同義。 另一方面，式(11)中的作為case C表示的公式，不是上述式(1)中所對應的那 個。但是，由於該式在如上述所示，即，PAt(n) >Nt—Jn)成立的情況下，也就是說，在當前
16處理中的幀的振幅頻譜超過其前一個幀的噪聲頻譜推定值的情況下發揮作用，所以並不是 不可以認為該case C能夠暗示出該當前處理中的幀是音頻幀的可能性(如果對於大量的 n( = 0、l、2、3、...)滿足上述條件，則可以說其可能性更高。但是，畢竟只是"暗示"。)。
可以說這些式(10)及式(11)在上述的意義範圍內與上述式(1)具有共通性。
總之，適當地計算出噪聲頻譜推定值這一點是不變的。
如上述所示，根據實施方式2可以得到以下的效果。 首先，可以明確通過本實施方式2，也可以得到與通過上述實施方式1得到的作用 效果沒有本質區別的作用效果。S卩，在本實施方式2中，可以得到與針對上述實施方式1記 述的從(1)至(4)的效果大致相同的效果。 而且，將圖1與圖5進行對比明確可知，根據本實施方式2可以得到處理效率的提 高、電路構成的簡化等效果。這是因為，實施方式1中的音頻檢測是所謂獨立地進行的，取 代之，實施方式2中的音頻檢測是通過利用噪聲抑制增益G(n)而進行的，進行了其從屬化。
在本發明中，由於噪聲抑制增益G(n)的運算是必須進行的處理，所以利用其運算 結果進行音頻檢測處理，自然可以獲得處理的高效化 合理化。而且，其檢測性能相當高 (參照對比圖6及圖7)。 以上，對本發明所涉及的實施方式進行了說明，但本發明所涉及的噪聲抑制裝置， 並不限定於上述方式，可以進行各種變形。 (1)在上述實施方式l及2中，使噪聲期間用增益Gt在頻率軸上平均化，在時間
軸上平滑化，但本發明並不限定於上述方式。在上面已經敘述，對於平均化處理和平滑化處
理，由於其主要目的不同，所以特別是對於平滑化處理，可以根據情況而省略。如圖3(E)所
示，即使僅實施平均化處理，也可以一定程度地得到音樂噪聲的抑制效果。 (2)另外，在上述實施方式l及2中，噪聲期間用增益Gt是經過上述式(3)的平均
化處理及上述式(4)的平滑化處理而求出的，但本發明並不拘泥於上述式(3)及式(4)的形式。 首先，在本發明中，噪聲抑制增益平均值g並不限定於通過式(3)進行計算的形 式。 即，雖然在式(3)中，g是使用全部N個頻帶(全部為N個，即，第0、1、2.....N-1
個頻帶)進行計算的，但該g也可以僅使用例如其中的一部分頻帶而進行計算。在此情況 下，可以考慮使用除了極低頻帶(接近DC成分的頻帶)和極高頻帶(接近乃奎斯特頻率的 頻帶)這兩者或者一方以外的頻帶。 另外，在計算噪聲抑制增益平均值g時，可以對各個頻帶進行不同的加權。例如， 僅使特定的頻帶乘以某個特定的加權係數，或者，使所有的頻帶乘以連續地、階段性地增加 或者減少的加權係數，等等。 另外，在本發明中，噪聲期間用增益Gt並不限定於通過上述式(4)進行計算的形 式。 S卩，雖然在式(4)中，Gt是通過將噪聲抑制增益平均值g在時間軸上平滑化而求出 的，但該Gt也可以作為例如相鄰的幀的g的平均值而計算出。 (3)而且，在上述實施方式1及2中，雖然將平均化 平滑化的噪聲期間用增益Gt 及Gl(n)應用於所有頻帶(參照式(8)中的case *A或者圖3 (E))，但本發明並不限定於上
17述方式。 例如，可以僅向上述除了極低頻帶和極高頻帶這兩者或者一方以外的頻帶，應用 該噪聲期間用增益Gt及Gl (n)。在此情況下，對於排除在該應用範圍以外的頻帶，可以應用 固定值的增益。 (4)在上述實施方式l及2中，噪聲抑制增益G(n)是通過式(2)計算出的，但 本發明並不限定於上述方式。例如，除此之外，可以使用維納濾波器法、匪SE(Minimum Mean-Square Error)法等(關於這些方法，參照上述的非專利文獻3及4)。也可以推定 SNR (音頻(信號)/噪聲比例)，基於該SNR計算噪聲抑制增益G (n)。 (5)在上述實施方式2中，為了在音頻幀及噪聲幀之間進行區分，而通過上述式 (9)得到噪聲抑制增益G(n)的在頻率軸上的方差，但本發明並不限定於上述方式。
例如，當然可以取代方差而使用標準偏差，也可以使用時間軸上的方差或者標準 偏差。另外，也可以基於針對每個頻帶的噪聲抑制增益G(n)中，有多少落在由規定的2個 基準值劃分成的空間內等，進行音頻幀及噪聲幀之間的區分(例如，如果其數量較大，則可 以判斷為噪聲抑制增益G(n)集中存在於一定的位置上，所以可以說其分散的程度較小，因 此，該幀被認定為噪聲幀，等等。)。另外，上述的各種判斷方法，可以根據情況而並用。由此， 例如，在參照上述方差和落在上述空間內的噪聲抑制增益G(n)的數量這兩者的基礎上，對 分散的程度進行判斷等。
權利要求
一種噪聲抑制裝置，其特徵在於，具有噪聲頻譜推定單元，其基於輸入信號，針對K個頻帶分別推定包含在該輸入信號內的噪聲頻譜，其中，K為大於或等於2的自然數；第1增益運算單元，其基於所述噪聲頻譜推定單元的噪聲頻譜的推定結果，計算所述K個頻帶各自的噪聲抑制增益；第2增益運算單元，其針對所述噪聲抑制增益，計算與所述K個頻帶的全部或者一部分相關的平均值增益；以及噪聲抑制單元，其通過對所述輸入信號所涉及的所述K個頻帶的全部或者一部分應用所述平均值增益，從而抑制包含在該輸入信號內的噪聲。
2. 如權利要求l所述的噪聲抑制裝置，其特徵在於，所述第2增益運算單元計算將所述平均值增益在時間軸上平滑化後的平滑化增益， 所述噪聲抑制單元通過對所述輸入信號所涉及的所述K個頻帶的全部或者一部分應 用所述平滑化增益，從而抑制包含在該輸入信號中的噪聲。
3. 如權利要求1或2所述的噪聲抑制裝置，其特徵在於，還具有音頻檢測單元，其通過隨時間推移地對所述輸入信號中是否包含音頻進行檢 測，從而將該輸入信號區分為包含該音頻的音頻幀、以及不包含該音頻的噪聲幀，所述噪聲抑制單元向所述輸入信號中相當於所述噪聲幀的部分，應用所述平均值增益 或者所述平滑化增益。
4. 如權利要求3所述的噪聲抑制裝置，其特徵在於，所述噪聲抑制單元向所述輸入信號中相當於所述音頻幀的部分，應用所述噪聲抑制增.、
5. 如權利要求3或4所述的噪聲抑制裝置，其特徵在於， 所述噪聲頻譜推定單元，在要推定與所述音頻幀相關的噪聲頻譜的情況下，將針對與該音頻幀最接近的噪聲幀而已經推定出的噪聲頻譜，推定為該音頻幀的噪聲 頻譜。
6. 如權利要求3至5中任一項所述的噪聲抑制裝置，其特徵在於， 所述噪聲頻譜推定單元，在要推定與所述噪聲幀相關的噪聲頻譜的情況下，在計算出臨時頻譜推定值後，使用該噪聲幀的前一個幀的噪聲頻譜推定值，計算出將 該臨時頻譜推定值在時間軸上平滑化後的平滑化噪聲頻譜推定值，將該平滑化噪聲頻譜推 定值推定為該噪聲幀的噪聲頻譜，在要推定與所述音頻幀相關的噪聲頻譜的情況下，直接將該音頻幀的前一個幀的噪聲頻譜推定值，推定為該音頻幀的噪聲頻譜。
7. —種噪聲抑制方法，其特徵在於，包含噪聲頻譜推定工序，其基於輸入信號，針對K個頻帶分別推定包含在該輸入信號內的 噪聲頻譜，其中，K為大於或等於2的自然數；第1增益運算工序，其基於所述噪聲頻譜推定工序中的噪聲頻譜的推定結果，計算所 述K個頻帶各自的噪聲抑制增益；第2增益運算工序，其針對所述噪聲抑制增益，計算與所述K個頻帶的全部或者一部分 相關的平均值增益；以及噪聲抑制工序，其通過對所述輸入信號所涉及的所述K個頻帶的全部或者一部分應用 所述平均值增益，從而抑制包含在該輸入信號內的噪聲。
8.如權利要求7所述的噪聲抑制方法，其特徵在於，還包含音頻檢測工序，其通過對所述輸入信號中是否包含音頻進行檢測，從而將該輸 入信號區分為包含該音頻的音頻幀、以及不包含該音頻的噪聲幀，在所述噪聲抑制工序中，向所述輸入信號中相當於所述噪聲幀的部分應用所述平均值 增益。
全文摘要
本發明提供一種噪聲抑制裝置及噪聲抑制方法，該噪聲抑制裝置不產生音樂噪聲，而且，即使在音頻幀及噪聲幀之間切換的情況下，噪聲量的變化也很自然。其具有噪聲頻譜推定部(20)，其針對K個頻帶(其中，K為大於或等於2的自然數)，分別推定包含在輸入信號中的噪聲頻譜；噪聲抑制增益運算部(30)，其基於該推定結果，計算上述K個頻帶各自的噪聲抑制增益；噪聲期間·噪聲抑制增益運算部(40)，其計算上述噪聲抑制增益的與上述K個頻帶相關的平均值增益；以及噪聲抑制單元，其通過對上述輸入信號所涉及的上述K個頻帶的全部應用上述平均值增益，從而抑制包含在該輸入信號內的噪聲。
文檔編號G10L21/02GK101727910SQ20091020553
公開日2010年6月9日 申請日期2009年10月26日 優先權日2008年10月24日
發明者劉恩彩 申請人:山葉株式會社