[发明专利]信号处理方法和设备

说明书

技术领域

本发明涉及信号处理方法和设备，具体地说，涉及在频域中对信号执行诸如噪声抑制的处理然后将该信号恢复到时域以进行处理时的信号处理方法和设备。

背景技术

以下参照图14到17对如上所述的信号处理技术的现有技术示例[1]和[2]进行描述。

现有技术示例[1]：图14和15

图14所示的噪声抑制设备2包括：分帧/加窗部10，其将作为话音信号的输入信号In(t)划分成预定长度的单元并执行预定窗口函数；频谱转换器20，其将从分帧/加窗部10输出的加窗帧信号W(t)转换成由振幅分量|X(f)|和相位分量argX(f)组成的频谱X(f)；噪声抑制部130，其对频谱X(f)的振幅分量|X(f)|执行噪声抑制；时域转换器40，其将噪声抑制后的振幅分量|Xs(f)|和频谱X(f)的相位分量argX(f)转换到时域中；以及帧合成部60，其对从时域转换器40输出的时域帧信号Y(t)进行合成。

图15示出了噪声抑制设备2的操作波形图。首先，分帧/加窗部10将输入信号In(t)顺序地划分成具有预定帧长度L的尾帧信号FRb(t)和当前帧信号FRp(t)(以下，有时由标符FR来表示)。帧信号FRb(t)与FRp(t)偏离一帧偏移长度ΔL，并且被从输入信号In(t)切分出，使得这些信号的一部分可以彼此交叠，以更精确地执行用于噪声抑制的处理(即，为了更细微地对频谱进行分析)，这将在后面描述。

此外，分帧/加窗部10根据以下公式(1)顺序地对帧信号FRb(t)和FRp(t)执行预定窗口函数w(t)，以输出加窗帧信号W(t)(在步骤T1处)。

W(t)＝FR(t)^*w(t)       (t＝0-L)                公式(1)

将该窗口函数w(t)设定为例如如图15所示的那样，使得帧信号FR(t)两端的振幅都可以均等地变成“0”，并且帧信号FR(t)的交叠部分处的共同贡献度之和可以变成“1”。

以下采用例如与尾帧信号FRb(t)相对应地获得的加窗帧信号Wb(t)来对频谱转换器20、噪声抑制部130以及时域转换器40的操作进行描述。可以将该操作类似地施加给与当前帧信号FRp(t)相对应的加窗帧信号Wp(t)。

频谱转换器20通过使用诸如MDCT(改进离散余弦变换)和FFT(快速傅立叶变换)的正交变换方法将加窗帧信号Wb(t)转换成频谱X(f)，将振幅分量|X(f)|提供给噪声抑制部130，并将相位分量argX(f)提供给时域转换器40。

噪声抑制部130对振幅分量|X(f)|中包括的噪声分量进行抑制，并将噪声抑制后的振幅分量|Xs(f)|提供给时域转换器40(在步骤T2处)。

时域转换器40在接收到频谱X(f)的相位分量argX(f)和噪声抑制后的振幅分量|Xs(f)|之后，将通过到时域的转换(逆正交变换)而获得的时域帧信号Yb(t)提供给帧合成部60(在步骤T3处)。

帧合成部60在接收到按类似方式获得的时域帧信号Yb(t)和与当前帧信号FRp(t)相对应的时域帧信号Yp(t)之后，如由下式(2)示出的那样将时域帧信号Yb(t)与Yp(t)合成或相加，以获得输出信号Out(t)(在步骤T4处)。

Out(t)＝Y(t-ΔL)+Y(t)

       ＝Yb(t)+Yp(t)                     公式(2)

由此，可以从输入信号In(t)获得抑制了噪声分量的输出信号Out(t)。

然而，由于在上述步骤T2处进行的噪声抑制，如图15所示，时域帧信号Yb(t)或Yp(t)的帧的各端部处的振幅变得大于或小于“0”，使得在某些情况下帧端部的振幅相互有偏差。在这些情况下，在该现有技术示例[1]中存在如下问题：在时域帧信号Yb(t)和Yp(t)的边界B1和B2处，输出信号Out(t)变得不连续，从而产生了不正常噪声。

为了解决该问题，已经提出了以下现有技术示例[2]。

现有技术示例[2]：图16和17

除了上述现有技术示例[1]所示的设置以外，图16所示的噪声抑制设备2还设有后加窗部140，该后加窗部140连接在时域转换器40与帧合成部60之间，并输出对时域帧信号Y(t)执行了后窗口函数的后加窗帧信号Wa(t)。