[发明专利]音频信号噪声衰减

说明书

技术领域

本发明涉及音频信号噪声衰减，并且特别地但不排他地，涉及针对语音信号的噪声衰减。

背景技术

音频信号中的噪声的衰减在许多应用中被期望来进一步增强或者加重期望信号分量。例如，语音在背景噪声面前的增强由于其实际的相关性已吸引了大量兴趣。特别有挑战的应用是移动通讯中的单话筒噪声降低。单话筒装置的低成本使它在新兴市场中变得有吸引力。另一方面，多个话筒的缺少排除了基于波束形成器的解决方案来抑制可能存在的高水平的噪声。在不稳定条件下很好地工作的单话筒方法因此在商业上是所期望的。

在其中音频波束形成不是切实可行的或优选的多话筒应用中或者附加于这样的波束形成，单话筒噪声衰减算法同样是相关的。例如，这样的算法可能对于混响和漫射不稳定噪声场中的或其中有许多干扰源存在的免提音频和视频会议系统是有用的。诸如波束形成之类的空间滤波技术在这样的场景中仅能够实现有限的成功，并且需要在后置处理步骤中对波束形成器的输出执行附加的噪声抑制。

各种噪声衰减算法已被提出了，包括基于关于期望信号分量的特性的知识或假设的系统。特别地，诸如码本驱动方案这样的基于知识的语音增强方法已被表明即便当对单话筒信号操作时在不稳定噪声条件下也很好地执行。这样的方法的例子在S. Srinivasan, J. Samuelsson和W. B. Kleijn, “Codebook driven short-term predictor parameter estimation for speech enhancement, IEEE Trans. Speech, Audio and Language Processing, vol. 14, no. 1, pp. 163{176, Jan. 2006以及S. Srinivasan, J. Samuelsson和W. B. Kleijn, “Codebook based Bayesian speech enhancement for non-stationary environments, IEEE Trans. Speech Audio Processing, vol. 15, no. 2, pp. 441-452, Feb. 2007中被呈现。

这些方法依赖于语音和噪声谱形状的训练的码本，其通过例如线性预测(LP)系数被参数化。语音码本的使用是直观的并且使其容易地适合于实际的实施方案。语音码本可以是扬声器无关的(使用来自若干扬声器的数据所训练的)或扬声器相关的。后者情形对于例如移动电话应用来说是有用的，因为这些往往是个人的并且常常主要地被单个扬声器使用。然而，归因于在实践中可以遇到的各种噪声类型，在实际的实施方案中使用噪声码本是有挑战性的。作为结果，非常大的噪声码本典型地被使用。

典型地，这样的基于码本的算法寻求找到当被组合时最接近地和所捕获的信号匹配的语音码本条目和噪声码本条目。当适当的码本条目已被找到时，算法基于所述码本条目来补偿所接收到的信号。然而，为了识别适当的码本条目，搜索遍及语音码本条目和噪声码本条目的所有可能的组合被执行。这导致在计算上资源要求很高的过程，其尤其对于低复杂性装置来说常常是不切实际的。此外，大的噪声码本的生成和存储是麻烦的，并且大量可能的噪声候选可能增加错误估计的风险，从而导致次优噪声衰减。

因此，改进的噪声衰减方法将是有利的，并且特别地允许增加的灵活性、降低的计算要求、便利的实施方案和/或操作、降低的成本和/或改进的性能的方法将是有利的。

发明内容

因此，本发明寻求优选地单个地或以任何组合的方式缓和、减轻或者消除上面提到的缺点中的一个或多个。