用于信号增强的增益后处理制造技术

本发明专利技术为用于信号增强的增益后处理，涉及一种方法、一种装置以及逻辑，用于对通过输入处理确定的原始增益进行后处理以生成经后处理的增益，包括使用增量增益平滑和判决引导的增益平滑之一或两者。增量增益平滑包括将具有取决于如下增益增量的平滑因子的平滑滤波器应用于原始增益：当前帧的原始增益和前一帧的经后处理的增益之间的差的绝对值。判决引导的增益平滑包括将原始增益转换为信噪比，将具有平滑因子的平滑滤波器应用到信噪比以计算平滑信噪比，以及转换平滑信噪比以确定第二平滑增益，其中平滑因子可能取决于增益增量。

【技术实现步骤摘要】
用于信号增强的增益后处理
本公开通常涉及音频信号处理。
技术介绍
用于减少可以包括语音或其他期望信号分量的单个音频输入信号中的噪声减少技术典型地确定在频域中应用到音频输入信号的频域表示的增益函数。已知许多方法用于该增益确定。我们将该增益确定称为输入处理。由于许多因素，例如所存在的实际噪声的非固定性、方法中的估计误差以及该方法仅去除不需要的信号以隔离期望的信号的一般需要，应用通过该输入处理确定的增益可能产生各种人工产物，诸如话音失真和音乐噪声。音乐噪声人工产物可能因频域中的估计误差引起，其可能在应用所确定的增益函数之后导致信号的频谱表示中的假性峰值。当结果被变换回到时域时，这些峰值对应于频率内容可能随机地和不自然地从帧到帧变化的音调激发。如这里使用的输入处理方法和系统意味着使用先验信噪比(SNR)估计确定用于噪声减少的增益的方法和系统或者不基于先验SNR确定增益的方法和系统。例如，具有多个输入的输入处理系统可以确定从空间特征得到的增益。具有一个或多个参考信号的输入处理系统可以确定实现回波抑制的增益。输入处理还可以确定用于执行基于知觉域的调平、基于知觉域的动态范围控制和基于知觉域的动态均衡中的一个或多个的增益，它们考虑根据音频信号的复制水平的音频感知的变化，如例如本申请人共有的题为“METHOD，APPARATUSANDCOMPUTERPROGRAMFORCALCULATINGANDADJUSTINGTHEPERCEIVEDLOUDNESSOFANAUDIOSIGNAL”的WO2004111994中描述的那样。应用这些增益之后的输出可能经受音乐噪声或者其他类型的人工产物。附图说明图1A示出了包括本专利技术的一个实施例的处理例如麦克风信号的输入音频信号的一个示例实施例的框图。图1B示出了利用可选的回波抑制处理例如来自不同位置的麦克风的信号的一个或多个输入音频信号，并且包括本专利技术的实施例的一个示例实施例的框图。图2示出了根据本专利技术的一个实施例的，用于确定可以经受后处理的带化增益集合的输入处理的一个示例的框图。图3A和3B示出了通过简单的线性增益平滑得到的经后处理的增益的表面图线和若干个2D(二维)图线。图4A和4B示出了通过应用本专利技术的一个实施例的增量增益平滑方法得到的经后处理的增益的表面图线和若干个2D图线。图5A和5B、6A和6B以及7A和7B示出了通过利用不同参数值的判决引导的增益平滑的形式得到的经后处理的增益的表面图线和若干个2D图线。图8A和8B示出了通过应用本专利技术的一个实施例的判决引导的增量增益平滑方法得到的经后处理的增益的表面图线和若干个2D图线。图9示出了处理装置实施例的简化框图，该处理装置用于处理一个或多个音频输入以确定原始增益集合，对原始增益进行包括根据这里描述的平滑方法使所确定的原始增益平滑的后处理，以及生成已通过应用经后处理的增益进行修改的音频输出。图10示出了本专利技术的一个方法实施例的简化流程图。具体实施方式现将详细参照若干个实施例，在附图中图示了它们的示例。注意，实际使用的相似或相同的附图标记可以在图中各处使用并且可以指示相似或相同的功能。附图仅出于说明目的示出了所公开的系统(或方法)的实施例。本领域技术人员将根据下面的描述容易地认识到，在不偏离这里描述的原理的情况下可以使用这里说明的结构和方法的替选实施例。概述本专利技术的实施例包括一种方法、一种装置，以及编码在一个或多个计算机可读有形介质中以执行方法的逻辑。该方法用于对通过输入处理确定的原始增益进行后处理。具体实施例包括一种操作处理装置的方法，包括对通过输入处理一个或多个输入信号确定的原始增益进行后处理。后处理将生成用于应用到信号的经后处理的增益。后处理包括：使用用于确定第一平滑增益的增量增益平滑和用于确定第二平滑增益的判决引导的增益平滑之一或两者确定关于频点集合中的每个频点的经后处理的增益，以及根据第一平滑增益和第二平滑增益之一或两者确定经后处理的增益。增量增益平滑包括将具有取决于当前帧的原始增益和前一帧的经后处理的增益之间的差的绝对值的平滑因子的平滑滤波器应用于原始增益。判决引导的增益平滑包括将原始增益转换为信噪比，将平滑水平由平滑因子控制的平滑滤波器应用到信噪比以计算平滑信噪比，以及转换平滑信噪比以确定第二平滑增益。在一种形式中，后处理包括具有由增益增量的幂函数加权的平滑因子的增量增益平滑。在另一形式中，后处理包括判决引导的增益平滑。在一个这样的形式中，用于信噪比的平滑滤波器的平滑因子取决于当前帧的原始增益和前一帧的经后处理的增益之间的差的绝对值。一种形式包括使用增量增益平滑确定第一平滑增益，使用判决引导的增益平滑确定第二平滑增益，以及组合第一和第二平滑增益以生成经后处理的增益。具体实施例包括：包括指令的有形计算机可读存储介质，所述指令在被处理系统的一个或多个处理器执行时使处理硬件执行如以上方法实施例描述的对用于应用到信号的增益进行后处理的方法。具体实施例包括程序逻辑，其在被至少一个处理器执行时使得执行如以上方法实施例描述的方法。具体实施例包括一种装置，其包括一个或多个处理器以及存储元件，该存储元件包括指令，所述指令在被一个或多个处理器中的至少一个处理器执行时使该装置执行如以上方法实施例描述的方法。具体实施例可以提供这些方面、特征或优点的全部或一些或者不提供这些方面、特征或优点。具体实施例可以提供一个或多个其他方面、特征或优点，根据这里的附图、描述和权利要求，其中的一个或多个对于本领域技术人员是易见的。一些示例实施例本专利技术的一个方面包括用于增益平滑的增益处理，这些增益用于噪声减少或者用于其他输入处理。图1A示出了包括本专利技术的实施例的处理例如麦克风信号101的输入音频信号101的一个示例。处理按照具有许多个，例如M个样本的时间帧进行。时间帧由索引t表示。时间-频率变换器接受具有如本领域中常见的重叠的时间帧的形式的采样输入音频信号101，并且执行时间-频率变换。在一个实施例中，时间-频率变换器实现短时傅立叶变换(STFT)。对于计算效率，变换器使用通过快速傅立叶变换实现的离散有限长度傅立叶变换(DFT)。其他实施例使用不同的变换。变换信号的频点由k表示，k＝0，...，N-1，并且频域中的输入信号由D(k，t)表示。这里通过输入处理器105的输入处理确定的关于时间索引t处的频点k(k＝0，...，N-1)的增益由Gt(k，t)表示，该输入处理例如根据噪声减少方法确定增益。对于单通道解决方案，这些方法典型地但不一定在两个步骤中操作。首先，使用噪声频谱估计器，其跟踪输入信号D(k，t)中的噪声分量。其次，通过将增益函数Gt(k，t)应用到输入信号的频域表示D(k，t)来确定时间索引t处的表示为(k，k＝0，...，N-1)的噪声减少信号。根据估计的噪声频谱和(有噪声的)输入音频信号确定Gt(k，t)。本专利技术的一个方面是后处理器121，其对增益Gt(k，t)执行后处理以确定经后处理的增益。通过输入处理确定的增益Gt(k，t)的后处理结果由G(k，t)表示。增益G(k，t)用于应用到输入音频信号的频域表示，或者对于不止一个音频输入信号的情况，应用到多个输入音频信号的函数的频域表示。在不包括本专利技术的后处理的方法中，应用增益Gt(本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种操作处理装置的方法，包括：对通过输入处理一个或多个输入信号确定的原始增益进行后处理，所述后处理将生成用于应用到信号的经后处理的增益，所述后处理包括：使用用于确定第一平滑增益的增量增益平滑和用于确定第二平滑增益的判决引导的增益平滑之一或两者确定关于频点集合中的每个频点的经后处理的增益，以及根据所述第一平滑增益和所述第二平滑增益之一或两者确定经后处理的增益，其中所述增量增益平滑包括将具有取决于当前帧的原始增益和前一帧的经后处理的增益之间的差的绝对值的平滑因子的平滑滤波器应用于原始增益，并且其中所述判决引导的增益平滑包括将原始增益转换为信噪比，将平滑水平由平滑因子控制的平滑滤波器应用到信噪比以计算平滑信噪比，以及转换所述平滑信噪比以确定所述第二平滑增益。

【技术特征摘要】
1.一种音频信号处理方法，包括：对通过输入处理一个或多个输入信号确定的原始增益进行后处理，所述后处理将生成用于应用到信号的经后处理的增益，所述后处理包括：使用用于确定第一平滑增益的增量增益平滑和用于确定第二平滑增益的判决引导的增益平滑之一或两者确定关于频点集合中的每个频点的经后处理的增益，以及根据所述第一平滑增益和所述第二平滑增益之一或两者确定经后处理的增益，其中所述增量增益平滑包括将具有取决于当前帧的原始增益和前一帧的经后处理的增益之间的差的绝对值的平滑因子的平滑滤波器应用于原始增益，并且其中所述判决引导的增益平滑包括将原始增益转换为信噪比，将平滑水平由平滑因子控制的平滑滤波器应用到信噪比以计算平滑信噪比，以及转换所述平滑信噪比以确定所述第二平滑增益。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述后处理包括具有由增益增量的幂函数加权的平滑因子的增量增益平滑。3.根据权利要求2所述的方法，其中所述增量增益平滑包括应用由下式定义的一阶平滑滤波器：G(k,t)＝G(k,t-1)+αg(k,t)|Gt(k,t)-G(k,t-1)|β(Gt(k,t)-G(k,t-1))其中k是频点索引，t是时间帧索引，G(k,t)是当前帧的经后处理的增益，G(k,t-1)是前一帧的经后处理的增益，Gt(k,t)是通过输入处理确定的原始增益，αg(k,t)和β是参数，并且αg(k,t)|Gt(k,t)-G(k,t-1)|β是所述增量增益平滑的平滑因子。4.根据权利要求3所述的方法，其中所述增量增益平滑的平滑因子取决于信号分类。5.根据权利要求4所述的方法，其中所述信号分类包括所述一个或多个输入信号是否可能包括语音。6.根据权利要求3所述的方法，其中所述增量增益平滑的平滑因子进一步取决于原始增益正在增加还是减少。7.根据权利要求3至6中任一项所述的方法，其中所述增量增益平滑的平滑因子依赖于频点。8.根据权利要求1所述的方法，其中所述后处理包括判决引导的增益平滑。9.根据权利要求8所述的方法，其中从原始增益转换为信噪比使用增益和信噪比之间的Wiener滤波器关系。10.根据权利要求8或9所述的方法，其中从平滑信噪比转换为平滑增益使用Wiener滤波器关系。11.根据权利要求8或9所述的方法，其中所述判决引导的增益平滑的平滑滤波器是：其中k是频点索引，t是时间帧索引，是由所述平滑滤波器确定的信噪比，G(k,t)是时间帧索引t的经后处理的...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙学京，格伦·N·迪金森，
申请(专利权)人：杜比实验室特许公司，
类型：发明
国别省市：