信号处理设备和信号处理方法技术

本发明专利技术涉及信号处理设备和信号处理方法。一种将接收语音信号的频域信号的帧馈送给声学回声消除器的信号处理设备包括：第一接收部，其接收进行语速改变处理之前的频域中的接收语音信号的帧；第二接收部，其接收以帧为单位进行了所述语速改变处理后的时域中的信号的帧；以及频域帧合成部，其基于所述信号处理设备当前正在处理的帧处的进行了所述语速改变处理后的时域信号以及与进行了所述语速改变处理后的时域信号对应的频域中的所述接收语音信号的帧，合成所述接收语音信号的频域信号帧。

【技术实现步骤摘要】
信号处理设备和信号处理方法
本文的公开总体涉及一种信号处理设备和信号处理方法。
技术介绍
用于电话呼叫的全双工收发器（例如，电话）包括麦克风和扬声器。在这种情况下，如果麦克风拾取从扬声器输出的声音并且经由网络从扬声器输出该声音，则可能产生回声。这种类型的回声称为“声学回声（soundecho）”。避免声学回声的处理称为“声学回声消除”。用于管理声学回声消除处理的处理部称为“声学回声消除器”。如果用通常的固定电话或蜂窝电话使用免提功能，则从扬声器到麦克风的声反馈更大。因此，为了实现清晰的电话呼叫，非常重要的是执行声学回声消除。在电话会议系统等中同样如此。通常的固定电话或蜂窝电话的平常使用也会发生从扬声器到麦克风的声反馈。因此，执行声学回声消除是重要的。声学回声消除的方法包括在时域中处理语音信号的方法、通过将语音信号变换成频域中的信号来处理语音信号的方法等。对于如今的电话而言很普遍的是通过AD转换器将麦克风所检测的语音信号变换成数字信号以进行数字信号处理。在这种情况下，声学回声消除器通常使用通过将时域中的数字信号变换到频域而获得的信号。另外，存在安装有语速（rate-of-speech）改变功能的电话，该语速改变功能在保持音调的同时将电话呼叫伙伴的语音的再现速度改变得更慢或更快。当用于电话呼叫时，语速改变功能主要用于使语音的速度变慢以使得更容易听见电话呼叫伙伴的语音。从以上可以看出，电话需要时域以及频域中的多个处理。在许多情况下，以帧为单位进行数字信号处理，其中帧包括数字信号的多个采样值。广泛使用的基于帧的数字信号处理包括将时域中的信号的帧变换为频域中的信号的帧的时频变换以及将频域中的信号的帧变换为时域中的信号的帧的频时变换。图1示出电话的功能框图的示例。接收语音信号100是接收语音信号的频域中的信号，可对其进行包括AGC处理、降噪处理、语音着重处理等等（未示出）的处理。频时变换部110将频域中的接收语音信号100变换成时域中的信号111，并将其馈送给语速改变部112。语速改变部112对时域中的信号111进行语速改变处理，将时域中的语速改变之后的信号113输出给扬声器114和时频变换部108。时频变换部108将时域中的语速改变之后的信号113变换为频域中的信号109A，并将其馈送给声学回声消除器106。从扬声器114输出的模拟声音信号120通过空气和电话的壳体到达麦克风102。麦克风102将来自扬声器114的模拟声音信号120的一部分变换成时域中的数字发送语音信号103。这里，为了简单起见，AD转换器、DA转换器、放大器等未示出。时频变换部104将时域中的发送语音信号103变换为频域中的发送语音信号105，并将其馈送给声学回声消除器106。这里，存在从语速改变部112开始经由扬声器114、麦克风102和时频变换部104到声学回声消除器106的信号传输路径所特定的传输特性。频域中的发送语音信号105的来源是与受所述传输特性影响的信号混合的时域中的语速改变之后的信号113。所述混合信号是声学回声的原因。声学回声消除器106例如处理频域中的发送语音信号105，以基于所述传输特性利用频域中的信号109A和频域中的自适应滤波器（未示出）消除混合信号。该处理抑制声学回声的产生。声学回声消除器106输出抑制了声学回声的频域中的发送语音信号130。这里，存在这样一种技术，其提供用于改变经由电话通信信道发送的电话呼叫伙伴的语音信号的时间轴的语速改变部以及用于删除侧音信号（回声）的回声消除器部，其中通过设置在语速改变部的前一级处的回声消除器部来移除侧音，以使得侧音不会到达语速改变部，以防止进行了语速改变的侧音妨碍电话呼叫伙伴的讲话（参见例如专利文献1）。另外，存在这样一种技术，其中用于将自适应语速改变应用于输入信号的语速改变装置包括：物理索引计算部，其用于计算通过以时间为单位将输入信号划分而获得的输入信号的各个片段的物理索引；以及语速改变因子确定部，其用于根据物理索引计算部所计算的物理索引来确定输入信号的各个片段执行语速改变所指定的语速改变放大因子。通过该技术，可将语速改变稳定地应用于混合有背景声音和语音的输入信号（参见例如专利文献2）。[相关技术文献][专利文献][专利文献1]日本特开2001-16319号公报[专利文献2]日本特开2011-33789号公报如上所述，如果采用需要频域中的信号的声学回声消除方法，则需要将语速改变之后的时域中的信号变换为频域中的信号。如果在语速改变之前频域中的信号可用，则需要将频域中的信号变换为时域中的信号以便于语速改变。因此，为了向声学回声消除器提供语速改变之后的频域中的信号，需要通过时频变换将语速改变之后的信号再次变换到频域。这意味着需要可观的资源来进行信号变换。
技术实现思路
本专利技术的一个实施方式的目的在于减少用于上述信号处理的资源量。根据本专利技术的至少一个实施方式，一种将接收语音信号的频域信号的帧馈送给声学回声消除器的信号处理设备包括：第一接收部，其接收进行语速改变处理之前的频域中的所述接收语音信号的帧；第二接收部，其接收以帧为单位进行了所述语速改变处理后的时域中的信号的帧；以及频域帧合成部，其基于所述信号处理设备当前正在处理的帧处的进行了所述语速改变处理后的时域信号以及与进行了所述语速改变处理后的时域信号对应的频域中的所述接收语音信号的帧，合成所述接收语音信号的频域信号的帧。根据本专利技术的至少一个实施方式，可减少用于信号处理的资源量。附图说明图1是示出语速改变处理和实施方式之间的关系的示意图；图2是示出与语速改变处理相关的信号处理和本专利技术的实施方式之间的关系的示意图；图3是实施方式的功能框图；图4是实施方式的详细功能框图；图5是实施方式的硬件配置图；图6是实施方式的便携式终端的配置图；图7是总结实施方式的方法的流程图；以及图8是示出实施方式的频域信号估计方法的流程图。具体实施方式下面将参照附图描述本专利技术的实施方式。贯穿附图相同的元件将指派相同的标号。图2示出与语速改变处理相关的信号处理和本专利技术的实施方式之间的关系。本实施方式中的数字信号处理可将预定数量的数字值作为单个帧处理。例如，可按照8kHz的采样频率对声音信号的数据进行采样，并且可将160个样本作为一个帧处理。在这种情况下，一个帧为20ms长。可以帧为单位执行各种数据处理。另外，如果将时频变换应用于具有256个样本的数据，则根据采样定理将其变换为频域中的具有128个频率窗口（频谱）的信号。另外，例如，傅里叶变换（FFT）和傅里叶逆变换（IFFT）可用作下述的时频变换和频时变换。这里，所述变换不限于傅里叶变换和傅立叶逆变换。另外，在以下描述中，以帧为单位依次执行各种信号处理。这里，为了避免信号的处理延迟，理想的是将所有信号处理设计得足够短，以使得用于处理的时间短于一个帧的时间。这里，在图2中，为了说明，具有相同帧号的帧垂直排列，尽管用于处理一个帧的时间取决于处理。这里，在本说明书中，通过对时域中的信号进行时频变换而获得的信号称为“频域中的信号”。另外，包含预定条数的采样数据的帧称为“时域中的信号的帧”。另外，通过对时域中的信号的帧进行时频变换而获得的信号的帧称为“频域中的信号的帧”。在图2中，最上面的帧号210表示分别指派给本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种将接收语音信号的频域信号的帧馈送给声学回声消除器的信号处理设备，该设备包括：第一接收部，其接收进行语速改变处理之前的频域中的所述接收语音信号的多个帧，所述语速改变处理是改变所述接收语音信号的语速；第二接收部，其接收以帧为单位进行了所述语速改变处理后的时域中的信号的多个帧；以及频域帧合成部，其基于所述信号处理设备当前正在处理的帧处的进行了所述语速改变处理后的时域信号以及与进行了所述语速改变处理后的时域信号对应的频域中的所述接收语音信号的帧，合成将馈送给所述声学回声消除器的所述接收语音信号的频域信号的帧。

【技术特征摘要】
2013.03.28 JP 2013-0703371.一种将接收语音信号的频域信号的帧馈送给声学回声消除器的信号处理设备，该设备包括：第一接收部，其接收进行语速改变处理之前的频域中的所述接收语音信号的多个帧，所述语速改变处理是改变所述接收语音信号的语速；第二接收部，其接收以帧为单位进行了所述语速改变处理后的时域中的信号的多个帧；以及频域帧合成部，其基于所述信号处理设备当前正在处理的帧处的进行了所述语速改变处理后的时域信号以及与进行了所述语速改变处理后的时域信号对应的频域中的所述接收语音信号的帧，合成将馈送给所述声学回声消除器的所述接收语音信号的频域信号的帧。2.根据权利要求1所述的信号处理设备，其中，所述频域帧合成部包括帧比率识别部，该帧比率识别部针对进行了所述语速改变处理后的时域信号，识别当前正在处理的帧中所包括的进行了所述语速改变处理后的时域信号部分的长度与当前正在处理的帧的长度的比率，其中，所述比率用于合成所述接收语音信号的频域信号的帧。3.根据权利要求2所述的信号处理设备，其中，所述频域帧合成部包括加权加法部，该加权加法部根据所述比率，对与进行了所述语速改变处理后的时域信号对应的频域中的...

【专利技术属性】
技术研发人员：远藤香绪里，
申请(专利权)人：富士通株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP