信号自适应噪声过滤器制造技术

本公开涉及信号自适应噪声过滤器。提供了对传入信号的噪声过滤。噪声过滤方法包括通过将与传入信号的多个分量中的每个分量对应的能量分布为二维表示来对传入信号执行变换操作。噪声过滤方法还包括对多个分量执行过滤操作以确定实际对象并移除传入信号内的噪声。过滤操作利用基于时间、频率或方向的多个噪声检测矩阵中的至少一个噪声检测矩阵。

Signal adaptive noise filter

【技术实现步骤摘要】
信号自适应噪声过滤器
本公开一般地涉及信号自适应噪声过滤器。
技术介绍
通常，音频噪声过滤器的现代实现方式通过指定的频带或通过根据仅具有噪声的样本音频学习噪声来进行过滤。不幸的是，利用这些现代实现方式，当每个频带同时包含信号和噪声时，潜在的信号质量与噪声一起也被移除。
技术实现思路
根据一个或多个实施例，提供了用于传入信号的噪声过滤方法。该噪声过滤方法包括由耦合到存储器的处理器通过将与传入信号的多个分量中的每个分量对应的能量分布为二维表示来对传入信号执行变换操作。该噪声过滤方法还包括由该处理器对多个分量执行过滤操作以确定实际对象并移除传入信号内的噪声，过滤操作利用基于时间、频率或方向的多个噪声检测矩阵中的至少一个噪声检测矩阵。根据一个或多个实施例，该噪声过滤方法还可以实现为计算机程序产品和/或系统。通过本公开的技术实现了附加的特征和优点。本文详细描述了本公开的其他实施例和方面。为了更好地理解具有优点和特征的本公开，参考说明书和附图。附图说明在权利要求中特别指出并清楚地声明要求保护的主题。通过以下结合附图的详细描述，本文实施例的前述和其他特征以及优点将变得明晰，其中：图1描绘了根据一个或多个实施例的系统；图2描绘了根据一个或多个实施例的系统的处理流程；图3描绘了根据一个或多个实施例的系统所使用的噪声检测矩阵；和图4描绘了根据一个或多个实施例的系统的示意流程。具体实施方式鉴于以上所述，本文公开的实施例可以包括从音频信号中移除傅里叶空间音频分量的系统、方法和/或计算机程序产品(这里是系统)，傅里叶空间音频分量至少在频率和时间上与大量音频信号相关。此外，为了执行该移除，系统可以实现机器学习以分离信号和噪声系数集合。机器学习可以由系统通过根据基于相关的结果的监督学习(例如使用相同的输入)或通过根据无噪声信号的特征学习(例如使用先前的输入)来实现。该系统的技术效果和益处包括改善音频信号，从而改善系统的存储容量，改善系统的音频信号处理能力，以及音频信号本身的质量。此外，技术效果和益处包括提供具有改进的计算设备的系统，其中这些改进的计算设备可以在离线过程中处理音频文件(包括有噪声的音频信号)以改善音频文件(即有噪声的音频信号)本身。此外，技术效果和益处包括提供具有改进的计算设备的系统，计算设备执行用于实时实现的优化解算器(例如记录设备过滤器，设备存储，以及回放设备可以合并并且利用系统特征来在信号被接收并回放时清洁信号，以提供更清晰的音频信号)。因此，这里描述的实施例有必要植根于系统的处理器和存储器中以执行主动操作以克服在音频噪声过滤器的现代实现领域中特别出现的问题(例如，这些问题包括与噪声一起移除潜在的信号质量，导致降级的音频信号)。现在转到图1，一般地示出了根据实施例的系统100。系统100可以是电子计算机框架，其包括和/或采用任何数量和组合的计算设备和利用各种通信技术的网络，如本文所描述的。系统100可以容易地扩展、延伸和模块化，具有随不同服务改变或独立于其他特征来重新配置一些特征的能力。系统100包括多个麦克风，例如第一麦克风111和第二麦克风112，以及计算系统120。多个麦克风中的每一个可以是用于将声波转换成电信号并用于将这些电信号提供到计算系统120的换能器。多个麦克风可以形成麦克风阵列，其中每个麦克风串联操作。多个麦克风包括但不限于全向麦克风、定向麦克风或者全向麦克风和定向麦克风的混合。计算系统120包括一个或多个中央处理单元(CPU)(统称或一般地称为处理器121)。处理器121经由系统总线耦合到系统存储器122和各种其他组件。系统存储器122可以包括只读存储器(ROM)和随机存取存储器(RAM)。ROM耦合到系统总线并且可以包括基本输入/输出系统(BIOS)，其控制系统100的某些基本功能。RAM是读写存储器，其耦合到系统总线以供处理器121使用。用于在系统100上执行的软件，诸如本文所描述的噪声过滤算法，可以存储在系统存储器122中。系统存储器122是处理器121可读的有形存储介质的示例，其中软件被存储为供处理器121执行以使得系统100进行操作的指令，诸如本文参考图2至图4所描述的。本文更详细地讨论计算机程序产品的示例和这种指令的执行。计算系统120包括耦合到系统总线的输入/输出(I/O)适配器123。I/O适配器123可以是与系统存储器122和/或任何其他类似组件通信的小型计算机系统接口(SCSI)适配器。I/O适配器123可以将系统总线与网络互连，该网络可以是外部网络，使系统100能够与其他这样的系统通信。现在转向图2，根据一个或多个实施例描绘了系统100的处理流程200。处理流程200是本文所描述的基于音频信号的接近度计算系统120的变换和过滤操作的示例。例如，系统100使用方向数据实现噪声过滤算法(存储在系统存储器122上)以从由源191、192和193产生的音频信号中移除傅里叶空间音频分量，该傅里叶空间音频分量至少在频率和时间上与大量音频信号相关。在实践中，多个音乐家，诸如作为源191的鼓手、作为源192的歌手和作为源193的吉他手，可以在舞台上进行现场音乐会。每个音乐家提供相应的音频信号，同时放大器可以提供高音调噪声，并且舞台下的观众可以贡献人群噪声以及由第一麦克风111和第二麦克风112检测到的其他噪声。接着，计算系统120接收到输入数据(例如，由第一麦克风111和第二麦克风112检测到的所有声音)。计算系统120根据与第一麦克风111和第二麦克风112中的每一个对应的每个音频信号的不同频率分布/贡献的相对响度来确定音频信号的方向。音频信号的方向被处理并以二维表示来表示，其中x轴是方向，y轴是频率，并且二维表示的每个值是能量。如处理流程200的框250所示，计算系统120通过在实值α(realalphas)上分布信号来执行变换操作。此外，计算系统120制定约束并以最小误差求解方程系统。例如，变换操作可以根据以下代码计算：/*由2通道FFT输入构造3D方向表示输入：8时间片×2通道×512入口FFT36×5°方向幅度(从输入1导出)目标：方向一致性：最小化列/方向误差频率一致性：优选简单行分解＝>最大化零域数目/最小化非零域数目时间一致性：优选系数分布随时间的缓慢变化(导出并最小化“变化域”)*/paramfft_in(0..7,0..1,0..511),real,default0；paramalpha_in(0..35),real,default0；constweight:＝10.950.90.850.80.750.70.650.60.550.50.450.40.350.30.250.20.150.10.050；constepsilon_t:＝0.3；//随时间的显著系数变化constepsilon_f:＝1.4；//显著的系数值...

【技术保护点】
1.一种用于传入信号的噪声过滤方法，包括：/n由耦合到存储器的处理器通过将与传入信号的多个分量中的每个分量对应的能量分布为二维表示，来对传入信号执行变换操作；和/n由处理器对所述多个分量执行过滤操作以确定实际对象并移除传入信号内的噪声，该过滤操作利用基于时间、频率或方向的多个噪声检测矩阵中的至少一个噪声检测矩阵。/n

【技术特征摘要】
20180703 US 16/026,1721.一种用于传入信号的噪声过滤方法，包括：
由耦合到存储器的处理器通过将与传入信号的多个分量中的每个分量对应的能量分布为二维表示，来对传入信号执行变换操作；和
由处理器对所述多个分量执行过滤操作以确定实际对象并移除传入信号内的噪声，该过滤操作利用基于时间、频率或方向的多个噪声检测矩阵中的至少一个噪声检测矩阵。


2.根据权利要求1所述的噪声过滤方法，其中，所述噪声过滤方法包括：
由耦合的处理器接收来自至少两个麦克风的输入数据，以产生包括相对响度的传入信号；和
由处理器基于所述相对响度确定所述传入信号的多个分量的方向。


3.根据权利要求1所述的噪声过滤方法，其中，所述二维表示的每个值在表示方向的x轴和表示频率的y轴上表示与传入信号的多个分量中的每个分量对应的能量。


4.根据权利要求1所述的噪声过滤方法，其中，处理器访问噪声过滤算法以将来自至少两个麦克风的...

【专利技术属性】
技术研发人员：T·U·博格曼，
申请(专利权)人：国际商业机器公司，
类型：发明
国别省市：美国;US