声音增强系统技术方案

一种处理声频信号的方法，其目的是克服与声频信号无关的背景噪声的影响。此方法包括将声频信号频率分量中声频信号的度量与背景噪声频率分量中噪声的度量相比较，根据比较确定增益因数并利用所确定的增益因数放大至少一部分声频信号，包括至少一个不包含于声频信号频率分量中的频率段。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术关于声音增强系统。
技术介绍
电话机通常用于嘈杂环境中，在此环境中背景噪声会干扰对通过电话机接收的声音信号的理解。戈德堡(Goldberg)的第4,829,565号美国专利，其所公开的内容将以引用的方式并入本文，其描述了一种具有自动音量控制系统的电话，系统根据背景噪声调整用户所听到的远程信号的音量。但是，此系统会导致音量太频繁的变化，以及不精确的变化，这将使人的耳朵感到不舒服。米勒(Miller)等人的第5,615,270号美国专利，其所公开的内容将以引用的方式并入本文，其描述了一种用于车辆的噪声补偿系统。系统基于从车中感应的信号中过滤出所期望的音乐信号的过程产生的噪声信号来确定所需的放大率。艾伦(Allen)等人的第5,524,148号和第5,526,419号美国专利，其所公开的内容将以引用的方式并入本文，其描述了噪声补偿系统，其放大提供给电话机的远端信号，增益因数根据背景噪声等级和远端信号的平均语音功率而确定。在一实施例中，计算远端信号所有频带的背景噪声等级和平均语音功率并且将相同的增益因数应用于远端信号的所有频带。归因于所使用的确定增益因数的方法，增益因数不会足够或可能过度。在艾伦(Allen)的专利的另一实施例中，远端信号被分成多个频率分量并且利用相应的增益因数分别放大每个频率分量。根据相应频率分量中的背景噪声和平均语音功率或总的平均语音功率确定每个频率分量的增益因数。在此实施例中，由于对信号不同频率分量的不同的独立的放大，导致发声信号失真。此外，将执行许多不必要的振幅调整，这导致所消耗操作功率的浪费，尤其对于电池供电系统来说。1999年1月14日出版的PCT第99/01863号世界专利，其所公开的内容将以引用的方式并入本文，其描述了一种用于吵杂环境的语音增强系统。第99/01863号世界专利公开的系统能比较语音和背景噪声的频谱分析，以确定是否有一个或多个语音的频率被背景噪声掩蔽。如果发生这样的掩蔽，则改变一个或多个语音线频谱对(LSPs)，以基于此LSP(线频谱对)消除对语音的掩蔽。LSP(线频谱对)的改变包括移动其频率，增加其带宽或增加其振幅。LSPs(线频谱对)的移位将干扰语音信号。拉斯穆森(Rasmusson)的第5,636,272号美国专利，其所公开的内容将以引用的方式并入本文，其描述了一种使语音变得更无形的系统，系统使用一种非背景噪声函数的矫正法。
技术实现思路
本专利技术的一些实施例的一个方面涉及一种噪声补偿系统，其用于调整所需声频信号，以便克服背景噪声的影响。系统基于对信号频率分量中声频和噪声信号的分析来确定是否放大和/或声频信号的增益因数。但是，所确定的增益因数将应用于整个声频信号或包括多个频率分量的一部分声频信号。基于频率分量的增益因数的确定提供了对所需增益因数的更精确的确定，同时对整个声频信号应用增益因数防止了将失真引入信号。在本专利技术的一些实施例中，增益因数的确定包括在一个或多个频率分量中将声频信号的功率与噪声信号的功率相比较，并根据比较确定增益因数。在本专利技术的一些实施例中，声频和噪声信号被分成多个频率分量，其大体上可选择性的覆盖信号的整个语音频谱，并且在大体上所有的频率分量中执行比较过程。作为选择或补充，可以不在所有的频率分量中执行比较过程，例如仅在包括声音信号共振峰(即，频谱中的包络波峰)的频率分量中执行。在本专利技术的一些实施例中，不在所有的包括声音信号共振峰的频率分量中执行比较过程。在本专利技术的一个具体实施例中，在声音信号中找寻满足预定数量的不同共振峰，例如三个共振峰。在包括所找寻共振峰的频率分量中执行比较过程。在本专利技术的一些实施例中，基于涉及比较过程的频率分量中的信号噪声比(SNR)来选择增益因数。视情况而定，增益因数可应用于整个声频信号。或者，增益因数大体上应用于声频信号的所有频谱，已知声频信号包括语音信号。在本专利技术的一些实施例中，在根据增益因数放大信号后，压缩信号以避免失真，防止放大信号超出其所允许的动态范围。本专利技术的一些实施例的一个方面涉及一种噪声补偿系统，其放大声音信号的一个或多个第一频率分量，响应对声音信号需要放大其一个或多个第二频率分量的确定，这不同于第一频率分量。系统将声音信号分成多个频率分量并且至少一个频率分量确定了频率分量的振幅是否足够。如果确定第一频率分量的振幅不足够，则至少调整一个第二频率分量的振幅。在本专利技术的一些实施例中，根据确定，可能按照相同的调整因数调整大部分或所有频率分量的振幅。本专利技术的一些实施例的一个方面涉及一种噪声补偿系统，其用于调整所需声频信号，以便克服背景噪声的影响。声频信号被分成多个频率分量并且根据噪声依赖增益因数和非噪声依赖增益因数增强每个频率分量。将噪声依赖增益因数和非噪声依赖增益因数共同应用于由相同划分产生的频率分量中，提供了两种增益因数的优点，而并不需要双倍的成本和划分信号所需的延迟。在本专利技术的一些实施例中，至少一部分非噪声依赖增益因数包含也独立于信号的增益因数，如预定的固定增益因数。在本专利技术的一些实施例中，大体上所有频率分量的噪声依赖增益因数都相同。在本专利技术的一些实施例中，通过一个单一的放大单元将噪声依赖增益因数和非噪声依赖增益因数应用于声频信号。或者，使用多个放大单元，其将相应的增益因数部分应用于声频信号。视情况而定，一个第一放大单元仅应用非噪声依赖增益因数，而一个第二放大单元应用噪声依赖和非噪声依赖增益因数。作为选择或补充，第一放大单元仅提供非信号依赖增益因数，并且第二放大单元仅提供信号依赖增益因数。应注意在此使用的术语“增益因数”也包括“衰减因数”，即增益因数小于1。本专利技术的一些实施例的一个方面涉及一种噪声补偿系统，其用于调整所需声频信号，以便克服背景噪声的影响。噪声补偿系统基于背景噪声计算校正的声频信号。系统的输出等于原始声频信号和补偿信号的加权和。通过发出加权和而不仅是补偿信号，提供了介于原始信号(具有原始信号的优点)和增强信号(具有增强信号的优点)之间的折中。在本专利技术的一些实施例中，加权和给予原始声频信号和补偿信号预定的权。视情况而定，可将偶数权给予原始声频信号和补偿信号。作为选择或补充，可根据应用于校正声频信号的增益因数的范围和/或背景噪声的程度来调整加权和的权。本专利技术的一些实施例的一个方面涉及一种识别声频信号的共振峰的方法。方法包括确定声频信号多个频率分量的功率值，低通过滤频率分量的功率值，以便计算每个频率分量的功率与其相邻(在频率上)频率分量的平均值，并找寻所过滤功率值的峰值功率。视情况而定，可使用多个滤波器产生频率分量。或者，使用一个傅里叶(Fourier)变换产生多个频率分量。在本专利技术的一些实施例中，多个频率分量包含10-24个频率分量，可视情况包含12-15个。或者，多个频率分量的数量包含所使用FFT(快速傅里叶变换)的FFT接收器的数量。本专利技术的一个具体实施例中，通过执行一个FFT(快速傅里叶变换)计算多个频率分量的值并将多个相邻接收器的值组成一个单一频率分量值。本专利技术的一些实施例的一个方面涉及一种噪声补偿系统，其用于双向通信送受话机，如电话，在确定近端的用户没有说话的基础上，执行接收自远端的噪声补偿。因此，减少了噪声补偿系统的功率消耗。通常，当近端用户说话而远端用户沉默时，近本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种处理声频信号以克服与声频信号无关的背景噪声影响的方法，其包括：　　　　将声频信号频率分量中声频信号的度量与背景噪声频率分量中噪声的度量相比较；　　　　根据比较确定增益因数；以及　　　　利用所确定的增益因数放大至少一部分声频信号，包括至少一个不包含于声频信号频率分量中的频率段。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：Z利希特，
申请(专利权)人：清晰音频有限公司，
类型：发明
国别省市：IL[以色列]