本发明专利技术涉及一种设计数字滤波器配置结构的方法和滤波器设计设备，所述数字滤波器配置结构用于对表示声学记录的信号进行噪声抑制。所述方法包括：确定所述数字滤波器配置结构的期望频率响应。所述方法的特征在于，将高通滤波器和噪声抑制滤波器的组合包括在所述滤波器配置结构中。所述高通滤波器和噪声抑制滤波器的组合是基于所确定的期望频率响应来选择的。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及数字滤波器设计领域。具体地，本专利技术涉及设计用于在表示声学记录 的信号中进行噪声抑制的数字滤波器的领域。
技术介绍
由于自然环境中噪声的普遍存在，现实世界声音记录典型地包含来自各种源的 噪声。为了改进声音记录的声音质量，已经开发了各种方法用于减小声音记录的噪声水 平。通常，在这种方法中，根据期望频率响应来计算时域噪声抑制滤波器，然后将时域 噪声抑制滤波器应用至声音记录。频谱减法是抑制声学记录中的噪声的常用方法。在 “Low-distortion spectral subtraction for speech enhancement，，，Peter Handel, Conference Proceedings of Eurospeech, pp. 1549-1553，ISSN1018-4074，1995 中讨论了 用于抑制噪声的频谱减法的不同方面。可以通过增大所使用的时域噪声抑制滤波器的长度来提高滤波后的声音记录的 质量。然而，时域噪声抑制滤波器越长，所需的计算越多。在如电话之类的实时应用中，这 尤其成问题。在实时应用中，必须非常迅速地执行滤波，因此计算要求高的滤波器需要较高 的处理能力。更快的处理器更加昂贵，并且一般更耗能。因此，需要以不影响计算能力要求 的方式来改进声音记录中噪声抑制的质量。
技术实现思路
本专利技术所涉及的问题是如何避免声学记录中低频处的噪声衰减依赖于时间而波 动的问题。这一问题是通过一种设计数字滤波器配置结构的方法来解决的，所述数字滤波 器配置结构用于对表示声学记录的信号进行噪声抑制。所述方法包括确定所述数字滤波 器配置结构的期望频率响应。所述方法还包括将高通滤波器和噪声抑制滤波器的组合包 括在所述滤波器配置结构中。所述高通滤波器和噪声抑制滤波器的组合是基于所确定的期 望频率响应来选择的。此外，该问题是通过一种数字滤波器设计设备来解决的，所述数字滤波器设计设 备被配置为设计用于对表示声学记录的信号进行噪声抑制的数字滤波器配置结构。所述数 字滤波器设计设备包括噪声抑制滤波器设计设备，被配置为基于期望频率响应来选择噪 声抑制滤波器；以及高通滤波器设计设备，被配置为选择要与所述噪声抑制滤波器级联应 用的高通滤波器。此外，该问题是通过一种数字滤波器配置结构和用于设计数字滤波器配置结构的 计算机程序产品来解决的。通过本专利技术，实现了可以以有限的计算能力来达到对低频噪声的高效抑制，因此 可以避免或减小低频处噪声抑制的波动。附图说明为了更完整地理解本专利技术及其优点，现在结合附图来参考以下描述，其中图1是根据现有技术的噪声抑制滤波器设计设备的示意图；图2a是示意了在表示声学记录的信号中存在话音的时刻的期望频率响应和通过 传统噪声抑制滤波器在该时刻获得的所实现的频率响应的图。图2b是示意了在表示声学记录的信号中不存在话音的时刻的期望频率响应和通 过传统噪声抑制滤波器在该时刻获得的所实现的频率响应的图。图3是示意了根据本专利技术来设计滤波器配置结构的方法的流程图。图4是示意了选择要包括在滤波器配置结构中的高通滤波器的方法的流程图。图5示意了本专利技术的滤波器设计设备的实施例。图6a示意了本专利技术的滤波器设计设备的另一实施例。图6b示意了本专利技术的滤波器设计设备的又一实施例。图7是示意了图2a的场景的图，图中已经包括了根据本专利技术的滤波器配置结构的 频率响应。图8是并入了根据本专利技术的数字滤波器设计设备的用户设备的示意图。 具体实施例方式具有期望话音分量s (t)和噪声分量η (t)的有噪话音信号y(t)可以表示为 在许多情况下，期望抑制噪声分量n(t)并形成话音分量的估计对 )，使得估计话 音分量尽可能接近地与话音分量S (t)相似。一种实现方式是使用时域噪声抑制滤波器 h(z)对有噪信号y(t)进行滤波，时域噪声抑制滤波器h (ζ)被设计为去除尽可能多的噪声 分量n(t)，同时保留尽可能多的话音分量s (t)。通常，根据期望频率响应Η(ω)来计算噪声抑制滤波器h(z)，其中Η(ω)是实值函 数，典型地被设计为使得对于y(t)仅包含噪声的频率ω，Η(ω)接近于零，而对于y(t)仅 包含话音的频率ω，Η(ω) =1，并且对于y(t)包含有噪话音的频率ω，0 <Η(ω) <1。在确定有噪信号的话音分量时，通常对有噪信号样本的帧应用线性变换F。通 过假定以下关系 其中F表示如快速傅立叶变换(FFT)之类的线性变换，可以作为期望频率响 应Η(ω)的反线性变换Π·]来获得噪声抑制滤波器h (ζ)。因此，可以通过5(0 = F—1 γ( ) = h(z) y{t)(3)来获得话音分量估计，其中 表示卷积。因此，为了根据表达式(3)得到话音分量估计，需要确定期望频率响应Η(ω)。 如上所述，对于y(t)包含有噪话音的频率ω，0 <Η(ω) < 1。对于这样的频率，在特定频5率处针对Η(ω)选择的特定值通常是根据该频率处有噪话音信号y(t)的信噪比(SNR)来 选择的。可以通过各种方法来估计期望频率响应Η(ω)，一种典型方法是频谱减法(关于 如何通过频谱减法来获得Η(ω)的描述，见例如“Low-distortion spectral subtraction for speech enhancement，，，Peter Handel, Conference Proceedings of Eurospeech, pp. 1549-1553，ISSN1018-4074,1995)。由于在特定频率处有噪话音信号y (t)的SNR随时 间变化，因此通常随时间更新期望频率响应Η(ω)—典型地，针对每个数据帧来更新期望 频率响应Η(ω)。因此，期望频率响应Η(ω)典型地在帧之间变化，使得H(kn，ω)兴H(kn+1， ω)，其中1^表示具有帧编号η的帧的定时。备选地，可以以不同的时间间隔来更新期望频 率响应Η(ω)并从而更新根据期望频率响应来确定的滤波器配置结构。因此，期望频率响 应和滤波器配置结构随时间变化。然而，为了简化描述，在以下表述中不显式示出Η(ω)和 h(z)的时间依赖性。图1示意了根据现有技术来操作并被配置为基于接收到的经采样的有噪话音信 号y(t)来产生合适的噪声抑制滤波器hNS (ζ)的滤波器设计设备100。滤波器设计设备100 包括线性变换设备105，被配置为接收经采样的有噪话音信号y(t)并产生经采样的有噪 话音信号y (t)的线性变换Υ(ω)。图1的滤波器设计设备100还包括期望响应确定设备 110，被配置为接收经采样的信号y(t)的线性变换Υ(ω)，并基于线性变换Υ(ω)来确定期 望频率响应Η(ω)。滤波器设计设备100还包括噪声抑制滤波器设计设备112，噪声抑制 滤波器设计设备112包括反线性变换设备115，反线性变换设备115被配置为接收期望频率 响应Η(ω)并产生期望频率响应Η(ω)的反线性变换。一般地，在噪声抑制滤波器设计设备112 中对反线性变换设备115的输出进行进一步处理，例如以US7，251，271中描述的方式，以获得噪声 抑制滤波器hffi(Z)。根据上述进一步处理来确定滤波器hNS (ζ)的长度，这里不对此进行任何更详 细的描述。噪声抑制滤波器设计设备112本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种设计数字滤波器配置结构的方法，所述数字滤波器配置结构用于对表示声学记录的信号（ｙ（ｔ））进行噪声抑制，所述方法包括：确定（３００）所述数字滤波器配置结构的期望频率响应（Ｈ↓［ｔｏｔａｌ］（ω）），所述方法的特征在于：将高通滤波器（ｈ↓［ＨＰ］（ｚ））和噪声抑制滤波器（ｈ↓［ＮＳ］（ｚ））的组合包括在所述滤波器配置结构中，其中，所述高通滤波器和噪声抑制滤波器的组合是基于所确定的期望频率响应来选择的。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
【专利技术属性】
技术研发人员：佩尔阿格伦，安德尔斯埃里克松，
申请(专利权)人：艾利森电话股份有限公司，
类型：发明
国别省市：SE
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