一种信号处理器，包括：第一自适应滤波器，其以第一信号作为输入以产生第一伪信号；第一减法器，其用于从第二信号中减去第一伪信号以提供第一差分信号作为输出；第二自适应滤波器，其以第一信号作为输入以产生第二伪信号；第二减法器，其从第二信号中减去第二伪信号以提供第二差分信号作为输出；第一步长控制装置，其按照第二伪信号和第二差分信号之间的关系产生在更新第一自适应滤波器中使用的第一步长；和第二步长控制装置，其按照第一信号和第二信号之间的关系产生在更新第二自适应滤波器中使用的第二步长。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种信号处理方法和信号处理装置，特别是涉及一种用于消除混在从话筒、手机或通信线路接收到的所需信号中的其他信号，或者用于强化这种类型的所需信号的方法和装置。
技术介绍
从装置例如话筒或手机接收来的语音信号，经受语音编码或语音识别处理。当在信息高度压缩的的窄带语音编码器，语音识别装置或诸如此类的装置中进行语音编码和语音识别时，与这些语音信号相混的背景器噪声造成一个严重的问题。在参考文献至 和中披露了采用自适应滤波器的双输入噪声消除器，作为以消除声学迭加的噪声分量为目标的信号处理器。双输入噪声消除器的操作是，使用一个自适应滤波器，该自适应滤波器逼近噪声信号传播路径(噪声路径)的脉冲响应，以产生与混在语音输入端子中的噪声分量相应的伪噪声信号，所述噪声信号在信号到达语音输入端子之前一直作为输入加在参考输入端子上；然后，通过从语音输入端子作为输入接收到的接收声音信号中减去这个伪噪声信号以抑制噪声信号。接收声音信号是语音信号和噪声信号混合于其中的信号，这个接收声音信号是从话筒和手机作为输入加至语音输入端子的典型信号。其时，对自适应滤波器的滤波器系数，通过处理从接收声音信号中减去伪噪声信号所得的误差信号与作为输入加至参考输入端子的参考信号之间的关系，进行校正。已知的这一自适应滤波器的系数校正算法包括参考文献中所述的“LMS算法 (基于最小均方准则的算法)”和参考文献中所述的“LIM(学习识别方法)”。图I示出现有技术双输入噪声消除器的典型配置。这个噪声消除器配置有双输入端子101、102，自适应滤波器107，减法器111和输出端子113。经过紧靠发言者的话筒声电转换的信号，加至输入端子101。已作为输入加入的信号Xp(k)是其中混有背景噪声信号n (k)和语音信号S(k)即目标信号的信号，能用等式 Q)表示Xp (k) =S(k)+n(k)... (I)由距离发言者比输入端子101远的话筒进行声电转换的信号，加至输入端子102。 如果连接至输入端子102的话筒是在距离发言发足够遥远并且足够靠近噪声源的位置的话，则作为输入加至输入端子102的信号Xr(k)等于作为输入加至输入端子101的背景噪声信号N (k)，得到等式(2):Xr (k) = N (k)…⑵自适应滤波器107将加至输入端子102的信号Xr(k)取作输入信号进行滤波操4作，并提供伪噪声信号R(k)作为操作结果。减法器111从加至输入端子101的信号Xp (k)中减去自适应滤波器107所提供的伪噪声信号R(k)，产生差分信号e (k),并且将差分信号e (k)传送至输出端子113作为噪声消除器的输出信号，还将这个差分信号e (k)提供给自适应滤波器107作为更新自适应滤波器107的系数的误差信号。差分信号e(k)由下面等式(3)给出e (k) = S (k) +n (k) -R (k)…⑶基于作为输入接收的误差信号，自适应滤波器107使用系数校正算法更新滤波器系数。假定这里采用参考文献所述的LMS算法作为自适应滤波器的系数校正算法，并且取Wj (k)作为自适应滤波器107在时间k的第j阶系数，则由自适应滤波器107所提供作为输出的伪噪声信号R(k)用等式(4)表示N-Ii (k) = Yj Wj(k) · Xr(k - j)…(4)J=O这里，N指示自适应滤波器107的抽头数目。系数的更新按照等式(5)实现Wj (k+1) = Wj (k) + α · e (k) · Xr (k-j)...(5)在这种情况下，α是称作“步长”的常数，并且是一个用于确定系数的收敛时间和收敛后的残余误差的参数。当步长α大时，系数的校正量增大，因此收敛加快，但是系数的起伏在最佳值附近也增加，并且最后的残余误差变大。相反，当步长α小时，收敛所需的时间增加，但最后的残余误差变小。如等式(3)所示，误差信号e(k)包含语音信号S (k)，并且由于进行系数更新操作使e(k) =0，所以当S(k)古O时，不进行系数更新操作，结果R(k) =n(k)。因此，语音信号S(k)作为干扰信号对自适应滤波器107的系数更新操作有较大的影响。为了减小语音信号S(k)的影响，步长α必须设置为非常小的值。但是，如上所述，减小步长有使自适应滤波器107的收敛时间增大的问题。作为考虑这个问题的方法，参考文献至和披露了实行步长控制的噪声消除器。图2示出现有技术自适应滤波器噪声消除器的配置图，其用于实现参考文献 中所述的步长控制。如图2所示，这个现有技术的装置提供有两个自适应滤波器5、7，并且使用由自适应滤波器5所估算的输入端子I的信噪比(S/N)控制自适应滤波器7的步长。 实行这样的控制，当语音信号大于噪声信号时使步长变小，在相反状态则使步长变大，能缩短自适应滤波器7的收敛时间，并减小向输出端子13传送的噪声消除后的信号中的失真。 这一噪声消除器进一步提供有两个延迟电路3、4 ;两个减法器9、11 ;步长控制电路19 ;和信噪比估算电路21。自适应滤波器5的操作等效于上述图I所示装置中的自适应滤波器107的操作。 据此，将已消除输入端子I中的噪声影响的语音信号分量的估算值和输入端子I中的噪声信号分量的估算值提供给信噪比估算电路21。这一输入的实现是因为信噪比估算电路21 的输入是逼近输入端子I中语音分量的减法器9的输出，以及逼近噪声分量的自适应滤波器5的输出。信噪比估算电路也称作信噪功率关系估算电路。在信噪比估算电路21中，信噪比的估算值是利用提供给那里的语音信号分量估算值和噪声信号分量估算值而求得的。信噪比估算电路21所求得的信噪比提供给步长控制电路19，由此而得到的步长提供给自适应滤波器7。与图I所示自适应滤波器107对比，自适应滤波器7的输入信号是提供给输入端子2再由延迟电路4延迟的信号。同样地，与图I所示减法器111对比，从输入端子I提供给减法器11的信号，是一个由延迟电路3延迟了的信号。延迟电路3、4产生相同时间间隔的延迟，并且这样来配置，把自适应滤波器7的实现的噪声消除方法应用于输送至输入端子1、2的信号经延迟相同时间间隔而得到的信号。由延迟电路3产生的延迟时间和由延迟电路4产生的延迟时间，设置为一个时间间隔，它至少是由信噪比估算电路21对估算值的计算所得的延迟时间。类似于图I所示装置的减法器111，减法器11减去噪声，并且将输出传送至输出端子13。信噪比估算电路21的配置能表示为图3所示。信噪比估算电路21由平均电路14、 15和操作电路16组成。平均电路14被提供以语音信号分量的估算值，计算语音信号分量估算值的平均值，并输估算语音信号的平均值。同样地，平均电路15被提供以噪声信号分量的估算值，计算噪声信号分量的平均值，并输出估算噪声信号的平均值。平均电路14、15 两者的输出都提供给操作电路16。操作电路16使用平均电路14、15所提供的估算语音信号分量的平均值和估算噪声信号分量的平均值求出平均信噪比的估算值，并将这个值提供作为第一信噪比。平均电路14、15从时间k-L至时间k计算平均功率E(k)。如果Y(k)是输入信号， 则平均功率E (k)由等式(6)给出￡(k)=丄... (6)L i=o也可以用等式(7)代替等式(6)E (k) = Y · E (k-Ι)本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：佐藤干，杉山昭彦，
申请(专利权)人：日本电气株式会社，
类型：发明
国别省市：
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