適應性信道間判別再縮放濾波器制造技術

一種用于濾波音頻信號的方法，包括建模主信道和參考信道的快速傅立葉變換(FFT)系數的概率密度函數(PDF)；最大化PDF以提供在參考信道的噪聲幅度估算與主信道的噪聲幅度估算之間的判別相關差異(DRD)。當主信道的頻譜幅度比參考信道的頻譜幅度強時，強化主信道；并且參考信道的頻譜幅度比主信道的頻譜幅度強時，削弱主信道。當存在先前階段時，將乘法再縮放因子應用于在語音增強濾波器鏈的先前階段中計算的增益，在不存在前階段的情況下，直接應用增益。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】適應性信道間判別再縮放濾波器相關申請的交叉參考本專利申請要求2014年11月12日提交的并且名稱為“適應性信道間判別再縮放濾波器”的臨時申請號62/078,844的權益和優先權，其全文以引用的方式并入本文中。專利
本專利技術總體上涉及用于處理音頻的技術，包括用于隔離聲音數據，從音頻信號去除噪聲，或者甚至在輸出音頻信號之前增強音頻信號的技術。還涉及用于處理音頻信號的裝置和系統。
技術介紹
各種音頻設備，包括現有移動電話的情形，包括定位和朝向以接收來自意向聲源的音頻的主麥克風，和定位和朝向以接收背景噪聲并且同時從意向聲源接收極少音頻或不從意向聲源接收音頻的參考麥克風。在許多應用情景中，參考麥克風提供了噪聲量的指示符，其可能存在于由主麥克風獲得音頻信號的主信道中。具體地，針對給定頻帶的相對頻譜功率級，在所述主信道和參考信道之間可以指示所述頻帶是否由噪聲或在所述主信道中的信號所支配。因而然后可以選擇性地抑制或增強在該頻帶中的主信道音頻。然而，情況是，在主信道中語音(分別是噪聲)占據優勢的概率，被認為是在主信道和參考信道之間的未改變的相對頻譜功率級的函數，可以由頻點改變，并不隨著時間固定。因此，使用原始功率比，固定閾值，和/或在信道間基于比較的濾波中的固定再縮放因子(rescalingfactors)，會充分導致在主信道音頻中的不理想的語音抑制和/或噪聲放大。因而，需尋求在估算在輸入信道之間的噪聲占據/語音占據功率級差方面、在抑制存在于主輸入信道中的噪聲和增強存在于主輸入信道中的語音方面的提高。
技術實現思路
本專利技術特征的一個方面特征在于，在一些實施例中的，一種用于變換音頻信號的方法。該方法包括利用音頻設備的主麥克風獲得音頻信號的主信道；利用音頻設備的參考麥克風獲得音頻信號的參考信道；估算多個頻點的音頻信號的主信道的頻譜幅度；以及估算多個頻點的音頻信號的參考信道的頻譜幅度。該方法還包括通過應用分式線性變換和高階有理函數變換的至少一個來變換多個頻點率接收的一個或多個頻譜幅度；以及進一步變換多個頻點率接收的一個或多個頻譜幅度。該進一步變換可以包括如下一個或多個：重新標準化一個或多個頻譜幅度；指數化一個或多個頻譜幅度；瞬時平滑一個或多個頻譜幅度；頻率平滑一個或多個頻譜幅度；基于VAD平滑一個或多個頻譜幅度；音質平滑一個或多個頻譜幅度；將相位差的估算與一個或多個已變換頻譜幅度進行組合；以及將VAD估算與一個或多個已變換頻譜幅度進行組合。在一些實施例中，該方法包括基于增量式輸入，更新每個頻點的分式線性變換和高階有理函數變換中的至少一個。在一些實施例中，該方法包括將前SNR估算和后SNR估算中的至少一個與一個或多個已變換頻譜幅度進行組合。在一些實施例中，該方法包括將信號功率級差(SPLD)與一個或多個已變換頻譜幅度進行組合。在一些實施例中，該方法包括基于噪聲幅度估算和噪聲功率級差(NPLD)計算參考信道的校正頻譜幅度。在一些實施例中，該方法包括基于噪聲幅度估算和NPLD計算主信道的校正頻譜幅度。在一些實施例中，該方法包括兩者中的至少一個：由在一幀內的相鄰頻頻點間獲取的加權平均數替換一個或多個頻譜幅度，以及由來自先前幀的對應頻點獲取的加權平均數替換一個或多個頻譜幅度。本專利技術特征的另一個方面特征在于，在一些實施例中的一種用于調節施加到音頻信號的濾波的程度的方法。該方法包括利用音頻設備的主麥克風獲得音頻信號的主信道；利用音頻設備的參考麥克風獲得音頻信號的參考信道；估算音頻信號的主信道的頻譜幅度；以及估算音頻信號的參考信道的頻譜幅度。該方法還包括建模音頻信號的主信道的快速傅立葉變換(FFT)系數的概率密度函數(PDF)；建模音頻信號的參考信道的快速傅立葉變換(FFT)系數的概率密度函數(PDF)；最大化信號信道PDF和聯合信道PDF的至少一個以提供在參考信道的噪聲幅度估算與主信道的噪聲幅度估算之間的判別相關差異(DRD)；以及確定對于給定頻率哪個頻譜幅度較大。該方法還包括當主信道的頻譜幅度比參考信道的頻譜幅度強時，強化主信道；當參考信道的頻譜幅度比主信道的頻譜幅度強時，削弱主信道；并且其中所述強化和削弱包括：計算乘法再縮放因子以及當存在先前階段時，將所述乘法再縮放因子應用于在語音增強濾波器鏈的先前階段中計算的增益；在不存在前階段的情況下，直接應用增益。在一些實施例中，將乘法再縮放因子作為增益使用。在一些實施例中，該方法包括主音頻信道和參考音頻信道的中至少一個的每個頻譜幀具有增量式輸入。在一些實施例中，增量式輸入包括用于主信道的頻譜幀的每個頻點中的前SNR和后SNR的估算。在一些實施例中，增量式輸入包括在用于主信道和參考信道的頻譜幀的對應頻點之間的每個頻點NPLD的估算。在一些實施例中，增量式輸入包括在用于主信道和參考信道的頻譜幀的對應頻點之間的每個頻點SPLD的估算。在一些實施例中，增量式輸入包括在主信道和參考信道之間的每個頻點相位差的估算。本專利技術另一個方面特征在于，在一些實施例中，一種音頻設備，包括用于接收音頻和用于發送音頻信號的主信道的主麥克風；用于從與主麥克風不同角度接收音頻信號和用于發送音頻信號的參考信道的參考麥克風；以及用于處理音頻信號以濾波或凈化音頻信號的至少一個處理元件，該至少一個處理單元被配置為執行用于實現本文所述方法中的任何方法的程序。附圖說明本專利技術的更完整的理解可以通過參考具體實施方式并結合附圖而得到，圖1示出了根據一個實施例的適應性信道間判別判別再縮放濾波器處理。圖2示出了根據一個實施例的用于適應性信道間判別判別再縮放濾波器處理中的輸入變換。圖3示出了根據一個實施例的噪聲功率級和語音功率級的比較。圖4示出了根據一個實施例的噪聲和語音功率級概率分布函數的估算。圖5示出了根據一個實施例的噪聲功率級和語音功率級的比較。圖6示出了根據一個實施例的噪聲和語音功率級概率分布函數的估算。圖7示出了根據一個實施例的噪聲功率級和語音功率級的比較和判別增益函數的估算。圖8示出了分析數字音頻數據的計算機架構。具體實施方式下面的描述僅是本專利技術的示例性實施例，而不旨在限制本專利技術的范圍、適用性或配置。相反，下面的描述旨在提供用于實現本專利技術的各個實施例的方便說明。如將變得顯而易見，在不脫離本文提出的本專利技術的范圍的情況下，在這些實施例中描述的元件的功能和布置可以作出各種改變。因此，這里呈現的詳細說明目的僅為圖示而不是限定。。在說明書中涉及“一個設施例”或“一實施例”，旨在指示在所描述的與實施例有關的具體特征、結構、或性能至少包括在本專利技術的一個實施例中。在本說明書的各處術語“在一個實施例中”或“一實施例”并非都涉及相同實施例。本專利技術延伸到用于分析數字數據的方法、系統和計算機程序產品。分析的數字數據可以例如是數字音頻文件、數字視頻文件、實時音頻流、和實時視頻流、等等。本專利技術識別在數字數據源中的圖案并且使用該識別圖案來分析，凈化和濾波數字數據，例如以隔離或增強聲音數據。本專利技術的具體實施例涉及數字音頻。實施例被設計為對任何音頻源執行非破壞性音頻隔離和分離。適應性信道間判別再縮放濾波器(AIDR)的目的在于分別基于主頻譜和參考頻譜Y1和Y2的相關性調整的相對功率級，調節來自主麥克風的輸入的頻譜表示的濾波程度，該輸入被假定為包含的功率來自所需信號比來本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于變換音頻信號的方法，包括：利用音頻設備的主麥克風獲得音頻信號的主信道；利用音頻設備的參考麥克風獲得音頻信號的參考信道；估算多個頻點的音頻信號的主信道的頻譜幅度；估算多個頻點的音頻信號的參考信道的頻譜幅度；通過應用分數線性變換和高階有理函數變換中的至少一個變換多個頻率接收的一個或多個頻譜幅度；以及通過如下的至少一種變換多個頻率接收的一個或多個頻譜幅度：重新標準化一個或多個頻譜幅度；指數化一個或多個頻譜幅度；瞬時平滑一個或多個頻譜幅度；頻率平滑一個或多個頻譜幅度；基于VAD平滑一個或多個頻譜幅度；心理聲學(psychoacoustic)平滑一個或多個頻譜幅度；將相位差的估算與一個或多個已變換頻譜幅度進行組合；以及將VAD估算與一個或多個已變換頻譜幅度進行組合。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2014.11.12 US 62/078844;2015.11.11 US 14/9388161.一種用于變換音頻信號的方法，包括：利用音頻設備的主麥克風獲得音頻信號的主信道；利用音頻設備的參考麥克風獲得音頻信號的參考信道；估算多個頻點的音頻信號的主信道的頻譜幅度；估算多個頻點的音頻信號的參考信道的頻譜幅度；通過應用分數線性變換和高階有理函數變換中的至少一個變換多個頻率接收的一個或多個頻譜幅度；以及通過如下的至少一種變換多個頻率接收的一個或多個頻譜幅度：重新標準化一個或多個頻譜幅度；指數化一個或多個頻譜幅度；瞬時平滑一個或多個頻譜幅度；頻率平滑一個或多個頻譜幅度；基于VAD平滑一個或多個頻譜幅度；心理聲學(psychoacoustic)平滑一個或多個頻譜幅度；將相位差的估算與一個或多個已變換頻譜幅度進行組合；以及將VAD估算與一個或多個已變換頻譜幅度進行組合。2.如權利要求1所述的方法，還包括基于增量式輸入更新每個頻點的分數線性變換和高階有理函數變換的至少一個。3.如權利要求1所述的方法，還包括將前SNR估算和后SNR估算的至少一個與一個或多個已變換頻譜幅度進行組合。4.如權利要求1所述的方法，還包括將信號功率級差(SPLD)與一個或多個已變換頻譜幅度進行組合。5.如權利要求1所述的方法，還包括基于噪聲幅度估算和噪聲功率級差(NPLD)計算參考信道的校正頻譜幅度。6.如權利要求5所述的方法，還包括基于噪聲幅度估算和NPLD計算主信道的校正頻譜幅度。7.如權利要求1所述的方法，還包括由跨越在一幀內的相鄰頻點獲取的加權平均替換一個或多個頻譜幅度和由跨越來自先前頻點的對應頻點獲取的加權平均替換一個或多個頻譜幅度的至少一個。8.一種用于調節施加到音頻信號的濾波的程度的方法，包括：利用音頻設備的主麥克風獲得音頻信號的主信道；利用音頻設備的參考麥克風獲得音頻信號的參考信道；估算音頻信號的主信道的頻譜幅度；估算音頻信號的參考信道的頻譜幅度；建模音頻信號的主信道的快速傅立葉變換(FFT)系數的概率密度函數(PDF)；建模音頻信號的參考信道的快速傅立葉變換(FFT)系數的概率密度函數(PDF)；最大化信號信道PDF和聯合信道PDF中的至少一個以提供在參考信道的噪聲幅度估算與主信道的噪聲幅度估算之間的判別相關差異(DRD)；確定對于給定頻率哪個頻譜幅度較大；當主信道的頻譜幅度比參考信道的頻譜幅度強時，強化主信道；當參考信道的頻譜幅度比主信道的頻譜幅度強時，削弱主信道；以及其中所述強化和削弱包括計算乘法再縮放因子，并且當存在先前階段時，將所述乘法再縮放因子應用于在語音增強濾波器鏈的先前階段中計算的增益，在不存在前階段的情況下，直接應用增益。9.如權利要求8所述的方法，其中將所述乘法再縮放因子作為增益使用。10.如權利要求8...

【專利技術屬性】
技術研發人員：E·謝爾伍德，C·格朗德斯特羅姆，
申請(專利權)人：美國思睿邏輯有限公司，
類型：發明
國別省市：美國,US