噪声抑制制造技术

一种在蜂窝通信网和移动终端之间的通信路径中抑制包含背景噪声（３１４）的信号中噪声的噪声抑制方法。该方法包括如下步骤：估计并更新背景噪声（３３２，３３４）的频谱；使用该背景噪声频谱来抑制信号中的噪声；产生一个指示来指示一个不连续发射单元（ＤＴＸ）和一个坏帧处理单元（ＢＦＩ）中至少一个的操作；和当所述指示存在时冻结所述背景噪声频谱的估计和更新。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种噪声抑制器和一种噪声抑制方法。它特别涉及一种移动终端，其合并了用于抑制语音信号中噪声的一种噪声抑制器。根据本专利技术的噪声抑制器能被用于抑制声音的背景噪声，特别是操作在蜂窝网中的移动终端中的声音的背景噪声。移动电话终端中的噪声抑制或话音增强的一个目的是要降低环境噪声对语音信号的影响并因此改善通信质量。在上行链路(发射，TX)信号的情况下，也期望把由此噪声引起的语音编码过程中的有害影响最小化。在面对面的通信中，声音的背景噪声干扰了收听者并且使得更难以领会话音。通过一个升高他或她声音的扬声器以使它比背景噪声大声一点从而来改良清晰度。在电话的情况下，背景噪声是很讨厌的，因为这里没有由面部表情和姿势来提供的附加信息。在数字电话学中，语音信号首先在模拟数字(A/D)转换器中被转换成数字抽样序列，然后使用一个语音编解码器而被压缩用于发射。术语编解码器被用来描述一个语音编码器/解码器对。在本说明书中，术语“语音编码器”被用来表示语音编解码器的编码侧而术语“语音解码器”被用来表示语音编解码器的解码功能。应该理解，一个常规语音编解码器可以被实现为单个功能单元，或者是实现编码和解码操作的分离元件。在数字电话学中，背景噪声的有害影响可以很大。这是由于这样的事实语音编解码器通常被优化用于有效的压缩和话音的可接受重建，并且如果噪声出现在话音信号中或者错误发生在话音发射或接收中，则它们的性能可能被削弱。另外，噪声的存在本身能导致背景噪声信号被编码并被发射时失真。语音编解码器的削弱的性能既降低了被发射话音的清晰度又降低了它的主观质量。发射的背景噪声信号的失真衰减了发射信号的质量，使得通过改变背景噪声信号的性质使得收听让人讨厌并且致使前后信息更不易识别。因此，话音增强领域中的工作已经集中在研究噪声对语音编码性能的影响以及产生预处理方法来减少噪声对语音编解码器的影响。上面讨论的问题涉及其中呈现仅仅一个送话器来提供仅仅一个信号的配置。在这样的配置中，一个噪声抑制器被提供，它能够翻译一个信道信号从而决定它的哪些部分表示基础话音而哪些表示噪声。当一个数字移动终端接收一个编码话音信号时，它通过终端的语音编解码器的解码部分而被解码并被提供给终端用户的扬声器或耳机来收听。一个噪声抑制器可以被提供于在语音解码器之后的话音码路径中，以便减少接收和解码语音信号中的噪声分量。然而，在吵杂的情形中，语音解码器的性能可能会被不利影响，导致一个或多个下列结果1.信号的话音分量可能听起来不太自然或者很刺耳，因为语音编解码器所需要来以便正确解码话音信号的关键信息由于噪声的存在而被改变。2.背景噪声可能听起来不自然，因为编解码器通常被优化用于压缩话音而不是噪声。通常，这导致背景噪声分量中递增的周期性并且可能十分严重而引起背景噪声信号所携带的前后信息的损耗。有关编码语音信号的信息也可能在发射和接收期间丢失或被恶化，例如由于发送信道差错。这种情形可能导致语音编解码器输出中的进一步恶化，使得附加的人工品在解码话音信号中变得明显。当一个噪声抑制器被使用于在语音解码器之后的话音解码路径中时，语音解码器的非最佳性能可能进而又使得噪声抑制器以一种低于最佳方式的方式在工作。因此，当实现用于操作在解码话音信号上的噪声抑制器时必须要特别小心。特别地，必须均衡两个相矛盾的因子。如果噪声抑制器提供太多噪声衰减，则这可能会显示出在由语音编解码器引起的通话质量中的恶化。可是，由于典型语音编解码器的固有性质，它被优化用于话音的编码和解码，则解码的背景噪声可以听起来比原始噪声信号更讨厌并因此它应该尽可能被衰减。因此，实际上，与在编码之前能够被应用到话音信号上的相比较，发现一个稍微较低电平的噪声降低对于被解码的话音信号可能是最佳的。通常理想的是当噪声抑制在语音编码和/或解码期间被使用时，它将降低背景噪声的电平，把由噪声降低处理所引起的话音失真最小化并且保存输入背景噪声的原始性质。现在将参考附图说明图1描述一个包括如现有技术所述的噪声抑制器的移动终端的实施例。该移动终端和它与之通信的无线系统按照全球移动电信(GSM)标准来操作。图1示出了一个移动终端10，它包括一个发射(语音编码)分支12和一个接收(语音解码)分支14。在发射(语音编码)分支中，话音信号被送话器16获取并被模拟数字(A/D)转换器18抽样然后在噪声抑制器20中被噪声抑制从而产生一个增强信号。这要求背景噪声的频谱被估计以使抽样信号中的背景噪声能够被抑制。一种典型的噪声抑制器操作在频域中。时域信号首先被转换到频域，这可以有效地使用快速傅里叶变换(FFT)来实现。在频域中，语音活动不得不从背景噪声中区分出来，并且当没有话音活动时，背景噪声的频谱被估计。根据当前输入信号频谱和背景噪声估计，噪声抑制增益系数然后被计算出来。最后，使用一个反FFT(IFFT)，信号被转换回到时域。增强的(噪声抑制)信号被语音编码器22编码以便提取一组随后将在信道编码器24中被信道编码的语音参数，在信道编码器24中，冗余度被加到该编码的语音信号上以便提供一定程度的差错保护。结果信号然后被上变换成为一个射频(RF)信号并被发射/接收单元26发射。发射/接收单元26包括一个连接到用来实现发射和接收的天线上的双工滤波器(未示出)。一种适合使用在图1的移动终端中的噪声抑制器在公开文件WO97/22116中被描述。为了延长电池寿命，不同类型的与输入信号相关的低功率操作方式通常被应用在移动电信系统中。这些配置通常被称为不连续发射(DTX)。DTX中的基本思想是在非语音周期中中止语音编码/解码过程。DTX也用于限制在语音停顿期间通过无线电链路发射的数据量。两种措施都有助于减少由发射设备消耗的功率量。典型情况下，某些种类的舒适噪声信号(类似发射端处的背景噪声)，作为实际背景噪声的一个替代而被产生。DTX处理器在诸如GSM增强全速率(EFR)、全速率以及半速率语音编解码器之类的领域中是熟知的。再一次参见图1，语音编码器22被连接到发射(TX)DTX处理器28。TX DTX处理器28接收来自话音活动检测器(VAD)30中的一个输入，其指示在所提供的作为噪声抑制器块20的输出的噪声抑制信号中是否有话音分量。VAD 30主要是一个能量检测器。它接收一个滤波信号，把滤波信号的能量与一个门限值进行比较并且指示每当门限值被超过时的话音。因此，它指示由语音编码器22产生的每一帧是否包含有语音存在的噪声或者没有语音存在的噪声。在移动终端产生的信号中检测语音的最大困难是这些终端所使用在其中的环境经常导致较低的语音/噪声比。在做出语音是否存在的判断之前，通过使用滤波来增加语音/噪声比从而改良VAD 30的精确度。在移动电话所使用的所有环境中，最坏的语音/噪声比通常在移动的交通工具中被遭遇。可是，如果对于长期的周期，噪声相对稳定，即，如果噪声幅度谱在时间上没有变化许多，则可使用一个具有适当系数的自适应滤波器来去掉交通工具噪声中的许多。在移动终端所使用的环境中的噪声电平可能时常改变。噪声的频率内容(频谱)也可能改变，并且可以根据情况变化非常大。由于这些改变，VAD 30的门限值和自适应滤波器系数必须被经常调整。为了提供可靠的检测，门限值必须充分超过噪声电平以避免被错误识别为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种噪声抑制器（３００），用来抑制包含背景噪声的信号（３１４）中的噪声，所述噪声抑制器包括估计背景噪声频谱（３３２，３３４）的一个估计器，其中，来自不连续发射单元（３６）和信道差错检测器（３８）的至少一个中的指示被用来控制背景噪声频谱的估计。

【技术特征摘要】
FI 1999-11-15 199924521.一种噪声抑制器(300)，用来抑制包含背景噪声的信号(314)中的噪声，所述噪声抑制器包括估计背景噪声频谱(332，334)的一个估计器，其中，来自不连续发射单元(36)和信道差错检测器(38)的至少一个中的指示被用来控制背景噪声频谱的估计。2.如权利要求1所述的噪声抑制器，其中，在信道差错检测器检测到信号中的信道差错的周期期间，所述估计的背景噪声频谱的更新被暂停。3.如权利要求1或2所述的噪声抑制器，包括控制所述背景噪声频谱估计的一个话音活动(336)检测器。4.如权利要求3所述的噪声抑制器，其中，在所述话音活动检测器指示没有语音时，所述估计的背景噪声频谱被更新。5.如权利要求3或4所述的噪声抑制器，其中，当所述信道差错检测器检测到信道差错时，所述话音活动检测器的状态和/或其先前无语音/语音判定的存储被冻结。6.如前面权利要求的任何一个所述的噪声抑制器，其中，在所述不连续发射单元指示所述信号没有被发射的周期期间，所述估计的背景噪声频谱的更新被暂停。7.如权利要求6所述的噪声抑制器，其中，在信号不被发射的时间周期期间，由一个舒适噪声产生器产生一个舒适噪声。8.一种抑制包含背景噪声的信号中噪声的噪声抑制方法，该方法包括如下步骤估计一个背景噪声频谱；使用该背景噪声频谱来抑制信号中的噪声；接收一个指示，其指示不连续发射单元和信道差错检测器中的至少一个的操作；和使用所述指示来控制所述背景噪...

【专利技术属性】
技术研发人员：VV马蒂拉，E帕尔亚宁，A韦海塔洛，
申请(专利权)人：诺基亚有限公司，
类型：发明
国别省市：FI[芬兰]