发明名称 免手持装置之音质增强器
摘要
申请公布号 申请公布日期 2011.08.01
申请号 TW096142459 申请日期 2007.11.09
申请人 国立交通大学 发明人 白明宪;萧博耀;杨镇恳
分类号 G10L21/02 主分类号 G10L21/02
代理机构 代理人 何金涂 台北市大安区敦化南路2段77号8楼;丁国隆 台北市大安区敦化南路2段77号8楼
主权项 一种适用于免手持装置之音质增强器,其中该免手持装置透过一第一通道将一远端声讯传输至一近端,及透过一第二通道将一近端声讯传输至一远端,该音质增强器包含:一麦克风阵列模组,设置于该第二通道,用以接收该近端声讯并提高该近端声讯之指向性及讯噪比;一回音消除模组,设置于该第一通道与该第二通道之间,用以消除该免手持装置使用时,至少部分该远端声讯经由该第二通道回馈所产生之一回音讯号;及一噪音抑制模组,设置于该第二通道,用以抑制该近端声讯中之一噪音讯号,其中该回音消除模组包含一回音估计滤波单元,用以模拟该近端环境之频率响应,进而产生一相对应之估计回音讯号,且该回音消除模组将该近端讯号减除该估计回音讯号,以达消除该回音讯号之目的,该回音估计滤波单元包含:一参数计算模组,用以依据该近端环境之频率响应计算并产生一组参数;及一固定参数滤波器,根据该组参数,模拟该近端环境之频率响应,以产生该估计回音讯号,该参数计算模组系于该免手持装置使用前,先进行该组参数之计算。一种适用于免手持装置之音质增强器,其中该免手持装置透过一第一通道将一远端声讯传输至一近端,及透过一第二通道将一近端声讯传输至一远端,该音质增强器包含:一麦克风阵列模组,设置于该第二通道,用以接收该近端声讯并提高该近端声讯之指向性及讯噪比;一回音消除模组,设置于该第一通道与该第二通道之间,用以消除该免手持装置使用时,至少部分该远端声讯经由该第二通道回馈所产生之一回音讯号;及一噪音抑制模组,设置于该第二通道,用以抑制该近端声讯中之一噪音讯号,其中该回音消除模组包含一回音估计滤波单元,用以模拟该近端环境之频率响应,进而产生一相对应之估计回音讯号,且该回音消除模组将该近端讯号减除该估计回音讯号,以达消除该回音讯号之目的,该回音估计滤波单元包含一第一适应性滤波器,系具备可调整之一第一参数组,藉以补偿该近端环境之该频率响应之变化,该第一适应性滤波器可重覆根据该近端讯号减除该估计回音讯号所得之一误差讯号,调整该第一参数组,直至达到一稳定状态为止,该回音估计滤波单元进一步包含一参数计算模组,系可计算并产生一第二参数组,供该第一适应性滤波器使用,使该第一适应性滤波器更快达到该稳定状态。如申请专利范围第2项之音质增强器,其中该参数计算模组包含:一第一消相关(decorrelated)滤波器,与该第一通道连接,用以产生一消相关远端声讯;一第二消相关滤波器,与该第二通道连接,用以产生一消相关近端声讯;及一第二适应性滤波器,根据该消相关远端声讯及该消相关近端声讯计算出该第二参数组。一种适用于免手持装置之音质增强器,其中该免手持装置透过一第一通道将一远端声讯传输至一近端,及透过一第二通道将一近端声讯传输至一远端,该音质增强器包含:一麦克风阵列模组,设置于该第二通道,用以接收该近端声讯并提高该近端声讯之指向性及讯噪比;一回音消除模组,设置于该第一通道与该第二通道之间,用以消除该免手持装置使用时,至少部分该远端声讯经由该第二通道回馈所产生之一回音讯号;及一噪音抑制模组,设置于该第二通道,用以抑制该近端声讯中之一噪音讯号,其中该回音消除模组包含一回音估计滤波单元,用以模拟该近端环境之频率响应,进而产生一相对应之估计回音讯号,且该回音消除模组将该近端讯号减除该估计回音讯号,以达消除该回音讯号之目的,该回音估计滤波单元包括:一第一解析滤波组,与该第一通道连接,用以将该远端声讯解析为复数个次频带远端声讯;一第二解析滤波组,与该第二通道连接,用以将该近端声讯解析为复数个次频带近端声讯;复数个次频带适应性滤波器,依个别次频带模拟该近端环境之频率响应,产生复数个次频带估计回音讯号;及一合成滤波组;其中该回音消除模组将该复数个次频带近端声讯减除对应之该复数个次频带估计回音讯号,作为该复数个次频带适应性滤波器之回馈讯号,而产生对应之复数个误差讯号,并利用该合成滤波组将该复数个误差讯号加以合成,该回音估计滤波单元进一步包括:复数个次频带参数计算模组,用以依据该近端环境之频率响应计算并产生复数个次频带第一参数组;及复数个次频带固定参数滤波器,根据该复数个次频带第一参数组,模拟该近端环境之频率响应,以产生复数个次频带第一估计回音讯号;其中该复数个次频带适应性滤波器,系具备可调整之复数个次频带第二参数组,并以该复数个次频带第一估计回音讯号为基础,补偿该近端环境之该频率响应之变化,以产生该复数个次频带估计回音讯号。如申请专利范围第4项之音质增强器,其中该复数个次频带适应性滤波器可重覆根据该复数个次频带近端声讯减除该该复数个次频带估计回音讯号所得之复数个次频带误差讯号,调整该复数个次频带第二参数组,直至达到一稳定状态为止。如申请专利范围第4项之音质增强器,其中该复数个次频带参数计算模组系于该免手持装置使用前,先进行该复数个次频带第一参数组之计算。一种适用于免手持装置之音质增强器,其中该免手持装置透过一第一通道将一远端声讯传输至一近端,及透过一第二通道将一近端声讯传输至一远端,该音质增强器包含:一麦克风阵列模组,设置于该第二通道,用以接收该近端声讯并提高该近端声讯之指向性及讯噪比;一回音消除模组,设置于该第一通道与该第二通道之间,用以消除该免手持装置使用时,至少部分该远端声讯经由该第二通道回馈所产生之一回音讯号;及一噪音抑制模组,设置于该第二通道,用以抑制该近端声讯中之一噪音讯号,其中该回音消除模组包含一回音估计滤波单元,用以模拟该近端环境之频率响应,进而产生一相对应之估计回音讯号,且该回音消除模组将该近端讯号减除该估计回音讯号,以达消除该回音讯号之目的,该回音估计滤波单元包含:一参数计算模组,用以依据该近端环境之频率响应计算并产生一第一参数组;一固定参数滤波器,根据该第一参数组,模拟该近端环境之频率响应,以产生一第一估计回音讯号;及一适应性滤波器,系具备可调整之一第二参数组,并以该第一估计回音讯号为基础,补偿该近端环境之该频率响应之变化,以产生该估计回音讯号。如申请专利范围第7项之音质增强器,其中该适应性滤波器可重覆根据该近端声讯减除该估计回音讯号所得之一误差讯号,调整该第二参数组,直至达到一稳定状态为止。如申请专利范围第7项之音质增强器,其中该参数计算模组系于该免手持装置使用前,先进行该第一参数组之计算。如申请专利范围第1、2、4、7项中任一项之音质增强器,其中该麦克风阵列模组系包含:一麦克风阵列,由复数个麦克风以一预定的方式排列所构成,用以接收该近端声讯并产生对应之复数个阵列声讯;及一阵列讯号处理单元,将该复数个阵列声讯进行稳健方向估计及超指向性声束形成。如申请专利范围第10项之音质增强器,其中该麦克风阵列系设置于一方向盘附近之一中控台。如申请专利范围第2至9项中任一项之音质增强器,其中该回音消除模组进一步包含一双边对谈侦测器,可根据该远端声讯及该近端声讯判断是否为一双边对谈状态,若为该双边对谈状态则停止补偿该近端环境之该频率响应之变化。如申请专利范围第1、2、4、7项中任一项之音质增强器,其中该噪音抑制模组包含一快速傅立叶转换减噪模组。如申请专利范围第13项之音质增强器,其中该快速傅立叶转换减噪模组为一相位语音编码器,包含:一第一汉宁窗模组,用以将该近端声讯作汉宁窗处理;一快速傅立叶转换模组,用以将该经汉宁窗处理之近端声讯由时域转为频域声讯;一噪讯估计模组,于频域上计算一可能之预估噪讯;一减除模组,将该频域声讯以一预定之演算规则减除该可能之预估噪讯,以得一减噪之频域声讯;一反快速傅立叶转换模组,用以将该减噪后之频域声讯由频域转换回时域,得一减噪时域声讯;一第二汉宁窗模组,用以将该减噪时域声讯作汉宁窗处理;一自动增益模组,可根据该讯噪估计模组预估之预估噪讯对该经汉宁窗处理之减噪时域声讯作自动增益调整;一重叠相加模组,以重叠相加演算法将该自动增益调整后之减噪时域声讯作波形重建处理;一限幅模组,用于将该波形重建处理后之减噪时域声讯做限幅处理以消除可能之爆音,使讯号音质不失真。如申请专利范围第14项之音质增强器,其中该噪讯估计模组包含:一整流滤波模组,用以将该近端声讯整流;一二阶范数模组,用以计算该声讯之讯号能量,并输出一代表能量之讯号;一移动平均模组,用以将该代表能量之讯号作平缓化;及一双边一阶极点递回模组,用以估计出该近端声讯中之噪音部分的能量大小。如申请专利范围第13项之音质增强器,其中该噪音抑制模组进一步包含一线性预测语音编码模组,与该快速傅立叶转换减噪模组串联。如申请专利范围第16项之音质增强器,其中该线性预测语音编码模组系包含一线性预测编码滤波器,用以估算该近端声讯中之一估计噪讯。如申请专利范围第17项之音质增强器,其中该估计噪讯系用以估计该近端声讯中没有频率组成白噪音。如申请专利范围第18项之音质增强器,其中该线性预测语音编码模组系用于抑制该近端声讯中没有频率组成之白噪音,以提高该近端声讯之讯噪比。如申请专利范围第19项之音质增强器,其中该减除模组使用之该预定之演算规则,系可为一以估计噪音为变数之函数。
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