CN111667845A - 信号处理装置及信号处理方法 - Google Patents
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Abstract
提供能够抑制混入至作为目标的声音的、并非目标的发声者所发出的声音等混入音,且防止作为目标的声音被抑制的信号处理装置及信号处理方法。具备:第一取得部(15),取得从第一麦克风(11)输出而得到的第一信号;第二取得部(16),取得从被设置在与第一麦克风(11)不同的位置的第二麦克风(12)输出而得到的第二信号;延迟部(4a),使第二信号延迟;混入音估计部(2),基于由延迟部(4a)延迟后的第二信号,对混入第一信号的噪声进行估计;以及消去部(3),将由混入音估计部(2)估计出的噪声从第一信号消去。
Description
技术领域
本公开涉及信号处理装置及信号处理方法。
背景技术
作为车载设备,以取得车辆内的驾驶员等的声音为目的,主要在驾驶席等处设置收音装置的情况较多。由此,驾驶员等在利用信息娱乐系统(Infotainment)等时,能够进行基于声音的操作等。例如,在专利文献1中,例如,公开了能够对混入至驾驶员等的声音等即作为目标的声音的、驾驶员以外的声音等即噪声进行估计,并进行抑制的车载收音装置及收音方法。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:(日本)特开2017-083600号公报
发明内容
但是,在专利文献1中公开的技术中,若消去作为目标的声音的一部分,则有时抑制了作为目标的声音。
本公开的目的在于,抑制混入至作为目标的声音的噪声,且防止抑制作为目标的声音。
根据本公开所涉及的信号处理装置及信号处理方法,具备:第一取得部,取得从第一麦克风输出而得的第一信号;第二取得部,取得从被设置在与所述第一麦克风不同的位置的第二麦克风输出而得的第二信号;延迟部,使所述第二信号延迟;混入音估计部,基于由所述延迟部延迟后的所述第二信号,对混入所述第一信号的噪声进行估计;以及消去部,将由所述混入音估计部估计出的所述噪声从所述第一信号消去。
本公开所涉及的信号处理装置及信号处理方法能够抑制混入至作为目标的声音的、并非目标的声音等混入音,且防止作为目标的声音被抑制。
附图说明
图1是本公开的实施方式中的信号处理装置的结构图。
图2是表示本公开的实施方式中的信号处理装置的动作的流程图。
图3是表示本公开的实施方式中的、延迟部使信号延迟了0msec时的、表示从被设置在驾驶席的麦克风11取得的驾驶员的声音的信号的由消去部所进行的处理前和处理后的频率特性的图。
图4是表示本公开的实施方式中的、延迟部使信号延迟了2msec时的、表示从被设置在驾驶席的麦克风11取得的驾驶员的声音的信号的由消去部所进行的处理前和处理后的频率特性的图。
图5是表示本公开的实施方式中的、在延迟部中使信号延迟了6msec时的、表示从被设置在驾驶席的麦克风11取得的驾驶员的声音的信号的由消去部所进行的处理前和处理后的频率特性的图。
图6是表示本公开的实施方式中的、在延迟部中使信号延迟了0msec时的、表示从被设置在驾驶席的麦克风11取得的副驾席的搭乘者的声音的信号的由消去部所进行的处理前和处理后的频率特性的图。
图7是表示本公开的实施方式中的、在延迟部中使信号延迟了2msec时的、表示从被设置在驾驶席的麦克风11取得的副驾席的搭乘者的声音的信号的由消去部所进行的处理前和处理后的频率特性的图。
图8是表示本公开的实施方式中的、在延迟部中使信号延迟了6msec时的、表示从被设置在驾驶席的麦克风11取得的副驾席的搭乘者的声音的信号的由消去部所进行的处理前和处理后的频率特性的图。
图9是本公开的变形例中的、应用了信号处理系统的翻译系统的图。
标号说明
1 信号处理装置
2 混入音估计部
2a、2b、2c、22 自适应滤波器
3、23 消去部
4a、4b、4c、24 延迟部
11、12、13、14、21a、21b 麦克风
15、25 第一取得部
16、26 第二取得部
17 第三取得部
18 第四取得部
20 翻译系统
30a、30b 人物
100、101、102、103、104、105、106、107、108、109、110、111 线
具体实施方式
(成为本公开的基础的知识和见识)
以往,为了从作为目标的声音估计噪声,利用了使用从位于远离取得作为目标的声音的麦克风的位置的麦克风取得的信号,对混入至取得作为目标的声音的麦克风的噪声进行估计,对混入至作为目标的声音的噪声进行抑制的方法。例如,在想要从被设置在驾驶席的麦克风取得驾驶员的声音的情况下,需要确定被设置在驾驶席的麦克风所取得的声音中包含的驾驶席以外的座席的搭乘者的声音。因此,使用从被设置在驾驶席以外的座席的麦克风分别取得的声音,确定混入至从被设置在驾驶席的麦克风取得的声音的、驾驶席以外的座席的搭乘者的声音。其中,为了使用该方法,需要将被设置在各座席的麦克风等收音装置的运行配合于各搭乘者的发声的定时而控制。但是,难以判定各座席的搭乘者是否正在发声,在针对各座席的搭乘者是否正在发声进行了错误的判断而进行控制的情况下,有抑制作为目标的声音的问题。此外,在针对各座席的搭乘者是否正在发声进行了错误的判断而进行控制的情况下,还有对混入至作为目标的声音的、其他搭乘者的声音等噪声进行抑制的性能降低这样的课题。
因此,本公开的一方式所涉及的信号处理装置也可以具备:第一取得部,取得从第一麦克风输出而得到的第一信号;第二取得部,取得从被设置在与所述第一麦克风不同的位置的第二麦克风输出而得到的第二信号;延迟部,使所述第二信号延迟;混入音估计部,基于由所述延迟部延迟后的所述第二信号,对混入所述第一信号的噪声进行估计;以及消去部,将由所述混入音估计部估计出的所述噪声从所述第一信号消去。
由此,本公开的一方式所涉及的信号处理装置能够抑制表示混入至作为目标的声音的、作为噪声的声音的信号,而不会抑制表示作为目标的声音的信号。因此,本公开的一方式中的信号处理装置能够更准确地辨识作为目标的声音。
此外,例如,也可以是所述延迟部使所述第二信号延迟基于所述第一麦克风及所述第二麦克风的位置关系而决定的时间相应量。
由此,本公开的一方式所涉及的信号处理装置能够防止表示噪声的第二信号与表示作为目标的声音的第一信号相比更晚地到达消去部。因此,本公开的一方式所涉及的信号处理装置能够使用已经到达消去部的第二信号,对第一信号进行处理。
此外,例如,也可以是所述延迟部基于所述第二信号中包含的频率分量,使所述第二信号延迟。
由此,本公开的一方式所涉及的信号处理装置能够对表示噪声的第二信号,设定更恰当的延迟时间。因此,本公开的一方式所涉及的信号处理装置能够更有效地对混入至表示作为目标的声音的第一信号的噪声进行抑制。
此外,也可以是本公开的一方式所涉及的信号处理方法包含:第一取得步骤,取得从第一麦克风输出而得到的第一信号;第二取得步骤,取得从被设置在与所述第一麦克风不同的位置上的第二麦克风输出而得到的第二信号;延迟步骤,使所述第二信号延迟;混入音估计步骤,基于由所述延迟步骤延迟后的所述第二信号,对混入所述第一信号的噪声进行估计;以及消去步骤,将在所述混入音估计步骤中估计出的所述噪声从所述第一信号消去。
由此,本公开的一方式所涉及的信号处理方法能够对表示混入至作为目标的声音的、作为噪声的声音的信号进行抑制,不会对表示作为目标的声音的信号进行抑制。因此,本公开的一方式中的信号处理装置能够更准确地辨识作为目标的声音。
(实施方式)
以下,针对实施方式,参照附图具体地进行说明。
图1是本公开的实施方式中的信号处理装置的结构图。本公开的实施方式中的信号处理装置1由麦克风11、麦克风12、麦克风13、麦克风14、第一取得部15、第二取得部16、第三取得部17、第四取得部18、延迟部4a、延迟部4b、延迟部4c、包含自适应滤波器2a和自适应滤波器2b和自适应滤波器2c的混入音估计部2、及消去部3构成。
麦克风11、麦克风12、麦克风13及麦克风14取得声音等,变换为信号。麦克风也可以是动圈(moving coil)式麦克风,也可以是带状(ribbon)麦克风。此外,麦克风也可以是电容式麦克风,也可以是激光光学式麦克风等。
第一取得部15与麦克风11以有线或者无线的方式被电连接。第一取得部15从麦克风11接收对麦克风11所取得的声音进行了变换的信号。第一取得部15不具有延迟部。
第二取得部16与麦克风12以有线或者无线的方式被电连接。第二取得部16从麦克风12接收对麦克风12所取得的声音进行了变换的信号。
第三取得部17与麦克风13以有线或者无线的方式被电连接。第三取得部17从麦克风13接收对麦克风13所取得的声音进行了变换的信号。
第四取得部18与麦克风14以有线或者无线的方式被电连接。第四取得部18从麦克风14接收对麦克风14所取得的声音进行了变换的信号。
第一取得部15、第二取得部16、第三取得部17、第四取得部18、延迟部4a、延迟部4b、延迟部4c、包含自适应滤波器2a和自适应滤波器2b和自适应滤波器2c的混入音估计部2、及消去部3通过处理器及存储器来实现。处理器及存储器的功能也可以利用通过云计算而提供的功能。此外,第一取得部15、第二取得部16、第三取得部17、第四取得部18、自适应滤波器2a、自适应滤波器2b及自适应滤波器2c也可以分别通过专用的电路来实现。
延迟部4a与第二取得部16,延迟部4b与第三取得部17,延迟部4c与第四取得部18分别以有线或者无线的方式被电连接。延迟部4a、延迟部4b及延迟部4c分别接收第二取得部16、第三取得部17及第四取得部18分别取得的第二信号、第三信号及第四信号,使所接收到的信号延迟规定时间。在此,使信号延迟是指,将延迟部4a、延迟部4b、延迟部4c所接收到的信号在经过一定时间后发送至混入音估计部2。此外,例如,延迟部4a、延迟部4b及延迟部4c是由用于使信号延迟规定时间的、由连续地连接的多个存储器实现堆积的存储器组。该存储器组为了使信号延迟,也可以将所取得的信号以先进先出(First In First Out)(FIFO)的方式输出。此外,例如,延迟部4a、延迟部4b及延迟部4c使信号输出的时间为麦克风11、与麦克风12、麦克风13及麦克风14的各自的距离除以音速后的值以下。
混入音估计部2具备自适应滤波器2a、自适应滤波器2b及自适应滤波器2c。混入音估计部2与延迟部4a、延迟部4b及延迟部4c以有线或者无线的方式被电连接。混入音估计部2接收由延迟部4a、延迟部4b及延迟部4c延迟后的第二信号、第三信号及第四信号。混入音估计部2基于第二信号、第三信号及第四信号,对混入至第一取得部15所取得的第一信号的噪声进行估计。
具体而言,混入音估计部2使用规定的自适应算法,对自适应滤波器2a、自适应滤波器2b及自适应滤波器2c的滤波器系数进行校正,以使从消去部3输出的信号SO(输出信号的一例)与自适应滤波器2a、自适应滤波器2b及自适应滤波器2c的输入成为非相关或者独立。信号SO是从麦克风11所取得的信号S1(第一信号的一例)减去了混入音信号S2’后的信号。因此,若自适应滤波器2a的滤波器系数被校正以使信号SO与自适应滤波器2a的输入成为非相关或者独立,则从自适应滤波器2a输出的信号示出信号S1中包含的表示搭乘者P2所发出的声音混入至搭乘者P1所产生的声音后的音即混入音的混入音信号S2’。
另外,混入音估计部2也可以定期地执行滤波器系数的校正处理,也可以在每次麦克风12、麦克风13及麦克风14取得一定电平以上的信号时执行。在此,作为规定的自适应算法,能够采用LMS(最小均方(The least-mean-square))算法、或者ICA(独立成分分析(Independent Component Analisys))算法等。
自适应滤波器2a、自适应滤波器2b及自适应滤波器2c通过系数可变的数学滤波器,从所接收到的信号取出所需的信号。具体而言,如上述那样,自适应滤波器2a、自适应滤波器2b及自适应滤波器2c能够随时通过计算而算出新的系数,对使用于滤波器的系数进行变更。在系数的计算中,能够进行对自适应滤波器2a、自适应滤波器2b及自适应滤波器2c各自的输出进行反馈而使用的动态非线性反馈控制等。此外,自适应滤波器2a、自适应滤波器2b及自适应滤波器2c能够对所接收到的信号的输出的大小(增益)进行变更。作为自适应滤波器,能够采用LMS滤波器等。
消去部3与第一取得部15及混入音估计部2以有线或者无线的方式被电连接。消去部3对第一取得部15所取得的第一信号中的、混入音估计部2所估计出的噪声进行抑制。
例如,在信号处理装置1中,也可以在汽车的驾驶席设置有麦克风11,在汽车的副驾席设置有麦克风12,在汽车的后部座席设置有麦克风13及麦克风14。在该情况下,信号处理装置1为了从汽车的驾驶席的搭乘者(驾驶员)的声音抑制噪声而进行工作。为了从汽车的驾驶席以外的座席的搭乘者的声音抑制噪声,也可以是与上述的结构元素对称的信号处理系统被搭载于汽车。例如,为了从汽车的副驾席的搭乘者的声音抑制噪声,也可以在汽车的副驾席设置有麦克风11,在汽车的驾驶席设置有麦克风12,在汽车的后部座席设置有麦克风13及麦克风14。此外,例如,为了从汽车的左侧的后部座席的搭乘者的声音抑制噪声,也可以在汽车的左侧的后部座席设置有麦克风11,在汽车的驾驶席设置有麦克风12,在汽车的副驾席设置有麦克风13,在汽车的右侧的后部座席设置有麦克风14。此外,例如,为了从汽车的右侧的后部座席的搭乘者的声音抑制噪声,也可以在汽车的右侧的后部座席设置有麦克风11,在汽车的驾驶席设置有麦克风12,在汽车的副驾席设置有麦克风13,在汽车的左侧的后部座席设置有麦克风14。此外,这些对称的信号处理系统也可以被设置有多个。
麦克风11、麦克风12、麦克风13及麦克风14与信号处理装置1的其他结构元素的连接关系与上述说明的相同。此外,麦克风11、麦克风12、麦克风13及麦克风14的设置地点不限于上述所示的地点。此外,被设置麦克风的汽车的座席不限于四个。也可以在四个以上的地点设置有四个以上的麦克风。例如,也可以是3排座的乘用车等中的六个座席,也可以是六个以上的数目的地点。此外,麦克风的设置地点也可以是三个以下。
此外,在此叙述的各结构元素也可以在信号处理装置1中被设置多个。
图2是表示本公开的实施方式中的信号处理装置的动作的流程图。在以下,使用流程图,说明系统整体的流程。
首先,在信号处理装置1中,第一取得部15及第二取得部16从麦克风11及麦克风12分别取得第一信号及第二信号(步骤S101)。此时,进而,也可以是第三取得部17及第四取得部18从麦克风13及麦克风14分别取得第三信号及第四信号。
接着,在信号处理装置1中,延迟部4a使从第二取得部16接收到的第二信号延迟规定时间(步骤S102)。此时,进而,也可以是延迟部4b及延迟部4c使从第三取得部17接收到的第三信号及从第四取得部18接收到的第四信号延迟规定时间。
延迟部4a、延迟部4b及延迟部4c使第二信号、第三信号及第四信号延迟的时间也可以全部相同,也可以分别不同。延迟部4a、延迟部4b及延迟部4c使第二信号、第三信号及第四信号延迟的时间也可以由麦克风11、与麦克风12、麦克风13及麦克风14的各自的位置关系来决定。在此,位置关系例如是与麦克风11的距离等。例如,也可以是与麦克风11的距离越长,使信号延迟的时间越变长。
此外,延迟部4a、延迟部4b及延迟部4c使第二信号、第三信号及第四信号延迟的时间也可以根据第二信号、第三信号及第四信号各自的频率而单独地被决定。例如,延迟部4a通过频率分析而确定第二信号的频率。并且,延迟部4a也可以基于预先准备的、决定了与频率相应的延迟时间的表,决定使信号延迟的时间。此外,延迟部4a在同一信号内,也可以根据频率分量而决定使信号延迟的时间。在低频率的信号中,由于波长长,信号的延迟难以有效地起作用。例如,根据实验而判明了若将使低频率的信号延迟的时间设定为一定时间以上,则抑制第一信号的程度降低。因此,例如,也可以将使低频率分量的信号延迟的时间设定为一定时间以上长,将使高频率分量的信号延迟的时间设定得比一定时间短。
此外,也可以是延迟部4a、延迟部4b及延迟部4c使第二信号、第三信号及第四信号延迟的时间根据车室内等的温度而被决定。
延迟部4a、延迟部4b及延迟部4c使第二信号、第三信号及第四信号延迟的时间通过延迟部4a、延迟部4b及延迟部4c而被设定,以使不超过声音在麦克风11、与麦克风12、麦克风13及麦克风14之间前进所花费的时间。例如,在麦克风11与麦克风12之间的距离为1m,声音在麦克风11与麦克风12之间前进所花费的时间为3msec的情况下,延迟部4a对第二信号设定3msec以内的延迟时间。
接下来,在信号处理装置1中,混入音估计部2基于由延迟部4a而被延迟的第二信号,对混入至第一取得部15所取得的第一信号的噪声进行估计(步骤S103)。此时,也可以是混入音估计部2还基于由延迟部4b及延迟部4c被延迟的第三信号及第四信号,对混入了第一取得部15所取得的第一信号的噪声进行估计。
并且,在信号处理装置1中,消去部3从第一信号中,抑制由混入音估计部2估计出的噪声(步骤S104)。
接着,使用图3至图8,针对在信号处理装置1中处理的信号的情形进行说明。
在信号处理装置1中,通过使第二取得部16、第三取得部17及第四取得部18所取得的信号延迟恰当的时间,能够防止将从第二取得部16、第三取得部17及第四取得部18取得的表示声音等的信号中包含的表示成为目标的声音的信号估计为噪声。第二取得部16、第三取得部17及第四取得部18所取得的表示声音等的信号中包含的表示成为目标的声音的信号与从第一取得部15取得的表示成为目标的声音的信号相比更晚地到达消去部3。因此,消去部3不会基于从第二取得部16、第三取得部17及第四取得部18取得的声音等的信号中包含的表示成为目标的声音的信号,抑制第一取得部15所取得的成为目标的声音。
图3是表示本公开的实施方式中的、延迟部使信号延迟了0msec时的、表示从被设置在驾驶席的麦克风11取得的驾驶员的声音的信号的由消去部所进行的处理前和处理后的频率特性的图。线100是延迟部4a使第二信号延迟了0msec时的、不实施消去部3所进行的处理的第一信号的频率特性。线101是延迟部4a使第二信号延迟了0msec时的、实施了消去部3所进行的处理的第一信号的频率特性。跨约100Hz至约10000Hz之间,线101表示出比线100低的值。也就是说,若在延迟部4a中对第二信号施加了0msec的延迟时使消去部3工作,则消去部3抑制第一信号。这是因为在第二信号中包含有与第一信号相同的波形的信号,通过消去使用第二信号而被估计出的噪声,第一信号被抑制。
例如,为了从由被设置在驾驶席的麦克风11取得的声音抑制噪声,考虑使用由被设置在副驾席的麦克风12取得的声音的情况。驾驶员所发出的声音经由车室内的反射等而混入由被设置在副驾席的麦克风12取得的声音。基于混入至由被设置在副驾席的麦克风12取得的声音的驾驶员的声音,由被设置在驾驶席的麦克风11取得的声音中包含的驾驶员的声音被抑制。
图4是表示本公开的实施方式中的、延迟部使信号延迟了2msec时的、表示从被设置在驾驶席的麦克风11取得的驾驶员的声音的信号的由消去部所进行的处理前和处理后的频率特性的图。线102是延迟部4a使第二信号延迟了2msec时的、不实施消去部3所进行的处理的第一信号的频率特性。线103是延迟部4a使第二信号延迟了2msec延迟时的、实施了自适应滤波器2a所进行的处理的第一信号的频率特性。跨约100Hz至约10000Hz之间,线102表示出比线103低的值,但与图3所示的线100和线101的差相比,差缩小。
也就是说,若在延迟部4a中使第二信号延迟了2msec时使消去部3工作,则消去部3抑制第一信号的量被削减。这是由于通过使第二信号延迟了2msec,第二信号中包含的与第一信号相同的波形的信号减少。因此,通过消去使用第二信号而被估计出的噪声,第一信号虽然被抑制,但与图3所示的情况相比被降低。
在此,就2msec的延迟而言,空气中的音速为约340m/秒,所以作为声音前进的距离,相当于约60cm至约70cm。也就是说,在麦克风11及麦克风12远离约60cm至约70cm而被设置的情况下,驾驶员的声音到达麦克风12所花费的时间为约2msec。
例如,为了从由被设置在驾驶席的麦克风11取得的声音抑制噪声,考虑使用由被设置在副驾席的麦克风12取得的声音的情况。驾驶员所发出的声音经由车室内的反射等而混入由被设置在副驾席的麦克风12取得的声音。但是,通过使表示由被设置在副驾席的麦克风12取得的声音的信号延迟2msec,从而基于由被设置在副驾席的麦克风12取得的声音中包含的驾驶员的声音而抑制由被设置在驾驶席的麦克风11取得的声音中包含的驾驶员的声音的程度被降低。为了消去部3基于由被设置在副驾席的麦克风12取得的声音中包含的驾驶员的声音,对由被设置在驾驶席的麦克风11取得的声音中包含的驾驶员的声音进行抑制,由被设置在副驾席的麦克风12取得的声音必须与由被设置在驾驶席的麦克风11取得的声音相比先到达消去部3。但是,通过使由被设置在副驾席的麦克风12取得的声音延迟,从而由被设置在副驾席的麦克风12取得的声音不能与由被设置在驾驶席的麦克风11取得的声音相比先到达消去部3。因此,消去部3基于由被设置在副驾席的麦克风12取得的声音中包含的驾驶员的声音,对由被设置在驾驶席的麦克风11取得的声音中包含的驾驶员的声音进行抑制的程度降低。
图5是表示本公开的实施方式中的、延迟部中使信号延迟了6msec时的、表示从被设置在驾驶席的麦克风11取得的驾驶员的声音的信号的由消去部所进行的处理前和处理后的频率特性的图。线104是使第一信号延迟了6msec时的、不实施消去部3所进行的处理的第一信号的频率特性。线105是使第一信号延迟了6sec时的、实施了自适应滤波器2a所进行的处理的第一信号的频率特性。跨约100Hz至约10000Hz之间,线104表示出比线105低的值,但与图4所示的线102和线103的差相比,线104和线105的差缩小。
也就是说,若在延迟部4a中使第二信号延迟了6msec时使消去部3工作,则消去部3抑制第一信号的量被削减。这是由于通过使第二信号延迟了6msec,第二信号中包含的与第一信号相同的波形的信号减少。因此,通过消去使用第二信号而被估计出的噪声,第一信号虽然被抑制,但与图4所示的线102和线103的差相比被降低。
例如,为了从由被设置在驾驶席的麦克风11取得的声音抑制噪声,考虑使用由被设置在副驾席的麦克风12取得的声音的情况。驾驶员所发出的声音经由车室内的反射等而混入由被设置在副驾席的麦克风12取得的声音。但是,通过使表示由被设置在副驾席的麦克风12取得的声音的信号延迟6msec,从而基于由被设置在副驾席的麦克风12取得的声音中包含的驾驶员的声音而抑制由被设置在驾驶席的麦克风11取得的声音中包含的驾驶员的声音的程度与使其延迟了2msec时相比,进一步被降低。
从图3、图4及图5可知,通过使在延迟部中延迟,从而表示成为目标的声音的信号被抑制的程度被降低。
图6是表示本公开的实施方式中的、在延迟部中使信号延迟了0msec时的、表示从被设置在驾驶席的麦克风11取得的副驾席的搭乘者的声音的信号的由消去部所进行的处理前和处理后的频率特性的图。线106是使第一信号延迟了0msec时的、不实施消去部3所进行的处理的第一信号的频率特性。线107是使第一信号延迟了0msec时的、实施了自适应滤波器2a所进行的处理的第一信号的频率特性。跨约100Hz至约10000Hz之间,线104表示比线105低20dB的值。也就是说,混入至被设置在驾驶席的麦克风11的副驾席的搭乘者的声音被抑制。
例如,为了从由被设置在驾驶席的麦克风11取得的声音抑制噪声,考虑使用由被设置在副驾席的麦克风12取得的声音的情况。副驾席的搭乘者所发出的声音直接地、或者经由车室内的反射等而混入由被设置在驾驶席的麦克风11取得的声音。通过使用由被设置在副驾席的麦克风12取得的声音的信号的波形来估计该混入后的噪声,从由被设置在驾驶席的麦克风11取得的声音去除噪声。如图6所示,在使表示由被设置在副驾席的麦克风12取得的声音的信号延迟了0msec的情况下,由被设置在驾驶席的麦克风11取得的声音被抑制约20dB。
图7是表示本公开的实施方式中的、在延迟部中使信号延迟了2msec时的、表示从被设置在驾驶席的麦克风11取得的副驾席的搭乘者的声音的信号的由消去部所进行的处理前和处理后的频率特性的图。线108是使第一信号延迟了2msec时的、不实施消去部3所进行的处理的第一信号的频率特性。线109是对第一信号施加了2msec的延迟时的、实施了自适应滤波器2a所进行的处理的第一信号的频率特性。跨约100Hz至约10000Hz之间,线108表示出比线109低的值。但是,与图6所示的第一信号的抑制量相比,图7所示的第一信号的抑制量降低。
例如,为了从由被设置在驾驶席的麦克风11取得的声音抑制噪声,考虑使用由被设置在副驾席的麦克风12取得的声音的情况。如上述那样,副驾席的搭乘者所发出的声音直接地、或者经由车室内的反射等而混入由被设置在驾驶席的麦克风11取得的声音。通过使用由被设置在副驾席的麦克风12取得的声音的信号的波形来估计该混入后的噪声,从由被设置在驾驶席的麦克风11取得的声音去除噪声。如图7所示,在使表示由被设置在副驾席的麦克风12取得的声音的信号延迟了2msec的情况下,与使表示由被设置在副驾席的麦克风12取得的声音的信号延迟了0msec的情况相比,抑制由被设置在驾驶席的麦克风11取得的声音的程度降低。将混入至从被设置在驾驶席的麦克风11取得的声音的副驾席的搭乘者的声音估计为噪声,从自被设置在驾驶席的麦克风11取得的声音进行抑制这样的观点来看,希望不使表示从被设置在副驾席的麦克风12取得的声音的信号延迟。
图8是表示本公开的实施方式中的、在延迟部中使信号延迟了6msec时的、表示从被设置在驾驶席的麦克风11取得的副驾席的搭乘者的声音的信号的由消去部所进行的处理前和处理后的频率特性的图。线110是对第一信号施加了6msec的延迟时的、不实施消去部3所进行的处理的第一信号的频率特性。线111是使第一信号延迟了6msec时的、实施了自适应滤波器2a所进行的处理的第一信号的频率特性。跨约100Hz至约10000Hz之间,线110表示比线111低的值。但是,与图7所示的抑制量相比,图8所示的抑制量降低。
例如,为了从由被设置在驾驶席的麦克风11取得的声音抑制噪声,考虑使用由被设置在副驾席的麦克风12取得的声音的情况。如上述那样,副驾席的搭乘者所发出的声音直接地、或者经由车室内的反射等而混入由被设置在驾驶席的麦克风11取得的声音。通过使用由被设置在副驾席的麦克风12取得的声音的信号的波形来估计该混入后的噪声,从由被设置在驾驶席的麦克风11取得的声音去除噪声。如图8所示,在使表示由被设置在副驾席的麦克风12取得的声音的信号延迟了6msec的情况下,与使表示由被设置在副驾席的麦克风12取得的声音的信号延迟了0msec的情况及使表示由被设置在副驾席的麦克风12取得的声音的信号延迟了2msec的情况相比,抑制由被设置在驾驶席的麦克风11取得的声音的程度降低。将混入至从被设置在驾驶席的麦克风11取得的声音的副驾席的搭乘者的声音估计为噪声,从自被设置在驾驶席的麦克风11取得的声音抑制噪声这样的观点来看,希望不使表示从被设置在副驾席的麦克风12取得的声音的信号延迟。
如图6、图7及图8可知,通过使在延迟部4a中延迟,从而表示作为噪声的声音的信号被抑制的程度降低。因此,为了抑制表示作为噪声的声音的信号,希望在延迟部4a中,不延迟超过规定时间。
相反,如图3、图4及图5所示,为了不抑制作为目标的声音,希望使信号延迟规定时间以上。其中,如前述那样,信号延迟的时间通过延迟部4a、延迟部4b及延迟部4c而被设定,以使不超过声音在麦克风11、与麦克风12、麦克风13及麦克风14之间前进所花费的时间。
由延迟部4a、延迟部4b及延迟部4c设定的信号的延迟时间也可以基于图3至图8所示的信号处理装置1中的声音的抑制的趋势来决定。
(变形例)
上述的信号处理装置1还能够应用于对发声者的声音进行辨识,翻译为其他语言并输出的翻译系统20。图9是本公开的变形例中的、应用了信号处理系统的翻译系统的图。如图9所示,翻译系统20由麦克风21a、麦克风21b、第一取得部25、第二取得部26、包含自适应滤波器22的延迟部24及消去部23构成。翻译系统20也可以还具备对抑制了噪声的声音进行辨识而进行翻译的信息处理部、及输出翻译结果的输出部。
第一取得部25与麦克风21a以有线或者无线的方式被电连接。第一取得部25从麦克风21a取得声音等第一信号。第一取得部25从麦克风21a接收对麦克风21a所取得的声音进行了变换的信号。
第二取得部26与麦克风21b以有线或者无线的方式被电连接。第二取得部26从麦克风21b取得声音等第二信号。第二取得部26从麦克风21b接收对麦克风21b所取得的声音进行了变换的信号。
第一取得部25、第二取得部26、包含自适应滤波器22的延迟部24及消去部23通过处理器及存储器来实现。处理器及存储器的功能也可以利用通过云计算而提供的功能。此外,第一取得部25、第二取得部26及自适应滤波器22也可以分别通过专用的电路来实现。
延迟部24与第二取得部26以有线或者无线的方式被电连接。延迟部24接收第二取得部26所取得的第五信号,使所接收到的信号延迟规定时间。
自适应滤波器22与延迟部24以有线或者无线的方式被电连接。自适应滤波器22接收延迟部24延迟后的第五信号。自适应滤波器22基于第五信号,对混入至第一取得部25所取得的第五信号的噪声进行估计。
自适应滤波器22通过系数可变的数学滤波器,从所接收到的信号,取出所需的信号。自适应滤波器22能够随时通过计算而算出新的系数,对使用于滤波器的系数进行变更。
消去部23与第一取得部25、和自适应滤波器22以有线或者无线的方式被电连接。消去部23从第一取得部25所取得的第五信号抑制自适应滤波器22估计出的噪声。
本公开的变形例中的翻译系统20设想人物30a及人物30b以对面的方式使用。在翻译系统20中,第一取得部25通过麦克风21a取得人物30a所发出的声音。此外,在翻译系统20中,第二取得部26通过麦克风21b取得人物30b所发出的声音。使第二取得部26所取得的声音信号在延迟部24中延迟一定时间,由自适应滤波器22进行处理。并且,由自适应滤波器22估计出的噪声的信息到达消去部23。消去部23从第一取得部25所取得的声音信号,抑制由自适应滤波器22估计出的噪声。
对于抑制了噪声的声音信号进行翻译处理,输出翻译结果。以上那样,翻译系统20能够从人物30a所发出的声音抑制人物30b所发出的声音等噪声。另外,翻译系统20中包含的各结构元素的数目也可以比上述所示增加。在本公开的变形例中的翻译系统20中,设想了2个人物使用,但所使用的人数不限于2人。本公开的变形例中的翻译系统20也可以是能3人以上使用的结构。
另外,这些整体或者具体的方式也可以通过系统、方法、集成电路、计算机程序或者计算机可读取的CD-ROM等记录介质来实现,也可以通过系统、方法、集成电路、计算机程序及记录介质的任意的组合来实现。
以上,针对信号处理装置1及信号处理方法,基于实施方式而进行了说明,但信号处理系统及信号处理方法并非限定于本实施方式。只要不脱离本公开的宗旨,将本领域技术人员所想到的各种变形施加于本实施方式的方式、对不同的实施方式中的结构元素进行组合而构筑的方式也可以被包含于一个或者多个方式的范围内。
产业可利用性
本公开能够应用于车载收音系统或者翻译系统。
Claims (4)
1.一种信号处理装置,具备:
第一取得部,取得从第一麦克风输出而得到的第一信号;
第二取得部,取得从被设置在与所述第一麦克风不同的位置的第二麦克风输出而得到的第二信号;
延迟部,使所述第二信号延迟;
混入音估计部,基于由所述延迟部延迟后的所述第二信号,对混入所述第一信号的噪声进行估计;以及
消去部,将由所述混入音估计部估计出的所述噪声从所述第一信号消去。
2.如权利要求1所述的信号处理装置,
所述延迟部使所述第二信号延迟基于所述第一麦克风及所述第二麦克风的位置关系而决定的时间相应量。
3.如权利要求1或者2所述的信号处理装置,
所述延迟部基于所述第二信号中包含的频率分量,使所述第二信号延迟。
4.一种信号处理方法,包含:
第一取得步骤,取得从第一麦克风输出而得到的第一信号;
第二取得步骤,取得从被设置在与所述第一麦克风不同的位置上的第二麦克风输出而得到的第二信号;
延迟步骤,使所述第二信号延迟;
混入音估计步骤,基于由所述延迟步骤延迟后的所述第二信号,对混入所述第一信号的噪声进行估计;以及
消去步骤,将在所述混入音估计步骤中估计出的所述噪声从所述第一信号消去。
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