DE10159281C2 - Verfahren zur Unterdrückung von Umgebungsgeräuschen bei einer Freisprecheinrichtung sowie Freisprecheinrichtung - Google Patents
Verfahren zur Unterdrückung von Umgebungsgeräuschen bei einer Freisprecheinrichtung sowie FreisprecheinrichtungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Unterdrückung von Um
gebungsgeräuschen bei einer Freisprecheinrichtung mit zwei in
vorgebbarem Abstand zueinander angeordneten Mikrofonen.
Die Erfindung betrifft weiter eine Freisprecheinrichtung mit
zwei in vorgebbarem Abstand zueinander angeordneten Mikrofo
nen.
Beim Einsatz von Freisprecheinrichtungen stellen Umgebungsge
räusche einen starken Störfaktor dar, der die Sprachverständ
lichkeit erheblich beeinträchtigen kann. Autotelefone sind mit
Freisprecheinrichtungen ausgerüstet, damit der Fahrer sich
voll auf das Führen des Fahrzeuges und den Straßenverkehr kon
zentrieren kann. In einem Fahrzeug treten aber besonders laute
und störende Umgebungsgeräusche auf.
Die DE 198 18 608 A1 beschreibt ein Verfahren zur Sprachdetek
tion und Geräuschparameterschätzung. Das Verfahren basiert auf
der Auswertung von zwei Mikrofonsignalen. Wesentlicher Be
standteil des Verfahrens ist der Einsatz eines adaptiven Form
filters. Die Übertragungsfunktion des Formfilters wird so ein
gestellt, dass bei Filterung des aktuellen Störsignals das
Filterausgangssignal ein konstantes Leistungsdichtespektrum
aufweist.
Ferner beschreibt Martinez, R.; Alvarez, A.; Gomez P.; Nieto,
V.; Rodellar, V.: "Combination of adaptive filtering and spec
tral subtraction for noise removal"; IN: Circuits and Systems,
2001. ISCAS 2001. The 2001 IEEE international Symposium on,
Volume: 2, 6-9 May 2001, Page(s): 793-796 vol. 2 ein Verfahren
zur Geräuschreduktion, welches sich eines adaptiven Geräusch
filters und eines Spektralsubtraktionsverfahrens bedient.
Obwohl sich derartige Verfahren dem Grunde nach bewährt haben
besteht weiterer Verbesserungsbedarf.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Unter
drückung von Umgebungsgeräuschen für eine Freisprecheinrich
tung sowie eine Freisprecheinrichtung so zu gestalten, daß Um
gebungsgeräusche möglichst vollständig unterdrückt werden.
Verfahrensmäßig wird diese Aufgabe mit den im Anspruch 1 ange
gebenen Merkmalen gelöst.
Vorrichtungsmäßig wird diese Aufgabe mit den im Anspruch 10
angegebenen Merkmalen gelöst.
Die erfindungsgemäße Freisprecheinrichtung ist mit zwei Mikro
fonen ausgerüstet, die in einem vorgebbaren Abstand zueinander
angeordnet sind. Der Abstand des Sprechers zu den Mikrofonen
ist kleiner gewählt als der sog. Hallradius, so daß die Di
rektschallanteile des Sprechers am Ort der Mikrofone über die
im Raum auftretenden Reflexionsanteile dominieren.
Aus den von den Mikrofonen gelieferten Mikrofonsignalen werden
das Summen- und das Differenzsignal gebildet, aus denen mit
tels je eines Fouriertransformators die Fouriertransformierte
des Summen- und die Fouriertransformierte des Differenzsigna
les gebildet werden.
Aus diesen Fouriertransformierten werden die Sprachpausen z. B.
dadurch detektiert, daß deren mittlere Kurzzeitleistungen
ermittelt werden. Während Sprachpausen sind die Kurzzeitlei
stungen des Summen- und des Differenzsignales ungefähr gleich,
weil es bei unkorrelierten Signalanteilen keine Rolle spielt,
ob sie vor der Leistungsberechnung addiert oder subtrahiert
werden, während bei Sprachbeginn aufgrund des stark korrelier
te Sprachanteils die Kurzzeitleistung im Summensignal gegen
über der Kurzzeitleistung im Differenzsignal deutlich an
steigt. Dieser Anstieg läßt sich leicht detektieren und zur
sicheren Detektion einer Sprachpause nutzen. Eine Sprachpause
kann deshalb sogar bei lauten Umgebungsgeräuschen mit großer
Sicherheit detektiert werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren sieht weiter vor, aus der Fou
riertransformierten des Summensignales und aus der Fourier
transformierten des Differenzsignales die spektrale Leistungs
dichte zu ermitteln, aus denen die Übertragungsfunktion für
ein adaptives Transformationsfilter berechnet wird. Dieses ad
aptive Transformationsfilter erzeugt durch Multiplikation der
Leistungsdichte der Fouriertransformierten des Differenzsigna
les mit seiner Übertragungsfunktion die Störleistungsdichte.
Aus der spektralen Leistungsdichte der Fouriertransformierten
des Summensignals und aus der vom adaptiven Transformations
filter erzeugten Störleistungsdichte wird die Übertragungs
funktion eines ebenfalls adaptiven Spektralsubtraktionsfilters
berechnet, das die Fouriertransformierte des Summensignals
filtert und an seinem Ausgang ein weitestgehend von Umgebungs
geräuschen freies Audiosignal im Frequenzbereich liefert, das
mittels eines inversen Fouriertransformators in den Zeitbe
reich zurück transformiert wird. Am Ausgang dieses inversen
Fouriertransformators kann daher ein weitestgehend von Umgebungsgeräuschen
freies Audio- oder Sprachsignal im Zeitbereich
abgenommen und weiter verarbeitet werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Frei
sprecheinrichtung werden anhand des in der Figur gezeigten
Ausführungsbeispieles näher beschrieben und erläutert.
Der Ausgang eines ersten Mikrofons M1 ist mit dem ersten Ein
gang eines Addierers AD und dem ersten Eingang eines Subtra
hierers SU verbunden, während der Ausgang eines zweiten Mikro
fons M2 mit dem zweiten Eingang des Addierers AD und dem zwei
ten Eingang des Subtrahierers SU verbunden ist. Der Ausgang
des Addierers AD ist mit dem Eingang eines ersten Fourier
transformators F1 verbunden, dessen Ausgang mit dem ersten
Eingang eines Sprachpausendetektors P, dem Eingang einer er
sten Recheneinheit LS zur Berechnung der spektralen Leistungs
dichte Srr der Fouriertransformierten R(f) des Summensignales S
und mit dem Eingang eines adaptiven Spektralsubtraktionsfil
ters SF verbunden ist.
Der Ausgang des Subtrahierers SU ist mit dem Eingang eines
zweiten Fouriertransformators F2 verbunden, dessen Ausgang mit
dem zweiten Eingang des Sprachpausendetektors P und mit dem
Eingang einer zweiten Recheneinheit LD zur Berechnung der
spektralen Leistungsdichte SDD der Fouriertransformierten D(f)
des Differenzsignales D verbunden ist. Der Ausgang der ersten
Recheneinheit LS ist mit einer dritten Recheneinheit zur Be
rechnung der Übertragungsfunktion eines adaptiven Transforma
tionsfilters TF und mit dem ersten Steuereingang des adaptiven
Spektralsubtraktionsfilters SF verbunden, dessen Ausgang mit
dem Eingang eines inversen Fouriertransformators IF verbunden
ist. Der Ausgang der zweiten Recheneinheit LD ist mit der
dritten Recheneinheit R und dem Eingang des adaptiven Trans
formationsfilters TF verbunden, dessen Ausgang mit dem zweiten
Steuereingang des adaptiven Spektralsubtraktionsfilters SF
verbunden ist. Der Ausgang des Sprachpausendetektors P ist
ebenfalls mit der dritten Recheneinheit R verbunden, deren
Ausgang mit dem Steuereingang des adaptiven Transformations
filters TF verbunden ist.
Die beiden Mikrofone M1 und M2 sind, wie bereits erwähnt, in
einem Abstand zum Sprecher angeordnet, der kleiner als der
sog. Hallradius ist. Aus diesem Grund dominieren die Direkt
schallanteile des Sprechers am Ort der Mikrofone über die in
einem geschlossenen Raum, z. B. dem Innenraum eines Fahrzeu
ges, auftretenden Reflexionsanteile.
Im Addierer AD wird das Summensignal S der Mikrofonsignale MS1
und MS2 der beiden Mikrofone M1 und M2 gebildet, während im
Subtrahierer SU das Differenzsignal D der Mikrofonsignale MS1
und MS2 gebildet wird.
Der erste Fouriertransformator F1 bildet die Fouriertransfor
mierte R(f) des Summensignals S. Ebenso bildet der zweite Fou
riertransformator F2 die Fouriertransformierte D(f) des Diffe
renzsignals D.
Im Sprachpausendetektor P wird die Kurzzeitleistung der Fou
riertransformierten R(f) des Summensignals S und der Fourier
transformierten D(f) des Differenzsignals D ermittelt. Während
Sprachpausen unterscheiden sich die beiden Kurzzeitleistungen
kaum voneinander, weil es für unkorrelierte Signalanteile kei
ne Rolle spielt, ob sie vor der Leistungsberechnung addiert
oder subtrahiert werden. Bei Sprachbeginn steigt dagegen auf
grund des stark korrelierten Sprachanteils die Kurzzeitlei
stung im Summensignal gegenüber der Kurzzeitleistung im Diffe
renzsignal deutlich an. Dieser Anstieg zeigt daher das Ende
einer Sprachpause und den Beginn von Sprache an.
Die erste Recheneinheit LS berechnet durch zeitliche Mittelung
die spektrale Leistungsdichte Srr der Fouriertransformierten
R(f) des Summensignals S. Ebenso berechnet die zweite Rechen
einheit LD die spektrale Leistungsdichte SDD der Fouriertrans
formierten D(f) des Differenzsignales D. Die dritte Rechenein
heit R berechnet nun aus der Leistungsdichte Srrp(f) und aus der
spektralen Leistungsdichte SDDp(f) während der Sprachpausen die
Übertragungsfunktion HT(f) des adaptiven Transformationsfilters
TF nach folgender Formel (1)
HT(f) = Srrp(f)/SDDp(f) (1)
Vorzugsweise wird durch eine zusätzliche zeitliche Mittelung -
also eine Glättung - der auf diese Weise gewonnenen Koeffizi
enten der Übertragungsfunktion die Unterdrückung von Umge
bungsgeräuschen erheblich verbessert, weil das Auftreten von
sog. Artefakten, die häufig auch als "musical tones" bezeich
net werden, verhindert wird.
Die spektrale Leistungsdichte Srr(f) wird durch zeitliche Mit
telung aus der Fouriertransformierten R(f) des Summensignals S
gewonnen, während auf gleiche Weise die spektrale Leistungs
dichte SDD(f) durch zeitliche Mittelung aus der Fouriertrans
formierten D(f) des Differenzsignales D berechnet wird.
Beispielsweise wird die spektrale Leistungsdichte Srr nach fol
gender Formel (2) berechnet:
Srr(f, k) = c.|R(f)|2 + (1 - c).Srr(f, k - 1) (2)
Analog hierzu wird z. B. die spektrale Leistungsdichte SDD(f)
nach folgender Formel (3) berechnet:
SDD(f, k) = c.|D(f)|2 + (1 - c).SDD(f, k - 1) (3)
c ist eine zwischen 0 und 1 liegende Konstante, welche die
Mittelungszeitdauer bestimmt. Für c = 1 findet keine zeitliche
Mittelung mehr statt, vielmehr werden direkt die Betragsqua
drate der Fouriertransformierten R(f) und D(f) als Schätzwerte
für die spektralen Leistungsdichten genommen. Die Berechnung
der restlichen spektralen Leistungsdichten, die für die Durch
führung des erfindungsgemäßen Verfahrens benötigt werden, er
folgt vorzugsweise in der gleichen Weise.
Das adaptive Transformationsfilter TF erzeugt mittels seiner
Übertragungsfunktion HT(f) aus der spektralen Leistungsdichte
SDD(f) der Fouriertransformierten D(f) die Störleistungsdichte
Snn nach folgender Formel (4):
Snn(f) = HT.SDD(f) (4)
Mit Hilfe der aus der Fouriertransformierten D(f) des Diffe
renzsignales D berechneten Störleistungsdichte Snn und der von
der ersten Recheneinheit LS berechneten spektralen Leistungs
dichte Srr des Summensignals, also des gestörten Signals wird
die Übertragungsfunktion Hsub des Spektralsubtraktionsfilters SF
nach folgender Vorschrift (5) berechnet:
Hsub(f) = 1 - a.Snn(f)/Srr(f) für 1 - a.Snn(f)/Srr(f) < b
Hsub(f) = b für 1 - a.Snn(f)/Srr(f) ≦ b (5)
Der Parameter a stellt hierbei den sog. Überschätzfaktor dar,
während b den sog. "spectral floor" repräsentiert.
Die vor den Mikrofonen M1 und M2 aufgenommenen Störanteile,
die als diffuse Schallwellen auf die Mikrofone M1 und M2 tref
fen, können für fast das gesamte interessierende Frequenzband
als nahezu unkorreliert betrachtet werden. Allerdings besteht
in Abhängigkeit vom Abstand der beiden Mikrofone M1 und M2 zu
einander bei tiefen Frequenzen noch eine gewisse Korrelation,
die dazu führt, daß die im Referenzsignal enthaltenen Störan
teile gewissermaßen hochpaßgefiltert erscheinen. Damit eine
Fehleinschätzung der tieffrequenten Störanteile bei der Spek
tralsubtraktion vermieden wird, erfolgt eine spektrale Anhe
bung der tieffrequenten Anteile des Referenzsignals mit Hilfe
des in der Figur gezeigten adaptiven Transformationsfilters
TF.
Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Frei
sprechschaltung, die insbesondere für ein Autotelefon geeignet
sind, zeichnen sich durch eine hervorragende Sprachqualität
und Sprachverständlichkeit aus, weil der Schätzwert für die
Störleistungsdichte Snn unabhängig von der Sprachaktivität
permanent aktualisiert wird. Somit wird auch die Übertragungs
funktion des Spektralsubtraktionsfilters SF ständig, sowohl
während Sprachaktivität als auch während der Sprachpausen, ak
tualisiert. Wie bereits erwähnt, werden Sprachpausen sicher
und genau detektiert, was für die Aktualisierung des Transfor
mationsfilters TF erforderlich ist.
Das Audiosignal am Ausgang des Spektralsubtraktionsfilters SF,
das weitgehend frei von Umgebungsgeräuschen ist, wird einem
inversen Fouriertransformator IF zugeführt, der das Audiosi
gnal zurück in den Zeitbereich transformiert.
A in den Zeitbereich zurück transformiertes Audiosignal
AD Addierer
D Differenzsignal
D(f) Fouriertransformierte des Differenzsignals
F1 erster Fouriertransformator
F2 zweiter Fouriertransformator
Hsub
AD Addierer
D Differenzsignal
D(f) Fouriertransformierte des Differenzsignals
F1 erster Fouriertransformator
F2 zweiter Fouriertransformator
Hsub
Übertragungsfunktion des Spektralsubtraktionsfilters
HT
HT
Übertragungsfunktion des Transformationsfilters
IF inverser Fouriertransformator
LD zweite Recheneinheit zur Berechnung der spektralen Leistungsdichte
LS erste Recheneinheit zur Berechnung der spektralen Leistungsdichte
MS1 Mikrofonsignal
MS2 Mikrofonsignal
M1 Mikrofon
M2 Mikrofon
P Sprachpausendetektor
R dritte Recheneinheit zur Berechnung der Übertragungs funktion des Transformationsfilters
R(f) Fouriertransformierte des Summensignals
S Summensignal
SF Spektralsubtraktionsfilter
SU Subtrahierer
SDD
IF inverser Fouriertransformator
LD zweite Recheneinheit zur Berechnung der spektralen Leistungsdichte
LS erste Recheneinheit zur Berechnung der spektralen Leistungsdichte
MS1 Mikrofonsignal
MS2 Mikrofonsignal
M1 Mikrofon
M2 Mikrofon
P Sprachpausendetektor
R dritte Recheneinheit zur Berechnung der Übertragungs funktion des Transformationsfilters
R(f) Fouriertransformierte des Summensignals
S Summensignal
SF Spektralsubtraktionsfilter
SU Subtrahierer
SDD
spektrale Leistungsdichte des Differenzsignals
Snn
Snn
Störleistungsdichte
Srr
Srr
spektrale Leistungsdichte des Summensignals
TF Transformationsfilter
TF Transformationsfilter
Claims (18)
1. Verfahren zur Unterdrückung von Umgebungsgeräuschen bei
einer Freisprecheinrichtung mit zwei in vorgebbarem Abstand
zueinander angeordneten Mikrofonen (M1, M2), die je ein Mikro
fonsignal (MS1, MS2) liefern mit folgenden Verfahrensschrit
ten:
Es werden das Summensignal (S) und das Differenzsignal (D) der beiden Mikrofonsignale (MS1, MS2) gebildet,
es werden die Fouriertransformierte R(f) des Summensignals (S) und die Fouriertransformierte D(f) des Differenzsignals (D) gebildet,
aus den Fouriertransformierten R(f) und D(f) werden Sprachpau sen detektiert,
aus der Fouriertransformierten R(f) des Summensignales (S) wird die spektrale Leistungsdichte Srr ermittelt,
aus der Fouriertransformierten D(f) des Differenzsignales (D) wird die spektrale Leistungsdichte SDD ermittelt,
aus der spektralen Leistungsdichte Srr der Fouriertransfor mierten R(f) des Summensignals (S) und aus der spektralen Leistungsdichte SDD der Fouriertransformierten D(f) des Diffe renzsignales (D) wird die Übertragungsfunktion HT(f) für ein adaptives Transformationsfilter (TF) berechnet,
das adaptive Transformationsfilter (TF) erzeugt durch Multi plikation der Leistungsdichte SDD der Fouriertransformierten D(f) des Differenzsignales (D) mit seiner Übertragungsfunktion HT(f) die Störleistungsdichte Snn(f),
aus der Störleistungsdichte Snn(f) und aus der spektralen Leis tungsdichte Srr der Fouriertransformierten R(f) des Summensig nals (S) wird die Übertragungsfunktion Hsub(f) eines Spektral subtraktionsfilters (SF) berechnet,
das Spektralsubtraktionsfilter (SF) filtert die Fouriertrans formierte R(f) des Summensignals (S) und
das Ausgangssignal des Spektralsubtraktionsfilters (SF) wird in den Zeitbereich zurück transformiert.
Es werden das Summensignal (S) und das Differenzsignal (D) der beiden Mikrofonsignale (MS1, MS2) gebildet,
es werden die Fouriertransformierte R(f) des Summensignals (S) und die Fouriertransformierte D(f) des Differenzsignals (D) gebildet,
aus den Fouriertransformierten R(f) und D(f) werden Sprachpau sen detektiert,
aus der Fouriertransformierten R(f) des Summensignales (S) wird die spektrale Leistungsdichte Srr ermittelt,
aus der Fouriertransformierten D(f) des Differenzsignales (D) wird die spektrale Leistungsdichte SDD ermittelt,
aus der spektralen Leistungsdichte Srr der Fouriertransfor mierten R(f) des Summensignals (S) und aus der spektralen Leistungsdichte SDD der Fouriertransformierten D(f) des Diffe renzsignales (D) wird die Übertragungsfunktion HT(f) für ein adaptives Transformationsfilter (TF) berechnet,
das adaptive Transformationsfilter (TF) erzeugt durch Multi plikation der Leistungsdichte SDD der Fouriertransformierten D(f) des Differenzsignales (D) mit seiner Übertragungsfunktion HT(f) die Störleistungsdichte Snn(f),
aus der Störleistungsdichte Snn(f) und aus der spektralen Leis tungsdichte Srr der Fouriertransformierten R(f) des Summensig nals (S) wird die Übertragungsfunktion Hsub(f) eines Spektral subtraktionsfilters (SF) berechnet,
das Spektralsubtraktionsfilter (SF) filtert die Fouriertrans formierte R(f) des Summensignals (S) und
das Ausgangssignal des Spektralsubtraktionsfilters (SF) wird in den Zeitbereich zurück transformiert.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Übertra
gungsfunktion HT(f) des Transformationsfilters (TF) während
Sprachpausen nach folgender Formel gebildet wird:
HT(f) = Srrp(f)/SDDp(f) (1)
HT(f) = Srrp(f)/SDDp(f) (1)
3. Verfahren nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß die Koeffi
zienten der Übertragungsfunktion HT(f) des Transformationsfil
ters (TF) zeitlich gemittelt werden.
4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die Berech
nung der spektralen Leistungsdichte Srr aus der Fouriertrans
formierten R(f) des Summensignals (S) und der spektralen Leis
tungsdichte SDD aus der Fouriertransformierten D(f) des Diffe
renzsignals (D) durch zeitliche Mittelung erfolgt.
5. Verfahren nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, daß die spektrale
Leistungsdichte Srr nach folgender Formel berechnet wird:
Srr(f, k) = c.|R(f)|2 + (1 - c).Srr(f, k - 1) (2)
wobei k einen Zeitindex darstellt, und c eine Konstante zur Bestimmung der Mittelungsdauer ist.
Srr(f, k) = c.|R(f)|2 + (1 - c).Srr(f, k - 1) (2)
wobei k einen Zeitindex darstellt, und c eine Konstante zur Bestimmung der Mittelungsdauer ist.
6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5,
dadurch gekennzeichnet, daß die spektrale
Leistungsdichte SDD nach folgender Formel berechnet wird:
SDD(f, k) = c.|D(f)|2 + (1 - c).SDD(f, k - 1) (3)
wobei k einen Zeitindex darstellt und c eine Konstante zur Be stimmung der Mittelungsdauer ist.
SDD(f, k) = c.|D(f)|2 + (1 - c).SDD(f, k - 1) (3)
wobei k einen Zeitindex darstellt und c eine Konstante zur Be stimmung der Mittelungsdauer ist.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-6,
dadurch gekennzeichnet, daß zur Detektion
der Sprachpausen die Kurzzeitleistung der Fouriertransformier
ten R(f) des Summensignals (S) und der Fouriertransformierten
D(f) des Differenzsignals (D) ermittelt wird und daß eine
Sprachpause detektiert wird, wenn die beiden ermittelten Kurz
zeitleistungen innerhalb eines vorgebbaren gemeinsamen Tole
ranzbereiches liegen.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-7,
dadurch gekennzeichnet, daß die Übertra
gungsfunktion Hsub(f) des Spektralsubtraktionsfilters (SF) nach
folgender Formel berechnet wird:
Hsub(f) = 1 - a.Snn(f)/Srr(f) für 1 - a.Snn(f)/Srr(f) < b
Hsub(f) = b für 1 - a.Snn(f)/Srr(f) ≦ b (5)
wobei a den sog. "Überschätzfaktor" und b den sog. "spectral floor" darstellen.
Hsub(f) = 1 - a.Snn(f)/Srr(f) für 1 - a.Snn(f)/Srr(f) < b
Hsub(f) = b für 1 - a.Snn(f)/Srr(f) ≦ b (5)
wobei a den sog. "Überschätzfaktor" und b den sog. "spectral floor" darstellen.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-8,
dadurch gekennzeichnet, daß die Laufzeit
unterschiede zwischen den beiden Mikrofonsignalen (MS1, MS2)
ausgeglichen werden.
10. Freisprecheinrichtung mit zwei in vorgebbarem Abstand zu
einander angeordneten Mikrofonen (M1, M2),
dadurch gekennzeichnet,
daß der Ausgang des ersten Mikrofons (M1) mit dem ersten Ein gang eines Addierers (AD) und dem ersten Eingang eines Subtra hierers (SU) verbunden ist,
daß der Ausgang des zweiten Mikrofons (M2) mit dem zweiten Eingang des Addierers (AD) und dem zweiten Eingang des Subtra hierers (SU) verbunden ist,
daß der Ausgang des Addierers (AD) mit dem Eingang eines ers ten Fouriertransformators (F1) verbunden ist, dessen Ausgang mit dem ersten Eingang eines Sprachpausendetektors (P), mit dem Eingang einer ersten Recheneinheit (LS) zur Berechnung der spektralen Leistungsdichte Srr und mit dem Eingang eines adap tiven Spektralsubtraktionsfilters (SF) verbunden ist,
daß der Ausgang des Subtrahierers (SU) mit dem Eingang eines zweiten Fouriertransformators (F2) verbunden ist, dessen Aus gang mit dem zweiten Eingang des Sprachpausendetektors (P) und mit dem Eingang einer zweiten Recheneinheit (LD) zur Berech nung der spektralen Leistungsdichte SDD verbunden ist,
daß der Ausgang des Sprachpausendetektors (P), der ersten Re cheneinheit (LS) und der zweiten Recheneinheit (LD) mit einer dritten Recheneinheit (R) zur Berechnung der Übertragungsfunk tion HT(f) eines adaptiven Transformationsfilters (TF) verbun den sind,
daß der Ausgang der ersten Recheneinheit (LS) mit dem ersten Steuereingang des adaptiven Spektralsubtraktionsfilters (SF) verbunden ist,
daß der Ausgang der dritten Recheneinheit (R) mit dem Steuer eingang des adaptiven Transformationsfilters (TF) verbunden ist, dessen Eingang mit dem Ausgang der zweiten Recheneinheit (LD) und dessen Ausgang mit dem zweiten Steuereingang des a daptiven Spektralsubtraktionsfilters (SF) verbunden ist, und
daß der Ausgang des adaptiven Spektralsubtraktionsfilters (SF) mit dem Eingang eines inversen Fouriertransformators (IF) ver bunden ist, an dessen Ausgang ein in den Zeitbereich zurück transformiertes Audiosignal (A) abnehmbar ist.
daß der Ausgang des ersten Mikrofons (M1) mit dem ersten Ein gang eines Addierers (AD) und dem ersten Eingang eines Subtra hierers (SU) verbunden ist,
daß der Ausgang des zweiten Mikrofons (M2) mit dem zweiten Eingang des Addierers (AD) und dem zweiten Eingang des Subtra hierers (SU) verbunden ist,
daß der Ausgang des Addierers (AD) mit dem Eingang eines ers ten Fouriertransformators (F1) verbunden ist, dessen Ausgang mit dem ersten Eingang eines Sprachpausendetektors (P), mit dem Eingang einer ersten Recheneinheit (LS) zur Berechnung der spektralen Leistungsdichte Srr und mit dem Eingang eines adap tiven Spektralsubtraktionsfilters (SF) verbunden ist,
daß der Ausgang des Subtrahierers (SU) mit dem Eingang eines zweiten Fouriertransformators (F2) verbunden ist, dessen Aus gang mit dem zweiten Eingang des Sprachpausendetektors (P) und mit dem Eingang einer zweiten Recheneinheit (LD) zur Berech nung der spektralen Leistungsdichte SDD verbunden ist,
daß der Ausgang des Sprachpausendetektors (P), der ersten Re cheneinheit (LS) und der zweiten Recheneinheit (LD) mit einer dritten Recheneinheit (R) zur Berechnung der Übertragungsfunk tion HT(f) eines adaptiven Transformationsfilters (TF) verbun den sind,
daß der Ausgang der ersten Recheneinheit (LS) mit dem ersten Steuereingang des adaptiven Spektralsubtraktionsfilters (SF) verbunden ist,
daß der Ausgang der dritten Recheneinheit (R) mit dem Steuer eingang des adaptiven Transformationsfilters (TF) verbunden ist, dessen Eingang mit dem Ausgang der zweiten Recheneinheit (LD) und dessen Ausgang mit dem zweiten Steuereingang des a daptiven Spektralsubtraktionsfilters (SF) verbunden ist, und
daß der Ausgang des adaptiven Spektralsubtraktionsfilters (SF) mit dem Eingang eines inversen Fouriertransformators (IF) ver bunden ist, an dessen Ausgang ein in den Zeitbereich zurück transformiertes Audiosignal (A) abnehmbar ist.
11. Freisprecheinrichtung nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet, daß die Übertra
gungsfunktion HT(f) des Transformationsfilters (TF) während
Sprachpausen nach folgender Formel gebildet ist:
HT(f) = Srrp(f)/SDDp(f) (1)
HT(f) = Srrp(f)/SDDp(f) (1)
12. Freisprecheinrichtung nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet, daß die Koeffi
zienten der Übertragungsfunktion HT(f) des Transformationsfil
ters (TF) zeitlich gemittelt sind.
13. Freisprecheinrichtung nach Anspruch 10, 11 oder 12,
dadurch gekennzeichnet, daß die spektrale
Leistungsdichte Srr aus der Fouriertransformierten R(f) des
Summensignals (S) und daß die spektrale Leistungsdichte SDD aus
der Fouriertransformierten D(f) des Differenzsignals (D) durch
zeitliche Mittelung gebildet sind.
14. Freisprecheinrichtung nach Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet, daß die spektrale
Leistungsdichte Srr nach folgender Formel berechnet ist:
Srr(f, k) = c.|R(f)|2 + (1 - c).Srr(f, k - 1) (2)
wobei k einen Zeitindex darstellt und c eine Konstante zur Be stimmung der Mittelungsdauer ist.
Srr(f, k) = c.|R(f)|2 + (1 - c).Srr(f, k - 1) (2)
wobei k einen Zeitindex darstellt und c eine Konstante zur Be stimmung der Mittelungsdauer ist.
15. Freisprecheinrichtung nach Anspruch 13 oder 14,
dadurch gekennzeichnet, daß die spektrale
Leistungsdichte SDD nach folgender Formel berechnet ist:
SDD(f, k) = c.|D(f)|2 + (1 - c).SDD(f, k - 1) (3)
wobei k einen Zeitindex darstellt, und c eine Konstante zur Bestimmung der Mittelungsdauer ist.
SDD(f, k) = c.|D(f)|2 + (1 - c).SDD(f, k - 1) (3)
wobei k einen Zeitindex darstellt, und c eine Konstante zur Bestimmung der Mittelungsdauer ist.
16. Freisprecheinrichtung nach einem der Ansprüche 10-15,
dadurch gekennzeichnet, daß zur Detektion
der Sprachpausen die Kurzzeitleistung der Fouriertransformier
ten R(f) des Summensignals (S) und der Fouriertransformierten
D(f) des Differenzsignals (D) ermittelt ist und daß eine
Sprachpause detektiert ist, wenn die beiden ermittelten Kurzzeitleistungen
innerhalb eines vorgebbaren gemeinsamen Tole
ranzbereiches liegen.
17. Freisprecheinrichtung nach einem der Ansprüche 10-16,
dadurch gekennzeichnet, daß die Übertra
gungsfunktion Hsub(f) des Spektralfunktionsfilters (SF) nach
folgender Formel berechnet ist:
Hsub(f) = 1 - a.Snn(f)/Srr(f) für 1 - a.Snn(f)/Srr(f) < b
Hsub(f) = b für 1 - a.Snn(f)/Srr(f) ≦ b (5)
wobei a den sog. "Überschätzfaktor" und b den sog. "spectral floor" darstellen.
Hsub(f) = 1 - a.Snn(f)/Srr(f) für 1 - a.Snn(f)/Srr(f) < b
Hsub(f) = b für 1 - a.Snn(f)/Srr(f) ≦ b (5)
wobei a den sog. "Überschätzfaktor" und b den sog. "spectral floor" darstellen.
18. Freisprecheinrichtung nach einem der Ansprüche 10-17,
dadurch gekennzeichnet, daß die Laufzeit
unterschiede zwischen den beiden Mikrofonsignalen (M1, M2)
ausgleichbar sind.
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