KR100316116B1 - 잡음감소시스템및장치와,이동무선국 - Google Patents

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Abstract

결합된 스피치 신호[a(t)]에서 잡음을 감소시키는 공지된 결합된 제린스키(Zelinski)-스펙트랄 감산 시스템(1)에서, 신호는 상기 결합된 스피치 신호[a(t)']의 추정에 대해 위너(wiener) 필터(10)를 사용해서 다수의 마이크로폰(5 내지 7)으로써 기록된다.
상기 공지된 시스템(1)에서 스피치 신호의 모든 결합의 합계 및 차이는 형성되고, 상기 차이만이 잡음을 갖는다고 가정한다.
또한, 2 개의 스테이지 추정 처리는 수행되고, 상당한 추정 에러를 유발한다. 대안적인 결합된 제린스키-스펙트랄 감산 시스템(1)이 목적으로 되고, 적은 추정 에러를 유발하고 계산적 관점으로부터 더욱 효율적이다. 제린스키 시스템에서, 스펙트랄 감산은 결합된 크로스 스펙트럼(Φ cc)상에 수행된다. 그후, 스피치 세그먼트 베이시스(basis)에 의한 스피치 세그먼트상에서, 위너 필터(10)용 필터 계수는 결합된 자동 파워 스펙트럼(Φ ac) 및 그렇게 정정되어 결합된 크로스 파워 스펙트럼(Φ cc')으로부터 결정된다. 스펙트랄 감산은 주파수 범위의 하부만에서 수행됨으로써, 불필요한 아티팩트(artefacts)를 유발하지 않는다.

Description

잡음 감소 시스템 및 장치와, 이동 무선국
본 발명은 결합된 스피치(speech) 신호에서 잡음을 감소하는 잡음 감소 시스템에 관련되며, 부가적인 잡음에 의해 방해되고 특히, 서로 떨어진 각 마이크로폰에 의해 기록된 다수의 스피치 신호를 샘플링하는 샘플링 수단을 구비하며, 상기 시스템은 적응형 필터를 더 구비하며 그 필터 입력은 스피치 신호를 가산하는 가산 수단에 결합되며, 그 필터 출력은 잡음이 정정된 결합 스피치 신호를 구비하며, 상기 시스템은 스피치 신호의 변환된 샘플로부터 결정된 자동(auto) 및 크로스 파워 스펙트라로 부터 결합된 자동 및 크로스 파워 스펙트라를 결정하기 위해 배치되며, 필터의 계수 입력에 스피치 신호 세그먼트 베이시스 (basis)상에 상기 결합된 자동 및 크로스 파워 스펙트라로부터 인출된 계수를 제공하기 위해 배치되는 신호 처리 수단을 더 구비한다.
또한, 본 발명은 잡음 감소 장치 및 그 장치를 구비한 이동 무선국에 관한 것이다.
상기와 같은 종류의 잡음 제거 시스템은 논문 "A microphone array with adaptive post-filtering for noise reduction in reverberant rooms", R. Zelinski, ICASS88, International Conference on Acoustics, Speech, and SignalProcessing, April 11-14, 1988, NY, pp. 2578-2581, IEEE 으로부터 공지된다. 상기 공지된 논문은 결합된 스피치 신호의 잡음이 감소되는 스피치 통신 시스템을 개시한다. 우선, 4 개의 마이크로폰으로써 기록된 스피치 신호는 경로 길이차를 제거하기 위한 시간 도메인(domain) 에서 위상 정렬된 후, 결합된 신호로써 적응형 위너(Wiener) 필터에 공급된다. 16msec 의 스피치 세그먼트에서, 위너 필터의 필터 계수는 갱신되고, 위너 필터는 정상(stationary) 처리용 신호 추정에서 최적으로 되고 스피치는 커야 20msec로 고정된다.
위너 필터의 필터 계수는 잡음있는 스피치 신호 샘플을 불연속 푸리에 변환되도록 함으로써, 상기 푸리에 변환된 샘플로부터 결합된 자동 및 크로스 파워 스펙트라를 계산함으로써, 상기 결합된 스펙트라를 역푸리에 변환함으로써, 그리고 자동 및 크로스 상호 관련을 결합함으로써 결정된다. 공지된 신호대 잡음 개선 방법에서, 사실상 상호 관련 안된 잡음만이 억제된다. 각 기록된 스피치 신호의 잡음이 상호 관련 되지 않는다고 가정하자. 그 조건은, 예를 들어, 마이크로폰이 차량에서 핸즈 프리(hands free) 전화 통신과 같은 상대적으로 가까운 거리로 떨어진 시스템에서 해당되지 않는다. 15cm 의 간격에 대해, 제린스키(Zelinski) 방법은 800Hz 이하의 잡음 주파수에 대해 만족할만한 결과를 나타내지 않고, 그후 잡음원은 상호 관련된다. 다수의 잡음원이 존재하는 차량에서, 예를 들어, 네개의 타이어(tyres)는 네개의 넓은 스펙트럼으로 상호 관련 안된 잡음원을 발생하게 하고, 배기 파이프는 수 kHz 의 대역폭을 갖는 잡음원을 발생하게 하고, 모터 잡음은 200 내지 300Hz 에서 도미넌트(dominant) 잡음 첨두치를 발생하게 한다.
부가적인 잡음 감소 시스템은 논문 "Enhancement of speech signal using microphone arrays", K. Kroschel, Proceedings of the International Digital Signal Processing Conference Florence, Italy, 4-6 September 1991, pp. 223-228, Elsevier Science Publishers B.V., 1991으로부터 공지된다. 상기 공지된 논문은 잡음 감소 시스템을 개시하고 그 시스템에서 잡음있는 환경에서 마이크로폰 어레이로부터 얻어진 결합된 스피치 신호에서 잡음 감소를 얻는 소위 제린스키 방법은 소위 스펙트랄 방법과 결합된다. 스피치 신호를 결합하기 전에, 기록된 스피치 신호는 푸리에 도메인(domain)에서 샘플되고 푸리에 변환되어, 위상 정렬된다. 지연 보상된 신호의 모든 결합을 위해, 합계 및 차이는 주파수 도메인에서 형성된다. 추론(reasoning)은 정정한 위상 정렬에서, 합계가 향상된 스피치 신호를 포함하고 차이는 같은 잡음 신호를 포함한다. 상기 가정으로부터 시작해서, 2 개의 스테이지 스펙트랄 감산 방법에서, 합계 및 차이를 사용해서, 스피치는 잡음을 없앨 때 향상된다. 차량 또는 상대적으로 작은 방에서, 신호는 쉽게 반사될 수 있고, 차이만이 잡음을 구비한다는 가정이 유지되지 않음으로써, 이론적으로 예측될 수 있는 것보다 훨씬 적게 개선된다. 또한, 모든 신호쌍에 대해 합계 및 차이가 형성된다는 사실 때문에, 상기 방법은 계산적인 관점으로부터 매우 효율적이지 못하고, 즉, 많은 산술 연산을 요구한다. 더욱이, 다른 추정 단계를 내포하는 2 개의 스테이지 방법의 적용은 다른 추정 에러를 유발함으로써 모든 스피치 향상 과정을 저하시킨다.
또한, Kroschel 시스템은 푸리에 변환의 세그먼트 크기에 대응해서 스피치신호의 모든 지연을 유발한다. 그 모든 지연은 예를 들어, 차량 전화 통신 시스템에서 단점이다.
본 발명의 목적은 스펙트랄 감산을 갖는 소위 제린스키 시스템을 결합하고, 제린스키 방법의 상기 단점을 갖지 않고, 공지되고 결합된 제린스키-스펙트랄 감산 시스템의 결점을 갖지 않은 잡음 감소 시스템을 제공하는 것이다.
상기 목적을 위해 본 발명에 따른 잡음 감소 시스템은, 신호 처리 수단이 스피치 세그먼트 및 스피치 일시 정지 세그먼트 동안 결합된 크로스 스펙트럼을 결정하기 위해 또한 배치되고, 상기 시스템은 스피치 일시 정지 세그먼트용 결합된 크로스 파워 스펙트럼의 추정치를 결정하기 위해 배치되고, 신호 처리 수단은 스피치 세그먼트 동안 결정되는 결합된 크로스 파워 스펙트럼으로부터 추정치를 감산함으로써 정정된 결합 크로스 파워 스펙트럼을 결정하기 위해 또한 배열된다는 점을 특징으로 한다. 스펙트랄 감산 방법이 주파수 도메인에서 단일 변수에만 즉, 결합된 크로스 파워 스펙트럼에 인가된다는 사실 때문에, 적은 추정 에러가 이루어지고, 본 발명에 따른 시스템이 스피치 신호의 양호한 모든 추정을 발생시킨다. 또한, 신호 처리 수단은 적은 동작을 수행해야 한다. 그리하여 신호 처리 수단이 디지털 신호 처리기에 의해 수행될 때, 값싼 디지털 신호 처리기가 적용될 수 있다. 더욱이, 시스템의 제린스키 부분에서 상호 관련 안된 잡음 신호는 이미 제거된다. 그러므로, 결합된 크로스 파워 스펙트럼의 추정치는 더욱 정확하고, 스피치 신호의 양호한 모든 추정을 결과로 한다.
본 발명에 따른 잡음 감소 시스템의 양호한 실시예에서, 스피치 일시 정지세그먼트용 결합된 크로스 파워 스펙트럼이 스피치 일시 정지용으로 이미 결정되어 결합된 크로스 파워 스펙트럼 및 현재의 결합된 크로스 파워 스펙트럼으로부터 가중된 평균으로써 추정된다.
본원에서, 스피치 일시 정지 세그먼트 동안 결합된 크로스 파워 스펙트럼은 암시적으로 추정되어, 명백한 스피치 일시 정지 검출 수단을 불필요하게 한다. 그러므로 매우 간단한 시스템이 성취된다.
본 발명에 따른 잡음 감소 시스템의 다른 실시예는 신호 처리 수단에 스피치 일시 정지 검출 신호를 제공하여, 결과적으로, 결합된 크로스 파워 스펙트럼을 결정하는 스피치 일시 정지 검출 수단을 구비한다. 본원에서, 스피치 세그먼트 및 스피치 일시 정지 세그먼트 동안 결합된 크로스 파워 스펙트라에 대한 추정이 분리해서 수행될 수 있다. 그러므로, 스피치 신호의 양호한 모든 추정이 얻어진다.
본 발명은 첨부 도면을 참고해서 예에 의해 설명될 것이다.
제 1 도는 본 발명에 따른 잡음 감소 시스템도.
제 2 도는 결합된 크로스 파워 스펙트럼상에서의 결합된 스피치 신호에서 상호 관련된 잡음의 영향을 나타낸 도시도.
제 3 도는 단일 주파수에 대해 결합된 크로스(cross) 파워 함수를 잡음 성분의 추정치(estimation)로써 도시한 도시도.
제 4 도는 본 발명에 따른 정정된 결합 크로스 파워값을 추정하는 흐름도.
제 5 도는 이동 전화 통신 시스템에서의 잡음 감소 장치도.
제 6 도는 이동 무선 시스템에서 사용되는 이동 무선국 도시도.
모든 도면에서 같은 참조 번호는 같은 특성을 위해 사용된다.
제 1 도는 결합된 스피치 신호[a(t)]의 잡음을 감소시키는 잡음 감소 시스템(1)을 도시한다. 그 시스템은 마이크로폰 (5 내지 7)으로써 기록된 스피치 신호의 각 샘플링에 대해 A/D 변환기(2 내지 4)의 형태로 샘플링 수단을 구비한다. 그 스피치 신호는 차량의 핸즈프리 전화에 공급된다. 차량의 핸즈프리 전화 통신은 바람직한 특성인데, 왜냐하면 트래픽 안정성이 포함되기 때문이다. 핸즈프리 전화 통신에서 확성기 및 마이크로폰이 차량에서 고정된 장소에 위치된다. 종래의 핸즈프리 전화 통신과 비교해 마이크로폰 및 대화자의 입 사이의 거리는 커진다. 결과적으로 신호 대 잡음비는 감소하고, 잡음 감소의 필요성은 명백해진다.
차량에서, 다양한 잡음원, 즉, 도미넌트(dominant) 주파수에서의 잡음원과, 더욱 넓어진 스펙트럼을 갖는 잡음원이 존재한다. 차량에서, 마이크로폰이 서로 가깝게 떨어져 있다는 사실 때문에, 모든 잡음 스펙트럼이 예를들어 800Hz 인 저 주파수에서의 상호 관련된 잡음과, 더 높은 주파수에서의 상호 관련 안된 잡음을 보여준다.
본 발명은 차량 핸즈프리 전화 통신 시스템과, 비슷한 잡음 특성을 갖는 시스템에 적용 가능하다. 샘플된 스피치 신호는 스피치 신호를 위상 정렬하는 신호 정렬 제어 수단(8)에 공급된다. 원래 공지된 정렬은 시간 도메인(domain) 또는 주파수 도메인에서 수행될 수 있다. 상기 크로스첼(Kroschel) 논문은 주파수 도메인에서 정렬을 개시한다. 본 발명의 최적 동작에서 샘플을 절반으로 하는 정렬이 요구된다. 각 샘플된 신호 [s(t)+n1(t), s(t)+n2(t) 및 s(t)+n3(t)]는 가산 수단(9)에 공급되고 각 위상 정렬 수단(8A 내지 8C)과 위상 정렬된 후, 결합된 스피치 신호 [a(t)]를 형성한다. 위상 정렬 수단(8A 내지 8C)은 지연 라인(도시안된)을 탭(tap)시킬 수 있고, 탭(tap)들은 멀티플렉서 (도시 안된)에 공급되고, 멀티플렉서는 위상 정렬 제어 수단 (8)에 의해 제어된다. 결합된 스피치 신호[a(t)]는 원래 공지되는 필터인 적응형 위너(wiener) 필터(10)에 공급된다. 위너 필터(10) 출력에서, 결합된 스피치 신호[a(t)]의 잡음 정정된 버젼[a(t)']이 이용 가능하다. 샘플된 신호는 본 발명을 수행하는 프로그램을 기억하는 비휘발성 메모리와, 프로그램 수행 동안 프로그램 변수를 기억하는 휘발성 메모리를 갖는 디지털 신호 처리기일 수 있는 신호 처리 수단(11)에도 공급된다. 비휘발성 및 휘발성 메모리를 갖는 디지털 신호 처리기는 원래 공지된 것이다.
신호 처리 수단(11)은 샘플되고 위상 정정된 스피치 신호를 푸리에 변환하는 불연속 푸리에 변환 수단을 구비하고, 그 불연속 푸리에 변환 수단은 예를 들어 핸드북 "The Fourier Transform and Its Applications", R.N. Bracewell, McGraw-Hill, 1986, 00. 356-362, pp. 370-377 로부터 이미 공지된다. 또한, 신호 처리 수단(11)은 푸리에 변환된 샘플되고 위상 정정된 신호로부터 자동(auto) 및 크로스 파워(cross power) 스펙트라를 결정하기 위해 배치되고, 주어진 샘플은 세 개의 스피치 신호, 즉, 각각의 자동 파워 스펙트라(Φ 11,Φ 22,Φ 33) 및 각각의 크로스 파워 스펙트라 (Φ 12,Φ 23, 및Φ 31)를 갖는다. Bracewell 의 상기 핸드북 381 내지 384페이지는 푸리에 변환으로부터 스펙트라 형성을 개시하고, 거기에서 파워 스펙트럼은 푸리에 변환을 공액 (onjugate) 푸리에 변환으로써 승산함으로써 얻어진다는 것은 잘 알려져 있다. 파워 스펙트럼은 위상을 아는데 중요하지 않고 또는 위상이 알 수 없을 때, 파워 스펙트럼이 인가된다. 파워 스펙트라는 예를 들어, 하나의 세그먼트내에 10KHz 샘플링 및 128 샘플을 갖는 스피치 세그먼트에 대해 결정되고, 12.8msec의 세그먼트는 세그먼트에 대해 그것은 스피치가 정상(stationary)으로 되는 합리적인 가정으로 된다.
상기 측면에서, 비에너 필터(10)는 정상(stationary)적인 처리의 신호 추정(estination)에 대해 최적이다. 푸리에, 위상 정렬 및 자동 및 크로스 상호 관련 동작은 처리 불럭(12)에서 수행됨으로써, 각 파워 스펙트럼은 각기 주파수를 나타내는 포인트의 1 차원 주파수 어레이의 형태로써 DSP(Digital Signal Processor) 기억 수단(상세하게 도시 안된)에 기억된다. 위상 정렬 제어 수단(8)은 처리 블럭(12)부분을 형성한다. 주어진 예에서, 128 제로 샘플로써 패드(pad)된 신호 세그먼트 당 128 샘플과 함께, 어레이는 4kHz 의 주파수 범위로 간격을 둔 128 주파수 포인트를 구비한다.
자동 파워 스펙트라(Φ 11,Φ 22및Φ 33)가 제 1 가산 수단(13)에 인가되어, 결합된 자동 파워 스펙트럼(Φ ac)을 형성하고, 크로스 파워 스펙트라(Φ 12,Φ 23및Φ 31)는 제 2 합산 수단(14)에 인가되어 결합된 파워 스펙트럼(Φ cc)을 형성한다. 본 발명에 따라, 결합된 크로스 파워 스펙트럼(Φ cc)은 스펙트랄 감산 수단(16)에 공급되어 이하에서 상세하게 설명되는 정정되어 결합된 크로스 파워 스펙트럼(Φ cc)을 형성한다. 제린스키 (Zelinski) 방법에서 처럼, 처리 수단(11)은 비에너 필터(10)의 계수 입력(18)에 각 스피치 세그먼트 또는 스피치 일시 정지 세그먼트를 공급하는 계수를 결정하는 필터 계수 결정 수단(17)을 구비한다. 그 필터 계수 결정 수단(17)은 계수를 제공하는 소위 레빈슨(Levinson) 반복 방법에 의해 따라진 시간 도메인 결합된 자동 상호 관련 및 크로스 상호 관련 함수를 결정하는 역 불연속 푸리에 변환 수단일 수 있고, 레빈슨 반복은 예를 들어 핸드북 "Fast Algorithms for Digital Signal Processing", R.E. Blahut, Addison Wesley, 1987, pp. 352-362 에서 원래 공지되거나, 계수를 제공하는 역 불연속 푸리에 변환에 의해 주파수 도메인에서의 결합된 자동 파워 스펙트럼(Φ ac) 및 정정되어 결합된 크로스 스펙트럼(Φ cc)의 분할일 수 있다. 여기서, 푸리에 변환 동안 기억된 위상 정보가 고려될 수 있다. 본 발명에 따른 스펙트랄 감산이 저주파수 범위(말하자면, 800Hz 이하)에서 주로 동작한다는 사실 때문에, 스펙트랄 감산 계산은 크로스 파워 스펙트라 어레이(도시 안된)에서, 즉, 128 데이터 포인트 어레이에서 제 1 의 24 데이터 포인트에 대해 주어진 예에서, 제한된 데이터 포인트 수에 대해서만 수행된다. 그러므로, 본 발명은 결합된 제린스키-스펙트랄 감산 시스템의 매우 단순한 수행을 제공한다.
본 발명의 제 1 실시예에서, 스펙트랄 감산은 결합된 크로스 파워 스펙트럼으로부터 잡음에 대해 암시적인 추정치를 토대로 수행된다.
본 발명의 제 2 실시예에서, 스피치 일시 정지 검출 수단(19)은 스피치 일시 정지 세그먼트 동안 상호 관련 된 잡음 성분의 기억을 제어하고 스펙트랄 감산을 기억된 잡음 성분을 토대로 제어하는 스펙트랄 감산 수단(16)에 제어 신호(ctl)를 구비한다. 그 스피치 일시 정지 검출 수단(19)은 예를 들어, 조사 논문 "Statistical Approach to the Design of an Adaptive Self-Normalizing silence detector", P. de Souza, IEEE Transactins on ASSP, Vol. ASSP-31, June 1983, pp. 678-684 로부터 이미 공지된다. 본 발명은 상호 관련 안된 잡음이 결합된 크로스 파워 스펙트럼을 결정할 때 제거되는 반면에 상호 관련된 잡음이 제거되지 않는다는 통찰력(insight)을 토대로 한다. 그러므로, 상호 관계된 잡음을 결정함으로써 그리고 스펙트랄 감산을 인가함으로써, 상호 관련된 잡음도 역시 제거된다. 본 발명에서, 제린스키(Zelinski)에 의한 6-7dB 의 개선이 이루어진다.
제 2 도는 결합된 크로스 파워 스펙트럼(Φ cc)상에서 결합된 스피치 신호 [a(t)]의 상호 관련된 잡음에 대한 영향을 도시하고, 거기에서 얻어진 스피치 신호 추정 개선을 예시한다. 도시된 것은 주파수(w) 함수로서 결합된 자동 파워 스펙트럼 [Φ ac(w)] 및 결합된 크로스 파워 스펙트럼[Φ cc(w)]이다. 결합된 자동 파워 스펙트럼(Φ ac)은 |S(w)|2+ |Nc(w)|2+ |Nr(w)|2과 같고, 상호 관련된 그리고 상호 관련 안된 잡음의 파워 스펙트라를 표시하는 지수(indices)("c" 및 "r") 각각은 스피치 및 상호 관련된 잡음이 위상 정렬되는 것으로 가정한다. 그후, 제린스키에 의한 결합된 크로스 파워 스펙트럼(Φ cc)은 |S(w)|2+ |Nc(w)|2와 같다. |Nc(w)|2의 영향은 빗금친 영역에 의해 도시된다. 위너 필터가Φ cc(w)d 및Φ ac(w)의 몫(quotient)으로써 표시될 수 있기 때문에, dB 로 표현했을 때, 2 개의 곡선간의 차이는 위너 필터(10)로써 얻을 수 있는 감쇠(attenuation)를 나타낸다. 그러므로 필요한 것은 계산자(numerator)에서 |S(w)|2의 추정치이다. 상기 추정치를 이루기 위해, 스펙트랄 감소가 인가된다. 예를 들어, 암시적인 실시예에서, |Nc(w)|2의 바이어스[μ 2(w)]는 계산자용에 대한 요구된 추정치를 부여하면서 비-스피치 활동 동안 추정될 수 있고 결합된 크로스 파워 스펙트럼으로부터 감산될 수 있다. 상호 관계된 잡음이 저주파수에서만 존재하기 때문에, 정정은 그 영역에서만 수행된다.
감쇠 및 감쇠에 의해 발생된 아티팩트(artefacts)간의 양호한 절충(compromise)을 얻기 위해, 평활화(smoothing) 또는 가중화(weighing)는μ 2(w)에 대한 추정치를 얻기 위해 인가된다.
제 3 도는 단일 주파수(w)에 대해 결합된 크로스 파워 함수(Φ cc)를 잡음 성분(μ 2)의 평활한 추정으로써 도시하고, 정수 "n"는 스피치 세그먼트의 지수이다. 평활한 추정은 실선으로 표시된다. 그것에서μ 2(n,w)＜Φ cc(n, w)이면μ 2(n, w)=α*μ 2(n-1, w)+(1-α)Φ cc(n,w)이고 그후 정정된 결합 크로스 스펙트럼 포인트Φ cc'(n,w)=Φ cc(n,w)-μ 2(n,w)이고, 그밖에Φ cc' (n,w)=K*Φ cc(n,w)이고, K 는 간격 [0,1]에서 실수값이다. 즉,Φ cc'(w)-μ 2(w)가 부극성일 때, 원래 결합된 크로스 파워 스펙트럼은 복구된다. 파라미터(α)는 예를 들어, α=0.95 인 가중 계수이다. α값이 크다는 것은 이전의 추정치가 더욱 심하게 가중되는 것을 의미한다. 단지Φ cc의 실수부가 고려된다. 스피치 및 잡음이 알맞게 정렬될 때,Φ cc의 허수부는 추정 에러를 포함한다. 그후, 스피치 추정은 허수부를 제로로 함으로써 또한 개선될 수 있다. 만약 결합된 스피치 신호 [a(t)]가 정렬 에러를 구비하면, 허수부를 제로고 하는 것은 원치않은 스피치 감쇄를 일으키고, 높은 주파수에서 특히, 높은 주파수를 둔하게 들리게 한다. 그후, 허수부는 제로가 아니어야 한다. 그후 위너 필터(10)만이 위상 이동을 하기 때문에, 스펙트랄 감산은Φ cc의 실수 및 허수부에 실행된다. 후자의 경우에, 시험에서 절대값이 얻어진다 수행에서, 인가된 3 개의 마이크로폰은 서로 15cm 씩 떨어져 있다. 8KHz 의 샘플 주파수는 128 개의 제로로 패드(pad)된 128 개의 연속적인 마이크로폰 샘플의 스피치 세그먼트로써 선택된다. 스펙트랄 감산은 0 내지 600Hz 의 주파수 대역에서Φ cc의 실수 및 허수부 상에서 수행된다. 가중 계수(α)는 0.9로 선택되고, 33개의 계수로 구성된 위너 필터(10)가 적용된다.
제 4 도는 본 발명에 따른 정정된 결합 크로스 파워값[Φ cc'(n,w)]을 추정하는 흐름도이다. 블럭(40)은 엔트리 블럭이고, 블럭(41)은μ 2(n,w)에 대한 갱신 블럭이고, 블럭(42)은 시험 블럭이고, 시험이 참이면 블럭(43)은 처리 블럭이고, 시험이 거짓이면 블럭(44)은 처리 블럭이고, 블럭 (45)은 종료 블럭이다. 상기 처리는Φ cc의 실수부 및 허수부에 대해 관련한 주파수 포인트로 반복된다.
제 5 도는 공지된 적어도 하나의 이동 무선국(52)과 적어도 하나의 무선 기지국(53)을 구비하며, 이동 전화 통신 시스템(51)에서 설명된 모든 특징을 구비하는 본 발명에 따른 잡음 감소 장치 (50)를 도시한다. 그런 시스템은 공지된 GSM 시스템(Global System for Mobile Communication)일 수 있다. 주어진 예에서, 잡음 감소 장치(50)는 분리된 장치이고 그 장치의 출력은 이동 무선국(52)의 마이크로폰 입력에 향상된 스피치를 제공한다.
제 6 도는 이동 무선 시스템(51)에서 사용되는 이동 무선국(60)을 도시한다. 주어진 예에서 잡음 감소 장치(50)는 차량 전화일 수 있는 이동 무선국(60)내에 일체화된다. 잡음 감소 장치(50) 출력은 수신기 부분(62)을 더 구비하는 이동 무선국(60)의 송신기 부분(61)의 마이크로폰 입력에 결합된다. 무선 주파수는 이중 전송 모드에서 안테나(63)를 경유해 기지국(53)과 교환된 신호(Tx 및 Rx)를 송수신한다. 이동 무선 시스템은 GSM 차량 전화일 수 있고, 거기에서 본 발명이 수행된다. 핸즈프리 모드에서, 수신 신호는 확성기(64)에 공급된다.

Claims (6)

  1. 부가적인 잡음[n1(t), n2(t), n3(t)]에 의해 방해되고 특히 서로 떨어진 각 마이크로폰(5 내지 7)에 의해 기록된 다수의 스피치 신호를 샘플링하는 샘플링 수단(2 내지 4)을 구비하며, 결합된 스피치 신호[a(t)]에서 잡음을 감소시키는 잡음 감소 시스템(1)으로서, 상기 시스템(1)은 적응형 필터(10)를 더 구비하며 이 필터의 입력은 스피치 신호를 가산하는 가산 수단(9)에 결합되며, 이 필터의 출력은 잡음이 정정된 결합 스피치 신호[a(t)']를 제공하며, 상기 시스템(1)은 스피치 신호 [s(t)+n1(t), s(t)+n2(t), s(t)+n3(t)]의 변환된 샘플로부터 결정된 자동(auto) 및 크로스 파워 스펙트라로(Φ 11,Φ 22,Φ 33,Φ 12,Φ 23,Φ 31)부터 결합된 자동 및 크로스 파워 스펙트라(Φ ac,Φ cc)를 결정하기 위해 배치되며, 상기 필터(10)의 계수 입력(18)에 스피치 신호 세그먼트 베이시스(basis)상에 상기 결합된 자동 및 크로스 파워 스펙트라로 부터 인출된 계수를 제공하기 위해 배치되는 신호 처리 수단(11)을 더 구비하는 잡음 감소 시스템에 있어서,
    신호 처리 수단(11)은 스피치 세그먼트 및 스피치 일시 정지 세그먼트 동안 결합된 크로스 파워 스펙트럼(Φ cc)을 결정하기 위해 배치되고, 상기 시스템은 스피치 일시 정지 세그먼트에 대해 결합된 크로스 파워 스펙트럼(Φ cc)의 추정치를 결정하기 위해 배치되며, 신호 처리 수단(11)은 스피치 세그먼트 동안 결정되는 결합된크로스 파워 스펙트럼(Φ cc)으로부터 추정치를 감산함으로써 정정된 결합 크로스 파워 스펙트럼(Φ cc)을 결정하기 위해 배열되는 것을 특징으로 하는 잡음 감소 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 적응형 필터(10)는 위너(wiener) 필터인 잡음 감소 시스템.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 스피치 일시 정지 세그먼트에 대한 상기 결합 크로스 파워 스펙트럼[μ 2(n,w)]은 스피치 일시 정지를 위해 이전에 결정된 결합 크로스 파워 스펙트럼[μ 2(n-1,w)] 및 현재의 결합 크로스 파워 스펙트럼[Φ cc(n,w)]으로부터 가중된(α) 평균으로써 추정되는 잡음 감소 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서, 신호 처리 수단(11)에 스피치 일시 정지 검출 신호(ctl)를 제공하는 스피치 일시 정지 검출 수단(19)을 더 구비하여, 결과적으로 상기 결합된 크로스 파워 스펙트럼을 결정하는 잡음 감소 시스템.
  5. 부가적인 잡음[n1(t), n2(t), n3(t)]에 의해 방해되고 특히, 서로 떨어진 각 마이크로폰(5 내지 7)에 의해 기록된 다수의 스피치 신호를 샘플링하는 샘플링 수단(2 내지 4)을 구비하며, 결합된 스피치 신호[a(t)]에서 잡음을 감소시키는 잡음 감소 수단을 구비하는 잡음 감소 장치로서, 상기 잡음 감소 수단은 적응형 필터(10)를 더 구비하며 그 필터 입력은 스피치 신호를 가산하는 가산 수단(9)에 결합되며, 그 필터 출력은 잡음 정정된 결합 스피치 신호[a(t)']를 구비하며, 상기 잡음 감소 수단은 스피치 신호[s(t)+n1(t), s(t)+n2(t), s(t)+n3(t)]의 푸리에 변환된 샘플로부터 결정된 자동 및 크로스 파워 스펙트라(Φ 11,Φ 22,Φ 33,Φ 12,Φ 23,Φ 31)로부터 결합된 자동 및 크로스 파워 스펙트라(Φ ac,Φ cc)를 결정하기 위해 배치되며, 상기 필터(10)의 계수 입력(18)에 스피치 신호 세그먼트 베이시스(basis)상에 상기 결합된 자동 및 크로스 파워 스펙트라로부터 인출된 계수를 제공하기 위해 배치되는 신호 처리 수단(11)을 더 구비하는 잡음 감소 장치에 있어서,
    신호 처리 수단(11)은 스피치 세그먼트 및 스피치 일시 정지 세그먼트동안 결합 크로스 스펙트럼(Φ cc)을 결정하기 위해 배치되고, 상기 잡음 감소 수단은 스피치 일시 정지 세그먼트에 대해 결합 크로스 파워 스펙트럼(Φ cc)의 추정치를 결정하며, 신호 처리 수단(11)은 스피치 세그먼트 동안 결정되는 결합된 크로스 파워 스펙트럼(Φ cc)으로부터 추정치를 감산함으로써 정정된 결합 크로스 파워 스펙트럼(Φ cc')을 결정하기 위해 배열되는 것을 특징으로 하는 잡음 감소 장치.
  6. 부가적인 잡음[n1(t), n2(t), n3(t)]에 의해 방해되고, 특히, 서로 떨어진 각마이크로폰(5 내지 7)에 의해 기록된 다수의 스피치 신호를 샘플링하는 샘플링 수단(2 내지 4)을 구비하며, 결합된 스피치 신호[a(t)]에서 잡음을 감소하는 잡음 감소 수단을 구비하는 이동 무선국으로서, 상기 잡음 감소 수단은 적응형 필터(10)를 더 구비하며 그 필터 입력은 스피치 신호를 가산하는 가산 수단(9)에 결합되며, 그 필터 출력은 잡음이 정정된 결합 스피치 신호 [a(t)']를 구비하며, 상기 잡음 감소 수단은 스피치 신호[s(t)+n1(t), s(t)+n2(t), s(t)+n3(t)]의 변환된 샘플로부터 결정된 자동(auto) 및 크로스 파워 스펙트라(Φ 11,Φ 21,Φ 33,Φ 12,Φ 23,Φ 31) 부터 결합된 자동 및 크로스 파워 스펙트라(Φ ac,Φ cc)를 결정하기 위해 배치되며, 필터(10)의 계수 입력(18)에 스피치 신호 세그먼트 베이시스(basis)상에 상기 결합된 자동 및 크로스 파워 스펙트라로 부터 인출된 계수를 제공하기 위해 배치되는 신호 처리 수단(11)을 더 구비하는 이동 무선국에 있어서,
    신호 처리 수단(11)은 스피치 세그먼트 및 스피치 일시 정지 세그먼트 동안 결합 크로스 파워 스펙트럼(Φ cc)을 결정하기 위해 또한 배치되고, 상기 잡음 감소 수단은 스피치 일시 정지 세그먼트에 대해 결합된 크로스 파워 스펙트럼 (Φ cc)의 추정치를 결정하며, 신호 처리 수단(11)은 스피치 세그먼트 동안 결정되는 결합 크로스 파워 스펙트럼(Φ cc) 으로부터 추정치를 감산함으로써 정정된 결합 크로스 파워 스펙트럼(Φ cc')을 결정하기 위해 배열되는 것을 특징으로 하는 이동 무선국.
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