[发明专利]用于消除后方噪声的设备和方法

说明书

本申请要求于2010年3月23日提交到韩国知识产权局的第10-2010-0025913号韩国专利申请的权益，其公开完整地包含于此，以资参考。

技术领域

以下描述涉及一种从输入声音消除噪声的设备和方法，更具体地讲，涉及一种用于使用包括麦克风阵列的数字声音获取设备从输入声音消除噪声的设备和方法。

背景技术

在记录声源或通过移动数字装置接收声音信号等的情形中，各种噪声和环境声音通常包括在声音中。为了克服这种情况，已开发了对用户期望从各种混音中获取的特定声源信号进行放大的方法。可选地，还开发了从各种混音中消除不必要的噪声的方法。最近，用于更准确地获取目标声源信号(例如，以具有用于视频呼叫和语音识别服务的较好品质的声源信号)的技术的需求增加。

发明内容

在一总体方面，提供了一种消除从后方向输入的噪声的设备，所述设备包括：声学信号输入单元，被配置为包括三个或更多个麦克风，所述三个或更多个麦克风包括作为基准麦克风的第一麦克风、布置在与第一麦克风不对称的位置的第二麦克风以及布置在与第一麦克风对称的位置的第三麦克风；声学信号处理单元，被配置为使用从第一麦克风、第二麦克风和第三麦克风接收的声学信号消除后方噪声。

声学信号处理单元还可被配置为包括：频率变换单元，被配置为分别将由第一麦克风接收的第一声学信号、由第二麦克风接收的第二声学信号和由第三麦克风接收的第三声学信号变换为频域的声学信号；相位补偿单元，被配置为对关于从后方向输入的声波的第二声音信号的相位进行补偿，使得第一指向性方向近似于第二指向性方向，其中，沿该第一指向性方向，第一声学信号与第二声学信号之间的第一相位差等于或小于第一阈值，沿该第二指向性方向，第一声学信号与第三声学信号之间的第二相位差等于或小于第二阈值；第一方向滤波器，被配置为沿第一声学信号与具有补偿的相位的第二声学信号之间的第一相位差等于或小于预定阈值的方向形成第一波束；第二方向滤波器，被配置为沿第一声学信号与第三声学信号之间的第二相位差等于或小于所述预定阈值的方向形成第二波束；波束处理单元，被配置为使用第一波束和第二波束消除从后方向输入的声学信号。

麦克风的对称布置可导致关于从背面沿与所述设备垂直的方向输入的声波的声学信号之间的相位差等于或小于特定阈值，麦克风的不对称布置可导致关于从背面沿与所述设备垂直的方向输入的声波的声学信号的相位差等于或大于所述特定阈值。

相位补偿单元还可被配置为：为了使第一指向性方向近似于第二指向性方向，使用预先存储的相位差对第二声学信号的相位进行补偿。

预先存储的相位差可以是关于从背面沿垂直于所述设备的方向输入的声波的第一声学信号与第二声学信号之间的相位差。

第一方向滤波器还可被配置为使用具有补偿的相位的第二声学信号与第一声学信号之间的相位差等于或小于所述预定阈值的声谱的频率分量形成第一权重滤波器，并将第一权重滤波器应用到第一声学信号以获得第一输出信号。

第一方向滤波器还可被配置为将值1分配给第一声学信号与具有补偿的相位的第二声学信号之间的相位差等于或小于所述预定阈值的声谱的频率分量，并将值0分配给声谱的剩余频率分量，以产生第一权重滤波器。

第二方向滤波器还可被配置为使用第三声学信号与第一声学信号之间的相位差等于或小于所述预定阈值的声谱的频率分量来形成第二权重滤波器，并将第二权重滤波器应用到第一声学信号，以获得第二输出信号。

第二方向滤波器还可被配置为将值1分配给第一声学信号与第三声学信号之间的相位差等于或小于所述预定阈值的声谱的频率分量，并将值0分配给声谱的剩余频率分量，以产生第二权重滤波器。

波束处理单元还可被配置为使用频率分量形成波束处理滤波器，并将波束处理滤波器应用到第一声学信号以获得消除了后方噪声的输出信号，其中，所述频率分量允许第一输出信号的相位小于预定义的阈值并允许第二输出信号的相位大于所述预定义的阈值。

波束处理单元还可被配置为将值1分配给允许第一输出信号的相位小于所述预定义的阈值并允许第二输出信号的相位大于所述预定义的阈值的频率分量，并将值0分配给剩余频率分量，以产生波束处理滤波器。