DE602004001694T2

DE602004001694T2 - Vorrichtung zur Unterdrückung von Windgeräuschen

Info

Publication number: DE602004001694T2
Application number: DE602004001694T
Authority: DE
Inventors: Phil Hetherington; Xueman Burnaby Li; Pierre Zakarauskas
Original assignee: Harman Becker Automotive Systems Wavemakers Inc; Harman Becker Automotive Systems GmbH
Current assignee: Qnix Software Systems Co Ottawa Ontario Ca
Priority date: 2003-02-21
Filing date: 2004-02-18
Publication date: 2006-11-30
Anticipated expiration: 2024-02-19
Also published as: KR20040075787A; CN1530929A; DE602004001694D1; EP1450353A1; CA2458428A1; US8165875B2; KR101045627B1; US20110026734A1; EP1450353B1; KR20040075771A; CA2458428C; CN100382141C; US7895036B2; JP2004254322A; US20040167777A1; KR101034831B1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Technisches Gebiet
Diese Erfindung betrifft die Akustik und insbesondere ein System, das die Wahrnehmungsqualität einer verarbeiteten stimmlichen Äußerung erhöht.
2. Verwandter Stand der Technik
Viele freihändige Kommunikationsvorrichtungen erwerben, assimilieren und übertragen ein stimmliches Signal. Stimmliche Signale werden von einem System zu einem anderen durch ein Kommunikationsmedium übertragen. In einigen Systemen, einschließlich einiger, die in Fahrzeugen verwendet werden, hängt die Klarheit des stimmlichen Signals nicht von der Qualität des Kommunikationssystems oder von der Qualität des Kommunikationsmediums ab. Wenn Geräusche nahe einer Quelle oder einem Empfänger auftreten, verschlechtern Störungen das stimmliche Signal, zerstören Informationen und überdecken in einigen Fällen das stimmliche Signal, so dass es von einem Zuhörer nicht erkannt wird.
Geräusch, das ärgerlich, ablenkend, oder in einen Verlust von Informationen resultierend sein kann, kann von vielen Quellen herkommen. Innerhalb eines Fahrzeugs können Geräusche durch den Motor, die Straße, die Reifen oder durch die Bewegung der Luft verursacht werden. Eine natürliche oder künstliche Bewegung der Luft kann über einen ausgedehnten Frequenzbereich gehört werden. Ununterbrochene Fluktuationen in der Amplitude und in der Frequenz können dazu führen, dass es schwierig ist, das Windgeräusch und die Verschlechterung der Verständlichkeit eines stimmlichen Signals zu überwinden.
Viele Systeme versuchen, den Auswirkungen der Windgeräusche entgegenzuwirken. Einige Systeme beruhen auf einer Vielzahl von schallunterdrückenden und dämpfenden Materialien in einem Innenraum, um eine ruhige und angenehme Umgebung zu gewährleisten. Andere Systeme versuchen, variierende durch Wind verursachte Drücke, die gegen einen Empfänger drücken, auszumitteln. Diese Geräuschreduzierer können viele Formen annehmen, um vorgewählte Drücke auszufiltern, die es schwierig machen, sie für die vielfältigen Innenräume eines Fahrzeugs zu entwerfen. Ein anderes Problem bei einigen Sprachverbesserungssystemen besteht in dem Detektieren von Windgeräuschen in einem Hintergrund eines kontinuierlichen Geräuschs. Ein noch weiteres Problem bei einigen Sprachverbesserungssystemen liegt darin, dass sie nicht leicht an andere Kommunikationssysteme, die gegen Windgeräusche empfindlich sind, angepasst werden.
Die JP - A - 06/269084 offenbart eine Windgeräuschdetektion auf der Grundlage einer Korrelation von Signalen, die über zwei Mikrofone eingegeben werden. Der Grad des Windgeräuschs wird verwendet, um die Cut-Off-Frequenz einer Hochpassfilterung des Eingangssignals zu steuern.
Folglich gibt es eine Notwendigkeit für ein System, das Windgeräuschen über einen variierenden Frequenzbereich entgegenwirkt.
ZUSAMMENFASSUNG
Eine Sprachverbesserungslogik verbessert die Wahrnehmungsqualität einer verarbeiteten stimmlichen Äußerung. Das System erlernt, kodiert und dämpft sodann die Geräusche, die mit der Bewegung der Luft assoziiert sind, in einem Eingangssignal. Das System schließt einen Geräuschdetektor und einen Geräuschabschwächer ein. Der Geräuschdetektor detektiert einen Windstoß durch Modellieren. Der Geräuschabschwächer dämpft dann den Windstoß.
Eine alternative Sprachverbesserungslogik schließt eine Zeit-Frequenz-Umwandlungslogik, einen Hintergrundsgeräuschabschätzer, einen Windgeräuschdetektor und einen Windgeräuschabschwächer ein. Die Zeit-Frequenz-Umwandlungslogik wandelt ein zeitlich variierendes Eingangssignal in ein Frequenzbereichs-Ausgangssignal um. Der Hintergrundsgeräuschabschätzer misst das kontinuierliche Geräusch, das das Eingangssignal begleiten kann. Der Windgeräuschdetektor identifiziert und modelliert automatisch einen Windstoß, der dann durch den Windgeräuschabschwächer gedämpft werden kann.
Andere Systeme, Verfahren, Eigenschaften und Vorteile der Erfindung sind oder werden dem in dem Stand der Technik Gelehrten nach Studium der folgenden Figuren und der ausführlichen Beschreibung offensichtlich. Es ist beabsichtigt, dass sämtliche dieser zu sätzlichen Systeme, Verfahren, Eigenschaften und Vorteile, die in dieser Beschreibung enthalten sind, innerhalb des Bereichs der Erfindung liegen und durch die folgenden Ansprüche geschützt werden. Der Bereich der Erfindung ist lediglich durch die Ansprüche beschränkt.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die Erfindung kann mit Bezug auf die folgenden Zeichnungen und die Beschreibung besser verstanden werden. Die Bestandteile in den Figuren sind nicht notwendigerweise maßstabsgerecht, das Hauptgewicht liegt stattdessen auf der Veranschaulichung der Prinzipien der Erfindung. Außerdem bezeichnen in den Figuren gleiche Bezugszeichen entsprechende Teile in den unterschiedlichen Ansichten.
1 ist ein Teilblockdiagramm einer Sprachverbesserungslogik.
2 stellt Geräusch dar, das mit Wind und anderen Quellen in dem Frequenzbereich assoziiert sein kann.
3 stellt ein Signal-Rausch-Verhältnis des Geräuschs dar, das mit Wind und anderen Quellen in dem Frequenzbereich assoziiert sein kann.
4 ist ein Blockdiagramm der Sprachverbesserungslogik von 1.
5 ist ein Vorverarbeitungssystem, das mit der Sprachverbesserungslogik von 1 verbunden ist.
6 ist ein alternatives Vorverarbeitungssystem, das mit der Sprachverbesserungslogik von 1 verbunden ist.
7 ist ein Blockdiagramm eines alternativen Sprachverbesserungssystems.
8 stellt Geräusch dar, das mit Wind und anderen Quellen in dem Frequenzbereich assoziiert sein kann.
9 ist ein Diagramm eines Windstoßes, der einen Teil eines stimmlichen Signals verdeckt.
10 ist ein Diagramm eines verarbeiteten und rekonstruierten stimmlichen Signals.
11 ist ein Flussdiagramm einer Sprachverbesserung.
12 ist ein Teilsequenzdiagramm einer Sprachverbesserung.
13 ist ein Teilsequenzdiagramm einer Sprachverbesserung.
14 ist ein Blockdiagramm einer Sprachverbesserungslogik innerhalb eines Fahrzeugs.
15 ist ein Blockdiagramm einer Sprachverbesserungslogik, die an ein Audiosystem und/oder ein Kommunikationssystem angeschlossen ist.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Eine Sprachverbesserungslogik verbessert die Wahrnehmungsqualität einer verarbeiteten stimmlichen Äußerung. Die Logik kann automatisch die Gestalt und Form des Geräuschs erlernen und kodieren, das mit der Bewegung der Luft in Echtzeit oder mit Zeitverzögerung assoziiert ist. Durch Verfolgen vorgewählter Eigenschaften kann die Logik das Windgeräusch unter Verwendung eines begrenzten Speichers, der vorübergehend die vorgewählten Eigenschaften des Geräuschs speichert, beseitigen oder dämpfen. Alternativ kann die Logik ebenso kontinuierliches Geräusch und/oder die "musikalischen Geräusche", Quietschgeräusche, Krächzgeräusche, Zirpgeräusche, Klickgeräusche, Tröpfelgeräusche, Popgeräusche, Niederfrequenztöne oder andere Tonartefakte, die von einigen Sprachverbesserungssysteme erzeugt werden können, dämpfen.
1 ist ein Teilblockdiagramm der Sprachverbesserungslogik 100. Die Sprachverbesserungslogik kann Hardware oder Software umfassen, die auf einem oder mehreren Prozessoren in Verbindung mit einem oder mehren Betriebssystemen laufen kann. Die in hohem Grade portable Logik schließt einen Windgeräuschdetektor 102 und einen Geräuschabschwächer 104 ein.
In 1 kann der Windgeräuschdetektor 102 ein Geräusch, das mit einer Windströmung assoziiert ist, aus den Eigenschaften der Luft identifizieren und modellieren. Wäh rend Windgeräusche über einen ausgedehnten Frequenzbereich natürlich auftreten oder künstlich erzeugt werden können, ist der Windgeräuschdetektor 102 konfiguriert, um das Windgeräusch zu ermitteln und zu modellieren, das von dem Ohr wahrgenommen wird. Der Windgeräuschdetektor empfängt den ankommenden Ton, der in den Kurzzeit-Spektren in drei große Kategorien eingestuft werden kann: (1) unstimmlich, der geräuschartige Eigenschaften aufweist, der das Geräusch einschließt, das mit Wind assoziiert ist, d.h. er kann eine spektrale Form aber keine harmonische Struktur oder Formantstruktur besitzen; (2) vollständig stimmlich, der eine regelmäßige harmonische Struktur oder Spitzen an Tonhöhenharmonischen, gewichtet durch die spektrale Einhüllende, die die Formantstruktur beschreiben kann, aufweist, und (3) gemischt stimmlich, der eine Mischung der oben genannten zwei Kategorien aufweist, wobei einige Teile geräuschartige Abschnitte enthalten, und der Rest eine regelmäßige harmonische Struktur und/oder eine Formantstruktur aufweist.
Der Windgeräuschdetektor 102 kann geräuschartige Abschnitte von dem restlichen Signal in Echtzeit oder mit Zeitverzögerung trennen, egal wie komplex oder wie laut ein ankommender Abschnitt sein kann. Die getrennten geräuschartigen Abschnitte werden analysiert, um das Auftreten von Windgeräusche und in einigen Fällen das Vorhandensein ununterbrochener unterlegter Geräusche zu detektieren. Wenn ein Windgeräusch detektiert wird, wird das Spektrum modelliert, und das Modell wird in einem Speicher gehalten. Während der Windgeräuschdetektor 102 ein gesamtes Modell eines Windgeräuschsignals speichern kann, kann er ebenso vorgewählte Eigenschaften in einem Speicher speichern.
Um die Effekte des Windgeräuschs und in einigen Fällen der ununterbrochenen unterlegten Geräusche, die Umgebungsgeräusche einschließen können, zu überwinden, entfernt im wesentlichen oder dämpft der Geräuschabschwächer 104 das Windgeräusch und/oder die ununterbrochenen Geräusche von den unstimmlichen und gemischt stimmlichen Signalen. Die Sprachverbesserungslogik 100 umfasst jedes mögliche System, das Windgeräusche im wesentlichen entfernt oder dämpft. Beispiele der Systeme, die Windgeräusche dämpfen oder entfernen können, schließen Systeme ein, die eine Signal- und Geräuschschätzung verwenden, wie (1) Systeme, die eine Neuronale-Netzwerk-Abbildung eines verrauschten Signals und eine Schätzung des Geräuschs für ein geräuschreduziertes Signal verwenden, (2) Systeme, die die Geräuschschätzung von einem verrauschten Signal subtrahieren, (3) Systeme, die das verrauschte Signal und die Geräuschschätzung verwenden, um ein geräuschreduziertes Signal aus einem Code book auszuwählen, (4) Systeme, die in jeglicher anderen Weise das verrauschte Signal und die Geräuschschätzung verwenden, um ein geräuschreduziertes Signal auf der Grundlage einer Rekonstruktion des verdeckten Signals zu erzeugen. Diese Systeme können Windgeräusche vermindern, und in einigen Fällen vermindern Sie das ununterbrochene Geräusch, das Teil der Kurzzeit-Spektren sein kann. Der Geräuschabschwächer 104 kann auch an einem optionalen Restabschwächer 106 angeschlossen sein oder diesen einschließen, der Artefakte entfernt oder dämpft, woraus sich das verarbeitete Signal ergeben kann. Der Restabschwächer 106 kann die "musikalischen Geräusche", Quietschgeräusche, Krächzgeräusche, Zirpgeräusche, Klickgeräusche, Tröpfelgeräusche, Popgeräusche, Niederfrequenztöne oder andere Tonartefakte entfernen.
2 veranschaulicht beispielhafte Geräusche, die mit drei Windströmungen assoziiert sind. Die Windstöße 202, 204, und 206, die die Ereignisse des Schlagens von Wind auf einen Detektor darstellen, variieren in ihren Niveaus der Stärke oder der Amplitude. Die Amplituden reflektieren die relativen Unterschiede bezüglich der Leistung oder der Intensität zwischen den Fluktuationen des Luftdrucks, der über einen Eingangsbereich eines Empfängers oder eines Detektors empfangen wird. Die Linie, die unter den Windstößen liegt, veranschaulicht das ununterbrochene Geräusch 208, das auch von dem Empfänger oder dem Detektor wahrgenommen wird. In einem Fahrzeug können Windstöße die natürliche Strömung der Luft durch ein Fenster, durch eine geöffnetes Dach eines Cabriolets, durch einen Einlass, oder die künstliche Bewegung der Luft, die durch einen Ventilator oder eine Heizung, eine Lüftung und/oder eine Klimaanlage (HVAC) verursacht wird, darstellen. Das ununterbrochene Geräusch kann ein Umgebungsgeräusch oder ein Geräusch darstellen, das mit einem Motor, einem Getriebe, einer Straße, Reifen oder anderen Tönen assoziiert ist.
In dem spektralen Zeit- und Frequenzbereich können das ununterbrochene Geräusch 208 und ein Windstoß 202 krummlinig sein. Das ununterbrochene Geräusch und der Windstoß können so erscheinen, dass sie durch die gebogenen Linien, die in 2 gezeigt werden, gebildet oder gekennzeichnet werden. Wenn jedoch die Signalstärke (in Dezibel) des Windstoßes (z.B. σ_wB) mit der Signalstärke eines ununterbrochenen Geräuschs (z.B. σ_CN) in dem Signal-Rausch-Verhältnis-(SNR)-Bereich zusammenhängt, kann der Windstoß 202 durch eine lineare Funktion mit einer vertikalen Dimension entsprechend Dezibel und einer horizontalen Dimension entsprechend einer Frequenz gekennzeichnet werden. Diese Relation kann ausgedrückt werden als: SNR = σwB·σCN. (Gleichung 1)
Jegliches Verfahren mag die Linearität eines Windstoßes approximieren. In dem Signal-Rausch-Bereich kann ein Versatz oder y-Abschnitt 302 und ein x-Abschnitt oder Drehpunkt das lineare Modell 302 kennzeichnen. Alternativ kann eine x- oder y-Koordinate und eine Steigung den Windstoß modellieren. In 3 steigt das lineare Modell 302 in einer negativen Steigung ab.
4 ist ein Blockdiagramm eines beispielhaften Windgeräuschdetektors 102, der ein unstimmliches, vollständig stimmliches oder ein gemischt stimmliches Eingangssignal empfangen oder detektieren kann. Ein empfangenes oder detektiertes Signal wird bei einer vorbestimmten Frequenz digitalisiert. Um eine gute Stimmqualität zu gewährleisten, wird das stimmliche Signal durch einen Analog-Digital-Wandler 402 (ADC), der irgendeine gewöhnliche Abtastrate aufweist, in ein pulscodemoduliertes Signal (PCM) umgewandelt. Ein glattes Fenster 404 wird auf einen Block von Daten angewendet, um ein mit einem Fenster versehenes Signal zu erhalten. Das komplexe Spektrum für das mit einem Fenster versehene Signal kann mittels einer schnellen Fourier-Transformation (FFT) 406 erhalten werden, die die digitalisierten Signale in Frequenzbins trennt, wobei jeder Bin eine Amplitude und eine Phase über einen kleinen Frequenzbereich kennzeichnet. Jeder Frequenzbin kann dann in den Leistungsspektrumbereich 408 und den logarithmischen Bereich 410 umgewandelt werden, um eine Schätzung des Windstoßes und des ununterbrochenen Geräuschs zu entwickeln. Wenn mehre Tonfenster verarbeitet werden, kann der Windgeräuschdetektor 102 durchschnittliche Geräuschschätzungen herleiten. Ein zeitlich geglätteter oder ein gewichteter Durchschnitt kann verwendet werden, um die Schätzung des Windstoßes und des ununterbrochenen Geräuschs für jeden Frequenzbin zu schätzen.
Um einen Windstoß zu detektieren, kann eine Gerade an einen vorgewählten Teil des Niederfrequenzspektrums in dem SNR-Bereich gefittet werden. Durch eine Regression kann ein Best-Fit-Gerade die Stärke des Windgeräuschs innerhalb eines gegebenen Datenblocks messen. Eine starke Korrelation zwischen der Best-Fit-Geraden und dem Niederfrequenzspektrum kann einen Windstoß identifizieren. Ob oder ob nicht eine starke Korrelation besteht, kann von einer gewünschten Klarheit einer verarbeiteten stimmlichen Äußerung und den Schwankungen der Frequenz und der Amplitude des Windstoßes abhängen. Alternativ kann ein Windstoß identifiziert werden, wenn ein Versatz oder y-Abschnitt der Best-Fit-Gerade eine vorbestimmte Schwelle übersteigt (z.B. > dB 3).
Um eine Maskierung der stimmlichen Äußerung zu begrenzen, kann das Fitten der Gerade für ein vermutetes Windstoßsignal durch Regeln begrenzt werden. Beispielhafte Regeln können verhindern, dass ein berechneter Versatz, eine Steigung oder ein Koordinatenpunkt in einem Windstoßmodell einen Durchschnittswert übersteigt. Eine andere Regel kann verhindern, dass der Windgeräuschdetektor 102 eine errechnete Windstoßkorrektur verwendet, wenn ein Vokal oder eine andere harmonische Struktur detektiert wird. Eine Harmonische kann durch ihre schmale Breite und ihre scharfe Spitze oder in Verbindung mit einem Stimm- oder einem Tonhöhendetektor identifiziert werden. Wenn ein Vokal oder eine andere harmonische Struktur detektiert wird, kann der Windgeräuschdetektor die Windstoßkorrektur auf Werte unterhalb der Durchschnittswerte oder gleich den Durchschnittswerten begrenzen. Eine zusätzliche Regel kann ermöglichen, dass das durchschnittliche Windstoßmodell oder seine Eigenschaften nur während unstimmlicher Abschnitte aktualisiert werden. Wenn ein stimmlicher oder gemischt stimmlicher Abschnitt detektiert wird, werden das durchschnittliche Windstoßmodell oder seine Eigenschaften gemäß dieser Regel nicht aktualisiert. Wenn keine stimmliche Äußerung detektiert wird, kann das Windstoßmodell oder jede Eigenschaft durch alle möglichen Mittel, wie durch einen gewichteten Durchschnitt oder einen Leakage-Integrator aktualisiert werden. Viele andere Regeln können ebenfalls auf das Modell angewendet werden. Die Regeln können einen im wesentlichen guten linearen Fit an einen vermuteten Windstoß zur Verfügung stellen, ohne einen stimmlichen Abschnitt zu verdecken.
Um die Effekte des Windgeräuschs zu überwinden, kann ein Windgeräuschabschwächer 104 den Windstoß aus dem verrauschten Spektrum durch jegliches Verfahren im wesentlichen entfernen oder dämpfen. Ein Verfahren kann das Windstoßmodell einem aufgezeichneten oder modellierten ununterbrochenen Geräusch hinzufügen. In dem Leistungsspektrum kann das modellierte Geräusch sodann von dem unveränderten Spektrum subtrahiert werden. Wenn eine zugrundeliegende Spitze oder eine Senke 902 durch einen Windstoß 202 verdeckt wird, wie in 9 gezeigt, oder durch ein ununterbrochenes Geräusch verdeckt wird, kann ein herkömmliches oder modifiziertes Interpolationsverfahren verwendet werden, um die Spitze und/oder die Senke, wie in 10 gezeigt, zu rekonstruieren. Ein linearer oder schrittweiser Interpolator kann verwendet werden, das fehlende Teil des Signals zu rekonstruieren. Eine inverse FFT kann dann verwendet werden, um die Signalleistung in den Zeitbereich umzuwandeln, wodurch ein rekonstruiertes stimmliches Signal geliefert wird.
Um die "Musikgeräusche," Quietschgeräusche, Krächzgeräusche, Zirpgeräusche, Klickgeräusche, Tröpfelgeräusche, Popgeräusche, die Niederfrequenztöne oder andere Tonartefakte zu minimieren, die in dem Niederfrequenzbereich durch einige Windgeräuschabschwächer erzeugt werden können, kann auch ein optionaler Restabschwächer 106 (in 1 gezeigt) das stimmliche Signal konditionieren, bevor es in den Zeitbereich umgewandelt wird. Der Restabschwächer 106 kann das Leistungsspektrum innerhalb eines Niederfrequenzbereiches (z.B. unterhalb von ungefähr 400 Hz) verfolgen. Wenn eine große Zunahme der Signalleistung detektiert wird, kann eine Verbesserung erreicht werden, indem die übertragene Leistung in dem Niederfrequenzbereich auf eine vorbestimmte oder errechnete Schwelle begrenzt oder gedämpft wird. Eine errechnete Schwelle kann gleich sein oder basieren auf der durchschnittlichen spektralen Leistung dieses gleichen Niederfrequenzbereichs zu einer früheren Zeitperiode.
Weitere Verbesserungen der stimmlichen Qualität können erzielt werden, indem man das Eingangssignal vorkonditioniert, bevor der Windgeräuschdetektor es verarbeitet. Ein Vorverarbeitungssystem kann die Zeitverzögerung ausnutzen, um die ein Signal an den unterschiedlichen Detektoren ankommen kann, die, wie in 5 gezeigt, voneinander entfernt in Position gebracht sind. Wenn mehrfache Detektoren oder Mikrofone 502 benutzt werden, die einen Ton in ein elektrisches Signal umwandeln, kann das Vorverarbeitungssystem eine Steuerlogik 504 enthalten, die automatisch das Mikrofon 502 und den Kanal wählt, der den geringsten Grad an Geräusch wahrnimmt. Wenn ein anderes Mikrofon 502 gewählt wird, kann das elektrische Signal mit dem zuvor erzeugten Signal kombiniert werden, bevor es durch den Windgeräuschdetektor 102 verarbeitet wird.
Alternativ können mehrere Windgeräuschdetektoren 102 benutzt werden, um, wie in 6 gezeigt, den Eingang von jedem der Mikrofone 502 zu analysieren. Spektrale Windstoßschätzungen können auf jedem der Kanäle ausgeführt werden. Ein Mischen von einem oder mehr Kanälen kann durch Schalten zwischen den Ausgängen der Mikrofone 502 erreicht werden. Die Signale können auf einer Frequenz-zu-Frequenz-Basis ausgewertet und gewählt werden, bis die Frequenz des Drehpunktes 304 (in 3 gezeigt) erreicht wird. Alternativ kann die Steuerlogik 602 die Ausgangssignale mehrerer Windgeräuschdetektoren 102 bei einer spezifischen Frequenz oder in einem Frequenzbereich durch eine Gewichtsfunktion kombinieren. Wenn die Frequenz des Drehpunktes überstiegen wird, kann der Prozess fortgeführt werden, oder es kann ein standardmäßiges adaptives Beamforming-Verfahren benutzt werden.
7 stellt eine alternative Sprachverbesserungslogik 700 dar, die ebenfalls die Wahrnehmungsqualität einer verarbeiteten stimmlichen Äußerung verbessert. Die Verbesserung wird durch eine Zeit-Frequenz-Umwandlungslogik 702 erreicht, die ein zeitlich variierendes Signal digitalisiert und in den Frequenzbereich umwandelt. Ein Hintergrundsgeräuschabschätzer 704 misst die ununterbrochenen oder Umgebungsgeräusche, die nahe einer Schallquelle oder dem Empfänger auftreten. Der Hintergrundsgeräuschabschätzer 704 kann einen Leistungsdetektor umfassen, der die akustische Leistung in jedem Frequenzbin mittelt. Um voreingestellte Geräuschschätzungen an den transienten Signalen zu verhindern, schaltet ein Transientdetektor 706 den Geräuschschätzungprozess während anomaler oder unvorhersehbaren Zunahmen der Leistung ab. In 7 schaltet der Transientdetektor 706 den Hintergrundsgeräuschabschätzer 704 ab, wenn ein instantanes Hintergrundsgeräusch B(f, i) ein durchschnittliches Hintergrundsgeräusch B (f, i)_Ave um mehr als ein vorgewähltes Dezibelniveau 'c' überschreitet. Dieses Verhältnis kann so ausgedrückt werden: B(f, i) > B(f, i)Ave + c. (Gleichung 2)
Um einen Windstoß zu detektieren, kann ein Windgeräuschdetektor 708 eine Gerade an einen vorgewählten Teil des Spektrums in dem SNR-Bereich fitten. Durch eine Regression kann eine Best-Fit-Gerade die Stärke des Windgeräuschs 202, wie in 8 gezeigt, modellieren. Um jede mögliche Maskierung der stimmlichen Äußerung zu beschränken, kann das Fitten der Gerade an einen vermuteten Windstoß durch die oben beschriebenen Regeln begrenzt werden. Ein Windstoß kann identifiziert werden, wenn der Versatz oder y-Abschnitt von der Gerade eine vorbestimmte Schwelle übersteigt, oder wenn es eine starke Korrelation zwischen einer gefitteten Gerade und dem Geräusch gibt, das mit einem Windstoß assoziiert sind. Ob oder ob nicht eine starke Korrelation besteht, kann von einer gewünschten Klarheit einer verarbeiteten stimmlichen Äußerung und den Schwankungen in der Frequenz und der Amplitude des Windstoßes abhängen.
Alternativ kann ein Windstoß durch die Analyse zeitlich variierender spektraler Eigenschaften des Eingangssignals, das auf einem Spektrographen graphisch angezeigt werden kann, identifiziert werden. Ein Spektrograph kann ein zweidimensionales Muster erzeugen, das Spektrogramm genannt wird, in dem die vertikale Dimension der Frequenz entspricht und die horizontale Dimension der Zeit entspricht.
Ein Signaldiskriminator 710 kann die stimmliche Äußerung und das Geräusch des Spektrums in Echtzeit oder mit Zeitverzögerung kennzeichnen. Irgendein Verfahren kann verwendet werden, um die stimmliche Äußerung von den Geräuschen zu unterscheiden. In 7 können stimmliche Signale durch (1) die schmale Breiten ihrer Bänder oder Spitzen; (2) die Resonanzstruktur, die harmonischen Bezug aufweisen kann; (3) die Resonanzen oder die ausgedehnten Spitzen, die Formantfrequenzen entsprechen; (4) Eigenschaften, die sich verhältnismäßig langsam mit der Zeit ändern; (5) ihre Dauer; und wenn mehrere Detektoren oder Mikrofone benutzt werden, (6) die Korrelation der Ausgangssignale der Detektoren oder Mikrofone identifiziert werden.
Um die Effekte des Windgeräuschs zu überwinden, kann ein Windgeräuschabschwächer 712 den Windstoß aus dem verrauschten Spektrum durch jedes mögliche Verfahren dämpfen oder im wesentlichen entfernen. Ein Verfahren kann das im wesentlichen lineare Windstoßmodell einem aufgezeichneten oder modellierten kontinuierlichem Geräusch hinzufügen. In dem Leistungsspektrum kann das Modellgeräusch sodann von dem unmodifizierten Spektrum durch die oben beschriebenen Maßnahmen entfernt werden. Wenn eine zugrundeliegende Spitze oder eine Senke 902, wie in 9 gezeigt, durch einen Windstoß 202 verdeckt wird oder durch ein ununterbrochenes Geräusch verdeckt wird, kann ein herkömmliches oder modifiziertes Interpolationsverfahren verwendet werden, um die Spitze und/oder die Senke, wie in 10 gezeigt, zu rekonstruieren. Ein linearer oder schrittweiser Interpolator kann verwendet werden, um den fehlenden Teil des Signals zu rekonstruieren. Ein Zeitreihenynthesizer kann dann benutzt werden, um die Signalleistung in den Zeitbereich umzuwandeln, wodurch ein rekonstruiertes stimmliches Signal zur Verfügung gestellt wird.
Um die "musikalischen Geräusche," Quietschgeräusche, Krächzgeräusche, Zirpgeräusche, Klickgeräusche, Tröpfelgeräusche, Popgeräusche oder andere Tonartefakte, die in dem Niederfrequenzbereich durch einige Windgeräuschabschwächer erzeugt werden können, zu minimieren, kann auch ein optionaler Restabschwächer 714 verwendet werden. Der Restabschwächer 714 kann das Leistungsspektrum innerhalb eines Niederfrequenzbereiches verfolgen. Wenn eine große Zunahme der Signalleistung detektiert wird, kann eine Verbesserung erreicht werden, indem man die übertragene Leistung in dem Niederfrequenzbereich auf eine vorbestimmte oder errechnete Schwelle begrenzt. Eine errechnete Schwelle kann gleich sein oder basieren auf der durchschnittlichen spektralen Leistung dieses selben Niederfrequenzbereichs zu einer früheren Zeitperiode.
11 ist ein Flussdiagramm einer Sprachverbesserung, die Windstöße und ununterbrochene Geräusche entfernt, um die Wahrnehmungsqualität einer verarbeiteten stimmlichen Äußerung zu erhöhen. In Schritt 1102 wird ein empfangenes oder detektiertes Signal bei einer vorbestimmten Frequenz digitalisiert. Um eine stimmliche Äußerung guter Qualität zu gewährleisten, kann das stimmliche Signal durch einen ADC in ein PCM-Signal umgewandelt werden. In Schritt 1104 kann für das mit einem Fenster versehene Signal ein komplexes Spektrum mithilfe einer FFT erhalten werden, welche die digitalisierten Signale in Frequenzbins trennt, wobei jedes Bin eine Amplitude und eine Phase über einen kleinen Frequenzbereich identifiziert.
In Schritt 1106 wird ein ununterbrochenes oder Umgebungsgeräusch gemessen. Die Hintergrundsgeräuschschätzung kann einen Durchschnitt der Schalleistung in jedem Frequenzbin umfassen. Um voreingestellte Geräuschschätzungen bei transienten Signalen zu verhindern, kann der Geräuschschätzungsprozess während anomaler oder unvorhersehbarer Zunahmen der Leistung in Schritt 1108 ausgeschaltet werden. Der Schritt der Detektion transienter Signale 1108 schaltet die Hintergrundsgeräuschschätzung aus, wenn ein instantanes Hintergrundsgeräusch ein durchschnittliches Hintergrundsgeräusch um mehr als ein vorbestimmtes Dezibelniveau übersteigt.
In Schritt 1110 kann ein Windstoß detektiert werden, wenn der Versatz eine vorbestimmte Schwelle übersteigt (z.B. eine Schwelle > 3 dB) oder wenn eine starke Korrelation zwischen einer Best-Fit-Gerade und dem Niederfrequenzspektrum vorliegt. Alternativ kann ein Windstoß durch die Analyse der zeitlich variierenden spektralen Eigenschaften des Eingangssignals identifiziert werden. Wenn ein Geraden-Fit-Detektionsverfahren verwendet wird, kann das Fitten der Gerade an das vermutete Windstoßsignal durch einige optionale Schritte begrenzt werden. Beispielhafte optionale Schritte können verhindern, dass ein errechneter Versatz oder Koordinatenpunkt in einem Windstoßmodell einen Durchschnittswert überschreitet. Ein anderer optionaler Schritt kann verhindern, dass das Windgeräuschdetektionsverfahren eine errechnete Windstoßkorrektur anwendet, wenn ein Vokal oder eine andere harmonische Struktur detektiert wird. Wenn ein Vokal oder eine andere harmonische Struktur detektiert wird, kann das Windgeräuschdetektionsverfahren die Windstoßkorrektur auf Werte unterhalb der Durchschnittswerte oder gleich den Durchschnittswerten begrenzen. Ein zusätzlicher optionaler Schritt kann er ermöglichen, dass das durchschnittliche Windstoßmodell oder die Eigenschaften nur während unstimmlicher Abschnitte aktualisiert werden. Wenn ein stimmlicher oder gemischt stimmlicher Abschnitt detektiert wird, werden in diesem Schritt das durchschnittli che Windstoßmodell oder die Eigenschaften nicht aktualisiert. Wenn keine stimmliche Äußerung detektiert wird, kann das Windstoßmodell oder jede Eigenschaft durch viele Mittel, wie durch einen gewichteten Durchschnitt oder einen Leakage-Integrator aktualisiert werden. Viele andere optionale Schritte können ebenso auf das Modell angewendet werden.
In Schritt 1112 kann eine Signalanalyse das stimmliche Signal von geräuschartigen Abschnitten absondern oder kennzeichnen. Stimmliche Signale können z.B. identifiziert werden durch (1) die schmalen Breiten ihrer Bänder oder Spitzen; (2) die Resonanzstruktur, die harmonischen Bezug aufweisen kann; (3) ihre Harmonischen, die Formantfrequenzen entsprechen; (4) Eigenschaften, die sich verhältnismäßig langsam mit der Zeit ändern; (5) ihre Dauer; und wenn mehrfache Detektoren oder Mikrofone benutzt werden, (6) die Korrelation der Ausgangssignale der Detektoren oder Mikrofone.
Um die Effekte des Windgeräuschs zu überwinden, wird das Windgeräusch von dem verrauschten Spektrum durch jeglichen Schritt im wesentlichen entfernt oder gedämpft. Ein beispielhafter Schritt 1114 fügt das im wesentlichen lineare Windstoßmodell einem aufgezeichneten oder modellierten ununterbrochenen Geräusch hinzu. In dem Leistungsspektrum kann das modellierte Geräusch sodann von dem unveränderten Spektrum durch die Verfahren und die Systeme, die oben beschrieben sind, im wesentlichen entfernt werden. Wenn eine zugrundeliegende Spitze oder eine Senke 902 durch einen Windstoß 202 verdeckt wird, wie in 9 gezeigt, oder durch ein ununterbrochenes Geräusch verdeckt wird, kann ein herkömmliches oder modifiziertes Interpolationsverfahren verwendet werden, um die Spitze und/oder die Senke in Schritt 1116 zu rekonstruieren. Eine Zeitreihensynthese kann dann verwendet werden, um in Schritt 1120 die Signalleistung in den Zeitbereich umzuwandeln, wodurch ein rekonstruiertes stimmliches Signal zur Verfügung gestellt wird.
Um die "musikalischen Geräusche", Quietschgeräusche, Krächzgeräusche, Zirpgeräusche, Klickgeräusche, Tröpfelgeräusche, Popgeräusche, Niederfrequenztöne oder andere Tonartefakte, die in der Niederfrequenzstrecke durch einige Windgeräuschprozesse erzeugt werden können, zu minimieren, kann auch ein Restabschwächungsverfahren durchgeführt werden, bevor das Signal in den Zeitbereich zurück umgewandelt wird. Ein optionales Restabschwächungsverfahren 1118 kann das Leistungsspektrum innerhalb eines Niederfrequenzbereiches verfolgen. Wenn eine große Zunahme der Signalleistung detektiert wird, kann eine Verbesserung erreicht werden, indem man die übertragene Leistung in dem Niederfrequenzbereich auf eine vorbestimmte oder errechnete Schwelle begrenzt. Eine errechnete Schwelle kann gleich sein oder basieren auf der durchschnittlichen spektralen Leistung dieses gleichen Niederfrequenzbereichs zu einer früheren Zeitperiode.
Die 12 und 13 sind Teilsequenzdiagramme einer Sprachverbesserung. Wie das Verfahren, das in 11 gezeigt wird, können die Teildiagramme in einem signaltragenden Medium, einem maschinell lesbaren Medium, wie einem Speicher, kodiert sein, innerhalb einer Vorrichtung, wie in einer oder mehr integrierten Schaltungen programmiert sein, oder durch einen Kontroller oder einen Computer verarbeitet werden. Wenn die Verfahren mithilfe von Software durchgeführt werden, kann sich die Software in einem Speicher, der sich in dem Windgeräuschdetektor 102 befindet oder daran angeschlossen ist, einer Kommunikationsschnittstelle, oder irgendeiner anderen Art vom permanenten oder löschbaren Speicher befinden, der an der Sprachverbesserungslogik 100 oder 700 angeschlossen ist oder sich darin befindet. Der Speicher kann eine geordnete Auflistung der ausführbaren Anweisungen für das Implementieren der logischen Funktionen einschließen. Eine logische Funktion kann durch einen digitalen Schaltkreis, durch ein Quellprogramm, durch einen analogen Schaltkreis oder durch eine analoge Quelle, wie ein analoges elektrisches, Audio- oder Videosignal implementiert werden. Die Software kann in jedem maschinell lesbaren oder signaltragenden Medium zur Nutzung durch ein oder in Zusammenhang mit einem anweisungsvollziehenden System, einer Apparatur oder einer Vorrichtung verkörpert sein. Ein solches System kann ein computer-gestütztes System, ein prozessorenthaltendes System oder ein anderes System umfassen, das selektiv Anweisungen von einem anweisungsvollziehenden System, einer Apparatur oder einer Vorrichtung holen kann, die auch Anweisungen durchführen kann.
Ein "maschinell lesbares Medium," "maschinenlesbares Medium," "Fortpflanzungssignal"-Medium, und/oder" signaltragendes Medium" kann jedes mögliche Mittel umfassen, das Software für den Gebrauch durch oder in Zusammenhang mit einem anweisungsvollziehenden System, einer Apparatur oder einer Vorrichtung enthält, speichert, mitteilt, fortpflanzt oder transportiert. Das maschinenlesbare Medium kann selektiv, aber nicht beschränkt darauf, ein elektronisches, magnetisches, optisches, elektromagnetisches, Infrarot- oder Halbleitersystem, ein Apparat, eine Vorrichtung oder ein Ausbreitungsmedium sein. Eine nicht vollständige Liste von Beispielen eines maschinenlesbaren Mediums würde umfassen: eine Elektrischer-Anschluss-"Elektronik", die eine oder mehr Lei tungen aufweist, eine tragbare magnetische oder optische Disk, einen löschbaren Speicher, wie einen wahlfreien Zugriffsspeicher "RAM" (elektronisch), einen schreibgeschützten Speicher "ROM" (elektronisch), ein löschbaren programmierbaren schreibgeschützten Speicher (EPROM oder Flash-Speicher) (elektronisch) oder eine optische Faser (optisch). Ein maschinenlesbares Medium kann ebenso ein tastbares Medium einschließen, auf dem Software gedruckt wird, da die Software als ein Bild oder in einem anderen Format elektronisch gespeichert (z.B., durch ein optisches Abtasten), dann kompiliert und/oder interpretiert oder anderweitig verarbeitet werden kann. Das verarbeitete Medium kann dann in einem Computer- und/oder Maschinenspeicher gespeichert werden.
Wie in der ersten Sequenz von 12 gezeigt, kann ein Zeitreihensignal digitalisiert und durch ein Hanning-Fenster geglättet werden, um eine genaue Schätzung eines vollständig stimmlichen, eines gemischt stimmlichen oder eines unstimmlichen Abschnitts zur Verfügung zu stellen. Das komplexe Spektrum für das mit einem Fenster versehene Signal wird mittels einer FFT erhalten, die die digitalisierten Signale in Frequenzbins trennt, wobei jedes Bin eine Amplitude über einen kleinen Frequenzbereich identifiziert.
In der zweiten Sequenz leitet eine Mittelwertbildung der Schalleistung in jedem Frequenzbin während unstimmlicher Abschnitte die Hintergrundsgeräuschschätzung her. Um voreingestellte Geräuschschätzungen zu verhindern, können möglicherweise Geräuschschätzungen nicht vorkommen, wenn anomale oder unvorhersehbare Leistungsfluktuationen detektiert werden.
In der dritten Sequenz wird das unveränderte Spektrum digitalisiert, durch ein Fenster geglättet und durch eine FFT in das komplexe Spektrum überführt. Das unveränderte Spektrum zeigt Bereiche, die geräuschartige Abschnitte enthalten, und andere Bereiche, die eine regelmäßige harmonische Struktur zeigen.
In der vierten Sequenz wird ein Tonabschnitt an unterschiedliche Geraden gefittet, um die Stärke des Winds und des ununterbrochenen Geräusches zu modellieren. Um eine komplettere Erklärung zur Verfügung zu stellen, werden eine unstimmliche, eine vollständig stimmliche und eine gemischt stimmliche Probe gezeigt. Die Frequenzbins in jeder Probe wurden in den Leistungsspektrumbereich und den logarithmischen Bereich umgewandelt, um eine Schätzung des Windstoßes und des ununterbrochenen Geräuschs zu entwickeln. Wenn mehr Fenster verarbeitet werden, werden die durchschnitt lichen Schätzungen des Windgeräuschs und des ununterbrochenen Geräusches hergeleitet.
Um einen Windstoß zu detektieren, wird eine Gerade an einen ausgewählten Teil des Signals in dem SNR-Bereich gefittet. Durch eine Regression modellieren Best-Fit-Geraden die Stärke des Windgeräusches in jeder Abbildung. Eine starke Korrelation zwischen einer Best-Fit-Geraden und dem Niederfrequenzspektrum kann einen Windstoß identifizieren. Alternativ kann ein y-Abschnitt, der eine vorbestimmte Schwelle übersteigt, einen Windstoß identifizieren. Um die Maskierung der stimmlichen Äußerung zu begrenzen, kann das Fitten der Geraden an ein vermutetes Windstoßsignal durch die Regeln begrenzt werden, die oben beschrieben sind.
Um Effekte des Windgeräusches zu überwinden, kann das modellierte Geräusch in dem unveränderten Spektrum gedämpft werden. In 13 wird das Dämpfen des Windstoßes und des ununterbrochenen Geräusches in der unstimmlichen und der gemischt stimmlichen Probe in der fünften Sequenz gezeigt. Eine inverse FFT, die die Signalleistung in den Zeitbereich umwandelt, liefert das rekonstruierte stimmliche Signal.
Aus den vorangehenden Beschreibungen sollte es offensichtlich sein, dass die oben beschriebenen Systeme Signale konditionieren können, die von nur einem Mikrofon oder Detektor empfangen werden. Es sollte ebenso offensichtlich sein, dass viele Kombinationen der Systeme verwendet werden können, um Windstöße zu kennzeichnen und zu verfolgen. Außer dem Fitten einer Geraden an einen vermuteten Windstoß kann ein System (1) die Spitzen in den Spektren detektieren, die ein SNR haben, das größer als eine vorbestimmte Schwelle ist; (2) die Spitzen identifizieren, die eine Breite haben, die größer als eine vorbestimmte Schwelle ist; (3) Spitzen identifizieren, die harmonischer Verhältnisse ermangeln; (4) Spitzen mit vorhergehenden stimmlichen Spektren vergleichen; und (5) Signale, die den unterschiedlichen Mikrofonen detektiert werden, vergleichen, bevor die Windstoßabschnitte, anderen geräuschartigen Abschnitte und regelmäßigen harmonischen Strukturen unterschieden werden. Eines oder mehrere der Systeme, die oben beschrieben werden, können auch in alternativen Sprachverbesserungslogiken benutzt werden.
Andere alternative Sprachverbesserungssysteme schließen Kombinationen der Struktur und der Funktionen, die oben beschrieben sind, ein. Diese Sprachverbesserungssysteme werden aus jeder möglichen Kombination der Struktur und der Funktion, die oben beschrieben sind oder innerhalb der beigefügten Figuren veranschaulicht sind, gebildet. Die Logik kann in Software oder in Hardware implementiert werden. Der Ausdruck "Logik" soll im weiten Sinn eine Hardwareeinheit oder eine Schaltung, Software oder eine Kombination umfassen. Die Hardware kann einen Prozessor oder einen Kontroller einschließen, die einen löschbaren und/oder Festwertspeicher haben, und kann ebenso Schnittstellen zu den Peripheriegeräten über Funk und/oder fest verdrahtete Medien einschließen.
Die Sprachverbesserungslogik ist an alle möglichen Technologien oder Vorrichtungen anpassbar. Einige Sprachverbesserungssysteme oder -bestandteile sind an Fahrzeugen, wie in 14 gezeigt, Instrumenten, die stimmliche und andere Töne in eine Form umwandeln, die an entfernten Außenstellen übertragen werden kann, wie an Festleitungsund drahtlosen Telefonen und Audiogeräten, wie in 15 gezeigt, und anderen Kommunikationssystemen, die gegen Windgeräusche empfindlich sein können, angeschlossen oder mit ihnen verbunden.
Die Sprachverbesserungslogik verbessert die Wahrnehmungsqualität einer verarbeiteten stimmlichen Äußerung. Die Logik kann die Gestalt und Form des Geräuschs automatisch erlernen und kodieren, das mit der Bewegung der Luft in Echtzeit oder mit Zeitverzögerung assoziiert ist. Durch Verfolgen vorgewählter Eigenschaften kann die Logik Windgeräusche unter Verwendung eines begrenzten Speichers beseitigen oder dämpfen, der vorübergehend oder dauerhaft ausgewählte Eigenschaften des Windgeräuschs speichert. Die Sprachverbesserungslogik kann ebenso ein ununterbrochenes Geräusch und/oder die Quietschgeräusche, Krächzgeräusche, Zirpgeräusche, Klickgeräusche, Tröpfelgeräusche, Popgeräusche, die Niederfrequenztöne oder andere Tonartefakte, die innerhalb einiger Sprachverbesserungssysteme erzeugt werden können, dämpfen und kann eine stimmliche Äußerung, wenn es erforderlich ist, rekonstruieren.
Während verschiedene Ausführungsformen der Erfindung beschrieben worden sind, ist es für diejenigen, die in dem Stand der Technik gelehrt sind, offensichtlich, dass viele weitere Ausführungsformen und Implementierungen innerhalb des Bereichs der Erfindung möglich sind. Dementsprechend soll die Erfindung, außer durch den Wortlaut der angehängten Ansprüche, nicht eingeschränkt sein.

Claims

Ein System zum Unterdrücken von Windgeräusch eines stimmlichen oder unstimmlichen Signals, umfassend: einen Geräuschdetektor der eingerichtet ist, einen Windstoß durch Modellieren zu detektieren, und einen Geräuschabschwächer, der elektrisch mit dem Geräuschdetektor verbunden ist, um den Windstoß im wesentlichen aus dem Eingangssignal zu entfernen.
Das System zum Unterdrücken von Windgeräusch von Anspruch 1, worin der Geräuschdetektor konfiguriert ist, den Windstoß durch eine lineare Funktion mit einer vertikalen Dimension entsprechend Dezibel und einer horizontalen Dimension entsprechend einer Frequenz zu modellieren.
Das System von Anspruch 2, worin der Geräuschdetektor konfiguriert ist, die lineare Funktion an einen Teil des Eingangssignals in einem SNR-Bereich zu fitten.
Das System von Anspruch 1, worin der Geräuschdetektor konfiguriert ist, den Windstoß durch Berechnen eines Signalversatzes zu modellieren.
Das System von Anspruch 1, worin der Geräuschdetektor konfiguriert ist, zu verhindern, dass die Eigenschaften des modellierten Windstoßes ihre jeweiligen Mittelwerte überschreiten.
Das System von Anspruch 1, worin der Geräuschdetektor konfiguriert ist, eine Windstoßkorrektur zu beschränken, wenn ein Vokal oder eine harmonischartige Struktur detektiert wird.
Das System von Anspruch 1, worin der Geräuschdetektor konfiguriert ist, ein mittleres Windstoßmodell herzuleiten und worin das mittlere Windstoßmodell nicht ak tualisiert wird, wenn ein stimmliches oder ein gemischt stimmliches Signal detektiert wird.
Das System von Anspruch 1, worin der Geräuschdetektor konfiguriert ist, ein mittleres Windstoßmodell herzuleiten, das durch einen gewichteten Mittelwert von anderen modellierten Signalen, die zuvor analysiert worden sind, hergeleitet wird.
Das System von Anspruch 1, worin der Geräuschdetektor konfiguriert ist, den Windstoß und ein kontinuierliches Geräusch aus dem Eingangssignal im wesentlichen zu entfernen.
Das System von Anspruch 1, einen Restabschwächer umfassend, der mit dem Geräuschdetektor und dem Geräuschabschwächer elektrisch verbunden ist, um die Signalleistung in einem Niederfrequenzbereich zu dämpfen, wenn in dem Niederfrequenzbereich ein großer Anstieg in der Signalleistung detektiert wird.
Das System von Anspruch 1, eine Eingabeeinrichtung einschließend, die elektrisch mit dem Geräuschdetektor verbunden ist, wobei die Eingabeeinrichtung konfiguriert ist, Schallwellen in analoge Signale umzuwandeln.
Das System von Anspruch 1, weiterhin ein Vorverarbeitungssystem einschließend, das mit dem Geräuschdetektor verbunden ist, wobei das Vorverarbeitungssystem konfiguriert ist, das Eingangssignal vorzukonditionieren, bevor es der Windgeräuschdetektor verarbeitet.
Das System von Anspruch 12, worin das Vorverarbeitungssystem ein erstes und zweites Mikrofon umfasst, die voneinander beabstandet sind und konfiguriert sind, eine Verzögerungszeit eines Signals, das an den verschiedenen Detektoren ankommen kann, auszuwerten.
Das System von Anspruch 13, weiterhin eine Steuerlogik umfassend, die automatisch ein Mikrofon und einen Kanal wählt, der den geringsten Grad an Geräusch in dem Eingangssignal wahrnimmt.
Das System von Anspruch 13, weiterhin einen zweiten Geräuschdetektor umfassend, der mit dem Geräuschdetektor und dem ersten Mikrofon verbunden ist.
Das System von Anspruch 1, weiterhin umfassend: eine Zeit-Frequenz-Umwandlungslogik, die konfiguriert ist, ein zeitlich variables Eingangssignal in den Frequenzbereich umzuwandeln; einen Hintergrundsgeräuschabschätzer, der mit der Zeit-Frequenz-Umwandlungslogik verbunden ist, wobei der Hintergrundsgeräuschabschätzer konfiguriert ist, das kontinuierliche Geräusch, das nahe einem Empfänger auftritt, zu messen; und worin der Geräuschdetektor mit dem Hintergrundsgeräuschabschätzer verbunden ist und konfiguriert ist, ein Geräusch, das mit Wind assoziiert ist, automatisch zu identifizieren und zu modellieren.
Das System von Anspruch 16, weiterhin umfassend einen Transientdetektor, der konfiguriert ist, den Hintergrundsgeräuschabschätzer auszuschalten, wenn ein transientes Signal detektiert wird.
Das System von Anspruch 16, worin der Geräuschdetektor konfiguriert ist, eine Korrelation zwischen einer linearen Funktion mit einer vertikalen Dimension entsprechend Dezibel und einer horizontalen Dimension entsprechend einer Frequenz und einem Teil des Eingangssignals herzuleiten.
Das System von Anspruch 16, weiterhin umfassend einen Signaldiskriminator, der mit dem Geräuschdetektor verbunden ist, wobei der Signaldiskriminator konfiguriert ist, die stimmlichen Abschnitte und die Geräuschabschnitte des Eingangssignals zu kennzeichnen.
Das System von Anspruch 16, worin der Windgeräuschabschwächer konfiguriert ist, das Geräusch, das mit dem Wind assoziiert ist, das von dem Empfänger wahrgenommen wird, zu verringem.
Das System von Anspruch 16, worin der Geräuschabschwächer konfiguriert ist, das Geräusch, das mit dem Wind assoziiert ist, im wesentlichen aus dem Eingangssignal zu entfernen.
Das System von Anspruch 16, weiterhin umfassend einen Restabschwächer, der mit dem Hintergrundsgeräuschabschätzer verbunden ist und betreibbar ist, so dass eine Signalleistung in einem Niederfrequenzbereich gedämpft wird, wenn ein starkes Anwachsen in der Signalleistung in dem Niederfrequenzbereich detektiert wird.
Das System von Anspruch 1, weiterhin umfassend: eine Zeit-Frequenz-Umwandlungslogik, die konfiguriert ist, ein zeitlich variables Eingangssignal in den Frequenzbereich umzuwandeln; einen Hintergrundsgeräuschabschätzer, der mit der Zeit-Frequenz-Umwandlungslogik verbunden ist, wobei der Hintergrundsgeräuschabschätzer konfiguriert ist, das kontinuierliche Geräusch, das nahe einem Empfänger auftritt, zu messen; und worin der Geräuschdetektor mit dem Hintergrundsgeräuschabschätzer verbunden ist und konfiguriert ist, eine lineare Funktion mit einer vertikalen Dimension entsprechend Dezibel und einer horizontalen Dimension entsprechend einer Frequenz an einen Teil eines Eingangssignals zu fitten; und der Geräuschdetektor konfiguriert ist, ein Geräusch das mit Wind assoziiert ist, das von dem Empfänger wahrgenommen wird, zu entfernen.
Ein Verfahren zum Entfernen eines Windstoßes aus einem Eingangssignal, umfassend: Umwandeln eines zeitlich variierenden Signals in ein komplexes Spektrum; Abschätzen eines Hintergrundgeräuschs; Detektieren eines Windstoßes, wenn eine starke Korrelation zwischen einer linearen Funktion mit einer vertikalen Dimension entsprechend Dezibel und einer horizontalen Dimension entsprechend einer Frequenz und einem Teil des Eingangssignals besteht; und Dämpfen oder im wesentlichen Entfernen des Windstoßes aus dem Eingangssignal.
Das Verfahren von Anspruch 24, worin der Schritt des Abschätzens des Hintergrundgeräuschs Abschätzen des Hintergrundgeräuschs, wenn kein transientes Signal detektiert wird, umfasst.
Ein signaltragendes Medium, das Software besitzt, die, wenn die Software auf einem Computer läuft, eine Detektion eines Geräuschs steuert, das mit einem Wind assoziiert ist, umfassend: einen Detektor, der Schallwellen in elektrische Signale umwandelt; eine Spektrumumwandlungslogik, die die elektrischen Signale aus einem ersten Bereich in einen zweiten Bereich umwandelt; und eine Signalanalyselogik, die einen Teil der Schallwellen, der mit dem Wind assoziiert ist, durch ein Modell modelliert.
Das signaltragende Medium von Anspruch 26, weiterhin eine Logik umfassend, die einen Teil eines stimmlichen Signals, der durch Geräusch verdeckt ist, herleitet.
Das signaltragende Medium von Anspruch 26, weiterhin eine Logik umfassend, die einen Teil der Schallwellen abschwächt.
Das signaltragende Medium von Anspruch 26, weiterhin eine Abschwächerlogik umfassend, die betreibbar ist, eine Leistung in einem Niederfrequenzbereich zu beschränken.
Das signaltragende Medium von Anspruch 26, weiterhin eine Geräuschabschätzungslogik umfassend, die ein ununterbrochenes Geräusch oder Umgebungsgeräusch misst, das von dem Detektor wahrgenommen wird.
Das signaltragende Medium von Anspruch 30, weiterhin eine Transientlogik umfassend, die die Abschätzungslogik ausschaltet, wenn ein Anwachsen in der Leistung detektiert wird.
Das signaltragende Medium von Anspruch 26, worin die Signalanalyselogik mit einem Audiosystem verbunden ist.
Das signaltragende Medium von Anspruch 26, worin die Signalanalyselogik nur die Schallwellen modelliert, die mit dem Wind assoziiert sind.