EP0710947B1 - Procédé et dispositif de suppression de bruit dans un signal de parole, et système avec annulation d'écho correspondant - Google Patents

Procédé et dispositif de suppression de bruit dans un signal de parole, et système avec annulation d'écho correspondant Download PDF

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EP0710947B1
EP0710947B1 EP95402385A EP95402385A EP0710947B1 EP 0710947 B1 EP0710947 B1 EP 0710947B1 EP 95402385 A EP95402385 A EP 95402385A EP 95402385 A EP95402385 A EP 95402385A EP 0710947 B1 EP0710947 B1 EP 0710947B1
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EP
European Patent Office
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signal
domain
voice signal
frequency
background noise
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP95402385A
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German (de)
English (en)
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EP0710947A1 (fr
Inventor
Ivan Bourmeyster
Frédéric Lejay
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Alcatel Lucent SAS
Original Assignee
Alcatel CIT SA
Alcatel SA
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Publication date
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    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10L—SPEECH ANALYSIS TECHNIQUES OR SPEECH SYNTHESIS; SPEECH RECOGNITION; SPEECH OR VOICE PROCESSING TECHNIQUES; SPEECH OR AUDIO CODING OR DECODING
    • G10L21/00—Speech or voice signal processing techniques to produce another audible or non-audible signal, e.g. visual or tactile, in order to modify its quality or its intelligibility
    • G10L21/02—Speech enhancement, e.g. noise reduction or echo cancellation
    • G10L21/0208—Noise filtering
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S367/00—Communications, electrical: acoustic wave systems and devices
    • Y10S367/901—Noise or unwanted signal reduction in nonseismic receiving system

Definitions

  • the present invention relates generally to method and device for suppressing a noise signal in a speech signal, typically for an application to hands-free radiotelephony. It also relates to a system implementing such a device in combination with an echo canceller.
  • the electrical signal resulting from an acousto-electric conversion of a speech is mixed with a noise signal. Since the level of the noise signal in this environment is high, for example in the cockpit of a vehicle, it is necessary to implement treatments aimed at remove the noise signal in the electrical signal from word.
  • two types of suppression treatment noise are distinguished according to the prior art: the Spectral subtraction treatment and the so-called treatment by filter bank.
  • the treatment by filter bank consists of a step of separating the input signal into a plurality of time signals representative each of a band of respective predetermined frequencies, an estimation step a signal-to-noise ratio for each of these signals temporal, a step of weighting these temporal signals by respective coefficients which are each a function of the respective one of the signal-to-noise ratios for the signal considered, and a step of adding these signals weighted temporals into a resulting signal consisting of a speech signal in which the noise signal is deleted.
  • each of the signal-to-noise ratios is estimated according to the variation of the power of the time signal considered in its frequency band respectively.
  • Spectral subtraction processing uses its share in the frequency domain, typically by use FFT Fast Fourier Transform (Fast Fourier Transform) in Anglo-Saxon terminology). It has the disadvantage principle of inducing non-linear distortion in the processed speech signal that results from the loss phase information of this signal. Indeed this treatment by spectral subtraction produces such a distortion because it applies to samples resulting from the Transform of Fast Fourier of noisy speech signal to deal with squared module functions that remove information from phase, thus making this treatment non-linear.
  • the lack of linearity of the treatment by subtraction spectral impedes its effective use in combination with echo cancellation processing, such proposed by the invention because the cancellation device echo is disturbed in its operation by this loss phase information.
  • a first objective of the present invention is to provide a method of suppressing noise in a signal of word that has the advantage of significantly reducing the computing power required in terms of Instructions per Second, compared to a treatment by filter bank.
  • a second object of the invention is to provide a not inducing nonlinear distortion in the speech signal to be treated, in contrast to the treatment by spectral subtraction.
  • Another object of the invention is to provide a system comprising a noise canceling device implementing the process steps, in combination with an echo cancellation device.
  • the calculation step is preceded, for each of the K groups of frequency components, by a step of selecting some of the components frequencies having respective predetermined ranks in said each of the groups, said selected portion symmetrical with respect to the complementary of this part among the plurality of extracted frequency components.
  • production steps and synthesis are implemented respectively by means of Fast Fourier Transform and Inverse Fourier Transform.
  • the invention also provides two variants of combined system of echo cancellation and suppression of noise.
  • the frequency processing unit 100 includes in cascade a circuit of extraction of energy components 10, an estimation circuit of signal-to-noise ratio 11, a gain calculation circuit 12 and a filter coefficient synthesis circuit 13.
  • the temporal processing circuit 14 is a time filter, of finite impulse response filter type (FIR Filter in English terminology for Finite Impulse Response Filter).
  • the sampled noisy speech signal s (nT) resulting from this sampling is applied, on the one hand, to an input of the energy component extraction circuit 10 in the frequency processing unit 100, and, on the other hand, to an input of the time filter 14.
  • Figure 2 shows schematically the processing performed in the circuit 10 which receives the noisy speech signal s (nT).
  • This sampled noisy speech signal s (nT) is in the form of successive frames of samples, four of which are T (n-2), T (n-1), T (n) and T (n). +1) being represented in a first line of FIG. 2.
  • K 3 blocks of samples B (1), B (2) and B (3) , K being an integer.
  • K 3 blocks of samples are formed according to the embodiment described from, on the one hand, this frame of rank n, T (n), and, on the other hand, 2 frames T (n-2). and T (n-1), of respective ranks (n-2) and (n-1).
  • the step noted 101 in this Figure 2 is intended to simplify the implementation of subsequent processing by selecting only a part of the frequency components in each group E (1) i to E (3) i , 0 ⁇ i ⁇ 255.
  • This step is based on the following property.
  • the Fast Fourier Transform of a real signal has a pseudo-symmetry.
  • These first 129 selected frequency components are sufficient to describe each group E (k) i , 0 ⁇ i ⁇ 255, in a complete way since the other frequency components in the group, namely the last 127 components E (k) 129 to E ( k) 255 are deduced by symmetry.
  • the frequency components E (k) O to E (k) 128 which are selected in each group have indeed a character of symmetry with respect to the complement E (k) 129 to E (k) 255 of these selected components among all the components frequencies in the group that are initially produced.
  • the frequency components E (k) O to E (k) 128 are produced for each group.
  • the 129 frequency components selected in each group are decimated by 2, in order to retain only one out of two of each selected group of components. This decimation by two 102 aims to selectively remove one component out of two, relative to a given frequency, with a view to inhibiting the interaction effect that produces on this component each of the two frequency components located at two respective frequencies of each other.
  • the device 10 extracts for a cycle relating to a noisy speech signal processing frame T (n) s, (nT) 65 energy components Em j , each representative of an energy, or power, of the noisy speech signal. (nT) for the frequency, or frequency band, considered.
  • all the steps 100, 101 and 102 described with reference to FIG. 2, although improving the implementation of the method according to the invention, can be reduced to a single step consisting of the application of a single FFT Fourier transform at M 128 samples of the T (n) frame selected for the considered treatment cycle.
  • the selection step 101 may either be operated or not be operated directly on the frequency components resulting from the FFT treatment (s).
  • the 65 energy components Em j are applied to an input of the signal-to-noise ratio estimation circuit 11.
  • the circuit It estimates a signal-to-noise ratio SNRj between the noisy speech signal s (nT) and a noise signal included in this noisy speech signal, for the energy component considered Em j .
  • SNR j not Em j not / B j not in which the exponent n identifies the processing cycle relative to the frame T (n) of rank n and B j denotes a noise energy component in the energy component Em j of rank j.
  • such an estimate of the signal-to-noise ratio is based on the calculation of the estimated noise energy component in each given energy component. For example, it uses the ratio between the energy component Em j n extracted and the noise energy component B j n-1 calculated previously during a treatment cycle that preceded the considered cycle of noise signal suppression processing in the process. frame T (n). The higher this ratio, the more it indicates the existence of a speech signal for the frequency energy component Em j n considered, in which case the noise component B j (n-1) calculated with respect to the energy component Em j ( n-1) for the rank (n-1) is maintained in the noise component B j n .
  • Circuit 11 assigns a signal to noise ratio SNR j , 0 ⁇ j ⁇ 64, to each extracted energy component Emj, 0 ⁇ j ⁇ 64, according to an estimation algorithm using such a principle.
  • SNR j As a function of these 65 signal-to-noise ratios SNR j , the circuit 12 calculates for each of them a gain G j , taking for example a value comprised substantially between 0 and 1, which is directly related to the signal-to-noise ratio SNR j for the corresponding frequency component.
  • the noise signal is weak, plus the gain G j is high.
  • the noise signal component is attenuated for each frequency energy component Em j .
  • These gains G j are such that the weighting of the energy components Em j respectively by these gains would give a discrete spectrum of weighted frequency energy components, which would be representative of the noisy speech signal s (nT) in which the noise signal is substantially suppressed.
  • This circuit 13 comprises a first circuit (not shown) for duplicating the 65 calculated gains G i , in accordance with the equation given in (1).
  • These coefficients denoted C (nT), 128 in number, are applied to a first control input of the filter 14, typically FIR filter.
  • a second input of the filter 14 receives the noisy speech signal s (nT).
  • the filter 14 convolves the coefficients C (nT) with the 128 samples of the frame T (n), in a field denoise of 128 samples forming part of the speech signal noised s * (nT).
  • the method resulting from the device described above is naturally "adaptive" in the sense that the coefficients C (nT) applied to the control input of the FIR filter 14 are modified for each frame T (n), of rank n given, depending on the processing 10, 11, 12 and 13 of the samples forming the speech signal to be processed.
  • the characteristic of the noise suppression process according to the invention is to use, on the one hand, a treatment digital frequency 100 of the noisy speech signal, for produce filtering time coefficients C (nT), and, on the other hand, a digital time processing 14 of the signal of noisy speech s (nT) according to the coefficients of filtering C (nT), to produce a speech signal s * (nT) wherein the noise signal is substantially suppressed.
  • a combined system of noise suppression and echo cancellation which is included in a terminal, typically a hands-free radiotelephone, includes a microphone 2, a loudspeaker 4, a noise suppression according to the invention 1, as described previously, a temporal processing circuit 14 'and a echo canceller 3.
  • the noise suppressor 1 is identical to the device shown in FIG. 1, and mainly includes a frequency processing unit 100 and a temporal processing circuit 14.
  • the canceller echo is formed of a subtractor 30 and a circuit 31 which produces an estimated echo signal.
  • the microphone 2 receives a speech signal to be transmitted [s (t) + e (t)] formed of a signal noisy sound word s (t) added to an echo signal and).
  • This echo signal results from the acoustic coupling between the speaker 4 and microphone 2.
  • the device noise suppression 1 treats, as described previously, the speech signal to be transmitted in a speech signal transmitted denoised [s * (nT) + e * (nT)] which is applied to a first input of the subtractor 30 including a second input receives the output of circuit 31.
  • a received speech signal r (t) from a remote terminal is applied, from a to a loudspeaker input, and, on the other hand, to a loudspeaker circuit 31 input through the processing circuit temporal 14 'preceded by a sampler 14a'.
  • the circuit of temporal processing 14 ' is at each moment strictly similar to the temporal processing circuit 14 in the noise suppression device 1 (FIG. 1).
  • This characteristic is based on the fact that the estimated echo of received signal r (t) produced by the circuit 31 is to be subtracted, in the subtractor 30, to the echo signal processed by noise suppression e * (nT) in circuit 1 and not at original echo signal e (nT).
  • This circuit 14 'is therefore a pure and simple duplication of the temporal processing circuit 14 in device 1, as indicated by the arrow in broken line at both ends in Figure 3.
  • the time processing circuit 14 'is therefore associated with each moment to the same 128 filter coefficients C (nT) as the circuit 14 in the device 1.
  • a combined system of noise suppression and echo cancellation comprises a microphone 2, a loudspeaker 4, an echo canceller 3, a frequency processing 100, a processing circuit temporal 14 and a sampler 5.
  • the units 100 and circuit 14 are identical to those described in FIG.
  • the echo canceller 3 is formed of a subtractor 30 and a circuit 31 which produces an estimated echo signal ê (nT).
  • the microphone 2 receives a transmitted speech signal [s (t) + e (t)] formed of a noisy speech signal s (t) added to an echo signal e (t). This echo signal results from the coupling between the loudspeaker 4 and the microphone 2.
  • the transmitted speech signal [s (t) + e (t)] is sampled in the sampler 5 in the signal [s (nT) + e (nT)].
  • This signal sampled is applied, on the one hand, to an input of unit 100, and, on the other hand, to an input of the circuit 14 to through the subtractor 30.
  • a speech signal received in from a remote terminal r (t) is applied, from a part of an entrance to circuit 31 and, on the other hand, to a speaker input 4.
  • Circuit 31, receiving the signal r (t) produces in response an estimated echo signal ê (nT) applied to a first input of the subtractor 30, one of which second input receives the transmitted speech signal [S (nT) + e (nT)].
  • the treatments frequencies implemented in unit 100 operate on the transmitted speech signal [s (nT) + e (nT)], and secondly the temporal processing in the circuit 14, from the coefficients C (nT) produced by unit 100, operates on the difference signal, or transmitted speech signal processed by echo cancellation, [s (nT) + e (nT) -e (nT)].
  • This variant avoids "duplicating" circuit 14 in the branch including the circuit 31, as represented by the line arrow discontinuous in Figure 3 for the previous variant.

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Description

La présente invention concerne de manière générale des procédé et dispositif de suppression d'un signal de bruit dans un signal de parole, typiquement pour une application à la radiotéléphonie main-libre. Elle a trait également à un système mettant en oeuvre un tel dispositif en combinaison avec un annuleur d'écho.
Dans un environnement bruité, le signal électrique résultant d'une conversion acousto-électrique d'un signal de parole est mélangé à un signal de bruit. Dès lors que le niveau du signal de bruit dans cet environnement est élevé, par exemple dans l'habitacle d'un véhicule, il est nécessaire de mettre en oeuvre des traitements visant à supprimer le signal de bruit dans le signal électrique de parole. Typiquement, deux types de traitement de suppression de bruit sont distingués selon la technique antérieure : le traitement par soustraction spectrale et le traitement dit par banc de filtres.
Le traitement par banc de filtres, tel que décrit dans le brevet américain US-A-4 628 529 et dans la demamde EP 0556992 consiste en une étape de séparation du signal d'entrée en une pluralité de signaux temporels représentatifs chacun d'une bande de fréquences prédéterminée respective, une étape d'estimation d'un rapport signal sur bruit pour chacun de ces signaux temporels, une étape de pondération de ces signaux temporels par des coefficients respectifs qui sont chacun fonction de l'un respectif des rapports signal sur bruit pour le signal temporel considéré, et une étape d'addition de ces signaux temporels pondérés en un signal résultant consistant en un signal de parole dans lequel le signal de bruit est supprimé. Typiquement, chacun des rapports signal sur bruit est estimé en fonction de la variation de la puissance du signal temporel considéré dans sa bande de fréquences respective. Un tel traitement par banc de filtres nécessite des moyens de calcul considérables en raison du fait que toutes les étapes de séparation, estimation, pondération et addition précitées sont réalisées dans le domaine temporel. En pratique, dans un radiotéléphone, les moyens de calcul étant limités, en termes de Millions d'Instructions Par Seconde (Mips), par la capacité du processeur de traitement de signal numérique (DSP en terminologie anglo-saxonne pour Digital Signal Processor), il est alors proposé de réduire le traitement de suppression de signal de bruit à des bandes de fréquences grossières, et donc réduire la finesse, ou précision, de ce traitement.
Le traitement par soustraction spectrale recourt pour sa part au domaine fréquentiel, typiquement par utilisation de transformée de Fourier Rapide FFT (Fast Fourier Transform en terminologie anglo-saxonne). Il présente l'inconvénient principal d'induire une distorsion non linéaire dans le signal de parole traité qui résulte de la perte d'information de phase de ce signal. En effet ce traitement par soustraction spectrale produit une telle distorsion car il applique aux échantillons résultant de la Transformée de Fourier Rapide du signal de parole bruité à traiter des fonctions de module au carré qui suppriment l'information de phase, rendant ainsi ce traitement non linéaire. En outre, le défaut de linéarité du traitement par soustraction spectrale empêche son utilisation efficacement en combinaison avec un traitement d'annulation d'écho, telle que proposée par l'invention, car le dispositif d'annulation d'écho est perturbé dans son fonctionnement par cette perte d'information de phase.
Un premier objectif de la présente invention est de fournir un procédé de suppression de bruit dans un signal de parole qui a pour avantage de réduire considérablement la puissance de calcul nécessaire en termes de Nombre d'Instructions par Seconde, comparativement à un traitement par banc de filtres.
Un second objectif de l'invention est de fournir un procédé n'induisant pas une distorsion non linéaire dans le signal de parole à traiter, par contraste avec le traitement par soustraction spectrale.
Un autre objectif de l'invention est de fournir un système comprenant un dispositif de suppression de bruit mettant en oeuvre les étapes du procédé, en combinaison avec un dispositif d'annulation d'écho.
A cette fin, un procédé de suppression d'un signal de bruit dans un signal de parole bruité qui est échantillonné selon l'invention comprend les étapes de :
  • traitement fréquentiel numérique dudit signal de parole bruité, pour produire des coefficients temporels de filtrage, et
  • traitement temporel numérique dudit signal de parole bruité en fonction desdits coefficients de filtrage, en un signal de parole dans lequel ledit signal de bruit est sensiblement supprimé.
Le procédé définit, pour un cycle de traitement donné, les étapes de traitement fréquentiel numérique de:
  • extraction d'une pluralité de composantes énergétiques fréquentielles dans ledit signal de parole bruité,
  • estimation, pour chacune des composantes énergétiques fréquentielles extraites, d'un rapport entre un niveau d'énergie du signal de parole bruité et un niveau d'énergie du signal de bruit,
  • détermination d'un gain respectif pour ladite chacune des composantes énergétiques fréquentielles extraites, en fonction dudit rapport estimé entre le niveau d'énergie du signal de parole bruité et le niveau d'énergie du signal de bruit pour ladite chacune sélectionnée des composantes fréquentielles, et
  • synthèse desdits coefficients de filtrage en fonction desdits gains.
De préférence, l'étape d'extraction de composantes énergétiques fréquentielles comprend les sous-étapes de
  • production de K groupes comprenant chacun une pluralité de composantes fréquentielles, respectivement pour K blocs entrelacés du signal de parole bruité, avec K entier, et
  • calcul d'une moyenne énergétique de K composantes fréquentielles de même rang respectivement dans les K groupes, en l'une respective des composantes énergétiques fréquentielles extraites.
Typiquement, l'étape de calcul est précédée, pour chacun des K groupes de composantes fréquentielles, par une étape de sélection d'une partie des composantes fréquentielles ayant des rangs prédéterminés respectifs dans ledit chacun des groupes, ladite partie sélectionnée présentant un caractère de symétrie par rapport au complémentaire de cette partie parmi la pluralité des composantes fréquentielles extraites. Par ailleurs, les étapes de production et synthèse sont mises en oeuvre respectivement au moyen de Transformée de Fourier Rapide et Transformée de Fourier Inverse.
Un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé comprend, pour chacun de cycles de traitement successifs,:
  • des moyens pour extraire une pluralité de composantes énergétiques fréquentielles dans ledit signal de parole bruité,
  • des moyens pour estimer, pour chacune des composantes énergétiques fréquentielles extraites, un rapport entre un niveau d'énergie du signal de parole bruité et un niveau d'énergie de signal de bruit,
  • des moyens pour déterminer un gain respectif pour ladite chacune des composantes énergétiques fréquentielles extraites, en fonction dudit rapport estimé entre le niveau d'énergie du signal de parole bruité et le niveau d'énergie du signal de bruit pour ladite chacune sélectionnée des composantes fréquentielles,
  • des moyens pour synthétiser lesdits coefficients de filtrage en fonction desdits gains, et
  • des moyens de filtrage temporel dudit signal de parole bruit en fonction desdits coefficients de filtrage, en un signal de parole dans lequel ledit signal de bruit est sensiblement supprimé.
L'invention fournit également deux variantes de système combiné d'annulation d'écho et de suppression de bruit.
Selon une première variante, le système comprend:
  • un dispositif de suppression de bruit pour supprimer un signal de bruit dans un signal de parole à transmettre, en un signal de parole débruité,
  • un annuleur d'écho comprenant un premier moyen pour produire un signal d'écho estimé en fonction d'un signal de parole donné et d'un signal de différence, et un second moyen pour soustraire ledit signal d'écho estimé audit signal de parole débruité, en ledit signal de différence.
Il est caractérisé en ce que ledit dispositif de suppression de bruit est sous la forme de:
  • un moyen de traitement fréquentiel numérique dudit signal de parole à transmettre, pour produire des coefficients temporels de filtrage, et
  • un premier moyen de traitement temporel numérique pour traiter ledit signal de parole à transmettre en fonction desdits coefficients de filtrage, en ledit signal de parole débruité dans lequel ledit signal de bruit est sensiblement supprimé, et en ce que ledit système comprend en outre:
  • un second moyen de traitement temporel numérique, strictement similaire audit premier moyen de traitement temporel, pour traiter un signal de parole reçu d'un terminal distant en fonction desdits coefficients de filtrage, en ledit signal de parole donné.
Selon une seconde variante, le système comprend
  • un annuleur d'écho comprenant un premier moyen pour produire un signal d'écho estimé en fonction d'un signal de parole reçu d'un terminal distant et d'un signal de différence, et un second moyen pour soustraire ledit signal d'écho estimé à un signal de parole à transmettre, en ledit signal de différence,
Il est caractérisé en ce qu'il comprend en outre:
  • un dispositif de suppression de bruit pour supprimer un signal de bruit dans le signal de différence, en un signal de parole débruité, ledit dispositif de suppression de bruit étant sous la forme de:
  • un moyen de traitement fréquentiel numérique pour traiter ledit signal de parole à transmettre, afin de produire des coefficients temporels de filtrage, et
  • un moyen de traitement temporel numérique pour traiter ledit signal de différence en fonction desdits coefficients de filtrage, en un signal de parole débruité dans lequel ledit signal de bruit est sensiblement supprimé.
Dans ces 2 variantes, le moyen de traitement fréquentiel numérique comporte :
  • des moyens pour extraire une pluralité de composantes énergétiques fréquentielles dans ledit signal de parole bruité,
  • des moyens pour estimer, pour chacune des composantes énergétiques fréquentielles extraites, un rapport entre un niveau d'énergie du signal de parole bruité et un niveau d'énergie de signal de bruit,
  • des moyens pour déterminer un gain respectif pour ladite chacune des composantes énergétiques fréquentielles extraites, en fonction dudit rapport estimé entre le niveau d'énergie du signal de parole bruité et le niveau d'énergie du signal de bruit pour ladite chacune sélectionnée des composantes fréquentielles,
  • des moyens pour synthétiser lesdits coefficients de filtrage en fonction desdits gains, et
  • des moyens de filtrage temporel dudit signal de parole bruit en fonction desdits coefficients de filtrage, en un signal de parole dans lequel ledit signal de bruit est sensiblement supprimé.
D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaítront puis clairement à la lecture de la description suivante, en référence aux dessins annexés correspondants dans lesquels :
  • la figure 1 montre sous la forme d'un bloc-diagramme un dispositif selon l'invention de suppression de bruit dans un signal de parole;
  • la figure 2 schématise des étapes de traitement mises en oeuvre dans un circuit du dispositif de la figure 1;
  • la figure 3 montre, sous forme de bloc-diagramme, une première réalisation selon l'invention d'un système mettant en oeuvre le dispositif de la figure 1 en combinaison avec un annuleur d'écho; et
  • la figure 4 montre, sous forme de bloc-diagramme, une seconde réalisation selon l'invention d'un système mettant en oeuvre le dispositif de la figure 1 en combinaison avec un annuleur d'écho
En référence à la figure 1, un dispositif selon l'invention de suppression d'un signal de bruit dans un signal de parole 1 comprend un circuit d'échantillonnage la, une unité de traitement fréquentiel 100, et un circuit de traitement temporel 14. L'unité de traitement fréquentiel 100 comprend en cascade un circuit d'extraction de composantes énergétiques 10, un circuit d'estimation de rapport signal sur bruit 11, un circuit de calcul de gain 12 et un circuit de synthèse de coefficients de filtrage 13. Le circuit de traitement temporel 14 est un filtre temporel, de type filtre à réponse impulsionnelle finie (FIR Filter en terminologie anglo-saxonne pour Finite Impulse Response Filter).
Le circuit d'échantillonnage la échantillonne à une fréquence F=1/T un signal analogique de parole bruité s(t) constitué d'un signal de bruit additionné à un signal de parole. Le signal de parole bruité échantillonné s(nT) résultant de cet échantillonnage est appliqué, d'une part, à une entrée du circuit d'extraction de composantes énergétiques 10 dans l'unité de traitement fréquentiel 100, et, d'autre part, à une entrée du filtre temporel 14. La figure 2 schématise les traitements effectués dans le circuit 10 qui reçoit le signal de parole bruité s(nT). Ce signal de parole bruité échantillonné s(nT) se présente sous la forme de trames successives d'échantillons, quatre d'entr'elles T(n-2), T(n-1), T(n) et T(n+1) étant représentées à une première ligne de la figure 2. Une trame T(n) est formée, selon la réalisation décrite, par M = 128 échantillons, notés e(n)m, l'indice m variant entre O et 127. Pour chaque trame de rang n, T(n), associée à un cycle de traitement donné du procédé selon l'invention, sont produits K=3 blocs d'échantillons B(1), B(2) et B(3), K étant un nombre entier. Ces K=3 blocs d'échantillons sont formés selon la réalisation décrite à partir, d'une part, de cette trame de rang n, T(n), et, d'autre part, des 2 trames T(n-2) et T(n-1), de rangs respectifs (n-2) et (n-1). Les K=3 blocs d'échantillons B(1) à B(3) sont entrelacés et comprennent chacun 2.M= 256 échantillons successifs dans les trames T(n-2) à T(n), à compter de K=3 premiers échantillons respectifs de rangs 0 et M/2=64 dans la trame T(n-2) et de rang O dans la trame T(n-1). Les groupes respectifs de 2.M échantillons formant les blocs B(1), B(2) et B(3) sont notés b(1)i, b(2)i; et b(3)i, i variant de 0 à (2.M - 1)=255. A ces groupes respectifs d'échantillons b(1)i, b(2)i, b(3)i, 0 ≤i ≤255, sont appliquées respectivement trois transformées de Fourier rapides identiques selon les étapes notées 100a, 100b, et 100c. Ces étapes de transformée de Fourier rapide peuvent éventuellement être précédées par une opération de fenétrage temporel. Par ces transformées de Fourier rapides, à chacun des K=3 groupes d'échantillons b(1)i, b(2)i et b(3)i, est associé l'un respectif de K=3 groupes de composantes fréquentielles, notés E(1)i, E(2)i et E(3)i, l'indice i variant de 0 à 255. L'étape notée 101 dans cette figure 2 vise à simplifier la mise en oeuvre des traitements ultérieurs en sélectionnant seulement une partie des composantes fréquentielles dans chaque groupe E(1)i à E(3)i, 0 ≤i ≤255. Cette étape se fonde sur la propriété suivante. La Transformée de Fourier Rapide d'un signal réel présente une pseudo-symétrie. En effet, en sachant que les échantillons formant le signal de parole sont réels, chaque groupe de composantes fréquentielles E(k)i, k= 1, 2 ou 3, peut s'écrire sous la forme: E(k)i={E(k)0,E(k)1,.,E(k)127,E(k)128,E(k)129=E(k)127,.,E(k)255=E(k)1}
L'étape de traitement 101 sélectionne, dans chaque groupe E(k=1)i ,E(k=2)i et E(k=3)i, 0 ≤i ≤255, une partie des composantes fréquentielles le constituant, à savoir les composantes fréquentielles E(k)O à E(k)128 de rang 0 à 128, qui forment un groupe de composantes fréquentielles sélectionnées. Ces 129 premières composantes fréquentielles sélectionnées sont suffisantes pour décrire chaque groupe E(k)i, 0≤i ≤255, de façon complète puisque les autres composantes fréquentielles dans le groupe, à savoir les 127 dernières composantes E(k)129 à E(k)255, se déduisent par symétrie. Les composantes fréquentielles E(k)O à E(k)128 qui sont sélectionnées dans chaque groupe présentent en effet un caractère de symétrie par rapport au complémentaire E(k)129 à E(k)255 de ces composantes sélectionnées parmi toutes les composantes fréquentielles dans le groupe qui sont produites initialement. En sortie du traitement 101, sont ainsi produites les composantes fréquentielles E(k)O à E(k)128 pour chaque groupe. Selon l'étape 102, les 129 composantes fréquentielles sélectionnées dans chaque groupe sont décimées par 2, en vue de ne retenir qu'une composante sur deux parmi chaque groupe de composantes sélectionné. Cette décimation par deux 102 vise à écarter sélectivement une composante sur deux, relative à une fréquence donnée, en vue d'inhiber l'effet d'interaction que produit sur cette composante chacune des deux composantes fréquentielles situées à deux fréquences respectives de part et d'autre de ladite fréquence donnée. En pratique, sont retenues les 65 composantes fréquentielles E(k)i, avec i=1, 3, 5,.., 127,128, sachant que la composante fréquentielle E(k)0 ne présente aucun intérêt à être retenue puisqu'il s'agit d'une composante continue. A des fins de simplification de notation, ces composantes fréquentielles E(k)i, avec i=1, 3, 5,..,127,128 sont notées E(k)j, avec 0 ≤j ≤64. En résultat des étapes 101 et 102, est ainsi produite pour chaque groupe initial de composantes E(1)i ,E(2)i et E(3)i, 0 ≤i ≤255, un groupe de composantes sélectionnées et décimées.
Selon l'étape 103, il est opéré un calcul de la moyenne énergétique de chaque triplet de K=3 composantes fréquentielles de même rang j dans les K=3 groupes de composantes fréquentielles sélectionnées et décimées E(1)j, E(2)j et E(3)j, l'indice j variant de 0 à 64, pour produire 65 composantes énergétiques moyennées Emj, j variant de 0 à 64. Ce calcul comprend l'élévation au carré du module de chaque composante fréquentielle de même rang j dans les K=3 groupes de composantes sélectionnées et décimées, en K=3 composantes énergétiques, puis la moyenne de ces K=3 composantes énergétiques.
Ainsi le dispositif 10 extrait pour un cycle relatif à une trame T(n) de traitement du signal de parole bruité s(nT), 65 composantes énergétiques Emj, chacune représentative d'une énergie, ou puissance, du signal de parole bruité s(nT) pour la fréquence, ou bande de fréquence, considérée. Il est à noter que toutes les étapes 100, 101 et 102 décrites relativement à la figure 2, bien qu'améliorant la mise en oeuvre du procédé selon l'invention, peuvent être réduites à une seule étape consistant en l'application d'une unique transformée de Fourier FFT aux M = 128 échantillons de la trame T(n) retenue pour le cycle de traitement considéré. En outre, l'étape de sélection 101 peut ou bien être opérée ou bien ne pas être opérée, et cela directement sur les composantes fréquentielles résultant du(des) traitement(s) FFT.
En revenant à la figure 1, les 65 composantes énergétiques Emj, 0 ≤j ≤64, sont appliquées à une entrée du circuit d'estimation de rapport signal sur bruit 11. Pour chacune de ces 65 composantes énergétiques extraites Emj, le circuit 11 estime un rapport de signal sur bruit SNRj entre le signal de parole bruité s(nT) et un signal de bruit inclus dans ce signal de parole bruité, pour la composante énergétique considérée Emj. Un tel rapport signal sur bruit est donné par: SNRj n = Emj n/Bj n    dans laquelle l'exposant n repère le cycle de traitement relatif à la trame T(n) de rang n et Bj dénote une composante d'énergie de bruit dans la composante énergétique Emj de rang j.
En pratique, une telle estimation du rapport signal sur bruit se base sur le calcul de la composante d'énergie de bruit estimée dans chaque composante énergétique donnée. Elle utilise par exemple le rapport entre la composante énergétique Emj n extraite et la composante énergétique de bruit Bj n-1 calculée précédemment au cours d'un cycle de traitement ayant précédé le cycle considéré de traitement de suppression de signal de bruit dans la trame T(n). Plus ce rapport est élevé, plus il traduit l'existence d'un signal de parole pour la composante énergétique fréquentielle Emj n considérée, auquel cas la composante de bruit Bj (n-1) calculée relativement à la composante énergétique Emj (n-1) pour le rang (n-1) est maintenue en la composante de bruit Bj n . Plus ce rapport est faible, plus il traduit le fait que la composante énergétique se résume à un signal de bruit, auquel cas la composante de bruit Bj n varie par calcul en conséquence. Le circuit 11 attribue un rapport signal sur bruit SNRj, 0 ≤j ≤64, à chaque composante énergétique extraite Emj, 0 ≤j ≤64, selon un algorithme d'estimation utilisant un tel principe. En fonction de ces 65 rapports signal sur bruit SNRj, le circuit 12 calcule pour chacun d'eux, un gain Gj, prenant par exemple une valeur comprise sensiblement entre 0 et 1, qui est directement lié au rapport signal sur bruit SNRj pour la composante fréquentielle correspondante. Pour une composante énergétique fréquentielle donnée Emj, plus le rapport SNRj du signal de parole bruité s(nT) sur signal de bruit est élevé, plus le gain Gj est faible, et plus le rapport SNRj du signal de parole bruité sur le signal de bruit est faible, plus le gain Gj est élevé. Ainsi est atténuée la composante de signal de bruit pour chaque composante énergétique fréquentielle Emj. Ces gains Gj sont tels que la pondération des composantes énergétiques Emj respectivement par ces gains donnerait un spectre discret de composantes énergétiques fréquentielles pondérées, qui serait représentatif du signal de parole bruité s(nT) dans lequel le signal de bruit est sensiblement supprimé.
Une sortie du circuit 12 produisant les gains Gj est appliquée à une entrée du circuit de synthèse des coefficients de filtrage 13. Ce circuit 13 comprend un premier circuit (non représenté) de duplication des 65 gains calculés Gj, en conformité avec l'équation donnée en (1). Ce circuit reçoit 65 gains, notés G0, G1,..,G64, et produit 128 gains pouvant s'écrire sous la forme d'un groupe de gains Gj, j compris entre 0 et 127, tel que suit: Gj={G0,G1,..,G63,G64,G65=G63,..,G127=G1}
Un second circuit (non représenté) dans le circuit de synthèse 13, sous la forme d'une Transformée de Fourier Inverse TFD-1, synthétise 128 coefficients C(nT) du filtre 14 par transformée de Fourier inverse des 128 gains Gj. Ces coefficients notés C(nT), au nombre de 128, sont appliquées à une première entrée de commande du filtre 14, typiquement filtre FIR. Une seconde entrée du filtre 14 reçoit le signal de parole bruité s(nT). Le filtre 14 opère une convolution des coefficients C(nT) avec les 128 échantillons de la trame T(n), en une trame débruitée de 128 échantillons formant partie du signal de parole débruité s*(nT). Le procédé résultant du dispositif décrit ci-dessus est naturellement "adaptatif" en ce sens que les coefficients C(nT) appliqués à l'entrée de commande du filtre FIR 14 sont modifiés pour chaque trame T(n), de rang n donné, en fonction des traitements 10, 11, 12 et 13 des échantillons formant le signal de parole à traiter.
En résumé de ce qui précède, la caractéristique principale du procédé de suppression de bruit selon l'invention est d'utiliser, d'une part, un traitement fréquentiel numérique 100 du signal de parole bruité, pour produire des coefficients temporels de filtrage C(nT), et, d'autre part, un traitement temporel numérique 14 du signal de parole bruité s(nT) en fonction des coefficients de filtrage C(nT), pour produire un signal de parole s*(nT) dans lequel le signal de bruit est sensiblement supprimé.
En référence à la figure 3, un système combiné de suppression de bruit et d'annulation d'écho selon une première variante de l'invention qui est inclus dans un terminal, typiquement un radiotéléphone main-libre, comprend un microphone 2, un haut parleur 4, un dispositif de suppression de bruit selon l'invention 1, tel que décrit précédemment, un circuit de traitement temporel 14' et un annuleur d'écho 3. Le dispositif de suppression de bruit 1 est identique au dispositif montré à la figure 1, et comprend principalement une unité de traitement fréquentiel 100 et un circuit de traitement temporel 14. L'annuleur d'écho est formé d'un soustracteur 30 et d'un circuit 31 qui produit un signal d'écho estimé. Le microphone 2 reçoit un signal de parole à transmettre [s(t)+e(t)] formé d'un signal de parole sonore bruité s(t) additionné à un signal d'écho e(t). Ce signal d'écho résulte du couplage acoustique entre les haut-parleur 4 et microphone 2. Le dispositif de suppression de bruit 1 traite, tel que décrit précédemment, le signal de parole à transmettre en un signal de parole transmis débruité [s*(nT)+e*(nT)] qui est appliqué à une première entrée du soustracteur 30 dont une seconde entrée reçoit la sortie du circuit 31. Un signal de parole reçu r(t) en provenance d'un terminal distant est appliqué, d'une part à une entrée du haut-parleur, et, d'autre part, à une entrée du circuit 31 à travers le circuit de traitement temporel 14' précédé par un échantillonneur 14a'. Selon une caractéristique importante de l'invention, le circuit de traitement temporel 14' est à chaque instant strictement similaire au circuit de traitement temporel 14 dans le dispositif de suppression de bruit 1 (FIG.1). Cette caractéristique se base sur le fait que l'écho estimé du signal reçu r(t) produit par le circuit 31 est à soustraire, dans le soustracteur 30, au signal d'écho traité par suppression de bruit e*(nT) dans le circuit 1 et non au signal d'écho original e(nT). Ce circuit 14' est donc une duplication pure et simple du circuit de traitement temporel 14 dans le dispositif 1, comme indiqué par la flèche en trait discontinu à deux extrémités dans la figure 3. Le circuit de traitement temporel 14' est donc associé à chaque instant aux mêmes 128 coefficients de filtrage C(nT) que le circuit 14 dans le dispositif 1. Il traite le signal de parole reçu r(t) en un signal de parole reçu débruité r*(nT). Ce traitement résulte de la convolution, par cycle de 128, des coefficients C(nT) et des échantillons r(nT) du signal reçu r(t). Le circuit 31 produit un signal d'estimation ê*(nT) du signal d'écho débruité e*(nT) à partir du signal de parole reçu débruité r*(nT) et de coefficients d'annulation d'écho w(nT). En sortie du soustracteur 30 est donc produit un signal de différence [s*(nT)+e*(nT)-ê*(nT)] dans lequel le signal d'écho est sensiblement supprimé. Les coefficients d'annulation d'écho w(nT) sont obtenus à partir de ce signal de différence.
En référence à la figure 4, un système combiné de suppression de bruit et d'annulation d'écho selon une seconde variante de l'invention comprend un microphone 2, un haut parleur 4, un annuleur d'écho 3, une unité de traitement fréquentiel 100, un circuit de traitement temporel 14 et un échantillonneur 5. Les unité 100 et circuit 14 sont identiques à ceux décrits dans la figure 1. L'annuleur d'écho 3 est formé d'un soustracteur 30 et d'un circuit 31 qui produit un signal d'écho estimé ê(nT). Le microphone 2 reçoit un signal de parole transmis [s(t)+e(t)] formé d'un signal de parole sonore bruité s(t) additionné à un signal d'écho e(t). Ce signal d'écho résulte du couplage acoustique entre les haut-parleur 4 et microphone 2. Le signal de parole transmis [s(t)+e(t)] est échantillonné dans l'échantillonneur 5 en le signal [s(nT)+e(nT)]. Ce signal échantillonné est appliqué, d'une part, à une entrée de l'unité 100, et, d'autre part, à une entrée du circuit 14 à travers le soustracteur 30. Un signal de parole reçu en provenance d'un terminal distant r(t) est appliqué, d'une part, à une entrée du circuit 31, et, d'autre part, à une entrée du haut-parleur 4. Le circuit 31, recevant le signal r(t), produit en réponse un signal d'écho estimé ê(nT) appliqué à une première entrée du soustracteur 30 dont une seconde entrée reçoit le signal de parole transmis [s(nT)+e(nT)]. En sortie du soustracteur 30, est produit un signal de différence [s(nT)+e(nT)-ê(nT)] appliqué au circuit 14. Selon cette variante, d'une part les traitements fréquentiels mis en oeuvre dans l'unité 100 s'opèrent sur le signal de parole transmis [s(nT)+e(nT)], et d'autre part le traitement temporel dans le circuit 14, à partir des coefficients C(nT) produits par l'unité 100, s'opère sur le signal de différence, ou signal de parole transmis traité par annulation d'écho, [s(nT)+e(nT)-ê(nT)]. Cette variante évite de "dupliquer" le circuit 14 dans la branche incluant le circuit 31, comme représenté par la flèche en trait discontinu dans la figure 3 pour la variante précédente.

Claims (7)

  1. Procédé de suppression d'un signal de bruit dans un signal de parole bruité (s(nT)) qui est échantillonné, comprenant les étapes de :
    traitement fréquentiel numérique (100) dudit signal de parole bruité, pour produire des coefficients temporels de filtrage (C(nT)), comportant les sous-étapes de :
    extraction (10) d'une pluralité de composantes énergétiques fréquentielles (Emj) dans ledit signal de parole bruité (s(nT)),
    estimation (11), pour chacune des composantes énergétiques fréquentielles extraites, d'un rapport (SNRj) entre un niveau d'énergie du signal de parole bruité (s(nT)) et un niveau d'énergie du signal de bruit,
    détermination (12) d'un gain (Gj) respectif pour ladite chacune des composantes énergétiques fréquentielles extraites (Emj), en fonction dudit rapport (SNRj) estimé entre le niveau d'énergie du signal de parole bruité (s(nT)) et le niveau d'énergie du signal de bruit pour ladite chacune sélectionnée des composantes fréquentielles, et
    synthèse (13) desdits coefficients de filtrage (C(nT)) en fonction desdits gains (Gj).
    traitement temporel numérique (14) dudit signal de parole bruité (s(nT)) en fonction desdits coefficients de filtrage (C(nT)), en un signal de parole (s*(nT)) dans lequel ledit signal de bruit est sensiblement supprimé.
  2. Procédé conforme à la revendication précédente, dans lequel ladite étape d'extraction de composantes énergétiques fréquentielles comprend les sous-étapes de:
    production (100a, 100b, 100c) de K groupes comprenant chacun une pluralité de composantes fréquentielles (E(1)i, E(2)i, E(3)i), respectivement pour K blocs (B(1), B(2), B(3)) entrelacés du signal de parole bruité (s(nT)), avec K entier, et
    calcul (103) d'une moyenne énergétique de K composantes fréquentielles de même rang (j) respectivement dans les K groupes, en l'une respective des composantes énergétiques fréquentielles extraites.
  3. Procédé conforme à la revendication 2, dans lequel ladite étape de calcul (103) est précédée, pour chacun des K groupes de composantes fréquentielles, par une étape de sélection (101) d'une partie des composantes fréquentielles ayant des rangs prédéterminés respectifs dans ledit chacun des groupes (E(1)i, E(2)i, E(3)i), ladite partie sélectionnée présentant un caractère de symétrie par rapport au complémentaire de cette partie parmi la pluralité des composantes fréquentielles extraites.
  4. Procédé conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel lesdites étapes de production (100a, 100b, 100c) et de synthèse (13) sont mises en oeuvre respectivement au moyen de Transformée de Fourier Rapide et Transformée de Fourier Inverse.
  5. Dispositif (1) de suppression d'un signal de bruit dans un signal de parole bruité (s(nT)) qui est échantillonné, comprenant, pour chacun de cycles de traitement successifs,:
    des moyens (10) pour extraire une pluralité de composantes énergétiques fréquentielles (Emj) dans ledit signal de parole bruité (s(nT)),
    des moyens (11) pour estimer, pour chacune des composantes énergétiques fréquentielles extraites, un rapport (SNRj) entre un niveau d'énergie du signal de parole bruité (s(nT)) et un niveau d'énergie de signal de bruit,
    des moyens pour déterminer (12) un gain (Gj) respectif pour ladite chacune des composantes énergétiques fréquentielles extraites (Emj), en fonction dudit rapport (SNRj) estimé entre le niveau d'énergie du signal de parole bruité (s(nT)) et le niveau d'énergie du signal de bruit pour ladite chacune sélectionnée des composantes fréquentielles,
    des moyens (13) pour synthétiser lesdits coefficients de filtrage (C(nT)) en fonction desdits gains (Gj), et
    des moyens de traitement temporel numérique (14) dudit signal de parole bruité (s(nT)) en fonction desdits coefficients de filtrage (C(nT)), en un signal de parole (s(nT)) dans lequel ledit signal de bruit est sensiblement supprimé.
  6. Système combiné d'annulation d'écho (3) et de suppression de bruit (1), comprenant :
    un dispositif de suppression de bruit (1) pour supprimer un signal de bruit dans un signal de parole à transmettre (s(nT)+e(nT)), en un signal de parole débruité,
    un annuleur d'écho (3) comprenant un premier moyen (31) pour produire un signal d'écho estimé (ê*(t)) en fonction d'un signal de parole donné (r*(nT)) et d'un signal de différence (s*(nT)+e*(nT)-ê*(nT)), et un second moyen (30) pour soustraire ledit signal d'écho estimé (ê*(t)) audit signal de parole débruité (s*(nT)+e*(nT)), en ledit signal de différence (s*(nT)+e*(nT)-ê*(nT)),
       caractérisé en ce que ledit dispositif de suppression de bruit comprend un moyen de traitement fréquentiel numérique (100) dudit signal de parole à transmettre, pour produire des coefficients temporels de filtrage (C(nT)), comportant:
    des moyens (10) pour extraire une pluralité de composantes énergétiques fréquentielles (Emj) dans ledit signal de parole bruité (s(nT)),
    des moyens (11) pour estimer, pour chacune des composantes énergétiques fréquentielles extraites, un rapport (SNRj) entre un niveau d'énergie du signal de parole bruité (s(nT)) et un niveau d'énergie de signal de bruit,
    des moyens pour déterminer (12) un gain (Gj) respectif pour ladite chacune des composantes énergétiques fréquentielles extraites (Emj), en fonction dudit rapport (SNRj) estimé entre le niveau d'énergie du signal de parole bruité (s(nT)) et le niveau d'énergie du signal de bruit pour ladite chacune sélectionnée des composantes fréquentielles,
    des moyens (13) pour synthétiser lesdits coefficients de filtrage (C(nT)) en fonction desdits gains (Gj),
       et en ce que ledit dispositif de suppression de bruit comporte en outre :
    un premier moyen de traitement temporel numérique (14) pour traiter ledit signal de parole à transmettre (s(nT)) en fonction desdits coefficients de filtrage (C(nT)), en ledit signal de parole débruité (s*(nT)+e*(nT)) dans lequel ledit signal de bruit est sensiblement supprimé
    un second moyen de traitement temporel numérique (14'), strictement similaire audit premier moyen de traitement temporel (14), pour traiter un signal de parole reçu d'un terminal distant (r(t)) en fonction desdits coefficients de filtrage (C(nT)), en ledit signal de parole donné (r*(nT)),
  7. Système combiné d'annulation d'écho (3) et de suppression de bruit (1) dans un signal de parole à transmettre (s(nT)+e(nT)), comprenant
    un annuleur d'écho (3) comprenant un premier moyen (31) pour produire un signal d'écho estimé (ê(t)) en fonction d'un signal de parole (r(t)) reçu d'un terminal distant et d'un signal de différence (s(nT)+e(nT)-ê(nT)), et un second moyen (30) pour soustraire ledit signal d'écho estimé (ê(t)) à un signal de parole à transmettre (s(nT)+e(nT)), en ledit signal de différence (s(nT)+e(nT)-ê(nT)),
       caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif de suppression de bruit (1) pour supprimer un signal de bruit dans le signal de différence (s(nT)+e(nT)-ê(nT)), en un signal de parole débruité (s*(nT)+e*(nT)-ê*(nT)), ledit dispositif de suppression de bruit comprenant d'une part :
    un moyen de traitement fréquentiel numérique (100) pour traiter ledit signal de parole à transmettre (s(nT)+e(nT)), afin de produire des coefficients temporels de filtrage (C(nT)), comportant :
    des moyens (10) pour extraire une pluralité de composantes énergétiques fréquentielles (Emj) dans ledit signal de parole bruité (s(nT)),
    des moyens (11) pour estimer, pour chacune des composantes énergétiques fréquentielles extraites, un rapport (SNRj) entre un niveau d'énergie du signal de parole bruité (s(nT)) et un niveau d'énergie de signal de bruit,
    des moyens pour déterminer (12) un gain (Gj) respectif pour ladite chacune des composantes énergétiques fréquentielles extraites (Emj), en fonction dudit rapport (SNRj) estimé entre le niveau d'énergie du signal de parole bruité (s(nT)) et le niveau d'énergie du signal de bruit pour ladite chacune sélectionnée des composantes fréquentielles,
    des moyens (13) pour synthétiser lesdits coefficients de filtrage (C(nT)) en fonction desdits gains (Gj), et
    et d'autre part un moyen de traitement temporel numérique (14) pour traiter ledit signal de différence (s(nT)+e(nT)-ê(nT)) en fonction desdits coefficients de filtrage (C(nT)), en un signal de parole débruité (s*(nT)+e*(nT)-ê*(nT)) dans lequel ledit signal de bruit est sensiblement suppprimé.
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Families Citing this family (46)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2729804B1 (fr) * 1995-01-24 1997-04-04 Matra Communication Annuleur d'echo acoustique a filtre adaptatif et passage dans le domaine frequentiel
JP2921472B2 (ja) * 1996-03-15 1999-07-19 日本電気株式会社 音声および雑音の除去装置、音声認識装置
US6192087B1 (en) 1996-11-15 2001-02-20 Conexant Systems, Inc. Method and apparatus for spectral shaping in signal-point limited transmission systems
US6278744B1 (en) 1996-11-15 2001-08-21 Conexant Systems, Inc. System for controlling and shaping the spectrum and redundancy of signal-point limited transmission
US5933495A (en) * 1997-02-07 1999-08-03 Texas Instruments Incorporated Subband acoustic noise suppression
JP3361724B2 (ja) 1997-06-11 2003-01-07 沖電気工業株式会社 エコーキャンセラ装置
US7853024B2 (en) * 1997-08-14 2010-12-14 Silentium Ltd. Active noise control system and method
IL121555A (en) * 1997-08-14 2008-07-08 Silentium Ltd Active acoustic noise reduction system
US6144735A (en) * 1998-03-12 2000-11-07 Westell Technologies, Inc. Filters for a digital subscriber line system for voice communication over a telephone line
US6115466A (en) * 1998-03-12 2000-09-05 Westell Technologies, Inc. Subscriber line system having a dual-mode filter for voice communications over a telephone line
US6549586B2 (en) * 1999-04-12 2003-04-15 Telefonaktiebolaget L M Ericsson System and method for dual microphone signal noise reduction using spectral subtraction
US6717991B1 (en) * 1998-05-27 2004-04-06 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) System and method for dual microphone signal noise reduction using spectral subtraction
US6122610A (en) * 1998-09-23 2000-09-19 Verance Corporation Noise suppression for low bitrate speech coder
US6487257B1 (en) * 1999-04-12 2002-11-26 Telefonaktiebolaget L M Ericsson Signal noise reduction by time-domain spectral subtraction using fixed filters
US6507623B1 (en) * 1999-04-12 2003-01-14 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) Signal noise reduction by time-domain spectral subtraction
US6411656B1 (en) * 1999-04-30 2002-06-25 3Com Corporation Echo cancelling softmodem
DE19925046A1 (de) * 1999-06-01 2001-05-03 Alcatel Sa Verfahren und Vorrichtung zur Unterdrückung von Rauschen und Echos
US6137880A (en) * 1999-08-27 2000-10-24 Westell Technologies, Inc. Passive splitter filter for digital subscriber line voice communication for complex impedance terminations
US7225001B1 (en) 2000-04-24 2007-05-29 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) System and method for distributed noise suppression
DE10043064B4 (de) * 2000-09-01 2004-07-08 Dietmar Dr. Ruwisch Verfahren und Vorrichtung zur Elimination von Lautsprecherinterferenzen aus Mikrofonsignalen
FR2820227B1 (fr) * 2001-01-30 2003-04-18 France Telecom Procede et dispositif de reduction de bruit
US6963760B2 (en) * 2001-10-01 2005-11-08 General Motors Corporation Method and apparatus for generating DTMF tones using voice-recognition commands during hands-free communication in a vehicle
JP2004061617A (ja) * 2002-07-25 2004-02-26 Fujitsu Ltd 受話音声処理装置
KR20050026320A (ko) * 2003-09-09 2005-03-15 삼성전자주식회사 데이터 재생 장치 및 방법
US7162212B2 (en) * 2003-09-22 2007-01-09 Agere Systems Inc. System and method for obscuring unwanted ambient noise and handset and central office equipment incorporating the same
US7065206B2 (en) 2003-11-20 2006-06-20 Motorola, Inc. Method and apparatus for adaptive echo and noise control
US20070033030A1 (en) * 2005-07-19 2007-02-08 Oded Gottesman Techniques for measurement, adaptation, and setup of an audio communication system
EP1941492A1 (fr) * 2005-10-25 2008-07-09 Anocsys AG Procede d'evaluation d'un signal utile au moyen d'un processus adaptatif
US7774396B2 (en) * 2005-11-18 2010-08-10 Dynamic Hearing Pty Ltd Method and device for low delay processing
WO2007095664A1 (fr) * 2006-02-21 2007-08-30 Dynamic Hearing Pty Ltd Procede et dispositif pour le traitement de faible retard
JP4827661B2 (ja) * 2006-08-30 2011-11-30 富士通株式会社 信号処理方法及び装置
US8855329B2 (en) * 2007-01-22 2014-10-07 Silentium Ltd. Quiet fan incorporating active noise control (ANC)
US7515703B1 (en) 2008-05-19 2009-04-07 International Business Machines Corporation Method and system for determining conference call embellishment tones and transmission of same
JP5056617B2 (ja) * 2008-06-26 2012-10-24 沖電気工業株式会社 暗騒音抑圧・エコー消去装置、方法及びプログラム
KR101737824B1 (ko) * 2009-12-16 2017-05-19 삼성전자주식회사 잡음 환경의 입력신호로부터 잡음을 제거하는 방법 및 그 장치
JP5672437B2 (ja) * 2010-09-14 2015-02-18 カシオ計算機株式会社 雑音抑制装置、雑音抑制方法およびプログラム
CN103607982B (zh) 2011-05-11 2016-10-12 塞伦蒂姆公司 噪声控制的装置、***和方法
US9928824B2 (en) 2011-05-11 2018-03-27 Silentium Ltd. Apparatus, system and method of controlling noise within a noise-controlled volume
KR101306868B1 (ko) * 2011-12-21 2013-09-10 황정진 미확인 시스템 모델링 방법 및 이를 이용한 하울링 제거 오디오 시스템
US8878678B2 (en) * 2012-05-29 2014-11-04 Cisco Technology, Inc. Method and apparatus for providing an intelligent mute status reminder for an active speaker in a conference
JP2014085609A (ja) * 2012-10-26 2014-05-12 Sony Corp 信号処理装置および方法、並びに、プログラム
CN103795473B (zh) * 2012-11-02 2017-04-12 华为技术有限公司 消除工频干扰的方法和***
CN103248337A (zh) * 2013-05-29 2013-08-14 中国电子科技集团公司第二十二研究所 一种空时级联抑制斜向探测电离图外部干扰的方法
CN104702245A (zh) * 2015-02-04 2015-06-10 航天科工深圳（集团）有限公司 抑制浪涌雷电波干扰的方法
US11488615B2 (en) 2018-05-21 2022-11-01 International Business Machines Corporation Real-time assessment of call quality
JP7348812B2 (ja) * 2019-10-31 2023-09-21 東京都公立大学法人 雑音抑制装置、雑音抑制方法及び音声入力機器

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4628529A (en) * 1985-07-01 1986-12-09 Motorola, Inc. Noise suppression system
JPS6343451A (ja) * 1986-08-11 1988-02-24 Mitsubishi Electric Corp 拡声通話回路
JPS63108822A (ja) * 1986-10-25 1988-05-13 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 音声通話信号の雑音抑圧装置
AU633673B2 (en) * 1990-01-18 1993-02-04 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Signal processing device
US5561667A (en) * 1991-06-21 1996-10-01 Gerlach; Karl R. Systolic multiple channel band-partitioned noise canceller
JPH0563609A (ja) * 1991-09-05 1993-03-12 Fujitsu Ltd エコーキヤンセラ方式
FI92535C (fi) * 1992-02-14 1994-11-25 Nokia Mobile Phones Ltd Kohinan vaimennusjärjestelmä puhesignaaleille
US5416847A (en) * 1993-02-12 1995-05-16 The Walt Disney Company Multi-band, digital audio noise filter
US5329587A (en) * 1993-03-12 1994-07-12 At&T Bell Laboratories Low-delay subband adaptive filter
US5406622A (en) * 1993-09-02 1995-04-11 At&T Corp. Outbound noise cancellation for telephonic handset

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