Sistema de supresión de ruidos de dos micrófonos robusto.

Un sistema para la reducción de ruido separando una señal de voz con respecto a un entorno acústico ruidoso,

comprendiendo el sistema:

una pluralidad de canales de entrada, recibiendo cada uno una o más señales acústicas;

por lo menos un filtro de fuente (120) dispuesto para separar las una o más señales acústicas en haces de voz(140) y de ruido (150), en el que el filtro de fuente comprende por lo menos un filtro direccional de hipercardioide(130);

por lo menos un filtro de separación de fuente ciega, BSS, 10 (410), en el que el filtro de separación de fuenteciega (410) puede accionarse para refinar los haces de voz y de ruido; y

por lo menos un supresor de ruido de sustracción espectral de doble entrada, DINS, (440), en el que el supresorde ruido de sustracción espectral de doble entrada está dispuesto para eliminar el ruido del haz de voz (430,140).

Sistema de supresión de ruidos de dos micrófonos robusto Antecedentes de la invención

1. Campo de la invención La presente invención se refiere a sistemas y a métodos para procesar múltiples señales acústicas, y más particularmente a separar las señales acústicas a través de filtrado.

2. Introducción A menudo es difícil detectar y reaccionar a una señal de información en un entorno ruidoso. En una comunicación en la que los usuarios hablan a menudo en entornos ruidosos, es deseable separar las señales de voz del usuario con respecto al ruido de fondo. El ruido de fondo puede incluir numerosas señales de ruido generadas por el entorno general, señales generadas por las conversaciones de fondo de otras personas, así como reflexiones y reverberación generadas a partir de cada una de las señales.

En entornos ruidosos, la comunicación de enlace ascendente puede ser un serio problema. La mayoría de soluciones a este problema de ruido o bien solo funcionan sobre ciertos tipos de ruido, tal como ruido estacionario, o bien producen unos artefactos de audio significativos que pueden ser tan molestos para el usuario como una señal ruidosa. Todas las soluciones existentes tienen desventajas que conciernen a la ubicación del ruido y de la fuente y al tipo de ruido que se está intentando suprimir.

El objeto de la presente invención es la provisión de un medio que suprima todas las fuentes de ruido con independencia de sus características, ubicación o movimiento temporales. La publicación de solicitud PCT con n.º WO 2004/053839 describe un sistema y método para separar una mezcla de señal de audio en señales de audio deseadas (por ejemplo, voz) y una señal de ruido. Se colocan micrófonos para recibir las señales de audio mezcladas y un análisis de componentes independientes (ICA) procesa la mezcla de sonido usando restricciones de estabilidad. El proceso de ICA usa unas características predefinidas de la señal de voz deseada para identificar y aislar una señal de sonido objetivo. Los coeficientes del filtro se adaptan con una regla de aprendizaje y la dinámica de actualización de pesos de filtro se estabiliza para ayudar a la convergencia a un resultado de señal de ICA separado estable. La publicación de solicitud PCT con n.º WO 2004/083884 describe un método y un dispositivo para segregar señales acústicas de acuerdo con el cual dos señales mezcladas acústicas dependientes del tiempo se detectan con la ayuda de por lo menos dos sensores acústicos. Las señales mixtas acústicas se transforman en el intervalo de frecuencia con la ayuda de un dispositivo de procesamiento para formar unas señales mixtas dependientes de la frecuencia que se analizan entonces con la ayuda del dispositivo de procesamiento usando un análisis de formación de haz cero sobre la base de un método de retardo y suma, que se lleva a cabo en el intervalo de frecuencia, con el fin de formar unas señales de salidas segregadas. La publicación de solicitud de patente de los EE. UU. con n.º US 2007/0030982 describe técnicas para extraer una señal acústica a partir de una fuente seleccionada a la vez que se suprime la interferencia a partir de otras fuentes usando dos o más micrófonos. Esta solicitud de patente describe el uso de unos micrófonos de tipo cardioide o hipercardioide.

Sumario de la invención De acuerdo con la presente invención, se proporciona un sistema y un método para la reducción de ruido tal como se indica en las reivindicaciones adjuntas.

Se da a conocer un sistema, método y aparato para separar una señal de voz con respecto a un entorno acústico ruidoso. El proceso de separación puede incluir un filtrado de fuente que puede ser filtrado direccional (formación de haz) , separación de fuente ciega y supresión de ruidos de sustracción espectral de doble entrada. Los canales de entrada pueden incluir dos micrófonos omnidireccionales cuya salida se procesa usando un filtrado de retardo de fase para formar unas formas de haz de voz y de ruido. Además, las formas de haz pueden corregirse en frecuencia. La operación de formación de haz genera un canal que es sustancialmente solo ruido, y otro canal que es una combinación de voz y ruido. Un algoritmo de separación de fuente ciega aumenta la separación direccional a través de técnicas estadísticas. La señal de ruido y la señal de voz se usan entonces para ajustar características de proceso en un supresor de ruido de sustracción espectral de doble entrada (DINS) para reducir o eliminar de forma eficiente la componente de ruido. De esta forma, el ruido se elimina de forma efectiva de la señal de combinación para generar una señal de voz de buena calidad.

Breve descripción de los dibujos Con el fin de describir la forma en la que pueden obtenerse las ventajas y características de la invención que se enumeran anteriormente, y otras, se dará una descripción más particular de la invención que se describe brevemente con anterioridad por referencia a realizaciones específicas de la misma, que se ilustran en los dibujos adjuntos. Entendiendo que estos dibujos representan solo realizaciones típicas de la invención y no ha de considerarse, por lo tanto, que sean limitantes de su alcance, la invención se describirá y explicará con especificidad y detalle adicionales a través del uso de los dibujos adjuntos, en los que:

La figura 1 es una vista en perspectiva de un formador de haz que emplea un filtro direccional de hipercardioide frontal para formar unas formas de haz de ruido y voz a partir de dos micrófonos omnidireccionales;

La figura 2 es una vista en perspectiva de un formador de haz que emplea un filtro direccional de hipercardioide frontal y un filtro direccional de cardioide posterior para formar unas formas de haz de ruido y voz a partir de dos micrófonos omnidireccionales;

La figura 3 es un diagrama de bloques de un supresor de ruido de sustracción espectral de doble entrada robusto (RDINS) de acuerdo con una posible realización de la invención;

La figura 4 es un diagrama de bloques de un filtro de separación de fuente ciega (BSS) y un supresor de ruido de sustracción espectral de doble entrada (DINS) de acuerdo con una posible realización de la invención;

La figura 5 es un diagrama de bloques de un filtro de separación de fuente ciega (BSS) y un supresor de ruido de sustracción espectral de doble entrada (DINS) que deriva la salida de voz de la BSS de acuerdo con una posible realización de la invención;

La figura 6 es un diagrama de flujo de un método para una estimación de ruido estático de acuerdo con una posible realización de la invención;

La figura 7 es un diagrama de flujo de un método para una estimación de ruido continua de acuerdo con una posible realización de la invención; y

La figura 8 es un diagrama de flujo de un método para un supresor de ruido de sustracción espectral de doble entrada robusto (RDINS) de acuerdo con una posible realización de la invención.

Descripción detallada de la invención Características y ventajas adicionales de la invención se expondrán en la descripción que sigue, y en parte serán obvias a partir de la descripción, o pueden aprenderse por la práctica de la invención. Las características y ventajas de la invención pueden realizarse y obtenerse por medio de los instrumentos y combinaciones que se señalan particularmente en las reivindicaciones adjuntas. Estas y otras características de la presente invención serán más plenamente evidentes a partir de la siguiente descripción y de las reivindicaciones adjuntas, o pueden aprenderse por la práctica de la invención según se expone en el presente documento.

Varias realizaciones de la invención se analizan en detalle a continuación. A pesar de que se analizan implementaciones específicas, debería entenderse que esto se hace solo para fines de ilustración. Un experto en la técnica pertinente reconocerá que otros componentes y configuraciones pueden usarse sin alejarse del espíritu y alcance de la invención.

La invención comprende una variedad de realizaciones, tal como un método y aparato y otras realizaciones que se refieren a los conceptos básicos de la invención.

La figura 1 ilustra un diagrama a modo de ejemplo de un formador de haz 100 para formar unas formas de haz de ruido y voz a partir de dos micrófonos omnidireccionales de acuerdo con una posible realización de la invención. Los dos micrófonos 110 están separados uno de otro. Cada micrófono puede recibir una señal de entrada directa o indirecta y puede emitir una señal. Los dos micrófonos 110 son omnidireccionales de tal modo que reciben el sonido casi de igual forma desde todas las direcciones en relación con el micrófono. Los micrófonos... [Seguir leyendo]

1. Un sistema para la reducción de ruido separando una señal de voz con respecto a un entorno acústico ruidoso, comprendiendo el sistema:

una pluralidad de canales de entrada, recibiendo cada uno una o más señales acústicas; por lo menos un filtro de fuente (120) dispuesto para separar las una o más señales acústicas en haces de voz

(140) y de ruido (150) , en el que el filtro de fuente comprende por lo menos un filtro direccional de hipercardioide (130) ; por lo menos un filtro de separación de fuente ciega, BSS, (410) , en el que el filtro de separación de fuente ciega (410) puede accionarse para refinar los haces de voz y de ruido; y por lo menos un supresor de ruido de sustracción espectral de doble entrada, DINS, (440) , en el que el supresor de ruido de sustracción espectral de doble entrada está dispuesto para eliminar el ruido del haz de voz (430, 140) .

2. El sistema de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el filtro de fuente (120) usa filtrado de retardo de fase para formar haces de voz (140) y de ruido (150) , y en el que los haces de voz y de ruido se corrigen en cuanto a su respuesta en frecuencia por el filtro de fuente.

3. El sistema de acuerdo con la reivindicación 1, en el que los haces de ruido (420) y de voz (430) refinados a partir del filtro de separación de fuente ciega, BSS, (410) se alimentan a un supresor de ruido de sustracción espectral de doble entrada, DINS, (440) .

4. El sistema de acuerdo con la reivindicación 1, en el que un haz de ruido refinado (420) a partir del filtro de separación de fuente ciega, BSS, (410) y el haz de voz (140, 430) a partir del filtro de fuente (120) se alimentan al supresor de ruido de sustracción espectral de doble entrada, DINS, (440) .

5. El sistema de acuerdo con la reivindicación 1, comprendiendo además el sistema:

disponer en cascada dos filtros de separación de fuente ciega, BSS; en el que la entrada a la cascada son los haces de voz (140) y de ruido (150) a partir del filtro de fuente (120) ; en el que la salida de la cascada se alimenta al supresor de ruido de sustracción espectral de doble entrada, DINS, (440) .

6. El sistema de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, que además comprende:

un par de micrófonos omnidireccionales para recibir las una o más señales acústicas.

7. El sistema de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, en el que el supresor de ruido de sustracción espectral de doble entrada (440) está dispuesto para eliminar el ruido del haz de voz (140, 430) usando un haz de ruido refinado (420) a partir del filtro de separación de fuente ciega, BSS, (410) con uno del haz de voz (140) a partir del filtro de fuente (120) y un haz de voz refinada (430) a partir del filtro de separación de fuente ciega, BSS, (410) .

8. Un método para la reducción de ruido, comprendiendo el método:

recibir una o más señales acústicas a partir de una pluralidad de canales de entrada; separar con un filtro de fuente (120) las una o más señales acústicas en haces de voz (140) y de ruido (150) , en el que el filtro de fuente comprende por lo menos un filtro direccional de hipercardioide (130) ; refinar los haces de voz y de ruido empleando por lo menos un filtro de separación de fuente ciega, BSS, (410) , en el que el filtro de separación de fuente ciega (410) puede accionarse para refinar los haces de voz y de ruido; y eliminar el ruido del haz de voz (140, 430) a través de por lo menos un supresor de ruido de sustracción espectral de doble entrada, DINS, (440) .

9. El método de acuerdo con la reivindicación 8, en el que eliminar el ruido incluye eliminar el ruido del haz de voz (140, 430) mediante el supresor de ruido de sustracción espectral de doble entrada, DINS, (440) usando un haz de ruido refinado (420) a partir del filtro de separación de fuente ciega, BSS, (410) con uno del haz de voz (140) a partir del filtro de fuente (120) y un haz de voz refinada (430) a partir del filtro de separación de fuente ciega, BSS, (410) .

10. El método de acuerdo con la reivindicación 8, en el que la separación en el filtro de fuente (120) es a través de filtrado de retardo de fase, y en el que los haces de voz (140) y de ruido (150) se corrigen en cuanto a su respuesta en frecuencia.

11. El método de acuerdo con la reivindicación 8, en el que los haces de ruido (420) y de voz (430) refinados a partir del filtro de separación de fuente ciega, BSS, (410) se alimentan al supresor de ruido de sustracción espectral de doble entrada, DINS, (440) .

12. El método de acuerdo con la reivindicación 8, en el que el haz de ruido refinado (420) a partir del filtro de separación de fuente ciega, BSS, (410) y el haz de voz (140) a partir del filtro de fuente (120) se alimentan al supresor de ruido de sustracción espectral de doble entrada, DINS, (440) .

13. El método de acuerdo con la reivindicación 8, comprendiendo además el método:

disponer en cascada dos filtros de separación de fuente ciega, BSS; en el que la entrada a la cascada son los haces de voz (140) y de ruido (150) a partir del filtro de fuente (120) ; en el que la salida de la cascada se alimenta al supresor de ruido de sustracción espectral de doble entrada,

DINS, (440) .