СПОСОБ И СИСТЕМА ДЛЯ МАСШТАБИРОВАНИЯ ПОДАВЛЕНИЯ СЛАБОГО СИГНАЛА БОЛЕЕ СИЛЬНЫМ В ОТНОСЯЩИХСЯ К РЕЧИ КАНАЛАХ МНОГОКАНАЛЬНОГО ЗВУКОВОГО СИГНАЛА
METHOD AND SYSTEM FOR SCALING SUPPRESSION OF WEAK SIGNAL WITH STRONGER SIGNAL IN SPEECH-RELATED CHANNELS OF MULTICHANNEL AUDIO SIGNAL

Перекрестная ссылка на родственные заявки
Данная заявка заявляет приоритет предварительной заявки на патент США № 61/311437, поданной 8 марта 2010 г., которая полностью включена в настоящий документ посредством ссылки.
ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Область технического применения
Изобретение относится к системам и способам улучшения разборчивости человеческой речи (например, диалога), определенной многоканальным звуковым сигналом. В некоторых вариантах осуществления изобретение представляет собой способ и систему для фильтрации звукового сигнала, содержащего речевой канал и неречевой канал, с целью улучшения разборчивости речи, определенной сигналом, путем определения по меньшей мере одного значения управления ослаблением, служащего признаком меры сходства между относящимся к речи содержанием, определенным речевым каналом, и относящимся к речи содержанием, определенным неречевым каналом, и ослабления неречевого канала в ответ на значение управления ослаблением.
2. Предпосылки изобретения
Повсюду в данном раскрытии, включая формулу изобретения, термин «речь» употребляется в широком смысле для обозначения человеческой речи. Поэтому «речь», определенная звуковым сигналом, представляет собой звуковое содержание сигнала, которое воспринимается как человеческая речь (например, диалог, монолог, пение или другая человеческая речь) при воспроизведении сигнала громкоговорителем (или другим звукоизлучающим преобразователем). Согласно типичным вариантам осуществления изобретения, слышимость речи, определенной звуковым сигналом, улучшается относительно другого звукового содержания (например, инструментальной музыки или неречевых звуковых эффектов), определенного сигналом, что, таким образом, улучшает разборчивость (например, ясность или легкость понимания) речи.
Повсюду в данном раскрытии, включая формулу изобретения, выражение «усиливающее речь содержание» канала или многоканального звукового сигнала представляет содержание (определенное каналом), которое усиливает разборчивость или другое воспринимаемое качество речевого содержания, определенное другим каналом (например, речевым каналом) сигнала.
Типичные варианты осуществления изобретения предполагают, что большая часть речи, определенная многоканальным входным звуковым сигналом, определяется центральным каналом этого сигнала. Это предположение находится в соответствии с общепринятым условием при получении окружающего звука, согласно которому большая часть речи обычно помещается только в один канал (центральный канал), и большая часть музыки, звукового сопровождения и звуковых эффектов обычно микшируется во все каналы (например, в левый, правый, левый окружающий и правый окружающий также хорошо, как и в центральный канал).
Поэтому центральный канал многоканального звукового сигнала в данном раскрытии иногда будет именоваться «речевым» каналом, а все остальные каналы сигнала (например, левый, правый, левый окружающий и правый окружающий) в данном описании иногда будут именоваться «неречевыми» каналами. Аналогично, «центральный» канал, генерируемый путем суммирования левого и правого каналов стереофонического сигнала, речь которого панорамируется по центру, в данном раскрытии иногда будет именоваться «речевым» каналом, а «побочный» канал, генерируемый путем вычитания такого центрального канала из левого (или правого) канала стереофонического сигнала, в данном раскрытии иногда будет именоваться «неречевым» каналом.
Повсюду в данном раскрытии, включая формулу изобретения, выражение выполнения операции «на» сигналах или данных (например, фильтрация, масштабирование, или преобразование сигналов или данных) употребляется в широком смысле для обозначения выполнения операции непосредственно на сигналах или данных или на обработанных версиях сигналов или данных (например, на версиях сигналов, которые перед выполнением на них указанной операции были подвергнуты предварительной фильтрации).
Повсюду в данном раскрытии, включая формулу изобретения, выражение «система» употребляется в широком смысле для обозначения устройства, системы или подсистемы. Например, подсистема, которая реализует декодер, может именоваться системой декодера, и система, содержащая такую подсистему (например, система, которая генерирует Х выходных сигналов в ответ на ряд входных сигналов, в которой подсистема генерирует М входных сигналов, и остальные Х-М входные сигналы принимаются из внешнего источника), также может именоваться системой декодера.
Повсюду в данном раскрытии, включая формулу изобретения, выражение «соотношение» первой величины («А») ко второй величине («В») употребляется в широком смысле для обозначения A/B, или B/A, или соотношения масштабированной, или смещенной, версии одной из величин, А или В, и масштабированной, или смещенной, версии другой величины, А или В (например, (A+x)/(B+y), где x и y - значения смещения).
Повсюду в данном раскрытии, включая формулу изобретения, выражение «воспроизведение» сигналов звукоизлучающими преобразователями (например, динамиками) обозначает вызов преобразователей для генерирования звука в ответ на сигналы, включая выполнение любого требуемого усиления и/или другой обработки сигналов.
Когда речь слышится в присутствии конкурирующих звуков (так, как при слушании друга сквозь шум толпы в ресторане), часть акустических свойств, которые передают фонематическое содержание речи (реплик), маскируется конкурирующими звуками и больше не является доступной слушателю для декодирования сообщения. По мере того как уровень конкурирующего звука увеличивается относительно уровня речи, сокращается количество реплик, которые принимаются верно, и восприятие речи постепенно становится все более затруднительным до тех пор, пока, при некотором уровне конкурирующего звука, процесс восприятия речи не прекратится. И хотя данная зависимость сохраняет силу для всех слушателей, уровень конкурирующего звука, который является допустимым для любого уровня речи, неодинаков для всех слушателей. Некоторые слушатели, например те, у которых потеря слуха по причине старения (пресбиакузиса), или те, которые слушают язык, приобретенный ими после полового созревания, менее способны к тому, чтобы переносить конкурирующие звуки, чем слушатели с хорошим слухом или слушатели, использующие их родной язык.
Тот факт, что слушатели отличаются своей способностью понимать речь в присутствии конкурирующих звуков, имеет последствия для уровня, на котором звуковое сопровождение и музыкальный фон в новостях или развлекательном звуковом материале смешивается с речью. Слушатели с потерей слуха, или слушатели, использующие иностранный язык, часто предпочитают менее высокий относительный уровень неречевого звукового материала, чем тот уровень, который предусматривается информационным наполнителем.
Для приспособления к этим специальным потребностям известно применение ослабления (подавления слабого сигнала более сильным) к неречевым каналам многоканального звукового сигнала, и применение меньшего ослабления (или отсутствие его применения) к речевому каналу сигнала для того, чтобы улучшить разборчивость речи, определяемой сигналом.
Например, международная заявка PCT, номер публикации WO №2010/011377, именующая автором изобретения Hannes Muesch и переданная Dolby Laboratories Licensing Corporation (опубликована 28 января 2010 г.), раскрывает то, что неречевые каналы (например, левый и правый каналы) многоканального звукового сигнала могут маскировать речь в речевом канале сигнала (например, в центральном канале) до точки, в которой требуемый уровень разборчивости речи больше не является удовлетворительным. WO №2010/011377 описывает, как определить функцию ослабления, предназначенную для ее применения схемой подавления слабого сигнала более сильным к неречевым каналам в попытке демаскировать речь в речевом канале, сохраняя при этом максимальную возможную часть замысла информационного наполнителя. Технология, описанная в WO №2010/011377, основывается на допущении, что содержание неречевого канала никогда не улучшает разборчивость (или другое воспринимаемое качество) речевого содержания, определенного речевым каналом.
Настоящее изобретение частично основывается на признании того, что, несмотря на то, что данное допущение верно для подавляющей части многоканального звукового содержания, оно действительно не всегда. Автор изобретения признал, что, когда по меньшей мере один неречевой канал многоканального звукового сигнала не содержит содержание, которое улучшает разборчивость (или другое воспринимаемое качество) речевого содержания, определяемого речевым каналом сигнала, фильтрация сигнала по способу согласно WO №2010/011377 может отрицательно повлиять на развлекательные впечатления лица, прослушивающего воспроизводимый фильтрованный сигнал. Согласно типичным вариантам осуществления настоящего изобретения, в те моменты времени, когда содержание не согласуется с допущением, лежащим в основе способа согласно WO №2010/011377, применение способа, описанного в WO №2010/011377, приостанавливается или модифицируется.
Существует потребность в способе и системе для фильтрации многоканального звукового сигнала с целью улучшения разборчивости речи в общем случае, когда по меньшей мере один неречевой канал звукового сигнала содержит содержание, которое улучшает разборчивость речевого содержания в речевом канале звукового сигнала.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В первом классе вариантов осуществления изобретение представляет собой способ фильтрации многоканального звукового сигнала, содержащего речевой канал и по меньшей мере один неречевой канал, с целью улучшения разборчивости речи, определенной сигналом. Способ предусматривает следующие этапы: (a) определение по меньшей мере одного значения управления ослаблением, служащего признаком меры сходства между относящимся к речи содержанием, определенный речевым каналом, и относящимся к речи содержанием, определенным по меньшей мере одним неречевым каналом многоканального звукового сигнала; и (b) ослабление по меньшей мере одного неречевого канала многоканального звукового сигнала в ответ по меньшей мере на одно значение управления ослаблением. Как правило, этап ослабления содержит масштабирование необработанного сигнала управления ослаблением (например, сигнала управления усилением с подавлением слабого сигнала более сильным) для неречевого канала в ответ по меньшей мере на одно значение управления ослаблением. Предпочтительно, неречевой канал ослабляется так, чтобы улучшить разборчивость речи, определенной речевым каналом, без нежелательного ослабления усиливающего речь содержания, определенного неречевым каналом. В некоторых вариантах осуществления изобретения каждое значение управления ослаблением, определенное на этапе (а), служит признаком меры сходства между относящимся к речи содержанием, определенным речевым каналом, и относящимся к речи содержанием, определенным одним неречевым каналом звукового сигнала, и этап (b) предусматривает этап ослабления указанного неречевого канала в ответ на каждое указанное значение управления ослаблением. В некоторых других вариантах осуществления изобретения этап (а) предусматривает этап получения производного неречевого канала из по меньшей мере одного неречевого канала звукового сигнала, и по меньшей мере одно значение управления ослаблением служит признаком меры сходства между относящимся к речи содержанием, определенным речевым каналом, и относящимся к речи содержанием, определенным производным неречевым каналом. Например, производный неречевой канал может быть сгенерирован путем суммирования, или иного микширования или сочетания по меньшей мере двух неречевых каналов звукового сигнала. Определение каждого значения управления ослаблением из единственного производного неречевого канала может снижать стоимость и сложность реализации некоторых вариантов осуществления изобретения в отношении стоимости и сложности определения различных подмножеств множества значений коэффициента ослабления из других неречевых каналов. В тех вариантах осуществления изобретения, где входной звуковой сигнал содержит по меньшей мере два неречевых канала, этап (b) может предусматривать этап ослабления подмножества неречевых каналов (например, каждого из неречевых каналов, из которых был получен производный неречевой канал) или всех неречевых каналов в ответ по меньшей мере на одно значение управления ослаблением (например, в ответ на единственную последовательность значений управления ослаблением).
В некоторых вариантах осуществления изобретения в первом классе этап (а) предусматривает этап генерирования сигнала управления ослаблением, служащего признаком последовательности значений управления ослаблением, где каждое из значений управления ослаблением служит признаком меры сходства между относящимся к речи содержанием, определенным речевым каналом, и относящимся к речи содержанием, определенным по меньшей мере одним неречевым каналом, в разное время (например, в другом промежутке времени), и этап (b) предусматривает следующие этапы: масштабирование сигнала управления усилением с подавлением слабого сигнала более сильным в ответ на сигнал управления ослаблением с целью генерирования масштабированного сигнала управления усилением, и применение масштабированного сигнала управления усилением для ослабления по меньшей мере одного неречевого канала (например, передачу масштабированного сигнала управления усилением в схему подавления слабого сигнала более сильным с целью управления ослаблением схемой подавления слабого сигнала более сильным по меньшей мере одного неречевого канала). Например, в некоторых таких вариантах осуществления изобретения этап (а) предусматривает этап сравнения первой последовательности относящихся к речи характерных свойств (служащей признаком относящегося к речи содержания, определенного речевым каналом) со второй последовательностью относящихся к речи характерных свойств (служащей признаком относящегося к речи содержания, определенного по меньшей мере одним неречевым каналом) с целью генерирования сигнала управления ослаблением, и каждое из значений управления ослаблением, указываемых сигналом управления ослаблением, служит признаком меры сходства между первой последовательностью относящихся к речи характерных свойств и второй последовательностью относящихся к речи характерных свойств в разное время (например, в другом промежутке времени). В некоторых вариантах осуществления изобретения каждое значение управления ослаблением представляет собой значение управления усилением.
В некоторых вариантах осуществления изобретения в первом классе каждое значение управления ослаблением монотонно относится к вероятности того, что по меньшей мере один неречевой канал звукового сигнала служит признаком усиливающего речь содержания, которое улучшает разборчивость (или другое воспринимаемое качество) речевого содержания, определенного речевым каналом. В некоторых других вариантах осуществления изобретения в первом классе каждое значение управления ослаблением монотонно относится к ожидаемому усиливающему речь значению по меньшей мере одного неречевого канала (например, по мере вероятности того, что по меньшей мере один неречевой канал служит признаком усиливающего речь содержания, умноженного на меру улучшения воспринимаемого качества, которое усиливающее речь содержание, определенное по меньшей мере одним неречевым каналом, могло бы обеспечивать для речевого содержания, определенного многоканальным сигналом). Например, когда этап (а) предусматривает этап сравнения первой последовательности относящихся к речи характерных свойств, служащей признаком относящегося к речи содержания, определенного речевым каналом, со второй последовательностью относящихся к речи характерных свойств, служащей признаком относящегося к речи содержания, определенного по меньшей мере одним неречевым каналом, первая последовательность относящихся к речи характерных свойств может представлять собой последовательность значений вероятности речи, каждое из которых указывает в разное время (например, в другом промежутке времени) вероятность того, что речевой канал служит признаком речи (а не иного, чем речь звукового содержания), и вторая последовательность относящихся к речи характерных свойств также может представлять собой последовательность значений вероятности речи, каждое из которых указывает в разное время (например, в другом промежутке времени) вероятность того, что неречевой канал служит признаком речи. Известны различные способы автоматического генерирования из звукового сигнала указанных последовательностей значений вероятности речи. Например, один из таких способов описан авторами Robinson и Vinton в препринте "Automated Speech/Other Discrimination for Loudness Monitoring" (Audio Engineering Society, Preprint number 6437 of Convention 118, май 2005 года).
В альтернативном варианте предполагается, что последовательности значений вероятности речи могут создаваться вручную (например, информационным наполнителем) и передаваться конечному пользователю параллельно с многоканальным звуковым сигналом.
Во втором классе вариантов осуществления изобретения, где многоканальный звуковой сигнал содержит речевой канал и по меньшей мере два неречевых канала, которые содержат первый неречевой канал и второй неречевой канал, способ изобретения включает следующие этапы: (а) определение по меньшей мере одного первого значения управления ослаблением, служащего признаком меры сходства между относящимся к речи содержанием, определенным речевым каналом, и вторым относящимся к речи содержанием, определенным первым неречевым каналом (например, определение, которое заключается в сравнении первой последовательности относящихся к речи характерных свойств, служащей признаком относящегося к речи содержания, определенного речевым каналом, со второй последовательностью относящихся к речи характерных свойств, служащей признаком второго относящегося к речи содержания); и (b) определение по меньшей мере одного второго значения управления ослаблением, служащего признаком меры сходства между относящимся к речи содержанием, определенным речевым каналом, и третьим относящимся к речи содержанием, определенным вторым неречевым каналом (определение, которое заключается в сравнении третьей последовательности относящихся к речи характерных свойств, служащей признаком относящегося к речи содержания, определенного речевым каналом, с четвертой последовательностью относящихся к речи характерных свойств, служащей признаком третьего относящегося к речи содержания, где третья последовательность относящихся к речи характерных свойств может быть идентична первой последовательности относящихся к речи характерных свойств из этапа (а)). Как правило, способ предусматривает этап ослабления первого неречевого канала (например, масштабируемого ослабления первого неречевого канала) в ответ по меньшей мере на одно первое значение управления ослаблением и ослабления второго неречевого канала (например, масштабируемого ослабления второго неречевого канала) в ответ по меньшей мере на одно второе значение управления ослаблением. Предпочтительно, каждый неречевой канал ослабляется так, чтобы улучшить разборчивость речи, определенной речевым каналом, без нежелательного ослабления усиливающего речь содержания, определенного тем или иным неречевым каналом.
В некоторых вариантах осуществления изобретения во втором классе:
по меньшей мере одно первое значение управления ослаблением, определенное на этапе (а), представляет собой последовательность значений управления ослаблением, и каждое из значений управления ослаблением представляет собой значение управления усилением, предназначенное для масштабирования величины усиления, применяемого к первому неречевому каналу схемой подавления слабого сигнала более сильным с тем, чтобы улучшить разборчивость речи, определенной речевым каналом, без нежелательного ослабления усиливающего речь содержания, определенного первым неречевым каналом; и
по меньшей мере одно второе значение управления ослаблением, определенное на этапе (b), представляет собой последовательность вторых значений управления ослаблением, и каждое из вторых значений управления ослаблением представляет собой значение управления усилением, предназначенное для масштабирования величины усиления, применяемого ко второму неречевому каналу схемой подавления слабого сигнала более сильным с тем, чтобы улучшить разборчивость речи, определенной речевым каналом, без нежелательного ослабления усиливающего речь содержания, определенного вторым неречевым каналом.
В третьем классе вариантов осуществления изобретение представляет собой способ фильтрации многоканального звукового сигнала, содержащего речевой канал и по меньшей мере один неречевой канал, с целью улучшения разборчивости речи, определенной сигналом. Способ предусматривает следующие этапы: (а) сравнение характеристики речевого канала и характеристики неречевого канала с целью генерирования по меньшей мере одного значения коэффициента ослабления, предназначенного для управления ослаблением неречевого канала относительно речевого канала; и (b) корректировка по меньшей мере одного значения коэффициента ослабления в ответ по меньшей мере на одно значение вероятности усиления речи с целью генерирования по меньшей мере одного скорректированного значения коэффициента ослабления, предназначенного для управления ослаблением неречевого канала относительно речевого канала. Как правило, этап корректировки представляет собой (или содержит) масштабирование каждого указанного значения коэффициента ослабления в ответ на одно указанное значение вероятности усиления речи с целью генерирования указанного скорректированного значения коэффициента ослабления. Как правило, каждое значение вероятности усиления речи служит признаком (например, монотонно относится к) вероятности того, что неречевой канал (или неречевой канал, полученный из неречевого канала или из множества неречевых каналов входного звукового сигнала) служит признаком усиливающего речь содержания (содержания, которое улучшает разборчивость или другое воспринимаемое качество речевого содержания, определенного речевым каналом). В некоторых вариантах осуществления изобретения значение вероятности усиления речи служит признаком ожидаемого усиливающего речь значения для неречевого канала (например, мерой вероятности того, что неречевой канал служит признаком усиливающего речь содержания, умноженного на меру улучшения воспринимаемого качества, которое усиливающее речь содержание неречевого канала могло бы обеспечивать для речевого содержания, определенного многоканальным звуковым сигналом). В некоторых вариантах осуществления изобретения в третьем классе по меньшей мере одно значение вероятности усиления речи представляет собой последовательность сравнительных значений (например, значений разности), определенных по способу, который предусматривает этап сравнения первой последовательности относящихся к речи характерных свойств, служащей признаком относящегося к речи содержания, определенного речевым каналом, со второй последовательностью относящихся к речи характерных свойств, служащей признаком относящегося к речи содержания, определенного неречевым каналом, и каждое из сравнительных значений является мерой сходства между первой последовательностью относящихся к речи характерных свойств и второй последовательностью относящихся к речи характерных свойств в разное время (например, в другом промежутке времени). В типичных вариантах осуществления изобретения в третьем классе способ также включает этап ослабления неречевого канала в ответ по меньшей мере на одно скорректированное значение коэффициента ослабления. Этап (b) может содержать масштабирование по меньшей мере одного значения коэффициента ослабления (которое, как правило, является, или определяется, сигналом управления усилением с подавлением слабого сигнала более сильным или другого необработанного сигнала управления ослаблением) в ответ по меньшей мере на одно значение вероятности усиления речи.
В некоторых вариантах осуществления изобретения в третьем классе каждое значение коэффициента ослабления, генерируемое на этапе (а), представляет собой первый множитель, служащий признаком величины коэффициента ослабления неречевого канала, необходимой для ограничения соотношения мощности сигнала в неречевом канале и мощности сигнала в речевом канале так, чтобы оно не превышало предварительно определенное пороговое значение, масштабированное посредством второго множителя, монотонно связанного с вероятностью того, что речевой канал служит признаком речи. Как правило, этап корректировки в этих вариантах осуществления изобретения представляет собой (или содержит) масштабирование каждого указанного значения коэффициента ослабления посредством одного указанного значения вероятности усиления речи с целью генерирования одного указанного скорректированного значения коэффициента ослабления, где значение вероятности усиления речи представляет собой множитель, монотонно связанный с одной из следующих величин: вероятностью того, что неречевой канал служит признаком усиливающего речь содержания (содержания, которое увеличивает разборчивость, или другое воспринимаемое качество, речевого содержания, определенного многоканальным звуковым сигналом), и ожидаемым усиливающим речь значением для неречевого канала (например, мерой вероятности того, что неречевой канал служит признаком усиливающего речь содержания, умноженной на меру улучшения воспринимаемого качества, которое усиливающее речь содержание неречевого канала могло бы обеспечивать для речевого содержания, определяемого многоканальным звуковым сигналом).
В некоторых вариантах осуществления изобретения в третьем классе каждое значение коэффициента ослабления, генерируемое на этапе (а), представляет собой первый множитель, служащий признаком величины (например, минимальной величины) ослабления неречевого канала, достаточной для того, чтобы вызывать превышение предварительно определенного порогового значения прогнозируемой разборчивостью речи, определяемой речевым каналом в присутствии содержания, определенного неречевым каналом, масштабированный посредством второго множителя, монотонно связанного с вероятностью того, что речевой канал служит признаком речи. Предпочтительно, прогнозируемая разборчивость речи, определенная речевым каналом в присутствии содержания неречевого канала, определяется согласно модели прогнозирования разборчивости на психоакустической основе. Как правило, этап корректировки в данных вариантах осуществления изобретения представляет собой (или содержит) масштабирование каждого указанного значения коэффициента ослабления посредством одного указанного значения вероятности усиления речи с целью генерирования одного указанного скорректированного значения коэффициента ослабления, где значение вероятности усиления речи представляет собой множитель, монотонно связанный с одной из следующих величин: вероятностью того, что неречевой канал служит признаком усиливающего речь содержания, и ожидаемым усиливающим речь значением неречевого канала.
В некоторых вариантах осуществления изобретения в третьем классе этап (а) предусматривает этапы генерирования каждого указанного значения коэффициента ослабления, заключающегося в определении спектра мощности (служащего признаком мощности как функции частоты) каждого из каналов, речевого канала и неречевого канала, и выполнения в частотной области определения значения коэффициента ослабления в ответ на каждый из указанных спектров мощности. Предпочтительно, значения коэффициента ослабления, генерируемые таким образом, определяют ослабление как функцию частоты, которую необходимо приложить к частотным составляющим неречевого канала.
В одном из классов вариантов осуществления изобретение представляет собой способ и систему для усиления речи, определенной многоканальным входным звуковым сигналом. В некоторых вариантах осуществления изобретения система согласно изобретению содержит модуль (подсистему) анализа, сконфигурированный для анализа входного многоканального сигнала с целью генерирования значений управления ослаблением, и подсистему ослабления. Подсистема ослабления сконфигурирована для применения ослабления с подавлением слабого сигнала более сильным, которое управляется по меньшей мере некоторыми из значений управления ослаблением, к каждому неречевому каналу входного сигнала с целью генерирования фильтрованного выходного звукового сигнала. В некоторых вариантах осуществления изобретения подсистема ослабления содержит схему подавления слабого сигнала более сильным (управляемую по меньшей мере некоторыми из значений управления ослаблением), подключенную и сконфигурированную для применения ослабления (подавления слабого сигнала более сильным) к каждому неречевому каналу входного сигнала с целью генерирования фильтрованного выходного звукового сигнала. Схема подавления слабого сигнала более сильным управляется управляющими значениями в том смысле, что ослабление, которое она применяет к неречевым каналам, определяется текущими значениями управляющих значений.
В типичных вариантах осуществления изобретения система согласно изобретению представляет собой, или содержит, универсальный или специализированный процессор, запрограммированный посредством программного обеспечения (или встроенного программного обеспечения) и/или иначе сконфигурированный для выполнения одного из вариантов осуществления способа изобретения. В некоторых вариантах осуществления изобретения система согласно изобретению представляет собой универсальный процессор, подключенный для приема входных данных, служащих признаком входного звукового сигнала, и запрограммированный (посредством надлежащего программного обеспечения) на генерирование выходных данных, служащих признаком выходного звукового сигнала, в ответ на входные данные путем выполнения одного из вариантов осуществления способа изобретения. В других вариантах осуществления изобретения система согласно изобретению реализуется путем надлежащего конфигурирования (например, программирования) конфигурируемого процессора обработки цифровых звуковых сигналов (DSP). Звуковой DSP может представлять собой традиционный DSP, который является конфигурируемым (например, программируемым посредством надлежащего программного обеспечения или встроенного программного обеспечения, или иначе конфигурируемым в ответ на управляющие данные) для выполнения любой из ряда операций на входном звуковом сигнале. В действии звуковой DSP, который сконфигурирован для выполнения активного усиления речи согласно изобретению и подключается для приема входного звукового сигнала, и DSP, как правило, в дополнение к усилению речи (наряду с усилением речи) выполняет ряд операций на входном звуковом сигнале. Согласно различным вариантам осуществления изобретения, звуковой DSP является действующим для выполнения одного из вариантов осуществления способа изобретения после того, как он конфигурируется (например, программируется) для генерирования выходного звукового сигнала в ответ на входной звуковой сигнал путем выполнения способа на входном звуковом сигнале.
Особенности настоящего изобретения предусматривают систему, сконфигурированную (например, запрограммированную) для выполнения любого из вариантов осуществления способа изобретения, и машинно-читаемый носитель данных (например, диск), в памяти которого хранится код, предназначенный для реализации любого из вариантов осуществления способа изобретения.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ
ФИГ. 1 - блок-схема одного из вариантов осуществления системы согласно изобретению.
ФИГ. 1A - блок-схема другого варианта осуществления системы согласно изобретению.
ФИГ. 2 - блок-схема другого варианта осуществления системы согласно изобретению. ФИГ. 2A - блок-схема другого варианта осуществления системы согласно изобретению. ФИГ. 3 - блок-схема другого варианта осуществления системы согласно изобретению.
ФИГ. 4 - блок-схема процессора обработки цифровых звуковых сигналов (DSP), который является одним из вариантов осуществления системы согласно изобретению.
ФИГ. 5 - блок-схема компьютерной системы, содержащей машинно-читаемый носитель данных 504, в памяти которого хранится компьютерный код, предназначенный для программирования системы с целью выполнения одного из вариантов осуществления способа изобретения.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Технологически возможными являются многие варианты осуществления настоящего изобретения. Из настоящего раскрытия средним специалистам в данной области будет ясно, как их реализовать. Варианты осуществления системы согласно изобретению, способа и носителя данных будут описаны со ссылкой к ФИГ. 1, 1A, 2, 2A и 3-5.
Автор изобретения сделал наблюдение, что содержание некоторых многоканальных звуковых сигналов имеет отличающееся, все еще относящееся к речи содержание в речевом канале и в по меньшей мере одном неречевом канале. Например, многоканальные звукозаписи некоторых театрализованных представлений микшированы так, что «сухая» речь (т.е. речь без заметной реверберации) помещается в речевой канал (как правило, центральный канал, С, сигнала), и та же речь, но со значительной реверберационной составляющей («сырая» речь), помещается в неречевые каналы сигнала. В типичном сценарии сухая речь представляет собой сигнал от микрофона, который театральный исполнитель держит близко ко рту, и сырая речь представляет собой сигнал от микрофонов, расположенных в аудитории. Сырая речь связана с сухой речью, поскольку она представляет собой то, как выступление слышится на месте в аудитории. Однако она отличается от сухой речи. Как правило, сырая речь запаздывает относительно сухой речи и имеет отличающийся спектр и различные дополнительные составляющие (например, шум в аудитории и реверберацию).
В зависимости от относительных уровней сухой и сырой речи существует возможность того, что сырая составляющая речи будет маскировать сухую составляющую речи до той степени, когда ослабление неречевых каналов в схеме подавления слабого сигнала более сильным (например, как в способе, описанном в процитированной выше заявке WO №2010/011377) будет нежелательным образом ослаблять сигнал сырой речи. Хотя сухую и сырую составляющие речи можно описать как отдельные сущности, слушатель в своем восприятии смешивает обе эти составляющие и слышит их как единый поток речи. Ослабление сырой составляющей речи (например, в схеме подавления слабого сигнала более сильным) может оказывать влияние, выражающееся в снижении воспринимаемой громкости смешанного речевого потока наряду с сокращением ширины его отображения. Автор изобретения осознал, что многоканальные звуковые сигналы, содержащие сырую и сухую составляющие речи отмеченного типа, часто могут быть более приятными для восприятия, а также в большей степени способствующими разборчивости речи, если уровень сырых составляющих речи не изменяется в ходе усиливающей речь обработки сигналов.
Изобретение частично основывается на осознании того, что, когда по меньшей мере один неречевой канал многоканального звукового сигнала содержит содержание, которое увеличивает разборчивость (или другое воспринимаемое качество) речевого содержания, определенного речевым каналом сигнала, фильтрация неречевых каналов сигнала с использованием схемы подавления слабого сигнала более сильным (например, в соответствии со способом WO №2010/011377) может отрицательно влиять на развлекательные впечатления лица, прослушивающего воспроизводимый фильтрованный сигнал. Согласно типичным вариантам осуществления изобретения, ослабление (в схеме подавления слабого сигнала более сильным) по меньшей мере одного неречевого канала многоканального звукового сигнала приостанавливается, или модифицируется, в те промежутки времени, когда неречевой канал содержит усиливающее речь содержание (содержание, которое улучшает разборчивость, или другое воспринимаемое качество, речевого содержания, определенного речевым каналом сигнала). В те моменты времени, когда неречевой канал не содержит усиливающее речь содержание (или не содержит усиливающее речь содержание, которое удовлетворяет предварительно определенному критерию), неречевой канал ослабляется нормально (ослабление не приостанавливается или не модифицируется).
Типичным многоканальным сигналом (содержащим речевой канал), для которого не подходит традиционная фильтрация в схеме подавления слабого сигнала более сильным, является сигнал, содержащий по меньшей мере один неречевой канал, который переносит речевые знаки, в значительной мере, идентичные речевым знакам в речевом канале. Согласно типичным вариантам осуществления настоящего изобретения, последовательность относящихся к речи характерных свойств в речевом канале сравнивается с последовательностью относящихся к речи характерных свойств в неречевом канале. Существенное сходство двух последовательностей свойств указывает на то, что неречевой канал (т.е. сигнал в неречевом канале) вносит вклад в информацию, полезную для понимания речи в речевом канале, и что ослабления неречевого канала следует избегать.
Для того чтобы оценить значимость изучения сходства между указанными последовательностями относящихся к речи характерных свойств, а не самих сигналов, важно понимать, что «сухое» и «сырое» речевое содержание (определенное речевым и неречевым каналами) не является идентичным; сигналы, служащие признаками двух типов речевого содержания, как правило, смещены во времени, подвергнуты отличающимся процессам фильтрации и содержат различные дополнительные посторонние составляющие. Поэтому прямое сравнение двух сигналов будет приводить к низкому сходству независимо от того, вносит ли неречевой канал речевые знаки, аналогичные речевым знакам в речевом канале (как в случае сухой и сырой речи), несвязанные речевые знаки (как в случае двух несвязанных голосов в речевом и неречевом каналах [например, целевой беседы в речевом канале и фоновой неразборчивой речи - в неречевом канале]), или вообще не переносит речевые знаки (например, неречевой канал переносит музыку и эффекты). Основываясь на сравнении характерных свойств речи (как в предпочтительных вариантах осуществления настоящего изобретения) достигается уровень абстракции, который уменьшает воздействие не относящихся к речи особенностей, таких как, например, небольшие величины задержки, спектральные различия и посторонние дополнительные сигналы. Таким образом, предпочтительные реализации изобретения генерируют по меньшей мере два потока характерных свойств речи: один - представляющий сигнал в речевом канале; и по меньшей мере один - представляющий сигнал в неречевом канале.
Первый вариант (125) осуществления системы согласно изобретению будет описан со ссылкой к ФИГ. 1. В ответ на многоканальный звуковой сигнал, содержащий речевой канал 101 (центральный канал С) и два неречевых канала 102 и 103 (левый и правый каналы L и R), система по ФИГ. 1 фильтрует неречевые каналы, генерируя фильтрованный многоканальный выходной звуковой сигнал, содержащий речевой канал 101 и фильтрованные неречевые каналы 118 и 119 (фильтрованные левый и правый каналы L' и R'). В альтернативном варианте один или оба неречевых канала 102 и 103 могут относиться к другому типу неречевых каналов многоканального звукового сигнала (например, к левому заднему и/или правому заднему каналам 5.1-канального звукового сигнала), или могут представлять собой производный неречевой канал, полученный из (например, являющийся комбинацией) любого из ряда различных подмножеств неречевых каналов многоканального звукового сигнала. В альтернативном варианте варианты осуществления системы согласно изобретению могут реализовываться для фильтрации только одного неречевого канала или более чем двух неречевых каналов многоканального звукового сигнала.
С отсылкой к ФИГ. 1, неречевые каналы 102 и 103, соответственно, направляются в усилители 117 и 116 с подавлением слабого сигнала более сильным. В действии усилитель 116 с подавлением слабого сигнала более сильным управляется управляющим сигналом S3 (который служит признаком последовательности управляющих значений и поэтому также именуется последовательностью S3 управляющих значений), выходящим из умножающего элемента 114, и усилитель 117 с подавлением слабого сигнала более сильным управляется управляющим сигналом S4 (который служит признаком последовательности управляющих значений и поэтому также именуется последовательностью S4 управляющих значений), выходящим из умножающего элемента 115.
Мощность каждого канала многоканального звукового сигнала измеряется блоком оценивателей мощности (104, 105 и 106) и выражается в логарифмической шкале [дБ]. Указанные оцениватели мощности могут реализовывать механизм сглаживания, такой как квазиинтегратор, для того, чтобы измеренный уровень мощности отражал уровень мощности, усредненный по всей продолжительности предложения или по всему проходу. Уровень мощности сигнала в речевом канале вычитается из уровня мощности в каждом из неречевых каналов (при помощи вычитающих элементов 107 и 108), давая меру соотношения между двумя типами сигналов. Выходной сигнал элемента 107 представляет собой меру соотношения мощности в неречевом канале 103 и мощности в речевом канале 101. Выходной сигнал элемента 108 представляет собой меру соотношения мощности в неречевом канале 102 и мощности в речевом канале 101.
Схема 109 сравнения определяет для каждого неречевого канала количество децибел (дБ), на которое неречевой канал должен быть ослаблен для того, чтобы его уровень мощности оставался по меньшей мере на  дБ ниже уровня мощности сигнала в речевом канале (где символ , также известный как рукописная тета, обозначает предварительно определенное пороговое значение). В одной из реализаций схемы 109 элемент 120 сложения добавляет пороговое значение  (хранящееся в памяти элемента 110, который может представлять собой регистр) к разности уровней мощности (или «запасу») между неречевым каналом 103 и речевым каналом 101, и элемент 121 сложения добавляет пороговое значение  к разности уровней мощности между неречевым каналом 102 и речевым каналом 101. Элементы 111-1 и 112-1, соответственно, изменяют знак выходного сигнала элементов 120 и 121 сложения. Указанная операция изменения знака преобразовывает значения коэффициента ослабления в значения коэффициента усиления. Элементы 111 и 112 ограничивают каждый результат так, чтобы он был меньше или равен нулю (выходной сигнал элемента 111-1 подается в ограничитель 111, выходной сигнал элемента 112-1 подается в ограничитель 112). Текущее значение C1 выходного сигнала ограничителя 111 определяет усиление (отрицательное ослабление) в дБ, которое должно быть приложено к неречевому каналу 103 для того, чтобы его уровень мощности был на  дБ ниже уровня мощности речевого канала 101 (в настоящий момент времени, или в текущем временном окне, многоканального входного звукового сигнала). Текущее значение С2 выходного сигнала ограничителя 112 определяет усиление (отрицательное ослабление) в дБ, которое должно быть приложено к неречевому каналу 102 для того, чтобы его уровень мощности был на  дБ ниже уровня мощности речевого канала 101 (в настоящий момент времени, или в текущем временном окне, многоканального входного звукового сигнала). Типичное пригодное значение  составляет 15 дБ.
Поскольку между мерой, выраженной в логарифмической шкале (дБ), и той же мерой, выраженной в линейной шкале, существует однозначное соответствие, схема (или запрограммированный, или иначе сконфигурированный процессор), эквивалентная элементам 104, 105, 106, 107, 108 и 109 по ФИГ. 1, может быть построена и так, чтобы мощность, коэффициент усиления и пороговое значение были выражены в линейной шкале. В такой реализации все разности уровней замещаются соотношениями линейных мер. Альтернативные реализации могут замещать меру мощности мерами, которые связаны с уровнем сигнала, таким как абсолютное значение сигнала.
Сигнал С1 на выходе из ограничителя 111 представляет собой необработанный сигнал управления ослаблением для неречевого канала 103 (сигнал управления усилением для усилителя 116 с подавлением слабого сигнала более сильным), который может передаваться непосредственно в усилитель 116 для управления ослаблением с подавлением слабого сигнала более сильным неречевого канала 103. Сигнал С2 на выходе из ограничителя 112 представляет собой необработанный сигнал управления ослаблением для неречевого канала 102 (сигнал управления усилением для усилителя 117 с подавлением слабого сигнала более сильным), который может передаваться непосредственно в усилитель 117 для управления ослаблением с подавлением слабого сигнала более сильным неречевого канала 102.
Однако согласно изобретению необработанные сигналы C1 и С2 управления ослаблением масштабируются в умножающих элементах 114 и 115, которые генерируют сигналы S3 и S4 управления усилением, предназначенные для управления ослаблением с подавлением слабого сигнала более сильным неречевых каналов в усилителях 116 и 117. Сигнал С1 масштабируется в ответ на последовательность значений S1 управления ослаблением, и сигнал С2 масштабируется в ответ на последовательность значений S2 управления ослаблением. Каждое управляющее значение S1 передается от выхода обрабатывающего элемента 134 (будет описан ниже) на вход умножающего элемента 114, и сигнал С1 (и, соответственно, каждое «необработанное» значение С1 управления усилением, определяемое таким образом) передается из ограничителя 111 на другой вход элемента 114. Элемент 114 масштабирует текущее значение С1 в ответ на текущее значение S1 путем перемножения этих значений, генерируя текущее значение S3, которое передается в усилитель 116. Каждое управляющее значение S2 передается от выхода обрабатывающего элемента 135 (будет описан ниже) на вход умножающего элемента 115, и сигнал С2 (и, соответственно, каждое «необработанное» значение С2 управления усилением, определяемое таким образом) передается из ограничителя 112 на другой вход элемента 115. Элемент 115 масштабирует текущее значение С2 в ответ на текущее значение S1 путем перемножения этих значений, генерируя текущее значение S4, которое передается в усилитель 117.
Управляющие значения S1 и S2 генерируются согласно изобретению следующим образом. В элементах 130, 131 и 132 обработки вероятности речи для каждого канала многоканального входного сигнала генерируется сигнал вероятности речи (каждый из сигналов P, Q и T по Фиг. 1). Сигнал Р вероятности речи служит признаком последовательности значений вероятности речи для неречевого канала 102; сигнал Q вероятности речи служит признаком последовательности значений вероятности речи для речевого канала 101, и сигнал Т вероятности речи служит признаком последовательности значений вероятности речи для неречевого канала 103.
Сигнал Q вероятности речи представляет собой величину, монотонно связанную с вероятностью того, что сигнал в речевом канале действительно служит признаком речи. Сигнал Р вероятности речи представляет собой величину, монотонно связанную с вероятностью того, что сигнал в неречевом канале 102 является речевым, и сигнал Т вероятности речи представляет собой величину, монотонно связанную с вероятностью того, что сигнал в неречевом канале 103 является речевым. Процессоры 130, 131 и 132 (которые, как правило, идентичны друг другу, однако в некоторых вариантах осуществления изобретения не идентичны) могут реализовывать любой из нескольких способов автоматического определения вероятности того, что передаваемые в них входные сигналы служат признаками речи. В одном из вариантов осуществления изобретения процессоры 130, 131 и 132 вероятности речи идентичны друг другу, процессор 130 генерирует сигнал Р (из информации в неречевом канале 102) так, чтобы сигнал Р служил признаком последовательности значений вероятности речи, каждое из которых монотонно связано с вероятностью того, что сигнал в канале 102 в разное время (или в другом временном окне) является речевым, процессор 131 генерирует сигнал Q (из информации в канале 101) так, чтобы сигнал Q служил признаком последовательности значений вероятности речи, каждое из которых монотонно связано с вероятностью того, что сигнал в канале 101 в разное время (или в другом временном окне) является речевым, процессор 132 генерирует сигнал Т (из информации в неречевом канале 103) так, чтобы сигнал Т служил признаком последовательности значений вероятности речи, каждое из которых монотонно связано с вероятностью того, что сигнал в канале 102 в разное время (или в другом временном окне) является речевым, и каждый из процессоров 130, 131 и 132 выполняет это путем реализации (на относящемся к нему одном из каналов 101, 102 и 103) механизма, описанного авторами Robinson и Vinton в препринте "Automated Speech/Other Discrimination for Loudness Monitoring" (Audio Engineering Society, Preprint number 6437 of Convention 118, Май 2005 года). В альтернативном варианте сигнал Р может создаваться вручную, например, информационным наполнителем, и передаваться параллельно со звуковым сигналом в канале 102 конечному пользователю, и процессор 130 может просто извлекать указанный предварительно созданный сигнал Р из канала 102 (или процессор 130 может исключаться, а предварительно созданный сигнал Р может передаваться непосредственно в процессор 134). Аналогично, сигнал Q может создаваться вручную, например, информационным наполнителем, и передаваться параллельно со звуковым сигналом в канале 101 конечному пользователю, процессор 131 может просто извлекать указанный предварительно созданный сигнал Q из канала 101 (или процессор 131 может исключаться, а предварительно созданный сигнал Q может передаваться непосредственно в процессоры 134 и 135), сигнал T может создаваться вручную, например, информационным наполнителем, и передаваться параллельно со звуковым сигналом в канале 103 конечному пользователю, процессор 132 может просто извлекать указанный предварительно созданный сигнал T из канала 103 (или процессор 132 может исключаться, а предварительно созданный сигнал T может передаваться непосредственно в процессор 135).
В типичной реализации процессора 134 значения вероятности речи, определенные сигналами P и Q, попарно сравниваются с целью определения разности между текущими значениями сигналов P и Q для каждой из последовательностей текущих значений сигнала Р. В типичной реализации процессора 135 значения вероятности речи, определяемые сигналами T и Q, попарно сравниваются с целью определения разности между текущими значениями сигналов T и Q для каждой из последовательностей текущих значений сигнала Q. В результате каждый из процессоров 134 и 135 генерирует для пары сигналов вероятности речи временную последовательность значений разности.
Процессоры 134 и 135 предпочтительно реализуются так, чтобы они сглаживали каждую из указанных разностей путем усреднения во времени и, необязательно, масштабировали результирующую последовательность указанных усредненных значений разности. Масштабирование последовательностей усредненных значений разности может быть необходимо для того, чтобы масштабированные усредненные значения, выходящие из процессоров 134 и 135, находились в таком интервале, чтобы выходные сигналы умножающих элементов 114 и 115 были пригодны для управления усилителями 116 и 117 с подавлением слабого сигнала более сильным.
В типичной реализации сигнал S1, выходящий из процессора 134, представляет собой последовательность масштабированных усредненных значений разности (где каждое из этих масштабированных усредненных значений разности представляет собой масштабированное среднее разности между текущими значениями разности сигналов P и Q в другом временном окне). Сигнал S1 представляет собой сигнал управления усилением с подавлением слабого сигнала более сильным для неречевого канала 102 и применяется для масштабирования независимо генерируемого необработанного сигнала С1 управления усилением с подавлением слабого сигнала более сильным для неречевого канала 102. Аналогично, в типичной реализации сигнал S2, выходящий из процессора 135, представляет собой последовательность масштабированных усредненных значений разности (где каждое из этих масштабированных усредненных значений разности представляет собой масштабированное среднее разности между текущими значениями разности сигналов Т и Q в другом временном окне). Сигнал S2 представляет собой сигнал управления усилением с подавлением слабого сигнала более сильным для неречевого канала 103 и применяется для масштабирования независимо генерируемого необработанного сигнала С2 управления усилением с подавлением слабого сигнала более сильным для неречевого канала 103.
Масштабирование необработанного сигнала С1 управления усилением с подавлением слабого сигнала более сильным в ответ на сигнал S1 управления усилением с подавлением слабого сигнала более сильным согласно изобретению может выполняться путем умножения (в элементе 114) каждого значения управления усилением сигнала С1 на соответствующее одно из масштабированных усредненных значений сигнала S1, что генерирует сигнал S3. Масштабирование необработанного сигнала C2 управления усилением с подавлением слабого сигнала более сильным в ответ на сигнал S2 управления усилением с подавлением слабого сигнала более сильным согласно изобретению может выполняться путем умножения (в элементе 115) каждого значения управления усилением сигнала С2 на соответствующее одно из масштабированных усредненных значений разности сигнала S2, что генерирует сигнал S4.
Другой вариант (125') осуществления системы согласно изобретению будет описан с отсылкой к ФИГ. 1А. В ответ на многоканальный звуковой сигнал, содержащий речевой канал 101 (центральный канал С) и два неречевых канала 102 и 103 (левый и правый каналы L и R) система по ФИГ. 1А фильтрует неречевые каналы, генерируя фильтрованный многоканальный выходной звуковой сигнал, содержащий речевой канал 101 и фильтрованные неречевые каналы 118 и 119 (фильтрованные левый и правый каналы L' и R').
В системе по ФИГ. 1А (как и в системе по ФИГ. 1) неречевые каналы 102 и 103, соответственно, передаются в усилители 117 и 116 с подавлением слабого сигнала более сильным. В действии усилитель 117 с подавлением слабого сигнала более сильным управляется управляющим сигналом S4 (который служит признаком последовательности управляющих значений и поэтому также именуется последовательностью S4 управляющих значений), выходящим из умножающего элемента 115, и усилитель 116 с подавлением слабого сигнала более сильным управляется управляющим сигналом S3 (который служит признаком последовательности управляющих значений и поэтому также именуется последовательностью S3 управляющих значений), выходящим из умножающего элемента 114. Элементы 104, 105, 106, 107, 108, 109 (включая элементы 110, 120, 121, 111-1, 112-1, 111 и 112), 114, 115, 130, 131, 132, 134, и 135 по ФИГ. 1А идентичны (и функционируют идентично) идентично пронумерованным элементам по ФИГ. 1, и их описание, приведенное выше, повторяться не будет.
Система по ФИГ. 1А отличается от системы по ФИГ. 1 тем, что для масштабирования управляющего сигнала C1 (передаваемого от выхода ограничивающего элемента 111) применяется управляющий сигнал V1 (передаваемый от выхода усилителя 214), а не управляющий сигнал S1 (передаваемый от выхода процессора 134), и для масштабирования управляющего сигнала C2 (передаваемого от выхода ограничивающего элемента 112) применяется управляющий сигнал V2 (передаваемый от выхода усилителя 215), а не управляющий сигнал S2 (передаваемый от выхода процессора 135). На ФИГ. 1А масштабирование необработанного сигнала C1 управления усилением с подавлением слабого сигнала более сильным в ответ на последовательность значений V1 управления ослаблением согласно изобретению выполняется путем умножения (в элементе 114) каждого необработанного значения управления усилением сигнала C1 на соответствующее одно из значений V1 управления ослаблением, что генерирует сигнал S3, и масштабирование необработанного сигнала C2 управления усилением с подавлением слабого сигнала более сильным в ответ на последовательность значений V2 управления ослаблением согласно изобретению выполняется путем умножения (в элементе 115) каждого необработанного значения управления усилением сигнала C2 на соответствующее одно из значений V2 управления ослаблением, что генерирует сигнал S4.
Для генерирования последовательности значений V1 управления ослаблением сигнал Q (передаваемый от выхода процессора 131) передается на вход умножителя 214, и управляющий сигнал S1 (передаваемый от выхода процессора 134) передается на другой вход умножителя 214. Выходной сигнал умножителя 214 представляет собой последовательность значений V1 управления ослаблением. Каждое из значений V1 управления ослаблением представляет собой одно из значений вероятности речи, определяемых сигналом Q, масштабированное посредством соответствующего одного из значений S1 управления ослаблением.
Аналогично, для генерирования последовательности значений V2 управления ослаблением сигнал Q (передаваемый от выхода процессора 131) передается на вход умножителя 215, и управляющий сигнал S2 (передаваемый от выхода процессора 135) передается на другой вход умножителя 215. Выходной сигнал умножителя 215 представляет собой последовательность значений V2 управления ослаблением. Каждое из значений V2 управления ослаблением представляет собой одно из значений вероятности речи, определяемых сигналом Q, масштабированное посредством соответствующего одного из значений S2 управления ослаблением.
Система по ФИГ. 1 (или система по ФИГ. 1А) может быть реализована как программное обеспечение процессором (например, процессором 501 по ФИГ. 5), который запрограммирован на реализацию описанных операций системы по ФИГ. 1 (или 1А). В альтернативном варианте он может быть реализован в аппаратном обеспечении с элементами схемы, соединенными так, как это показано на ФИГ. 1 (или 1А).
В изменениях варианта осуществления изобретения по ФИГ. 1 (или по ФИГ. 1А) масштабирование необработанного сигнала С1 управления усилением с подавлением слабого сигнала более сильным в ответ на сигнал S1 (или V1) управления усилением с подавлением слабого сигнала более сильным согласно изобретению (с целью генерирования сигнала управления усилением с подавлением слабого сигнала более сильным для управления усилителем 116) может выполняться нелинейным образом. Например, указанное нелинейное масштабирование может генерировать сигнал управления усилением с подавлением слабого сигнала более сильным (замещающий сигнал S3), который не вызывает подавление слабого сигнала более сильным в усилителе 116 (т.е. вызывает применение усилителем 116 единичного коэффициента усиления и, таким образом, не приводит к ослаблению канала 103) тогда, когда текущее значение сигнала S1 (или V1) находится ниже порогового значения, и вызывает приравнивание текущего значения сигнала управления усилением с подавлением слабого сигнала более сильным (замещающего сигнал S3) текущему значению сигнала С1 (таким образом, сигнал S1 (или V1) не модифицирует текущее значение С1) тогда, когда текущее значение сигнала S1 превышает пороговое значение. В альтернативном варианте с целью генерирования сигнала управления усилением с подавлением слабого сигнала более сильным, предназначенного для управления усилителем 116, может выполняться другое линейное или нелинейное масштабирование сигнала С1 (в ответ на сигнал S1, или V1, управления усилением с подавлением слабого сигнала более сильным согласно изобретению). Например, указанное масштабирование сигнала С1 может генерировать сигнал управления усилением с подавлением слабого сигнала более сильным (замещающий сигнал S3), который не вызывает подавление слабого сигнала более сильным в усилителе 116 (т.е. вызывает применение усилителем 116 единичного коэффициента усиления) тогда, когда текущее значение сигнала S1 (или V1) находится ниже порогового значения, и вызывает приравнивание сигнала управления усилением с подавлением слабого сигнала более сильным (замещающего сигнал S3) текущему значению сигнала С1, умноженному на текущее значение сигнала S1 или V1 (или какому-либо другому значению, определяемому из этого произведения), тогда, когда текущее значение сигнала S1 (или V1) превышает пороговое значение.
Аналогично, в изменениях варианта осуществления изобретения по ФИГ. 1 (или варианта по ФИГ. 1А) масштабирование необработанного сигнала С2 управления усилением с подавлением слабого сигнала более сильным в ответ на сигнал S2 (или V2) управления усилением с подавлением слабого сигнала более сильным согласно изобретению (с целью генерирования сигнала управления усилением с подавлением слабого сигнала более сильным для управления усилителем 117) может выполняться нелинейным образом. Например, указанное нелинейное масштабирование может генерировать сигнал управления усилением с подавлением слабого сигнала более сильным (замещающий сигнал S4), который не вызывает подавление слабого сигнала более сильным в усилителе 117 (т.е. вызывает применение усилителем 117 единичного коэффициента усиления и, таким образом, не приводит к ослаблению канала 102) тогда, когда текущее значение сигнала S2 (или V2) находится ниже порогового значения, и вызывает приравнивание текущего значения сигнала управления усилением с подавлением слабого сигнала более сильным (замещающего сигнал S4) текущему значению сигнала С2 (таким образом, сигнал S2 (или V2) не модифицирует текущее значение С2) тогда, когда текущее значение сигнала S2 превышает пороговое значение. В альтернативном варианте с целью генерирования сигнала управления усилением с подавлением слабого сигнала более сильным, предназначенного для управления усилителем 117, может выполняться другое линейное или нелинейное масштабирование сигнала С2 (в ответ на сигнал S2, или V2, управления усилением с подавлением слабого сигнала более сильным согласно изобретению). Например, указанное масштабирование сигнала С2 может генерировать сигнал управления усилением с подавлением слабого сигнала более сильным (замещающий сигнал S4), который не вызывает подавление слабого сигнала более сильным в усилителе 117 (т.е. вызывает применение усилителем 117 единичного коэффициента усиления) тогда, когда текущее значение сигнала S2 (или V2) находится ниже порогового значения, и вызывает приравнивание сигнала управления усилением с подавлением слабого сигнала более сильным (замещающего сигнал S4) текущему значению сигнала С2, умноженному на текущее значение сигнала S2 или V2 (или какому-либо другому значению, определяемому из этого произведения), тогда, когда текущее значение сигнала S2 (или V2) превышает пороговое значение.
Другой вариант (225) осуществления системы согласно изобретению будет описан с отсылкой к ФИГ. 2. В ответ на многоканальный звуковой сигнал, содержащий речевой канал 101 (центральный канал С) и два неречевых канала 102 и 103 (левый и правый каналы L и R) система по ФИГ. 2 фильтрует неречевые каналы, генерируя фильтрованный многоканальный выходной звуковой сигнал, содержащий речевой канал 101 и фильтрованные неречевые каналы 118 и 119 (фильтрованные левый и правый каналы L' и R').
В системе по ФИГ. 2 (как и в системе по ФИГ. 1) неречевые каналы 102 и 103, соответственно, предаются в усилители 117 и 116 с подавлением слабого сигнала более сильным. В действии усилитель 117 с подавлением слабого сигнала более сильным управляется управляющим сигналом S6 (который служит признаком последовательности управляющих значений и поэтому также именуется последовательностью S6 управляющих значений), выходящим из умножающего элемента 115, и усилитель 116 с подавлением слабого сигнала более сильным управляется управляющим сигналом S5 (который служит признаком последовательности управляющих значений и поэтому также именуется последовательностью S5 управляющих значений), выходящим из умножающего элемента 114. Элементы 114, 115, 130, 131, 132, 134 и 135 по ФИГ. 2 идентичны (и функционируют идентично) идентично пронумерованным элементам по ФИГ. 1, и их описание, приведенное выше, повторяться не будет.
Система по ФИГ. 2 измеряет мощность сигналов в каждом из каналов 101, 102 и 103 при помощи блока оценивателей мощности, 201, 202 и 203. В отличие от их аналогов по ФИГ. 1 каждый из оценивателей 201, 202 и 203 мощности измеряет распределение мощности сигнала по частоте (т.е. мощность в каждой отличающейся полосе из множества частотных полос соответствующего канала), что в результате приводит к спектру мощности, а не к единственному числу для каждого канала. Спектральное разрешение каждого из спектров мощности идеально соответствует спектральному разрешению моделей прогнозирования разборчивости, реализованных в элементах 205 и 206 (обсуждаются ниже).
Спектр мощности подается в схему 204 сравнения. Целью схемы 204 является определение ослабления, которое необходимо применить к каждому из неречевых каналов для того, чтобы гарантировать, что сигнал в неречевом канале не будет понижать разборчивость сигнала в речевом канале ниже предварительно определенного критерия. Эта функция выполняется путем использования схемы (205 и 206) прогнозирования разборчивости, которая прогнозирует разборчивость речи на основе спектра мощности сигнала (201) речевого канала и сигналов (202 и 203) неречевых каналов. Схемы 205 и 206 прогнозирования разборчивости могут реализовывать подходящую модель прогнозирования разборчивости согласно альтернативам и компромиссам конструкции. Примерами являются: Индекс разборчивости речи, описанный в стандарте ANSI S3.5-1997 ("Способы оценки индекса разборчивости речи"), и модель Чувствительности распознавания речи авторов Muesch и Buus ("Использование теории статистических решений для прогнозирования разборчивости речи I. Модель структуры" Journal of the Acoustical Society of America, 2001, Vol.109, p 2896-2909). Ясно, что выходной сигнал модели прогнозирования разборчивости не имеет смысла, если сигнал в речевом канале представляет собой какой-либо другой сигнал, отличающийся от речевого. Несмотря на это то, что следует за выходом модели прогнозирования разборчивости, будет именоваться прогнозируемой разборчивостью речи. Погрешность восприятия учитывается при последующей обработке путем масштабирования значений коэффициента усиления на выходе схемы 204 сравнения посредством параметров S1 и S2, каждый из которых относится к вероятности того, что сигнал в речевом канале служит признаком речи.
Общность моделей прогнозирования разборчивости заключается в том, что они прогнозируют или увеличенную, или неизменную разборчивость речи как результат снижения уровня неречевого сигнала. Продолжая последовательность операций процесса по ФИГ. 2, схемы 207 и 208 сравнения сравнивают прогнозируемую разборчивость с предварительно определенным значением критерия. Если элемент 205 определяет, что уровень неречевого канала 103 является настолько низким, что прогнозируемая разборчивость превышает критерий, параметр усиления, который изначально имеет значение 0 дБ, извлекается из схемы 209 и подается в схему 211 как выходной сигнал C3 схемы 204 сравнения. Если элемент 206 определяет, что уровень неречевого канала 102 является настолько низким, что прогнозируемая разборчивость превышает критерий, параметр усиления, который изначально имеет значение 0 дБ, извлекается из схемы 210 и подается в схему 212 как выходной сигнал C4 схемы 204 сравнения. Если элемент 205 или 206 определяет несоответствие критерию, параметр усиления (в соответствующем одном из элементов 209 и 210) понижается на фиксированную величину, и прогнозирование разборчивости повторяется. Подходящая величина шага для снижения коэффициента усиления составляет 1 дБ. Описанная выше итерация повторяется до тех пор, пока прогнозируемая разборчивость не будет соответствовать или превышать значение критерия.
Разумеется, возможно, что сигнал в речевом канале таков, что критерий разборчивости не может быть достигнут даже в отсутствие сигнала в неречевом канале. Примером такой ситуации является речевой сигнал с очень низким уровнем или с жестко ограниченной полосой пропускания. Если это случится, то будет достигаться точка, в которой какое-либо дальнейшее прогнозирование коэффициента усиления, применяемого к неречевому каналу, не будет оказывать влияния на прогнозируемую разборчивость речи, и соответствие критерию не будет достигаться никогда. При таком условии цикл, образованный элементами 205, 207 и 209 (или элементами 206, 208 и 210), продолжается неограниченно, и для прерывания цикла может применяться дополнительная логика (не показана). Одним из простых частных примеров такой логики является подсчет количества итераций и выход из цикла в случае, когда превышено предварительно заданное количество итераций.
Масштабирование необработанного сигнала С3 управления усилением с подавлением слабого сигнала более сильным в ответ на сигнал S1 управления усилением с подавлением слабого сигнала более сильным согласно изобретению может выполняться путем умножения (в элементе 114) каждого необработанного значения управления усилением сигнала С3 на соответствующее одно из масштабированных усредненных значений разности из сигнала S1, что генерирует сигнал S5. Масштабирование необработанного сигнала С4 управления усилением с подавлением слабого сигнала более сильным в ответ на сигнал S2 управления усилением с подавлением слабого сигнала более сильным согласно изобретению может выполняться путем умножения (в элементе 115) каждого необработанного значения управления усилением сигнала С4 на соответствующее одно из масштабированных усредненных значений разности из сигнала S2, что генерирует сигнал S6.
Система по ФИГ. 2 может реализовываться как программное обеспечение процессором (например, процессором 501 по ФИГ. 5), который запрограммирован на реализацию описанных операций системы по ФИГ. 2. В альтернативном варианте она может реализовываться в аппаратном обеспечении с элементами схемы, соединенными так, как это показано на ФИГ. 2.
В изменениях варианта осуществления изобретения по ФИГ. 2 масштабирование необработанного сигнала С3 управления усилением с подавлением слабого сигнала более сильным в ответ на сигнал S1 управления усилением с подавлением слабого сигнала более сильным согласно изобретению (с целью генерирования сигнала управления усилением с подавлением слабого сигнала более сильным, предназначенного для управления усилителем 116) может выполняться нелинейным образом. Например, указанное нелинейное масштабирование может генерировать сигнал управления усилением с подавлением слабого сигнала более сильным (замещающий сигнал S5), который не вызывает подавление слабого сигнала более сильным в усилителе 116 (т.е. вызывает применение усилителем 116 единичного коэффициента усиления и, таким образом, не приводит к ослаблению канала 103) тогда, когда текущее значение сигнала S1 находится ниже порогового значения, и вызывает приравнивание сигнала управления усилением с подавлением слабого сигнала более сильным (замещающего сигнал S5) текущему значению сигнала С3 (таким образом, сигнал S1 не модифицирует текущее значение С3) тогда, когда текущее значение сигнала S1 превышает пороговое значение. В альтернативном варианте с целью генерирования сигнала управления усилением с подавлением слабого сигнала более сильным, предназначенного для управления усилителем 116, может выполняться другое линейное или нелинейное масштабирование сигнала С3 (в ответ на сигнал S1 управления усилением с подавлением слабого сигнала более сильным согласно изобретению). Например, указанное масштабирование сигнала С3 может генерировать сигнал управления усилением с подавлением слабого сигнала более сильным (замещающий сигнал S5), который не вызывает подавление слабого сигнала более сильным в усилителе 116 (т.е. вызывает применение усилителем 116 единичного коэффициента усиления) тогда, когда текущее значение сигнала S1 находится ниже порогового значения, и вызывает приравнивание текущего значения сигнала управления усилением с подавлением слабого сигнала более сильным (замещающего сигнал S5) текущему значению С3, умноженному на текущее значение сигнала S1 (или какому-либо другому значению, определенному из этого произведения), тогда, когда текущее значение сигнала S1 превышает пороговое значение.
Аналогично, в изменениях варианта осуществления изобретения по ФИГ. 2 масштабирование необработанного сигнала С4 управления усилением с подавлением слабого сигнала более сильным в ответ на сигнал S2 управления усилением с подавлением слабого сигнала более сильным согласно изобретению (с целью генерирования сигнала управления усилением с подавлением слабого сигнала более сильным, предназначенного для управления усилителем 117) может выполняться нелинейным образом. Например, указанное нелинейное масштабирование может генерировать сигнал управления усилением с подавлением слабого сигнала более сильным (замещающий сигнал S6), который не вызывает подавление слабого сигнала более сильным в усилителе 117 (т.е. вызывает применение усилителем 117 единичного коэффициента усиления и, таким образом, не приводит к подавлению канала 102) тогда, когда текущее значение сигнала S2 находится ниже порогового значения, и вызывает приравнивание сигнала управления усилением с подавлением слабого сигнала более сильным (замещающего сигнал S6) текущему значению сигнала С4 (таким образом, сигнал S2 не модифицирует текущее значение С4) тогда, когда текущее значение сигнала S2 превышает пороговое значение. В альтернативном варианте с целью генерирования сигнала управления усилением с подавлением слабого сигнала более сильным, предназначенного для управления усилителем 117, может выполняться другое линейное или нелинейное масштабирование сигнала С4 (в ответ на сигнал S2 управления усилением с подавлением слабого сигнала более сильным согласно изобретению). Например, указанное масштабирование сигнала С4 может генерировать сигнал управления усилением с подавлением слабого сигнала более сильным (замещающий сигнал S6), который не вызывает подавление слабого сигнала более сильным в усилителе 117 (т.е. вызывает применение усилителем 117 единичного коэффициента усиления) тогда, когда текущее значение сигнала S2 находится ниже порогового значения, и вызывает приравнивание текущего значения сигнала управления усилением с подавлением слабого сигнала более сильным (замещающего сигнал S6) текущему значению С4, умноженному на текущее значение сигнала S2 (или какому-либо другому значению, определяемому из этого произведения), тогда, когда текущее значение сигнала S2 превышает пороговое значение.
Другой вариант (225') осуществления системы согласно изобретению будет описан с отсылкой к ФИГ. 2А. В ответ на многоканальный звуковой сигнал, содержащий речевой канал 101 (центральный канал С) и два неречевых канала 102 и 103 (левый и правый каналы L и R), система по ФИГ. 2А фильтрует неречевые каналы, генерируя фильтрованный выходной звуковой сигнал, содержащий речевой канал 101 и фильтрованные неречевые каналы 118 и 119 (фильтрованные левый и правый каналы L' и R').
В системе по ФИГ. 2А (как в системе по ФИГ. 2) неречевые каналы 102 и 103, соответственно, передаются в усилители 117 и 116 с подавлением слабого сигнала более сильным. В действии усилитель 117 с подавлением слабого сигнала более сильным управляется управляющим сигналом S6 (который служит признаком последовательности управляющих значений и поэтому также именуется последовательностью S6 управляющих значений), выходящим из умножающего элемента 115, и усилитель 116 с подавлением слабого сигнала более сильным управляется управляющим сигналом S5 (который служит признаком последовательности управляющих значений и поэтому также именуется последовательностью S5 управляющих значений), выходящим из умножающего элемента 114. Элементы 201, 202, 203, 204, 114, 115, 130 и 134 по ФИГ. 2А идентичны (и функционируют идентично) идентично пронумерованным элементам по ФИГ. 2, и их описание, приведенное выше, повторяться не будет.
Система по ФИГ. 2А отличается от системы по ФИГ. 2 двумя главными особенностями. Во-первых, система сконфигурирована для генерирования (т.е. получения) «производного» неречевого канала (L+R) из двух индивидуальных неречевых каналов (102 и 103) входного звукового сигнала и для определения значений (V3) управления ослаблением в ответ на указанный производный неречевой канал. Напротив, система по ФИГ. 2 определяет значения S1 управления ослаблением в ответ на один неречевой канал (канал 102) входного звукового сигнала и определяет значения S2 управления ослаблением в ответ на другой неречевой канал (канал 103) входного звукового сигнала. В действии система по ФИГ. 2А ослабляет каждый неречевой канал входного звукового сигнала (каждый из каналов 102 и 103) в ответ на одно и то же множество значений V3 управления ослаблением. Система по ФИГ. 2 в действии ослабляет неречевой канал 102 входного звукового сигнала в ответ на значения S2 управления ослаблением и ослабляет неречевой канал 103 входного звукового сигнала в ответ на отличающийся набор значений управления ослаблением (значений S1).
Система по ФИГ. 2А содержит элемент 129 сложения, входы которого подключены для приема неречевых каналов 102 и 103 входного звукового сигнала. Производный неречевой канал (L+R) передается на выход элемента 129. Элемент 130 обработки вероятности речи в ответ на производный неречевой канал L+R из элемента 129 передает сигнал Р вероятности речи. На ФИГ. 2А сигнал Р служит признаком последовательности значений вероятности речи для производного неречевого канала. Как правило, сигнал Р вероятности речи по ФИГ. 2А представляет собой значение, монотонно связанное с вероятностью того, что сигнал в производном неречевом канале является речевым. Сигнал Q вероятности речи (генерируемый процессором 131) по ФИГ. 2А идентичен описанному выше сигналу Q вероятности речи по ФИГ. 2.
Второе главное отношение, в котором система по ФИГ. 2А отличается от системы по ФИГ. 2, заключается в следующем. На ФИГ. 2А управляющий сигнал V3 (передаваемый от выхода умножителя 214) используется (в отличие от управляющего сигнала S1, передаваемого от выхода процессора 134) для масштабирования необработанного сигнала С3 управления усилением с подавлением слабого сигнала более сильным (передаваемого от выхода элемента 211), и управляющий сигнал V3 также используется (в отличие от управляющего сигнала S2, передаваемого от выхода процессора 135 по ФИГ. 2) для масштабирования необработанного сигнала C4 управления усилением с подавлением слабого сигнала более сильным (передаваемого от выхода элемента 212). На ФИГ. 2А масштабирование необработанного сигнала С3 управления усилением с подавлением слабого сигнала более сильным в ответ на последовательность значений управления ослаблением, указываемых сигналом V3 (именуемых значениями V3 управления ослаблением) согласно изобретению, выполняется путем умножения (в элементе 114) каждого необработанного значения управления усилением сигнала С3 на соответствующее одно из значений V3 управления ослаблением, что генерирует сигнал S5, и масштабирование необработанного сигнала С4 управления усилением с подавлением слабого сигнала более сильным в ответ на последовательность значений V3 управления ослаблением согласно изобретению выполняется путем умножения (в элементе 115) каждого необработанного значения управления усилением сигнала С4 на соответствующее одно из значений V3 управления ослаблением, что генерирует сигнал S6.
В действии система по ФИГ. 2А генерирует последовательность значений V3 управления ослаблением следующим образом. Сигнал Q вероятности речи (передаваемый от выхода процессора 131 по ФИГ. 2А) передается на вход умножителя 214, и на другой вход умножителя 214 передается сигнал S1 управления ослаблением (передаваемый от выхода процессора 134). Выходной сигнал умножителя 214 представляет собой последовательность значений V3 управления ослаблением. Каждое из значений V3 управления ослаблением представляет собой одно из значений вероятности речи, определяемых сигналом Q, масштабированное посредством соответствующего одного из значений S1 управления ослаблением.
Другой вариант (325) осуществления системы согласно изобретению будет описан с отсылкой к ФИГ. 3. В ответ на многоканальный звуковой сигнал, содержащий речевой канал 101 (центральный канал С) и два неречевых канала 102 и 103 (левый и правый каналы L и R), система по ФИГ. 3 фильтрует неречевые каналы, генерируя фильтрованный многоканальный выходной сигнал, содержащий речевой канал 101 и фильтрованные неречевые каналы 118 и 119 (фильтрованные левый и правый каналы L' и R').
В системе по ФИГ. 3 каждый из сигналов в трех входных каналах разделяется на спектральные составляющие блоком фильтров 301 (для канала 101), блоком фильтров 302 (для канала 102) и блоком фильтров 303 (для канала 103). Спектральный анализ может выполняться N-канальными блоками фильтров во временной области. Согласно одному из вариантов осуществления изобретения, каждый блок фильтров разделяет частотный диапазон на 1/3-октавные полосы, или имитирует фильтрацию, которая, как предполагается, происходит во внутреннем ухе человека. То, что сигнал, выходящий их каждого блока фильтров, состоит из N подсигналов, проиллюстрировано путем использования жирных линий.
В системе по ФИГ. 3 частотные составляющие сигналов в неречевых каналах 102 и 103, соответственно, передаются в усилители 117 и 116 с подавлением слабого сигнала более сильным. В действии усилитель 117 с подавлением слабого сигнала более сильным управляется управляющим сигналом S8 (который служит признаком последовательности управляющих значений и поэтому также именуется последовательностью S8 управляющих значений), выходящим из умножающего элемента 115', и усилитель 116 с подавлением слабого сигнала более сильным управляется управляющим сигналом S7 (который служит признаком последовательности управляющих значений и поэтому также именуется последовательностью S7 управляющих значений), выходящим из умножающего элемента 114'. Элементы 130, 131, 132, 134 и 135 по ФИГ. 3 идентичны (и функционируют идентично) идентично пронумерованным элементам по ФИГ. 1, и их описание, приведенное выше, повторяться не будет.
Процесс по ФИГ. 3 может рассматриваться как процесс в боковой ветви. Следуя по тракту сигнала, показанному на ФИГ. 3, каждый из N подсигналов, генерируемых в блоке 302 для неречевого канала 102, масштабируется посредством одного из членов множества из N значений коэффициента усиления в усилителе 117 с подавлением слабого сигнала более сильным, и каждый из N подсигналов, генерируемых в блоке 303 для неречевого канала 103, масштабируется посредством одного из членов множества из N значений коэффициента усиления в усилителе 116 с подавлением слабого сигнала более сильным. Получение указанных значений коэффициента усиления будет описано позднее. Затем масштабированные подсигналы рекомбинируются в единый звуковой сигнал. Это может осуществляться посредством простого суммирования (суммирующей схемой 313 для канала 102, и суммирующей схемой 314 - для канала 103). В альтернативном варианте может применяться блок синтезирующих фильтров, который согласуется с блоком анализирующих фильтров. Данный процесс в результате приводит к модифицированному неречевому сигналу R' (118) и модифицированному неречевому сигналу L' (119).
Переходя к описанию пути процесса по ФИГ. 3 в боковой ветви, выходной сигнал каждого из блоков фильтров делается доступным для соответствующего блока из N оценивателей (304, 305 и 306) мощности. Результирующие спектры мощности для каналов 101 и 102 служат входными сигналами в схему 307 оптимизации, которая в качестве выходного сигнала содержит N-мерный вектор С6 усиления. Результирующие спектры мощности для каналов 101 и 103 служат входными сигналами в схему 308 оптимизации, которая в качестве выходного сигнала содержит N-мерный вектор С5 усиления. Оптимизация задействует как схему (309 и 310) прогнозирования разборчивости, так и схему (311 и 312) вычисления громкости, предназначенные для нахождения вектора усиления, который максимизирует громкость каждого из неречевых каналов и при этом сохраняет предварительно определенный уровень прогнозируемой разборчивости речевого сигнала в канале 101. Подходящие модели прогнозирования разборчивости обсуждены с отсылкой к ФИГ. 2. Схемы 311 и 312 вычисления громкости могут реализовывать подходящую модель прогнозирования громкости согласно альтернативам и компромиссам конструкции. Примерами подходящих моделей являются Американский национальный стандарт ANSI S3.4-2007 "Procedure for the Computation of Loudness of Steady Sounds" и Германский стандарт DIN 45631 "Berechnung des Lautstarkepegels und der Lautheit aus dem Gerauschspektrum".
В зависимости от доступных вычислительных ресурсов и налагаемых ограничений форма и сложность схем (307, 308) оптимизации может широко варьироваться. Согласно одному из вариантов осуществления изобретения, применяется многомерная условная оптимизация по N свободным параметрам. Каждый параметр представляет коэффициент усиления, применяемый к одной из частотных полос неречевого канала. Для нахождения максимума могут применяться такие стандартные способы, как следование крутому склону в N-мерном пространстве поиска. В другом варианте осуществления изобретения менее требовательный в вычислительном плане подход накладывает на функции зависимости коэффициента усиления от частоты ограничения в том, что они являются членами небольшого множества возможных функций зависимости коэффициента усиления от частоты, такого как множество различных спектральных градиентов или полочных фильтров. При таком дополнительном ограничении задача оптимизации может быть сведена к небольшому количеству одномерных оптимизаций. В еще одном варианте осуществления изобретения выполняется исчерпывающий поиск по очень небольшому множеству возможных функций усиления. Последний подход может быть особенно желательным для приложений в реальном времени, где требуется постоянная вычислительная нагрузка и скорость поиска.
Средние специалисты в данной области легко оценят дополнительные ограничения, которые могут налагаться на оптимизацию согласно дополнительным вариантам осуществления настоящего изобретения. Одним из примеров является ограничение громкости модифицированного неречевого канала так, чтобы она была не больше громкости до модификации. Другой пример заключается в наложении предела на разности коэффициентов усиления между смежными частотными полосами с целью ограничения потенциала для временных искажений в блоке (313, 314) восстанавливающих фильтров или для уменьшения вероятности нежелательных модификаций тембра. Требуемые ограничения зависят как от технической реализации блока фильтров, так и от выбранного компромисса между улучшением разборчивости и модификацией тембра. Для ясности иллюстрации эти ограничения на ФИГ. 3 опущены.
Масштабирование N-мерного вектора С6 управления усилением с подавлением слабого сигнала более сильным в ответ на сигнал S2 управления усилением с подавлением слабого сигнала более сильным согласно изобретению может выполняться путем умножения (в элементе 115') каждого необработанного значения управления усилением вектора С6 на соответствующее одно из масштабированных усредненных значений разности из сигнала S2, что генерирует N-мерный вектор S8 управления усилением с подавлением слабого сигнала более сильным. Масштабирование N-мерного вектора С5 управления усилением с подавлением слабого сигнала более сильным в ответ на сигнал S1 управления усилением с подавлением слабого сигнала более сильным согласно изобретению может выполняться путем умножения (в элементе 114') каждого необработанного значения управления усилением вектора С5 на соответствующее одно из масштабированных усредненных значений разности из сигнала S1, что генерирует N-мерный вектор S7 управления усилением с подавлением слабого сигнала более сильным.
Система по ФИГ. 3 может быть реализована как программное обеспечение процессором (например, процессором 501 по ФИГ. 5), который запрограммирован на реализацию описанных операций системы по ФИГ. 3. В альтернативном варианте она может реализовываться в аппаратном обеспечении с элементами схемы, соединенными так, как это показано на ФИГ. 3.
В изменениях варианта осуществлении изобретения по ФИГ. 3 масштабирование вектора С5 управления усилением с подавлением слабого сигнала более сильным в ответ на сигнал S1 управления усилением с подавлением слабого сигнала более сильным согласно изобретению (с целью генерирования вектора управления усилением с подавлением слабого сигнала более сильным для управления усилителем 116) может выполняться нелинейным образом. Например, указанное нелинейное масштабирование может генерировать вектор управления усилением с подавлением слабого сигнала более сильным (замещающий вектор S7), который не вызывает подавление слабого сигнала более сильным в усилителе 116 (т.е. вызывает применение усилителем 116 единичного коэффициента усиления и поэтому не приводит к ослаблению канала 103) тогда, когда текущее значение сигнала S1 находится ниже порогового значения, и вызывает приравнивание текущих значений вектора управления усилением с подавлением слабого сигнала более сильным (замещающего вектор S7) текущим значениям вектора С5 (таким образом, сигнал S1 не модифицирует текущие значения C5) тогда, когда текущее значение сигнала S1 превышает пороговое значение. В альтернативном варианте, с целью генерирования вектора управления усилением с подавлением слабого сигнала более сильным, предназначенного для управления усилителем 116, может выполняться другое линейное или нелинейное масштабирование вектора С5 (в ответ на сигнал S1 управления усилением с подавлением слабого сигнала более сильным согласно изобретению). Например, указанное масштабирование вектора С5 может генерировать вектор управления усилением с подавлением слабого сигнала более сильным (замещающий вектор S7), который не вызывает подавление слабого сигнала более сильным в усилителе 116 (т.е. вызывает применение усилителем 116 единичного коэффициента усиления) тогда, когда текущее значение сигнала S1 находится ниже порогового значения, и вызывает приравнивание текущего значения вектора управления усилением с подавлением слабого сигнала более сильным (замещающего вектор S7) текущему значению вектора С5, умноженному на текущее значение сигнала S1 (или какому-либо другому значению, определяемому из этого произведения), тогда, когда текущее значение сигнала S1 превышает пороговое значение.
Аналогично, в изменениях варианта осуществления изобретения по ФИГ. 3 масштабирование вектора С6 управления усилением с подавлением слабого сигнала более сильным в ответ на сигнал S2 управления усилением с подавлением слабого сигнала более сильным согласно изобретению (с целью генерирования вектора управления усилением с подавлением слабого сигнала более сильным для управления усилителем 117) может выполняться нелинейным образом. Например, указанное нелинейное масштабирование может генерировать вектор управления усилением с подавлением слабого сигнала более сильным (замещающий вектор S8), который не вызывает подавление слабого сигнала более сильным в усилителе 117 (т.е. вызывает применение усилителем 117 единичного коэффициента усиления и поэтому не приводит к ослаблению канала 102) тогда, когда текущее значение сигнала S2 находится ниже порогового значения, и вызывает приравнивание текущих значений вектора управления усилением с подавлением слабого сигнала более сильным (замещающего вектор S8) текущим значениям вектора С6 (таким образом, сигнал S2 не модифицирует текущие значения C6) тогда, когда текущее значение сигнала S2 превышает пороговое значение. В альтернативном варианте с целью генерирования вектора управления усилением с подавлением слабого сигнала более сильным, предназначенного для управления усилителем 117, может выполняться другое линейное или нелинейное масштабирование вектора С6 (в ответ на сигнал S2 управления усилением с подавлением слабого сигнала более сильным согласно изобретению). Например, указанное масштабирование вектора С6 может генерировать вектор управления усилением с подавлением слабого сигнала более сильным (замещающий вектор S8), который не вызывает подавление слабого сигнала более сильным в усилителе 117 (т.е. вызывает применение усилителем 117 единичного коэффициента усиления) тогда, когда текущее значение сигнала S2 находится ниже порогового значения, и вызывает приравнивание текущего значения вектора управления усилением с подавлением слабого сигнала более сильным (замещающего вектор S8) текущему значению вектора С6, умноженному на текущее значение сигнала S2 (или какому-либо другому значению, определяемому из этого произведения), тогда, когда текущее значение сигнала S2 превышает пороговое значение.
Для средних специалистов в данной области из данного раскрытия очевидно, каким образом систему по ФИГ. 1, 1A, 2, 2A и 3 (и изменения любой из них) можно модифицировать для фильтрации многоканального входного звукового сигнала, содержащего речевой канал и любое количество неречевых каналов. Для каждого неречевого канала может быть предусмотрен усилитель с подавлением слабого сигнала более сильным (или эквивалентное ему программное обеспечение), и для управления каждым усилителем с подавлением слабого сигнала более сильным (или его программным эквивалентном) может генерироваться сигнал управления усилением с подавлением слабого сигнала более сильным.
Как описывалось, система по ФИГ. 1, 1A, 2, 2A и 3 (и любое из множества ее изменений) является действующей для выполнения вариантов осуществления способа изобретения, предназначенного для фильтрации многоканального звукового сигнала, содержащего речевой канал и по меньшей мере один неречевой канал, с целью улучшения разборчивости речи, определяемой сигналом. В первом классе указанных вариантов осуществления изобретения способ предусматривает следующие этапы:
(а) определение по меньшей мере одного значения управления ослаблением (например, сигнала S1 или S2 по ФИГ. 1, 2 или 3, или сигнала V1, V2 или V3 по ФИГ. 1А или 2А), служащего признаком меры сходства между относящимся к речи содержанием, определяемым речевым каналом, и относящимся к речи содержанием, определяемым по меньшей мере одним неречевым каналом звукового сигнала; и
(b) ослабление по меньшей мере одного неречевого канала звукового сигнала в ответ по меньшей мере на одно значение управления ослаблением (например, в элементе 114 и усилителе 116, или в элементе 115 и усилителе 117 по ФИГ. 1, 1A, 2, 2A или 3).
Как правило, этап ослабления предусматривает масштабирование необработанного сигнала управления ослаблением (например, сигнала С1 или С2 управления усилением с подавлением слабого сигнала более сильным по ФИГ. 1 или 1А, или сигнала С3 или С4 по ФИГ. 2 или 2А) для неречевого канала в ответ по меньшей мере на одно значение управления ослаблением. Предпочтительно, неречевой канал ослабляется так, чтобы улучшалась разборчивость речи, определяемая речевым каналом, без нежелательного ослабления относящегося к речи содержания, определяемого неречевым каналом. В некоторых вариантах осуществления изобретений в первом классе этап (а) предусматривает этап генерирования сигнала управления ослаблением (например, сигнала S1 или S2 по ФИГ. 1, 2 или 3, или сигнала V1, V2 или V3 по ФИГ. 1А или 2А), служащего признаком последовательности значений управления ослаблением, где каждое значение управления ослаблением служит признаком меры сходства между относящимся к речи содержанием, определяемым речевым каналом, и относящимся к речи содержанием, определяемым по меньшей мере одним неречевым каналом звукового сигнала в разное время (например, в другом промежутке времени), и этап (b) предусматривает следующие этапы: масштабирование сигнала управления усилением с подавлением слабого сигнала более сильным (например, сигнала C1 или С2 по ФИГ. 1 или 1А, или сигнала С3 или С4 по ФИГ. 2 или 2А) в ответ на сигнал управления ослаблением с целью генерирования масштабированного сигнала управления усилением (например, сигнала S3 или S4 по ФИГ. 1 или 1А, или сигнала S5 или S6 по ФИГ. 2 или 2А), и применение масштабированного сигнала управления усилением для ослабления неречевого канала (например, путем передачи масштабированного сигнала управления усилением в схему 116 или 117 подавления слабого сигнала более сильным по ФИГ. 1, 1А, 2 или 2А с целью управления ослаблением по меньшей мере одного неречевого канала схемой подавления слабого сигнала более сильным). Например, в некоторых указанных вариантах осуществления изобретения этап (а) предусматривает этап сравнения первой последовательности относящихся к речи характерных свойств (сигнал Q по ФИГ. 1 или 2), служащей признаком относящегося к речи содержания, определяемого речевым каналом, со второй последовательностью относящихся к речи характерных свойств (сигнал Р по ФИГ. 1 или 2), служащей признаком относящегося к речи содержания, определяемого неречевым каналом, с целью генерирования сигнала управления ослаблением, где каждое из значений управления ослаблением, указываемых сигналом управления ослаблением, служит признаком меры сходства между первой последовательностью относящихся к речи характерных свойств и второй последовательностью относящихся к речи характерных свойств в разное время (например, в другом промежутке времени). В некоторых вариантах осуществления изобретения указанное значение управления ослаблением представляет собой значение управления усилением.
В некоторых вариантах осуществления изобретения в первом классе каждое значение управления ослаблением монотонно относится к вероятности того, что по меньшей мере один неречевой канал служит признаком усиливающего речь содержания, которое улучшает разборчивость (или другое воспринимаемое качество) речевого содержания, определяемого речевым каналом. В некоторых других вариантах осуществления изобретения в первом классе каждое значение управления ослаблением монотонно относится к ожидаемому усиливающему речь значению неречевого канала (например, к мере вероятности того, что неречевой канал служит признаком усиливающего речь содержания, умноженной на меру улучшения воспринимаемого качества, которое усиливающее речь содержание, определяемое неречевым каналом, могло бы обеспечивать для речевого содержания, определяемого многоканальным сигналом). Например, когда этап (а) предусматривает этап сравнения (например, в элементе 134 или 135 по ФИГ. 1 или ФИГ. 2) первой последовательности относящихся к речи характерных свойств, служащей признаком относящегося к речи содержания, определяемого речевым каналом, со второй последовательностью относящихся к речи характерных свойств, служащей признаком относящегося к речи содержания, определяемого неречевым каналом, первая последовательность относящихся к речи характерных свойств может представлять собой последовательность значений вероятности речи, каждое из которых указывает в разное время (например, в другом промежутке времени) вероятность того, что речевой канал служит признаком речи (а не иного, чем речь звукового содержания), и вторая последовательность относящихся к речи характерных свойств также может представлять собой последовательность значений вероятности речи, каждое из которых указывает в разное время (например, в другом промежутке времени) вероятность того, что неречевой канал служит признаком речи.
Как описывалось, система по ФИГ. 1, 1А, 2, 2А или 3 (и каждое из множества их изменений) также является действующей для выполнения второго класса вариантов осуществления способа изобретения, предназначенных для фильтрации многоканального звукового сигнала, содержащего речевой канал и по меньшей мере один неречевой канал, с целью улучшения разборчивости речи, определяемой сигналом. Во втором классе вариантов осуществления изобретения способ предусматривает следующие этапы:
(а) сравнение характеристики речевого канала и характеристики неречевого канала с целью генерирования по меньшей мере одного значения коэффициента ослабления (например, значений, определяемых сигналом С1 или С2 по ФИГ. 1, или сигналом С3 или С4 по ФИГ. 2, или сигналом С5 или С6 по ФИГ. 6), предназначенного для управления ослаблением неречевого канала относительно речевого канала; и
(b) корректировку по меньшей мере одного значения коэффициента ослабления в ответ по меньшей мере на одно значение вероятности усиления речи (например, сигнала S1 или S2 по ФИГ. 1, 2 или 3) с целью генерирования по меньшей мере одного скорректированного значения коэффициента ослабления (например, значений, определяемых сигналом S3 или S4 по ФИГ. 1 или сигналом S5 или S6 по ФИГ. 2, или сигналом S7 или S8 по ФИГ. 3), предназначенного для управления ослаблением неречевого канала относительно речевого канала. Как правило, этап корректировки представляет собой (или содержит) масштабирование (например, в элементе 114 или 115 по ФИГ. 1, 2 или 3) каждого указанного значения коэффициента ослабления в ответ на одно из указанных значений вероятности усиления речи с целью генерирования одного из указанных скорректированных значений коэффициента усиления. Как правило, каждое значение вероятности усиления речи служит признаком вероятности (например, монотонно связано с вероятностью) того, что неречевой канал служит признаком усиливающего речь содержания (содержания, которое улучшает разборчивость, или другое воспринимаемое качество, речевого содержания, определяемого речевым каналом). В некоторых вариантах осуществления изобретения значение вероятности усиления речи служит признаком значения ожидаемого усиливающего речь значения неречевого канала (например, мерой вероятности того, что неречевой канал служит признаком усиливающего речь содержания, умноженной на меру улучшения воспринимаемого качества, которое усиливающее речь содержание, определяемое неречевым каналом, могло бы обеспечивать для речевого содержания, определяемого многоканальным звуковым сигналом). В некоторых вариантах осуществления изобретения во втором классе значение вероятности усиления речи представляет собой последовательность сравнительных значений (например, значений разности), определяемых по способу, который включает этап сравнения первой последовательности относящихся к речи характерных свойств, служащей признаком относящегося к речи содержания, определяемого речевым каналом, со второй последовательностью относящихся к речи характерных свойств, служащей признаком относящегося к речи содержания, определяемого неречевым каналом, где каждое из сравнительных значений является мерой сходства между первой последовательностью относящихся к речи характерных свойств и второй последовательностью относящихся к речи характерных свойств в разное время (например, в другом промежутке времени). В типичных вариантах осуществления изобретения во втором классе способ также включает этап ослабления неречевого канала (например, в усилителе 116 или 117 по ФИГ. 1, 2 или 3) в ответ по меньшей мере на одно скорректированное значение коэффициента ослабления. Этап (b) может предусматривать масштабирование по меньшей мере одного значения коэффициента ослабления (например, значения коэффициента ослабления, определяемого сигналом С1 или С2 по ФИГ. 1, или другого значения коэффициента ослабления, определяемого сигналом управления усилением с подавлением слабого сигнала более сильным, или другого необработанного сигнала управления ослаблением) в ответ по меньшей мере на одно значение вероятности усиления речи (например, на соответствующее значение, определяемое сигналом S1 или S2 по ФИГ. 1).
В действии системы по ФИГ. 1, направленном на выполнение одного из вариантов осуществления изобретения во втором классе, каждое значение коэффициента ослабления, определяемое сигналом С1 или С2, представляет собой первый множитель, служащий признаком величины ослабления неречевого канала, которое необходимо для ограничения соотношения мощности сигнала в неречевом канале и мощности сигнала в речевом канале так, чтобы оно не превышало предварительно определенное пороговое значение, масштабированный посредством второго множителя, монотонно связанного с вероятностью того, что речевой канал служит признаком речи. Как правило, этап корректировки в этих вариантах осуществления изобретения представляет собой (или содержит) масштабирование каждого значения С1 или С2 коэффициента ослабления посредством одного значения вероятности усиления речи (определяемого сигналом S1 или S2) с целью генерирования одного скорректированного значения коэффициента усиления (определяемого сигналом S3 или S4), где значение вероятности усиления речи представляет собой множитель, монотонно связанный с одной из следующих величин: вероятностью того, что неречевой канал служит признаком усиливающего речь содержания (содержания, которое улучшает разборчивость, или другое воспринимаемое качество, речевого содержания, определяемого многоканальным сигналом), и ожидаемым усиливающим речь значением неречевого канала (например, мерой вероятности того, что неречевой канал служит признаком усиливающего речь содержания, умноженной на меру усиления воспринимаемого качества, которое усиливающее речь содержание в неречевом канале могло бы обеспечивать для речевого содержания, определяемого многоканальным сигналом).
В действии системы по ФИГ. 2, направленном на выполнение одного из вариантов осуществления изобретения во втором классе, каждое значение коэффициента ослабления, определяемое сигналом C3 или C4, представляет собой первый множитель, служащий признаком величины (например, минимальной величины) ослабления неречевого канала, достаточной для того, чтобы вызывать превышение предварительно определенного порогового значения прогнозируемой разборчивостью речи, определяемой речевым каналом в присутствии содержания, определяемого неречевым каналом, масштабированный посредством второго множителя, монотонно связанного с вероятностью того, что речевой канал служит признаком речи. Предпочтительно, прогнозируемая разборчивость речи, определяемая речевым каналом в присутствии содержания, определяемого неречевым каналом, определяется согласно модели прогнозирования разборчивости на психоакустической основе. Как правило, этап корректировки в этих вариантах осуществления изобретения представляет собой (или содержит) масштабирование каждого указанного значения коэффициента ослабления посредством одного указанного значения вероятности усиления речи (определяемого сигналом S1 или S2) с целью генерирования одного скорректированного значения коэффициента ослабления (определяемого сигналом S5 или S6), где значение вероятности усиления речи представляет собой множитель, монотонно связанный с одной из следующих величин: вероятностью того, что неречевой канал служит признаком усиливающего речь содержания, и ожидаемым усиливающим речь значением неречевого канала.
В действии системы по ФИГ. 3, направленном на выполнение одного из вариантов осуществления изобретения во втором классе, каждое значение коэффициента ослабления, определяемое сигналом С1 или С2, определяется на этапах, которые содержат определение (в элементах 301, 302 или 303) спектра мощности, служащего признаком мощности как функции частоты, для каждого из каналов, речевого канала 101 и неречевых каналов 102 и 103, и выполнение определения в частотной области значения коэффициента ослабления и, таким образом, определения коэффициента ослабления как функции частоты, которую необходимо приложить к частотным составляющим неречевого канала.
В одном из классов вариантов осуществления изобретение представляет собой способ и систему для усиления речи, определенной многоканальным входным звуковым сигналом. В некоторых таких вариантах осуществления изобретения система согласно изобретению содержит модуль анализа, или подсистему анализа (например, элементы 130-135, 104-109, 114 и 115 по ФИГ. 1 или элементы 130-135, 201-204, 114 и 115 по ФИГ. 2), сконфигурированный для анализа входного многоканального сигнала с целью генерирования значений управления ослаблением, и подсистему ослабления (например, усилители 116 и 117 по ФИГ. 1 или ФИГ. 2). Подсистема ослабления содержит схему подавления слабого сигнала более сильным (управляемую по меньшей мере некоторыми из значений управления ослаблением), и она сконфигурирована для применения ослабления (подавления слабого сигнала более сильным) к каждому неречевому каналу входного сигнала с целью генерирования фильтрованного выходного звукового сигнала. Схема подавления слабого сигнала более сильным управляется управляющими значениями в том смысле, что ослабление, которое она применяет к неречевым каналам, определяется текущими значениями управляющих значений.
В некоторых вариантах осуществления изобретения для определения того, какую величину подавления слабого сигнала более сильным (ослабления) нужно применить к каждому неречевому каналу, применяется соотношение мощности речевого канала (например, центрального канала) и мощности неречевого канала (например, побочного канала и/или заднего канала). Например, в варианте осуществления изобретения по ФИГ. 1 коэффициент усиления, применяемый каждым из усилителей 116 и 117 с подавлением слабого сигнала более сильным, снижается в ответ на понижение значения управления усилением (выходного сигнала элемента 114 или элемента 115), которое служит признаком пониженной мощности (в пределах) речевого канала 101 относительно мощности неречевого канала (левого канала 102 или правого канала 103), определяемой в модуле анализа (т.е. усилитель с подавлением слабого сигнала более сильным ослабляет неречевой канал в большей степени относительно речевого канала тогда, когда мощность речевого канала снижается (в пределах) относительно мощности неречевого канала), в предположении отсутствия изменения в вероятности (как она определяется в модуле анализа) того, что неречевой канал содержит усиливающее речь содержание, которое усиливает речевое содержание, определяемое речевым каналом.
1
2
n
1
2
n
1
2
n
η
η
В некоторых альтернативных вариантах осуществления изобретения модифицированная версия анализирующего модуля по ФИГ. 1 или ФИГ. 2 по отдельности обрабатывает каждый из одного или нескольких частотных поддиапазонов каждого канала входного сигнала. А именно: сигнал в каждом канале может пропускаться через блок полосовых фильтров, выводящий три множества из n поддиапазонов каждое: {L, L, …, L}, {C, C, …, C} и {R, R,..., R}. Соответствующие поддиапазоны пропускаются через n экземпляров анализирующего модуля по ФИГ. 1 (или ФИГ. 2), и фильтрованные подсигналы (выходные сигналы усилителей с подавлением слабого сигнала более сильным для неречевых каналов и подсигналы нефильтрованного речевого канала) рекомбинируются суммирующими схемами, генерирующими многоканальный выходной звуковой сигнал. С целью выполнения на каждом поддиапазоне операций, выполняемых элементом 109 по ФИГ. 1, для каждого поддиапазона может быть выбрано отдельное пороговое значение (соответствующее пороговому значению  элемента 109). Хорошим выбором является множество, в котором пропорционально среднему количеству речевых знаков, переносимых в соответствующей частотной области; т.е. полосам по краям частотного спектра присваиваются менее высокие пороговые значения, чем полосам, соответствующим доминантным речевым частотам. Данная реализация изобретения может предложить очень хороший компромисс между вычислительной сложностью и производительностью.
in
in
in
ФИГ. 4 - это блок-схема системы 420 (конфигурируемого звукового DSP), которая сконфигурирована для выполнения одного из вариантов осуществления способа согласно изобретению. Система 420 содержит схему 422 программируемого DSP (модуль активного усиления речи системы 420), подключенного для приема многоканального входного звукового сигнала. Например, неречевые каналы L и R сигнала могут соответствовать каналам 102 и 103 входного сигнала, описанным со ссылкой к ФИГ. 1, 1A, 2, 2A и 3, сигнал также может содержать дополнительные неречевые каналы (например, левый задний и правый задний каналы), и речевой канал C может соответствовать каналу 101 входного сигнала, описанному с отсылкой к ФИГ. 1, 1A, 2, 2A и 3. Схема 422 конфигурируется для отклика на управляющие данные из интерфейса 421 устройства управления для выполнения одного из вариантов осуществления способа изобретения с целью генерирования многоканального выходного звукового сигнала с усиленной речью в ответ на входной звуковой сигнал. Для программирования системы 420 из внешнего процессора в интерфейс 421 устройства управления передается соответствующее программное обеспечение, и интерфейс 421 в ответ передает соответствующие управляющие данные в схему 422 для конфигурирования схемы 422 с целью выполнения способа изобретения.
В действии звуковой DSP, который сконфигурирован для выполнения усиления речи согласно изобретению (например, система 420 по ФИГ. 4), подключается для приема N-канального входного звукового сигнала, и DSP в дополнение к усилению речи, как правило, выполняет ряд операций на входном звуковом сигнале (или на его обработанной версии). Например, система 420 по ФИГ. 4 может быть реализована для выполнения других операций (на выходном сигнале схемы 422) в подсистеме 423 обработки. Согласно различным вариантам осуществления изобретения, звуковой DSP является действующим для выполнения одного из вариантов осуществления способа изобретения после того, как он будет сконфигурирован (например, запрограммирован) для генерирования выходного звукового сигнала в ответ на входной звуковой сигнал путем выполнения способа на входном звуковом сигнале.
В некоторых вариантах осуществления изобретения система согласно изобретению представляет собой или содержит универсальный процессор, подключенный для приема или генерирования входных данных, служащих признаком многоканального звукового сигнала. Процессор программируется посредством программного обеспечения (или встроенного программного обеспечения) и/или иначе конфигурируется (например, в ответ на управляющие данные) для выполнения любой из множества операций на входных данных, включая какой-либо из вариантов осуществления способа изобретения. Примером такой системы является компьютерная система по ФИГ. 5. Система по ФИГ. 5 содержит универсальный процессор 501, который программируется на выполнение любой из множества операций на входных данных, включая какой-либо из вариантов осуществления способа изобретения.
Компьютерная система по ФИГ. 5 также содержит устройство 503 ввода (например, мышь и/или клавиатуру), связанное с процессором 501, носитель данных 504, связанный с процессором 501, и устройство 505 отображения, связанное с процессором 501. Процессор 501 программируется на реализацию способа изобретения в ответ на команды и данные, вводимые путем манипуляций пользователя на устройстве 503 ввода. Машинно-читаемый носитель данных 504 (например, оптический диск или другой материальный объект) содержит хранящийся в его памяти машинный код, который пригоден для программирования процессора 501 на выполнение какого-либо из вариантов осуществления способа изобретения. В действии процессор 501 исполняет машинный код для обработки данных, служащих признаком многоканального входного звукового сигнала, согласно изобретению с целью генерирования выходных данных, служащих признаком многоканального выходного звукового сигнала.
Система согласно вышеописанным ФИГ. 1, 1A, 2, 2A и 3 может быть реализована в универсальном процессоре 501, с каналами 101, 102 и 103 входного сигнала, которые представляют собой данные, служащие признаками центрального (речевого) и левого и правого (неречевых) входных каналов (например, окружающего звукового сигнала), и каналами 118 и 119 выходного сигнала, которые являются выходными данными, служащими признаками левого и правого выходных звуковых каналов с акцентированной речью (например, окружающего звукового сигнала с усиленной речью). Для генерирования аналоговых версий выходных каналов звуковых сигналов, предназначенных для воспроизведения физическими динамиками, на выходные данные может действовать традиционный цифроаналоговый преобразователь (DAC).
Особенностями изобретения являются: компьютерная система, запрограммированная на выполнение любого из вариантов осуществления способа изобретения, и машинно-читаемый носитель данных, в памяти которого хранится машинно-читаемый код, предназначенный для реализации любого из вариантов осуществления способа изобретения.
Несмотря на то что в данном раскрытии описаны конкретные варианты осуществления настоящего изобретения и применения изобретения, для средних специалистов в данной области будет очевидно, что множество изменений, описанных в данном раскрытии вариантов осуществления изобретения, и применений возможно без отступления от объема изобретения, описанного и заявленного в данном раскрытии. Следует понимать, что, несмотря на то, что показаны и описаны определенные формы изобретения, изобретение не следует ограничивать конкретными описанными и показанными вариантами его осуществления или конкретными описанными способами.