УСТРОЙСТВО ОБРАБОТКИ, СПОСОБ ОБРАБОТКИ, ПРОГРАММА, МАШИНОЧИТАЕМЫЙ НОСИТЕЛЬ ЗАПИСИ ИНФОРМАЦИИ И СИСТЕМА ОБРАБОТКИ
PROCESSING DEVICE, PROCESSING METHOD, PROGRAM, COMPUTER-READABLE DATA RECORD MEDIUM AND INFORMATION PROCESSING SYSTEM

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Настоящее изобретение относится к устройству обработки, способу обработки, программе, машиночитаемому носителю записи информации и системе обработки.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Существуют, например, электронные устройства, такие как видеокамера, цифровая камера, IC-устройство записи и т.д., а также система проведения конференций для передачи/приема звука и т.д. между устройствами/приборами через сеть и проведения конференции с использованием технологии уменьшения уровня шума из звуков, записываемых, передаваемых и/или принимаемых таким образом, что звуки могут четко прослушиваться.
В качестве способа уменьшения уровня шума из введенного звука, например, известно устройство подавления шума и т.п., посредством которого звук после подавления шума получается в качестве вывода из звука после смешения шума в качестве ввода с использованием способа вычитания спектра (например, см. выложенную заявку на патент Японии № 2011-257643).
Согласно вышеуказанному способу вычитания спектра, можно уменьшать постоянно формируемый шум, такой как, например, звук от кондиционера. Тем не менее, предусмотрен случай, в котором затруднительно уменьшать различные типы внезапно формируемого шума, такого как, например, звук, формируемый в результате нажатия клавиш на клавиатуре персонального компьютера, звук, формируемый в результате удара по столу, или звук, формируемый в результате щелчка наконечника шариковой ручки.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Согласно одному аспекту настоящего изобретения, устройство обработки, которое оценивает амплитудный спектр шума для шума, включенного в звуковой сигнал, содержит модуль вычисления амплитудного спектра, сконфигурированный с возможностью вычислять амплитудный спектр звукового сигнала для каждого из кадров, полученных из разделения звукового сигнала на единицы времени; и модуль оценки амплитудного спектра шума, сконфигурированный с возможностью оценивать амплитудный спектр шума для шума, обнаруженного из кадра. Модуль оценки амплитудного спектра шума включает в себя первый модуль оценки и второй модуль оценки. Первый модуль оценки сконфигурирован с возможностью оценивать амплитудный спектр шума на основе разности между амплитудным спектром, вычисленным посредством модуля вычисления амплитудного спектра, и амплитудным спектром кадра, имеющего место до того, как обнаруживается шум. Второй модуль оценки сконфигурирован с возможностью оценивать амплитудный спектр шума на основе функции ослабления, полученной из амплитудных спектров шума кадров, имеющих место после того, как обнаруживается шум.
Другие цели, признаки и преимущества настоящего изобретения должны становиться более понятными из нижеприведенного подробного описания при прочтении в сочетании с прилагаемыми чертежами.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг. 1 является блок-схемой, иллюстрирующей функциональную конфигурацию устройства обработки согласно первому варианту осуществления;
Фиг. 2 иллюстрирует звуковой сигнал, введенный в устройство обработки согласно первому варианту осуществления;
Фиг. 3 иллюстрирует аппаратную конфигурацию устройства обработки согласно первому варианту осуществления;
Фиг. 4 является блок-схемой, иллюстрирующей функциональную конфигурацию модуля оценки амплитудного спектра шума устройства обработки согласно первому варианту осуществления;
Фиг. 5 иллюстрирует способ оценки амплитудного спектра шума в устройстве обработки согласно первому варианту осуществления;
Фиг. 6 иллюстрирует блок-схему последовательности операций способа для процесса оценки амплитудного спектра шума в устройстве обработки согласно первому варианту осуществления;
Фиг. 7 является блок-схемой, показывающей другой пример функциональной конфигурации модуля оценки амплитудного спектра шума в устройстве обработки согласно первому варианту осуществления;
Фиг. 8 является блок-схемой, иллюстрирующей функциональную конфигурацию системы обработки согласно второму варианту осуществления;
Фиг. 9 иллюстрирует аппаратную конфигурацию системы обработки согласно второму варианту осуществления;
Фиг. 10 является блок-схемой, иллюстрирующей функциональную конфигурацию устройства обработки согласно третьему варианту осуществления;
Фиг. 11 иллюстрирует аппаратную конфигурацию устройства обработки согласно третьему варианту осуществления;
Фиг. 12 является блок-схемой, иллюстрирующей функциональную конфигурацию модуля оценки амплитудного спектра шума устройства обработки согласно третьему варианту осуществления;
Фиг. 13 иллюстрирует блок-схему последовательности операций способа для процесса оценки амплитудного спектра шума в устройстве обработки согласно третьему варианту осуществления;
Фиг. 14 является блок-схемой, показывающей другой пример функциональной конфигурации модуля оценки амплитудного спектра шума в устройстве обработки согласно третьему варианту осуществления;
Фиг. 15 является блок-схемой, иллюстрирующей функциональную конфигурацию системы обработки согласно четвертому варианту осуществления; и
Фиг. 16 иллюстрирует аппаратную конфигурацию системы обработки согласно четвертому варианту осуществления.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ
Ниже описываются варианты осуществления настоящего изобретения с использованием чертежей. На соответствующих чертежах, идентичные ссылки с номерами предоставляются идентичным элементам/компонентам, и может опускаться дублированное описание.
ПЕРВЫЙ ВАРИАНТ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ КОНФИГУРАЦИЯ УСТРОЙСТВА ОБРАБОТКИ
Фиг. 1 является блок-схемой, иллюстрирующей функциональную конфигурацию устройства 100 обработки согласно первому варианту осуществления.
Как показано на фиг. 1, устройство 100 обработки включает в себя входной терминал IN, модуль 101 преобразования частотного спектра, модуль A 102 обнаружения шума, модуль B 103 обнаружения шума, модуль 104 оценки амплитудного спектра шума, модуль 105 вычитания спектра шума, модуль 106 обратного преобразования частотного спектра и выходной терминал OUT.
Звуковой сигнал вводится во входной терминал IN устройства 100 обработки. Как показано на фиг. 2, звуковой сигнал Sis, разделенный на соответствующие единицы u времени (например, каждая единица u времени составляет 10 мс и т.п.), вводится во входной терминал IN. Следует отметить, что в дальнейшем в этом документе, сегменты, в которых звуковой сигнал Sis разделяется на соответствующие единицы u времени, упоминаются как "кадры". Следует отметить, что звуковой сигнал Sis представляет собой сигнал, соответствующий звуку, введенному через устройство ввода, такое как, например, микрофон, для ввода звука, и может включать в себя звук, отличный от речи.
Модуль 101 преобразования частотного спектра преобразует звуковой сигнал Sis, введенный во входной терминал IN, в частотный спектр и выводит частотный спектр Sif. Модуль 101 преобразования частотного спектра преобразует звуковой сигнал в частотный спектр с использованием, например, быстрого преобразования Фурье (FFT).
Модуль A 102 обнаружения шума определяет то, включен или нет шум во введенный звуковой сигнал Sis, и выводит результат обнаружения шума в модуль 104 оценки амплитудного спектра шума в качестве информации A IdA по обнаружению.
Модуль B 103 обнаружения шума определяет то, включен или нет шум в частотный спектр Sif, выведенный из модуля 101 преобразования частотного спектра, и выводит результат обнаружения шума в модуль 104 оценки амплитудного спектра шума в качестве информации B IdB по обнаружению.
Модуль 104 оценки амплитудного спектра шума оценивает амплитудный спектр Seno шума (в дальнейшем в этом документе, называемый "амплитудным спектром шума"), включенный в частотный спектр Sif, выведенный из модуля 101 преобразования частотного спектра, на основе информации A IdA по обнаружению, выведенной из модуля A 102 обнаружения шума, и информации B IdB по обнаружению, выведенной из модуля B 103 обнаружения шума.
Модуль 105 вычитания спектра шума вычитает амплитудный спектр Seno шума, выведенный из модуля 104 оценки амплитудного спектра шума, из частотного спектра Sif, выведенного из модуля 101 преобразования частотного спектра, и выводит частотный спектр Sof, в котором за счет этого уменьшен уровень шума.
Модуль 106 обратного преобразования частотного спектра преобразует частотный спектр Sof, в котором шум за счет этого уменьшен при выводе из модуля 105 вычитания спектра шума, в звуковой сигнал Sos и выводит звуковой сигнал Sos. Модуль 106 обратного преобразования частотного спектра преобразует частотный спектр Sof в звуковой сигнал Sos с использованием, например, обратного преобразования Фурье.
Выходной терминал OUT выводит звуковой сигнал Sos, в котором шум уменьшен таким способом при выводе из модуля 106 обратного преобразования частотного спектра.
АППАРАТНАЯ КОНФИГУРАЦИЯ УСТРОЙСТВА ОБРАБОТКИ
Фиг. 3 иллюстрирует аппаратную конфигурацию устройства 100 обработки.
Как показано на фиг. 3, устройство 100 обработки включает в себя контроллер 110, сетевой интерфейс 115, интерфейсный модуль 116 носителя записи, входной терминал IN и выходной терминал OUT. Контроллер 110 включает в себя CPU 111, HDD 112 (жесткий диск), ROM 113 (постоянное запоминающее устройство) и RAM 114 (оперативное запоминающее устройство).
CPU 111 включает в себя арифметико-логическое устройство, считывает программы и данные из устройства хранения данных, такого как HDD 112 или ROM 113, в RAM 114, выполняет процессы и за счет реализует соответствующие функции устройства 100 обработки. В силу этого CPU 111 выступает в качестве модулей для модуля 101 преобразования частотного спектра, модуля A 102 обнаружения шума, модуля B 103 обнаружения шума, модуля 104 оценки амплитудного спектра шума, модуля 105 вычитания спектра шума, модуля 106 обратного преобразования частотного спектра (показан на фиг. 1) и т.д.
HDD 112 представляет собой энергонезависимое устройство хранения данных, сохраняющее программы и данные. Сохраненные программы и данные включают в себя ОС (операционную систему), которая представляет собой базовое программное обеспечение, полностью управляющее устройства 100 обработки, прикладное программное обеспечение, предоставляющее различные функции в ОС, и т.д. HDD 112 выступает в качестве модуля 45 хранения амплитудного спектра, модуля 46 хранения амплитудного спектра шума (описан ниже) и т.д.
ROM 113 представляет собой энергонезависимое полупроводниковое запоминающее устройство (устройство хранения данных), которое поддерживает сохранение программ и данных даже после того, как выключается питание. ROM 113 сохраняет программы и данные, к примеру, BIOS (базовую систему ввода-вывода), которая должна выполняться, когда запускается устройство 100 обработки, настройки OS, сетевые настройки и т.д. RAM 114 представляет собой энергозависимое полупроводниковое запоминающее устройство (устройство хранения данных) для временного сохранения программ и данных.
Сетевой интерфейсный модуль 115 представляет собой интерфейс между периферийным устройством, имеющим функцию связи, соединенную через сеть, созданную посредством тракта передачи данных, такого как проводная и/или беспроводная схема, к примеру, LAN (локальная вычислительная сеть), WAN (глобальная вычислительная сеть) и т.п., и устройством 100 обработки.
Интерфейсный модуль 116 носителя записи представляет собой интерфейс для носителя записи. Устройство 100 обработки поддерживает считывание и/или запись информации из/на носитель 117 записи с использованием интерфейсного модуля 116 носителя записи. Конкретные примеры носителя 117 записи включают в себя гибкий диск, CD, DVD (универсальный цифровой диск), карту памяти в формате SD и запоминающее USB-устройство (запоминающее устройство по стандарту универсальной последовательной шины).
ЗВУКОВАЯ ОБРАБОТКА В УСТРОЙСТВЕ ОБРАБОТКИ
Далее подробно описывается звуковая обработка, выполняемая посредством соответствующих модулей устройства 100 обработки.
ОБНАРУЖЕНИЕ ШУМА ИЗ ВВЕДЕННОГО ЗВУКОВОГО СИГНАЛА
Модуль A 102 обнаружения шума (см. фиг. 1) определяет то, включает или нет введенный звуковой сигнал Sis в себя шум, на основе, например, флуктуации мощности введенного звукового сигнала Sis. В этом случае, модуль A 102 обнаружения шума вычисляет мощность введенного звукового сигнала Sis для каждого кадра и вычисляет разность между мощностью кадра (целевого кадра для обнаружения шума), для которого должно быть определено то, включен или нет шум, и мощностью кадра, имеющего место непосредственно перед целевым кадром для обнаружения шума. Мощность p введенного звукового сигнала в кадре между временами t1 и t2 может быть получена из следующей формулы (1), где x(t) обозначает значение введенного звукового сигнала во время t:
k
k
Флуктуация мощности может быть получена из следующей формулы (2), где "p" обозначает мощность целевого кадра для обнаружения шума, и "p-1" обозначает мощность кадра, имеющего место непосредственно перед целевым кадром для обнаружения шума:
Модуль A 102 обнаружения шума сравнивает, например, флуктуацию  мощности, полученную из формулы (2), с предварительно определенным пороговым значением и определяет то, что шум включается во введенный звуковой сигнал Sis в целевом кадре для обнаружения шума, когда флуктуация  мощности превышает пороговое значение, и шум не включается во введенный звуковой сигнал Sis в целевом кадре для обнаружения шума, когда флуктуация  мощности не превышает пороговое значение. Модуль A 102 обнаружения шума выводит информацию A IdA по обнаружению, указывающую результат определения.
Альтернативно, модуль A 102 обнаружения шума может определять то, включен или нет шум во введенный звуковой сигнал, на основе, например, абсолютной величины линейной ошибки предсказания. В этом случае, модуль A 102 обнаружения шума вычисляет линейную ошибку предсказания целевого кадра для обнаружения, следующим образом:
Например, значения x соответствующих кадров введенного звукового сигнала должны выражаться следующим образом:
k-1
k
k+1
…, x, x, x…
k+1
1
k
В это время получаются оптимальные линейные коэффициенты a предсказания (n=0 - N-1), которые должны быть использованы для предсказания значения x звукового сигнала в определенном кадре, с использованием значений x-x кадров вплоть до кадра, имеющего место непосредственно перед определенным кадром, посредством следующей формулы:
<mrow><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mrow><mi>k</mi><mo>+</mo><mn>1</mn></mrow></msub><mo>=</mo><msub><mi>a</mi><mn>0</mn></msub><msub><mi>x</mi><mi>k</mi></msub><mo>+</mo><msub><mi>a</mi><mn>1</mn></msub><msub><mi>x</mi><mrow><mi>k</mi><mo>−</mo><mn>1</mn></mrow></msub><mo>+</mo><msub><mi>a</mi><mn>2</mn></msub><msub><mi>x</mi><mrow><mi>k</mi><mo>−</mo><mn>2</mn></mrow></msub><mo>+</mo><mn>...</mn><mo>+</mo><mo>−</mo><msub><mi>X</mi><mrow><mi>k</mi><mo>−</mo><mo stretchy="false">(</mo><mi>N</mi><mo>−</mo><mn>1</mn><mo stretchy="false">)</mo></mrow></msub></mrow>
k+1
k+1
<mrow><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mrow><mi>k</mi><mo>+</mo><mn>1</mn></mrow></msub><mo>,</mo></mrow>
Затем, получается линейная ошибка e предсказания посредством следующей формулы в качестве разности между предсказанным значением
полученным таким способом из вышеприведенной формулы, и фактическим значением x:
<mrow><msub><mi>e</mi><mrow><mi>k</mi><mo>+</mo><mn>1</mn></mrow></msub><mo>=</mo><msub><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mrow><mi>k</mi><mo>+</mo><mn>1</mn></mrow></msub><mo>−</mo><msub><mi>X</mi><mrow><mi>k</mi><mo>+</mo><mn>1</mn></mrow></msub></mrow>
k+1
k+1
k+1
Эта ошибка указывает ошибку между предсказанным значением и фактически измеренным значением. Таким образом, модуль A 102 обнаружения шума сравнивает линейную ошибку e предсказания с предварительно определенным пороговым значением и определяет то, что шум включается во введенный звуковой сигнал Sis в целевом кадре для обнаружения шума, когда линейная ошибка e предсказанияпревышает пороговое значение, и шум не включается во введенный звуковой сигнал Sis в целевом кадре для обнаружения шума, когда линейная ошибка e предсказанияне превышает пороговое значение. Модуль A 102 обнаружения шума выводит информацию A IdA по обнаружению, указывающую результат определения.
ОБНАРУЖЕНИЕ ШУМА ИЗ ЧАСТОТНОГО СПЕКТРА
Модуль B 103 обнаружения шума определяет то, включен или нет шум в частотный спектр Sif, выведенный из модуля 101 преобразования частотного спектра.
Например, модуль B 103 обнаружения шума определяет то, включен или нет шум в частотный спектр Sif, на основе абсолютной величины флуктуации мощности определенной полосы частот частотного спектра Sif. В этом случае, модуль B 103 обнаружения шума вычисляет общую сумму мощности спектра в полосе высоких частот целевого кадра для обнаружения и получает разность между таким полученным значением целевого кадра для обнаружения и соответствующим значением кадра, имеющего место непосредственно перед целевым кадром для обнаружения.
Затем, например, модуль B 103 обнаружения шума сравнивает такую полученную разность общей суммы мощности спектра в полосе высоких частот между целевым кадром для обнаружения и кадром, возникающим непосредственно перед целевым кадром для обнаружения, с предварительно определенным пороговым значением. Затем, например, модуль B 103 обнаружения шума определяет то, что шум включается во введенный звуковой сигнал Sis в целевом кадре для обнаружения шума, когда разность общей суммы мощности спектра в полосе высоких частот превышает пороговое значение, и шум не включается во введенный звуковой сигнал Sis в целевом кадре для обнаружения шума, когда разность общей суммы мощности спектра в полосе высоких частот не превышает пороговое значение. Модуль B 103 обнаружения шума выводит информацию B IdB по обнаружению, указывающую результат определения.
Альтернативно, модуль B 103 обнаружения шума может определять то, включен или нет шум в частотный спектр, посредством сравнения с величиной признака, которая статистически моделируется для каждой частоты шума, который должен быть обнаружен. В этом случае, модуль B 103 обнаружения шума может обнаруживать шум с использованием, например, MFCC (коэффициента косинусного преобразования Фурье для частот чистых тонов) и шумовой модели.
MFCC является величиной признака с учетом природы слуха людей и широко используется в распознавании речи и т.п. Процедура вычисления MFCC включает в себя, для частотного спектра, полученного из FFT, (1) получение абсолютного значения; (2) выполнение фильтрации с использованием гребенки фильтров, имеющей равные интервалы в шкале частот чистых тонов (шкале высоты тона звука согласно слуху людей) и получение суммы спектров соответствующих полос частот; (3) вычисление логарифма; (4) выполнение дискретного косинусного преобразования (DCT); и (5) извлечение компонентов низкого порядка.
Шумовая модель представляет собой модель, полученную из моделирования признака шума. Например, признак шума моделируется с использованием гауссовой смешанной модели (GMM) и т.п., и ее параметры оцениваются с использованием величин признаков (например, MFCC), извлеченных из ранее собранной базы данных шумов. В случае GMM, весовые коэффициенты, средние, ковариация и/или т.п. соответствующие многомерные гауссовы распределения используются в качестве параметров модели.
Модуль B 103 обнаружения шума извлекает MFCC введенного частотного спектра Sif и вычисляет вероятность шумовой модели. Вероятность шумовой модели указывает вероятность того, что извлеченный MFCC соответствует шумовой модели. Иными словами, по мере того, как вероятность шумовой модели становится более высокой, вероятность того, что введенный звуковой сигнал соответствует шуму, становится более высокой.
Вероятность L может быть получена из следующей формулы (3) в случае, если процесс выполняется для GMM:
k
Здесь, x обозначает вектор MFCC, Wkобозначает весовой коэффициент k-того распределения, и Nобозначает k-тое многомерное гауссово распределение. Модуль B 103 обнаружения шума получает вероятность L из формулы (3). Затем, например, когда полученная вероятность L превышает предварительно определенное пороговое значение, модуль B 103 обнаружения шума определяет то, что шум включается во введенный звуковой сигнал в целевом кадре для обнаружения. С другой стороны, когда полученная вероятность L меньше или равна предварительно определенному пороговому значению, модуль B 103 обнаружения шума определяет то, что шум не включается во введенный звуковой сигнал в целевом кадре для обнаружения. Затем, модуль B 103 обнаружения шума выводит информацию B IdB по обнаружению, указывающую результат определения.
Следует отметить, что посредством устройства 100 обработки согласно первому варианту осуществления, обнаружение шума выполняется посредством двух модулей обнаружения шума, т.е. модуля A 102 обнаружения шума и модуля B 103 обнаружения шума. Тем не менее, вариант осуществления настоящего изобретения не ограничен этим. Обнаружение шума либо может выполняться посредством одного из них, либо может выполняться посредством трех или более модулей обнаружения шума вместо двух из них.
ОЦЕНКА АМПЛИТУДНОГО СПЕКТРА ШУМА
Далее описывается способ оценки амплитудного спектра шума посредством модуля 104 оценки амплитудного спектра шума.
Фиг. 4 иллюстрирует функциональную конфигурацию модуля 104 оценки амплитудного спектра шума согласно первому варианту осуществления.
Как показано на фиг. 4, модуль 104 оценки амплитудного спектра шума включает в себя модуль 41 вычисления амплитудного спектра, модуль 42 определения, модуль A 43 управления хранением данных, модуль B 44 управления хранением данных, модуль 45 хранения амплитудного спектра, модуль 46 хранения амплитудного спектра шума, модуль A 47a оценки амплитудного спектра шума и модуль B 47b оценки амплитудного спектра шума.
Модуль 41 вычисления амплитудного спектра вычисляет амплитудный спектр Sa из частотного спектра Sif, полученного из преобразования введенного звукового сигнала Sis посредством модуля 101 преобразования частотного спектра, и выводит амплитудный спектр Sa. Модуль 41 вычисления амплитудного спектра, например, вычисляет амплитудный спектр A из частотного спектра X (комплексного числа) определенной частоты посредством следующей формулы (4):
В модуль 42 определения вводятся информация A IdA по обнаружению из модуля A 102 обнаружения шума и информация B IdB по обнаружению из модуля B 103 обнаружения шума, и на основе информации A IdA по обнаружению и информации B IdB по обнаружению, модуль 42 определения выводит исполнительный сигнал 1 Se1 в модуль A 47a оценки амплитудного спектра шума или выводит исполнительный сигнал 2 Se2 в модуль B 47b оценки амплитудного спектра шума.
Модуль A 47a оценки амплитудного спектра шума или модуль B 47b оценки амплитудного спектра шума оценивает, на основе исполнительного сигнала 1 Se1 или исполнительного сигнала 2 Se2, выведенного посредством модуля 42 определения, амплитудный спектр Seno шума из амплитудного спектра Sa, вычисленного посредством модуля 41 вычисления амплитудного спектра.
ОЦЕНКА АМПЛИТУДНОГО СПЕКТРА ШУМА ПОСРЕДСТВОМ МОДУЛЯ A ОЦЕНКИ АМПЛИТУДНОГО СПЕКТРА ШУМА
Модуль A 47a оценки амплитудного спектра шума выполняет оценку амплитудного спектра Seno шума после приема исполнительного сигнала 1 Se1 из модуля 42 определения.
После приема исполнительного сигнала 1 Se1 из модуля 42 определения, модуль A 47a оценки амплитудного спектра шума получает амплитудный спектр Sa текущего обработанного кадра (в дальнейшем в этом документе, называемом просто "текущим кадром") из модуля 41 вычисления амплитудного спектра и предыдущий амплитудный спектр Spa, сохраненный в модуле 45 хранения амплитудного спектра. Затем, модуль A 47a оценки амплитудного спектра шума оценивает амплитудный спектр Seno шума с использованием разности между амплитудным спектром Sa текущего кадра и предыдущим амплитудным спектром Spa.
Например, модуль A 47a оценки амплитудного спектра шума оценивает амплитудный спектр Seno шума с использованием разности между амплитудным спектром Sa текущего кадра и амплитудным спектром (Spa) кадра, имеющего место непосредственно перед последним кадром, в котором формируется шум. Альтернативно, например, модуль A 47a оценки амплитудного спектра шума может оценивать амплитудный спектр Seno шума с использованием разности между амплитудным спектром текущего кадра и средним амплитудных спектров нескольких кадров непосредственно перед последним кадром, в котором формируется шум.
Как описано ниже с использованием фиг. 6 (блок-схемы последовательности операций способа), модуль A 47a оценки амплитудного спектра шума оценивает амплитудный спектр Seno шума в случае, если шум обнаруживается в текущем кадре, или текущий кадр включается в n кадров, подсчитанных после того, как шум обнаружен в последний раз. В случае если шум обнаруживается в текущем кадре, вышеуказанный "последний кадр, в котором формируется шум", соответствует текущему кадру. В случае если текущий кадр включается в n кадров, подсчитанных после того, как шум обнаружен в последний раз, вышеуказанный "последний кадр, в котором формируется шум", соответствует кадру, в котором шум обнаружен в последний раз.
Чтобы уменьшать области хранения, модуль 45 хранения амплитудного спектра предпочтительно сохраняет только амплитудный спектр Sa (или спектры), которые должны быть использованы для оценки, выполняемой посредством модуля A 47a оценки амплитудного спектра шума.
Модуль A 43 управления хранением данных управляет амплитудным спектром (или спектрами), которые должны быть сохранены посредством модуля 45 хранения амплитудного спектра. Например, в модуле A 43 управления хранением данных, предоставляется буфер для сохранения одного или нескольких кадров амплитудного спектра (или спектров). Затем, можно уменьшать области хранения, которые должны быть использованы посредством модуля 45 хранения амплитудного спектра, в результате выполнения управления посредством модуля A 43 управления хранением данных таким образом, что амплитудный спектр (или спектры), сохраненные посредством буфера, сохраняются в модуле 45 хранения амплитудного спектра перезаписываемым способом в случае, если шум обнаруживается из текущего кадра.
ОЦЕНКА АМПЛИТУДНОГО СПЕКТРА ШУМА ПОСРЕДСТВОМ МОДУЛЯ B ОЦЕНКИ АМПЛИТУДНОГО СПЕКТРА ШУМА
После приема исполнительного сигнала 2 Se2 из модуля 42 определения, модуль B 47b оценки амплитудного спектра шума оценивает амплитудный спектр Seno шума на основе функции ослабления, полученной из амплитудных спектров шума, оцененных после того, как обнаруживается шум.
Как описано ниже с использованием фиг. 6 (блок-схемы последовательности операций способа), модуль B 47b оценки амплитудного спектра шума оценивает амплитудный спектр Seno шума в случае, если шум не обнаруживается в текущем кадре, и текущий кадр не включается в n кадров, подсчитанных после того, как шум обнаружен в последний раз.
Модуль B 47b оценки амплитудного спектра шума предполагает то, что амплитуда шума ослабляется экспоненциально, и получает функцию, аппроксимирующую амплитуды шума, оцененного в нескольких кадрах, имеющих место сразу после того, как обнаруживается шум посредством модуля A 102 обнаружения шума или модуля B 103 обнаружения шума.
Фиг. 5 показывает пример, в котором значения амплитуд A1, A2 и A3 трех кадров, имеющих место после того, как обнаруживается шум, проиллюстрированы на графике, на котором абсцисса обозначает время t, а ордината обозначает логарифм амплитуды A шума.
Модуль B 47b оценки амплитудного спектра шума сначала получает наклон аппроксимирующей линейной функции для амплитуд A1, A2 и A3 нескольких кадров, имеющих место в момент и после формирования шума, с помощью следующей формулы (5):
m
Амплитуда A шума ослабляется согласно наклону a, полученному из вышеуказанной формулы (5), покадрово. Таким образом, амплитуда A шума m-того кадра после обнаружения шума может быть получена из следующей формулы (6):
Таким образом, модуль B 47b оценки амплитудного спектра шума может оценивать амплитудный спектр Seno шума на основе функции ослабления, полученной из амплитудных спектров шума нескольких кадров, имеющих место после обнаружения шума.
Следует отметить, что функция ослабления, показанная в формуле (6), предпочтительно получается из амплитуд нескольких кадров, которые представляют собой последний кадр, из которого обнаруживает шум модуль A 102 обнаружения шума или модуль B 103 обнаружения шума, и последующие кадры. Может надлежащим образом определяться число нескольких кадров, которые должны быть использованы для того, чтобы получать функцию ослабления. Дополнительно, хотя функция ослабления предполагается в качестве экспоненциальной функции в варианте осуществления, функция ослабления не ограничена этим. Альтернативно, функция ослабления может быть получена в качестве другой функции, такой как линейная функция.
Дополнительно, в качестве амплитуды шума кадра, имеющего место перед текущим кадром, который должен быть использован для оценки с помощью формулы (6), предпочтительно использовать амплитуду шума кадра, имеющего место после обнаружения шума и непосредственно перед текущим кадром.
После приема исполнительного сигнала 2 Se2 из модуля 42 определения, модуль B 47b оценки амплитудного спектра шума получает из модуля 46 хранения амплитуды шума амплитудные спектры Spn шума (см. фиг. 4), оцененные в предыдущий раз, необходимые для того, чтобы получать амплитудный спектр шума текущего кадра посредством вышеуказанного способа.
Модуль 46 хранения амплитудного спектра шума сохраняет амплитудные спектры Seno шума, оцененные посредством модуля A 47a оценки амплитудного спектра шума или модуля B 47b оценки амплитудного спектра шума. Чтобы уменьшать области хранения, предпочтительно сохранять в модуле 46 хранения амплитудного спектра шума только амплитудные спектры шума, которые должны быть использованы для оценки амплитудного спектра Seno шума посредством модуля B 47b оценки амплитудного спектра шума. Амплитудные спектры Spn шума, которые должны быть использованы для оценки амплитудного спектра Seno шума посредством модуля B 47b оценки амплитудного спектра шума, как упомянуто выше, представляют собой амплитудные спектры шума нескольких кадров, имеющих место после обнаружения шума (для получения функции ослабления), и амплитудный спектр шума кадра, имеющего место непосредственно перед текущим кадром (для получения амплитудного спектра шума текущего кадра с использованием функции ослабления).
Модуль B 44 управления хранением данных осуществляет управление таким образом, что только амплитудные спектры шума, необходимые для получения функции ослабления, и амплитудный спектр шума, необходимый для получения амплитудного спектра шума текущего кадра с использованием функции ослабления, сохраняются в модуле 46 хранения амплитудного спектра шума.
Например, области хранения предоставляются в модуле 46 хранения амплитудного спектра шума для сохранения нескольких (например, трех) кадров, имеющих место после того, как обнаруживается шум, и амплитудного спектра шума кадра, имеющего место непосредственно перед текущим кадром. Модуль B 44 управления хранением данных осуществляет управление таким образом, что согласно периоду времени, который истек после того, как обнаруживается шум, амплитудные спектры Seno шума, оцененные посредством модуля A 47a оценки амплитудного спектра шума, сохраняются в соответствующих областях хранения модуля 46 хранения амплитудного спектра шума перезаписываемым способом. Посредством такого управления, можно уменьшать области хранения, которые должны быть использованы посредством модуля 46 хранения амплитудного спектра шума.
Как описано выше, в модуле 104 оценки амплитудного спектра шума, любой из модуля A 47a оценки амплитудного спектра шума и модуля B 47b оценки амплитудного спектра шума оценивает амплитудный спектр Seno шума на основе исполнительного сигнала 1 или 2 (Se1 или Se2), выведенного посредством модуля 42 определения.
ПРОЦЕСС ОЦЕНКИ АМПЛИТУДНОГО СПЕКТРА ШУМА ПОСРЕДСТВОМ МОДУЛЯ ОЦЕНКИ АМПЛИТУДНОГО СПЕКТРА ШУМА
Фиг. 6 иллюстрирует блок-схему последовательности операций способа для процесса оценки амплитудного спектра Seno шума посредством модуля 104 оценки амплитудного спектра шума согласно первому варианту осуществления.
Когда частотный спектр Sif введен в модуль 104 оценки амплитудного спектра шума из модуля 101 преобразования частотного спектра, модуль 41 вычисления амплитудного спектра вычисляет амплитудный спектр Sa из частотного спектра Sif на этапе S1. Затем, на этапе S2 модуль 42 определения определяет из информации A IdA по обнаружению и информации B IdB по обнаружению то, обнаруживает или нет какой-либо из модуля A 102 обнаружения шума и модуля B 103 обнаружения шума шум из введенного звука.
Когда шум включается в кадр введенного звукового сигнала Sis (этап S2: "Да"), модуль A 43 управления хранением данных сохраняет амплитудный спектр (или спектры), временно сохраненные в буфере, в модуле 45 хранения амплитудного спектра на этапе S3.
Затем, на этапе S4 модуль 42 определения выводит исполнительный сигнал 1 Se1, и модуль A 47a оценки амплитудного спектра шума оценивает амплитудный спектр Seno на этапе S5. Затем, на этапе S6 модуль B 44 управления хранением данных сохраняет амплитудный спектр Seno шума, оцененный посредством модуля A 47a оценки амплитудного спектра шума, в модуле 46 хранения амплитудного спектра шума в области хранения, соответствующей времени, которое истекло от момента последнего обнаружения шума перезаписываемым способом, и процесс заканчивается.
В случае если шум не включается в кадр введенного звукового сигнала (этап S2: "Нет"), модуль 42 определения определяет то, включен или нет текущий обработанный кадр в n кадров, подсчитанных после последнего обнаружения шума, на этапе S7. В случае если текущий обработанный кадр включается в n кадров, подсчитанных после последнего обнаружения шума (этап S7: "Да"), модуль A 47a оценки амплитудного спектра шума оценивает амплитудный спектр Seno шума на этапах S4-S6, и процесс заканчивается.
В случае если текущий обработанный кадр не включается в n кадров, подсчитанных после последнего обнаружения шума (этап S7: "Нет"), модуль 42 определения выводит исполнительный сигнал Se2 на этапе S8. Затем, на этапе S9 модуль B 47b оценки амплитудного спектра шума оценивает амплитудный спектр Seno шума. После этого, на этапе S6 модуль B 44 управления хранением данных сохраняет амплитудный спектр Seno шума, оцененный посредством модуля B 47b оценки амплитудного спектра шума, в модуле 46 хранения амплитудного спектра шума, и процесс заканчивается.
Таким образом, модуль 104 оценки амплитудного спектра шума оценивает амплитудный спектр Seno шума для шума, включенного во введенный звук, посредством любого из модуля A 47a оценки амплитудного спектра шума и модуля B 47b оценки амплитудного спектра шума, и два модуля 47a и 47b оценки амплитудного спектра шума оценивают амплитудный спектр Seno шума различными способами. За счет такого предоставления двух модулей 47a и 47b оценки амплитудного спектра шума, оценивающих амплитудный спектр Seno шума различными способами, можно оценивать амплитудный спектр Seno шума для шума, включенного во введенный звук, независимо от типа и/или временного интервала формирования шума.
Следует отметить, что как показано на фиг. 7, в модуле 104 оценки амплитудного спектра шума могут предоставляться несколько модулей A-N (47a-47n) оценки амплитудного спектра шума, которые оценивают амплитудный спектр Seno шума различными способами, и модуль 42 определения может надлежащим образом выбирать один из нескольких модулей A-N (47a-47n) оценки амплитудного спектра шума, чтобы оценивать амплитудный спектр Seno шума, на основе информации A IdA по обнаружению и информации B IdB по обнаружению.
В случае фиг. 7, в качестве одного из различных способов оценки амплитудного спектра Seno шума модулей A-N оценки амплитудного спектра шума, за исключением модулей A и B (47a и 47b) оценки амплитудного спектра шума, показанных на фиг. 4, может использоваться, например, способ оценки амплитудного спектра Seno шума с использованием разности между амплитудным спектром текущего кадра и амплитудным спектром среднего нескольких амплитудных спектров, полученных до последнего обнаружения шума. Альтернативно или дополнительно, также можно использовать, например, способ получения амплитудного спектра шума Seno с использованием функции ослабления в качестве линейной функции и т.п. (вместо вышеуказанной экспоненциальной функции), полученной из амплитудных спектров шума, оцененных в момент и после последнего формирования шума.
В случае фиг. 7, модуль 42 определения задается с возможностью выбирать надлежащий способ оценки амплитудного спектра Seno шума согласно абсолютной величине(ам) флуктуации мощности и/или линейной ошибке предсказания, полученной посредством модуля A 102 обнаружения шума и включенной в информацию B IdA по обнаружению, либо вероятности, полученной посредством модуля B 103 обнаружения шума и включенной в информацию B IdB по обнаружению, и выводить исполнительные сигналы 1-N (Se1-Sen).
ВЫЧИТАНИЕ СПЕКТРА ШУМА
Модуль 105 вычитания спектра шума устройства 100 обработки вычитает частотный спектр шума, полученного из амплитудного спектра Seno шума, оцененного посредством модуля 104 оценки амплитудного спектра шума, из частотного спектра Sif, полученного из преобразования посредством модуля 101 преобразования частотного спектра, и выводит такой частотный спектр Sof после уменьшения уровня шума.
<mover accent="true"><mi>S</mi><mo>^</mo></mover>
<mover accent="true"><mi>D</mi><mo>^</mo></mover>
Частотный спектр
звука (частотный спектр Sof после уменьшения уровня шума) может быть получен из следующей формулы (7), где X обозначает частотный спектр (частотный спектр Sif), и
обозначает оцененный частотный спектр шума (полученный из амплитудного спектра Seno шума):
В вышеприведенной формуле (7), "l" обозначает номер кадра, и "k" обозначает число спектра.
Таким образом, модуль 105 вычитания спектра шума вычитает частотный спектр Seno шума из частотного спектра Sif, получает частотный спектр Sof после уменьшения уровня шума и выводит частотный спектр Sof после уменьшения уровня шума в модуль 106 обратного преобразования частотного спектра.
Как описано выше, в устройстве 100 обработки согласно первому варианту осуществления, несколько модулей предоставляются для того, чтобы оценивать амплитудный спектр Seno шума (модулей оценки амплитудного спектра шума) различными способами, подходящий модуль оценки амплитудного спектра шума выбирается из них на основе результата обнаружения шума введенного звука, и оценивается амплитудный спектр Seno шума. Таким образом, независимо от типа и/или временного интервала формирования шума, устройство 100 обработки может оценивать амплитудный спектр Seno шума для шума, включенного во введенный звук, с высокой точностью, и выводить звуковой сигнал, полученный из уменьшения уровня шума, из введенного звука.
Следует отметить, что устройство 100 обработки согласно первому варианту осуществления может применяться к электронному устройству и т.п., которое записывает вводимый звук или передает вводимый звук в другое устройство. Конкретные примеры электронного устройства и т.п. включают в себя видеокамеру, цифровую камеру, IC-устройство записи, сотовый телефон, терминал для конференц-связи (терминал для видеоконференц-связи) и т.д.
ВТОРОЙ ВАРИАНТ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
Далее описывается второй вариант осуществления с использованием чертежей. Следует отметить, что элементам/компонентам, идентичным элементам/компонентам из первого варианта осуществления, описанного выше, присваиваются идентичные ссылки с номерами, и опускается дублирующее описание.
ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ КОНФИГУРАЦИЯ СИСТЕМЫ ОБРАБОТКИ
Фиг. 8 является блок-схемой, иллюстрирующей функциональную конфигурацию системы 300 обработки согласно второму варианту осуществления. Как показано на фиг. 8, система 300 обработки включает в себя устройства 100 и 200 обработки, соединенные через сеть 400.
Устройство 100 обработки включает в себя модуль 101 преобразования частотного спектра, модуль A 102 обнаружения шума, модуль B 103 обнаружения шума, модуль 104 оценки амплитудного спектра шума, модуль 105 вычитания спектра шума, модуль 106 обратного преобразования частотного спектра, модуль 107 звукового ввода/вывода и приемо-передающий модуль 108.
Модуль 107 звукового ввода/вывода, например, собирает звук (речь и т.п.), возникающий вокруг устройства 100 обработки, и формирует звуковой сигнал или выводит звук (речь и т.п.) на основе введенного звукового сигнала.
Приемо-передающий модуль 108 передает данные, такие как звуковой сигнал, в котором уменьшается уровень шума посредством устройства 100 обработки, в другое устройство, соединенное через сеть 400. Дополнительно, приемо-передающий модуль 108 принимает данные, такие как звуковые данные из другого устройства, соединенного через сеть 400.
Как описано выше для первого варианта осуществления, в устройстве 100 обработки согласно второму варианту осуществления, несколько модулей предоставляются для того, чтобы оценивать амплитудный спектр Seno шума (модулей оценки амплитудного спектра шума) различными способами, подходящий модуль оценки амплитудного спектра шума выбирается из них на основе результата обнаружения шума введенного звука, и оценивается амплитудный спектр Seno шума. Таким образом, независимо от типа и/или временного интервала формирования шума, устройство 100 обработки может оценивать амплитудный спектр Seno шума для шума, включенного во введенный звук, с высокой точностью, и выводить звуковой сигнал, полученный из уменьшения уровня шума, из введенного звука.
Дополнительно, устройство 200, соединенное с устройством 100 обработки через сеть 400, включает в себя модуль 201 звукового ввода/вывода и приемо-передающий модуль 202.
Модуль 201 звукового ввода/вывода, например, собирает звук (речь и т.п.), возникающий вокруг устройства 200 обработки, и формирует звуковой сигнал или выводит звук (речь и т.п.) на основе введенного звукового сигнала.
Приемо-передающий модуль 202 передает данные, такие как звуковой сигнал, полученный посредством модуля 201 звукового ввода/вывода, в другое устройство, соединенное через сеть 400. Дополнительно, приемо-передающий модуль 202 принимает данные, такие как звуковые данные из другого устройства, соединенного через сеть 400.
АППАРАТНАЯ КОНФИГУРАЦИЯ СИСТЕМЫ ОБРАБОТКИ
Фиг. 9 иллюстрирует аппаратную конфигурацию системы 300 обработки согласно второму варианту осуществления.
Система 300 обработки включает в себя контроллер 110, сетевой интерфейсный модуль 115, интерфейсный модуль 116 носителя записи и устройство 118 звукового ввода/вывода. Контроллер 110 включает в себя CPU 111, HDD 112, ROM 113 и RAM 114.
Устройство 118 звукового ввода/вывода включает в себя, например, микрофон, собирающий звук (речь и т.п.), возникающий вокруг устройства 100 обработки, и формирующий звуковой сигнал, динамик, выводящий звуковой сигнал наружу, и/или т.п.
Процессор 200 включает в себя CPU 211, HDD 212, ROM 213, RAM 214, сетевой интерфейсный модуль 215 и устройство 216 звукового ввода/вывода.
CPU 211 включает в себя арифметико-логическое устройство, считывает программы и данные из устройства хранения данных, такого как HDD 212 или ROM 213, в RAM 214, выполняет процессы и за счет реализует соответствующие функции устройства 200 обработки.
HDD 212 представляет собой энергонезависимое устройство хранения данных, сохраняющее программы и данные. Сохраненные программы и данные включают в себя ОС (операционную систему), которая представляет собой базовое программное обеспечение, полностью управляющее устройством 200 обработки, прикладное программное обеспечение, предоставляющее различные функции в ОС, и т.д.
ROM 213 представляет собой энергонезависимое полупроводниковое запоминающее устройство (устройство хранения данных), которое поддерживает сохранение программы и/или данных даже после того, как выключается питание. ROM 213 сохраняет программы и данные, к примеру, BIOS (базовую систему ввода-вывода), которая должна выполняться, когда запускается устройство 200 обработки, настройки OS, сетевые настройки и т.д. RAM 214 представляет собой энергозависимое полупроводниковое запоминающее устройство (устройство хранения данных) для временного сохранения программ и/или данных.
Сетевой интерфейсный модуль 215 представляет собой интерфейс между периферийным устройством(ами), имеющим функцию связи, соединенную через сеть 400, созданную посредством тракта передачи данных, такого как проводная и/или беспроводная схема, к примеру, LAN (локальная вычислительная сеть), WAN (глобальная вычислительная сеть) и т.п., и самим устройством 200 обработки.
Устройство 216 звукового ввода/вывода включает в себя, например, микрофон, собирающий звук (речь и т.п.), возникающий вокруг устройства 200 обработки, и формирующий звуковой сигнал, динамик, выводящий звуковой сигнал наружу, и/или т.п.
В системе 300 обработки, например, устройство 100 обработки может формировать звуковой сигнал, в котором уменьшается уровень шума, из введенного сигнала, включающего в себя звук (речь и т.п.), произнесенный пользователем устройства 100 обработки, и передавать сформированный звуковой сигнал в устройство 200 обработки через приемо-передающий модуль 108. Устройство 200 обработки принимает звуковой сигнал, в котором за счет этого уменьшается уровень шума, передаваемый из устройства 100 обработки, через приемо-передающий модуль 202 и выводит звуковой сигнал наружу через модуль 201 звукового ввода/вывода. Таким образом, пользователь устройства 200 обработки принимает звуковой сигнал, в котором уменьшается уровень шума, из устройства 100 обработки и в силу этого может четко улавливать звук, произнесенный пользователем устройства 100 обработки.
Дополнительно, например, устройство 200 обработки может получать звуковой сигнал, включающий в себя звук (речь), произнесенный пользователем устройства 200 обработки, через модуль 201 звукового ввода/вывода устройства 200 обработки и передавать звуковой сигнал в устройство 100 обработки через приемо-передающий модуль 202. В этом случае, устройство 100 обработки может уменьшать шум из звукового сигнала, принимаемого через приемо-передающий модуль 108, посредством выполнения оценки амплитудного спектра шума и т.д. и выводить звуковой сигнал через модуль 107 звукового ввода/вывода. Таким образом, пользователь устройства 100 обработки может четко улавливать звук, произнесенный пользователем устройства 200 обработки, в результате вывода принимаемого звукового сигнала посредством устройства 100 обработки после уменьшения уровня шума.
Таким образом, в системе 300 обработки согласно второму варианту осуществления, можно формировать звуковой сигнал, полученный из уменьшения уровня шума, из звукового сигнала, введенного в модуль 107 звукового ввода/вывода, или звукового сигнала, принимаемого через приемо-передающий модуль 108 устройства 100 обработки, на основе оцененного амплитудного спектра шума. Таким образом, можно проводить разговор, запись и/или т.п. посредством четкого звука, полученного из уменьшаемого шума, между пользователями устройства 100 обработки и устройства 200 обработки, соединенных через сеть 400.
Следует отметить, что число устройств обработки, включенных в систему 300 обработки, например, не ограничивается числом по второму варианту осуществления. Система 300 обработки может включать в себя три или более устройств обработки. Дополнительно, система 300 обработки согласно второму варианту осуществления может применяться к системе, в которой, например, несколько PC, PDA, сотовых телефонов, терминалов для конференц-связи и/или т.п. передают/принимают звук и т.п. между собой.
ТРЕТИЙ ВАРИАНТ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
Далее описывается третий вариант осуществления с использованием чертежей. Следует отметить, что элементам/компонентам, идентичным элементам/компонентам из первого и второго вариантов осуществления, описанных выше, присваиваются идентичные ссылки с номерами, и опускается дублирующее описание.
ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ КОНФИГУРАЦИЯ УСТРОЙСТВА ОБРАБОТКИ
Фиг. 10 является блок-схемой, иллюстрирующей функциональную конфигурацию устройства 100 обработки согласно третьему варианту осуществления.
Как показано на фиг. 10, устройство 100 обработки включает в себя входной терминал IN, модуль 101 преобразования частотного спектра, модуль A 102 обнаружения шума, модуль B 103 обнаружения шума, модуль 104 оценки амплитудного спектра шума, модуль 105 вычитания спектра шума, модуль 106 обратного преобразования частотного спектра, модуль 109 регулирования интенсивности уменьшения и выходной терминал OUT.
Модуль 109 регулирования интенсивности уменьшения регулирует уровень уменьшения уровня шума из введенного звукового сигнала, введенного в устройство 100 обработки, посредством вывода сигнала Srs регулирования интенсивности уменьшения в модуль 104 оценки амплитудного спектра шума на основе введенной информации от пользователя.
АППАРАТНАЯ КОНФИГУРАЦИЯ УСТРОЙСТВА ОБРАБОТКИ
Фиг. 11 иллюстрирует аппаратную конфигурацию устройства 100 обработки.
Как показано на фиг. 11, устройство 100 обработки включает в себя контроллер 110, сетевой интерфейс 115, интерфейсный модуль 116 носителя записи, панель 119 управления, входной терминал IN и выходной терминал OUT. Контроллер 110 включает в себя CPU 111, HDD 112 (жесткий диск), ROM 113 (постоянное запоминающее устройство) и RAM 114 (оперативное запоминающее устройство).
Панель 119 управления представляет собой аппаратное обеспечение, включающее в себя устройство ввода, такое как кнопки для приема пользовательских операций, функциональный экран, такой как жидкокристаллическая панель, имеющая функцию сенсорной панели, и/или т.п. На панели 119 управления, уровни уменьшения уровня шума из введенного звукового сигнала, введенного в устройство 100 обработки и т.п., отображаются таким образом, что пользователь может выбирать один из отображенных уровней. Модуль 109 регулирования интенсивности уменьшения выводит сигнал Srs регулирования интенсивности уменьшения на основе информации, введенной пользователем в панель 119 управления.
ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ КОНФИГУРАЦИЯ МОДУЛЯ ОЦЕНКИ АМПЛИТУДНОГО СПЕКТРА ШУМА
Фиг. 12 иллюстрирует функциональную конфигурацию модуля 104 оценки амплитудного спектра шума согласно третьему варианту осуществления.
Как показано на фиг. 12, модуль 104 оценки амплитудного спектра шума включает в себя модуль 41 вычисления амплитудного спектра, модуль 42 определения, модуль A 43 управления хранением данных, модуль B 44 управления хранением данных, модуль 45 хранения амплитудного спектра, модуль 46 хранения амплитудного спектра шума, модуль A 47a оценки амплитудного спектра шума, модуль B 47b оценки амплитудного спектра шума, модуль 48 регулирования ослабления и модуль 49 регулирования амплитуды.
Модуль 48 регулирования ослабления представляет собой один пример модуля регулирования шума и выводит сигнал Saa регулирования ослабления в модуль B 47b оценки амплитудного спектра шума на основе сигнала Srs регулирования интенсивности уменьшения, выведенного посредством модуля 109 регулирования интенсивности уменьшения.
m
Идентично первому варианту осуществления, модуль B 47b оценки амплитудного спектра шума получает наклон a аппроксимирующей линейной функции для нескольких кадров, имеющих место в момент и после формирования шума, посредством вышеуказанной формулы (5). Затем, модуль B 47b оценки амплитудного спектра шума получает амплитуду A шума m-того кадра, подсчитанного после обнаружения шума, посредством следующей формулы (8):
Коэффициент g в формуле (8) является значением, определенным согласно сигналу Srs регулирования интенсивности уменьшения, введенному из модуля 109 регулирования интенсивности уменьшения в модуль 48 регулирования ослабления.
В случае уменьшения уровня шума из введенного звукового сигнала, интенсивности 1-3 уменьшения уровня шума, в которых уровень уменьшения уровня шума отличается, например, отображаются на панели 119 управления, пользователь должен выбирать из них одну, и модуль 109 регулирования интенсивности уменьшения выводит такую выбранную интенсивность уменьшения уровня шума в модуль 48 регулирования ослабления в качестве сигнала Srs регулирования интенсивности уменьшения. Модуль 48 регулирования ослабления определяет сигнал Saa регулирования ослабления согласно таблице 1, показанной ниже, например, согласно сигналу Srs регулирования интенсивности уменьшения, выведенному посредством модуля 109 регулирования интенсивности уменьшения, и передает определенный сигнал Saa регулирования ослабления в модуль B 47b оценки амплитудного спектра шума.
Таблица 1
Сигнал Srs регулирования интенсивности уменьшения
Сигнал Saa регулирования ослабления
Интенсивность уменьшения уровня шума=1
g=2,0
Интенсивность уменьшения уровня шума=2
g=1,5
Интенсивность уменьшения уровня шума=3
g=1,0
В примере, показанном в таблице 1, коэффициент g становится меньшим по мере того, как интенсивность уменьшения уровня шума становится большей, и амплитудный спектр шума, оцененный посредством модуля B 47b оценки амплитудного спектра шума, становится большим согласно формуле (8). Таким образом, значительно уменьшается уровень шума из введенного звукового сигнала. В отличие от этого, коэффициент g становится большим по мере того, как интенсивность уменьшения уровня шума становится меньшей, и амплитудный спектр шума, оцененный посредством модуля B 47b оценки амплитудного спектра шума, становится меньшим согласно формуле (8). Таким образом, шум, уменьшенный из введенного звукового сигнала, становится меньшим.
m
Дополнительно, модуль 49 регулирования амплитуды представляет собой один пример модуля регулирования шума и регулирует абсолютную величину амплитудного спектра A шума, полученного посредством модуля A 47a оценки амплитудного спектра шума или модуля B 47b оценки амплитудного спектра шума, на основе сигнала Srs регулирования интенсивности уменьшения, выведенного посредством модуля 109 регулирования интенсивности уменьшения, согласно следующей формуле (9):
Коэффициент G в формуле (9) является значением, например, определенным согласно таблице 2 ниже согласно сигналу Srs регулирования интенсивности уменьшения, выведенному посредством модуля 109 регулирования интенсивности уменьшения:
Таблица 2
Сигнал Srs регулирования интенсивности уменьшения
G
Интенсивность уменьшения уровня шума=1
0,50
Интенсивность уменьшения уровня шума=2
0,75
Интенсивность уменьшения уровня шума=3
1,00
m
m
m
Таким образом, модуль 49 регулирования амплитуды определяет значение G согласно сигналу Srs регулирования интенсивности уменьшения и выводит оцененный амплитудный спектр A' (Seno) шума, полученный согласно формуле (9). В примере, показанном в таблице 2, в случае если интенсивность уменьшения уровня шума меньше, оцененный амплитудный спектр A' (Seno) шума, который должен выводиться, меньше, поскольку значение G меньше. В отличие от этого, в случае если интенсивность уменьшения уровня шума больше, оцененный амплитудный спектр A' (Seno) шума, который должен выводиться, больше, поскольку значение G больше. Следует отметить, что в качестве значения G, различное значение может задаваться для каждой частоты вычисленного амплитудного спектра Sa.
m
Таким образом, в устройстве 100 обработки согласно третьему варианту осуществления, модуль 104 оценки амплитудного спектра шума может управлять интенсивностью оцененного амплитудного спектра A (Seno) шума согласно сигналу Srs регулирования интенсивности уменьшения, выведенному посредством модуля 109 регулирования интенсивности уменьшения, и за счет этого регулировать уровень уменьшения шума из введенного звукового сигнала.
ПРОЦЕСС ОЦЕНКИ АМПЛИТУДНОГО СПЕКТРА ШУМА ПОСРЕДСТВОМ МОДУЛЯ ОЦЕНКИ АМПЛИТУДНОГО СПЕКТРА ШУМА
Фиг. 13 иллюстрирует блок-схему последовательности операций способа для процесса оценки амплитудного спектра Seno шума посредством модуля 104 оценки амплитудного спектра шума согласно третьему варианту осуществления.
Когда частотный спектр Sif введен в модуль 104 оценки амплитудного спектра шума из модуля 101 преобразования частотного спектра, модуль 41 вычисления амплитудного спектра вычисляет амплитудный спектр Sa из частотного спектра Sif на этапе S11. Затем, на этапе S12 модуль 42 определения определяет из информации A IdA по обнаружению и информации B IdB по обнаружению то, обнаруживает или нет какой-либо из модуля A 102 обнаружения шума и модуля B 103 обнаружения шума шум из введенного звука.
Когда шум включается в кадр введенного звукового сигнала Sis (этап S12: "Да"), модуль A 43 управления хранением данных сохраняет амплитудный спектр (или спектры), временно сохраненные в буфере, в модуле 45 хранения амплитудного спектра на этапе S13.
Затем, на этапе S14 модуль 42 определения выводит исполнительный сигнал 1 Se1, и модуль A 47a оценки амплитудного спектра шума оценивает амплитудный спектр на этапе S15. После этого, на этапе S16 модуль 49 регулирования амплитуды вычисляет оцененный амплитудный спектр Seno шума, полученный посредством формулы (9), согласно сигналу Srs регулирования интенсивности уменьшения, выведенному посредством модуля 109 регулирования интенсивности уменьшения.
Затем, на этапе S17 модуль B 44 управления хранением данных сохраняет оцененный амплитудный спектр Seno шума, вычисленный посредством модуля 49 регулирования амплитуды, в модуле 46 хранения амплитудного спектра шума в области хранения, соответствующей времени, которое истекло от момента последнего обнаружения шума, перезаписываемым способом, и процесс заканчивается.
В случае если шум не включается в кадр введенного звукового сигнала (этап S12: "Нет"), модуль 42 определения определяет то, включен или нет текущий обработанный кадр в n кадров, подсчитанных от момента последнего обнаружения шума, на этапе S18. В случае если текущий обработанный кадр включается в n кадров, подсчитанных от момента последнего обнаружения шума (этап S18: "Да"), модуль A 47a оценки амплитудного спектра шума оценивает амплитудный спектр шума на этапах S14 и S15.
В случае если текущий обработанный кадр не включается в n кадров, подсчитанных от момента последнего обнаружения шума (этап S18: "Нет"), модуль 42 определения выводит исполнительный сигнал Se2 на этапе S19. Затем, на этапе S20, модуль 48 регулирования ослабления формирует сигнал Saa регулирования ослабления и выводит сигнал Saa регулирования ослабления в модуль B 47b оценки амплитудного спектра шума. Затем, на этапе S21, модуль B 47b оценки амплитудного спектра шума оценивает амплитудный спектр шума.
После этого, на этапе S16 модуль 49 регулирования амплитуды вычисляет оцененный амплитудный спектр Seno шума, полученный посредством формулы (9), согласно сигналу Srs регулирования интенсивности уменьшения, выведенному посредством модуля 109 регулирования интенсивности уменьшения. На этапе S17 модуль B 44 управления хранением данных сохраняет амплитудный спектр шума, оцененный посредством модуля B 47b оценки амплитудного спектра шума, в модуле 46 хранения амплитудного спектра шума, и процесс заканчивается.
Таким образом, модуль 104 оценки амплитудного спектра шума оценивает амплитудный спектр шума для шума, включенного во введенный звук, посредством любого из модуля A 47a оценки амплитудного спектра шума и модуля B 47b оценки амплитудного спектра шума, причем два модуля 47a и 47b оценки амплитудного спектра шума оценивают амплитудный спектр шума различными способами. За счет оценки посредством двух модулей 47a и 47b оценки амплитудного спектра шума амплитудного спектра шума различными способами, модуль оценки амплитудного спектра шума 14 может оценивать амплитудный спектр шума для шума, включенного во введенный звук, независимо от типа и/или временного интервала формирования шума.
Дополнительно, устройство 100 обработки согласно третьему варианту осуществления имеет модуль 109 регулирования интенсивности уменьшения, может регулировать интенсивность амплитудного спектра Seno шума, который должен быть оценен из введенного звука, и может изменять уровень уменьшения шума из введенного звукового сигнала. Таким образом, пользователь может надлежащим образом изменять уровень уменьшения шума согласно ситуации. Иными словами, пользователь может выполнять настройку для того, чтобы уменьшать уровень уменьшения шума, в случае желания точно воспроизводить исходный звук. Кроме того, пользователь может выполнять другую настройку для того, чтобы увеличивать уровень уменьшения шума, в случае желания уменьшать шум из исходного звука в максимально возможной степени. Следует отметить, что, как показано на фиг. 14, в модуле 104 оценки амплитудного спектра шума могут предоставляться несколько модулей A-N (47a-47n) оценки амплитудного спектра шума, несколько модулей A-N (47a-47n) оценки амплитудного спектра шума оценивают амплитудный спектр шума различными способами, а также могут предоставляться несколько модулей A-N (48a-48n) регулирования ослабления. В этом случае, один из модулей A-N (47a-47n) оценки амплитудного спектра шума, выбранный посредством модуля 42 определения с помощью соответствующего одного из исполнительных сигналов Se1-Sen, оценивает амплитудный спектр шума согласно соответствующим одному из сигналов A-N (SaaA-SaaN) регулирования ослабления, выведенных посредством соответствующих одного из модулей A-N (48a-48n) регулирования ослабления. Дополнительно, в этом случае, модуль 49 регулирования амплитуды регулирует амплитудный спектр шума, оцененный посредством выбранного из модулей A-N (47a-47n) оценки амплитудного спектра шума, согласно сигналу Srs регулирования интенсивности уменьшения.
ЧЕТВЕРТЫЙ ВАРИАНТ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
Далее описывается четвертый вариант осуществления с использованием чертежей. Следует отметить, что элементам/компонентам, идентичным элементам/компонентам из вариантов осуществления, описанных выше, присваиваются идентичные ссылки с номерами, и опускается дублирующее описание.
ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ КОНФИГУРАЦИЯ СИСТЕМЫ ОБРАБОТКИ
Фиг. 15 является блок-схемой, иллюстрирующей функциональную конфигурацию системы 300 обработки согласно четвертому варианту осуществления. Как показано на фиг. 15, система 300 обработки включает в себя устройства 100 и 200 обработки, соединенные через сеть 400.
Устройство 100 обработки включает в себя модуль 120 уменьшения уровня шума, модуль 121 звукового ввода, модуль 122 звукового вывода, передающий модуль 123 и приемный модуль 124. Модуль 120 уменьшения уровня шума включает в себя модуль 101 преобразования частотного спектра, модуль A 102 обнаружения шума, модуль B 103 обнаружения шума, модуль 104 оценки спектра шума, модуль 105 вычитания спектра шума, модуль 106 обратного преобразования частотного спектра и модуль 109 регулирования интенсивности уменьшения.
Модуль 121 звукового ввода, например, собирает звук (речь и т.п.), возникающий вокруг устройства 100 обработки, формирует звуковой сигнал и выводит звуковой сигнал в модуль 120 уменьшения уровня шума. Модуль 122 звукового вывода выводит звук (речь и т.п.) на основе звукового сигнала, введенного посредством модуля 120 уменьшения уровня шума.
Передающий модуль 123 передает данные, такие как звуковой сигнал, в котором уменьшается уровень шума посредством модуля 120 уменьшения уровня шума, в другое устройство, соединенное через сеть 400 и т.п. Приемный модуль 124 принимает данные, такие как звуковые данные из другого устройства, соединенного через сеть 400 и т.п.
Модуль 120 уменьшения уровня шума выводит звуковой сигнал, введенный в модуль 121 звукового ввода, в передающий модуль 123 после удаления шума. Дополнительно, модуль 120 уменьшения уровня шума выводит звуковой сигнал, принимаемый посредством приемного модуля 124, в модуль 122 звукового вывода после удаления шума.
В устройстве 100 обработки согласно четвертому варианту осуществления, модуль 120 уменьшения уровня шума включает в себя несколько модулей (модулей оценки амплитудного спектра шума), которые оценивают амплитудный спектр шума различными способами, выбирает подходящий модуль оценки амплитудного спектра шума из них на основе результата обнаружения шума введенного звука и оценивает амплитудный спектр Seno шума. Таким образом, независимо от типа и/или временного интервала формирования шума, устройство 100 обработки может оценивать амплитудный спектр Seno шума для шума, включенного во введенный звук, с высокой точностью, и выводить звуковой сигнал, полученный из уменьшения уровня шума, из введенного звука.
Дополнительно, в устройстве 100 обработки, можно регулировать уровень уменьшения шума из введенного или принимаемого звукового сигнала посредством модуля 109 регулирования интенсивности уменьшения модуля 120 уменьшения уровня шума. Таким образом, пользователь может задавать надлежащий уровень уменьшения шума согласно состоянию использования (ситуации) и использовать его.
Устройство 200 обработки, соединенное с устройством 100 обработки через сеть 400, включает в себя приемный модуль 203, передающий модуль 204, модуль 205 звукового ввода и модуль 206 звукового вывода.
Приемный модуль 203 принимает звуковой сигнал, передаваемый из другого устройства, соединенного через сеть 400 и т.п., и выводит звуковой сигнал в модуль 205 звукового вывода. Передающий модуль 204 передает звуковой сигнал, введенный в модуль 206 звукового ввода, в другое устройство, соединенное через сеть 400 и т.п.
Модуль 205 звукового вывода выводит звуковой сигнал, принимаемый посредством приемного модуля 203, наружу. Модуль 206 звукового ввода, например, собирает звук (речь и т.п.), возникающий вокруг устройства 200 обработки, формирует звуковой сигнал и выводит звуковой сигнал в передающий модуль 204.
АППАРАТНАЯ КОНФИГУРАЦИЯ СИСТЕМЫ ОБРАБОТКИ
Фиг. 16 иллюстрирует аппаратную конфигурацию системы 300 обработки согласно четвертому варианту осуществления.
Устройство 100 обработки включает в себя контроллер 110, сетевой интерфейсный модуль 115, интерфейсный модуль 116 носителя записи, устройство 118 звукового ввода/вывода и панель 119 управления. Контроллер 110 включает в себя CPU 111, HDD 112, ROM 113 и RAM 114.
Панель 119 управления представляет собой аппаратное обеспечение, включающее в себя устройство ввода, такое как кнопки для приема пользовательских операций, функциональный экран, такой как жидкокристаллическая панель, имеющая функцию сенсорной панели, и/или т.п. На панели 119 управления, уровни уменьшения уровня шума из введенного звукового сигнала, введенного в устройство 100 обработки и т.п., отображаются таким образом, что пользователь может выбирать один из отображенных уровней. Модуль 109 регулирования интенсивности уменьшения выводит сигнал Srs регулирования интенсивности уменьшения на основе информации, введенной пользователем в панель 119 управления.
В системе 300 обработки согласно четвертому варианту осуществления, например, устройство 100 обработки передает введенный звуковой сигнал после удаления шума в устройство 200 обработки. Таким образом, пользователь устройства 200 обработки может четко улавливать звук, введенный из устройства 100 обработки. Дополнительно, устройство 100 обработки может выводить звуковой сигнал, передаваемый из устройства 200 обработки после удаления шума. Таким образом, пользователь устройства 100 обработки может четко улавливать звук, передаваемый из устройства 200 обработки. Таким образом, можно проводить разговор, запись и/или т.п. посредством четкого звука, полученного из уменьшения уровня шума, между пользователями устройства 100 обработки и устройства 200 обработки, соединенных через сеть 400.
Дополнительно, модуль 120 уменьшения уровня шума устройства 100 обработки имеет модуль 109 регулирования интенсивности уменьшения и может регулировать уровень уменьшения шума из введенного звукового сигнала. Уровень уменьшения шума, который должен регулироваться посредством модуля 109 регулирования интенсивности уменьшения, может вводиться через панель 119 управления пользователем устройства 100 обработки или может управляться посредством сигнала обработки уменьшения уровня шума, передаваемого из устройства 200 обработки до устройства 100 обработки. Таким образом, пользователь системы 300 обработки может задавать надлежащий уровень уменьшения уровня шума из звукового сигнала.
Следует отметить, что, например, число устройств обработки, включенных в систему 300 обработки, не ограничивается числом по четвертому варианту осуществления. Система 300 обработки может включать в себя три или более устройств обработки. Дополнительно, система 300 обработки согласно четвертому варианту осуществления может применяться к системе, в которой, например, несколько PC, PDA, сотовых телефонов, терминалов для конференц-связи и/или т.п. передают/принимают звук и т.п. между собой.
Таким образом, устройства обработки и системы обработки описаны на основе вариантов осуществления. Функции устройства 100 обработки согласно каждому из вариантов осуществления могут быть реализованы в результате выполнения посредством компьютера программы, которая получается из кодирования соответствующих процедур обработки каждого из вариантов осуществления, описанных выше, посредством языка программирования, подходящего для устройства 100 обработки. Следовательно, программа для реализации функций устройства 100 обработки согласно каждому из вариантов осуществления может быть сохранена на машиночитаемом носителе 117 записи.
Таким образом, посредством сохранения программы согласно каждому из вариантов осуществления на носителе 117 записи, таком как гибкий диск, CD, DVD, запоминающее USB-устройство и т.п., программа может быть установлена с него в устройстве 100 обработки. Дополнительно, поскольку устройство 100 обработки имеет сетевой интерфейсный модуль 115, программа согласно каждому из вариантов осуществления может быть установлена в устройстве 100 обработки в результате загрузки через схему связи, такую как Интернет.
Согласно вышеописанным вариантам осуществления, можно предоставлять устройство обработки, поддерживающее оценку амплитудного спектра шума, включенного во введенный звук, независимо от типа шума и временного интервала формирования шума.
Таким образом, устройства обработки, каждое из которых оценивает амплитудный спектр шума для шума, включенного во введенный звуковой сигнал, описаны посредством вариантов осуществления. Тем не менее, настоящее изобретение не ограничено этими вариантами осуществления, и изменения и модификации существуют в пределах объема и сущности изобретения, описанных и заданных в формуле изобретения, показанной ниже.
Настоящая заявка основана на приоритетной заявке Японии № 2012-104573, поданной 1 мая 2012 года, и приоритетной заявке Японии № 2013-032959, поданной 22 февраля 2013 года, содержимое которых полностью содержится в данном документе по ссылке.