專利名稱：用于信號(hào)鑒別的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于信號(hào)鑒別的方法和裝置。
背景技術(shù)：
具有卡拉ok功能的歌曲伴奏設(shè)備或裝置已經(jīng)廣泛地在使用和流行，例如在家庭和娛樂(lè)場(chǎng)所中流行的。歌曲伴奏裝置或設(shè)備包括為用戶播放來(lái)存儲(chǔ)許多可選擇的伴奏歌曲的存儲(chǔ)器?？刹シ诺陌樽喔枨臄?shù)量不可避免地受存儲(chǔ)器存儲(chǔ)容量的限制，例如也受成本的限制。
在從例如CD播放器、DVD播放器、盒式磁帶播放器或FM音頻廣播接收機(jī)輸出的例如歌曲的聲音信號(hào)中，伴奏樂(lè)曲信號(hào)和語(yǔ)音信號(hào)是混合的。當(dāng)激光唱片(CD)播放器、數(shù)字化視頻激光唱片(DVD)或盒式磁帶播放器分別播放CD、DVD或音頻盒式磁帶時(shí)，可通過(guò)從歌曲中消除語(yǔ)音信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)卡拉ok的功能，從而只輸出曲調(diào)信號(hào)(沒(méi)有語(yǔ)音)。也可通過(guò)從FM音頻廣播的輸出中消除語(yǔ)音信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)卡拉ok的功能，以使得只輸出沒(méi)有語(yǔ)音的曲調(diào)。
用于從聲音信號(hào)中消除語(yǔ)音信號(hào)的技術(shù)在發(fā)展過(guò)程中。在從聲音信號(hào)中消除語(yǔ)音信號(hào)的常規(guī)方法中，將聲音信號(hào)轉(zhuǎn)換成頻域信號(hào)，從頻域信號(hào)中消除語(yǔ)音信號(hào)的特定頻帶。將聲音信號(hào)轉(zhuǎn)換成頻域信號(hào)的常規(guī)方法可通過(guò)快速傅里葉變換(FFT)或次能頻帶濾波(subband filtering)來(lái)完成，例如在Serikawa等的“Music/Voice Discriminating Apparatus”(“音樂(lè)/語(yǔ)音鑒別裝置”)美國(guó)專利NO.5375188中描述的一樣。
然而，由于語(yǔ)音信號(hào)的頻帶(可達(dá)幾kHz)包括伴奏曲調(diào)信號(hào)成分、在消除語(yǔ)音信號(hào)頻帶時(shí)會(huì)丟失伴奏曲調(diào)信號(hào)成分的某一部分。這導(dǎo)致低質(zhì)量輸出伴奏曲調(diào)。在減少該損失的努力中，檢測(cè)語(yǔ)音信號(hào)的音調(diào)(pitich)，并且只消除存在語(yǔ)音信號(hào)音調(diào)的頻率。然而，由于伴奏曲調(diào)信號(hào)的效果，檢測(cè)語(yǔ)音信號(hào)的音調(diào)很困難，并且音調(diào)存在檢測(cè)的可靠性比較低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的示例性實(shí)施例關(guān)注一種從一個(gè)或多個(gè)混合信號(hào)中鑒別信號(hào)的方法和裝置，其中該混合信號(hào)可包括兩個(gè)或更多個(gè)信號(hào)成分。在該方法中，解釋單元基于與混合信號(hào)有關(guān)的多個(gè)輸入產(chǎn)生多個(gè)乘法參數(shù)。有限脈沖響應(yīng)(FIR)過(guò)濾器可基于所產(chǎn)生的乘法參數(shù)輸出消除目標(biāo)信號(hào)。減法單元然后通過(guò)從第二信號(hào)減去消除目標(biāo)信號(hào)來(lái)產(chǎn)生代表混合信號(hào)的信號(hào)成分的輸出信號(hào)。


這里將從以下相應(yīng)的附圖和詳細(xì)描述中更充分地理解本發(fā)明示例性實(shí)施例，其中相同的元件使用相同的參考數(shù)字，附圖只作為例圖而不限制本發(fā)明的示例性實(shí)施例，其中圖1是依照本發(fā)明示例性實(shí)施例的用于鑒別信號(hào)的裝置的方框圖；圖2是依照本發(fā)明示例性實(shí)施例自適應(yīng)數(shù)字FIR濾波器的方框圖；圖3是解釋依照本發(fā)明示例性實(shí)施例的最小均方算法計(jì)算的流程表；圖4是依照本發(fā)明另一示例性實(shí)施例的用于鑒別信號(hào)的裝置的方框圖；圖5是圖4的第一自適應(yīng)數(shù)字FIR濾波器的詳細(xì)方框圖；圖6是圖4的第二自適應(yīng)數(shù)字FIR濾波器的詳細(xì)方框圖；圖7是說(shuō)明依照本發(fā)明示例性實(shí)施例的使用移相信號(hào)產(chǎn)生輸出信號(hào)的圖。
具體實(shí)施例方式
圖1是依照本發(fā)明示例性實(shí)施例的用于鑒別信號(hào)的裝置的方框圖。參照?qǐng)D1，用于鑒別信號(hào)的裝置100接收輸入信號(hào)LAS與RAS，并且其包括可選低通濾波器LPF 110，用來(lái)執(zhí)行對(duì)輸入信號(hào)LAS的低通濾波以輸出第一信號(hào)XK。在裝置100不包括低通濾波器LPF 110的示例性實(shí)施例中，輸入信號(hào)LAS相當(dāng)于XK。輸入信號(hào)RAS和LAS可以是組成聲音信號(hào)的立體聲信號(hào)，也就是，R信道信號(hào)(RAS)和L信道信號(hào)(LAS)。
低通濾波器LPF 110阻擋高頻帶信號(hào)，例如，諸如L信道信號(hào)LAS的伴奏曲調(diào)信號(hào)，并且在L信道信號(hào)LAS上執(zhí)行低通濾波，以只允許其中存在語(yǔ)音帶寬頻帶的低于4kHz的帶寬從那里通過(guò)。RAS和LAS中的每一個(gè)是從音頻系統(tǒng)輸出的雙信道立體聲數(shù)字信號(hào)。這樣的音頻系統(tǒng)例如可采用CD播放器、DVD播放器、音頻盒式磁帶播放器以及FM音頻廣播接收機(jī)，盡管該示例性實(shí)施例可應(yīng)用于任何配置為產(chǎn)生雙信道立體聲數(shù)字信號(hào)的音頻系統(tǒng)。RAS和LAS可互換地使用。
裝置100可包括自適應(yīng)數(shù)字FIR濾波器130。自適應(yīng)數(shù)字FIR濾波器130接收第一信號(hào)XK和產(chǎn)生用于和第一信號(hào)XK輸出到自適應(yīng)算法解釋單元120的多個(gè)延遲信號(hào)XK-1-XK-L。自適應(yīng)算法解釋單元120接收第一信號(hào)XK、多個(gè)延遲信號(hào)XK-1-XK-L和輸出信號(hào)‘e’，以及輸出多個(gè)乘法參數(shù)WOK-WLK?？墒褂米赃m應(yīng)算法計(jì)算乘法參數(shù)，例如，如在以下下文進(jìn)一步解釋的。
例如，多個(gè)延遲信號(hào)XK-1-XK-L的每一個(gè)可在時(shí)間上相差一個(gè)采樣事件。自適應(yīng)數(shù)字FIR濾波器130將多個(gè)相應(yīng)乘法參數(shù)WOK-WLK與第一信號(hào)XK和多個(gè)延遲信號(hào)XK-1-XK-L相乘，以產(chǎn)生消除目標(biāo)信號(hào)AFIRS。消除目標(biāo)信號(hào)AFIRS通過(guò)相加已乘信號(hào)而產(chǎn)生，并且輸出到減法單元140。
例如可采用最小均方(LMS)算法作為自適應(yīng)算法，并且該算法可設(shè)計(jì)用來(lái)從混合聲音信號(hào)中鑒別原始伴奏曲調(diào)信號(hào)成分和語(yǔ)音信號(hào)成分(也就是，歌曲的語(yǔ)音信號(hào)或“歌曲語(yǔ)音信號(hào)”)。例如，混合聲音信號(hào)可由從不同來(lái)源或傳感器來(lái)的LAS和RAS表示。為了清晰的目的，混合聲音信號(hào)的伴奏曲調(diào)信號(hào)成分和歌曲語(yǔ)音信號(hào)成分將在以下稱為“曲調(diào)信號(hào)”和“語(yǔ)音信號(hào)”。
曲調(diào)信號(hào)和語(yǔ)音信號(hào)可具有不同的信號(hào)傳播特性。通常，為了恢復(fù)原始語(yǔ)音信號(hào)，可采用自適應(yīng)算法去解釋混合聲音信號(hào)并在短的收斂時(shí)間內(nèi)提取消除目標(biāo)信號(hào)AFIRS(如上述的語(yǔ)音信號(hào))。優(yōu)選地，所提取的語(yǔ)音信號(hào)具有高的時(shí)間相關(guān)。通常，在和語(yǔ)音信號(hào)相比較時(shí)，曲調(diào)信號(hào)具有在先前信號(hào)和當(dāng)前信號(hào)之間較低的時(shí)間相關(guān)，以及可獨(dú)立地輸出每個(gè)曲調(diào)信號(hào)。以下是自適應(yīng)算法更詳細(xì)的描述。
減法單元140從RAS減去消除目標(biāo)信號(hào)AFIRS以產(chǎn)生輸出信號(hào)e。由于輸出信號(hào)e是曲調(diào)信號(hào)的估計(jì)并且不包括語(yǔ)音信號(hào)成分，所以用戶通過(guò)輸出設(shè)備僅聽(tīng)到伴奏曲調(diào)信號(hào)，該輸出設(shè)備例如可控制地連接到裝置100。
圖2是依照本發(fā)明示例性實(shí)施例自適應(yīng)數(shù)字FIR濾波器的方框圖。參照?qǐng)D2，自適應(yīng)數(shù)字FIR濾波器130可包括延遲單元131。延遲單元131延遲所接收的第一信號(hào)XK以產(chǎn)生多個(gè)延遲信號(hào)XK-1-XK-L，每個(gè)延遲信號(hào)例如可在時(shí)間上相差一個(gè)采樣事件。這里，第一信號(hào)XK可表示在每個(gè)采樣瞬間連續(xù)輸入的采樣數(shù)據(jù)。一個(gè)采樣事件時(shí)間差別可表示在數(shù)字化模擬聲音信號(hào)時(shí)所執(zhí)行的采樣之間的時(shí)間間隔。簡(jiǎn)單的邏輯電路，例如觸發(fā)器(F/F)電路，可用于通過(guò)順序移動(dòng)先前的采樣數(shù)據(jù)來(lái)產(chǎn)生多個(gè)延遲信號(hào)XK-1-XK-L。觸發(fā)器例如在每個(gè)時(shí)鐘周期移動(dòng)數(shù)據(jù)。
自適應(yīng)數(shù)字FIR濾波器130可包括乘法單元133。乘法單元133將一個(gè)相應(yīng)的乘法參數(shù)WOK-WLK與第一信號(hào)XK和多個(gè)延遲信號(hào)XK-1-XK-L的每一個(gè)相乘，分別地產(chǎn)生用于輸出的已乘信號(hào)。如圖2所示，例如可采用“L+1”抽頭濾波器作為自適應(yīng)數(shù)字FIR濾波器130，具有包括用于將多個(gè)相應(yīng)的乘法參數(shù)WOK-WLK與第一信號(hào)XK和多個(gè)延遲信號(hào)XK-1-XK-L相乘的L+1個(gè)乘法器的乘法單元133?？捎杉臃▎卧?35相加多個(gè)已乘信號(hào)，以創(chuàng)建或產(chǎn)生消除目標(biāo)信號(hào)AFIRS。
圖3是解釋依照本發(fā)明示例性實(shí)施例的最小均方算法計(jì)算的流程表。具體地講，圖3說(shuō)明了由自適應(yīng)算法解釋單元120執(zhí)行的最小均方算法計(jì)算以計(jì)算多個(gè)輸出到自適應(yīng)數(shù)字FIR濾波器130的乘法參數(shù)WOK-WLK。
決定當(dāng)前乘法參數(shù)的列矩陣WK的最小均方算法可基于方程1中示出的線性函數(shù)關(guān)系Wk＝Wk-1+2μek-1Xk-1。
(1)一般地，由輸入信號(hào)XK和多個(gè)延遲信號(hào)XK-1-XK-L組成的列矩陣X，可和輸出信號(hào)e用于估計(jì)曲調(diào)信號(hào)。這樣，XK、XK-1-XK-L和e可作為相對(duì)于方程1是變量。WK表示由當(dāng)前乘法參數(shù)組成的列矩陣，Wk-1表示由先前乘法參數(shù)組成的列矩陣，μ是可變階長(zhǎng)度系數(shù)，eK-1表示先前輸出信號(hào)的數(shù)字化數(shù)值，XK-1表示由輸入信號(hào)XK和多個(gè)延遲信號(hào)XK-1-XK-L組成的列矩陣。在自適應(yīng)算法解釋單元120中，最初可變階長(zhǎng)度系數(shù)μ可以是預(yù)置為給定值并隨后調(diào)整。
WK可表示為由當(dāng)前乘法參數(shù)WOK-WLK組成的以下列矩陣。
W0kW1k...WLk---(2)]]>類似地，WK-1可表示為由先前乘法參數(shù)WO(K-1)-WL(K-1)組成的以下列矩陣。
W0(k+1)W1(k+1)...WL(k-1)---(3)]]>而且，XK-1可表示為由輸入信號(hào)XK和多個(gè)延遲信號(hào)XK-1-XK-L組成的以下列矩陣，其中每個(gè)延遲信號(hào)在時(shí)間上相差一個(gè)采樣事件。
XkXk-1...Xk-L)---(4)]]>在方程1中，可變階長(zhǎng)度系數(shù)μ可影響收斂速度和收斂后的穩(wěn)定性。這就是，如果可變階長(zhǎng)度系數(shù)μ很大，則縮短了收斂時(shí)間但是降低了輸出信號(hào)e的穩(wěn)定性?？稍谧赃m應(yīng)算法解釋單元120中預(yù)置可變階長(zhǎng)度系數(shù)μ為適合適當(dāng)?shù)氖諗繒r(shí)間和收斂后的穩(wěn)定性的數(shù)值。
現(xiàn)在參照?qǐng)D3，對(duì)于自適應(yīng)算法解釋單元120的操作，當(dāng)打開(kāi)或激活時(shí)重置裝置100(操作S311)。然后，識(shí)別在重置時(shí)的初始狀態(tài)(例如，k＝1)(操作S313)，接收預(yù)置為初始數(shù)值的多個(gè)乘法參數(shù)WOK-WLK(操作S315)。自適應(yīng)算法解釋單元120接收輸入信號(hào)XK、多個(gè)延遲信號(hào)XK-1-XK-L和eK-1(操作S317)。參數(shù)eK-1表示先前的輸出信號(hào)。一旦自適應(yīng)算法解釋單元120輸出當(dāng)前的乘法參數(shù)WOK-WLK，就從減法單元140輸出當(dāng)前的輸出信號(hào)eK。
此后，自適應(yīng)算法解釋單元120使用方程1計(jì)算WK(操作S319)并輸出多個(gè)乘法參數(shù)WOK-WLK(操作S321)。然后判定是否自適應(yīng)算法解釋單元120已關(guān)閉(操作S323)。如果自適應(yīng)算法解釋單元120沒(méi)有關(guān)閉(S323的輸出是‘否’)，則重復(fù)步驟S315至S321，直到判定自適應(yīng)算法解釋單元120已關(guān)閉或去激活(S323的輸出是‘是’)。
如上述實(shí)現(xiàn)的自適應(yīng)算法的收斂時(shí)間(自適應(yīng)算法的乘法參數(shù)以最小波動(dòng)穩(wěn)定到其自穩(wěn)定最優(yōu)數(shù)值的時(shí)間)是非常小的。這樣，當(dāng)在多種音頻系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)裝置100時(shí)，其中輸出信號(hào)e、也就是估計(jì)的曲調(diào)信號(hào)，通過(guò)例如是揚(yáng)聲器的聲音輸出設(shè)備輸出，用戶可幾乎實(shí)時(shí)地聽(tīng)到具有改進(jìn)質(zhì)量的伴奏曲調(diào)。
圖4是依照本發(fā)明另一示例性實(shí)施例的用于鑒別信號(hào)的裝置的方框圖。圖4示出了有些相似于圖1的信號(hào)鑒別裝置400，為了簡(jiǎn)潔，這里相對(duì)于圖4只主要描述和圖1的區(qū)別。具體地講，裝置400包括用于處理輸入信號(hào)LAS的元件的第一組或第一設(shè)備405，和用于處理輸入信號(hào)RAS的元件的第二組或第二設(shè)備445。
參照?qǐng)D4，可選第一低通濾波器LPF 410和可選第二低通濾波器LPF 450對(duì)輸入信號(hào)RAS和LAS之一執(zhí)行如對(duì)于上面針對(duì)LPF 110描述的低通濾波，以及分別輸出第一信號(hào)X1K和第二信號(hào)X2K。如果在裝置400中缺少LPF 410和LPF 450，則LAS代表第一信號(hào)X1K，RAS代表第二信號(hào)X2K。輸入信號(hào)RAS和LAS可以是如先前相對(duì)于圖1所描述的立體聲信號(hào)。
在第一設(shè)備405中，第一自適應(yīng)算法解釋單元420接收第一信號(hào)X1K、多個(gè)第一延遲信號(hào)X1K-1-X1K-L和第一輸出信號(hào)e1，并輸出如上面相對(duì)于圖1和圖3描述的計(jì)算出的多個(gè)第一乘法參數(shù)W1OK-W1LK。換句話說(shuō)，W1K、X1K、X1K-1-X1K-L、e1、W1OK-W1LK對(duì)應(yīng)于先前參照?qǐng)D3所描述的參數(shù)WK、XK、XK-1-XK-L、e、WOK-WLK。
相似于相對(duì)圖1的描述，多個(gè)延遲信號(hào)X1K-1-X1K-L的每一個(gè)例如可在時(shí)間上相差一個(gè)采樣事件。這樣，自適應(yīng)數(shù)字FIR濾波器430為了產(chǎn)生第一消除目標(biāo)信號(hào)AFIRS1而將多個(gè)相應(yīng)的乘法參數(shù)W1OK-W1LK與第一信號(hào)X1K和多個(gè)延遲信號(hào)X1K-1-X1K-L相乘。第一消除目標(biāo)信號(hào)AFIRS1通過(guò)將已乘信號(hào)相加而產(chǎn)生并且輸出到第一減法單元480。第一減法單元480從第二信號(hào)X2K減去第一消除目標(biāo)信號(hào)AFIRS1和創(chuàng)建第一輸出信號(hào)e1。
圖5是依照本發(fā)明示例性實(shí)施例的自適應(yīng)數(shù)字FIR濾波器的方框圖。圖5和圖2相似，參照?qǐng)D5所描述的功能已經(jīng)參照?qǐng)D2詳細(xì)地解釋了。在操作中，第一延遲單元431延遲所接收的第一信號(hào)X1K以產(chǎn)生可在時(shí)間上相差一個(gè)采樣事件的多個(gè)延遲信號(hào)X1K-1-X1K-L，其中第一信號(hào)X1K可代表在每個(gè)采樣瞬間連續(xù)輸入的采樣數(shù)據(jù)。例如，觸發(fā)器(F/F)電路可用于通過(guò)順序移動(dòng)先前的采樣數(shù)據(jù)來(lái)產(chǎn)生多個(gè)延遲信號(hào)X1K-1-X1K-L。第一乘法單元433將一個(gè)相應(yīng)的乘法參數(shù)W1OK-W1LK與第一信號(hào)X1K和多個(gè)延遲信號(hào)X1K-1-X1K-L相乘以產(chǎn)生用于輸出的已乘信號(hào)。多個(gè)已乘信號(hào)可由加法單元435相加以創(chuàng)建或產(chǎn)生第一消除目標(biāo)信號(hào)AFIRS1。
參照?qǐng)D4，在第二設(shè)備445中，第二自適應(yīng)算法解釋單元460接收第二信號(hào)X2K、多個(gè)第二延遲信號(hào)X2K-1-X2K-L和第二輸出信號(hào)e2，以輸出上面參照?qǐng)D1和圖3描述的計(jì)算出的第二乘法參數(shù)W2OK-W2LK。
第二自適應(yīng)數(shù)字FIR濾波器470接收和延遲第二信號(hào)X2K，創(chuàng)建和輸出多個(gè)第二延遲信號(hào)X2K-1-X2K-L，其中每個(gè)第二延遲信號(hào)在時(shí)間上相差一個(gè)采樣事件，相加第二信號(hào)X2K和多個(gè)第二延遲信號(hào)X2K-1-X2K-L與多個(gè)第二乘法參數(shù)W2OK-W2LK相乘的結(jié)果，以及創(chuàng)建和輸出第二消除目標(biāo)信號(hào)AFIRS2。
相似于相對(duì)圖1的描述，多個(gè)延遲信號(hào)X2K-1-X2K-L的每一個(gè)例如可在時(shí)間上相差一個(gè)采樣事件。這樣，自適應(yīng)數(shù)字FIR濾波器470將多個(gè)相應(yīng)的乘法參數(shù)W2OK-W2LK與第二信號(hào)X2K和多個(gè)延遲信號(hào)X2K-1-X2K-L相乘，以產(chǎn)生第二消除目標(biāo)信號(hào)AFIRS2。第二消除目標(biāo)信號(hào)AFIRS2可通過(guò)相加已乘信號(hào)來(lái)產(chǎn)生，并輸出到第二減法單元440。第二減法單元440通過(guò)從第二信號(hào)X2K減去第二消除目標(biāo)信號(hào)AFIRS2來(lái)創(chuàng)建第二輸出信號(hào)e2。
圖6是依照本發(fā)明示例性實(shí)施例的自適應(yīng)數(shù)字FIR濾波器的詳細(xì)方框圖。圖6也相似于圖2和5。在操作中，第二延遲單元471延遲所接收的第二信號(hào)X2K以產(chǎn)生在時(shí)間相差一個(gè)采樣事件的多個(gè)延遲信號(hào)X2K-1-X2K-L，其中第二信號(hào)X2K可代表在每個(gè)采樣瞬間連續(xù)輸入的采樣數(shù)據(jù)。例如，觸發(fā)器(F/F)電路可用于通過(guò)順序移動(dòng)先前的采樣數(shù)據(jù)來(lái)產(chǎn)生多個(gè)延遲信號(hào)X2K-1-X2K-L。第二乘法單元473將乘法參數(shù)W2OK-W2LK與第二信號(hào)X2K和多個(gè)延遲信號(hào)X2K-1-X2K-L相乘以產(chǎn)生用于輸出的已乘信號(hào)。多個(gè)已乘信號(hào)可由第二加法單元435相加以創(chuàng)建或產(chǎn)生第二消除目標(biāo)信號(hào)AFIRS2。
由于從第一減法單元480輸出的第一輸出信號(hào)e1和從第二減法單元440輸出的第二輸出信號(hào)e2被估計(jì)為曲調(diào)信號(hào)并且不包括語(yǔ)音信號(hào)，所以用戶通過(guò)揚(yáng)聲器只聽(tīng)到伴奏曲調(diào)。
圖7是說(shuō)明依照本發(fā)明示例性實(shí)施例從輸入信號(hào)產(chǎn)生反相信號(hào)或180度移相信號(hào)、和使用反相/移相信號(hào)產(chǎn)生輸出信號(hào)的圖。參照?qǐng)D4，如果在特定示例性實(shí)施例中不包括可選第一低通濾波器LPF 410和可選第二低通濾波器LPF 450，則當(dāng)?shù)谝蛔赃m應(yīng)數(shù)字FIR濾波器430和第二自適應(yīng)數(shù)字FIR濾波器470分別輸出所接收的第一信號(hào)X1K和所接收的第二信號(hào)X2K到第一減法單元440和第二減法單元480時(shí)，信號(hào)鑒別裝置400可實(shí)現(xiàn)相同的目的。
這就是圖7中示出的情況，其中第一自適應(yīng)數(shù)字FIR濾波器430輸出作為第一消除目標(biāo)信號(hào)AFIRS1的第一信號(hào)X1K，第二自適應(yīng)數(shù)字FIR濾波器470輸出作為第二消除目標(biāo)信號(hào)AFIRS2的第二信號(hào)X2K。為了產(chǎn)生輸出，可采用第一移相器510移相第一輸入信號(hào)LAS，采用第二移相器530移相第二輸入信號(hào)RAS。因此，第一加法單元540可相加第二輸入信號(hào)RAS和第一移相器510的輸出信號(hào)以輸出第一輸出信號(hào)e1，第二加法單元520可相加第一輸入信號(hào)LAS和第二移相器530的輸出以輸出第二輸出信號(hào)e2。由于第一輸出信號(hào)e1和第二輸出信號(hào)e2是沒(méi)有語(yǔ)音信號(hào)的，所以通過(guò)如揚(yáng)聲器的合適的聲音輸出設(shè)備用戶只可聽(tīng)到估計(jì)曲調(diào)信號(hào)。
依照本發(fā)明示例性實(shí)施例，因此有可能在短的收斂時(shí)間內(nèi)提取具有高時(shí)間相關(guān)的消除目標(biāo)信號(hào)(如語(yǔ)音或“歌曲語(yǔ)音”信號(hào))。示例性實(shí)施例可采用基于相對(duì)第一混合信號(hào)和第二混合信號(hào)的最小均方算法來(lái)的解釋結(jié)果運(yùn)行的FIR濾波器，其中每個(gè)混合信號(hào)可由具有不同信道傳播特性的伴奏曲調(diào)信號(hào)成分和歌曲語(yǔ)音信號(hào)成分組成。作為結(jié)果，例如，用戶為實(shí)現(xiàn)練習(xí)或娛樂(lè)目的能夠更容易地從其CD、DVD、音頻盒式磁帶或FM音頻廣播設(shè)備中基本上實(shí)時(shí)地選擇具有改進(jìn)質(zhì)量的伴奏曲調(diào)。由于上述方法相對(duì)簡(jiǎn)單和快捷，所以可在數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)芯片或微處理器中有效地實(shí)現(xiàn)。
通過(guò)這樣描述本發(fā)明示例性實(shí)施例，顯然可以許多方法對(duì)起進(jìn)行改變。這樣的改變不認(rèn)為脫離了本發(fā)明示例性實(shí)施例的精神和范圍，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員，所有這樣的修改的顯然都包括在權(quán)利要求范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于從具有至少兩個(gè)信號(hào)成分的至少一個(gè)混合信號(hào)中鑒別信號(hào)的裝置，包括基于多個(gè)與混合信號(hào)有關(guān)的輸入產(chǎn)生多個(gè)乘法參數(shù)的解釋單元；基于所產(chǎn)生的乘法參數(shù)輸出消除目標(biāo)信號(hào)的有限脈沖響應(yīng)(FIR)濾波器；和通過(guò)從第二信號(hào)減去消除目標(biāo)信號(hào)以產(chǎn)生代表所述至少一個(gè)混合信號(hào)的一個(gè)信號(hào)成分的輸出信號(hào)的減法單元。
2.如權(quán)利要求1的裝置，其中多個(gè)輸入包括第一信號(hào)、基于第一信號(hào)的多個(gè)延遲信號(hào)和先前的輸出信號(hào)。
3.如權(quán)利要求2的裝置，其中FIR濾波器產(chǎn)生多個(gè)延遲信號(hào)，將相應(yīng)的乘法參數(shù)乘以第一信號(hào)和多個(gè)延遲信號(hào)以產(chǎn)生多個(gè)已乘信號(hào)，和相加多個(gè)已乘信號(hào)以產(chǎn)生用于輸出到減法單元的消除目標(biāo)信號(hào)，該多個(gè)延遲信號(hào)代表第一信號(hào)連續(xù)時(shí)間的延遲版本。
4.如權(quán)利要求2的裝置，進(jìn)一步包括在輸入信號(hào)上執(zhí)行低通濾波以產(chǎn)生第一信號(hào)的低通濾波器。
5.如權(quán)利要求2的裝置，其中FIR濾波器包括產(chǎn)生多個(gè)延遲信號(hào)的延遲單元，該多個(gè)延遲信號(hào)代表第一信號(hào)連續(xù)時(shí)間的延遲版本，每個(gè)延遲信號(hào)在時(shí)間上相差一個(gè)采樣事件；將相應(yīng)的乘法參數(shù)乘以第一信號(hào)和多個(gè)延遲信號(hào)以產(chǎn)生多個(gè)已乘信號(hào)的乘法單元；和相加多個(gè)已乘信號(hào)以產(chǎn)生用于輸出消除目標(biāo)信號(hào)到減法單元的消除目標(biāo)信號(hào)的加法單元。
6.如權(quán)利要求2的裝置，其中解釋單元基于關(guān)系式Wk＝Wk-1+2μek-1Xk-1計(jì)算多個(gè)乘法參數(shù)，其中WK表示由當(dāng)前乘法參數(shù)組成的列矩陣，WK-1表示由先前乘法參數(shù)組成的列矩陣，μ表示可變階長(zhǎng)度系數(shù)，eK-1表示先前輸出信號(hào)的數(shù)字化數(shù)值，XK-1表示由輸入信號(hào)和多個(gè)延遲信號(hào)組成的列矩陣，其中每個(gè)延遲信號(hào)在時(shí)間上相差一個(gè)采樣事件。
7.如權(quán)利要求2的裝置，其中第一信號(hào)和第二信號(hào)是混合信號(hào)。
8.如權(quán)利要求2的裝置，其中第一信號(hào)和第二信號(hào)是從以下組中選擇的音頻系統(tǒng)輸出的立體聲雙信道數(shù)字信號(hào)，該組包括激光唱片播放器、數(shù)字化視頻激光唱片播放器、音頻盒式磁帶播放器和FM音頻廣播接收機(jī)。
9.一種用于從具有至少兩個(gè)信號(hào)成分的至少一個(gè)混合信號(hào)中鑒別信號(hào)的裝置，包括第一設(shè)備，基于包括與混合信號(hào)有關(guān)的第一信號(hào)的多個(gè)第一輸入產(chǎn)生多個(gè)第一乘法參數(shù)，基于所產(chǎn)生的第一乘法參數(shù)輸出第一消除目標(biāo)信號(hào)，和基于第一消除目標(biāo)信號(hào)和第二信號(hào)產(chǎn)生代表所述至少一個(gè)混合信號(hào)的信號(hào)成分之一的第一輸出信號(hào)；和第二設(shè)備，基于包括與混合信號(hào)有關(guān)的第二信號(hào)的多個(gè)第二輸入產(chǎn)生多個(gè)第二乘法參數(shù)，基于所產(chǎn)生的第二乘法參數(shù)輸出第二消除目標(biāo)信號(hào)，和基于第二消除目標(biāo)信號(hào)和第一信號(hào)產(chǎn)生代表所述至少一個(gè)混合信號(hào)的信號(hào)成分之一的第二輸出信號(hào)。
10.如權(quán)利要求9的裝置，其中第一設(shè)備包括基于多個(gè)第一輸入產(chǎn)生多個(gè)第一乘法參數(shù)的第一解釋單元；基于第一乘法參數(shù)產(chǎn)生第一消除目標(biāo)信號(hào)的第一有限脈沖響應(yīng)(FIR)濾波器；和通過(guò)從第二信號(hào)減去第一消除目標(biāo)信號(hào)產(chǎn)生第一輸出信號(hào)的第一減法單元；以及其中第二設(shè)備包括基于多個(gè)第二輸入產(chǎn)生多個(gè)第二乘法參數(shù)的第二解釋單元；基于第二乘法參數(shù)產(chǎn)生第二消除目標(biāo)信號(hào)的第二有限脈沖響應(yīng)(FIR)濾波器；和通過(guò)從第一信號(hào)減去第二消除目標(biāo)信號(hào)產(chǎn)生第二輸出信號(hào)的第二減法單元。
11.權(quán)利要求9的裝置，其中多個(gè)第一輸入另外包括基于第一信號(hào)和先前的第一輸出信號(hào)的多個(gè)第一延遲信號(hào)，和多個(gè)第二輸入另外包括基于第二信號(hào)和先前的第二輸出信號(hào)的多個(gè)第二延遲信號(hào)。
12.權(quán)利要求11的裝置，其中第一FIR濾波器產(chǎn)生多個(gè)代表第一信號(hào)連續(xù)時(shí)間延遲版本的第一延遲信號(hào)，將相應(yīng)的第一乘法參數(shù)乘以第一信號(hào)和多個(gè)第一延遲信號(hào)以產(chǎn)生多個(gè)第一已乘信號(hào)，以及相加多個(gè)第一已乘信號(hào)以產(chǎn)生用于輸出到第一減法單元的第一消除目標(biāo)信號(hào)，和第二FIR濾波器產(chǎn)生多個(gè)代表第二信號(hào)連續(xù)時(shí)間延遲版本的第二延遲信號(hào)，將相應(yīng)的第二乘法參數(shù)乘以第二信號(hào)和多個(gè)第二延遲信號(hào)以產(chǎn)生多個(gè)第二已乘信號(hào)，以及相加多個(gè)第二已乘信號(hào)以產(chǎn)生用于輸出到第二減法單元的第二消除目標(biāo)信號(hào)。
13.如權(quán)利要求9的裝置，其中第一設(shè)備進(jìn)一步包括在第一輸入信號(hào)上執(zhí)行低通濾波以產(chǎn)生第一信號(hào)的第一低通濾波器，和第二設(shè)備進(jìn)一步包括在第二輸入信號(hào)上執(zhí)行低通濾波以產(chǎn)生第二信號(hào)的第二低通濾波器。
14.如權(quán)利要求11的裝置，其中第一FIR濾波器包括產(chǎn)生代表第一信號(hào)連續(xù)時(shí)間延遲版本的多個(gè)第一延遲信號(hào)的第一延遲單元，每個(gè)第一延遲信號(hào)在時(shí)間上相差一個(gè)采樣事件；將相應(yīng)的第一乘法參數(shù)乘以第一信號(hào)和多個(gè)第一延遲信號(hào)以產(chǎn)生多個(gè)第一已乘信號(hào)的第一乘法單元；和相加多個(gè)第一已乘信號(hào)以產(chǎn)生用于輸出到第一減法單元的第一消除目標(biāo)信號(hào)的第一加法單元。
15.如權(quán)利要求11的裝置，其中第二FIR濾波器包括產(chǎn)生代表第二信號(hào)連續(xù)時(shí)間延遲版本的多個(gè)第二延遲信號(hào)的第二延遲單元，每個(gè)第二延遲信號(hào)在時(shí)間上相差一個(gè)采樣事件；將相應(yīng)的第二乘法參數(shù)乘以第二信號(hào)和多個(gè)第二延遲信號(hào)以產(chǎn)生多個(gè)第二已乘信號(hào)的第二乘法單元；和相加多個(gè)第二已乘信號(hào)以產(chǎn)生用于輸出第二消除目標(biāo)信號(hào)到第二減法單元的第二消除目標(biāo)信號(hào)的第二加法單元。
16.如權(quán)利要求10的裝置，其中第一或第二解釋單元的任一個(gè)或兩個(gè)基于關(guān)系式Wk＝Wk-1+2μek-1Xk-1計(jì)算相應(yīng)的第一或第二乘法參數(shù)，其中WK表示由當(dāng)前乘法參數(shù)組成的列矩陣，WK-1表示由先前乘法參數(shù)組成的列矩陣，μ表示可變階長(zhǎng)度系數(shù)，eK-1表示先前輸出信號(hào)的數(shù)字化數(shù)值，XK-1表示由輸入信號(hào)和多個(gè)延遲信號(hào)組成的列矩陣，每個(gè)延遲信號(hào)在時(shí)間上相差一個(gè)采樣事件。
17.如權(quán)利要求9的裝置，其中第一和第二信號(hào)是混合信號(hào)。
18.如權(quán)利要求9的裝置，其中第一信號(hào)和第二信號(hào)是從以下組中選擇的音頻系統(tǒng)輸出的立體聲雙信道數(shù)字信號(hào)，該組包括激光唱片播放器、數(shù)字化視頻激光唱片播放器、音頻盒式磁帶播放器和FM音頻廣播接收機(jī)。
19.一種用于從具有至少兩個(gè)信號(hào)成分的至少一個(gè)混合信號(hào)鑒別信號(hào)的方法，包括基于與混合信號(hào)相關(guān)的多個(gè)輸出產(chǎn)生多個(gè)乘法參數(shù)；基于所產(chǎn)生的乘法參數(shù)輸出消除目標(biāo)信號(hào)；通過(guò)從第二信號(hào)減去消除目標(biāo)信號(hào)產(chǎn)生代表所述至少一個(gè)混合信號(hào)的信號(hào)成分之一的輸出信號(hào)。
20.如權(quán)利要求19的方法，其中多個(gè)輸入包括第一信號(hào)、基于第一信號(hào)的多個(gè)延遲信號(hào)和先前的輸出信號(hào)。
21.如權(quán)利要求20的方法，進(jìn)一步包括在輸入信號(hào)上執(zhí)行低通濾波以輸出第一信號(hào)。
22.如權(quán)利要求20的方法，其中輸出步驟是數(shù)字濾波步驟的一部分，數(shù)字濾波步驟進(jìn)一步包括延遲第一信號(hào)以產(chǎn)生代表第一信號(hào)連續(xù)時(shí)間延遲版本的多個(gè)延遲信號(hào)，每個(gè)延遲信號(hào)在時(shí)間相差一個(gè)采樣事件；將相應(yīng)的乘法參數(shù)乘以第一信號(hào)和多個(gè)延遲信號(hào)以產(chǎn)生多個(gè)已乘信號(hào)；和相加已乘信號(hào)以產(chǎn)生消除目標(biāo)信號(hào)。
23.如權(quán)利要求19的方法，其中產(chǎn)生多個(gè)乘法參數(shù)的步驟進(jìn)一步包括基于以下關(guān)系式Wk＝Wk-1+2μek-1Xk-1計(jì)算多個(gè)乘法參數(shù)，其中WK表示由當(dāng)前乘法參數(shù)組成的列矩陣，WK-1表示由先前乘法參數(shù)組成的列矩陣，μ表示可變階長(zhǎng)度系數(shù)，eK-1表示先前輸出信號(hào)的數(shù)字化數(shù)值，XK-1表示由輸入信號(hào)和多個(gè)延遲信號(hào)組成的列矩陣，每個(gè)延遲信號(hào)經(jīng)一個(gè)采樣事件后就及時(shí)地不同。
24.如權(quán)利要求20的方法，其中第一信號(hào)和第二信號(hào)適應(yīng)于可互換地使用。
25.一種從至少包括曲調(diào)信號(hào)成分和語(yǔ)音信號(hào)成分的至少一個(gè)聲音信號(hào)中鑒別曲調(diào)信號(hào)的方法，包括對(duì)輸入第一聲音信號(hào)進(jìn)行第一低通濾波以輸出第一信號(hào)；基于第一信號(hào)、多個(gè)第一延遲信號(hào)和第一輸出信號(hào)第一計(jì)算多個(gè)第一乘法參數(shù)；第一濾波以產(chǎn)生多個(gè)第一延遲信號(hào)，第一濾波包括將相應(yīng)的第一乘法參數(shù)乘以第一信號(hào)和多個(gè)第一延遲信號(hào)以產(chǎn)生第一組已乘信號(hào)，和相加第一組已乘信號(hào)以產(chǎn)生第一消除目標(biāo)信號(hào)；從第二聲音信號(hào)第一減去第一消除目標(biāo)信號(hào)以產(chǎn)生第一輸出信號(hào)，第一輸出信號(hào)是第一聲音信號(hào)的曲調(diào)信號(hào)成分的估計(jì)；對(duì)第二聲音信號(hào)第二低通濾波以輸出第二信號(hào)；基于第二信號(hào)、多個(gè)第二延遲信號(hào)和第二輸出信號(hào)第二計(jì)算多個(gè)第二乘法參數(shù)；第二濾波以產(chǎn)生多個(gè)第二延遲信號(hào)，第二濾波步驟包括將相應(yīng)的第二乘法參數(shù)乘以第二信號(hào)和多個(gè)第二延遲信號(hào)以產(chǎn)生第二組已乘信號(hào)，和相加第二組已乘信號(hào)以產(chǎn)生第二消除目標(biāo)信號(hào)；從第一聲音信號(hào)第二減去第二消除目標(biāo)信號(hào)以產(chǎn)生第二輸出信號(hào)，第二輸出信號(hào)是第二聲音信號(hào)的曲調(diào)信號(hào)成分的估計(jì)。
26.一種按照權(quán)利要求25的方法用于從至少包括曲調(diào)信號(hào)成分和語(yǔ)音信號(hào)成分的至少一個(gè)聲音信號(hào)中鑒別曲調(diào)信號(hào)的裝置。
27.一種按照權(quán)利要求25的方法用于從至少包括兩個(gè)信號(hào)成分的至少一個(gè)混合信號(hào)中鑒別信號(hào)的裝置。
全文摘要
在從一個(gè)或多個(gè)混合信號(hào)中鑒別信號(hào)的方法和裝置中，其中該混合信號(hào)可包括兩個(gè)或更多個(gè)信號(hào)成分，解釋單元基于與混合信號(hào)有關(guān)的多個(gè)輸入產(chǎn)生多個(gè)乘法參數(shù)。有限脈沖響應(yīng)(FIR)過(guò)濾器可基于所產(chǎn)生的乘法參數(shù)輸出消除目標(biāo)信號(hào)。然后減法單元可通過(guò)從第二信號(hào)減去消除目標(biāo)信號(hào)產(chǎn)生代表混合信號(hào)的信號(hào)成分的輸出信號(hào)。
文檔編號(hào)G11B20/10GK1609948SQ20041009592
公開(kāi)日2005年4月27日 申請(qǐng)日期2004年6月9日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月9日
發(fā)明者趙南翊, 崔埈源, 具亨一 申請(qǐng)人:三星電子株式會(huì)社