專利名稱：聲反饋抑制的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及聲反饋抑制。更具體而言，本發(fā)明涉及適合用在聲音放大系統(tǒng)中的用于聲反饋抑制的設(shè)備。
聲音可以從揚(yáng)聲器反饋到麥克風(fēng)，導(dǎo)致所謂的“嘯鳴”，這是聲音放大系統(tǒng)中眾所周知的一個(gè)問題由于這樣的反饋，特定頻率的聲音不合需要地被系統(tǒng)放大，產(chǎn)生嘯鳴效應(yīng)。人們已經(jīng)做出了各種嘗試以解決這個(gè)問題。提出的一些解決方案中包括一個(gè)可以對(duì)揚(yáng)聲器和麥克風(fēng)之間空氣路徑的聲傳播特性進(jìn)行建模并進(jìn)行模擬的濾波器。該濾波器用來(lái)產(chǎn)生一個(gè)補(bǔ)償信號(hào)，該補(bǔ)償信號(hào)要從麥克風(fēng)信號(hào)中減去。最后產(chǎn)生的剩余信號(hào)理論上不受干擾反饋效應(yīng)的影響。
由于濾波器模擬的空氣路徑特性可隨時(shí)間而變化，比如由于溫度的變化或者物體或人的移動(dòng)而變化，該濾波器典型地是一個(gè)自適應(yīng)濾波器，其濾波器系數(shù)被周期性或連續(xù)性地調(diào)整，也就是，適應(yīng)變化的環(huán)境。為此，聲反饋補(bǔ)償電路通常包括用于調(diào)整自適應(yīng)濾波器系數(shù)的調(diào)整單元。這樣的調(diào)整單元可被安排來(lái)確定以上提到的上述剩余信號(hào)和輸出信號(hào)之間的相關(guān)性，并調(diào)整濾波器系數(shù)使得所述相關(guān)性減至最小。濾波器系數(shù)的適配速度通常取決于反饋到調(diào)整單元的信號(hào)級(jí)。
但是，當(dāng)輸出信號(hào)與剩余信號(hào)固有相關(guān)的時(shí)候，例如當(dāng)輸出信號(hào)是通過(guò)將剩余信號(hào)放大而得到的時(shí)候，調(diào)整單元會(huì)引入誤差。因?yàn)檫@個(gè)原因，提出了去除剩余信號(hào)和輸出信號(hào)之間的相關(guān)性，例如通過(guò)使輸入信號(hào)的頻率移位。美國(guó)專利US 5,748,751公開了這種方法的一個(gè)例子。盡管此頻率移位的方法非常有效，但是它不能用于所有的應(yīng)用之中，因?yàn)轭l率移位是可以聽得出來(lái)的，因而聲音放大系統(tǒng)的用戶可能不接受。
此外還提出了注入與輸入信號(hào)不相關(guān)的噪聲信號(hào)，并利用剩余信號(hào)和注入的噪聲信號(hào)調(diào)整濾波器系數(shù)。歐洲專利申請(qǐng)EP 0 415 677公開了此方法的一個(gè)例子，用于助聽器中補(bǔ)償聲反饋的特殊目的。所述噪聲在助聽器的整個(gè)頻率范圍內(nèi)具有基本上平坦的等級(jí)。可替換地，噪聲級(jí)可以以輸入信號(hào)級(jí)為函數(shù)而變化，使信噪比或多或少保持為一個(gè)常數(shù)。為此，噪聲信號(hào)被乘以一個(gè)取決于剩余信號(hào)級(jí)的值。
盡管這種注入噪聲的方法可能是行之有效的，然而它在提供合理的濾波器系數(shù)適配速度上具有缺陷，其噪聲級(jí)必須要相對(duì)比較高。這在助聽器領(lǐng)域中可能并不成為問題，在該領(lǐng)域中可以接受一些聽得到的噪聲，因?yàn)榭衫斫庑员嚷曇糍|(zhì)量更為重要，并且在該領(lǐng)域中由于通常的用戶具有很窄的有效頻率范圍，其感知到的噪聲級(jí)可能依然是非常低的。但是，在相對(duì)很寬的頻率范圍內(nèi)放大演講或者音樂的聲音放大系統(tǒng)中，尤其當(dāng)用在寬大的房間和回廊的時(shí)候，高噪聲級(jí)無(wú)疑是不期望的。此外，用在諸如擴(kuò)音系統(tǒng)之類的聲音放大系統(tǒng)中的自適應(yīng)濾波器的濾波器長(zhǎng)度可為助聽器濾波器長(zhǎng)度的10到30倍，因而在相應(yīng)的注入噪聲級(jí)其適配速度低得多。
僅僅降低噪聲級(jí)并非一個(gè)可行的解決方案，因?yàn)樵诘驮肼暭?jí)，自適應(yīng)濾波器系數(shù)的適配速度相對(duì)很低，這會(huì)在聲音信號(hào)中產(chǎn)生不期望的瞬變，如果在適配過(guò)程中聲路發(fā)生變化，甚至?xí)a(chǎn)生嘯鳴。
本發(fā)明的一個(gè)目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的這些以及其他問題，并提供一種允許在相對(duì)較低的噪聲級(jí)具有相對(duì)較高的適配速度的聲反饋補(bǔ)償設(shè)備。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一個(gè)利用這樣的聲反饋補(bǔ)償設(shè)備的聲系統(tǒng)。
因此，本發(fā)明提供了一種用于聲反饋補(bǔ)償?shù)脑O(shè)備，該設(shè)備包括-自適應(yīng)濾波器，用以提供聲反饋補(bǔ)償信號(hào)，-第一組合單元，用以組合聲反饋補(bǔ)償信號(hào)和輸入信號(hào)，以產(chǎn)生剩余信號(hào)，-噪聲單元，用以產(chǎn)生噪聲信號(hào)，-調(diào)整單元，用以調(diào)整自適應(yīng)濾波器的系數(shù)，以及-第二組合單元，用以組合剩余信號(hào)和噪聲信號(hào)，以形成輸出信號(hào)，其中，噪聲單元被安排用以提供頻譜由剩余信號(hào)控制的噪聲信號(hào)。
通過(guò)提供頻譜由剩余信號(hào)控制的噪聲信號(hào)，有可能獲得感知的噪聲級(jí)和濾波器適配速度之間的更好的折衷。特別是，相比于利用不變頻譜的噪聲信號(hào)，可獲得更高的濾波器適配速度。此外，適配到剩余信號(hào)的噪聲允許更好地遮蔽注入的噪聲信號(hào)。
注意到，在本發(fā)明中，不光噪聲信號(hào)的幅度，還有其頻譜的形狀都可由剩余信號(hào)控制。因此，剩余信號(hào)可被稱為塑造了噪聲頻譜形狀，以獲得最優(yōu)遮蔽。
在現(xiàn)有技術(shù)排布中，噪聲級(jí)低于剩余信號(hào)級(jí)，以獲得噪聲的很好遮蔽，并因而防止聽到噪聲。當(dāng)利用恒定噪聲級(jí)時(shí)，這就要求噪聲級(jí)顯著低于剩余信號(hào)級(jí)。然而，在本發(fā)明中，噪聲級(jí)由剩余信號(hào)控制，上述要求不再適用于所有頻率，并且在一些頻率處噪聲級(jí)可以超出剩余信號(hào)級(jí)。由于自適應(yīng)濾波器的任何誤適配都正比于(剩余)信號(hào)(注入)噪聲比和濾波器的適配速度，上述方法是非常有利的。因此，恒定適配速度時(shí)相對(duì)較高的噪聲級(jí)將會(huì)產(chǎn)生濾波器最小的誤適配，并因而產(chǎn)生高質(zhì)量聲音?？商鎿Q地，可使適配速度正比于(剩余)信號(hào)(注入)噪聲比，使自適應(yīng)濾波器的誤適配保持為常數(shù)。于是，相對(duì)高的噪聲級(jí)產(chǎn)生更高的適配速度。
在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，配置噪聲單元以根據(jù)聽覺遮蔽模型提供噪聲信號(hào)。也就是，在有期望信號(hào)存在的情況下，基于人類噪聲感知的模型被用來(lái)控制噪聲信號(hào)的頻譜。用來(lái)最小化噪聲感知的同時(shí)最大化噪聲級(jí)的這種聽覺遮蔽模型可顧名思義的由其本身得知。一些聽覺遮蔽模型允許噪聲級(jí)在一些頻率超過(guò)剩余信號(hào)級(jí)。
因此，在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，配置噪聲單元以在剩余信號(hào)幅度相對(duì)較大的頻率提供幅度小于剩余信號(hào)的噪聲信號(hào)，并在剩余信號(hào)幅度相對(duì)較小的的頻率提供幅度大于剩余信號(hào)的噪聲信號(hào)。換句話說(shuō)，配置噪聲單元以在剩余信號(hào)處于峰值時(shí)產(chǎn)生幅度小于剩余信號(hào)的噪聲信號(hào)，并在剩余信號(hào)處于波谷時(shí)產(chǎn)生幅度大于剩余信號(hào)的噪聲信號(hào)。于是，噪聲信號(hào)至少在一部分頻率處大于剩余信號(hào)，因而允許自適應(yīng)濾波器的快速適配。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，噪聲信號(hào)不必在所有頻率下幅度都小于剩余信號(hào)。通過(guò)確保噪聲級(jí)在剩余信號(hào)級(jí)相對(duì)較高的那些頻率下小于剩余信號(hào)級(jí)，就可以實(shí)現(xiàn)噪聲信號(hào)的充分遮蔽。結(jié)果，噪聲信號(hào)就是聽不到的，即使是在其幅度超過(guò)剩余信號(hào)幅度的頻率下也是。
在一個(gè)有利的實(shí)施方案中，噪聲單元包括一個(gè)隨機(jī)相位單元，以產(chǎn)生隨機(jī)相位。通過(guò)提供隨機(jī)相位，確保了噪聲信號(hào)不與任何其他信號(hào)相關(guān)，特別是與剩余信號(hào)不相關(guān)。
如果噪聲單元包括一個(gè)用于產(chǎn)生剩余信號(hào)的頻譜的頻譜單元，一個(gè)用于確定頻譜的幅度的幅度單元，一個(gè)用于確定遮蔽噪聲相對(duì)頻譜幅度的幅度的噪聲幅度單元，以及一個(gè)用于根據(jù)遮蔽的噪聲幅度和隨機(jī)相位重構(gòu)遮蔽噪聲信號(hào)的重構(gòu)單元，那就更為有利。在此實(shí)施方案中，噪聲信號(hào)是基于剩余信號(hào)的，但是由于隨機(jī)相位而被去相關(guān)，并被調(diào)整幅度以提供合適的遮蔽。注意到噪聲幅度單元確定一個(gè)幅度，此幅度取決于頻率，并尤其取決于特定頻率或特定頻段內(nèi)剩余信號(hào)的幅度。
有利地，調(diào)整單元被耦合到第一組合單元和噪聲單元，以便根據(jù)剩余信號(hào)和噪聲信號(hào)調(diào)整自適應(yīng)濾波器的系數(shù)。更為有利地，為自適應(yīng)濾波器的恒定誤適配而配置調(diào)整單元，使得自適應(yīng)濾波器在所有頻率下的適配速度反比于(剩余)信號(hào)(注入)噪聲比。優(yōu)選的，選擇此誤適配為相對(duì)較小，以便只引起聲音質(zhì)量的輕微下降。
如果本發(fā)明的設(shè)備還包括一個(gè)放大單元，它可被用作聲音放大設(shè)備。
本發(fā)明還提供一個(gè)聲音放大系統(tǒng)，包括至少一個(gè)麥克風(fēng)，至少一個(gè)揚(yáng)聲器以及一個(gè)上面定義的設(shè)備。
另外，本發(fā)明提供一種聲反饋補(bǔ)償?shù)姆椒?，該方法包括以下步驟-將輸入信號(hào)與聲反饋補(bǔ)償信號(hào)組合，以產(chǎn)生剩余信號(hào)，-產(chǎn)生噪聲信號(hào)，-將剩余信號(hào)與噪聲信號(hào)組合，以形成輸出信號(hào)，以及-自適應(yīng)過(guò)濾輸出信號(hào)，以提供聲反饋補(bǔ)償信號(hào)，其中，噪聲信號(hào)具有由剩余信號(hào)控制的頻譜。
優(yōu)選的，噪聲信號(hào)在剩余信號(hào)幅度相對(duì)較大的頻率具有小于剩余信號(hào)的幅度，在剩余信號(hào)幅度相對(duì)較小的頻率具有大于剩余信號(hào)的幅度。
本發(fā)明還提供一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品以實(shí)現(xiàn)上面定義的方法。
參照附圖中圖示的示范性實(shí)施方案，下面將進(jìn)一步解釋說(shuō)明本發(fā)明，其中

圖1示意性示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)用于聲反饋補(bǔ)償?shù)牡谝辉O(shè)備。
圖2示意性示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)用于聲反饋補(bǔ)償?shù)牡诙O(shè)備。
圖3示意性示出根據(jù)本發(fā)明用于聲反饋補(bǔ)償?shù)脑O(shè)備的第一實(shí)施方案。
圖4示意性示出根據(jù)本發(fā)明的噪聲遮蔽。
圖5示意性示出根據(jù)本發(fā)明的噪聲單元。
圖6示意性示出根據(jù)本發(fā)明用于聲反饋補(bǔ)償?shù)脑O(shè)備的第二實(shí)施方案。
圖1示意性示出的現(xiàn)有技術(shù)設(shè)備1’包括信號(hào)組合單元3，自適應(yīng)濾波器4，調(diào)整單元5和去相關(guān)器6。設(shè)備1’被耦合到產(chǎn)生輸入信號(hào)z(n)的麥克風(fēng)2和再現(xiàn)設(shè)備1’的輸出信號(hào)x(n)的揚(yáng)聲器9。自適應(yīng)濾波器4產(chǎn)生聲反饋補(bǔ)償信號(hào)y(n)，該信號(hào)在組合(加法器)電路3中從輸入信號(hào)z(n)中被減去，導(dǎo)致產(chǎn)生剩余信號(hào)r(n)。去相關(guān)器6將剩余信號(hào)r(n)去相關(guān)，并產(chǎn)生輸出信號(hào)x(n)，該輸出信號(hào)被(可選的)放大器11放大。應(yīng)注意到，為了清楚起見，任何A/D(模/數(shù))和D/A(數(shù)/模)轉(zhuǎn)換器都沒有在圖1中示出。
調(diào)整單元5根據(jù)剩余信號(hào)r(n)和輸出信號(hào)x(n)調(diào)整自適應(yīng)濾波器4的系數(shù)。典型的，調(diào)整單元5是一個(gè)確定剩余信號(hào)r(n)和輸出信號(hào)x(n)之間的任何(殘余)相關(guān)性的相關(guān)器。調(diào)整單元5調(diào)整自適應(yīng)濾波器系數(shù)的方式是使r(n)和x(n)之間的相關(guān)最小化，理想的，使其消失。
沒有去相關(guān)器6，輸出信號(hào)x(n)會(huì)基本上等于剩余信號(hào)r(n)，結(jié)果自適應(yīng)濾波器4將會(huì)試圖去除剩余信號(hào)，這將會(huì)導(dǎo)致信號(hào)的失真。盡管可以存在其他電路元件，比如放大器，結(jié)果使x(n)不等于r(n)，但是信號(hào)x(n)和r(n)將仍然高度相關(guān)，輸入信號(hào)z(n)將基本上被自適應(yīng)濾波器去除。
典型的去相關(guān)器涉及頻率移位。盡管頻率移位在將信號(hào)去相關(guān)時(shí)非常有效，但是它的效果通常是聽得到的，尤其在音樂信號(hào)中。因此，頻率移位去相關(guān)器并不是普遍適用的。
圖2的現(xiàn)有技術(shù)設(shè)備1”采用了一種替代性解決方案，其中采用噪聲發(fā)生器8’取代圖1的去相關(guān)器6。這種用于助聽器的已知聲反饋補(bǔ)償設(shè)備1”在歐洲專利申請(qǐng)EP0 415 677中被詳細(xì)描述，它進(jìn)一步包括一個(gè)限制器13用以限制剩余信號(hào)r(n)的幅度。噪聲發(fā)生器8’的輸出信號(hào)被饋入到調(diào)整單元5，剩余信號(hào)也是如此，以調(diào)整自適應(yīng)濾波器4的系數(shù)。由噪聲發(fā)生器8’產(chǎn)生的噪聲信號(hào)m(n)在第二組合單元7中被添加到輸出信號(hào)x(n)，從而有助于生成過(guò)濾信號(hào)y(n)。
在圖2的設(shè)備中，輸出信號(hào)x(n)中的噪聲級(jí)由乘法單元12控制，該乘法單元12控制添加到(幅度受限的)剩余信號(hào)的噪聲信號(hào)級(jí)。注入噪聲的等級(jí)被控制以作為剩余信號(hào)級(jí)的函數(shù)而改變，保持(剩余)信號(hào)噪聲比基本恒定。
然而，恒定的信噪比意味著當(dāng)信號(hào)級(jí)低的時(shí)候，噪聲級(jí)就低，導(dǎo)致自適應(yīng)濾波器4的適配速度很低。本發(fā)明就此問題提供一種解決方案。
圖3中僅以非限定實(shí)施例方式示出的本發(fā)明的設(shè)備1同樣包括第一組合單元3，自適應(yīng)濾波器4，調(diào)整單元5，第二組合單元7，噪聲(發(fā)生器)單元8以及(可選的)放大器11。可以是相關(guān)器的調(diào)整單元5接收剩余信號(hào)r(n)和噪聲信號(hào)rN(n)以產(chǎn)生合適的濾波器調(diào)整信號(hào)用以調(diào)整自適應(yīng)濾波器4的系數(shù)。噪聲發(fā)生器8產(chǎn)生的噪聲信號(hào)rN(n)在第二組合單元7被“注入”到輸出信號(hào)x(n)，同時(shí)被饋送到調(diào)整單元5。與圖2的設(shè)備不同，圖3的噪聲單元8根據(jù)剩余信號(hào)r(n)產(chǎn)生噪聲。這將參照?qǐng)D4進(jìn)一步解釋。
在圖4的例子中，以dB(分貝)為單位的聲壓級(jí)SPL作為以Hz(赫茲)為單位的頻率f的函數(shù)被示出。聲壓級(jí)與頻譜(的絕對(duì)值)相一致，在一定頻率下表明聲音等級(jí)(幅度)。實(shí)線圖S代表剩余信號(hào)r(n)的頻譜，虛線RN表明圖3的噪聲單元8產(chǎn)生的(注入)噪聲信號(hào)rN(n)的頻譜。
在圖4的例子中，頻譜S具有兩個(gè)波峰和一個(gè)波谷。第一個(gè)波峰在頻率f1處，波谷在頻率f2處。噪聲頻譜RN隨頻率改變，也具有波峰和波谷。在頻率f1處，RN的等級(jí)比S的等級(jí)低D1dB，以在這個(gè)頻率下提供足夠的噪聲遮蔽。但是，在頻率D2處，RN的等級(jí)比S的等級(jí)高D2dB。也就是，在圖形的波谷處噪聲級(jí)超過(guò)信號(hào)級(jí)。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，這依然提供噪聲信號(hào)的足夠遮蔽，同時(shí)在這些頻率下允許濾波器系數(shù)的快速適配。
注意到頻譜RN的大小的確定可利用描述的公知的遮蔽模型來(lái)實(shí)現(xiàn)，例如，2000年IEEE學(xué)報(bào)，88卷，451-513頁(yè)T.Painter和A.Spanias的論文“Perceptual coding of digital audio”。這樣的遮蔽模型已被用于音頻編碼應(yīng)用，但還沒有用于聲反饋抑制。
噪聲單元8安排用來(lái)反復(fù)確定噪聲信號(hào)rN(n)，例如每10或20毫秒，盡管也可采用更大和更小的時(shí)間間隔，例如，每5，50或100毫秒。注意到每次確定噪聲信號(hào)rN(n)及其頻譜RN時(shí)，噪聲信號(hào)與剩余信號(hào)的比值對(duì)于任一個(gè)頻率通常都是不同的。因此，在任何頻率下，例如頻率f2(圖4)，噪聲級(jí)會(huì)在某一時(shí)刻大于剩余信號(hào)級(jí)，而在另一時(shí)刻小于剩余信號(hào)級(jí)。如此，在任一頻率下，濾波器系數(shù)的適配在一些時(shí)刻采用相對(duì)高的噪聲級(jí)來(lái)實(shí)現(xiàn)，導(dǎo)致快速而有效的適配調(diào)整。
圖5更詳細(xì)的圖示了噪聲單元8的一個(gè)示范性實(shí)施方案。在示出的實(shí)施方案中，噪聲單元8包括用于產(chǎn)生剩余信號(hào)r(n)的頻譜的頻譜單元81，用于確定該頻譜的幅度的幅度單元82，用于確定遮蔽噪聲相對(duì)于頻譜幅度的幅度的噪聲幅度單元83，用于產(chǎn)生隨機(jī)相位的隨機(jī)相位單元84，以及用于根據(jù)遮蔽的噪聲的幅度和隨機(jī)相位重構(gòu)遮蔽噪聲信號(hào)的重構(gòu)單元85。
如上所述，隨機(jī)相位有效地去除剩余信號(hào)r(n)和噪聲信號(hào)rN(n)的相關(guān)性。噪聲幅度單元83確定不同頻率下噪聲信號(hào)rN(n)的幅度或等級(jí)，例如圖4的圖示。噪聲幅度單元83有利地利用上面討論的聽覺遮蔽模型將噪聲的頻譜適配至剩余信號(hào)的頻譜，以使所有頻率下噪聲級(jí)最大化，同時(shí)又將感知到的噪聲級(jí)最小化或消除。
圖6示出本發(fā)明的設(shè)備1的一個(gè)替代性實(shí)施方案，圖中顯示該設(shè)備另外包括一個(gè)動(dòng)態(tài)回聲抑制器14。當(dāng)聲路的改變導(dǎo)致自適應(yīng)濾波器產(chǎn)生的聲反饋補(bǔ)償信號(hào)包含相位誤差時(shí)，這樣的動(dòng)態(tài)回聲抑制器就會(huì)暫時(shí)降低剩余信號(hào)的幅度。
動(dòng)態(tài)回聲抑制器14接收聲反饋補(bǔ)償信號(hào)y(n)，剩余信號(hào)r(n)和輸入信號(hào)z(n)，以產(chǎn)生回聲補(bǔ)償?shù)氖Ｓ嘈盘?hào)r’(n)。該動(dòng)態(tài)回聲抑制器14修改輸入信號(hào)的頻率分量的幅度而不改變其相位(排除單純的延遲)。此項(xiàng)功能的實(shí)現(xiàn)是通過(guò)如下操作來(lái)實(shí)現(xiàn)的確定聲反饋補(bǔ)償信號(hào)y(n)，輸入信號(hào)z(n)和剩余信號(hào)r(n)的頻譜(傅立葉變換)以獲得變換的信號(hào)Y，Z和R，確定變換信號(hào)Y，Z和R的幅度和R的相位，利用Y，Z和R的幅度獲得組合的變換信號(hào)R”，利用組合變換信號(hào)R”的幅度和R的相位重構(gòu)時(shí)間信號(hào)r’(n)。這種類型的動(dòng)態(tài)回聲抑制器在美國(guó)專利申請(qǐng)US 2003/0026437中進(jìn)行了描述，其全部?jī)?nèi)容在此通過(guò)引用被引入本文件。
注意到在以上的討論中，已經(jīng)假設(shè)所有信號(hào)是在特定的離散時(shí)間點(diǎn)(n)具有特定值的數(shù)字信號(hào)。但是，本發(fā)明并非如此狹窄，也可以構(gòu)想出模擬信號(hào)的實(shí)施方案。類似的，本發(fā)明已經(jīng)參照耦合到單個(gè)麥克風(fēng)和單個(gè)揚(yáng)聲器上的設(shè)備進(jìn)行了解釋說(shuō)明，但是發(fā)明也可以應(yīng)用于多麥克風(fēng)和/或揚(yáng)聲器或等同的轉(zhuǎn)換器。本發(fā)明尤其適用于，但不局限于，擴(kuò)音系統(tǒng)，會(huì)議系統(tǒng)以及車內(nèi)通信系統(tǒng)。
本發(fā)明是基于這樣一種理解，那就是具有由剩余信號(hào)控制的頻譜的注入噪聲信號(hào)可被用在包括自適應(yīng)濾波器的設(shè)備中，以獲得濾波器系數(shù)的快速適配，同時(shí)避免聽到任何噪聲。本發(fā)明得益于更進(jìn)一步的理解，即聽覺遮蔽模型可有利地被用于確定自適應(yīng)濾波器設(shè)備中的注入噪聲，結(jié)果，遮蔽的噪聲級(jí)在遮蔽信號(hào)相對(duì)較低的特定頻率下可以超過(guò)遮蔽信號(hào)級(jí)，只要遮蔽噪聲級(jí)在其他頻率下低于遮蔽信號(hào)級(jí)。
注意到本文件中用到的任何術(shù)語(yǔ)不應(yīng)該被解釋為限制本發(fā)明的范圍。尤其是，詞語(yǔ)“包括”并不旨在排除任何沒有具體提到的元件。單個(gè)(電路)元件可由多個(gè)(電路)元件或其等同物替代。
在一系列裝載步驟以將命令裝載到處理器之后，使得通用或?qū)Ｓ锰幚砥髂軌驁?zhí)行任何本發(fā)明的特征功能的命令集的物理實(shí)現(xiàn)，例如制造產(chǎn)品，應(yīng)該在計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品下進(jìn)行理解。特別是，計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品可在諸如磁盤或其他插件元件的載體上被實(shí)現(xiàn)為程序編碼，從該程序編碼推導(dǎo)出的處理器適應(yīng)碼，或此程序編碼的任何中間轉(zhuǎn)譯，可存在于存儲(chǔ)器，臨時(shí)存在于有線或無(wú)線的網(wǎng)絡(luò)連接上，或紙上的程序代碼。排除程序編碼，該程序要求的發(fā)明特征數(shù)據(jù)也可以作為計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品被實(shí)施。
本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解的是，本發(fā)明并不限于以上闡明的實(shí)施方案，在不偏離所附權(quán)利要求所定義的本發(fā)明的范圍的情況，可做出許多變體和添加。
權(quán)利要求
1.一種用于聲反饋補(bǔ)償?shù)脑O(shè)備(1)，該設(shè)備包括-自適應(yīng)濾波器(4)，用于提供聲反饋補(bǔ)償信號(hào)，-第一組合單元(3)，用于將聲反饋補(bǔ)償信號(hào)和輸入信號(hào)組合，以產(chǎn)生剩余信號(hào)，-噪聲單元(8)，用于產(chǎn)生噪聲信號(hào)，-調(diào)整單元(5)，用于調(diào)整自適應(yīng)濾波器的系數(shù)，以及-第二組合單元(7)，用于將剩余信號(hào)和噪聲信號(hào)組合，以形成輸出信號(hào)，其中噪聲單元(8)被安排用來(lái)提供具有受剩余信號(hào)控制的頻譜(RN)的噪聲信號(hào)。
2.如權(quán)利要求1的設(shè)備，其特征在于，噪聲單元(8)被安排用來(lái)根據(jù)聽覺遮蔽模型提供噪聲信號(hào)。
3.如權(quán)利要求1或2的設(shè)備，其特征在于，噪聲單元(8)被安排用來(lái)提供這樣一個(gè)噪聲信號(hào)，該噪聲信號(hào)在剩余信號(hào)幅度相對(duì)較大的頻率下具有小于剩余信號(hào)的幅度，至少在剩余信號(hào)幅度相對(duì)較小的一些頻率下具有大于剩余信號(hào)的幅度。
4.如權(quán)利要求1，2或3的設(shè)備，其特征在于，噪聲單元(8)被安排用來(lái)將噪聲信號(hào)的頻譜反復(fù)適配至剩余信號(hào)。
5.如權(quán)利要求4的設(shè)備，其特征在于，噪聲單元(8)被安排用來(lái)以小于100毫秒的間隔適配噪聲信號(hào)的頻譜，優(yōu)選的，所述間隔小于30毫秒，更優(yōu)選的，約15毫秒。
6.如任何前述權(quán)利要求的設(shè)備，其特征在于，噪聲單元(8)包括隨機(jī)相位單元(84)，用于產(chǎn)生隨機(jī)相位。
7.如權(quán)利要求6的設(shè)備，其特征在于，噪聲遮蔽單元(8)包括用于產(chǎn)生剩余信號(hào)的頻譜的頻譜單元(81)，用于確定該頻譜的幅度的幅度單元(82)，用于確定遮蔽噪聲相對(duì)于該頻譜幅度的幅度的噪聲幅度單元(83)，以及用于根據(jù)遮蔽信號(hào)幅度和隨機(jī)相位重構(gòu)遮蔽噪聲信號(hào)的重構(gòu)單元(85)。
8.如任何前述權(quán)利要求的設(shè)備，其特征在于，調(diào)整單元(5)被耦合到第一組合單元(3)和噪聲單元(8)，以根據(jù)剩余信號(hào)和噪聲信號(hào)調(diào)整自適應(yīng)濾波器的系數(shù)。
9.如權(quán)利要求8的設(shè)備，其特征在于，調(diào)整單元(5)被安排用于自適應(yīng)濾波器的恒定誤適配以實(shí)現(xiàn)高適配速度。
10.如任何前述權(quán)利要求的設(shè)備，還包括放大單元(11)。
11.如任何前述權(quán)利要求的設(shè)備，其特征在于，還包括動(dòng)態(tài)回聲抑制器(14)，被安排用來(lái)抑制剩余信號(hào)中的回聲。
12.如權(quán)利要求11的設(shè)備，其特征在于，動(dòng)態(tài)回聲抑制器(14)被安排用來(lái)接收聲反饋補(bǔ)償信號(hào)，輸入信號(hào)和剩余信號(hào)，以產(chǎn)生回聲抑制的剩余信號(hào)。
13.一種用于聲音放大的系統(tǒng)，包括至少一個(gè)麥克風(fēng)(2)，至少一個(gè)揚(yáng)聲器(9)和根據(jù)權(quán)利要求1-12中任何一個(gè)權(quán)利要求的設(shè)備(1)。
14.一種聲反饋補(bǔ)償方法，該方法包括以下步驟-將輸入信號(hào)與聲反饋補(bǔ)償信號(hào)組合，以產(chǎn)生剩余信號(hào)，-產(chǎn)生噪聲信號(hào)，-將剩余信號(hào)與噪聲信號(hào)組合，以形成輸出信號(hào)，-自適應(yīng)過(guò)濾輸出信號(hào)，以提供聲反饋補(bǔ)償信號(hào)，其中，噪聲信號(hào)具有由剩余信號(hào)控制的頻譜。
15.如權(quán)利要求14的方法，其特征在于，噪聲信號(hào)根據(jù)聽覺遮蔽模型提供。
16.如權(quán)利要求14或15的方法，其特征在于，噪聲信號(hào)在剩余信號(hào)幅度相對(duì)較大的頻率下具有小于剩余信號(hào)的幅度，至少在剩余信號(hào)幅度相對(duì)較小的一些頻率下具有大于剩余信號(hào)的幅度。
17.如權(quán)利要求14，15或16的方法，其特征在于，噪聲信號(hào)的頻譜被反復(fù)適配至剩余信號(hào)。
18.如權(quán)利要求14-17中任一權(quán)利要求的方法，其特征在于，噪聲信號(hào)的頻譜以小于100毫秒的間隔被適配，優(yōu)選的，所述間隔小于30毫秒，更優(yōu)選的，約15毫秒。
19.如權(quán)利要求14-18中任一權(quán)利要求的方法，其特征在于，噪聲信號(hào)具有隨機(jī)相位。
20.一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，用于執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求14-19中任一權(quán)利要求的方法。
全文摘要
一種用于聲反饋補(bǔ)償?shù)脑O(shè)備(1)包括一個(gè)自適應(yīng)濾波器(4)、用于調(diào)整自適應(yīng)濾波器系數(shù)的調(diào)整單元(5)、用于從輸入信號(hào)中減掉自適應(yīng)濾波器信號(hào)以產(chǎn)生剩余信號(hào)的組合單元(3)和產(chǎn)生噪聲信號(hào)的噪聲單元(8)。該噪聲單元(8)被安排用來(lái)根據(jù)剩余信號(hào)產(chǎn)生遮蔽噪聲，噪聲信號(hào)具有由剩余信號(hào)控制的頻譜。聽覺遮蔽模型可被用來(lái)塑造噪聲譜。該噪聲信號(hào)在剩余信號(hào)幅度相對(duì)較大的頻率處具有比剩余信號(hào)更小的幅度，在剩余信號(hào)具有相對(duì)較小振幅的頻率處具有比剩余信號(hào)更大的振幅。
文檔編號(hào)H04R25/00GK1918942SQ200580004573
公開日2007年2月21日 申請(qǐng)日期2005年1月28日 優(yōu)先權(quán)日2004年2月11日
發(fā)明者C·P·詹塞, C·C·張 申請(qǐng)人:皇家飛利浦電子股份有限公司