專利名稱：音頻信號(hào)處理裝置、音頻信號(hào)處理方法和通信終端的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及音頻信號(hào)處理裝置和音頻信號(hào)處理方法以及通信終端， 所述處理裝置和處理方法易于收聽(tīng)通過(guò)諸如移動(dòng)電話網(wǎng)絡(luò)等通信網(wǎng)絡(luò)所 發(fā)送的已接收聲音，而所述通信終端例如是可以通過(guò)語(yǔ)音實(shí)現(xiàn)通話的移 動(dòng)電話終端等。
背景技術(shù)：
關(guān)于通過(guò)諸如移動(dòng)電話網(wǎng)絡(luò)等通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行語(yǔ)音通話的情況，已有 一種技術(shù)，該技術(shù)例如通過(guò)使電話通話語(yǔ)音信號(hào)在接收者一方經(jīng)過(guò)預(yù)定 的信號(hào)處理而更容易地在周圍噪聲環(huán)境中收聽(tīng)電話通話語(yǔ)音。
例如，日本專利申請(qǐng)公開(kāi)公報(bào)No. H7-221832 (專利文獻(xiàn)l)公開(kāi)了一種 技術(shù)，其中對(duì)周圍噪聲和已接收聲音的頻率特性進(jìn)行比較，然后改變已 接收聲音的頻率特性以改善易聽(tīng)性。
但是，如上所述，為了比較周圍噪聲和所接收聲音的頻率特性以改 變已接收聲音的頻率特性，其中存在一個(gè)問(wèn)題，即有必要對(duì)周圍噪聲和 已接收聲音都進(jìn)行信號(hào)分析，并且還需要許多步驟，比如需要在這些分 析結(jié)果中進(jìn)行比較，因此對(duì)于處理能力有限的裝置，例如對(duì)于移動(dòng)電話 終端來(lái)說(shuō)負(fù)載過(guò)大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是針對(duì)上述情況而提出的，并且旨在提出一種以較小的處理 量使電話通話語(yǔ)音易于聽(tīng)到的音頻信號(hào)處理裝置、音頻信號(hào)處理方法和 通信終端。本發(fā)明的音頻信號(hào)處理裝置包括周圍環(huán)境噪聲電平檢測(cè)單元，該 單元用于檢測(cè)在語(yǔ)音通話時(shí)由用于收集發(fā)送聲音的集音裝置所輸入的音 頻信號(hào)中所包含的周圍環(huán)境噪聲電平；信號(hào)電平調(diào)節(jié)單元，其具有相對(duì) 于輸入信號(hào)電平調(diào)節(jié)輸出信號(hào)電平的電平調(diào)節(jié)功能以及當(dāng)在電平調(diào)節(jié)功 能中通過(guò)控制信號(hào)調(diào)節(jié)電平時(shí)改變輸入/輸出特性的輸入/輸出特性改變 功能，其中己接收聲音信號(hào)在電話通話語(yǔ)音的情況下被設(shè)置為輸入信號(hào)； 以及控制信號(hào)生成單元，其用于根據(jù)周圍環(huán)境噪聲電平生成用于改變信 號(hào)電平調(diào)節(jié)單元的輸入/輸出特性的控制信號(hào)。本發(fā)明解決了上述問(wèn)題。
本發(fā)明的音頻信號(hào)處理方法包括如下步驟檢測(cè)用于在語(yǔ)音通話時(shí) 收集發(fā)送聲音的集音裝置所輸入的音頻信號(hào)中所包含的周圍環(huán)境噪聲電 平；根據(jù)檢測(cè)到的周圍環(huán)境噪聲電平生成用于改變信號(hào)電平調(diào)節(jié)單元的 輸入/輸出特性的控制信號(hào)；在電話通話語(yǔ)音的情況下己接收聲音信號(hào)被 設(shè)置為輸入信號(hào)，以及信號(hào)電平調(diào)節(jié)單元利用控制信號(hào)在相對(duì)于輸入信 號(hào)電平調(diào)節(jié)輸出信號(hào)電平時(shí)改變輸入/輸出特性并調(diào)節(jié)已接收聲音信號(hào) 的電平。從而解決上述問(wèn)題。
本發(fā)明的通信終端包括用于進(jìn)行語(yǔ)音通信的通信單元；用于在語(yǔ) 音通話時(shí)收集發(fā)送聲音的集音單元；用于在語(yǔ)音通話時(shí)將已接收聲音信 號(hào)轉(zhuǎn)換成聲波輸出的聲音輸出單元；用于檢測(cè)通過(guò)集音單元輸入的音頻 信號(hào)中所包含的周圍環(huán)境噪聲電平的周圍環(huán)境噪聲電平檢測(cè)單元；信號(hào) 電平調(diào)節(jié)單元，其具有相對(duì)于輸入信號(hào)電平調(diào)節(jié)輸出信號(hào)電平的電平調(diào)
節(jié)功能以及當(dāng)在電平調(diào)節(jié)功能中通過(guò)控制信號(hào)調(diào)節(jié)電平時(shí)改變輸入/輸 出特性的輸入/輸出特性改變功能，其中已接收聲音信號(hào)在電話通話語(yǔ)音 的情況下被設(shè)置為輸入信號(hào)；以及控制信號(hào)生成單元，其用于根據(jù)由周 圍環(huán)境噪聲電平檢測(cè)單元所檢測(cè)的周圍環(huán)境噪聲電平生成用于改變信號(hào) 電平調(diào)節(jié)單元的輸入/輸出特性的控制信號(hào)，其中，所接收到的由信號(hào)電 平調(diào)節(jié)單元所輸出的聲音信號(hào)被提供給所述聲音輸出單元。從而解決上 述問(wèn)題。
艮P，本發(fā)明的實(shí)施例是這樣設(shè)置的，即在電話通話語(yǔ)音的情況下已 接收聲音信號(hào)的電平根據(jù)周圍環(huán)境噪聲電平來(lái)調(diào)節(jié)，換言之，根據(jù)周圍 環(huán)境噪聲電平的等級(jí)來(lái)控制接收聲音一側(cè)的動(dòng)態(tài)特性。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，在電話通話語(yǔ)音的情況下根據(jù)周圍環(huán)境噪聲 電平來(lái)調(diào)節(jié)己接收聲音信號(hào)的電平，即，例如，當(dāng)周圍環(huán)境噪聲大時(shí)進(jìn) 行電平調(diào)節(jié)以提高已接收聲音信號(hào)的電平，從而以較小的處理量使電話 通話語(yǔ)音(具體為已接收語(yǔ)音)易于聽(tīng)到。


圖l是表示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的移動(dòng)電話終端的原理結(jié)構(gòu)的框圖2是表示設(shè)置在本實(shí)施例的移動(dòng)電話終端的聲音處理單元中的噪 聲檢測(cè)單元和已接收聲音處理單元的具體結(jié)構(gòu)的電路框圖3是用于解釋人聲頻率特性的示意圖4是實(shí)測(cè)得到的包含周圍環(huán)境噪聲的已接收聲音信號(hào)的幅頻特性 曲線圖5是表示圖4中的已接收聲音信號(hào)在0Hz和300Hz之間成分的幅頻 特性的放大的曲線圖6是表示實(shí)測(cè)的已接收聲音信號(hào)的共振峰的幅頻特性曲線圖7是表示圖6中的已接收聲音信號(hào)在0Hz和300Hz之間成分的幅頻 特性的放大的曲線圖8是表示噪聲檢測(cè)單元的低通濾波器的頻率特性曲線圖9是表示從麥克輸入的音頻信號(hào)波形經(jīng)過(guò)噪聲檢測(cè)單元的低通濾 波器之后的已通過(guò)LPF (低通濾波，Low Pass Filtering)的信號(hào)波形的波 形圖10是用于解釋在噪聲檢測(cè)單元的包絡(luò)檢測(cè)單元中的包絡(luò)檢測(cè)的波 形圖ll是從噪聲檢測(cè)單元的包絡(luò)檢測(cè)單元所輸出的控制信號(hào)(表示周 圍環(huán)境噪聲的粗略能量變化的信號(hào))的波形圖12是從噪聲檢測(cè)單元的包絡(luò)檢測(cè)器所輸出的控制信號(hào)經(jīng)過(guò)動(dòng)態(tài)調(diào) 節(jié)單元的限幅器和放大器之后所得的信號(hào)波形圖；圖13是表示根據(jù)本實(shí)施例的具有可變轉(zhuǎn)折點(diǎn)的自動(dòng)電平控制器的輸 入/輸出特性的特性曲線圖14是圖13的可變轉(zhuǎn)折點(diǎn)周圍的放大的特性曲線圖15是用于解釋控制信號(hào)的電平變化和可變轉(zhuǎn)折點(diǎn)之間的變化關(guān)系
圖16是表示已接收聲音信號(hào)在經(jīng)過(guò)由根據(jù)本實(shí)施例的自動(dòng)電平控制 器進(jìn)行電平調(diào)節(jié)之后的幅度波形的波形圖17是用于解釋示例的特性曲線，其中，自動(dòng)電平控制器的輸入/輸 出特性是這樣改變的，即在輸入電平與輸出電平是一比一的對(duì)應(yīng)關(guān)系時(shí)， 在輸入/輸出特性曲線上平行設(shè)置一個(gè)線段；
圖18是表示在通過(guò)數(shù)字處理控制自動(dòng)電平控制器的輸入/輸出特性 的情況下的控制信號(hào)和可變轉(zhuǎn)折點(diǎn)之間關(guān)系的示例的表格；
圖19是表示在通過(guò)數(shù)字處理控制自動(dòng)電平控制器的輸入/輸出特性 的情況下控制信號(hào)和可變轉(zhuǎn)折點(diǎn)之間關(guān)系的另一個(gè)示例的表格；
圖20是表示從接收聲音處理單元的包絡(luò)檢測(cè)器所輸出的圖11的控制 信號(hào)通過(guò)共振峰調(diào)節(jié)單元的限幅器和放大器之后的信號(hào)波形的波形圖21是表示共振峰調(diào)節(jié)單元的帶通濾波器的頻率特性曲線圖22是表示通過(guò)實(shí)測(cè)經(jīng)已接收聲音信號(hào)輸入端所輸入的已接收聲音 信號(hào)而得的幅頻測(cè)量結(jié)果的曲線圖23是表示通過(guò)實(shí)測(cè)在經(jīng)過(guò)由共振峰調(diào)節(jié)單元的帶通濾波器進(jìn)行帶 通處理之后的已接收聲音信號(hào)而得的幅頻測(cè)量結(jié)果的曲線圖24是表示共振峰調(diào)節(jié)單元的放大器的放大率和控制信號(hào)之間關(guān)系 的特性曲線圖25是用于解釋在人聲頻率特性中第二共振峰的頻率特性經(jīng)共振峰 調(diào)節(jié)單元調(diào)節(jié)的情形的原理圖26是表示通過(guò)實(shí)測(cè)在通過(guò)共振峰調(diào)節(jié)單元的放大器調(diào)節(jié)增益之后 的己接收聲音信號(hào)而得的幅頻測(cè)量結(jié)果的曲線圖；并且圖27是表示通過(guò)實(shí)測(cè)在經(jīng)共振峰調(diào)節(jié)單元的加法器的疊加處理之后
的已接收聲音信號(hào)而得的幅頻測(cè)量結(jié)果的曲線圖。
具體實(shí)施例方式
以下，參照

本發(fā)明的實(shí)施例。
應(yīng)當(dāng)指出，在本實(shí)施例中，移動(dòng)電話終端只是作為本發(fā)明的示例提 出，這里所說(shuō)明的內(nèi)容只是示例，并不表示本發(fā)明局限于該示例。
移動(dòng)電話終端的原理結(jié)構(gòu)
圖l是表示本實(shí)施例的移動(dòng)電話終端的原理結(jié)構(gòu)。
在圖1中，通信天線12例如是內(nèi)置天線，其用于發(fā)送和接收諸如電子 郵件的分組通信的信號(hào)波。通信電路ll對(duì)發(fā)送/接收信號(hào)進(jìn)行頻率轉(zhuǎn)換、
調(diào)制和解調(diào)等。
控制單元10由CPU(中央處理單元)構(gòu)成，并且在通信電路ll中進(jìn)行通 信控制、聲音處理控制、圖像處理控制、其它各種信號(hào)處理和各單元的 控制等等。并且，控制單元10執(zhí)行存儲(chǔ)于存儲(chǔ)單元15中的各類控制程序 和應(yīng)用程序并進(jìn)行伴隨的各種數(shù)據(jù)處理。
揚(yáng)聲器21由設(shè)置在移動(dòng)電話終端中接收聲音的揚(yáng)聲器或者由用于鈴 聲(鈴聲音調(diào))、告警聲、嘟嘟聲、播放音樂(lè)、數(shù)字聲音和播放視頻的聲音 等的輸出揚(yáng)聲器構(gòu)成，并且揚(yáng)聲器21將從聲音處理單元20提供的音頻信 號(hào)轉(zhuǎn)換成聲波以輸出到空中。
麥克22是用于發(fā)送聲音和收集外部聲音的麥克，其將聲波轉(zhuǎn)換成音 頻信號(hào)并將該音頻信號(hào)輸入至聲音處理單元20。
在通過(guò)例如解碼的預(yù)定聲音處理所產(chǎn)生的聲音數(shù)據(jù)的數(shù)模轉(zhuǎn)換之 后，聲音處理單元20將其放大并將該放大的音頻信號(hào)輸出至揚(yáng)聲器21。 并且，聲音處理單元20對(duì)從麥克22提供的輸入音頻信號(hào)進(jìn)行放大和模數(shù) 轉(zhuǎn)換，并且對(duì)模數(shù)轉(zhuǎn)換之后的聲音數(shù)據(jù)進(jìn)行例如編碼的預(yù)定聲音處理。 而且，具體地在根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的移動(dòng)電話終端中，聲音處理單元20 設(shè)有噪聲檢測(cè)單元23和接收聲音處理單元24。噪聲檢測(cè)單元23和接收聲 音處理單元24的具體結(jié)構(gòu)和具體工作方式將在后文描述。操作單元13由設(shè)于本優(yōu)選實(shí)施例的移動(dòng)電話終端的外殼(未示出)上 的諸如數(shù)字鍵、通話鍵、掛斷/電源鍵和十字鍵的按鍵和多方向滾輪鍵(jOg
dial)等按鍵的操作元件，以及當(dāng)操作元件被操作時(shí)生成操作信號(hào)的操作
信號(hào)發(fā)生器構(gòu)成。
顯示單元14包括諸如液晶顯示器、有機(jī)EL(電致發(fā)光)顯示器等顯示 裝置以及用于顯示的顯示驅(qū)動(dòng)電路，并且在顯示器上顯示諸如電子郵件 的各種字符和消息，或者借助于由圖像處理單元25所提供的圖像信號(hào)顯 示靜態(tài)圖像、動(dòng)態(tài)圖像等。
圖像處理單元25完成生成圖像信號(hào)的處理，例如生成在顯示單元14 上所顯示的字符、圖標(biāo)和圖像。并且，圖像處理單元25在控制單元10的 控制下顯示各種類型的用戶界面屏幕、網(wǎng)頁(yè)等。
存儲(chǔ)單元15包括ROM(只讀存儲(chǔ)器)和RAM(隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)。ROM 包括例如NAND型閃存這樣的可重寫存儲(chǔ)介質(zhì)，并且例如存儲(chǔ)OS(操作系 統(tǒng))的程序、控制單元10用來(lái)控制各部件的控制程序、各種類型的應(yīng)用程 序、被壓縮和編碼的音樂(lè)數(shù)據(jù)內(nèi)容和視頻數(shù)據(jù)內(nèi)容以及各種類型的初始 值、字體數(shù)據(jù)、各詞典數(shù)據(jù)、機(jī)器類型名稱信息、終端身份信息等等。 當(dāng)控制單元10進(jìn)行各種數(shù)據(jù)處理時(shí)，RAM作為工作區(qū)隨時(shí)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。
此外，盡管圖l中未示出，但是本優(yōu)選實(shí)施例的移動(dòng)電話終端設(shè)有通 常的移動(dòng)電話終端所設(shè)置的各種構(gòu)成元件，例如，用于拍攝照片的數(shù)碼 相機(jī)單元，用于發(fā)光按鍵和用于來(lái)電發(fā)光等的LED(發(fā)光二極管)及其驅(qū)動(dòng) 單元，向各部件供電的電池和控制電源的電源管理IC單元，用于通過(guò)稱 為藍(lán)牙系統(tǒng)(藍(lán)牙注冊(cè)商標(biāo))、稱為UWB(超寬帶)系統(tǒng)、無(wú)線LAN(局域 網(wǎng))等實(shí)現(xiàn)短距離無(wú)線通信的短距離無(wú)線通信單元，具有非接觸式IC卡功 能和讀/寫功能的非接觸式通信處理單元，GPS(全球定位系統(tǒng))通信單元， 用于外部存儲(chǔ)器的插槽，用于數(shù)字廣播的接收調(diào)諧單元，AV編解碼單元， 定時(shí)器(時(shí)鐘單元)等。
噪聲檢測(cè)單元和接收聲音處理單元的具體結(jié)構(gòu)以及工作原理的說(shuō)明
圖2示出了設(shè)于本優(yōu)選實(shí)施例的移動(dòng)電話終端的聲音處理單元20中 的噪聲檢測(cè)單元23和接收聲音處理單元24。此外，就以下的描述來(lái)說(shuō)，圖示了處理模擬音頻信號(hào)的示例，但是，盡管未提及，也可以將本發(fā)明 應(yīng)用于處理數(shù)字音頻信號(hào)的情形。
從用于電話通話的麥克22輸出的音頻信號(hào)被輸入到設(shè)于聲音處理單 元20中的噪聲檢測(cè)單元23的麥克聲音輸入終端31中。輸入到麥克聲音輸 入終端31中的音頻信號(hào)通過(guò)放大器32放大，然后作為發(fā)送聲音信號(hào)從發(fā) 送聲音輸出終端35輸出至進(jìn)行通常的發(fā)送聲音處理的電路單元(未示出)。
而且，在本優(yōu)選實(shí)施例中，經(jīng)放大器32放大之后的音頻信號(hào)從發(fā)送 聲音的輸出路徑中分出來(lái)，并通入低通濾波器(LPF)33。通向低通濾波器 33的分支路徑被設(shè)置用于檢測(cè)從麥克22輸入的音頻信號(hào)中所含的周圍環(huán) 境噪聲的等級(jí)。
這里，從圖3中的實(shí)線所示的特性曲線可以看出，在人聲的頻率特性 中存在特定峰點(diǎn)(共振峰)。盡管在共振峰中存在個(gè)體的頻率差異，但是通 常在300Hz和3.4kHz之間存在兩個(gè)相異的峰點(diǎn)(共振峰)。第一共振峰在大 約500kHz - lkHz處，第二共振峰在大約1.5kHz - 3kHz處。
另一方面，周圍環(huán)境噪聲可取決于環(huán)境并且認(rèn)為有不同的類型，但 是，通常的情形是，如圖3中虛線所示的特性曲線，在使用普通移動(dòng)電話 終端的環(huán)境中的周圍環(huán)境噪聲的頻率特性可從低頻帶向高頻帶衰減。
并且，圖4是實(shí)測(cè)包含周圍環(huán)境噪聲的已接收聲音信號(hào)的幅頻特性曲 線圖，圖5是表示圖4中的己接收聲音信號(hào)在0Hz和300Hz之間的成分的幅 頻特性放大曲線圖。而且，圖6是表示實(shí)測(cè)的已接收聲音信號(hào)的共振峰的 幅頻特性曲線圖，圖7是表示圖6中的己接收聲音信號(hào)在0Hz和300Hz之間 的成分的幅頻特性的放大曲線圖。
因此，在本優(yōu)選實(shí)施例中，為了確定在經(jīng)麥克22輸入的音頻信號(hào)中 所含的周圍環(huán)境噪聲的等級(jí)，該音頻信號(hào)通過(guò)具有相對(duì)陡峭特性的低通 濾波器33(例如，如圖8所示)，在低通濾波器33中低于上述的人聲頻率特 性中的第一共振峰的頻帶為截止頻率。應(yīng)當(dāng)指出，在本優(yōu)選實(shí)施例中， 設(shè)定在50Hz - 140Hz(在圖8的示例中具體在100Hz左右)的截止頻率處具 有近似于第四切比雪夫(Chebyshev)特性的濾波器用作低通濾波器33。根據(jù)本優(yōu)選實(shí)施例，由于利用這樣的低通濾波器33進(jìn)行低通濾波，
所以如圖9所示，經(jīng)麥克22輸入的音頻信號(hào)波形Blpf通過(guò)LPF之后類似于 信號(hào)波形Alpf。換言之，經(jīng)過(guò)LPF之后的信號(hào)波形Alpf是通過(guò)從經(jīng)麥克22 的輸出信號(hào)中只抽取出幾乎沒(méi)有人聲成分的頻帶成分(即周圍環(huán)境噪聲 的信號(hào)成分)所得到的信號(hào)波形。
如圖2所示，通過(guò)低通濾波器33后的信號(hào)(即周圍環(huán)境噪聲的信號(hào)成 分)被發(fā)送至包絡(luò)檢測(cè)器34。
如圖10所示，包絡(luò)檢測(cè)器34對(duì)通過(guò)低通濾波器33之后的信號(hào)進(jìn)行包 絡(luò)檢測(cè)，具體地，包絡(luò)檢測(cè)器34以固定的時(shí)間間隔求平均并采樣經(jīng)過(guò)LPF 之后的信號(hào)波形Alpf以生成如圖ll所示的信號(hào)，圖ll所示的信號(hào)示出了 周圍環(huán)境噪聲的粗略的能量變化。此外，在包絡(luò)檢測(cè)器34中，以多大的 時(shí)間間隔(以固定的時(shí)間間隔求平均的周期)檢測(cè)能量變化在這里不受具 體地限制。但是，所期望的是該時(shí)間間隔可以是根據(jù)在后面的接收聲音 處理單元24中所使用的處理時(shí)間單元(例如100msec)的時(shí)間間隔。包絡(luò)檢 測(cè)器34的輸出信號(hào)被設(shè)置為用于后文所述的接收聲音處理單元24的動(dòng)態(tài) 調(diào)節(jié)單元50以及共振峰調(diào)節(jié)單元40的控制信號(hào)。
若需要，接收聲音處理單元24可設(shè)有動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)單元50，其用于控 制說(shuō)話方發(fā)送的已接收聲音信號(hào)的輸入/輸出特性(動(dòng)態(tài)的)；以及用于加 強(qiáng)第二共振峰的共振峰調(diào)節(jié)單元40(加強(qiáng)已接收聲音的語(yǔ)音的輪廓成分 的均衡器)，該第二共振峰具體是己接收聲音信號(hào)中所包含的共振峰之一 并且其頻帶不容易與周圍環(huán)境噪聲的峰點(diǎn)重疊。
動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)單元的結(jié)構(gòu)以及工作原理的說(shuō)明
首先描述接收聲音處理單元24的動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)單元50，然后描述共振峰 調(diào)節(jié)單元40。
在接收聲音處理單元24中，從進(jìn)行通常的已接收聲音處理的電路單 元(未示出)所發(fā)送出的已接收聲音信號(hào)被輸入到已接收聲音輸入終端45中。
該已接收聲音信號(hào)發(fā)送至后文提到的共振峰調(diào)節(jié)單元40的帶通濾波 器(BPF) 44并且還發(fā)送至延遲移相器單元47。通過(guò)后文提到的延遲移相器單元47且通過(guò)后文提到的加法器46的已 接收聲音信號(hào)，按需要被動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)單元50的放大器48放大，然后輸入至 自動(dòng)電平控制器(ALC)49。
并且，對(duì)于如圖11所示且從噪聲檢測(cè)單元23的包絡(luò)檢測(cè)器34輸出的 控制信號(hào)，超過(guò)預(yù)定電平的部分被動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)單元50的限幅器51限幅，并 且若需要?jiǎng)t利用放大器52進(jìn)行進(jìn)一步的電平調(diào)節(jié)，從而該控制信號(hào)例如 被設(shè)置為如圖12所示的信號(hào)，然后提供至自動(dòng)電平控制器49。
然后，自動(dòng)電平控制器49的輸出信號(hào)通過(guò)已接收聲音輸出終端53輸 出至用于接收聲音的揚(yáng)聲器21。此外，隨后將描述本優(yōu)選實(shí)施例的自動(dòng) 電平控制器49的具體結(jié)構(gòu)。
這里，通常的自動(dòng)電平控制器(ALC)具有一條輸入/輸出特性曲線， 并且輸入電平和輸出電平具有一比一對(duì)應(yīng)的特性。另一方面，本優(yōu)選實(shí) 施例的接收聲音處理單元24中設(shè)置的自動(dòng)電平控制器49被設(shè)置為其輸入 /輸出特性可通過(guò)如圖12所示的控制信號(hào)被改變。具體地，如圖13 圖15 所示，本優(yōu)選實(shí)施例的自動(dòng)電平控制器49設(shè)置為具有可變轉(zhuǎn)折點(diǎn)的輸入/ 輸出特性。此外，圖14是在圖13的可變轉(zhuǎn)折點(diǎn)附近的放大的曲線圖，圖 15是表示控制信號(hào)的電平變化和可變轉(zhuǎn)折點(diǎn)的變化之間的關(guān)系圖。
換言之，本優(yōu)選實(shí)施例的自動(dòng)電平控制器49按以下方式進(jìn)行電平控
制
如圖13和圖14所示，例如，在預(yù)定的輸入電平的范圍內(nèi)(例如在圖13 和圖14中，在-30dB(包括)禾卩上限為-10dB之間的范圍內(nèi))，該電平范圍被 認(rèn)為是己接收聲音的人聲信號(hào)電平，輸出電平的值相對(duì)于輸入電平例如 可以通過(guò)多步而變化，其中每步為ldB至最大值10dB(例如為ll步，每步 為l犯)。
如圖15所示，如果后面的控制信號(hào)的值相對(duì)于先前的控制信號(hào)的值 變大，則可變轉(zhuǎn)折點(diǎn)只在輸出電平增加的方向上移動(dòng)一步(增加一級(jí))。相 反地，如果后面的控制信號(hào)的值相對(duì)于先前的控制信號(hào)的值變小，則可 變轉(zhuǎn)折點(diǎn)在輸出電平變低的方向上移動(dòng)(降低--級(jí))。更具體地說(shuō)，本優(yōu)選實(shí)施例的自動(dòng)電平控制器49進(jìn)行動(dòng)態(tài)控制，從 而當(dāng)輸入電平在預(yù)定的輸入電平范圍內(nèi)時(shí)，例如，在控制信號(hào)的值大的 情況下(即在周圍環(huán)境噪聲大的情況下)，可變轉(zhuǎn)折點(diǎn)在輸出電平相對(duì)于輸 入電平增加的方向上變化以增強(qiáng)自動(dòng)電平控制器的作用。另一方面，例 如，在控制信號(hào)的值小的情況下(即在周圍環(huán)境噪聲小的情況下)，自動(dòng)電
平控制器49進(jìn)行動(dòng)態(tài)控制，從而可變轉(zhuǎn)折點(diǎn)被改變以接近于輸出電平和
輸入電平之間的一比一的關(guān)系，因此降低了自動(dòng)電平控制器的作用。
換言之，例如，如圖16所示，在輸入大于或等于某電平的已接收聲 音信號(hào)且當(dāng)周圍環(huán)境噪聲大(當(dāng)控制信號(hào)的值大時(shí))的情況下，本優(yōu)選實(shí)施 例的自動(dòng)電平控制器49在輸入電平輸出電平-l: n(在此情況下"n"大于l 并且為對(duì)應(yīng)于每步ldB的各可變轉(zhuǎn)折點(diǎn)的值)的方向上調(diào)節(jié)自動(dòng)電平控制 器的輸入/輸出特性，從而增大己接收聲音信號(hào)的輸出電平且使得易于收 聽(tīng)己接收的聲音。另一方面，當(dāng)周圍環(huán)境噪聲小時(shí)(當(dāng)控制信號(hào)的值小時(shí))，
自動(dòng)電平控制器的輸入/輸出特性被調(diào)節(jié)為接近于"輸入電平輸出電平 =1: 1"，從而由于自動(dòng)電平控制器的動(dòng)態(tài)控制所致的已接收聲音的音質(zhì) 的惡化可降至最小。應(yīng)當(dāng)指出，圖16中的實(shí)線表示實(shí)際的已接收聲音信
號(hào)的振幅波形，圖16中的點(diǎn)劃線表示根據(jù)本優(yōu)選實(shí)施例的輸出電平增大
時(shí)的已接收聲音信號(hào)的振幅波形。
如上所述，根據(jù)本優(yōu)選實(shí)施例，例如，在周圍環(huán)境噪聲變大且自動(dòng)
電平控制器49的輸入/輸出特性在"輸入電平輸出電平=1: n"的方向上被
調(diào)節(jié)的情況下，即便在已接收的聲音中出現(xiàn)一些音質(zhì)的惡化，己接收聲 音的電平相對(duì)于周圍環(huán)境噪聲變高，因此已接收聲音變得易于聽(tīng)見(jiàn)。另
一方面，在周圍環(huán)境噪聲變小且自動(dòng)電平控制器49的輸入/輸出特性在接
近于"輸入電平輸出電平=1: r的方向上被調(diào)節(jié)的情況下，則已接收聲 音的電平不變高，但是因?yàn)橹車h(huán)境噪聲的原始電平也小，所以周圍環(huán) 境噪聲對(duì)通話產(chǎn)生不良影響的可能性變小。并且，已接收聲音的音質(zhì)惡 化也減小了，并且已接收聲音變得易于聽(tīng)見(jiàn)。
并且，在以上描述中，如圖13和圖14所示，作為示例提出的可變轉(zhuǎn)
折點(diǎn)，其中相對(duì)于輸入電平的輸出電平值可通過(guò)多步而改變，其中每步為ldB至最大10dB(例如)。但是，可變轉(zhuǎn)折點(diǎn)例如不但可以非連續(xù)地而且 可以連續(xù)地變化。
并且，在上述示例中，為了簡(jiǎn)化描述，在自動(dòng)電平控制器49中利用 可變轉(zhuǎn)折點(diǎn)的動(dòng)態(tài)控制的示例是這樣的，即在該示例中控制是以直接跟 隨周圍環(huán)境噪聲的大小的變化而完成的。但是，例如在周圍環(huán)境噪聲迅 速變化的情況下，已接收的聲音在動(dòng)態(tài)控制之后可能會(huì)迅速變化以致于 使用者在聽(tīng)覺(jué)上會(huì)感到不協(xié)調(diào)。因此，如上所述，為了防止這種迅速變 化，例如，通過(guò)本優(yōu)選實(shí)施例的自動(dòng)電平控制器49的動(dòng)態(tài)控制可設(shè)置為 相對(duì)于可變轉(zhuǎn)折點(diǎn)的變化具有一定程度的滯后。
并且，在圖13和圖14中，作為自動(dòng)電平控制器49的輸入/輸出特性被 改變部分的特性曲線的示例，提到的特性曲線(可變轉(zhuǎn)折點(diǎn)的特性曲線) 在預(yù)定的輸入電平部分彎曲(在圖13和圖14的示例中輸入電平為-20dB)。 但是，例如，如圖17所示，在具有一定長(zhǎng)度的線段設(shè)置為平行于輸入/輸 出特性曲線的情況下，其中輸入電平和輸出電平是一比一的關(guān)系，也可 以使用通過(guò)多步(非連續(xù)地)或連續(xù)地而改變的特性曲線。
換言之，在圖17的示例的情況下，自動(dòng)電平控制器49按如下方式進(jìn) 行動(dòng)態(tài)控制
在被認(rèn)為是已接收聲音的人聲信號(hào)電平在預(yù)定輸入電平范圍內(nèi)時(shí)， 輸出電平的值相對(duì)于輸入電平可通過(guò)多步而改變，其中例如每步為ldB 至最大10dB(例如為ll步，每步為ldB)。當(dāng)后面的控制信號(hào)的值相對(duì)于先 前的控制信號(hào)的值變大時(shí)，增益只在輸出電平變高的方向上移動(dòng)一步； 相反地，當(dāng)后面的控制信號(hào)的值相對(duì)于先前的控制信號(hào)的值變小時(shí)，增 益在輸出電平變低的方向上移動(dòng)。
在圖17的示例的情況下，因?yàn)樽詣?dòng)電平控制器49的初始輸入/輸出特 性曲線只是平行地移動(dòng)，所以在電路結(jié)構(gòu)上幾乎沒(méi)有改變并且可以以低 成本容易地實(shí)現(xiàn)。
而且，在動(dòng)態(tài)控制的情況下，輸入/輸出電平被檢測(cè)并且所期望的是， 例如，用于調(diào)節(jié)增益的起始時(shí)間(降低增益的時(shí)間)和恢復(fù)時(shí)間(提高增益的時(shí)間)被設(shè)置，并且根據(jù)輸入/輸出電平的檢測(cè)值調(diào)節(jié)起始時(shí)間和恢復(fù)時(shí) 間，從而防止增益迅速改變。
并且，盡管在以上描述中通過(guò)示例描述了模擬處理，但當(dāng)使用數(shù)字 處理(例如)時(shí)也可以在控制信號(hào)和可變轉(zhuǎn)折點(diǎn)之間設(shè)置如圖18或圖19所
示的關(guān)系?？刂菩盘?hào)每次以固定的時(shí)間間隔(例如，100msec (毫秒)的 時(shí)間間隔)輸入時(shí)，當(dāng)時(shí)對(duì)應(yīng)于可變轉(zhuǎn)折點(diǎn)的控制信號(hào)的值與所輸入的控 制信號(hào)的值進(jìn)行比較。當(dāng)所輸入的控制信號(hào)的值較大時(shí)，可變轉(zhuǎn)折點(diǎn)可 在輸出變大的方向上只移動(dòng)一步。相反地，當(dāng)所輸入的控制信號(hào)的值較 小時(shí)，可變轉(zhuǎn)折點(diǎn)可在輸出變小的方向上移動(dòng)。這樣，即便是在使用數(shù) 字處理的情況下，也可以防止可變轉(zhuǎn)折點(diǎn)的迅速改變。
根據(jù)本優(yōu)選實(shí)施例，通過(guò)進(jìn)行上述處理，可以在不增加處理量的情 況下更易于在環(huán)境周圍噪聲中聽(tīng)到電話聲音。
共振峰調(diào)節(jié)單元的結(jié)構(gòu)以及工作原理的描述
下面描述接收聲音處理單元24的共振峰調(diào)節(jié)單元40。
對(duì)于從接收聲音處理單元24的包絡(luò)檢測(cè)器34輸出的如圖11所示的控 制信號(hào)，超過(guò)特定電平的部分受到共振峰調(diào)節(jié)單元40的限幅電路41的電 平限幅，并且若需要，則利用放大器42進(jìn)行進(jìn)一步的電平調(diào)節(jié)，從而該 控制信號(hào)被設(shè)置為如圖20所示的信號(hào)然后作為控制信號(hào)被發(fā)送至放大器 43。
并且，來(lái)自于已接收聲音輸入終端45的已接收聲音信號(hào)輸入至帶通 濾波器44，該帶通濾波器44是具有如圖21所示的頻率特性的濾波器。艮P， 帶通濾波器44是專門設(shè)置為只通過(guò)第二共振峰的頻帶的濾波器，在已接 收聲音信號(hào)的頻帶中該第二共振峰的頻帶不容易與周圍環(huán)境噪聲的峰點(diǎn) 重疊。此外，圖22是表示通過(guò)實(shí)測(cè)經(jīng)已接收聲音信號(hào)輸入終端45所輸入 的已接收聲音信號(hào)而得到的幅頻測(cè)量結(jié)果的曲線圖，圖23是表示通過(guò)實(shí) 測(cè)在利用帶通濾波器44進(jìn)行帶通處理之后的已接收聲音信號(hào)而得到的幅 頻測(cè)量結(jié)果的曲線圖。
已通過(guò)帶通濾波器44的第二共振峰的頻帶的已接收聲音信號(hào)被輸入 至放大器43。這里，放大器43設(shè)置為放大率和控制信號(hào)之間具有如圖24所示的關(guān) 系，從而在放大器43中，如圖25中點(diǎn)劃線所示的類似于圖3的特性曲線， 在已接收聲音信號(hào)中的第二共振峰頻帶的信號(hào)根據(jù)圖24的控制信號(hào)和放 大率之間的關(guān)系進(jìn)行增益調(diào)節(jié)處理(加強(qiáng)處理)。此外，圖26是表示通過(guò)實(shí) 測(cè)在利用放大器43進(jìn)行增益調(diào)節(jié)之后的已接收聲音信號(hào)而得的幅頻測(cè)量 結(jié)果的曲線圖。
然后，放大器43的輸出信號(hào)被發(fā)送至加法器46。
并且，通過(guò)延遲移相器47進(jìn)行延遲和相位調(diào)節(jié)之后的已接收聲音信 號(hào)也被輸入到加法器46。此外，延遲移相器47設(shè)置用于給輸入至已接收 聲音輸入終端45中的己接收聲音信號(hào)提供延遲，該延遲類似于通過(guò)共振 峰調(diào)節(jié)單元40的帶通濾波器44的延遲。
在加法器46中，放大器43的輸出信號(hào)(即經(jīng)過(guò)了第二共振峰的增益調(diào) 節(jié)的信號(hào))與通過(guò)延遲移相器單元47進(jìn)行時(shí)間和相位調(diào)節(jié)之后的已接收 聲音信號(hào)相加。換言之，如圖25所示，加法器46的輸出信號(hào)轉(zhuǎn)變成為經(jīng) 過(guò)第二共振峰(處于己接收聲音信號(hào)所包含的共振峰中)的加強(qiáng)處理的信 號(hào)，該第二共振峰的頻帶非常不容易與周圍環(huán)境噪聲的峰點(diǎn)重疊。此外， 圖27是表示通過(guò)實(shí)測(cè)在經(jīng)加法器46的疊加處理之后的已接收聲音信號(hào)而 得的幅頻測(cè)量結(jié)果的曲線圖。
然后，如上所述，從加法器46輸出的信號(hào)被發(fā)送至動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)單元50 的放大器48。
結(jié)論
如上所述，根據(jù)本優(yōu)選實(shí)施例，控制從說(shuō)話方發(fā)送的已接收聲音信 號(hào)的輸入/輸出特性(動(dòng)態(tài)的)的處理根據(jù)環(huán)境周圍噪聲的大小來(lái)進(jìn)行，從 而可以易于聽(tīng)見(jiàn)已接收的聲音。并且，根據(jù)環(huán)境周圍噪聲的大小控制已 接收聲音信號(hào)的動(dòng)態(tài)特性的處理可以僅通過(guò)低通濾波器、包絡(luò)檢測(cè)器和 自動(dòng)電平控制器的很小的處理量來(lái)實(shí)現(xiàn)。
而且，根據(jù)本優(yōu)選實(shí)施例，在對(duì)已接收聲音信號(hào)進(jìn)行動(dòng)態(tài)控制的同 時(shí)，頻帶非常不容易與周圍環(huán)境噪聲的峰點(diǎn)重疊的第二共振峰(處于已接收聲音信號(hào)所包含的共振峰中)被加強(qiáng)(增大己接收聲音的語(yǔ)音的輪廓成 分)，從而可以易于聽(tīng)見(jiàn)已接收的聲音。
應(yīng)當(dāng)指出，本優(yōu)選實(shí)施例的上述描述只是本發(fā)明的示例。因此，本 發(fā)明不局限于上述各實(shí)施例，并且只要不脫離本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思，當(dāng)然 可以根據(jù)設(shè)計(jì)等進(jìn)行各種修改。
例如，在上述的優(yōu)選實(shí)施例中，諸如移動(dòng)電話終端的移動(dòng)電話作為 示例提及。然而，本發(fā)明也可以應(yīng)用于諸如固定電話的固定通信終端。 此外，本發(fā)明也可以應(yīng)用于各種類型的移動(dòng)終端，例如設(shè)有語(yǔ)音呼叫功 能的PDA(個(gè)人數(shù)字助理)。
本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，在所附權(quán)利要求或其等同物的范圍內(nèi)， 可根據(jù)設(shè)計(jì)需要和其它因素進(jìn)行各種修改、組合、子組合和改變。
權(quán)利要求
1. 一種音頻信號(hào)處理裝置，其包括周圍環(huán)境噪聲電平檢測(cè)單元，其用于檢測(cè)在語(yǔ)音通話時(shí)由收集發(fā)送聲音的集音裝置所輸入的音頻信號(hào)中所包含的周圍環(huán)境噪聲電平；信號(hào)電平調(diào)節(jié)單元，其具有相對(duì)于輸入信號(hào)電平調(diào)節(jié)輸出信號(hào)電平的電平調(diào)節(jié)功能以及在所述電平調(diào)節(jié)功能中借助于控制信號(hào)調(diào)節(jié)電平時(shí)改變輸入/輸出特性的輸入/輸出特性改變功能，其中，將已接收聲音信號(hào)在電話通話語(yǔ)音的情況下設(shè)為輸入信號(hào)；以及控制信號(hào)生成單元，其用于根據(jù)所述周圍環(huán)境噪聲電平檢測(cè)單元所檢測(cè)的周圍環(huán)境噪聲電平生成用于改變所述信號(hào)電平調(diào)節(jié)單元的輸入/輸出特性的控制信號(hào)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的音頻信號(hào)處理裝置，其中，當(dāng)所述周圍環(huán) 境噪聲電平的值高于規(guī)定值時(shí)，所述的控制信號(hào)生成單元根據(jù)所述的周 圍環(huán)境噪聲電平生成在所述輸出信號(hào)電平相對(duì)于所述輸入信號(hào)電平升高 的方向上改變所述信號(hào)電平調(diào)節(jié)單元的輸入/輸出特性的控制信號(hào)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的音頻信號(hào)處理裝置，其中，當(dāng)所述周圍環(huán) 境噪聲電平的值在降低的方向上改變時(shí)，所述的控制信號(hào)生成單元根據(jù) 所述的周圍環(huán)境噪聲電平生成在所述輸入信號(hào)電平和所述輸出信號(hào)電平 之間的關(guān)系接近一比一的方向上改變所述信號(hào)電平調(diào)節(jié)單元的輸入/輸 出特性的控制信號(hào)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的音頻信號(hào)處理裝置，其中，所述的信號(hào)電 平調(diào)節(jié)單元借助于所述控制信號(hào)逐步地或連續(xù)地改變所述輸入/輸出特 性。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的音頻信號(hào)處理裝置，其中，所述的周圍環(huán) 境噪聲電平檢測(cè)單元具有對(duì)由所述的集音裝置輸入的音頻信號(hào)按預(yù)定的 截止頻率進(jìn)行低通濾波的低通濾波器，并且所述的控制信號(hào)生成單元對(duì)已經(jīng)過(guò)所述的周圍環(huán)境噪聲電平檢測(cè)單 元的低通濾波器完成低通濾波的信號(hào)進(jìn)行包絡(luò)檢測(cè)，并將該包絡(luò)檢測(cè)之 后的信號(hào)作為所述控制信號(hào)生成。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的音頻信號(hào)處理裝置，其中，所述的信號(hào)電 平調(diào)節(jié)單元使借助于所述控制信號(hào)改變所述輸入/輸出特性具有滯后。
7. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的音頻信號(hào)處理裝置，其還包括 共振峰調(diào)節(jié)單元，其用于在電話通話語(yǔ)音的情況下加強(qiáng)已接收聲音信號(hào)中所包含的預(yù)定的共振峰成分，并且，所述的信號(hào)電平調(diào)節(jié)單元設(shè)置為，將在由所述的共振峰調(diào)節(jié)單元進(jìn)行預(yù)定的共振峰成分的調(diào)節(jié)處理之后的已接收聲音信號(hào)作為所述的輸入口1曰""5"。
8. —種音頻信號(hào)處理方法，其包括以下步驟周圍環(huán)境噪聲電平檢測(cè)單元檢測(cè)在語(yǔ)音通話時(shí)由收集發(fā)送聲音的集音裝置所輸入的音頻信號(hào)中所包含的周圍環(huán)境噪聲電平；控制信號(hào)生成單元根據(jù)所述的周圍環(huán)境噪聲電平檢測(cè)單元所檢測(cè)到 的周圍環(huán)境噪聲電平生成用于改變信號(hào)電平調(diào)節(jié)單元的輸入/輸出特性 的控制信號(hào)；將電話通話語(yǔ)音情況下的已接收聲音信號(hào)設(shè)為輸入信號(hào)，并且借助 于由所述控制信號(hào)生成單元所生成的控制信號(hào)，所述信號(hào)電平調(diào)節(jié)單元 改變?cè)谙鄬?duì)于輸入信號(hào)電平調(diào)節(jié)輸出信號(hào)電平時(shí)的輸入/輸出特性，并調(diào) 節(jié)所述已接收聲音信號(hào)的電平。
9. 一種通信終端，其包括.-用于進(jìn)行語(yǔ)音通信的通信單元； 在語(yǔ)音通話時(shí)用于收集發(fā)送聲音的集音單元；在語(yǔ)音通話時(shí)用于將已接收聲音信號(hào)轉(zhuǎn)換成聲波輸出的聲音輸出單 元；以及如權(quán)利要求1 7之一所述的音頻信號(hào)處理裝置；其中，從所述的信號(hào)電平調(diào)節(jié)單元輸出的所述己接收聲音信號(hào)被提 供至所述的聲音輸出單元。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種音頻信號(hào)處理裝置，其包括周圍環(huán)境噪聲電平檢測(cè)單元，用于檢測(cè)在語(yǔ)音通話時(shí)由收集發(fā)送聲音的集音裝置輸入的音頻信號(hào)中所含的周圍環(huán)境噪聲電平；信號(hào)電平調(diào)節(jié)單元，其具有相對(duì)于輸入信號(hào)電平調(diào)節(jié)輸出信號(hào)電平的電平調(diào)節(jié)功能及在所述電平調(diào)節(jié)功能中借助于控制信號(hào)調(diào)節(jié)電平時(shí)改變輸入/輸出特性的輸入/輸出特性改變功能，其中將已接收聲音信號(hào)在電話通話語(yǔ)音的情況下設(shè)為輸入信號(hào)；以及控制信號(hào)生成單元，用于根據(jù)周圍環(huán)境噪聲電平生成改變信號(hào)電平調(diào)節(jié)單元的輸入/輸出特性的控制信號(hào)。本發(fā)明還涉及與音頻信號(hào)處理裝置對(duì)應(yīng)的音頻信號(hào)處理方法及利用該音頻信號(hào)處理裝置的通信終端。本發(fā)明以較小的處理量使電話通話語(yǔ)音易于聽(tīng)到。
文檔編號(hào)H04M1/60GK101437065SQ20081017751
公開(kāi)日2009年5月20日 申請(qǐng)日期2008年11月13日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月13日
發(fā)明者立花誠(chéng) 申請(qǐng)人:索尼愛(ài)立信移動(dòng)通信日本株式會(huì)社