專利名稱：使音頻設(shè)備的行為適配當前聲學(xué)環(huán)境條件的控制的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及控制音頻系統(tǒng)的技術(shù)領(lǐng)域，該音頻系統(tǒng)包括例如揚聲器等聲學(xué)輸出設(shè)備以及例如麥克風(fēng)等聲學(xué)輸入設(shè)備。具體而言，本發(fā)明涉及一種用于控制音頻設(shè)備的音頻輸出信號適配該音頻設(shè)備的當前聲學(xué)環(huán)境條件的方法。此外，本發(fā)明涉及一種數(shù)據(jù)處理器、 一種計算機可讀介質(zhì)以及一種音頻設(shè)備，適于控制和/或執(zhí)行上述用于控制音頻輸出信號適配該音頻設(shè)備的當前聲學(xué)環(huán)境條件的方法。
背景技術(shù)：
依據(jù)例如移動電話等移動設(shè)備的使用情況，音頻回放信號的期望電平或者對來電呼叫或輸入短消息服務(wù)(SMS)進行指示的鈴音的期望電平要求是不同的。例如，當在室內(nèi)與其他人在一起的會議中或相對安靜的辦公室或家庭狀況下時，希望回放音量相對較低， 以免打擾其他人。另一方面，當在例如車輛、酒吧等嘈雜環(huán)境中或者在街上時，希望鈴音足夠大以便總是能夠聽到來電呼叫的警告。此外，當移動設(shè)備被覆蓋或保持在例如口袋或包等封閉環(huán)境中時，鈴音在聲學(xué)上被減弱，即使在不太嘈雜的環(huán)境中也很可能聽不見。在大多數(shù)移動設(shè)備中，可以手動調(diào)整鈴音的回放音量，典型地作為在移動電話的菜單系統(tǒng)中的設(shè)置。備選地，可以通過所謂的情景模式來控制鈴音音量。因此，用戶可以手動地從一種情景模式切換到另一種，以改變鈴音音量。此外，大多數(shù)移動設(shè)備允許鈴音音量隨時間增大，從呼叫達到的時刻的非常柔和的音量到固定時段之后非常大的音量。然而，手動的鈴音調(diào)整或情景模式切換的缺點在于，需要用戶交互，這有時會被人們遺忘，導(dǎo)致不希望的電話行為。自動音量增大也不是理想的，因為當處于嘈雜環(huán)境中時，只有鈴音的最末部分才足夠大。然而，由于鈴音可聽見的時間非常短，所以用戶沒有聽到警報的可能性很高， 從而無意地由語音郵件系統(tǒng)來接聽來電呼叫。此外，在大多數(shù)移動設(shè)備中，可以實現(xiàn)振動特征，從而在將移動設(shè)備保持在口袋中與身體緊密接觸時，也可以感覺到來電呼叫的警報。然而，一些人不想一直啟用振動功能， 或者只是忘記了啟用該功能，因為這需要用戶的注意和手動交互。此外，當將移動設(shè)備保持在口袋或包中時，與用戶身體沒有直接接觸，從而在通知警報或來電呼叫方面，振動功能也無法起到幫助的作用。更先進的移動電話具有內(nèi)置傳感器，例如環(huán)境光傳感器、接近傳感器、加速度計等。這種傳感器可以用于獲知有關(guān)移動電話的環(huán)境的信息。然而，使用這些傳感器提取的信息通常不是結(jié)論性的。例如，環(huán)境光傳感器可以用于檢測移動電話是否被覆蓋或者位于口袋或包中。然而，環(huán)境光傳感器無法將這種情況與在黑暗條件下將移動電話放置床頭柜上情況區(qū)分開來。在前一種情況下，可能希望增大鈴音的響度，以補償鈴音在聲學(xué)上被減弱這一事實，而在后一情況下，可能希望鈴音回放是柔和的。已經(jīng)提出了在開始音頻回放信號或鈴音之前的短時間段期間，使用移動設(shè)備的內(nèi)置麥克風(fēng)來測量環(huán)境噪聲水平。然而，由于音頻回放信號或鈴音的水平僅僅基于音頻回放或鈴音有效之前的噪聲水平估計，所以這可能導(dǎo)致實際使用中的魯棒性問題。在已開始音頻回放信號或鈴音之后，無法處理環(huán)境噪聲的變化。還提出了在音頻回放信號或鈴音期間測量噪聲水平。然而，由于移動設(shè)備的揚聲器和麥克風(fēng)之間存在典型地較高的聲學(xué)耦合，所以相對于捕獲的環(huán)境噪聲，音頻回放信號或鈴音的持續(xù)回響占主導(dǎo)。基于麥克風(fēng)的直接噪聲水平測量會導(dǎo)致不正確的噪聲估計，造成不正確的音頻回放信號或鈴音調(diào)整。此外，已經(jīng)提出了聲學(xué)回音消除器，其能夠從麥克風(fēng)信號中去除音頻回放信號或鈴音。然而，由于移動設(shè)備上揚聲器和麥克風(fēng)之間存在典型地非常高的聲學(xué)耦合，所以估計的回音與麥克風(fēng)捕獲的回音之間的任何小的失配都會影響剩余麥克風(fēng)信號的質(zhì)量。因此， 通過去除音頻回放回音或鈴音回音，聲學(xué)回音消除器減弱了剩余的殘差信號，因此也減弱了捕獲的環(huán)境噪聲。這導(dǎo)致不正確的噪聲水平估計。如上所述，關(guān)于音頻回放或鈴音的需求依賴于當前使用移動設(shè)備的情況，并且用于測量周圍環(huán)境噪聲的已知過程遭受到移動設(shè)備的揚聲器與移動設(shè)備的麥克風(fēng)之間的高聲學(xué)耦合。因此，需要以適當、容易和有效的方式，依據(jù)當前環(huán)境條件，自動適配音頻回放信號或鈴音的音量。

發(fā)明內(nèi)容
上述需求可以由根據(jù)獨立權(quán)利要求的主題來滿足。從屬權(quán)利要求描述了本發(fā)明的有利實施例。根據(jù)本發(fā)明第一方面，提供了一種用于控制音頻設(shè)備的行為適配當前聲學(xué)環(huán)境條件的方法。該方法包括(a)監(jiān)視正在向音頻設(shè)備的聲學(xué)輸出設(shè)備提供的音頻輸出信號，所述聲學(xué)輸出設(shè)備用于輸出聲學(xué)輸出信號，(b)測量正在由音頻設(shè)備的聲學(xué)輸入設(shè)備提供的音頻輸入信號，其中，所述音頻輸入信號指示聲學(xué)輸出信號的反饋部分以及當前聲學(xué)環(huán)境條件，(C)確定音頻輸出信號與音頻輸入信號之間的關(guān)系，以及(d)基于確定的關(guān)系，適配音頻設(shè)備的行為。本發(fā)明的上述第一方面基于如下思想環(huán)境背景噪聲對音頻輸出信號與捕獲的音頻輸入信號之間的關(guān)系具有很強的影響。因此，通過測量和/或監(jiān)視該關(guān)系，可以提取與音頻設(shè)備的聲學(xué)環(huán)境有關(guān)的重要信息。具體地，相比于安靜的周圍環(huán)境，顯著的環(huán)境背景噪聲會擾動這種關(guān)系。根據(jù)所述方法，對這種擾動的測量和隨后的分析可以用于控制音頻輸出信號適配相對于環(huán)境背景噪聲而言清晰可聽的水平。因此，可以實現(xiàn)對音頻輸出信號的環(huán)境認知適配。必須指出，根據(jù)本發(fā)明，不一定(但也不禁止)直接測量周圍或環(huán)境噪聲。這種直接測量可以在上述音頻輸出信號適配方法之前或期間來執(zhí)行。一般而言，音頻輸出信號與音頻輸入信號之間的關(guān)系反映了音頻設(shè)備的聲學(xué)特性以及音頻設(shè)備的環(huán)境的聲學(xué)特性，音頻設(shè)備可以包括聲學(xué)輸出設(shè)備和聲學(xué)輸入設(shè)備。監(jiān)視這種關(guān)系相對于參考情況(例如，無背景噪聲、音頻設(shè)備自由地放置在桌上)的動態(tài)變化或改變以及擾動，這可以揭示與音頻設(shè)備的聲學(xué)環(huán)境和該聲學(xué)環(huán)境的變化有關(guān)的信息。可以通過聲學(xué)輸出設(shè)備與聲學(xué)輸入設(shè)備之間的聲學(xué)耦合來給出上述聲學(xué)輸出信號的反饋部分。由此，聲學(xué)輸出信號的至少一部分從聲學(xué)輸出設(shè)備反饋至聲學(xué)輸入設(shè)備。當然，該部分很大程度依賴于對應(yīng)的聲學(xué)路徑，該聲學(xué)路徑的特征在于反饋的聲學(xué)輸出信號的頻率分布的特定衰減和/或特定修改。術(shù)語“音頻輸出信號”和“音頻輸入信號”是指非聲學(xué)信號。具體地，“音頻輸出信號”可以指提供給聲學(xué)輸出設(shè)備以變換成聲學(xué)輸出信號(即，聲波)的電信號。相應(yīng)地，術(shù)語“音頻輸入信號”可以指響應(yīng)于接收到聲學(xué)輸入信號和/或環(huán)境背景聲音信號(也可以是聲波)由聲學(xué)輸入設(shè)備產(chǎn)生的電信號。必須指出，也可以通過使用音頻輸出信號和/或音頻輸入信號的派生 (derivative)信號，來確定音頻輸出信號與音頻輸入信號之間的上述關(guān)系。依據(jù)音頻輸出信號或音頻輸入信號以及各自的派生信號之間的關(guān)系，包括至少一個派生信號的關(guān)系以已知方式不同于音頻輸出信號與音頻輸入信號之間的直接關(guān)系，該已知方式例如是特定因子。要指出，術(shù)語“確定”必須要廣義地來理解。確定可以表示例如估計(特別是當不存在針對比率的確切值時)、測量或計算。音頻設(shè)備的行為可以是音頻設(shè)備的任何功能，可以基于所確定的音頻輸出信號與音頻輸入信號之間的關(guān)系來引入、去除或修改音頻設(shè)備的行為。由此，可以在如下情況下執(zhí)行行為適配(a)所確定的關(guān)系達到預(yù)定值，(b)所確定的關(guān)系改變了預(yù)定差值，(c)所確定的關(guān)系展現(xiàn)特定動態(tài)變化，和/或(d)所確定的關(guān)系顯示出相對于參考值的特定擾動。根據(jù)本發(fā)明實施例，音頻設(shè)備的行為由音頻輸出信號的幅度和/或頻率、音頻設(shè)備的振動機制的幅度和/或頻率、以及/或者音頻設(shè)備的顯示器操作的修改來給定。顯示器的修改可以包括例如去激活、激活、調(diào)光的照亮。根據(jù)本發(fā)明另一實施例，通過應(yīng)用互相關(guān)過程、自適應(yīng)濾波過程和/或一致性估計過程，來確定音頻輸出信號與音頻輸入信號之間的關(guān)系。這可以提供的優(yōu)點在于，可以采用用于將不同信號彼此相關(guān)的已知過程。當然，也可以使用其他未提及的過程來確定所述關(guān)系。例如，可以通過聲學(xué)回音消除器自適應(yīng)濾波器(例如，歸一化最小均方自適應(yīng)濾波器)來執(zhí)行自適應(yīng)濾波過程。根據(jù)本發(fā)明另一實施例，聲學(xué)輸出設(shè)備是揚聲器和/或聲學(xué)輸入設(shè)備是麥克風(fēng)。 這可以提供的優(yōu)點在于，可以針對許多不同類型的音頻設(shè)備，執(zhí)行上述音頻輸出信號適配方法。由此，音頻設(shè)備自身可以不包括揚聲器和/或麥克風(fēng)。如果相應(yīng)的音頻設(shè)備至少包括將揚聲器和/或麥克風(fēng)直接或間接連接至音頻設(shè)備的接口，則也可以應(yīng)用上述方法。如果在揚聲器與麥克風(fēng)之間存在很強的聲學(xué)耦合，則上述方法可以展示出優(yōu)于現(xiàn)有音頻輸出適配控制方法的最重要的優(yōu)點。在這種情況下，根據(jù)所捕獲的麥克風(fēng)信號的直接噪聲水平測量在大多數(shù)時候是不可能的，因為環(huán)境噪聲被聲學(xué)輸出信號的反饋部分掩蔽了。音頻輸出信號可以是可以由揚聲器轉(zhuǎn)換成聲波的任何信號。具體地，聲學(xué)輸出信號可以是音頻回放信號或警報信號。由此，可以實現(xiàn)環(huán)境認知的音樂回放或環(huán)境認知的用戶警報。在這種情況下，如果其上執(zhí)行上述方法的音頻設(shè)備是例如移動電話，則警報信號可以是向移動電話的用戶指示來電呼叫和/或輸入SMS的鈴音。根據(jù)本發(fā)明另一實施例，上述方法還包括將所確定的音頻輸出信號與音頻輸入信號之間的關(guān)系與至少一個參考關(guān)系相比較。由此，對音頻設(shè)備的行為的適配考慮到所確定關(guān)系與參考關(guān)系之間的比較結(jié)果。
這可以提供的優(yōu)點是，可以將所確定的關(guān)系分配或分類到不同的關(guān)系組。依據(jù)相應(yīng)的組，可以執(zhí)行適配音頻設(shè)備行為的不同措施。該另一實施例允許解決所謂的“封閉環(huán)境”問題，因為所確定的音頻輸出信號與音頻輸入信號之間的關(guān)系反映了音頻設(shè)備在其聲學(xué)環(huán)境內(nèi)的聲學(xué)特性。當音頻設(shè)備處于口袋或包等封閉環(huán)境中時，或者當音頻設(shè)備被柔軟或堅硬的材料覆蓋時，聲學(xué)輸出設(shè)備或揚聲器與聲學(xué)輸入設(shè)備或麥克風(fēng)之間的聲學(xué)耦合是不同的。由此，相比于音頻設(shè)備自由地放置在例如桌上時，聲學(xué)耦合會變低或變高，或者會由于口袋或包中的移動而持續(xù)改變。可以通過對所確定關(guān)系與參考情況關(guān)系之間的比較而給出的聲學(xué)耦合度量進行比較，來檢測上述依據(jù)情況的偏移。這種依據(jù)情況的偏移可以用于調(diào)整音頻輸出信號，以增大感知的響度。根據(jù)本發(fā)明另一實施例，上述方法還包括將所確定的音頻輸出信號與音頻輸入信號之間的關(guān)系與閾值相比較。由此，如果所確定的關(guān)系大于或小于閾值，則適配音頻設(shè)備行為包括增大音頻輸出信號的信號電平。必須指出，可以依據(jù)初始音頻輸出的幅度是否超過另一閾值(其也可以稱為音量閾值)，來實現(xiàn)期望的信號電平增加。在環(huán)境噪聲顯著的情況下，所確定的關(guān)系會受到捕獲的環(huán)境噪聲的擾動。因此，通過監(jiān)視針對音頻輸出信號的所確定關(guān)系的動態(tài)變化或擾動(其大于所述另一閾值(音量閾值))，超過該閾值的顯著擾動指示噪聲分量占主導(dǎo)，音頻輸出信號響度不夠。只要測量到超出閾值的擾動，就需要進一步增強音頻輸出信號。第二(音量)閾值和/或第一(擾動)閾值的適當選擇可以依據(jù)音頻設(shè)備的具體聲學(xué)耦合特性。因此，可能需要將閾值和/或另一閾值調(diào)諧至音頻設(shè)備的聲學(xué)特性，以提供最優(yōu)的音頻輸出信號適配?？赡苄枰獙⑺_定關(guān)系的動態(tài)范圍、該關(guān)系的變化或擾動到如何進行適配和適配量的映射調(diào)諧至音頻設(shè)備的聲學(xué)特性。本發(fā)明的該實施例可以提供的優(yōu)點在于，使得有可能進行間接的噪聲測量，即使針對聲學(xué)輸出設(shè)備和聲學(xué)輸入設(shè)備之間存在很強聲學(xué)耦合的音頻設(shè)備而言。對于非常安靜的環(huán)境條件，這也成立。在安靜的環(huán)境條件情況下，所確定的音頻輸出信號與音頻輸入信號之間的關(guān)系反映了音頻設(shè)備在其安靜環(huán)境中的聲學(xué)特性。由此，由音頻輸入設(shè)備捕獲的音頻輸入信號代表了由環(huán)境背景噪聲和聲學(xué)輸出信號的反饋部分引起的信號混合。根據(jù)本發(fā)明另一實施例，音頻設(shè)備是移動通信終端設(shè)備。該通信終端設(shè)備能夠與例如基站等任意的電信網(wǎng)絡(luò)接入點連接。該通信終端設(shè)備可以是蜂窩移動電話、個人數(shù)字助理(PDA)、筆記本計算機和/或任何其他可移動通信設(shè)備。上述方法可以提供的優(yōu)點在于，環(huán)境認知的鈴音可以指示來電呼叫。由此，鈴音適配，具體是鈴音響度增大或響度減小，可以依據(jù)移動通信終端設(shè)備的環(huán)境的聲學(xué)特性。在這方面，要指出，鈴音可以包括任意聲音，例如和聲音樂、可識別的噪聲、或者具有任何音色的音調(diào)序列。根據(jù)本發(fā)明另一實施例，上述方法還包括基于所確定的音頻輸出信號與音頻輸入信號之間的關(guān)系的變化，檢測對移動通信終端設(shè)備的拾取。這可以提供的優(yōu)點在于，當接聽移動電話時，可以立即檢測到何時用戶抓住移動通信終端設(shè)備。由此，該檢測可以依賴于當用戶將手放在移動電話周圍或當用戶將移動電話從其初始位置移動時移動電話的揚聲器與麥克風(fēng)之間聲學(xué)耦合的快速變化。一般而言，上述方法提供了根據(jù)對所確定的音頻輸出信號與音頻輸入信號之間關(guān)系而給出的聲學(xué)耦合進行監(jiān)視，在聲學(xué)上檢測拾取移動電話以接聽來電呼叫的技術(shù)。由此， 可以控制移動電話，以具體地將鈴音的響度朝著期望行為來適配。根據(jù)本發(fā)明另一實施例，上述方法還包括由傳感器設(shè)備產(chǎn)生傳感器信號。由此， 適配音頻輸出信號進一步考慮到傳感器信號。所述傳感器設(shè)備可以包括任何上下文傳感器(context sensor)，其能夠檢測音頻設(shè)備的和/或音頻設(shè)備的環(huán)境的可測量的變量。附加地考慮傳感器信號可以提供的優(yōu)點在于，可以依據(jù)環(huán)境聲學(xué)條件，非常精確地朝著移動設(shè)備的期望行為來適配音頻輸出信號。一般而言，可以通過與至少一個其他上下文傳感器提供的至少一個傳感器信號相組合地使用聲學(xué)檢測，可以增強音頻輸出信號的適配。由此，可以提取與音頻設(shè)備的環(huán)境有關(guān)的附加信息，以使音頻輸出信號的適配更可靠。根據(jù)本發(fā)明另一實施例，傳感器設(shè)備包括光敏傳感器、運動傳感器、加速度傳感器和/或接近傳感器。這些傳感器中至少一個可以是先進移動電話的內(nèi)置傳感器，可以用于獲知與移動設(shè)備的環(huán)境有關(guān)的更特定的信息。在這方面，要指出，從這些傳感器之一排他地提取的信息典型地不是結(jié)論性的。例如，環(huán)境光傳感器可以用于檢測音頻設(shè)備是否被覆蓋或者位于口袋或包中。然而，環(huán)境光傳感器不能將這種情況與黑暗中音頻設(shè)備放置在床頭柜上的情況相區(qū)分。在前一情況下，可能希望增大聲學(xué)輸出信號的響度以補償響度被減弱的事實，而在后一情況下，可能希望聲學(xué)輸出信號是柔和的。然而，當附加地考慮所確定的音頻輸出信號與音頻輸入信號之間關(guān)系時，有可能可靠地區(qū)分上述前一情況和后一情況。要明確指出，可以考慮由兩個或甚至更多個傳感器產(chǎn)生的兩個或甚至更多個傳感器信號，來適配音頻輸出信號。優(yōu)選地，這些傳感器的特性不同，從而可以使用與音頻設(shè)備環(huán)境和/或音頻設(shè)備的操作狀態(tài)有關(guān)的不同類型的信息，以可靠的方式適配音頻輸出信號。由此，術(shù)語“操作狀態(tài)”也包括音頻設(shè)備的運動狀態(tài)和/或加速度狀態(tài)。根據(jù)本發(fā)明另一方面，提供了一種數(shù)據(jù)處理器，用于控制音頻設(shè)備的行為適配該音頻設(shè)備的當前聲學(xué)環(huán)境條件。由此，數(shù)據(jù)處理器適于執(zhí)行根據(jù)上述任一實施例的方法。此外，本發(fā)明的這一方面基于如下思想通過測量和/或監(jiān)視音頻輸出信號與所捕獲的音頻輸入信號之間的關(guān)系，可以提取與音頻設(shè)備的聲學(xué)環(huán)境有關(guān)的有用信息?？梢钥紤]該信息，以最優(yōu)地適配音頻設(shè)備的行為，特別是將音頻輸出設(shè)備的信號電平朝著期望和用戶舒適的水平來適配。上述數(shù)據(jù)處理器可以是用于在聲學(xué)上檢測音頻設(shè)備的聲學(xué)環(huán)境的變化以控制音頻輸出信號并且由此也控制聲學(xué)輸出信號朝著期望行為的系統(tǒng)的一部分。由此，期望行為的特征可以在于在嘈雜環(huán)境情況下聲學(xué)輸出信號的清晰可感知性、以及在相對安靜的聲學(xué)環(huán)境情況下聲學(xué)輸出信號的相對柔和水平。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種音頻設(shè)備，包括(a)聲學(xué)輸出設(shè)備，用于響應(yīng)于音頻輸出信號，輸出聲學(xué)輸出信號，(b)聲學(xué)輸入設(shè)備，用于響應(yīng)于聲學(xué)輸出信號的反饋部分和/或響應(yīng)于當前聲學(xué)環(huán)境條件，提供音頻輸入信號，以及(c)數(shù)據(jù)處理器。該數(shù)據(jù)處理器適于控制上述音頻設(shè)備行為適配方法的任何實施例。
上述音頻設(shè)備可以是移動通信終端設(shè)備，例如移動電話。聲學(xué)輸出設(shè)備可以例如是揚聲器。聲學(xué)輸入設(shè)備可以是例如麥克風(fēng)。根據(jù)本發(fā)明另一實施例，音頻設(shè)備還可以包括傳感器設(shè)備，耦合至數(shù)據(jù)處理器。 由此，數(shù)據(jù)處理器適于考慮由傳感器設(shè)備產(chǎn)生的傳感器信號來適配音頻輸出信號。上述傳感器設(shè)備能夠檢測音頻設(shè)備和/或音頻設(shè)備環(huán)境的任何可測量的變量。通過還考慮傳感器信號，可以依據(jù)環(huán)境聲學(xué)條件更精確地朝著期望行為來適配音頻輸出信號。傳感器設(shè)備可以包括任何類型的傳感器，例如光敏傳感器、運動傳感器、加速度傳感器和/或接近傳感器。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種計算機可讀介質(zhì)，其上存儲有用于控制音頻設(shè)備的行為適配當前聲學(xué)環(huán)境條件的計算機程序。當被數(shù)據(jù)處理器執(zhí)行時，該計算機程序適于控制上述音頻設(shè)備行為適配方法的任何實施例。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種程序元件，用于控制音頻設(shè)備的行為適配當前聲學(xué)環(huán)境條件。當被數(shù)據(jù)處理器執(zhí)行時，該程序元件適于控制上述音頻設(shè)備行為適配方法的任何實施例。該程序元件可以實現(xiàn)為任何適合編程語言的計算機可讀指令代碼，編程語言例如是JAVA、C++，計算機可讀指令代碼可以存儲在計算機可讀介質(zhì)(可移除的盤、易失性或非易失性存儲器、嵌入式存儲器/處理器等)上。指令代碼可操作來對計算機或任何其他可編程器件編程，以執(zhí)行期望的功能。該程序元件可以從例如萬維網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)上獲得，例如從網(wǎng)絡(luò)上下載。本發(fā)明可以通過計算機程序或軟件來實現(xiàn)。然而，本發(fā)明也可以通過一個或多個專用電子電路或硬件來實現(xiàn)。此外，本發(fā)明可以混合形式實現(xiàn)，即，以軟件模塊和硬件模塊的組合形式實現(xiàn)。必須注意，參照不同的主題描述了本發(fā)明。具體而言，參照方法類型權(quán)利要求描述了 一些實施例，而參照設(shè)備類型權(quán)利要求描述了其他實施例。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員從上述和下面的描述中可以得到，除非有其他說明，否則除了屬于一種類型的主題的特征的組合之外，涉及不同主題的特征之間的任何組合，特別是方法類型權(quán)利要求的特征與設(shè)備類型權(quán)利要求的特征之間的任何組合，都被認為在本申請中公開了。本發(fā)明的上述方面和其他方面從以下描述的實施例示例中明顯可見，并且參照實施例示例得以說明。將參照實施例示例更詳細地描述本發(fā)明，然而本發(fā)明不限于此。


圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的音頻設(shè)備，包括用于確定音頻輸出信號X’ (t)與音頻輸入信號z(t)之間關(guān)系的自適應(yīng)濾波器。圖2示出了指示圖1所示音頻設(shè)備的操作的框圖。
具體實施例方式圖中所示內(nèi)容是示意性的。注意，在不同附圖中，類似或相同的元素具有的附圖標記與相應(yīng)附圖標記的不同之處僅在于第一個數(shù)字。
圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的音頻設(shè)備100。根據(jù)這里所述的實施例，音頻設(shè)備是移動電話100。移動電話包括聲學(xué)輸出設(shè)備110和聲學(xué)輸入設(shè)備120。聲學(xué)輸出設(shè)備是揚聲器 110，聲學(xué)輸入設(shè)備是麥克風(fēng)120。揚聲器110由音頻輸出信號x’(t)驅(qū)動。音頻輸出信號 X’⑴由響度增強單元111產(chǎn)生。音頻輸出信號χ’⑴是基于饋送至響度增強單元111的原始音頻信號x(t)產(chǎn)生的。根據(jù)這里所述的實施例，原始音頻信號X(t)和音頻輸出信號 X’ (t)表示移動電話100的鈴音。該鈴音具體可以指示來電呼叫。由于揚聲器110與麥克風(fēng)120之間的距離相對較近，在揚聲器110與麥克風(fēng)120 之間存在較強的聲學(xué)耦合。因此，作為揚聲器產(chǎn)生的聲學(xué)輸出信號的一部分的反饋信號會從揚聲器Iio傳播至麥克風(fēng)120。該耦合的強度依據(jù)移動電話100的聲學(xué)特性以及移動電話100的環(huán)境的聲學(xué)特性。如果移動電話100位于例如口袋或包中，則聲學(xué)耦合會被減弱。 此外，由于頻率相關(guān)的衰減，所以接收到的反饋信號和聲學(xué)輸出信號的頻率分布可能不同。從圖1可見，移動電話還包括自適應(yīng)濾波器112。自適應(yīng)濾波器112接收音頻輸出信號χ’(t)。自適應(yīng)濾波器112與加法單元122連接，加法單元122接收來自自適應(yīng)濾波器112的估計的反饋信號y(t)。此外，自適應(yīng)濾波器112與分析和控制單元114連接，分析和控制單元114也接收估計的反饋信號y(t)。這意味著自適應(yīng)濾波器112模仿音頻輸出信號X’ (t)與麥克風(fēng)產(chǎn)生的音頻輸入信號ζ (t)之間的聲學(xué)路徑。該聲學(xué)路徑也包括揚聲器 110和麥克風(fēng)120的聲學(xué)特性。音頻輸入信號ζ (t)指示麥克風(fēng)120捕獲的聲學(xué)輸入信號。該聲學(xué)輸入信號是反饋信號和環(huán)境噪聲信號的和。從圖1可見，將估計的反饋信號y(t)饋送至加法單元122的負輸入。音頻輸入信號ζ (t)饋送至加法單元122的正輸入。加法單元122計算音頻輸入信號ζ (t)與估計的反饋信號y(t)之差。因此，加法單元122用作減法單元。音頻輸入信號z(t)與估計的反饋信號y (t)之差是殘差信號Ht)，其包含環(huán)境噪聲與自適應(yīng)濾波器未模仿的剩余反饋信號之和。根據(jù)這里所述的實施例，移動電話100還包括傳感器設(shè)備140。傳感器設(shè)備140產(chǎn)生傳感器信號q(t)，傳感器信號q(t)被饋送至分析和控制單元144。描述性地來說，圖1示出了本發(fā)明應(yīng)用于移動電話100的環(huán)境鈴音回放信號(即， 音頻輸出信號X’(t))的可能實施方式的示例。在該實施例中，使用自適應(yīng)濾波器112來估計回放信號X’ (t)與捕獲的麥克風(fēng)信號z(t)之間的關(guān)系。得到的估計反饋信號y(t)、殘差信號r(t)以及自適應(yīng)濾波器112的濾波器系數(shù)用于測量由移動電話100的環(huán)境聲學(xué)特性引入的變化和擾動。下面參照圖2描述該實施例的具體內(nèi)容。圖2示出了音頻設(shè)備100的操作的框圖。在所述實施例中，通過自適應(yīng)濾波器來估計表示回放信號的音頻輸出信號X’ (t)與表示所捕獲麥克風(fēng)信號的音頻輸入信號ζ (t) 之間的關(guān)系。得到的估計反饋信號、殘差信號Ht)以及自適應(yīng)濾波器的濾波器系數(shù)用于測量由環(huán)境的聲學(xué)特性引入的變化和擾動。下面接著描述每個塊的操作。塊212 自適應(yīng)濾波根據(jù)這里所述的實施例，通過聲學(xué)回音消除器自適應(yīng)濾波器(例如，歸一化最小均方自適應(yīng)濾波器)來執(zhí)行自適應(yīng)濾波過程。自適應(yīng)濾波器具有如下作為輸入(a)通過移動電話的揚聲器播放的音頻輸出信號或鈴音信號X’(t)，以及(b)音頻輸入信號或所捕獲的麥克風(fēng)信號ζ (t)。自適應(yīng)濾波器對麥克風(fēng)信號ζ (t)與參考信號X’ (t)之間的機電聲學(xué)回音路徑進行建模。自適應(yīng)濾波器的輸出是反饋或回音估計y(t)以及殘差信號r(t)。 這些輸出由塊21 和塊212b用于時間和頻率分析，以測量自適應(yīng)濾波器的反饋抑制性能 (所確定的反饋信號與殘差信號之比)，從而分析由環(huán)境噪聲引入的擾動。自適應(yīng)濾波器的對應(yīng)系數(shù)wt[k]表示所估計的反饋路徑，由塊212c使用，以監(jiān)視移動電話在其環(huán)境中的聲學(xué)反饋的動態(tài)行為。這里，k是相應(yīng)濾波器系數(shù)的數(shù)目。塊21 頻域分析塊21 對信號y (t)和r (t)執(zhí)行時間至頻率變換，例如離散傅里葉變換，以分析信號的頻率內(nèi)容。由此，產(chǎn)生相應(yīng)的信號Yt (f)和Rt (f)。時間至頻率變換的輸出信號在塊 214中用來分析自適應(yīng)濾波器的反饋抑制性能。塊212b 時域分析塊212b對信號χ’⑴執(zhí)行寬帶功率計算，如下等式⑴所述
權(quán)利要求
1.一種用于控制音頻設(shè)備(100)的行為適配當前聲學(xué)環(huán)境條件的方法，所述方法包括-監(jiān)視向音頻設(shè)備(100)的聲學(xué)輸出設(shè)備(110)提供的音頻輸出信號(X(t)，x' (t))， 所述聲學(xué)輸出設(shè)備(110)用于輸出聲學(xué)輸出信號，-測量由音頻設(shè)備(100)的聲學(xué)輸入設(shè)備(120)提供的音頻輸入信號(Z(t))，其中，所述音頻輸入信號(z(t))指示聲學(xué)輸出信號的反饋部分以及當前聲學(xué)環(huán)境條件， -確定音頻輸出信號(x(t)，x' (t))與音頻輸入信號(z(t))之間的關(guān)系，以及 -基于確定的關(guān)系，適配音頻設(shè)備(100)的行為。
2.根據(jù)前述權(quán)利要求所述的方法，其中，音頻設(shè)備(100)的行為由如下給出 -音頻輸出信號(x(t)，x' (t))的幅度和/或頻率，-音頻設(shè)備(100)的振動機制的幅度和/或頻率，以及/或者 -對音頻設(shè)備(100)的顯示器的操作的修改。
3.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的方法，其中，通過應(yīng)用互相關(guān)過程、自適應(yīng)濾波過程(21 和/或一致性估計過程，來確定音頻輸出信號(x(t)，χ' (t))與音頻輸入信號 (z(t))之間的關(guān)系。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的方法，其中，聲學(xué)輸出設(shè)備是揚聲器(110)，和/或聲學(xué)輸入設(shè)備是麥克風(fēng)(120)。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的方法，還包括-將所確定的音頻輸出信號(x(t)，χ' (t))與音頻輸入信號(z(t))之間關(guān)系與至少一個參考關(guān)系相比較，其中，對音頻設(shè)備(100)的行為的適配還考慮到所確定關(guān)系與參考關(guān)系之間的比較結(jié)果。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的方法，還包括-將所確定的音頻輸出信號(x(t)，χ' (t))與音頻輸入信號(z(t))之間關(guān)系與閾值相比較，其中，如果所確定的關(guān)系大于或小于閾值，則對音頻設(shè)備(100)的行為的適配包括增大音頻輸出信號(x(t)，x' (t))的信號電平。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的方法，其中音頻設(shè)備是移動通信終端設(shè)備(100)。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的方法，還包括-基于所確定的音頻輸出信號(x(t)，χ' (t))與音頻輸入信號(z(t))之間關(guān)系的變化，檢測對移動通信終端設(shè)備(100)的拾取。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的方法，還包括 -由傳感器設(shè)備(140)產(chǎn)生傳感器信號(q(t))，其中，對音頻輸出信號(x(t)，x' (t))的適配進一步考慮到傳感器信號(q(t))。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的方法，其中傳感器設(shè)備(140)包括 -光敏傳感器，-運動傳感器， -加速度傳感器，和/或 -接近傳感器。
11.一種數(shù)據(jù)處理器，用于控制音頻設(shè)備的行為適配該音頻設(shè)備的當前聲學(xué)環(huán)境條件， 其中數(shù)據(jù)處理器適于執(zhí)行根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的方法。
12.—種音頻設(shè)備，包括-聲學(xué)輸出設(shè)備(110)，用于響應(yīng)于音頻輸出信號(x(t)，x' (t))，輸出聲學(xué)輸出信號，-聲學(xué)輸入設(shè)備(120)，用于響應(yīng)于聲學(xué)輸出信號的反饋部分和/或響應(yīng)于當前聲學(xué)環(huán)境條件，提供音頻輸入信號(z(t))，以及-如前述權(quán)利要求所述的數(shù)據(jù)處理器。
13.根據(jù)前述權(quán)利要求所述的音頻設(shè)備，還包括-傳感器設(shè)備(140)，耦合至數(shù)據(jù)處理器，其中，數(shù)據(jù)處理器適于考慮由傳感器設(shè)備(140)產(chǎn)生的傳感器信號(q(t))來適配音頻輸出信號(x(t)，x'⑴)。
14.一種計算機可讀介質(zhì)，其上存儲有用于控制音頻設(shè)備(100)的行為適配當前聲學(xué)環(huán)境條件的計算機程序，當被數(shù)據(jù)處理器執(zhí)行時，該計算機程序適于控制根據(jù)權(quán)利要求1 到9之一所述的方法。
15.一種程序元件，用于控制音頻設(shè)備的行為(100)適配當前聲學(xué)環(huán)境條件，當被數(shù)據(jù)處理器執(zhí)行時，該程序元件適于控制根據(jù)權(quán)利要求1到10之一所述的方法。
全文摘要
描述了一種用于控制音頻設(shè)備(100)的行為適配當前聲學(xué)環(huán)境條件的方法。該方法包括(a)監(jiān)視向音頻設(shè)備(100)的聲學(xué)輸出設(shè)備(110)提供的音頻輸出信號(x(t)，x′(t))，所述聲學(xué)輸出設(shè)備(110)用于輸出聲學(xué)輸出信號，(b)測量由音頻設(shè)備(100)的聲學(xué)輸入設(shè)備(120)提供的音頻輸入信號(z(t))，其中，所述音頻輸入信號(z(t))指示聲學(xué)輸出信號的反饋部分以及當前聲學(xué)環(huán)境條件，(c)確定音頻輸出信號(x(t)，x′(t))與音頻輸入信號(z(t))之間的關(guān)系，以及(d)基于確定的關(guān)系，適配音頻設(shè)備(100)的行為。此外，描述了數(shù)據(jù)處理器、計算機可讀介質(zhì)和音頻設(shè)備，適于控制和/或執(zhí)行上述用于控制音頻設(shè)備(100)的行為適配當前聲學(xué)環(huán)境條件的方法。
文檔編號H04M19/04GK102318325SQ201080007214
公開日2012年1月11日 申請日期2010年2月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月11日
發(fā)明者彼得揚·施羅伊斯, 拉爾夫·豐肯, 沃特·約斯·蒂瑞 申請人:Nxp股份有限公司