窄頻帶噪聲檢測與消除的系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明大體上涉及與聲換能器有關(guān)的自適應(yīng)消噪，更特定地，涉及存在于聲換能器附近的周圍窄頻帶噪聲的檢測與消除。
【背景技術(shù)】
[0002]無線電話(諸如移動電話/蜂窩式電話、無繩電話)及其他消費(fèi)音頻設(shè)備(諸如mp3播放器)被廣泛應(yīng)用。使用麥克風(fēng)來測量周圍聲事件，然后使用信號處理將抗噪信號注入設(shè)備輸出中以消除周圍聲事件，通過提供消噪，此類設(shè)備的性能就清晰度而論，可得到改良。
[0003]因?yàn)楦鶕?jù)所存在的噪聲源及設(shè)備自身的位置，在個人音頻設(shè)備(諸如無線電話)周圍的聲環(huán)境可發(fā)生很大變化，所以期望調(diào)適消噪以考慮此類環(huán)境變化。然而，自適應(yīng)消噪電路可能很復(fù)雜，消耗額外功率，以及在某種情況下可能產(chǎn)生不良結(jié)果。例如，在車輛行駛時，當(dāng)使用包括自適應(yīng)消噪電路的個人音頻設(shè)備時，此類設(shè)備的一些用戶報告不適，此類不適包括眩暈、喪失方向感和壓迫感。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]根據(jù)本發(fā)明的教示，與周圍窄頻帶噪聲的檢測與減少相關(guān)聯(lián)的缺點(diǎn)和問題可減少或消除，所述周圍窄頻帶噪聲與聲換能器相關(guān)聯(lián)。
[0005]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，一種個人音頻設(shè)備可包括個人音頻設(shè)備殼體、換能器、參考麥克風(fēng)、誤差麥克風(fēng)和處理電路。換能器可安裝于殼體上，用于再現(xiàn)音頻信號，所述音頻信號既包括回放給收聽者的源音頻又包括抗噪信號，所述抗噪信號用于應(yīng)對在換能器的聲輸出中的周圍音頻聲音的影響。參考麥克風(fēng)可安裝于殼體上，用于提供表示周圍音頻聲音的參考麥克風(fēng)信號。誤差麥克風(fēng)可安裝于殼體上，靠近換能器，用于提供表示換能器的聲輸出及在換能器處的周圍音頻聲音的誤差麥克風(fēng)信號。處理電路可實(shí)現(xiàn)具有響應(yīng)的自適應(yīng)濾波器，所述自適應(yīng)濾波器由參考麥克風(fēng)信號生成抗噪信號以減少收聽者聽到的周圍音頻聲音的存在，其中處理電路可實(shí)現(xiàn)系數(shù)控制方塊，所述系數(shù)控制方塊通過根據(jù)所計算的窄頻帶與全頻帶之比來調(diào)適自適應(yīng)濾波器的響應(yīng)，將自適應(yīng)濾波器的響應(yīng)整形成與誤差麥克風(fēng)信號和參考麥克風(fēng)信號一致，其中窄頻帶與全頻帶之比是參考麥克風(fēng)信號的窄頻帶功率除以參考麥克風(fēng)信號的全頻帶功率的函數(shù)。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的這些和其他實(shí)施例，一種方法，用于消除在個人音頻設(shè)備的換能器附近的周圍音頻聲音，可包括利用參考麥克風(fēng)來測量周圍音頻聲音以產(chǎn)生參考麥克風(fēng)信號。所述方法還可包括利用誤差麥克風(fēng)來測量換能器的輸出及在換能器處的周圍音頻聲音。所述方法還可包括通過根據(jù)所計算的窄頻帶與全頻帶之比來調(diào)適自適應(yīng)濾波器的響應(yīng)，由參考麥克風(fēng)測量和誤差麥克風(fēng)測量的結(jié)果自適應(yīng)生成抗噪信號，用于應(yīng)對在換能器的聲輸出處的周圍音頻聲音的影響，所述自適應(yīng)濾波器對參考麥克風(fēng)的輸出進(jìn)行濾波，其中所述窄頻帶與全頻帶之比是參考麥克風(fēng)信號的窄頻帶功率除以參考麥克風(fēng)信號的全頻帶功率的函數(shù)。所述方法還可包括將抗噪信號與源音頻信號進(jìn)行組合以生成提供給換能器的音頻信號。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的這些和其他實(shí)施例，一種集成電路，用于實(shí)現(xiàn)個人音頻設(shè)備的至少一部分，可包括輸出、參考麥克風(fēng)輸入、誤差麥克風(fēng)輸入和處理電路。輸出可用于提供信號給換能器，所述信號既包括回放給收聽者的源音頻又包括抗噪信號，所述抗噪信號用于應(yīng)對在換能器的聲輸出中的周圍音頻聲音的影響。參考麥克風(fēng)輸入可用于接收表示周圍音頻聲音的參考麥克風(fēng)信號。誤差麥克風(fēng)輸入可用于接收表示換能器的輸出及在換能器處的周圍音頻聲音的誤差麥克風(fēng)信號。處理電路可實(shí)現(xiàn)具有響應(yīng)的自適應(yīng)濾波器，所述自適應(yīng)濾波器由參考麥克風(fēng)信號生成抗噪信號以減少收聽者聽到的周圍音頻聲音的存在，其中處理電路可實(shí)現(xiàn)系數(shù)控制方塊，所述系數(shù)控制方塊通過根據(jù)所計算的窄頻帶與全頻帶之比來調(diào)適自適應(yīng)濾波器的響應(yīng)，將自適應(yīng)濾波器的響應(yīng)整形成與誤差麥克風(fēng)信號和參考麥克風(fēng)信號一致，其中所述窄頻帶與全頻帶之比是參考麥克風(fēng)信號的窄頻帶功率除以參考麥克風(fēng)信號的全頻帶功率的函數(shù)。
[0008]本發(fā)明的技術(shù)優(yōu)勢對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言從本文中所包括的圖式、說明書和權(quán)利要求可以顯而易見。所述實(shí)施例的目的和優(yōu)點(diǎn)將至少通過在權(quán)利要求中特別指出的元件、功能及組合來實(shí)現(xiàn)和完成。
[0009]應(yīng)當(dāng)理解，前述大致說明和以下詳細(xì)說明都為舉例說明，且不限制本發(fā)明中所提出的權(quán)利要求。
【附圖說明】
[0010]通過結(jié)合附圖參考以下說明，可更完整地理解本發(fā)明實(shí)施例及其優(yōu)點(diǎn)，其中相同附圖標(biāo)記表示相同功能，以及其中:
[0011]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的無線移動電話；
[0012]圖2為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，在圖1所示的無線電話內(nèi)的選定電路的方塊圖；以及
[0013]圖3為方塊圖，示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例在圖2編碼解碼器(CODEC)集成電路的自適應(yīng)消噪(ANC)電路內(nèi)的選定信號處理電路和功能方塊。
【具體實(shí)施方式】
[0014]本發(fā)明包括可在個人音頻設(shè)備中實(shí)現(xiàn)的消噪技術(shù)及電路，諸如無線電話。個人音頻設(shè)備包括ANC電路，所述ANC電路可測量周圍聲環(huán)境并生成信號，所述信號被注入喇叭(或其他換能器)輸出中以消除周圍聲事件。參考麥克風(fēng)可被設(shè)置為測量周圍聲環(huán)境，且個人音頻設(shè)備可包括誤差麥克風(fēng)，用于控制抗噪信號的調(diào)適以消除周圍音頻聲音以及用于校正自處理電路的輸出通過換能器的電聲路徑。
[0015]現(xiàn)在參考圖1，如根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例所示的無線電話10被示出為靠近人耳5。無線電話10為可采用根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的技術(shù)的設(shè)備實(shí)例，但應(yīng)當(dāng)理解，在所示無線電話10中或在后續(xù)插圖中所示的電路中呈現(xiàn)的元件或構(gòu)成并非全部需要，以便實(shí)施在權(quán)利要求中陳述的本發(fā)明。無線電話10可包括換能器，諸如喇叭SPKR，所述喇機(jī)SPKR再現(xiàn)由無線電話10接收的遠(yuǎn)距離語音，連同其他本地音頻事件，諸如鈴聲、所存儲的音頻節(jié)目資料、注入以提供平衡會話感覺的近端語音(即，無線電話10的用戶的語音)，以及需要通過無線電話10再現(xiàn)的其他音頻(諸如網(wǎng)頁源或由無線電話10接收的其他網(wǎng)絡(luò)通信)及音頻指示(諸如電池電量低指示及其他系統(tǒng)事件通知)。近距離語音麥克風(fēng)NS可被設(shè)置為捕捉近端語音，所述近端語音自無線電話10發(fā)送至另一個(多個)會話參與者。
[0016]無線電話10可包括ANC電路和功能，所述ANC電路和功能將抗噪信號注入喇叭SPKR中，以改良遠(yuǎn)距離語音及由喇叭SPKR再現(xiàn)的其他音頻的清晰度。參考麥克風(fēng)R可被設(shè)置用于測量周圍聲環(huán)境，且可被定位成遠(yuǎn)離用戶嘴巴的典型位置，使得近端語音可在由參考麥克風(fēng)R再現(xiàn)的信號中被最小化。另一個麥克風(fēng)，誤差麥克風(fēng)E，可被設(shè)置為當(dāng)無線電話10緊靠耳朵5時，通過測量周圍音頻連同由接近耳朵5的喇叭SPKR再現(xiàn)的音頻，進(jìn)一步改良ANC操作。在無線電話10內(nèi)的電路14可包括:音頻CODEC集成電路(1C) 20，所述音頻CODEC集成電路20接收來自參考麥克風(fēng)R、近距離語音麥克風(fēng)NS和誤差麥克風(fēng)E的信號；及與其他集成電路的接口，諸如具有無線電話收發(fā)器的射頻(RF)集成電路12。在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，本文中所公開的電路和技術(shù)可并入單個集成電路中，所述單個集成電路包括控制電路及用于實(shí)現(xiàn)整個