混合適應(yīng)性噪音消除的系統(tǒng)和方法
【專利說明】混合適應(yīng)性噪音消除的系統(tǒng)和方法
[0001]相關(guān)申請(qǐng)
[0002]本發(fā)明要求2013年4月17日提交的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)?zhí)朜0.61/812，823的優(yōu)先權(quán)，其通過參考以它的整體并入本文。
[0003]本發(fā)明要求2013年6月24日提交的美國(guó)非臨時(shí)專利申請(qǐng)?zhí)朜0.13/924, 935的優(yōu)先權(quán)，其通過參考以它的整體并入本文。
技術(shù)領(lǐng)域
[0004]本發(fā)明總體上涉及與聲變換器有關(guān)的適應(yīng)性噪音消除，并且更具體地，涉及利用向前反饋和向后反饋適應(yīng)性噪音消除技術(shù)檢測(cè)和消除存在于聲變換器附近的周圍噪音。
【背景技術(shù)】
[0005]無線電話例如移動(dòng)電話/蜂窩式電話、無繩電話及其他消費(fèi)性音頻設(shè)備例如mp3播放器應(yīng)用廣泛?？赏ㄟ^使用麥克風(fēng)測(cè)量周圍聲事件及隨后使用信號(hào)處理將抗噪音信號(hào)插入至設(shè)備的輸出中以消除周圍聲事件，來提供噪音消除從而改進(jìn)這些設(shè)備在清晰度方面的性能。
[0006]因?yàn)樵趥€(gè)人音頻設(shè)備例如無線電話周圍的聲環(huán)境會(huì)取決于存在的噪音源和設(shè)備自身的位置而顯著變化，因此期望調(diào)適噪音消除以考慮該環(huán)境變化。然而，適應(yīng)性噪音消除電路會(huì)是復(fù)雜的，消耗額外的功率，并且在某些情況下會(huì)產(chǎn)生不利的結(jié)果。例如，如圖1所描述，一些噪音消除電路采用混合適應(yīng)性噪音消除，包括兩者:(1)，適應(yīng)性向前反饋系統(tǒng)102，其用于從由測(cè)控麥克風(fēng)R提供并且指示周圍音頻聲音的參考麥克風(fēng)信號(hào)ref產(chǎn)生向前反饋抗噪音信號(hào)分量；以及(2)適應(yīng)性向后反饋系統(tǒng)104，其包括適應(yīng)性濾波器110和用于產(chǎn)生用于適應(yīng)性濾波器110的系數(shù)的系數(shù)控制模塊112，其中適應(yīng)性向后反饋系統(tǒng)104從合成參考向后反饋信號(hào)SYNREF產(chǎn)生向后反饋抗噪音信號(hào)分量，該合成參考向后反饋信號(hào)SYNREF基于誤差麥克風(fēng)信號(hào)err與抗噪音信號(hào)之間的差值，其中抗噪音信號(hào)等于向前反饋抗噪音信號(hào)分量與向后反饋抗噪音信號(hào)分量的總和，并且其中誤差麥克風(fēng)信號(hào)err由誤差麥克風(fēng)E提供并且指示變換器106 (例如，擴(kuò)音揚(yáng)聲器)的聲輸出和在變換器106處的周圍音頻聲音。在從誤差麥克風(fēng)信號(hào)err減去以產(chǎn)生合成參考向后反饋信號(hào)SYNREF之前，抗噪音信號(hào)由次級(jí)路徑估算濾波器108濾波，用于建模通過變換器106的源音頻信號(hào)的電聲路徑。
[0007]在該方法中，合成參考向后反饋信號(hào)SYNREF綜合由誤差麥克風(fēng)E發(fā)現(xiàn)的周圍噪音，并且因此獨(dú)立于適應(yīng)性向前反饋系統(tǒng)102的影響。結(jié)果是適應(yīng)性向后反饋系統(tǒng)104不能確定向前反饋系統(tǒng)102已經(jīng)消除的頻率區(qū)域，并且調(diào)適來減少在該相同區(qū)域中的噪音，導(dǎo)致適應(yīng)性噪音消除系統(tǒng)的性能受到損失。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)，可以減少或消除與檢測(cè)和減少和聲變換器關(guān)聯(lián)的周圍窄帶噪首相關(guān)的缺點(diǎn)和冋題。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，一種個(gè)人音頻設(shè)備，可以包括個(gè)人音頻設(shè)備殼體，安裝在該殼體上用于再現(xiàn)包括用于回播給聽者的源音頻和用于應(yīng)對(duì)在變換器的聲輸出中的周圍音頻聲音的影響的抗噪音信號(hào)兩者的音頻信號(hào)的變換器，安裝在該殼體上用于提供指示周圍音頻聲音的參考麥克風(fēng)信號(hào)的參考麥克風(fēng)，安裝在該殼體上靠近變換器用于提供指示變換器的聲輸出和在變換器處的周圍音頻聲音的誤差麥克風(fēng)，以及處理電路。處理電路可以實(shí)施具有從參考麥克風(fēng)信號(hào)產(chǎn)生向前反饋抗噪音信號(hào)分量的響應(yīng)的向前反饋濾波器。處理電路還可以實(shí)施具有從合成參考向后反饋產(chǎn)生向后反饋抗噪音信號(hào)分量的響應(yīng)的向后反饋適應(yīng)性濾波器，該合成參考向后反饋基于在誤差麥克風(fēng)信號(hào)與向后反饋抗噪音信號(hào)分量之間的差值，并且其中抗噪音信號(hào)包括向前反饋抗噪音信號(hào)分量和向后反饋抗噪音信號(hào)分量。處理電路可以還實(shí)施向后反饋系數(shù)控制模塊，其通過調(diào)適向后反饋適應(yīng)性濾波器的響應(yīng)，與誤差麥克風(fēng)信號(hào)和合成參考向后反饋一致地塑形向后反饋適應(yīng)性濾波器的響應(yīng)以，最小化在誤差麥克風(fēng)信號(hào)中的周圍音頻聲音。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的這些和其他實(shí)施例，一種用于消除在個(gè)人音頻設(shè)備的變換器附近的周圍音頻聲音的方法可以包括利用參考麥克風(fēng)測(cè)量周圍音頻聲音以產(chǎn)生參考麥克風(fēng)信號(hào)，利用誤差麥克風(fēng)測(cè)量變換器的輸出以及在變換器處的周圍音頻聲音，通過濾波參考麥克風(fēng)的輸出從利用參考麥克風(fēng)進(jìn)行的測(cè)量的結(jié)果產(chǎn)生向前反饋抗噪音信號(hào)分量用于應(yīng)對(duì)在變換器的聲輸出處的周圍音頻聲音的影響，通過調(diào)適濾波合成參考向后反饋的向后反饋適應(yīng)性濾波器的響應(yīng)從利用誤差麥克風(fēng)進(jìn)行的測(cè)量的結(jié)果適應(yīng)性地產(chǎn)生向后反饋抗噪音信號(hào)分量，以最小化在誤差麥克風(fēng)信號(hào)中的周圍音頻聲音，用于應(yīng)對(duì)在變換器的聲輸出處的周圍音頻聲音的影響，其中該合成參考向后反饋基于在誤差麥克風(fēng)信號(hào)與向后反饋抗噪音信號(hào)分量之間的差值，以及將抗噪音信號(hào)與源音頻信號(hào)組合以產(chǎn)生提供給變換器的音頻信號(hào)。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的這些和其他實(shí)施例，一種用于實(shí)施至少一部分個(gè)人音頻設(shè)備的集成電路，可以包括用于給變換器提供信號(hào)的輸出，該信號(hào)包括用于回播給聽者的源音頻和用于應(yīng)對(duì)在變換器的聲輸出中的周圍音頻聲音的影響的抗噪音信號(hào)兩者，參考麥克風(fēng)輸入，用于接收指示周圍音頻聲音的參考麥克風(fēng)信號(hào)，誤差麥克風(fēng)輸入，用于接收指示變換器的輸出和在變換器處的周圍音頻聲音的誤差麥克風(fēng)信號(hào)，以及處理電路。處理電路可以實(shí)施具有從參考麥克風(fēng)信號(hào)產(chǎn)生向前反饋抗噪音信號(hào)分量的響應(yīng)的向前反饋濾波器。處理電路還可以實(shí)施具有從合成參考向后反饋產(chǎn)生向后反饋抗噪音信號(hào)分量的響應(yīng)的向后反饋適應(yīng)性濾波器，該合成參考向后反饋基于在誤差麥克風(fēng)信號(hào)與向后反饋抗噪音信號(hào)分量之間的差值，并且其中抗噪音信號(hào)包括向前反饋抗噪音信號(hào)分量和向后反饋抗噪音信號(hào)分量。處理電路可以還實(shí)施向后反饋系數(shù)控制模塊，其通過調(diào)適向后反饋適應(yīng)性濾波器的響應(yīng)，與誤差麥克風(fēng)信號(hào)和合成參考向后反饋一致地塑形向后反饋適應(yīng)性濾波器的響應(yīng)，以最小化在誤差麥克風(fēng)信號(hào)中的周圍音頻聲音。
[0012]從本文包括的附圖、說明書和權(quán)利要求，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以容易清楚本發(fā)明的技術(shù)優(yōu)點(diǎn)。實(shí)施例的目的和優(yōu)點(diǎn)將至少由在權(quán)利要求中特別指出的元件、特征和組合實(shí)現(xiàn)和完成。
[0013]應(yīng)該理解前面的總體描述和后面的詳細(xì)描述是示例性和解釋性的，并且不限制在本發(fā)明中提出的權(quán)利要求。
【附圖說明】
[0014]參考下面在關(guān)聯(lián)附圖考慮時(shí)的詳細(xì)描述，可以獲得對(duì)當(dāng)前實(shí)施例和優(yōu)點(diǎn)的更完整認(rèn)識(shí)，其中相同參考標(biāo)記指示相同特征，并且其中:
[0015]圖1為描述在如本領(lǐng)域已知的包括向前反饋和向后反饋的混合主動(dòng)噪音消除(ANC)電路內(nèi)的選定信號(hào)處理電路和功能模塊的方框圖；
[0016]圖2為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的無線移動(dòng)電話的示意圖；
[0017]圖3為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的在圖2描述的無線電話內(nèi)的選定電路的方框圖；以及
[0018]圖4為描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的在圖4的編碼器解碼器(CODEC)集成電路的ANC電路內(nèi)的選定信號(hào)處理電路和功能模塊的方框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]本發(fā)明包括可在個(gè)人音頻設(shè)備例如無線電話中實(shí)施的噪音消除技術(shù)及電路。個(gè)人語音設(shè)備包含ANC電路，其可以測(cè)量周圍聲環(huán)境并產(chǎn)生注入揚(yáng)聲器(或其他變換器)輸出中以消除周圍聲事件的信號(hào)?？梢蕴峁﹨⒖见溈孙L(fēng)以測(cè)量周圍聲環(huán)境，并且可以包括誤差麥克風(fēng)用于控制抗噪音信號(hào)的調(diào)適以消除周圍音頻聲音以及用于校正從處理電路的輸出通過變換器的電聲路徑。
[0020]現(xiàn)在參考圖2，如根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例所示的無線電話10示出為鄰近人的耳朵5。無線電話10為可采用根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)的設(shè)備的實(shí)例，但是應(yīng)了解并不是為了實(shí)踐在權(quán)利要求中敘述的本發(fā)明，需要所示無線電話10或后續(xù)圖解中所描繪的電路中所體現(xiàn)的元件或配置的全部。無線電話10可以包括變換器例如揚(yáng)聲器SPKR，其重現(xiàn)無線電話10所接收的遠(yuǎn)端語音，連同其他本端音頻事件例如鈴聲、所儲(chǔ)存的音頻程序材料、注入以提供平衡會(huì)話感覺的近端語音(即，無線電話10的用戶的語音)、需要由無線電話10再現(xiàn)的其他音頻例如來自網(wǎng)頁(yè)的源或由無線電話10所接收的其他網(wǎng)絡(luò)通信、以及音頻指示例如電池低及其他系統(tǒng)事件通告?？梢蕴峁┙苏Z音麥克風(fēng)NS以捕捉從無線電話10傳輸至其他會(huì)話參與者的近端語音。
[0021]無線電話10可以包括ANC電路及特征，它們將抗噪音信號(hào)注入至揚(yáng)聲器SPKR中以改進(jìn)遠(yuǎn)端語音及揚(yáng)聲器SPKR所重現(xiàn)的其他音頻的清晰度。參考麥克風(fēng)R可以被提供用于測(cè)量周圍聲環(huán)境且定位為遠(yuǎn)離使用者的嘴部通常所在的