噪聲減小的制作方法
【專利說明】噪聲減小
【背景技術(shù)】
[0001]通信系統(tǒng)允許用戶通過網(wǎng)絡(luò)彼此通信。網(wǎng)絡(luò)可以例如是互聯(lián)網(wǎng)或公共交換電話網(wǎng) 絡(luò)(PSTN)。音頻信號可以在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間傳送，以由此允許用戶通過通信系統(tǒng)在通信會(huì)話 中向彼此傳送和接收音頻數(shù)據(jù)(諸如語音數(shù)據(jù)）。
[0002] 用戶設(shè)備可以具有可以用于從用戶接收諸如語音之類的音頻信號的音頻輸入構(gòu) 件，諸如麥克風(fēng)。用戶可以進(jìn)入與彼此的通信會(huì)話中，諸如私人呼叫（其中僅兩個(gè)用戶在呼 叫中）或會(huì)議呼叫（其中多于兩個(gè)用戶在呼叫中）。用戶的語音在麥克風(fēng)處接收、處理并且然 后通過網(wǎng)絡(luò)傳送給呼叫中的其他用戶。用戶設(shè)備還可以具有諸如揚(yáng)聲器之類的音頻輸出構(gòu) 件以用于在呼叫期間將通過網(wǎng)絡(luò)從遠(yuǎn)端用戶所接收的音頻信號輸出給近端用戶。這樣的揚(yáng) 聲器也可以用于從其它應(yīng)用輸出音頻信號，其在用戶設(shè)備處執(zhí)行，并且其可以由麥克風(fēng)拾 取作為將會(huì)干擾來自近端用戶的語音信號的非期望音頻信號。
[0003] 以及來自用戶的音頻信號，麥克風(fēng)還可以接收其它音頻信號，諸如背景噪聲，其是 非期望的并且其可能干擾從用戶所接收的音頻信號。背景噪聲可能貢獻(xiàn)于對在麥克風(fēng)處從 近端用戶接收以用于在呼叫中傳送給遠(yuǎn)端用戶的音頻信號的干擾。在聲學(xué)系統(tǒng)中可能出現(xiàn) 的另一困難是"嘯叫"。嘯叫是源自系統(tǒng)中的聲學(xué)反饋的非期望效應(yīng)。其可能由數(shù)個(gè)因素引 起并且在系統(tǒng)增益高時(shí)出現(xiàn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 提供本
【發(fā)明內(nèi)容】
來以簡化形式引入以下在【具體實(shí)施方式】中進(jìn)一步描述的概念的 選擇。本
【發(fā)明內(nèi)容】
不意圖標(biāo)識所要求保護(hù)主題的關(guān)鍵特征或必要特征，也不意圖用于限制 所要求保護(hù)主題的范圍。
[0005] 提供一種減小包括第一用戶終端和至少一個(gè)另外的用戶終端的聲學(xué)系統(tǒng)中的噪 聲的方法。第一用戶終端通過通信網(wǎng)絡(luò)從至少一個(gè)另外的用戶終端接收音頻信號。第一用 戶終端包括在其上執(zhí)行通信客戶端應(yīng)用的處理單元。通信客戶端應(yīng)用配置成以便在處理單 元上執(zhí)行時(shí)將音頻信號應(yīng)用給第一用戶終端的音頻信號處理模塊，其中音頻信號處理模塊 處理音頻信號，由此將增益水平應(yīng)用給音頻信號，并且將經(jīng)處理的音頻信號輸出到第一用 戶終端的音頻輸出構(gòu)件。通信客戶端應(yīng)用配置成以便在處理單元上執(zhí)行時(shí)估計(jì)音頻信號和 經(jīng)處理的音頻信號的噪聲水平并且基于噪聲水平估計(jì)的比率來估計(jì)由音頻信號處理模塊 應(yīng)用的增益。通信客戶端應(yīng)用還配置成以便在處理單元上執(zhí)行時(shí)至少基于由音頻信號處理 單元應(yīng)用的所估計(jì)增益，將系統(tǒng)增益減小步驟選擇性地應(yīng)用于音頻信號和經(jīng)由第一用戶終 端的音頻輸入構(gòu)件所接收的近端音頻信號中的至少一個(gè)。
[0006] 方法可以用在呼叫中（例如，實(shí)現(xiàn)通過互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議的話音(VoIP)以在用戶設(shè)備之 間傳送音頻數(shù)據(jù)的呼叫），在該情況下，音頻信號可以是從呼叫的遠(yuǎn)端接收的遠(yuǎn)端信號，并 且所接收的信號包括所得回聲和近端信號以用于傳送給呼叫的遠(yuǎn)端。
【附圖說明】
[0007]為了更好地理解所描述的實(shí)施例并且示出其可以如何付諸實(shí)踐，現(xiàn)在將通過示例 的方式參照以下各圖，其中： 圖la示出了通信系統(tǒng)的示意性圖示； 圖lb是增益估計(jì)技術(shù)的示意性功能圖； 圖2是用戶設(shè)備的示意性框圖； 圖3是增益估計(jì)技術(shù)的示意性功能圖；以及 圖4是用于選擇性地應(yīng)用系統(tǒng)增益減小的過程的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0008] 現(xiàn)在將僅通過示例的方式描述實(shí)施例。
[0009] 圖la示出了包括與第一用戶設(shè)備104相關(guān)聯(lián)的第一用戶102("用戶A"）和與第二用 戶設(shè)備110相關(guān)聯(lián)的第二用戶1〇8("用戶B"）的通信系統(tǒng)100。在其它實(shí)施例中，通信系統(tǒng)100 可以包括任何數(shù)目的用戶和相關(guān)聯(lián)的用戶設(shè)備。用戶設(shè)備104和110可以通過網(wǎng)絡(luò)106在通 信系統(tǒng)100中通信，由此允許用戶102和108通過網(wǎng)絡(luò)106彼此通信。圖1中示出的通信系統(tǒng) 100是基于分組的通信系統(tǒng)，但是可以使用其它類型的通信系統(tǒng)。網(wǎng)絡(luò)106可以是例如互聯(lián) 網(wǎng)。每一個(gè)用戶設(shè)備104和110可以例如是移動(dòng)電話、平板電腦、膝上型電腦、個(gè)人計(jì)算機(jī) (PC)(包括例如Windows?、Mac0S?和Linux? PC)、游戲設(shè)備、電視、個(gè)人數(shù)字助理(Η)Α)或 者能夠連接到網(wǎng)絡(luò)106的其它嵌入式設(shè)備。用戶設(shè)備104布置成從用戶設(shè)備110的用戶108接 收信息并且向其輸出信息。用戶設(shè)備104包括輸出構(gòu)件，諸如顯示器和揚(yáng)聲器。用戶設(shè)備104 還包括輸入構(gòu)件，諸如鍵盤、觸摸屏、用于接收音頻信號的麥克風(fēng)和/或用于捕獲視頻信號 的圖像的相機(jī)。用戶設(shè)備104連接到網(wǎng)絡(luò)106。
[0010] 用戶設(shè)備104執(zhí)行由與通信系統(tǒng)100相關(guān)聯(lián)的軟件提供商提供的通信客戶端的實(shí) 例。通信客戶端是在用戶設(shè)備104中的本地處理器上執(zhí)行的軟件程序。客戶端執(zhí)行用戶設(shè)備 104處所要求的處理以便使用戶設(shè)備104通過通信系統(tǒng)100傳送和接收數(shù)據(jù)。
[0011] 用戶設(shè)備110對應(yīng)于用戶設(shè)備104并且在本地處理器上執(zhí)行與在用戶設(shè)備104處執(zhí) 行的通信客戶端對應(yīng)的通信客戶端。以與用戶設(shè)備104處的客戶端執(zhí)行允許用戶102通過網(wǎng) 絡(luò)106通信所要求的處理相同的方式，用戶設(shè)備110處的客戶端執(zhí)行允許用戶108通過網(wǎng)絡(luò) 106通信所要求的處理。用戶設(shè)備104和110是通信系統(tǒng)100中的端點(diǎn)。出于清楚起見，圖1僅 示出兩個(gè)用戶（102和108)和兩個(gè)用戶設(shè)備（104和110)，但是許多更多的用戶和用戶設(shè)備可 以包括在通信系統(tǒng)100中，并且可以使用在相應(yīng)用戶設(shè)備上執(zhí)行的相應(yīng)通信客戶端而通過 通信系統(tǒng)100通信。
[0012] 第一用戶設(shè)備104和第二用戶設(shè)備110二者可以執(zhí)行聲學(xué)回聲消除。存在實(shí)現(xiàn)聲學(xué) 回聲消除的兩種主要方式，一個(gè)是回聲減除并且另一個(gè)是回聲抑制。通常組合這兩個(gè)方案。
[0013]回聲消除系統(tǒng)中的挑戰(zhàn)之一是減小嘯叫。嘯叫是在頻譜中的某處具有系統(tǒng)增益高 于1的反饋的現(xiàn)象。通過減小該頻率處的系統(tǒng)增益，嘯叫將停止。其中嘯叫風(fēng)險(xiǎn)高的典型場 景是在免提設(shè)備之間的呼叫期間。在這樣的場景下，系統(tǒng)增益(封閉回路通信設(shè)置中的所有 增益之和)可以高于單位1并且因此傳遞通過回聲消除器的信號可以在系統(tǒng)循環(huán)并且在每 一個(gè)回路處放大。
[0014]相比基于減除的回聲消除系統(tǒng)而言，嘯叫問題對于基于抑制的回聲消除系統(tǒng)而言 更為相關(guān)。即便如此，如果基于減除的回聲消除系統(tǒng)未達(dá)成移除所有回聲，則其也可能遭受 嘯叫。
[0015]由第一用戶設(shè)備104的麥克風(fēng)捕獲的音頻信號通過網(wǎng)絡(luò)106傳送以用于由第二用 戶設(shè)備110播放。第二用戶設(shè)備110的麥克風(fēng)捕獲由第一用戶設(shè)備104傳送的音頻信號的回 聲，如果該回聲沒有完全消除的話，然后第二用戶設(shè)備110將其傳送回到第一用戶設(shè)備104。 這種所接收的信號通過第一用戶設(shè)備104的揚(yáng)聲器播放，并且回聲由第一用戶設(shè)備104的麥 克風(fēng)捕獲。如果第一用戶設(shè)備104中的回聲消除器不能夠完全移除該回聲，則回聲信號再次 傳送到第二用戶設(shè)備110。如果在該回路期間，原始音頻信號的任何頻率成分已經(jīng)遭受比1 高的增益，則將發(fā)生嘯叫狀況。本文使用的術(shù)語系統(tǒng)增益是指在該回路期間應(yīng)用于音頻信 號的增益，即第一用戶設(shè)備104處的增益和第二用戶設(shè)備110處的增益的組合。
[0016] 除設(shè)備上的本地處理器之外，設(shè)備典型地還具有專用音頻信號處理模塊(諸如聲 卡）。該音頻信號處理模塊為用戶設(shè)備執(zhí)行音頻處理功能，諸如在麥克風(fēng)處捕獲的音頻信號 的模擬向數(shù)字轉(zhuǎn)換(ADC)以及用于揚(yáng)聲器播放的音頻信號的數(shù)字向模擬轉(zhuǎn)換(DAC)。為了使 用音頻信號處理模塊，在設(shè)備上的本地處理器上執(zhí)行的操作系統(tǒng)（0S)典型地要求特定軟 件。例如為了使用聲卡，0S典型地要求特定聲卡驅(qū)動(dòng)器(處置聲卡的物理硬件與操作系統(tǒng)之 間的數(shù)據(jù)連接的軟件程序）。
[0017]常見的是，該軟件（即聲卡驅(qū)動(dòng)器)在所播放信號（即要從揚(yáng)聲器輸出的信號)上引 入效應(yīng)以便最大化用戶體驗(yàn)(例如包括在驅(qū)動(dòng)器中的響度增強(qiáng)效應(yīng)）。那些效應(yīng)通過音頻信 號處理模塊上的信號處理模塊而實(shí)現(xiàn)，其功能性對于在使用0S中可用的播放系統(tǒng)的設(shè)備上 的本地處理器上所執(zhí)行的應(yīng)用（即通信客戶端）不是已知的。然而，一些操作系統(tǒng)包括用于 將前進(jìn)以播放的信號饋送回到本地處理器上所執(zhí)行的應(yīng)用的功能性。包括該功能性的操作 系統(tǒng)的示例是Microsoft的Windows7、8、XP和VistaWindowsPhone8操作系統(tǒng)。饋送回到 本地處理器上所執(zhí)行的應(yīng)用的該信號在本文后面稱為"回送信號"。
[0018]結(jié)合回聲消除系統(tǒng)對這樣的專用音頻信號處理模塊的使用引入了某些問題。