專利名稱：移動電話內(nèi)揚(yáng)聲器及話筒增益的自動調(diào)節(jié)方法和裝置的制作方法
背景技術(shù)：
I.發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明總體涉及移動電話，具體來說，涉及移動電話的音頻話筒及揚(yáng)聲器。
II.技術(shù)背景蜂窩電話和其他移動電話均用于較寬范圍的不同噪聲環(huán)境。舉例來說，蜂窩電話可用于相對安靜的辦公室或家居環(huán)境，或用于相對噪雜的制造或交通環(huán)境。
噪雜環(huán)境中，用戶傾向于比相對安靜環(huán)境中對蜂窩電話話筒更為大聲地說話。這是用戶以為其必須更為大聲說話以便超過噪聲而讓人聽見所引起的自發(fā)傾向。但這往往并不需要，甚至是有反作用的。蜂窩電話的話筒可能具有高度方向性，因而不會檢測放大用戶所聽到的全部噪聲。因此，用戶不必更為大聲地說話。而且，蜂窩電話還可能有能力僅對有限動態(tài)范圍的聲音電平進(jìn)行處理，使得用戶話音在用戶對話筒說話太大聲時受到箝位。這種箝位可能造成所發(fā)送話音和所發(fā)送背景噪聲間信噪比(SNR)下降。因此，對話筒大聲說話實(shí)際上會使聽者更加難以分辨用戶話音。
圖1-圖2中示出上面所述的箝位現(xiàn)象。具體來說，圖1示出輸入至蜂窩電話的話音信號10和背景噪聲信號12。背景噪聲電平從時刻14起開始提高。用戶與此相應(yīng)地更為大聲說話，造成所輸入的話音信號電平提高。隨著噪聲電平持續(xù)升高，用戶說話愈加大聲直到達(dá)到箝位起始點(diǎn)16為止。此后話音受到箝位，產(chǎn)生一較低的SNR以及很可能失真的話音信號。圖2示出所造成的SNR變化。由此可見，SNR自時刻16起下降。
因此，發(fā)生箝位的場合用戶試圖更為大聲地說話可能實(shí)際上使理解程度降低。即便未發(fā)生箝位，用戶更為大聲的說話會令聽者生厭，很可能促使聽者需要降低其電話機(jī)揚(yáng)聲器音量。對許多電話尤其是非移動電話來說，揚(yáng)聲器音量不能調(diào)整，因此聽者會無法實(shí)現(xiàn)舒適的音量電平。而用戶聲音太大就會在聽者一端危害隱私，而且聽者又無法降低說者音量電平。
高噪聲電平引起的另一問題是，噪雜環(huán)境中的用戶會難以聽到對方話音。對許多蜂窩電話來說，可以手動方式提高電話機(jī)揚(yáng)聲器音量或增益進(jìn)行補(bǔ)償，但這種用戶人工動作不方便。而且，尤其是用戶正在駕駛過程中而要以手動方式降低揚(yáng)聲器增益的話，人工動作就會很危險。
此外，有些用戶說話相對較輕，而其他用戶說話則相對較響。對話筒增益進(jìn)行設(shè)計以便向輕聲說話者提供足夠增益的同時避免使大聲說話者飽和，是有內(nèi)在困難的。
所以，需要對上述問題進(jìn)行補(bǔ)救，并達(dá)到根本上得出本發(fā)明這種程度。
發(fā)明概述所提供的蜂窩電話等移動電話，通過具有根據(jù)對該蜂窩電話工作環(huán)境檢測出的噪聲電平調(diào)節(jié)電話話筒增益的裝置，來應(yīng)對上述問題。話筒增益隨噪聲電平的增加自動降低，由此補(bǔ)償電話用戶在噪雜環(huán)境中更為大聲說話的傾向。而且，通過降低話筒增益，便可避免否則會因?yàn)橛脩舾鼮榇舐曊f話而發(fā)生的任何箝位，從而使SNR降低。而且，因?yàn)樵捦苍鲆娼档?，用戶話音從電話呼叫另一方電話輸出時沒有過于大聲。因此，對方不需要手動降低其電話增益。
示范性實(shí)施例中，所提供的蜂窩電話通過使之具有檢測移動電話工作環(huán)境背景噪聲電平的裝置以及根據(jù)所檢測出的背景噪聲電平設(shè)定移動電話話筒增益的裝置，來實(shí)現(xiàn)自動話筒增益調(diào)節(jié)。設(shè)定話筒增益的裝置工作時響應(yīng)背景噪聲的增加按與背景噪聲成反比量使增益降低。示范性實(shí)施例中，話筒增益按所測定的背景噪聲的分貝增加值一半減小。
示范性實(shí)施例中，移動電話還包括根據(jù)背景噪聲電平自動設(shè)定移動電話揚(yáng)聲器增益的裝置。具體來說，設(shè)定揚(yáng)聲器增益的裝置工作時響應(yīng)背景噪聲電平的增加使增益增加。因此，背景噪聲電平增加的話用戶不需要手動增加揚(yáng)聲器增益。
本發(fā)明尤其適合用于應(yīng)用數(shù)字信號處理(DSP)單元的蜂窩電話。許多這種蜂窩電話包括為了進(jìn)行減噪而根據(jù)輸入信號運(yùn)算背景噪聲電平的DSP硬件或軟件。轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明受讓人并在此引用作為參照的發(fā)明名稱為“可變速率聲碼器(Variable RateVocoder)”的美國專利U.S.Pat.No.5,414,796中詳細(xì)說明了一運(yùn)算背景噪聲電平的示范性實(shí)施例。按照這種蜂窩電話，DSP僅重新配置或編程為將所檢測的噪聲電平應(yīng)用于使不同噪聲電平與合適的揚(yáng)聲器及話筒增益電平相關(guān)聯(lián)的查詢表。而且，較大范圍的其他實(shí)施方案也可行。
本發(fā)明的一個方面，移動電話揚(yáng)聲器增益的調(diào)節(jié)裝置，較為有利的是包括對移動電話工作環(huán)境背景噪聲電平進(jìn)行檢測的裝置；以及根據(jù)所檢測出的背景噪聲電平對移動電話設(shè)定揚(yáng)聲器增益的裝置。
本發(fā)明的另一方面，通信設(shè)備揚(yáng)聲器音量電平的自動設(shè)定方法，較為有利的是包括下列步驟獲得一表示可用峰值儲備的數(shù)字?jǐn)?shù)值；估計一背景噪聲電平；以及根據(jù)該數(shù)字?jǐn)?shù)值和估計步驟的結(jié)果調(diào)節(jié)揚(yáng)聲器音量電平。
本發(fā)明的另一方面，通信設(shè)備揚(yáng)聲器音量電平自動設(shè)定器，較為有利的是包括獲得一表示可用峰值儲備的數(shù)字?jǐn)?shù)值的裝置；估計一背景噪聲電平的裝置；以及根據(jù)該數(shù)字?jǐn)?shù)值和估計步驟的結(jié)果調(diào)節(jié)揚(yáng)聲器音量電平的裝置。
本發(fā)明的另一方面，自動音量控制器，較為有利的是包括配置為提供一表示可用峰值儲備的數(shù)字?jǐn)?shù)值的壓縮器；以及與該壓縮器連接并配置成接收壓縮器的數(shù)字?jǐn)?shù)值的增益控制邏輯電路，該增益控制邏輯電路進(jìn)一步配置成接收背景噪聲估計值，并根據(jù)背景噪聲估計值和可用峰值儲備來調(diào)節(jié)音量電平。
本發(fā)明的另一方面，通信設(shè)備話筒增益調(diào)節(jié)器，較為有利的是包括與話筒連接的可調(diào)節(jié)數(shù)字增益邏輯電路；以及與該可調(diào)節(jié)數(shù)字增益邏輯電路連接的限幅器，該限幅器配置成對輸入至話筒的語音信號進(jìn)行峰值檢測。
本發(fā)明的另一方面，通信設(shè)備話筒增益調(diào)節(jié)方法，較為有利的是包括下列步驟對輸入至話筒的信號施加數(shù)字增益；以及限制該數(shù)字增益。
本發(fā)明的另一方面，通信設(shè)備話筒增益調(diào)節(jié)器，較為有利的是包括對輸入至話筒的信號施加數(shù)字增益的裝置；以及限制該數(shù)字增益的裝置，該限制裝置配置成對該信號進(jìn)行峰值檢測。
本發(fā)明的另一方面，移動電話揚(yáng)聲器增益調(diào)節(jié)器，較為有利的是包括對移動電話工作環(huán)境背景噪聲電平進(jìn)行檢測的裝置；以及根據(jù)所檢測出的背景噪聲電平對移動電話設(shè)定揚(yáng)聲器增益的裝置。
這樣，按照本發(fā)明，基本上克服蜂窩電話等移動電話用于高背景噪聲電平環(huán)境中所發(fā)生的上述問題。本發(fā)明其優(yōu)點(diǎn)在于，電話上不需要音量控制按鈕。本發(fā)明其他優(yōu)點(diǎn)以及其他特征和目的，將從下面的具體說明和附圖當(dāng)中變得清楚。
附圖簡要說明本發(fā)明的特征、目的和優(yōu)點(diǎn)將從下面結(jié)合附圖給出的具體說明當(dāng)中變得更為清楚，圖中相同標(biāo)號標(biāo)識所有相對應(yīng)部分，其中圖1是表示工作于變化的噪雜環(huán)境中的蜂窩電話其背景噪聲電平和相應(yīng)輸入話音電平的示意圖；圖2是表示圖1中輸入話音和噪聲信號的信噪比水平的示意圖；圖3是按照本發(fā)明實(shí)施例配置的蜂窩電話的框圖；圖4是圖3中蜂窩電話的話筒增益查詢表的框圖；以及圖5是圖3中蜂窩電話的揚(yáng)聲器增益查詢表的框圖。
圖6是電話反向鏈路電路的框圖。
圖7是可用于圖6中反向鏈路電路的限幅器的框圖。
圖8是電話正向鏈路電路的框圖。
圖9是可用于圖8中正向鏈路電路的壓縮器的框圖。
圖10是表示自動音量控制(AVC)算法所執(zhí)行的各步驟的流程圖。
較佳實(shí)施例的詳細(xì)說明將參照余下


本發(fā)明示范性實(shí)施例。首先參照示出裝置元件的框圖說明示范性實(shí)施例。根據(jù)該實(shí)施方案，每一裝置元件或其部分可按硬件、軟件、固件或其組合配置。應(yīng)理解，并非實(shí)際系統(tǒng)完整方案的所有部件均得到具體圖示和說明。而是僅圖示說明本發(fā)明全面理解所需的那些部件。
圖3示出具有話筒102、揚(yáng)聲器104以及天線106的蜂窩電話100。圖3中所示電話的相關(guān)內(nèi)部部件包括控制單元108、數(shù)字信號處理器(DSP)110以及接收/發(fā)送單元112。而且，還包括話筒增益控制單元113和揚(yáng)聲器增益控制單元115。
使用中，蜂窩電話100的用戶對話筒102說話，其話音和任何檢測出的背景噪聲經(jīng)控制單元108送至DSP110在此處理。示范性實(shí)施例中，經(jīng)處理的話音信號經(jīng)未分開圖示的單元編碼，這些單元采用如電信業(yè)界協(xié)會TIA/EIA/IS-95-A雙模式寬帶擴(kuò)頻蜂窩系統(tǒng)的移動臺-基站兼容標(biāo)準(zhǔn)中具體說明的碼分多址(CDMA)蜂窩傳輸協(xié)議。經(jīng)編碼的信號送至接收器/發(fā)送器112，接著經(jīng)天線106發(fā)送至本地基站(未圖示)。信號可由此送至可能是另一蜂窩電話、其他移動電話或與公用交換電話網(wǎng)(PSTN)(未圖示)連接的陸基線路。發(fā)送至蜂窩電話100的話音信號在控制單元108的控制下，由天線106和接收器/發(fā)送器112接收，由DSP110處理并經(jīng)揚(yáng)聲器輸出。
DSP110可根據(jù)該實(shí)施方案對話音信號執(zhí)行任何種類的常規(guī)數(shù)字處理功能。另外，DSP110根據(jù)話筒102檢測出的信號確定本地環(huán)境的背景噪聲電平，將話筒102的增益設(shè)定為所選定電平來補(bǔ)償蜂窩電話100的用戶在噪雜環(huán)境中更為大聲說話的自發(fā)傾向。示范性實(shí)施例中，話筒增益設(shè)定為通常與背景噪聲電平成反比的水平。示范性實(shí)施例中，話筒增益按所測定的背景噪聲分貝增加的一半降低。
為此，DSP 110包括背景噪聲電平檢測單元114、話筒增益查詢表116以及揚(yáng)聲器增益查詢表118。背景噪聲電平檢測器114根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)確定從話筒102接收的背景噪聲電平，生成一表示背景噪聲電平的數(shù)字?jǐn)?shù)值。該數(shù)字?jǐn)?shù)值例如可按分貝表示該背景噪聲能量。DSP 110將該數(shù)字?jǐn)?shù)值應(yīng)用于話筒增益查詢表116讀出經(jīng)話筒增益控制單元113對話筒102施加的話筒增益值。
示范性實(shí)施例中，根據(jù)前一幀背景噪聲電平B和當(dāng)前幀能量Ef確定背景噪聲電平B’。在確定下一幀期間所用的新背景噪聲電平B’(如前一幀背景噪聲估計值B那樣)過程中計算兩數(shù)值。第一數(shù)值V1簡單地為當(dāng)前幀能量Ef。第二數(shù)值V2為B+1和K·B當(dāng)中較大的數(shù)值，其中K＝1.00547。而這兩數(shù)值當(dāng)中較小的數(shù)值V1或V2則選擇為新背景噪聲電平B’。
數(shù)學(xué)上表示為V1＝R(0)(1)V2＝min(160000，max(K·B，B+1)) (2)新背景噪聲電平B’為B’＝min(V1，V2)(3)其中min(x，y)為x和y的最小值，而max(x，y)為x和y的最大值。
圖4示出一具有各種背景噪聲電平記錄項(xiàng)120和相對應(yīng)話筒增益數(shù)值記錄項(xiàng)122的示范性話筒增益查詢表116。舉例來說，該話筒增益數(shù)值可以是加到話筒102放大器(未圖示)上的電壓或電流電平的數(shù)字表示。記錄項(xiàng)120可規(guī)定單個噪聲電平或噪聲電平范圍。查詢表116內(nèi)表示了每一預(yù)期的經(jīng)量化輸入噪聲電平。若所檢測的噪聲電平在查詢表116中不具有相對應(yīng)記錄項(xiàng)，便用默認(rèn)值。按照常規(guī)技術(shù)，查詢表116可按只讀存儲器(ROM)其中一部分實(shí)施。其他實(shí)施方案中，查詢表116可采用諸如軟件算法這種其他合適技術(shù)來實(shí)施。
如上所述，從話筒增益查詢表116當(dāng)中讀出的背景噪聲電平值用于話筒102調(diào)節(jié)其增益。通過在所給出話筒增益隨噪聲電平增加而降低的查詢表當(dāng)中存儲數(shù)值，來自動補(bǔ)償電話用戶在噪雜環(huán)境中更為大聲說話的自發(fā)傾向。而且，通過降低話筒增益，來避免話筒102本身或DSP 110中的信號箝位所造成的SNR損失。
可運(yùn)算出背景噪聲電平，讀出相對應(yīng)增益電平，并連續(xù)或間歇地加到話筒102上。示范性實(shí)施例中，每2或3秒調(diào)節(jié)話筒增益，由此適應(yīng)背景噪聲電平增加和用戶話音響度相應(yīng)增加之間的典型延遲。一替代實(shí)施例中，對噪聲電平進(jìn)行檢測，并且增益每次呼叫只設(shè)定一次，或也許只在蜂窩電話加電期間設(shè)定。
本發(fā)明中，揚(yáng)聲器104的增益按與話筒增益相似方式自動調(diào)節(jié)。由背景噪聲電平檢測單元114運(yùn)算的背景噪聲電平數(shù)值用于揚(yáng)聲器增益查詢表118讀出背景噪聲電平所合適的揚(yáng)聲器增益值。圖5中示出一示范性揚(yáng)聲器增益查詢表118。揚(yáng)聲器增益查詢表118具有背景噪聲電平記錄項(xiàng)130和相對應(yīng)揚(yáng)聲器增益值記錄項(xiàng)132。揚(yáng)聲器增益值可表示用于控制揚(yáng)聲器放大器(未分開圖示)增益的電壓或電流電平。對于揚(yáng)聲器增益查詢表118不具有記錄項(xiàng)的任何噪聲電平均可采用默認(rèn)值。而且，與話筒增益查詢表116一樣，可連續(xù)或間歇訪問揚(yáng)聲器增益查詢表118，或許僅在每次呼叫或僅在加電時進(jìn)行一次。
但不同于話筒增益查詢表116較為有利地編程為所選定值隨噪聲電平的增加使增益降低，揚(yáng)聲器增益查詢表118較為有利的是編程為所選定值隨噪聲電平的增加而使增益增加。舉例來說，揚(yáng)聲器增益值可設(shè)定為按基本上與背景噪聲電平增加成正比量使增益增加。這樣，用戶就不需要用人工控制單元(未圖示)調(diào)節(jié)揚(yáng)聲器增益。而是進(jìn)行自動調(diào)節(jié)。
所說明的是配置成響應(yīng)蜂窩電話環(huán)境背景噪聲電平的增加自動使話筒增益降低并使揚(yáng)聲器增益增加的蜂窩電話示范性實(shí)施例。該示范性實(shí)施例中，話筒增益的降低和揚(yáng)聲器增益的增加均與背景噪聲電平的增加成正比。其他實(shí)施例中，可預(yù)想話筒及揚(yáng)聲器增益與背景噪聲電平間的其他關(guān)系。總體來說，可僅通過用適當(dāng)值對查詢表預(yù)先編程來采用任何所希望的關(guān)系。舉例來說，這些值可以是根據(jù)諸如簡單比例這種數(shù)學(xué)關(guān)系一開始就運(yùn)算出的。其他情形下，可通過測定實(shí)際用戶響應(yīng)背景噪聲電平的變化使其說話音量增加達(dá)到的范圍按經(jīng)驗(yàn)確定合適值?？梢岳斫猓捎脕泶_定存儲在查詢表中所用的合適值的較大范圍的可行技術(shù)，與本發(fā)明的總體原理相一致。而且，查詢表并非是必需的?？刹捎萌魏魏线m的裝置來調(diào)節(jié)話筒及揚(yáng)聲器增益。舉例來說，可將所檢測出的噪聲電平數(shù)字?jǐn)?shù)值變換為模擬電壓，根據(jù)需要經(jīng)電路處理來定標(biāo)和變換，接著直接加至話筒及揚(yáng)聲器相應(yīng)的放大器來調(diào)節(jié)增益。
按照一實(shí)施例，可對電話的常規(guī)反向鏈路電路增加一限幅器。如圖6所示，電話(未圖示)的反向鏈路電路200包括一話筒202、模擬增益邏輯電路204(通常為一常規(guī)運(yùn)算放大器)、加法器/減法器206、回聲消除濾波器208、靜態(tài)增益邏輯電路210、噪聲抑制器212、限幅器214以及模數(shù)變換器(A/D)216。
用戶對話筒202說話，其將聲音形式的語音信號轉(zhuǎn)換為電學(xué)形式的語音信號。這種語音形式送至模擬增益邏輯電路204，其將一模擬增益加至語音信號。這種語音信號接著送至A/D216，其根據(jù)包括例如脈沖編碼調(diào)制(PCM)、μ律或A律在內(nèi)的某些公知技術(shù)對模擬語音信號進(jìn)行取樣和量化，將該信號變換為數(shù)字形式。由加法器/減法器從經(jīng)數(shù)字化的語音信號當(dāng)中減去回音消除濾波器208所生成的信號，由此從語音信號當(dāng)中消除回音分量。加法器/減法器206、A/D216以及回音消除濾波器208較為有利的是相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)熟知的常規(guī)部件。
經(jīng)濾波的語音信號送至靜態(tài)增益邏輯電路210，其應(yīng)用靜態(tài)數(shù)字輸入增益來微調(diào)對語音信號的放大。本領(lǐng)域熟知實(shí)施靜態(tài)增益邏輯電路210的器件。該靜態(tài)增益較為有利的是結(jié)合一限幅器閾值來補(bǔ)償模擬增益的降低。該限幅器214較為有利的是配置成對每一所說的詞語運(yùn)作，起到防止例如大聲說話用戶所說的最大聲詞語的語音信號發(fā)生箝位這種作用。
經(jīng)放大的語音信號送至噪聲抑制器212，抑制用戶說話時接收進(jìn)入話筒202的語音信號中的背景噪聲分量。實(shí)施噪聲抑制器212的器件在本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)是熟知的。一實(shí)施例中未采用噪聲抑制器212。另一實(shí)施例中，A/D216、回聲消除濾波器208、加法器/減法器206、靜態(tài)增益邏輯電路210、噪聲抑制器212以及限幅器214均在數(shù)字信號處理器(DSP)中實(shí)施。圖6所示實(shí)施例中，由噪聲抑制器212將信號送至限幅器214。限幅器214所生成的輸出信號在調(diào)制后經(jīng)過數(shù)字通信通路發(fā)送之前送至一編碼器(未圖示)。
按照一實(shí)施例配置的限幅器214更為詳細(xì)地示于圖7中。限幅器214包括峰值測定邏輯電路300、以2為底的log邏輯電路302、加法器/減法器304、限幅器邏輯電路306、第一多路復(fù)用器308、以2為底的反log邏輯電路310、平滑邏輯電路312、延遲元件314以及第二多路復(fù)用器316。
經(jīng)數(shù)字化的語音取樣x[n]靠靜態(tài)增益邏輯電路210乘以靜態(tài)輸入增益G，該靜態(tài)增益邏輯電路210較為有利的是一常規(guī)乘法器210。該數(shù)字增益G起到對語音取樣x[n]的放大電平進(jìn)行微調(diào)或調(diào)節(jié)這種作用。該語音取樣x[n]接著送至限幅器214，它較為有利的是在DSP內(nèi)實(shí)施。該限幅器214中，所輸入的語音取樣x[n]送至峰值測定邏輯電路300和延遲元件314。
峰值測定邏輯電路300實(shí)施下面的等式來測定語音取樣x[n]的峰值x峰[n]＝(1-RT)x峰[n-1]+ATx差[n]上述等式中，語音取樣x[n]的峰值設(shè)定為等于1減去釋放時間RT的量乘以前一取樣x[n-1]再加上啟動時間與差值x差[n]的積。該差值x差[n]設(shè)定為，若該差值大于0便等于當(dāng)前語音取樣絕對值和先前語音取樣峰值之間的差值。否則該差值x差[n]便設(shè)定等于0。
計算出的峰值x峰[n]送至以2為底的log邏輯電路302，它運(yùn)算峰值x峰[n]以2為底的對數(shù)，生成一以分貝(dB)為單位的輸出信號。該dB信號送至加法器/減法器304，它從該dB信號當(dāng)中減去限幅的閾值L閾值。結(jié)果dB信號送至限幅器邏輯電路306，對該信號執(zhí)行限幅功能。信號接著送至第一乘法器308，使信號乘以一衰減(負(fù)的)斜率值-L斜率。加法器/減法器304、限幅器邏輯電路306以及第一乘法器308起到假使輸入dB值(以及輸出dB值)小于或等于限幅閾值L閾值便生成一等于所輸入dB值的輸出dB值這種作用。當(dāng)輸入dB值超出限幅閾值L閾值便使輸出信號的斜率衰減，或根據(jù)斜率值-L斜率換算，使得輸出dB值在例如輸入dB值提高20dB時增加1dB。該限幅閾值L閾值可較為有利地選擇為在用于減少飽和的數(shù)字微調(diào)之前很接近靜態(tài)增益邏輯放大器210的原始飽和點(diǎn)。該原始飽和點(diǎn)如模擬域中所實(shí)施的那樣由話筒系統(tǒng)所需的發(fā)送增益來確定。
第一乘法器308將輸出dB信號送至以2為底的反log邏輯電路310，它通過將數(shù)值2為底以dB信號值(G，以dB為單位)為次方的冪來運(yùn)算dB信號以2為底的反對數(shù)。該以2為底的反log邏輯電路310生成一輸出信號f[n]。該信號f[n]送至平滑邏輯電路312，其根據(jù)下列等式生成一平滑的輸出信號g[n]g[n]＝(1-k)g[n-1]+kf[n]其中，數(shù)值k是一平滑系數(shù)，較為有利的是選取用于優(yōu)化音頻質(zhì)量。
經(jīng)平滑的信號g[n]送至第二乘法器316。接收所輸入語音取樣x[n]的延遲元件314配置成每一語音取樣x[n]延遲時間D，從而生成延遲的輸出語音取樣x[n-D]。該延遲的語音取樣x[n-D]送至第二乘法器316。該第二乘法器316將該延遲的語音取樣x[n-D]乘以平滑函數(shù)g[n]，生成一經(jīng)限幅的輸出信號，在調(diào)制后經(jīng)數(shù)字通信信道發(fā)送之前提供給一編碼器(未圖示)。
限幅器214這樣便將信號電平限制為大致幅值為L閾值的數(shù)值。要在避免使大聲說話者飽和的情況下對輕聲的說話者提供足夠的增益，便將前端模擬增益下降一固定的dB量，并在可提供峰值儲備的場合下用數(shù)字增益G來補(bǔ)償。限幅器214接著將大聲電平減小回到數(shù)字通信信道另一端A/D216(圖6)的全工作范圍，而對輕聲的說話者給出足夠的信號-量化噪聲電平?？砂凑展腄SP技術(shù)來進(jìn)行種種數(shù)學(xué)運(yùn)算。這樣，限幅器214較為有利的是提供使所感知輸入動態(tài)范圍擴(kuò)大的能力，同時避免響的信號飽和。均可按上述實(shí)施例補(bǔ)償輸入信號電平的其他變動包括例如免提汽車套件與電話以及佩戴式話筒與對口話筒。
本領(lǐng)域技術(shù)人員將會理解，涉及反向鏈路電路的上述實(shí)施例可位于用戶對著說話的任何通信設(shè)備。同樣，這些技術(shù)人員也會理解涉及正向鏈路電路的下述實(shí)施例可位于發(fā)出聲音的任何通信設(shè)備。
按照一實(shí)施例，電話的常規(guī)正向鏈路電路400可修改為根據(jù)可用峰值儲備和背景噪聲估計值來調(diào)節(jié)電話揚(yáng)聲器音量。如圖8所示，電話(未圖示)的正向鏈路電路包括輸出濾波器402、固定增益邏輯電路404、壓縮器406、自動音量控制(AVC)邏輯電路408、用戶音量設(shè)定邏輯電路410、數(shù)模變換器(D/A)412以及揚(yáng)聲器414。
為了便于說明，還示出電話中圖6反向鏈路電路的附屬部件，包括話筒202、模擬增益邏輯電路204、A/D216、回音消除濾波器208、加法器/減法器206以及噪聲抑制器212。種種反向鏈路元件可如上面參照圖6所述的那樣起作用和實(shí)施。一實(shí)施例中，數(shù)字正向鏈路電路和數(shù)字反向鏈路電路在DSP內(nèi)實(shí)施。
圖8中在另一電話的通信信道上接收經(jīng)數(shù)字化的語音取樣x[n]，并由解碼器(未圖示)解碼。如本領(lǐng)域技術(shù)人員所理解的那樣，該語音取樣x[n]從解碼器輸出，并送至輸出濾波器402進(jìn)行合適的濾波。輸出濾波器402將經(jīng)濾波語音取樣送至固定增益邏輯電路404，它將語音取樣乘以固定增益G，生成經(jīng)放大的語音取樣。該經(jīng)放大的語音取樣送至壓縮器406，它按下面參照圖9所述的那樣對語音取樣進(jìn)行壓縮或擴(kuò)展。
經(jīng)壓縮的語音取樣送至AVC邏輯電路408。該AVC邏輯電路408還與加法器/減法器206的輸出連接。該AVC邏輯電路408從加法器/減法器206接收一以間歇方式更新的背景噪聲估計值(BNE)信號。該AVC邏輯電路408根據(jù)(從壓縮器406得到的)可用峰值儲備和(噪聲抑制前從反向鏈路電路得到的)BNE提供AVC。下面參照圖10說明可由AVC邏輯電路408進(jìn)行的示范性AVC算法。
若AVC邏輯電路408處于關(guān)閉狀態(tài)，便由用戶通過電話機(jī)上的音量控制按鈕(未圖示)以及用戶音量設(shè)定邏輯電路410來規(guī)定音量控制。若AVC邏輯電路408處于啟動狀態(tài)，該AVC邏輯408便自動響應(yīng)變化的背景噪聲電平和可用峰值儲備來提供音量控制。一實(shí)施例中，用戶可關(guān)閉或啟動該AVC模式。舉例來說，用戶可第一次以人工方式設(shè)定揚(yáng)聲器音量電平，接著啟動AVC邏輯電路408來提供此后的揚(yáng)聲器音量控制。
AVC邏輯電路408生成一音量控制信號，送至用戶音量設(shè)定邏輯電路410。用戶音量設(shè)定邏輯電路410以合適的音量電平將輸出的經(jīng)數(shù)字化語音取樣送至D/A412。該D/A412將輸出的經(jīng)數(shù)字化語音取樣變換為一模擬信號，并將該模擬信號送至揚(yáng)聲器414，它將信號轉(zhuǎn)換為用戶的音頻揚(yáng)聲器輸出信號。
一實(shí)施例中，可實(shí)施壓縮器406來提供圖9中所示的壓縮和擴(kuò)展。如圖9所示，電話機(jī)(未圖示)的正向鏈路電路包括一較為有利的是一常規(guī)乘法器404的固定增益邏輯電路404，以及一可根據(jù)需要作為壓縮器或擴(kuò)展器使用的壓縮器406。
壓縮器406包括一延遲元件500、一濾波器502、一均方根(RMS)運(yùn)算器504、對數(shù)運(yùn)算邏輯電路506、一加法器/減法器508、壓縮器邏輯電路510、第一乘法器512、反對數(shù)運(yùn)算邏輯電路514、啟動/釋放時間應(yīng)用邏輯電路516以及第二乘法器518。一替代實(shí)施例中，未采用濾波器502。
經(jīng)數(shù)字化的語音取樣x[n]送至乘法器404，它將語音取樣x[n]乘以一數(shù)字增益G。該數(shù)字增益G較為有利的是結(jié)合下面規(guī)定的壓縮閾值來選擇，以確保將最輕聲的說話者提升至所需信號電平，在峰值期間驅(qū)動壓縮器406。語音取樣x[n]接著送至壓縮器406，它較為有利的是在DSP內(nèi)實(shí)施。壓縮器406中，所輸入的語音取樣x[n]送至濾波器502和延遲元件500。該延遲元件500例如可用一輸出取樣FIFO來實(shí)施，用作對輸出信號電平進(jìn)行預(yù)測方式的控制，由此相對于發(fā)送提早啟動峰值。該濾波器502可配置成按照任何不同的公知濾波技術(shù)對語音取樣濾波。舉例來說，濾波器502為了有選擇地選取對其進(jìn)行壓縮判定的某些頻率，可配置成一帶通濾波器。一實(shí)施例中，正向鏈路電路400駐留于免提汽車套件，濾波器502起到提升嚴(yán)重失真頻率進(jìn)入壓縮器406這種作用。失真頻率超出預(yù)定閾值的任何信號頻率靠濾波器502提升。經(jīng)濾波的語音取樣送至RMS運(yùn)算器504。
RMS運(yùn)算器504實(shí)施下列等式來運(yùn)算語音取樣的RMSxRMS[n]＝(1-TAV)xRMS[n-1]+TAVx2[n]上述等式中，語音取樣x[n]的RMS值設(shè)定為等于1減去時間平均系數(shù)TAV的量乘以前一取樣x[n-1]的RMS值，再加上時間平均系數(shù)TAV與當(dāng)前語音取樣x[n]平方的積。時間平均系數(shù)TAV起到確定RMS平均速率這種作用。該語音取樣的RMS電平較為有利的是采用加到能量域信號上的第1階低通濾波器來運(yùn)算。該平滑濾波器的時間常數(shù)較為有利的是選取使得相關(guān)的最小頻率分量可對給定平滑濾波器實(shí)現(xiàn)不變的RMS輸出。作為例子，對100Hz正弦波來說，時間常數(shù)應(yīng)接近10ms。
所計算的RMS值xRMS[n]送至對數(shù)運(yùn)算邏輯電路506，它運(yùn)算RMS值xRMS[n]以2為底的對數(shù)并將所運(yùn)算的以2為底的對數(shù)值乘以0.5，生成一以分貝(dB)為單位的輸出信號。該dB信號送至加法器/減法器508，它從dB信號當(dāng)中減去一壓縮閾值C閾值。結(jié)果dB信號送至壓縮器邏輯電路510，對該信號進(jìn)行一壓縮功能。該信號接著送至第一乘法器512，使信號乘以一衰減(負(fù)的)壓縮斜率值-C斜率。若該信號的RMS電平升高超出數(shù)值C閾值，便根據(jù)數(shù)值C斜率對信號(具有合適的啟動及釋放時間)施加壓縮，該數(shù)值C斜率根據(jù)下列等式C斜率＝1-1/R將壓縮比R規(guī)定為dB比。壓縮比R可定義為所發(fā)生的全部壓縮實(shí)際上在其之上的RMS電平。應(yīng)根據(jù)歸一化所需的平均dBm0說話者話音電平來選取特定信號通路的壓縮閾值C閾值和壓縮斜率值C斜率。
第一乘法器512將該輸出的dB信號送至反對數(shù)運(yùn)算邏輯電路514，它通過將數(shù)值2為底以dB信號值(G，以dB為單位)為次方的冪來運(yùn)算dB信號以2為底的反對數(shù)。該反對數(shù)運(yùn)算邏輯電路514生成一輸出信號f[n]。該信號f[n]送至啟動/釋放時間應(yīng)用邏輯電路516，其根據(jù)下列等式生成一輸出信號g[n]g[n]＝(1-k)g[n-1]+kf[n]其中，數(shù)值k是一平滑系數(shù)，較為有利的是選取用于優(yōu)化音頻質(zhì)量。該啟動/釋放時間應(yīng)用邏輯電路516較為有利的是起到平滑的作用。采用第1階平滑函數(shù)施加啟動及釋放，以提供一平滑增益曲線用于輸出信號(數(shù)值k較為有利的是隨施加啟動還是施加釋放而變化)。啟動時間可較為有利的是設(shè)定為1毫秒(ms)，以便迅速正確地在輸入取樣中啟動峰值。釋放時間可較為有利的是設(shè)定為100和200ms之間來避免迅速的增益波動影響壓縮器406的質(zhì)量。一實(shí)施例中采用1ms的預(yù)計延時來放寬啟動時間。另一實(shí)施例中用遲滯實(shí)現(xiàn)啟動及釋放來防止輸入信號的振蕩影響輸出增益曲線。
經(jīng)平滑的信號g[n]送至第二乘法器518。接收所輸入的語音取樣x[n]的延遲單元500配置成使每一語音取樣x[n]延遲時間D，從而生成延遲的輸出語音取樣x[n-D]。該延遲的語音取樣x[n-D]送至第二乘法器518。第二乘法器518將延遲的語音取樣x[n-D]乘以平滑函數(shù)g[n]，生成一經(jīng)壓縮的輸出信號提供給AVC邏輯電路408(圖8)。
壓縮邏輯電路510還可以通過將加法器/減法器508配置成從一擴(kuò)展閾值E閾值當(dāng)中減去dB信號并使第一乘法器512配置成將該信號乘以一正的擴(kuò)展斜率值E斜率來作為一擴(kuò)展器邏輯電路使用。該加法器/減法器508以及第一乘法器512可較為有利的是以可編程方式重新配置，使得壓縮器邏輯電路510可起到壓縮和擴(kuò)展這兩種作用。若信號的RMS值低于數(shù)值E閾值，便根據(jù)規(guī)定擴(kuò)展器比為dB之比的數(shù)值E斜率對信號施加擴(kuò)展。
按照一實(shí)施例，AVC算法為了跟蹤反向鏈路環(huán)境條件并自動調(diào)節(jié)正向鏈路音量以給用戶一適當(dāng)?shù)囊袅侩娖?，?zhí)行圖10流程圖中所示的各個步驟。較為有利的是，用戶可設(shè)定一所需的音量電平設(shè)定點(diǎn)，接著根據(jù)需要忽略音量控制，該音量控制以后是自動進(jìn)行的。圖10中該AVC算法與壓縮器406(參見圖9)結(jié)合起作用，該壓縮器將信號電平限制為可編程壓縮閾值C閾值以上的小范圍。該可用無失真峰值儲備取決于壓縮閾值C閾值。
按照圖10流程圖，AVC算法在步驟600中獲得一背景噪聲估計(BNE)(dB值)。AVC算法接著進(jìn)入到步驟602。步驟602中，AVC算法將BNE與第一可調(diào)閾值T3(以dB為單位)相比較。若BNE大于第一可調(diào)閾值T3，AVC算法便進(jìn)入到步驟604。但另一方面，若BNE并非大于第一可調(diào)閾值T3，AVC算法便進(jìn)入到步驟606。
步驟604中當(dāng)前取樣即目標(biāo)[n]的音量目標(biāo)值設(shè)定為等于第一預(yù)定增益值G3。AVC算法接著進(jìn)入到步驟608。一實(shí)施例中，第一預(yù)定增益值G3設(shè)定為18dB以便對高噪聲環(huán)境提供足夠音量。
步驟606中AVC算法從第一可調(diào)閾值T3當(dāng)中減去遲滯值H(以dB為單位)，并將該結(jié)果差值與BNE相比較。若BNE大于第一可調(diào)閾值T3和遲滯值H兩者的差，該AVC算法便進(jìn)入到步驟610。另一方面，若BNE并非大于第一可調(diào)閾值T3和遲滯值H兩者的差，該AVC算法便進(jìn)入到步驟612。遲滯值H起到阻止增益隨BNE的瞬時變化而波動這種作用。
步驟610中，AVC算法將前一取樣即目標(biāo)[n-1]的音量目標(biāo)值與第一預(yù)定增益值G3相比較。若前一取樣即目標(biāo)[n-1]的音量目標(biāo)值等于第一預(yù)定增益值G3，AVC算法便進(jìn)入到步驟604。另一方面，若前一取樣即目標(biāo)[n-1]的音量目標(biāo)值并非等于第一預(yù)定增益值G3，AVC算法便進(jìn)入到步驟614。
步驟612中，AVC算法將BNE與第二可調(diào)閾值T2(以dB為單位)相比較。若BNE大于第二可調(diào)閾值T2，AVC算法便進(jìn)入到步驟614。另一方面，若BNE并非大于第二可調(diào)閾值T2，AVC算法便進(jìn)入到步驟616。
步驟614中，當(dāng)前取樣即目標(biāo)[n]的音量目標(biāo)值設(shè)定為等于第二預(yù)定增益值G2。該AVC算法接著進(jìn)入到步驟608。一實(shí)施例中第二預(yù)定增益值G2設(shè)定為12dB以便對中度噪聲環(huán)境提供足夠音量。
步驟616中，AVC算法從第二可調(diào)閾值T2當(dāng)中減去遲滯值H，并將這種結(jié)果差與BNE相比較。若BNE大于第二可調(diào)閾值T2和遲滯值H兩者的差，該AVC算法便進(jìn)入到步驟608。另一方面，若BNE并非大于第二可調(diào)閾值T2和遲滯值H兩者的差，該AVC算法便進(jìn)入到步驟620。
步驟618中，AVC算法將前一取樣即目標(biāo)[n-1]的音量目標(biāo)值與第二預(yù)定增益值G2相比較。若前一取樣即目標(biāo)[n-1]的音量目標(biāo)值等于第二預(yù)定增益值G2，AVC算法便進(jìn)入到步驟604。另一方面，若前一取樣即目標(biāo)[n-1]的音量目標(biāo)值并非等于第二預(yù)定增益值G2，AVC算法便進(jìn)入到步驟622。
步驟620中，AVC算法將BNE與第三可調(diào)閾值T1(以dB為單位)相比較。若BNE大于第三可調(diào)閾值T1，AVC算法便進(jìn)入到步驟622。另一方面，若BNE并非大于第三可調(diào)閾值T1，AVC算法便進(jìn)入到步驟624。
步驟622中，當(dāng)前取樣即目標(biāo)[n]的音量目標(biāo)值設(shè)定為等于第三預(yù)定增益值G1。該AVC算法接著進(jìn)入到步驟608。一實(shí)施例中第三預(yù)定增益值G1設(shè)定為6dB以便對中低噪聲環(huán)境提供足夠音量。
步驟624中，AVC算法從第三可調(diào)閾值T1當(dāng)中減去遲滯值H，并將這種結(jié)果差與BNE相比較。若BNE大于第三可調(diào)閾值T1和遲滯值H兩者的差，該AVC算法便進(jìn)入到步驟626。另一方面，若BNE并非大于第三可調(diào)閾值T1和遲滯值H兩者的差，該AVC算法便進(jìn)入到步驟628。
步驟626中，AVC算法將前一取樣即目標(biāo)[n-1]的音量目標(biāo)值與第三預(yù)定增益值G1相比較。若前一取樣即目標(biāo)[n-1]的音量目標(biāo)值等于第三預(yù)定增益值G1，AVC算法便進(jìn)入到步驟622。另一方面，若前一取樣即目標(biāo)[n-1]的音量目標(biāo)值并非等于第三預(yù)定增益值G1，AVC算法便進(jìn)入到步驟628。步驟628中，當(dāng)前取樣即目標(biāo)[n]的音量目標(biāo)值設(shè)定為等于0dB，即不對該信號施加增益。AVC算法接著進(jìn)入到步驟608。
步驟608中，壓縮閾值C閾值與數(shù)字峰值儲備控制參數(shù)即AVC_Headroom相加生成第一和值。當(dāng)前取樣即目標(biāo)[n]的音量目標(biāo)值與當(dāng)前音量電平相加生成第二和值。將該第一與第二和值彼此比較。若第一和值大于第二和值，AVC算法便進(jìn)入到步驟630。另一方面，若第一和值并非大于第二和值，AVC算法進(jìn)入到步驟632。
步驟630中，AVC算法將壓縮閾值C閾值與數(shù)字峰值儲備控制參數(shù)即AVC_Headroom相加生成第一和值，接著從第一和值當(dāng)中減去當(dāng)前音量值生成一差值。當(dāng)前取樣即目標(biāo)[n]的音量目標(biāo)值設(shè)定為等于該差值的音量目標(biāo)值。該AVC算法接著進(jìn)入到步驟632。應(yīng)該指出，總體增益受到(壓縮器(未圖示)所給出的)可用數(shù)字峰值儲備和控制參數(shù)AVC_Headroom的限制。從可用峰值儲備當(dāng)中減去峰值儲備控制參數(shù)AVC_Headroom來限制可用的總體增益。因?yàn)閴嚎s閾值C閾值、峰值儲備控制參數(shù)AVC_Headroom以及當(dāng)前音量電平的和值限制為低于0dBm0的數(shù)值，所以確保沒有數(shù)字箝位。
步驟632中，時間平均系數(shù)TAV與當(dāng)前取樣目標(biāo)[n]的音量目標(biāo)值的乘積，再同1減去時間平均系數(shù)TAV的量與前一取樣的自動增益控制(AGC)數(shù)值即AGCVol增益[n-1]的乘積相加。所得到的和值設(shè)定為等于當(dāng)前取樣的AGC值即AGCVol增益[n]。該AVC算法接著進(jìn)入到步驟634。步驟634中，AVC算法對當(dāng)前取樣施加音量控制。
參照圖10說明的實(shí)施例中，采用3個可調(diào)閾值和3個預(yù)定增益值。對本領(lǐng)域技術(shù)人員顯然清楚，可采用任何合理個數(shù)的可調(diào)閾值和預(yù)定增益值。一替代實(shí)施例中，例如可采用7個可調(diào)閾值和7個預(yù)定增益值。
一實(shí)施例中，AVC處于啟動狀態(tài)時，對用戶提供的設(shè)定點(diǎn)規(guī)定為與周圍環(huán)境狀況無關(guān)的用戶所希望的音量電平。下面表1中示出示范性的設(shè)定。
表1
表1中，壓縮閾值C閾值設(shè)定為-9dBm0，就用戶設(shè)定的高、中、低來說音量電平分別設(shè)定為6、4、2。音量設(shè)定采取在0dB處開始每檔3dB，即設(shè)定7為0dB，設(shè)定6為-3dB，設(shè)定5為-6dB，依此類推。任何設(shè)定中，用戶處于高噪聲周圍環(huán)境時，AVC算法對信號電平再給出另外12dB增益。同樣，處于中級噪聲周圍環(huán)境時，AVC算法對信號電平再給出另外6dB增益。描述安靜噪聲周圍環(huán)境的列等效于AVC關(guān)閉模式。應(yīng)理解，可采用除了這三級(高、中、低)以外的任何個數(shù)的設(shè)定點(diǎn)。
一實(shí)施例中，AVC邏輯電路諸如上面參照圖8說明的AVC邏輯電路可結(jié)合可變速率語音編碼器諸如美國專利U.S.Pat.No.5,414,796中說明的可變速率CELP編解碼器一起使用，上述專利轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明受讓人，并通過在此引用作為全面參照。如上所述，當(dāng)輸入語音取樣乘以固定數(shù)字增益G時，取樣幅值便提高。壓縮閾值C閾值作為取樣電平上的平滑頂。但對無語音(寂靜)取樣來說，所增加的增益會給用戶帶來相對較響的背景噪聲。因此，用戶會感覺出較低的信噪比(SNR)。但可利用所保留的語音編解碼器知識來判斷哪些取樣幀按1/8速率編碼/解碼(即哪些幀屬于無語音幀)。因而，為了補(bǔ)償寂靜期間背景噪聲的相對增加，按1/8速率編碼/解碼的每一幀并不乘以固定的數(shù)字增益G。
這樣就說明了一種新穎、改進(jìn)的移動電話內(nèi)話筒及揚(yáng)聲器增益的自動調(diào)節(jié)方法和裝置。本領(lǐng)域技術(shù)人員會理解，結(jié)合在此披露的實(shí)施例所說明的種種示意性邏輯模塊和算法步驟均可以在數(shù)字信號處理器(DSP)、專用集成電路(ASIC)、分立門器件或晶體管邏輯電路、分立硬件部件(諸如寄存器和FIFO、執(zhí)行一組固件指令的處理器、或任何常規(guī)可編程軟件模塊和處理器)內(nèi)實(shí)施。該處理器可較為有利的為微處理器，但作為替代，該處理器可以為任何常規(guī)處理器、控制器、微控制器或狀態(tài)機(jī)。軟件模塊可駐留在RAM存儲器、快閃存儲器、寄存器或本領(lǐng)域公知的任何形式的可寫存儲媒體。技術(shù)人員會進(jìn)一步理解，整個上面說明中所引用的數(shù)據(jù)、指令、命令、信息、信號、位、碼元以及碼片均可由電壓、電流、電磁波、磁場或粒子、光場或粒子、或其任意組合來表示。
前面所提供的對較佳實(shí)施例的說明能夠使本領(lǐng)域技術(shù)人員制作或利用本發(fā)明。對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，對上述實(shí)施例的種種修改將會很顯然，在此限定的總體原理可在不需要發(fā)明構(gòu)思的情況下應(yīng)用于其他實(shí)施例。這樣，本發(fā)明并非用于限定為在此示出的實(shí)施例，而是要符合與在此披露的原理和新穎特征相一致的最大保護(hù)范圍。我們請求
權(quán)利要求
1.一種移動電話揚(yáng)聲器增益調(diào)整裝置，其特征在于，所述裝置包括檢測移動電話工作環(huán)境的背景噪聲電平的裝置；以及根據(jù)所檢測出的背景噪聲電平設(shè)定移動電話揚(yáng)聲器增益的裝置。
2.一種通信設(shè)備揚(yáng)聲器音量電平自動設(shè)定方法，其特征在于，包括下列步驟獲得一表示可用峰值儲備的數(shù)字?jǐn)?shù)值；估計一背景噪聲電平；以及根據(jù)該數(shù)字?jǐn)?shù)值和估計步驟的結(jié)果調(diào)節(jié)揚(yáng)聲器音量電平。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，該調(diào)節(jié)步驟包括僅當(dāng)估計步驟結(jié)果超過一預(yù)定值才根據(jù)數(shù)字?jǐn)?shù)值調(diào)節(jié)揚(yáng)聲器音量電平。
4.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，還包括對寂靜期間估計步驟結(jié)果的相對增加進(jìn)行補(bǔ)償?shù)牟襟E。
5.一種通信設(shè)備揚(yáng)聲器音量電平自動設(shè)定器，其特征在于，包括獲得一表示可用峰值儲備的數(shù)字?jǐn)?shù)值的裝置；估計一背景噪聲電平的裝置；以及根據(jù)該數(shù)字?jǐn)?shù)值和估計步驟的結(jié)果調(diào)節(jié)揚(yáng)聲器音量電平的裝置。
6.如權(quán)利要求5所述的設(shè)定器，其特征在于，該調(diào)節(jié)裝置包括僅當(dāng)背景噪聲估計值超過一預(yù)定值才根據(jù)數(shù)字?jǐn)?shù)值調(diào)節(jié)揚(yáng)聲器音量電平的裝置。
7.如權(quán)利要求5所述的設(shè)定器，其特征在于，還包括對安靜期間背景噪聲估計值的相對增加進(jìn)行補(bǔ)償?shù)难b置。
8.一種自動音量控制器，其特征在于，包括配置為提供一表示可用峰值儲備的數(shù)字?jǐn)?shù)值的壓縮器；以及與該壓縮器連接并配置成接收壓縮器的數(shù)字?jǐn)?shù)值的增益控制邏輯電路，該增益控制邏輯電路進(jìn)一步配置成接收背景噪聲估計值，并根據(jù)背景噪聲估計值和可用峰值儲備來調(diào)節(jié)音量電平。
9.如權(quán)利要求8所述的自動音量控制器，其特征在于，增益控制邏輯電路進(jìn)一步配置成僅當(dāng)背景噪聲估計值超過一預(yù)定值才調(diào)節(jié)音量電平。
10.如權(quán)利要求8所述的自動音量控制器，其特征在于，還包括配置成對寂靜期間背景噪聲估計值的相對增加進(jìn)行補(bǔ)償?shù)倪壿嬰娐贰?br> 11.一種移動電話自動音量控制器，其特征在于，包括在電話工作環(huán)境中根據(jù)所檢測的背景噪聲電平對該電話生成一話筒增益調(diào)節(jié)的裝置；以及接收一聲音信號并根據(jù)所述話筒增益調(diào)節(jié)放大該聲音信號的話筒。
12.一種移動電話話筒增益調(diào)節(jié)裝置，其特征在于，所述裝置包括檢測移動電話工作環(huán)境背景噪聲電平的裝置；以及根據(jù)所檢測的背景噪聲電平設(shè)定移動電話話筒增益的裝置。
13.如權(quán)利要求12所述的裝置，其特征在于，設(shè)定話筒增益的裝置工作時響應(yīng)背景噪聲電平的增加使該增益降低。
14.如權(quán)利要求12所述的裝置，其特征在于，設(shè)定話筒增益的裝置工作時將增益設(shè)定為與背景噪聲電平成反比的電平。
15.如權(quán)利要求12所述的裝置，其特征在于，還包括根據(jù)背景噪聲電平設(shè)定移動電話揚(yáng)聲器增益的裝置。
16.如權(quán)利要求15所述的裝置，其特征在于，設(shè)定移動電話揚(yáng)聲器增益的裝置工作時響應(yīng)背景噪聲電平的增加使揚(yáng)聲器增益增加。
17.一種移動電話話筒增益調(diào)節(jié)裝置，其特征在于，所述裝置包括背景噪聲檢測單元；話筒增益控制單元；以及一調(diào)節(jié)單元，配置成利用話筒增益控制單元根據(jù)背景噪聲電平檢測單元檢測出的背景噪聲電平調(diào)節(jié)話筒增益。
18.如權(quán)利要求17所述的裝置，其特征在于，調(diào)節(jié)單元工作時響應(yīng)背景噪聲電平的增加使增益降低。
19.如權(quán)利要求17所述的裝置，其特征在于，調(diào)節(jié)單元工作時將話筒增益設(shè)定為與背景噪聲電平成反比的電平。
20.如權(quán)利要求17所述的裝置，其特征在于，還包括揚(yáng)聲器；以及揚(yáng)聲器增益控制單元，其中，調(diào)節(jié)單元也配置成利用揚(yáng)聲器增益控制單元根據(jù)所檢測出的背景噪聲電平調(diào)節(jié)電話揚(yáng)聲器增益。
21.如權(quán)利要求20所述的裝置，其特征在于，調(diào)節(jié)單元工作時響應(yīng)背景噪聲電平的增加使揚(yáng)聲器增益增加。
22.如權(quán)利要求17所述的裝置，其特征在于，調(diào)節(jié)單元是一數(shù)字信號處理器。
23.如權(quán)利要求22所述的裝置，其特征在于，數(shù)字信號處理單元包括一話筒增益查詢表。
24.一種用于移動電話的方法，其特征在于，包括下列步驟檢測移動電話工作環(huán)境的背景噪聲電平；以及根據(jù)所檢測出的背景噪聲電平對移動電話設(shè)定話筒增益。
25.如權(quán)利要求24所述的方法，其特征在于，設(shè)定話筒增益的步驟執(zhí)行時響應(yīng)背景噪聲電平的增加使增益降低。
26.如權(quán)利要求24所述的方法，其特征在于，設(shè)定話筒增益的步驟執(zhí)行時將增益設(shè)定為與背景噪聲電平成反比的電平。
27.如權(quán)利要求24所述的方法，其特征在于，還包括根據(jù)背景噪聲電平設(shè)定移動電話揚(yáng)聲器增益的步驟。
28.如權(quán)利要求27所述的方法，其特征在于，設(shè)定移動電話揚(yáng)聲器增益的步驟執(zhí)行時響應(yīng)背景噪聲電平的增加使增益增加。
29.一種通信設(shè)備話筒增益調(diào)節(jié)器，其特征在于，包括與話筒連接的可調(diào)節(jié)數(shù)字增益邏輯電路；以及與該可調(diào)節(jié)數(shù)字增益邏輯電路連接的限幅器，該限幅器配置成對輸入至話筒的語音信號進(jìn)行峰值檢測。
30.如權(quán)利要求29所述的調(diào)節(jié)器，其特征在于，還包括一與可調(diào)節(jié)數(shù)字增益邏輯電路和限幅器連接的噪聲抑制器。
31.如權(quán)利要求29所述的調(diào)節(jié)器，其特征在于，還包括與話筒連接的模擬增益邏輯電路以及與該模擬增益邏輯電路連接的模數(shù)變換器。
32.如權(quán)利要求29所述的調(diào)節(jié)器，其特征在于，限幅器配置成根據(jù)下列等式進(jìn)行峰值檢測x峰[n]＝(1-RT)x峰[n-1]+ATx差[n]其中，x峰[n]是經(jīng)數(shù)字化的語音取樣x[n]的峰值，RT是釋放時間值，AT是啟動時間值，x峰[n-1]是前一個經(jīng)數(shù)字化的語音取樣x[n-1]的峰值，x差[n]是差值，若經(jīng)數(shù)字化的語音取樣x[n]的絕對值與前一個經(jīng)數(shù)字化的語音取樣x[n-1]的峰值x[n-1]之差大于0，差值x差[n]便等于經(jīng)數(shù)字化的語音取樣x[n]的絕對值與前一個經(jīng)數(shù)字化的語音取樣x[n-1]的峰值x[n-1]之差，以及若經(jīng)數(shù)字化的語音取樣x[n]的絕對值與前一個經(jīng)數(shù)字化的語音取樣x[n-1]的峰值x[n-1]之差不大于0，該差值x差[n]便等于0。
33.一種通信設(shè)備話筒增益調(diào)節(jié)器，其特征在于，包括對輸入至話筒的信號施加數(shù)字增益的裝置；以及限制該數(shù)字增益的裝置，該限制裝置配置成對該信號進(jìn)行峰值檢測。
34.如權(quán)利要求33所述的調(diào)節(jié)器，其特征在于，還包括抑制噪聲的裝置以及將信號數(shù)字化以便由此生成數(shù)字化取樣的裝置。
35.如權(quán)利要求34所述的調(diào)節(jié)器，其特征在于，限制裝置配置成根據(jù)下列等式進(jìn)行峰值檢測x峰[n]＝(1-RT)x峰[n-1]+ATx差[n]其中，x峰[n]是經(jīng)數(shù)字化的取樣x[n]的峰值，RT是釋放時間值，AT是啟動時間值，x峰[n-1]是前一個經(jīng)數(shù)字化的取樣x[n-1]的峰值，x差[n]是差值，若經(jīng)數(shù)字化的取樣x[n]的絕對值與前一個經(jīng)數(shù)字化的取樣x[n-1]的峰值x[n-1]之差大于0，差值X差[n]便等于經(jīng)數(shù)字化的取樣x[n]的絕對值與前一個經(jīng)數(shù)字化的取樣x[n-1]的峰值x[n-1]之差，以及若經(jīng)數(shù)字化的取樣x[n]的絕對值與前一個經(jīng)數(shù)字化的取樣x[n-1]的峰值x[n-1]之差不大于0，該差值x差[n]便等于0。
36.一種通信設(shè)備話筒增益調(diào)節(jié)方法，其特征在于，包括下列步驟對輸入至話筒的信號施加數(shù)字增益；以及限制該數(shù)字增益。
37.如權(quán)利要求36所述的方法，其特征在于，該限制步驟包括對信號進(jìn)行峰值檢測的步驟。
38.如權(quán)利要求36所述的方法，其特征在于，還包括抑制噪聲并將信號數(shù)字化以便由此生成數(shù)字化取樣的步驟。
39.如權(quán)利要求38所述的方法，其特征在于，限制步驟包括根據(jù)下列等式進(jìn)行峰值檢測x峰[n]＝(1-RT)x峰[n-1]+ATx差[n]其中，x峰[n]是經(jīng)數(shù)字化的取樣x[n]的峰值，RT是釋放時間值，AT是啟動時間值，x峰[n-1]是前一個經(jīng)數(shù)字化的取樣x[n-1]的峰值，x差[n]是差值，若經(jīng)數(shù)字化的取樣x[n]的絕對值與前一個經(jīng)數(shù)字化的取樣x[n-1]的峰值x[n-1]之差大于0，差值x差[n]便等于經(jīng)數(shù)字化的取樣x[n]的絕對值與前一個經(jīng)數(shù)字化的取樣x[n-1]的峰值x[n-1]之差，以及若經(jīng)數(shù)字化的取樣x[n]的絕對值與前一個經(jīng)數(shù)字化的取樣x[n-1]的峰值x[n-1]之差不大于0，該差值x差[n]便等于0。
40.一種移動通信設(shè)備中揚(yáng)聲器失真的控制方法，其特征在于，包括下列步驟若某些頻率的失真電平超出預(yù)定閾值便對信號中這些頻率濾波；壓縮該信號；以及將該信號送至一揚(yáng)聲器。
41.如權(quán)利要求40所述的方法，其特征在于，該移動通信設(shè)備是一免提汽車套件。
42.如權(quán)利要求40所述的方法，其特征在于，還包括使信號擴(kuò)展的步驟。
43.一種移動通信設(shè)備中揚(yáng)聲器失真的控制裝置，其特征在于，包括若某些頻率的失真電平超出預(yù)定閾值便對信號中這些頻率濾波的裝置；壓縮該信號的裝置；以及將該信號送至一揚(yáng)聲器的裝置。
44.如權(quán)利要求43所述的裝置，其特征在于，該移動通信設(shè)備是一免提汽車套件。
45.如權(quán)利要求43所述的裝置，其特征在于，壓縮裝置還包括使信號擴(kuò)展的裝置。
46.一種移動通信設(shè)備中揚(yáng)聲器失真的控制裝置，其特征在于，包括配置成若某些頻率的失真電平超出預(yù)定閾值便對信號中這些頻率濾波的均衡濾波器；與該均衡濾波器連接的壓縮器；以及與該壓縮器連接的揚(yáng)聲器。
47.如權(quán)利要求46所述的裝置，其特征在于，該移動通信設(shè)備是一免提汽車套件。
48.如權(quán)利要求46所述的裝置，其特征在于，該壓縮器包括配置成壓縮信號的邏輯電路以及配置成使信號擴(kuò)展的邏輯電路。
全文摘要
移動電話(100)具有根據(jù)對蜂窩電話(100)所工作環(huán)境檢測出的噪聲電平自動調(diào)節(jié)電話(100)的話筒(102)增益的能力。話筒(102)的增益隨噪聲電平的增加自動降低,來補(bǔ)償電話(100)用戶在噪雜環(huán)境中更為大聲說話的自發(fā)傾向。示范性實(shí)施例中,蜂窩電話(100)所包括的數(shù)字信號處理器(110)配置成或編程為將所檢測出的噪聲電平應(yīng)用于使各種噪聲電平與合適的揚(yáng)聲器(104)及話筒(102)增益電平相關(guān)聯(lián)的查詢表(116、118)。而且,示范性實(shí)施例中,移動電話(100)包括一揚(yáng)聲器(104),該揚(yáng)聲器(104)的增益調(diào)節(jié)為響應(yīng)背景噪聲電平的增加而增加。無線通信設(shè)備(100)的揚(yáng)聲器(104)增益的自動調(diào)節(jié)方法包括下列步驟:獲得一表示可用峰值儲備的數(shù)字?jǐn)?shù)值;估計背景噪聲電平;以及根據(jù)背景噪聲估計值和可用峰值儲備調(diào)節(jié)音量。舉例來說,這樣蜂窩電話(100)上便不再需要人工音量控制按鈕。
文檔編號H04M1/60GK1390383SQ00805802
公開日2003年1月8日 申請日期2000年3月29日 優(yōu)先權(quán)日1999年3月30日
發(fā)明者S·古普塔, A·P·毛羅, A·P·德雅科 申請人:高通股份有限公司