在具有適應(yīng)性噪音消除（anc）的個人語音設(shè)備中的帶限抗噪音的制作方法
【專利摘要】一種個人語音設(shè)備，例如無線電話，包括噪音消除電路，其適應(yīng)性地從參考麥克風(fēng)信號產(chǎn)生抗噪音信號，并且將該抗噪音信號注入到揚聲器或其他傳感器輸出以導(dǎo)致周圍語音聲音的消除。誤差麥克風(fēng)提供在揚聲器附近以測量傳感器的輸出以便控制抗噪音信號的調(diào)適和以估計從噪音消除電路穿過傳感器的電聲音路徑。適應(yīng)性地產(chǎn)生抗噪音信號來使在誤差麥克風(fēng)處的周圍語音聲音最小化。執(zhí)行適應(yīng)性噪音消除（ANC）功能的處理電路還過濾參考麥克風(fēng)信號和/或誤差麥克風(fēng)信號的一個或兩者，以偏置適應(yīng)性濾波器在一個或多個頻率區(qū)域中的調(diào)適，以改變在誤差麥克風(fēng)處的周圍語音聲音的最小化程度。
【專利說明】在具有適應(yīng)性噪音消除(ANC)的個人語音設(shè)備中的帶限抗噪音
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明總體上涉及包括噪音消除的人語音設(shè)備例如無線電話，并且更具體地，涉及一種在其中通過過濾一個或多個適應(yīng)性輸入偏置抗噪音信號的個人語音設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]無線電話例如移動電話/蜂窩式電話、無繩電話及其他消費性語音裝置例如mp3播放器和聽筒或耳機應(yīng)用廣泛。可通過使用麥克風(fēng)量測周圍聲事件及隨后使用信號處理將抗噪音信號插入至裝置的輸出中以消除周圍聲事件提供噪音消除而改進這些裝置在清晰度方面的效能。
[0003]抗噪音信號可以利用考慮在語音環(huán)境中的改變的適應(yīng)性濾波器來產(chǎn)生。然而，由于適應(yīng)性濾波器作用來使在其他頻率處的噪音或其他語音事件的幅度下降，適應(yīng)性噪音消除會導(dǎo)致在某些頻率處明顯噪音的増加，其會導(dǎo)致在個人語音設(shè)備中出現(xiàn)不期望的表現(xiàn)。
[0004]因此，需提供ー種個人語音設(shè)備，包括無線電話，其可以在變化的聲環(huán)境中提供噪音消除，在減少在其他頻率中的明顯噪音時，避免有關(guān)在ー些頻率帶中明顯噪音増大的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]以ー種個人語音設(shè)備、ー種操作方法及ー種集成電路完成提供在可變聲環(huán)境中提供噪音消除的個人語音設(shè)備的上述目的。所述方法是個人語音設(shè)備和可以結(jié)合到該個人語音設(shè)備中的集成電路的操作方法。
[0006]個人語音設(shè)備包含外殼，傳感器安裝在外売上用于重現(xiàn)包含用于對聽者重播的源語音及用于對抗周圍語音聲音在傳感器的聲輸出中的影響的抗噪音信號兩者的語音信號。參考麥克風(fēng)安裝在外売上以提供指示周圍語音聲音的參考麥克風(fēng)信號。個人語音設(shè)備進一步包含外殼內(nèi)的適應(yīng)性噪音消除(ANC)處理電路，用于適應(yīng)性地從參考麥克風(fēng)信號產(chǎn)生抗噪音信號。包含誤差麥克風(fēng)用于控制抗噪音信號的調(diào)適以消除周圍語音聲音以及用于校正從處理電路的輸出穿過傳感器的電聲音路徑。產(chǎn)生抗噪音以便在誤差麥克風(fēng)處最小化周圍語音聲音。過濾參考麥克風(fēng)信號和/或誤差麥克風(fēng)信號的一個或兩者來加權(quán)ー個或多個頻率區(qū)域，以便改變在ー個或多個頻率區(qū)域中的周圍語音聲音的最小化程度。
[0007]如附圖所示，可更具體地從本發(fā)明的優(yōu)選實施例的下列描述中了解本發(fā)明的上述及其他目的、特征及優(yōu)點。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1為根據(jù)本發(fā)明的實施例的無線電話10的圖解。
[0009]圖2為根據(jù)本發(fā)明的實施例的無線電話10內(nèi)的電路的方框圖。
[0010]圖3為描繪根據(jù)本發(fā)明的實施例的圖2的編解碼器(CODEC)集成電路20的ANC電路30內(nèi)的信號處理電路及功能塊的方框圖。
[0011]圖4為描繪根據(jù)本發(fā)明的集成電路內(nèi)的信號處理電路及功能塊的方框圖。
【具體實施方式】
[0012]本發(fā)明涵蓋噪音消除技術(shù)及可在例如無線電話的個人語音設(shè)備中實施的電路。個人語音設(shè)備包含適應(yīng)性噪音消除(ANC)電路，該適應(yīng)性噪音消除(ANC)電路測量周圍聲環(huán)境并產(chǎn)生注入揚聲器(或其他傳感器)輸出中以消除周圍聲音事件的適應(yīng)性抗噪音信號。提供參考麥克風(fēng)以測量周圍聲環(huán)境，并且包含誤差麥克風(fēng)以控制抗噪音信號的調(diào)適來消除周圍語音事件以及以提供從ANC電路的輸出穿過揚聲器的電聲音路徑的估計。適應(yīng)性濾波器通過利用適應(yīng)性濾波器從參考麥克風(fēng)信號產(chǎn)生抗噪音信號來最小化在誤差麥克風(fēng)信號處的周圍語音事件。適應(yīng)性濾波器的系數(shù)控制輸入由參考麥克風(fēng)信號和誤差麥克風(fēng)信號提供。ANC處理電路通過過濾提供給適應(yīng)性濾波器的系數(shù)控制輸入的參考麥克風(fēng)信號和誤差麥克風(fēng)信號的一個或兩者來避免使參考麥克風(fēng)信號的特定頻率暴增，從而増大在那些頻率處的噪音，以便改變在誤差麥克風(fēng)處的周圍語音聲音的最小化程度。通過改變最小化程度，可以阻止特定頻率的暴増。
[0013]現(xiàn)參考圖1，根據(jù)本發(fā)明的實施例所示的無線電話10展示為鄰近人的耳部5。所示的無線電話10為可采用根據(jù)本發(fā)明的實施例的技術(shù)的裝置的實例，但是應(yīng)了解并非需要所示的無線電話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以實踐申請專利范圍中所述的本發(fā)明。無線電話10包含傳感器，例如揚聲器SPKR，其重現(xiàn)無線電話10所接收的遠端語音連同其他本端語音事件例如鈴聲、所儲存的語音節(jié)目材料、近端語音(即無線電話10的使用者的語音)的注入以提供平衡的會話感知及需通過無線電話10重現(xiàn)的其他語音，例如來自網(wǎng)頁的源或無線電話10所接收的其他網(wǎng)絡(luò)通信及語音指示，例如電池低及其他系統(tǒng)事件通告。提供近端語音麥克風(fēng)NS以捕捉近端語音，該近端語音從無線電話10傳輸至其他會話參與者。
[0014]無線電話10包含適應(yīng)性噪音消除(ANC)電路及特征，它們將抗噪音信號注入至揚聲器SPKR中以改進遠端語音及揚聲器SPKR所重現(xiàn)的其他語音的清晰度。參考麥克風(fēng)R提供用于測量周圍聲環(huán)境且為定位為遠離使用者的嘴部的典型位置，使得近端語音在參考麥克風(fēng)R所產(chǎn)生的信號中最小化。提供第三麥克風(fēng)(誤差麥克風(fēng)E)以通過當(dāng)無線電話10緊鄰耳部5時提供周圍語音與在誤差麥克風(fēng)參考位置ERP處靠近耳部5的揚聲器SPKR所重現(xiàn)的語音的組合的測量而進ー步改進ANC操作。無線電話10內(nèi)的例示性電路14包含ー語音編解碼器(CODEC)集成電路20，該語音CODEC集成電路20接收來自參考麥克風(fēng)R、近端語音麥克風(fēng)NS及誤差麥克風(fēng)E的信號。語音CODEC集成電路20與其他集成電路例如含有無線電話收發(fā)器的射頻(RF)集成電路12對接。在本發(fā)明的其他實施例中，本文所掲示的電路及技術(shù)可結(jié)合到單個集成電路，該單個集體電路含有用于實施整個個人語音設(shè)備，例如MP3播放器單晶片集成電路的控制電路及其他功能性。
[0015]—般而言，本發(fā)明的ANC技術(shù)測量影響參考麥克風(fēng)R上的環(huán)境聲事件(與揚聲器SPKR和/或近端語音的輸出相反)且也通過測量影響誤差麥克風(fēng)E上的相同環(huán)境聲事件，所示的無線電話10的ANC處理電路調(diào)適從參考麥克風(fēng)R的輸出產(chǎn)生的抗噪音信號為具有使誤差麥克風(fēng)E上、即在誤差麥克風(fēng)參考位置ERP處的環(huán)境聲音事件的振幅最小化的特性。由于聲路徑P(Z)從參考麥克風(fēng)R延伸至誤差麥克風(fēng)E，所以ANC電路實質(zhì)上估計聲路徑P(Z)結(jié)合去除電聲路徑S(Z)的影響，該電聲路徑S(Z)代表CODEC集成電路20的語音輸出電路的響應(yīng)及揚聲器SPKR的聲/電轉(zhuǎn)移函數(shù)(包含特定聲環(huán)境中揚聲器SPKR與誤差麥克風(fēng)E之間的耦合)，其受耳部5及其他實物的近接性和結(jié)構(gòu)和當(dāng)無線電話未牢固地壓至耳部5時可能鄰近無線電話10的其他實物和人的頭部結(jié)構(gòu)的影響。由于無線電話10的用戶實際上在鼓膜參考位置DRP處聽到揚聲器SPKR的輸出，所以由耳道的響應(yīng)、以及在誤差麥克風(fēng)參考位置ERP與鼓膜參考位置DRP之間的空間距離，對誤差麥克風(fēng)E產(chǎn)生的信號與用戶實際聽到的信號之間的差值整形。在較高頻率，空間差值產(chǎn)生降低ANC系統(tǒng)的效果的多路徑空值，并且在一些情況下會増加周圍噪音。雖然所示的無線電話10包含具有第三近端語音麥克風(fēng)NS的雙麥克風(fēng)ANC系統(tǒng),但是本發(fā)明的ー些方面可實踐為不包含單獨誤差麥克風(fēng)及參考麥克風(fēng)的系統(tǒng)，或者無線電話使用近端語音麥克風(fēng)NS以執(zhí)行參考麥克風(fēng)R的功能。此外，在僅設(shè)計用于語音播放的個人語音設(shè)備中，通常不包含近端語音麥克風(fēng)NS且在不改變本發(fā)明的范疇的情況下可省略下文更詳細描述的電路中的近端語音信號路徑。
[0016]現(xiàn)參考圖2，無線電話10內(nèi)的電路以方框圖展示。CODEC集成電路20包含:模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC) 21A，其用于接收參考麥克風(fēng)信號及產(chǎn)生參考麥克風(fēng)信號的數(shù)字表示ref ；ADC21B，其用于接收誤差麥克風(fēng)信號及產(chǎn)生誤差麥克風(fēng)信號的數(shù)字表示err:及ADC21C，其用于接收近端語音麥克風(fēng)信號及產(chǎn)生近端語音麥克風(fēng)信號的數(shù)字表示ns，CODEC集成電路20從放大器Al產(chǎn)生用于驅(qū)動揚聲器SPKR的輸出，該放大器Al放大接收合成器26的輸出的模數(shù)轉(zhuǎn)換器(DAC) 23的輸出。合成器26合成來自內(nèi)部語音源24的語音信號、ANC電路30所產(chǎn)生的抗噪音信號(其已知具有與參考麥克風(fēng)信號ref中的噪音相同的`性且因此被合成器26減除)、近端語音麥克風(fēng)信號ns的一部分以便無線電話10的使用者聽到其自己與下行鏈路語音ds成適當(dāng)關(guān)聯(lián)的聲音，該下行鏈路語音ds為接收自射頻(RF)集成電路22且也被合成器26合成。近端語音麥克風(fēng)信號ns也提供至RF集成電路22且作為上行鏈路語音經(jīng)由天線ANT傳輸給服務(wù)提供者。
[0017]現(xiàn)參考圖3，根據(jù)本發(fā)明的實施例展示圖2的ANC電路30的細節(jié)。適應(yīng)性濾波器32接收參考麥克風(fēng)信號ref且在理想情況下調(diào)適它的轉(zhuǎn)移函數(shù)W(Z)為P(z)/S(Z)以產(chǎn)生抗噪音信號。通過W系數(shù)控制塊31控制適應(yīng)性濾波器32的系數(shù)，該W系數(shù)控制塊31使用兩個信號的相關(guān)性判定適應(yīng)性濾波器32的響應(yīng)，該適應(yīng)性濾波器32通常在最小均方意義上使參考麥克風(fēng)信號ref存在于誤差麥克風(fēng)信號err中的那些分量最小化。提供為至W系數(shù)控制塊31的輸入的信號為如通過濾波器34B所提供的路徑S (z)的響應(yīng)的估計的拷貝而整形的參考麥克風(fēng)信號ref?、及從合成器36的輸出提供的、包含誤差麥克風(fēng)信號err的另ー信號。通過用路徑S(Z)的響應(yīng)的估計的拷貝SEtopy(Z)變換參考麥克風(fēng)信號ref?并且使與參考麥克風(fēng)信號ref的分量相關(guān)聯(lián)的誤差信號的部分最小化，適應(yīng)性濾波器32調(diào)適為P(Z)/S(Z)的所要的響應(yīng)。具有如下面更詳細解釋的響應(yīng)Cx(Z)的濾波器37A處理濾波器34B的輸出并且提供第一輸入到W系數(shù)控制塊31。到W系數(shù)控制塊31的第二輸入由具有響應(yīng)C6(z)的另ー個濾波器37B處理。響應(yīng)C6(Z)具有匹配到濾波器37A的響應(yīng)Cx(Z)的相位響應(yīng)。到濾波器37B的輸入包括誤差麥克風(fēng)信號err和已經(jīng)由濾波器響應(yīng)SE(Z)處理的相反數(shù)量的下行鏈路語音信號ds, SE(Z)的響應(yīng)SEcmpy(Z)是ー拷貝。合成器36組合誤差麥克風(fēng)信號err和相反的下行鏈路語音信號ds。通過注入相反數(shù)量的下行鏈路語音信號ds,防止適應(yīng)性濾波器32調(diào)適為誤差麥克風(fēng)信號err中所存在的相對大量下行鏈路語音，且通過用路徑S(Z)的響應(yīng)的估計變換下行鏈路語音信號ds的該反拷貝，在比較前從誤差麥克風(fēng)信號err去除的下行鏈路語音應(yīng)與誤差麥克風(fēng)信號err上重現(xiàn)的下行鏈路語音信號ds的預(yù)期版本匹配，因為S(Z)的電路徑及聲路徑為下行鏈路語音信號ds到達誤差麥克風(fēng)E所采用的路徑。
[0018]為了實施上述內(nèi)容，適應(yīng)性濾波器34A具有由SE系數(shù)控制塊33控制的系數(shù)，該SE系數(shù)控制塊33基于下行鏈路語音信號ds的相關(guān)聯(lián)分量和誤差值來更新。誤差值表示在去除已通過適應(yīng)性濾波器34A過濾以代表遞送至誤差麥克風(fēng)E的預(yù)期下行鏈路語音的上述經(jīng)過濾的下行鏈路語音信號ds之后的誤差麥克風(fēng)信號err。下行鏈路語音信號ds的已過濾版本由合成器36從適應(yīng)性濾波器34A的輸出去除。SE系數(shù)控制塊33利用下行鏈路語音信號ds存在于誤差麥克風(fēng)信號err中的分量校正實際下行鏈路語音信號ds。適應(yīng)性濾波器34A由此經(jīng)調(diào)適以從下行鏈路語音信號ds產(chǎn)生一信號，在從誤差麥克風(fēng)信號err減除時，該信號含有并非歸因于下行鏈路語音信號ds的誤差麥克風(fēng)信號err的含量。
[0019]在某些情況下，由于在其他頻率處的周圍聲音，從適應(yīng)性濾波器32提供的抗噪音信號在某些頻率可以包含更多的能量，因為W系數(shù)控制塊31已經(jīng)調(diào)整適應(yīng)性濾波器32的頻率響應(yīng)來抑制更多能量的信號，同時允許適應(yīng)性濾波器32的其他區(qū)域頻率響應(yīng)的增益上升，導(dǎo)致在其他區(qū)域頻率響應(yīng)中的周圍噪音的爆增，或“噪音暴増”。具體地，在參考麥克風(fēng)R與誤差麥克風(fēng)E之間的外部語音路徑的響應(yīng)P(Z)將通常包括在其中無線電話的幾何形狀相對于聲音的波長變得更重要的頻率處的ー個或多個多路徑空值。因為，由于多路徑空值，誤差麥克風(fēng)信號err將不包含在空值頻率處校正到參考麥克風(fēng)信號ref的能量，所以當(dāng)W系數(shù)控制塊31作用來減少對于存在于參考麥克風(fēng)信號ref中的分量的誤差麥克風(fēng)信號err的平均能量吋，Wadapt(z)的響應(yīng)由于在那些頻率處缺少激發(fā)將不模塑較深空值。具體地，如果系數(shù)控制塊31調(diào)整適應(yīng)性濾波器32的頻率響應(yīng)來抑制在更高頻率范圍內(nèi)例如在2kHz到5kHz之間的更多能量信號，噪音暴增是成問題的，在該范圍內(nèi)通常產(chǎn)生在路徑P(Z)中的多路徑空值。因此，修剪濾波器37A的響應(yīng)的Cx(Z)的幅度部分、濾波器37B的響應(yīng)的Ce(z)的幅度部分、或者兩者被調(diào)整來防止系數(shù)控制塊31導(dǎo)致噪音在ー個或多個特定頻率范圍內(nèi)或者特定離散頻率中暴増。使在特定頻率處的濾波器37A和/或濾波器37B的増益上升具有增大抗噪音信號試圖在該頻率處消除周圍語音到達的程度的效果，同時使在特定頻率處的濾波器37A和/或濾波器37B的増益下降來降低抗噪音信號試圖在那個頻率處消除周圍語音到達的程度。為了保留在W系數(shù)控制塊31的輸出中的穩(wěn)定性，濾波器37B的響應(yīng)(；(z)將具有匹配到濾波器37A的響應(yīng)Cx (z)的相位響應(yīng)，不管濾波器37A和37B哪個都具有修剪來阻止或限制上述噪音暴增情況的幅度。
[0020]現(xiàn)參考圖4，展示ANC系統(tǒng)的方框圖以圖解說明如可能在CODEC集成電路20內(nèi)實施的如在圖3圖解說明的根據(jù)本發(fā)明的實施例的ANC技術(shù)。通過A - E ADC41A產(chǎn)生參考麥克風(fēng)信號ref，該A - E ADC41A以64倍超取樣操作且其輸出通過取樣器(decimator) 42A取樣至一半以產(chǎn)生32倍超取樣信號。A - E整形器43A使用來量化參考麥克風(fēng)信號ref，其減少后續(xù)處理級例如濾波器級44A及44B的寬度。因為濾波器級44A及44B以倍超取樣率操作，所以A - E整形器43A可以將最終量化噪音整形到其中量化噪音將無斷裂地產(chǎn)生例如在揚聲器SPKR的頻率響應(yīng)范圍之外，或在其中電路的其他部分將不通過量化噪音的頻帶中。濾波器級44B具有固定響應(yīng)Wfixed(Z)，該固定響應(yīng)Wfixed(Z)通常經(jīng)預(yù)定以提供針對典型使用者的無線電話10的特定設(shè)計的P(Z) / S(z)的估計下的起始點。通過適應(yīng)性濾波器級44A提供P (z) / S(Z)的估計的響應(yīng)的適應(yīng)性部分Wadapt (Z)，該適應(yīng)性濾波器級44A為通過泄漏最小均方(LMS)系數(shù)控制器54A控制。當(dāng)未提供誤差輸入導(dǎo)致泄漏LMS系數(shù)控制器54A調(diào)適吋，泄漏LMS系數(shù)控制器54A泄漏，這是因為響應(yīng)隨時間而規(guī)范化為平坦或另外預(yù)定的響應(yīng)。提供泄漏控制器以防止在特定環(huán)境狀況下可能出現(xiàn)的長期不穩(wěn)定且一般使系統(tǒng)針對ANC響應(yīng)的特定敏感性方面更穩(wěn)健。
[0021]如在圖2-圖3的示例中，并且在圖4所描繪的系統(tǒng)中，通過路徑S(Z)的響應(yīng)的估計的拷貝SEoty(Z):通過具有響應(yīng)SEtopy(Z)的濾波器51過濾參考麥克風(fēng)信號，該濾波器51的輸出通過取樣器52A降低到1/32以產(chǎn)生基頻語音信號，該基頻語音信號經(jīng)由無限脈沖響應(yīng)(IIR)濾波器53A提供至泄漏LMS 54A。通過A - E ADC 41C產(chǎn)生誤差麥克風(fēng)信號err，該A-E ADC 41C以64倍超取樣操作且其輸出通過取樣器42B取樣兩倍至一半以產(chǎn)生32倍超取樣信號。如圖3的系統(tǒng)中，通過合成器46C將已通過適應(yīng)性濾波器過濾以施加響應(yīng)S (z)的數(shù)量的下行鏈路語音ds從誤差麥克風(fēng)信號err去除，該合成器46C的輸出通過取樣器52C取樣至1/32倍以產(chǎn)生基頻語音信號，該基頻語音信號經(jīng)由無限脈沖響應(yīng)(IIR)濾波器53B提供至泄漏LMS 54A。無限脈沖響應(yīng)(IIR)濾波器53A和53B對應(yīng)于在圖3中的濾波器37A和37B，并且因此具有匹配的相位響應(yīng)，并且濾波器37A和37B的一個或兩者具有被調(diào)整通過衰減或放大ー個或多個特定頻率或頻率帶來防止噪音的幅度響應(yīng)，以便由泄漏LMS 54A確定的系數(shù)不會使在那些特定頻率或頻率帶處的噪音暴増。例如，IIR濾波器53A可以包括在2.5kHz處的單峰以阻止在2.5kHz周圍的噪音暴增，并且IIR濾波器53B可以具有平坦的幅度響應(yīng)，但具有匹配IIR濾波器53A的濾波器響應(yīng)的相位響應(yīng)。
[0022]通過另外并列ー組濾波器級55A及55B產(chǎn)生響應(yīng)S(z)，其中濾波器級55B具有固定響應(yīng)SEfixed(Z)且其中另ー濾波器級55A具有通過泄漏LMS系數(shù)控制器54B控制的適應(yīng)性響應(yīng)SEadapt (z)。通過合成器46E組合濾波器級55A與55B的輸出。類似于上述濾波器響應(yīng)W(Z)的實施方案，響應(yīng)％IXED(z)通常為已知在各種操作狀況下針對電/聲路徑S(Z)提供合適起始點的預(yù)定響應(yīng)。在圖6的系統(tǒng)中提供單獨控制值以控制具有響應(yīng)SEoty(Z)的濾波器51，該濾波器51展示為單個濾波器級。但是，濾波器51替代地可用兩個并列級實施且用于控制濾波器級55A的相同控制值隨后可用于控制在濾波器51的實施方案中的可調(diào)適級。至泄漏LMS控制塊54B的輸入也為基頻，該輸入為由在合成器46C已去除從通過另一合成器46E組合的適應(yīng)性濾波器級55A及濾波器級55B的組合輸出產(chǎn)生的信號之后通過降低至1/32取樣的取樣器52B取樣的由合成器46H產(chǎn)生的下行鏈路語音信號ds和內(nèi)部語音ia的組合提供。合成器46C的輸出代表去除具有歸因于下行鏈路語音信號ds的分量的誤差麥克風(fēng)信號err，該誤差麥克風(fēng)信號err在通過取樣器52C取樣后提供至LMS控制塊54B。至LMS控制塊54B的另ー輸入為取樣器52B所產(chǎn)生的基頻信號。
[0023]基頻及超取樣信號的上述配置提供用于簡化的控制及適應(yīng)性控制塊例如泄漏LMS控制器54A及54B中所消耗的電カ的減小，同時提供經(jīng)由在超取樣速率下實施適應(yīng)性濾波器級44A至44B、55A至55B及適應(yīng)性濾波器51而賦予的分接頭靈活性。圖4A的系統(tǒng)的其余部分包含合成器46H，該合成器46H將下行鏈路語音ds與內(nèi)部語音ia組合，該組合的輸出提供給合成器46D的輸入，合成器46D添加已經(jīng)由E - A ADC 41B產(chǎn)生并通過側(cè)音衰減器56過濾的近端麥克風(fēng)信號ns的一部分來以在電話交談期間提供用戶聲音的正確察覺。合成器46D的輸出為經(jīng)由E - A整形器43B整形，該E - A整形器43B提供輸入到已整形以偏移影像至頻帶之外的濾波器級55A及55B，其中濾波器級55A及55B將具有顯著響應(yīng)。
[0024]根據(jù)本發(fā)明的實施例，合成器46D的輸出也與已通過控制鏈處理的適應(yīng)性濾波器級44A至44B的輸出合成，該控制鏈包含針對濾波器級每個的相應(yīng)硬靜音塊45A、45B、組合硬靜音塊45A、45B的輸出的合成器46A，軟靜音器47及隨后軟限制器48以產(chǎn)生通過合成器46B用合成器46D的源語音輸出減除的抗噪音信號。合成器46B的輸出通過內(nèi)插器49插入兩倍且隨后通過在64x超取樣速率下操作的E - A DAC 50重現(xiàn)。DAC 50的輸出被提供至放大器Al,該放大器Al產(chǎn)生遞送至揚聲器SPKRZ的信號。
[0025]圖4的系統(tǒng)以及圖2和圖3的例示性電路中的元件每個或ー些可直接實施為邏輯電路或通過處理器例如執(zhí)行程序指令的數(shù)字信號處理(DSP)核實施，這些程序指令執(zhí)行例如適應(yīng)性濾波及LMS系數(shù)計算的操作。雖然DAC及ADC級通常用專用混合信號電路實施，但是本發(fā)明的ANC系統(tǒng)的架構(gòu)通常適用于混合方式，其中舉例而言邏輯可用于設(shè)計的高度超取樣區(qū)段，同時選擇程序代碼或微程序代碼驅(qū)動的處理元件用于較復(fù)雜但是較低速率的操作，例如計算適應(yīng)性濾波器的分接頭。
[0026]雖然已特別參考本發(fā)明的較佳實施例展示及描述本發(fā)明，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員了解可在不脫離本發(fā)明的精神及范圍的情況下在其中進行上述及其他形式及細節(jié)的變化。
【權(quán)利要求】
1.ー種個人語音設(shè)備，包括: 個人語音裝置外殼； 傳感器，其為安裝在該外殼上用于重現(xiàn)ー語音信號，該語音信號包含用于對聽者播放的源語音及用于對抗周圍語音聲音在該傳感器的聲輸出中的影響的抗噪音信號兩者； 參考麥克風(fēng)，其為安裝在該外殼上用于提供指示所述周圍語音聲音的參考麥克風(fēng)信號; 誤差麥克風(fēng)，其為安裝在傳感器附近的殼體中用于提供指示傳感器的輸出和在傳感器處的周圍語音聲音的誤差麥克風(fēng)信號；以及 處理電路，其執(zhí)行具有從參考信號產(chǎn)生抗噪音信號的響應(yīng)以減少由聽者聽到的周圍語音聲音的存在的適應(yīng)性濾波器，其中處理電路通過調(diào)適適應(yīng)性濾波器的響應(yīng)來整形與誤差麥克風(fēng)信號和參考麥克風(fēng)信號一致的適應(yīng)性濾波器的響應(yīng)以使在誤差麥克風(fēng)處的周圍語音聲音最小化，其中過濾誤差麥克風(fēng)信號或參考麥克風(fēng)信號中的至少ー個來加權(quán)ー個或多個第一特定頻率區(qū)域，以便偏置適應(yīng)性濾波器的響應(yīng)來改變在該第一特定頻率區(qū)域中的周圍語音聲音的最小化程度。
2.如權(quán)利要求1所述的個人語音設(shè)備，其中加權(quán)誤差麥克風(fēng)信號或參考麥克風(fēng)信號中的至少ー個的頻率響應(yīng)來補償外部語音通道的頻率響應(yīng)。
3.如權(quán)利要求2所述的個人語音設(shè)備，其中調(diào)整誤差麥克風(fēng)信號或參考麥克風(fēng)信號中的另ー個的相位響應(yīng)來補償誤差麥克風(fēng)信號或參考麥克風(fēng)信號中的至少ー個的加權(quán)。
4.如權(quán)利要求2所述的個人語音設(shè)備，其中外部語音通道的響應(yīng)具有一個或多個多路徑空值，并且其中加權(quán)誤差麥克風(fēng)信號或參考麥克風(fēng)信號中的至少ー個來調(diào)整適應(yīng)性濾波器在對應(yīng)于所述ー個或多個·多路徑空值的ー個或多個第二頻率區(qū)域中的響應(yīng)的形狀。
5.如權(quán)利要求1所述的個人語音設(shè)備，其中應(yīng)用加權(quán)到參考麥克風(fēng)信號和誤差麥克風(fēng)信號兩者。
6.如權(quán)利要求4所述的個人語音設(shè)備，其中應(yīng)用相等加權(quán)到參考麥克風(fēng)信號和誤差麥克風(fēng)信號兩者。
7.如權(quán)利要求1所述的個人語音設(shè)備，其中個人語音設(shè)備是還包括用于接收作為下行鏈路語音信號的聲音語音的接收器的無線電話。
8.一種消除在個人語音設(shè)備的傳感器附近的周圍語音聲音的方法，所述方法包括: 用參考麥克風(fēng)測量周圍語音聲音以產(chǎn)生參考麥克風(fēng)信號的第一測量； 用誤差麥克風(fēng)測量傳感器的輸出和在傳感器處的周圍語音聲音的第二測量； 通過調(diào)適過濾參考麥克風(fēng)的輸出的適應(yīng)性濾波器的響應(yīng)從第一測量和第二測量的結(jié)果適應(yīng)性產(chǎn)生抗噪音信號以最小化在傳感器的語音輸出處的周圍語音聲音的效果； 將抗噪音信號與源語音信號組合來產(chǎn)生提供給傳感器的語音信號；以及過濾誤差麥克風(fēng)信號或參考麥克風(fēng)信號中的至少ー個來加權(quán)ー個或多個第一特定頻率區(qū)域，以便改變在該第一特定頻率區(qū)域中的周圍語音聲音的最小化程度。
9.如權(quán)利要求8所述的方法,其中所述過濾加權(quán)誤差麥克風(fēng)信號或參考麥克風(fēng)信號中的至少ー個的頻率響應(yīng)來補償外部語音通道的頻率響應(yīng)。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，還包括調(diào)整誤差麥克風(fēng)信號或參考麥克風(fēng)信號的另ー個的相位響應(yīng)以通過所述過濾補償誤差麥克風(fēng)信號或參考麥克風(fēng)信號中的至少ー個的加權(quán)。
11.如權(quán)利要求9所述的方法，其中外部語音通道的響應(yīng)具有ー個或多個多路徑空值，并且其中所述過濾加權(quán)誤差麥克風(fēng)信號或參考麥克風(fēng)信號的至少ー個來調(diào)整適應(yīng)性濾波器在對應(yīng)于所述ー個或多個多路徑空值的ー個或多個第二頻率區(qū)域中的響應(yīng)的形狀。
12.如權(quán)利要求8所述的方法，其中所述過濾應(yīng)用加權(quán)到參考麥克風(fēng)信號和誤差麥克風(fēng)信號兩者。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其中所述過濾應(yīng)用相等加權(quán)到參考麥克風(fēng)信號和誤差麥克風(fēng)信號兩者。
14.如權(quán)利要求8所述的方法，其中個人語音設(shè)備是還包括無線電話，并且其中所述方法還包括接收作為下行鏈路語音信號的聲音語音。
15.一種用于執(zhí)行個人語音設(shè)備至少一部分的集成電路，包括: 輸出，用于提供信號給傳感器，該信號包含用于對聽者播放的源語音及用于對抗周圍語音聲音在該傳感器的聲輸出中的影響的抗噪音信號兩者； 參考麥克風(fēng)輸入，用于接收指不所述周圍語音聲音的參考麥克風(fēng)信號； 誤差麥克風(fēng)輸入，用于接收指示傳感器的語音輸出的和在傳感器處的周圍語音聲音的誤差麥克風(fēng)信號；以及 處理電路，其執(zhí)行具有從參考信號產(chǎn)生抗噪音信號的響應(yīng)以減少由聽者聽到的周圍語音聲音的存在的適應(yīng)性濾波器，其中處理電路通過調(diào)適適應(yīng)性濾波器的響應(yīng)來整形與誤差麥克風(fēng)信號和參考麥克風(fēng)信號一致的適應(yīng)性濾波器的響應(yīng)以使在誤差麥克風(fēng)信號中的周圍語音聲音最小化，其中過 濾誤差麥克風(fēng)信號或參考麥克風(fēng)信號的至少ー個來加權(quán)ー個或多個第一特定頻率區(qū)域，以便偏置適應(yīng)性濾波器的響應(yīng)來改變在該第一特定頻率區(qū)域中的周圍語音聲音的最小化程度。
16.如權(quán)利要求15所述的集成電路，其中加權(quán)誤差麥克風(fēng)信號或參考麥克風(fēng)信號的至少ー個的頻率響應(yīng)來補償外部語音通道的頻率響應(yīng)。
17.如權(quán)利要求16所述的集成電路，其中調(diào)整誤差麥克風(fēng)信號或參考麥克風(fēng)信號的另一個的相位響應(yīng)以補償誤差麥克風(fēng)信號或參考麥克風(fēng)信號的至少ー個的加權(quán)。
18.如權(quán)利要求16所述的集成電路，其中外部語音通道的響應(yīng)具有ー個或多個多路徑空值，并且其中加權(quán)誤差麥克風(fēng)信號或參考麥克風(fēng)信號中的至少ー個來調(diào)整適應(yīng)性濾波器在對應(yīng)于所述ー個或多個多路徑空值的ー個或多個第二頻率區(qū)域中的響應(yīng)的形狀。
19.如權(quán)利要求15所述的集成電路，其中應(yīng)用加權(quán)到參考麥克風(fēng)信號和誤差麥克風(fēng)信號兩者。
20.如權(quán)利要求18所述的集成電路，其中應(yīng)用相等加權(quán)到參考麥克風(fēng)信號和誤差麥克風(fēng)信號兩者。
【文檔編號】G10K11/178GK103597541SQ201280027248
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2012年5月24日 優(yōu)先權(quán)日:2011年6月3日
【發(fā)明者】N·卡瓦特拉, 阿里·阿卜杜拉扎德米拉尼, 杰弗里·奧爾德森 申請人:美國思睿邏輯有限公司