可变速率自适应有源噪声消除制造技术

一种音频信号处理方法包括确定有源噪声消除ANC滤波器的第一输入帧的滤波器参数的第一集合与ANC滤波器的第二输入帧的滤波器参数的第二集合之间的差异。所述方法进一步包括基于所述滤波器参数的第一集合与所述滤波器参数的第二集合之间的所述差异选择性地修改与所述ANC滤波器相关联的自适应ANC处理的占空比。

Variable rate adaptive active noise cancellation

The difference of second input frames of a first filter parameter set and ANC filter parameters of an audio signal processing method includes a first input frame to eliminate the noise of the active ANC filter to determine the second between the sets. The method further includes a first set between the filter parameters and the filter parameters of the second sets of the different selective modification of the ANC filter and the associated adaptive duty cycle based on ANC.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】可变速率自适应有源噪声消除相关申请的交叉参考本申请主张2014年10月31日递交的第62/073,563号美国临时申请以及2015年5月18日递交的第14/714,839号美国申请的优先权，所述申请的内容以全文引用的方式并入本文中。
本专利技术大体上涉及音频信号处理。
技术介绍
技术的进步已产生更小且更强大的计算装置。举例来说，当前存在多种便携式个人计算装置，包括无线计算装置(例如，便携式无线电话)、个人数字助理(PDA)以及体积小、重量轻，且易于由用户携带的寻呼装置。更确切地说，例如蜂窝式电话和互联网协议(IP)电话等的便携式无线电话可经由无线网络传送语音和数据包。另外，许多此类无线电话包括并入其中的其它类型的装置。举例来说，无线电话还可包括数字静态相机、数码摄像机、数字记录器和音频文件播放器。并且，此类无线电话可处理可执行指令，所述指令包括软件应用程序，例如可用于上网的网页浏览器应用程序。因而，这些无线电话可包括相当大的计算容量。无线电话可以使用有源噪声消除(ANC)技术来有源地减少声噪声，方法是产生为噪声波的逆形式(例如，具有相同水平以及相反相位)的波形,也被称作抗噪声波形。ANC系统通常使用一或多个麦克风来检测噪声参考信号、基于噪声参考信号来产生抗噪声波形以及通过一或多个扬声器再现抗噪声波形。抗噪声波形与噪声波相消地干扰以减小到达位于扬声器的范围内的用户的噪声的水平。声噪声消除(ANC)设备可以包括：麦克风(“参考麦克风”)以从环境中捕获参考声噪声；以及另一个麦克风(“误差麦克风”)以捕获声音误差信号。ANC设备可以包括使用来自参考麦克风的参考信号的ANC滤波器以估计噪声并且产生抗噪声信号。抗噪声信号具有与参考信号的幅值相匹配的幅值，并且抗噪声信号具有与参考信号的相位相反的相位。在反馈布置中，由误差麦克风所捕获的误差信号可用于调整抗噪声信号。有源噪声消除技术可以应用于个人计算装置(例如，蜂窝电话)以及声音再现装置(例如，头戴式耳机)以减少来自周围环境的声噪声。在此类应用中，ANC技术的使用可以减少在传递有用声音信号(例如，音乐或语音)时到达耳朵的背景噪声的水平(例如，高达二十分贝)。在用于通信应用的头戴式耳机中，举例来说，设备通常具有麦克风以及扬声器。麦克风用于捕获用户的语音以用于传输，且扬声器用于再现所接收到的信号。
技术实现思路
本专利技术涉及基于周围环境中的声音变化的速率来改变自适应有源噪声消除(ANC)处理的速率的系统和方法。在一些情况下，自适应算法可以处理输入音频帧的子集，而不是处理每一个输入帧。在减少数量的输入帧(即，输入帧的子集)上执行自适应ANC处理可以引起装置(例如，无线电话)的较少电力消耗以及提高的电池寿命。在自适应ANC处理系统中，处理器可以使用自适应算法来调整与ANC滤波器相关联的滤波器参数。可以基于由参考麦克风捕获的音频将输入参考信号提供到处理器。可以将在特定时间周期(例如，二十毫秒)内所捕获的音频以音频数据的输入帧的形式提供到处理器。在一些情况下，自适应ANC处理系统可以处理音频数据的每一个输入帧(例如，以恒定速率)。当处理每一个输入帧可以允许快速适配时，大量声音变化可以在一些情况下相对地不频繁地发生。在大量声音变化不频繁地发生的情况下，以恒定速率(即，在每一个输入帧上)执行自适应ANC处理可以消耗处理资源以便计算对于滤波器参数的相对轻微的调整。在本专利技术中，基于滤波器参数集合之间的差异来修改自适应ANC处理的速率。可以通过在输入帧的子集(即，并非全部输入帧)上执行自适应ANC处理来保存处理资源，而不是在每一个输入帧上执行自适应ANC处理。为了说明，可以计算ANC滤波器的第一输入帧的滤波器参数的第一集合以及ANC滤波器的第二输入帧的滤波器参数的第二集合。可以比较滤波器参数的计算出的集合以确定滤波器参数的第一集合与滤波器参数的第二集合之间的差异(例如，滤波器响应之间的幅值差、滤波器响应之间的相位差、在特定时间周期内的滤波器参数的改变速率等)。所述差异可用于控制自适应ANC处理的占空比(例如，待处理或待丢弃的输入帧的数量)。当占空比设置为丢弃至少一个输入帧而不是在每一个输入帧上执行自适应ANC处理时，计数器可用于确定特定的随后输入帧是否是待丢弃或待处理的。作为说明性而非限制性的实例，当占空比被设置为丢弃90％的输入帧(或处理10％的输入帧)时，当计数器指示九个先前的输入帧已经被丢弃时，可以处理第十输入帧。在此实例中，与处理器执行自适应ANC处理相关联的电力消耗速率可以相对于与处理器在每一个输入帧上(即，不丢弃输入帧)执行自适应ANC处理相关联的电力消耗速率减少90％。在一些情况下，可以使用多个占空比(例如，帧丢失率)以允许多个适配速率。每一个占空比可以与特定阈值相关联。为了说明，当差异提供声音变化的相对中等的速率的指示时，自适应ANC处理的占空比可以被设置为丢弃输入帧的子集。作为示意性实例，占空比可以被设置为丢弃50％的输入帧(以允许中等速率的适配)。在此实例中，与处理器执行自适应ANC处理相关联的电力消耗速率可以相对于与处理器在每一个输入帧上(即，不丢弃输入帧)执行自适应ANC处理相关联的电力消耗速率减少50％。作为另一实例，当差异提供声音变化的相对较大速率的指示时，自适应ANC处理的占空比可以被设置为处理每一个输入帧(以便允许快速适配)。在特定方面中，音频信号处理的方法包括确定有源噪声消除(ANC)滤波器的第一输入帧的滤波器参数的第一集合(与第二输入帧的滤波器参数的第二集合相比)之间的差异。所述方法还包括基于滤波器参数的第一集合与滤波器参数的第二集合之间的差异选择性地修改与ANC滤波器相关联的自适应ANC处理的占空比。举例来说，在一些实施方案中，可以修改占空比使得处理器在多个输入帧中的输入帧的第一子集上执行自适应ANC处理但是制止在多个输入帧中的输入帧的第二子集上执行自适应ANC处理。处理器在输入帧的第一子集上执行自适应ANC处理并且可以发送(更新)滤波器参数信息以调整ANC滤波器的滤波器参数。处理器可以制止将滤波器参数信息发送到用于输入帧的第二子集的ANC滤波器。在另一个方面中，设备包括处理器和耦合到处理器的存储器。存储器存储可由处理器执行以执行各种操作的指令。操作可以包括确定ANC滤波器的第一输入帧的滤波器参数的第一集合(包括第一音频数据)与ANC滤波器的第二输入帧的滤波器参数的第二集合(包括第二音频数据)之间的差异。操作可进一步包括基于滤波器参数的第一集合与滤波器参数的第二集合之间的差异选择性地修改与ANC滤波器相关联的自适应ANC处理的占空比。在另一方面中，非暂时性计算机可读媒体包括可由处理器执行的指令。在由处理器执行时，所述指令使得所述处理器确定ANC滤波器的第一输入帧的滤波器参数的第一集合(包括第一音频数据)与ANC滤波器的第二输入帧的滤波器参数的第二集合(包括第二音频数据)之间的差异。所述指令进一步使得所述处理器基于滤波器参数的第一集合与滤波器参数的第二集合之间的差异选择性地修改与ANC滤波器相关联的自适应ANC处理的占空比。在另一个方面中，设备包括用于确定相对于ANC滤波器的第二输入帧的滤波器参数的第二集合(包括第二音频数据)的ANC滤波器的第一输入本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种音频信号处理方法，所述方法包括：确定有源噪声消除ANC滤波器的第一输入帧的滤波器参数的第一集合与所述ANC滤波器的第二输入帧的滤波器参数的第二集合之间的差异；以及基于所述滤波器参数的第一集合与所述滤波器参数的第二集合之间的所述差异选择性地修改与所述ANC滤波器相关联的自适应ANC处理的占空比。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.10.31 US 62/073,563;2015.05.18 US 14/714,8391.一种音频信号处理方法，所述方法包括：确定有源噪声消除ANC滤波器的第一输入帧的滤波器参数的第一集合与所述ANC滤波器的第二输入帧的滤波器参数的第二集合之间的差异；以及基于所述滤波器参数的第一集合与所述滤波器参数的第二集合之间的所述差异选择性地修改与所述ANC滤波器相关联的自适应ANC处理的占空比。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述占空比包括第一占空比，其中所述第一占空比包括在多个输入帧中的输入帧的第一子集上执行自适应ANC处理并且制止在所述多个输入帧中的输入帧的第二子集上执行自适应ANC处理。3.根据权利要求2所述的方法，其进一步包括制止针对所述多个输入帧中的所述输入帧的第二子集发送滤波器参数信息以调整所述ANC滤波器。4.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括：通过处理所述第一输入帧来计算与所述ANC滤波器相关联的算法的滤波器系数的第一集合；通过处理所述第二输入帧计算与所述ANC滤波器相关联的所述算法的滤波器系数的第二集合；以及比较所述滤波器系数的第一集合与所述滤波器系数的第二集合，其中所述滤波器参数的第一集合与所述滤波器参数的第二集合之间的差异是基于所述比较确定的。5.根据权利要求4所述的方法，其中所述ANC滤波器的所述算法包括最小均方LMS算法。6.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括：接收所述ANC滤波器的第三输入帧；基于计数器和所述占空比确定所述第三输入帧是否是待丢弃的，其中所述占空比指示待丢弃的输入帧的数量；响应于确定所述第三输入帧是待丢弃的，递增所述计数器；以及响应于确定自适应ANC处理是待针对所述第三输入帧执行的进行以下操作：计算所述ANC滤波器的所述第三输入帧的滤波器参数的第三集合；比较所述滤波器参数的第三集合与针对所述ANC滤波器的先前输入帧计算的滤波器参数的另一集合，其中所述滤波器参数的第三集合与所述滤波器参数的另一集合之间的差异是基于所述比较确定的；基于所述滤波器参数的第三集合与所述滤波器参数的另一集合之间的所述差异更新待丢弃的所述输入帧的数量；以及递增所述计数器。7.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括：确定所述滤波器参数的第一集合与所述滤波器参数的第二集合之间的所述差异是否满足第一阈值；以及响应于确定所述滤波器参数的第一集合与所述滤波器参数的第二集合之间的所述差异并不满足所述第一阈值，将所述占空比设置为第一占空比，所述第一占空比包括在第一数量的输入帧上执行自适应ANC处理并且制止在第二数量的输入帧上执行自适应ANC处理。8.根据权利要求7所述的方法，其进一步包括：确定所述滤波器参数的第一集合与所述滤波器参数的第二集合之间的所述差异是否满足第二阈值，其中所述第二阈值表示相对于所述第一阈值的减少的差异；以及响应于确定所述滤波器参数的第一集合与所述滤波器参数的第二集合之间的所述差异并不满足所述第二阈值，将所述占空比设置为第二占空比，所述第二占空比包括在第三数量的输入帧上执行自适应ANC处理并且制止在第四数量的输入帧上执行自适应ANC处理，其中输入帧的所述第三数量小于输入帧的所述第一数量，并且其中输入帧的所述第四数量大于输入帧的所述第二数量。9.根据权利要求7所述的方法，其进一步包括响应于确定所述差异满足所述第一阈值而设置所述占空比以在每一个输入帧上执行自适应ANC处理。10.根据权利要求1所述的方法，其中选择性地修改所述占空比包括将指示待丢弃的输入帧的数量的值存储在存储器中。11.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括从传感器中接收信息，其中所述差异是基于从所述传感器接收的所述信息确定的。12.根据权利要求11所述的方法，其中所述传感器包括运动传感器。13.根据权利要求12所述的方法，其中所述运动传感器包括安置在头戴式耳机装置或手机装置内的加速计。14.根据权利要求11所述的方法，其中所述传感器包括与手机装置的触摸屏显示器相关联的压力传感器。15.根据权利要求11所述的方法，其中所述传感器包括与手机装置的触摸屏显示器相关联的触控传感器。16.一种设备，其包括：处理器；以及存储器，其耦合到所述处理器，其中所述存储器存储可由所述处理器执行以执行包括以下项的操作的指令：确定有源噪声消除ANC滤波器的第一输入帧的滤波器参数的第一集合与所述ANC滤波器的第二输入...

【专利技术属性】
技术研发人员：朴勋真，迪帕克·库玛·沙拉，卡塔兰·拉卡图斯，
申请(专利权)人：高通股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US