基于换能器阻抗的非线性声学回声消除制造技术

技术编号:17964049 阅读:60 留言:0更新日期:2018-05-16 07:19
诸如移动电话的电子设备的音频回放系统内的声学回声消除(AEC)系统可以基于描述再现音频回放信号的换能器的参数来计算声学回声的估计。这些参数可以包括例如换能器的电阻和/或电感以及通过换能器的电流和/或跨换能器的电压。声学回声消除系统可基于换能器阻抗来预测例如换能器的线圈速度。然后,可以使用所预测的线圈速度来估计回声。估计的回声可以被输出到换能器以消除回放信号中的回声。此外,所估计的回声可用于预测换能器输出中的非线性特性和生成的消除非线性行为的适当信号。

Nonlinear acoustic echo cancellation based on transducer impedance

The acoustic echo cancellation (AEC) system in the audio playback system of electronic devices such as mobile phones can calculate the estimation of acoustic echoes based on the parameters of the transducer that describes the playback of the audio playback signal. These parameters can include, for example, the resistance and / or inductance of the transducer, and the current and / or trans transducer voltage through the transducer. The acoustic echo cancellation system can predict the coil speed of transducers based on transducer impedance. The predicted coil velocity can then be used to estimate the echo. The estimated echo can be output to the transducer to eliminate echoes in the playback signal. In addition, the estimated echo can be used to predict the nonlinear characteristics of transducer output and generate appropriate signals to eliminate nonlinear behavior.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】基于换能器阻抗的非线性声学回声消除相关申请的交叉引用本申请要求享有Khosrowlahkari等人于2015年9月11日提交的题为“NONLINEARACOUSTICECHOCANCELLATIONBASEDONTRANSDUCERIMPEDANCE”的美国非临时专利申请No.14/852,281的优先权,该专利申请以全文引用的方式并入本文中。
本公开涉及用于移动设备的扬声器。更具体地,本公开的部分涉及使用这些扬声器的回声消除。
技术介绍
来自扬声器的声音可以在一定的有限延迟后反射或耦合回麦克风,产生回声。许多现代音频设备包括已知为声学回声消除器的电路,用于减少或消除这些回声的影响。在理想情况下,回声对应于引起扬声器生成声音的电信号并且音频设备(包括扬声器、声罩和麦克风)可以假定为对这样的电信号具有线性响应。然而,实际上,大多数音频换能器,例如麦克风和扬声器,以及在包括麦克风和扬声器的设备中使用的部件(例如,用于驱动扬声器的功率放大器)是非线性的,即使在它们的最佳工作范围内工作时。这些非线性效应可以显著降低声学回声消除器的性能,特别是在移动电话和用于移动电话的免提套件中,因为这样的设备经常使用与音频设备的其余部分较差地隔离的廉价的、低质量的扬声器。当这样的扬声器被过驱动时,与扬声器相关联的饱和度以其放大器以非线性方式使声音失真。这种声音的声学回声包含线性和非线性部件的混合物。典型的声学回声消除器仅估计扬声器-声罩-麦克风系统的线性声学脉冲响应。其余的非线性部件可以是大的和可听的,特别是在大容量下。本文提到的缺点仅仅是代表性的,并且简单地被包括以强调需要改进的电气部件,特别是用于诸如移动电话之类的消费级设备中的回声消除。本文描述的实施例解决了某些缺点,但不一定是本文描述的每一个缺点或本领域中已知的缺点。
技术实现思路
根据本公开内容的教导,可以减少或消除与在音频设备中执行回声消除中的音频换能器非线性相关联的缺点和问题。一种在电子设备(例如移动电话)的音频回放系统中的声学回声消除系统,可以基于描述换能器再现音频回放信号的参数来计算声学回声的估计。这些参数可以包括例如换能器的电阻和/或电感,以及通过换能器的电流和/或换能器两端的电压。在一个示例中,所述声学回声消除系统可以基于换能器阻抗来预测所述换能器的线圈速度。然后,可以使用预测的线圈速度来估计回声。所估计的回声可用于预测所述换能器输出中的非线性和生成以消除非线性行为的适当信号。由于换能器的独特特性(例如非线性响应),回声信号通常不与所回放的音频直接相关。基于所预测的线圈速度估计的回声可因此改善由电子设备提供的自适应噪声消除的质量(ANC)。此外,使用有限数量的输入量(例如阻抗、电流和电压)可以降低处理复杂度,这使得降低了用于声学回声消除(AEC)或自适应噪声消除(ANC)的处理电路的复杂性。根据一个实施例,装置可以包括用于接收指示进入音频扬声器的电流输入的电流信号的电流输入节点;用于接收指示在所述音频扬声器上测量的电压值的电压信号的电压输入节点;和/或耦合到所述电流输入节点和所述电压输入节点的处理电路。所述处理电路可以被配置为执行以下步骤:至少部分地基于在所述电流输入节点处接收到的所述电流信号和在所述电压输入节点处接收到的所述电压信号,通过使用自适应滤波器来计算所述音频扬声器的阻抗;和/或至少部分地基于所计算的所述音频扬声器的阻抗来生成声学回声消除信号。在一些实施例中,所述处理电路可被配置为生成所述声学回声消除信号,以消除所述音频扬声器的非线性响应;所述处理电路可被配置为通过执行计算所述音频扬声器的反电磁力(bemf)的步骤来生成所述声学回声消除信号;所述处理电路可被配置为还通过执行至少部分地基于所计算的反电磁力(bemf)计算与所述音频扬声器相关联的预测线圈速度的步骤来生成所述声学回声消除信号,其中,当所述音频扬声器是非线性的时,所述生成的声学回声消除信号消除所述音频扬声器的非线性响应;所述处理电路可以被配置为执行在不对线圈位置进行积分的情况下计算所述预测的线圈速度的步骤;所述处理电路可以被配置为执行至少部分地基于在所述电流输入节点处接收到的电流信号和在所述电压输入节点处接收到的所述电压信号来计算所述音频扬声器的电感的步骤;所述处理电路可以被配置为执行通过向所述自适应滤波器施加所述电压信号作为输入并向所述自适应滤波器施加所述电流信号使用所述自适应滤波器来计算所述音频扬声器的阻抗的步骤;和/或所述处理电路可被配置为执行还通过对由所述自适应滤波器生成的多个系数求和以计算所述音频扬声器的电阻来计算所述音频扬声器的所述阻抗以计算所述音频扬声器的电阻,其中,所述处理电路被配置为基于所计算的电阻来生成所述声学回声消除。根据另一实施例,方法可包括以下步骤:接收指示进入音频扬声器中的电流输入信号的电流信号;接收指示跨所述音频扬声器的测量的电压值的电压信号;至少部分地基于所述电流信号和所述电压信号通过使用自适应滤波器来计算所述音频扬声器的阻抗;和/或基于至少部分地生成声学回声消除信号基于所述音频扬声器的计算阻抗。在所述方法的某些实施例中,所述生成所述声学回声消除信号的步骤可以消除所述音频扬声器的非线性响应;所述生成所述声学回声消除信号的步骤可以包括执行计算所述音频扬声器的反电磁力(bemf)的步骤;所述生成所述声学回声消除信号的步骤可以包括:至少部分地基于所计算的反电磁力(bemf)来计算与所述音频扬声器相关联的预测线圈速度,其中,当所述音频扬声器是非线性的时,所述生成的声学回声消除信号消除所述音频扬声器的非线性响应;所述计算所述预测的线圈速度的步骤可以在不对线圈位置进行积分的情况下进行;所述计算所述音频扬声器的电感的步骤可以至少部分地基于在所述电流输入节点处接收到的所述电流信号和在所述电压输入节点处接收到的所述电压信号;所述使用所述自适应滤波器来计算所述音频扬声器的阻抗的步骤可以包括:向所述自适应滤波器施加所述电压信号作为输入并向所述自适应滤波器施加所述电流信号作为参考输入;所述计算所述音频扬声器的所述阻抗的步骤包括通过对由所述自适应滤波器生成的多个系数求和使用所述自适应滤波器来计算所述音频扬声器的电阻的步骤,并且其中,生成声学回声消除信号的步骤基于所计算的电阻;和/或接收所述电流信号、接收所述电压信号、计算所述音频扬声器的所述阻抗以及生成所述声学回声消除信号的步骤在移动电子设备上回放音频期间重复。根据又一实施例,用于声学回声消除的系统可包括电流输入节点,用于接收指示进入音频扬声器的电流输入信号的电流信号;电压输入节点,用于接收指示跨所述音频扬声器的测量的电压值的电压信号;阻抗计算模块,所述阻抗计算模块耦合到所述电流输入节点和所述电压输入节点,其中,所述阻抗计算模块被配置为至少部分地基于在所述电流输入节点处接收到的所述电流信号和在所述电压输入节点处接收到的电压信号通过使用自适应滤波器来计算所述音频扬声器的阻抗;反电磁力计算模块,所述反电磁力计算模块耦合到所述电流输入节点,耦合到所述电压输入节点,并耦合到所述阻抗计算模块,其中,所述反电磁力(bemf)计算模块被配置为至少部分地基于从所述阻抗计算模块接收的所计算的所述音频扬声器的阻抗来生成反电磁力(bemf))本文档来自技高网
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基于换能器阻抗的非线性声学回声消除

【技术保护点】
一种装置,包括:电流输入节点,其用于接收指示进入音频扬声器的测量电流的电流信号;电压输入节点,其用于接收指示在所述音频扬声器上所测量到的电压值的电压信号;以及处理电路,其耦合到所述电流输入节点和所述电压输入节点,并且所述处理电路被配置为执行以下步骤:至少部分地基于在所述电流输入节点处接收到的所述电流信号和在所述电压输入节点处接收到的所述电压信号,通过使用自适应滤波器来计算所述音频扬声器的阻抗;以及至少部分地基于所计算的所述音频扬声器的阻抗来生成声学回声消除信号。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.09.11 US 14/852,2811.一种装置,包括:电流输入节点,其用于接收指示进入音频扬声器的测量电流的电流信号;电压输入节点,其用于接收指示在所述音频扬声器上所测量到的电压值的电压信号;以及处理电路,其耦合到所述电流输入节点和所述电压输入节点,并且所述处理电路被配置为执行以下步骤:至少部分地基于在所述电流输入节点处接收到的所述电流信号和在所述电压输入节点处接收到的所述电压信号,通过使用自适应滤波器来计算所述音频扬声器的阻抗;以及至少部分地基于所计算的所述音频扬声器的阻抗来生成声学回声消除信号。2.根据权利要求1所述的装置,其中,所述处理电路被配置为生成所述声学回声消除信号,以消除所述音频扬声器的非线性响应。3.根据权利要求1所述的装置,其中,所述处理电路被配置为通过执行计算所述音频扬声器的反电磁力(bemf)的步骤来生成所述声学回声消除信号。4.根据权利要求3所述的装置,其中,所述处理电路被配置为还通过执行至少部分地基于所计算的反电磁力(bemf)计算与所述音频扬声器相关联的预测线圈速度的步骤来生成所述声学回声消除信号,其中,当所述音频扬声器是非线性时,所生成的声学回声消除信号消除所述音频扬声器的非线性响应。5.根据权利要求4所述的装置,其中,所述处理电路被配置为在不对线圈位置进行积分的情况下执行计算所述预测线圈速度的步骤。6.根据权利要求1所述的装置,其中,所述处理电路还被配置为执行以下步骤:至少部分地基于在所述电流输入节点处接收到的电流信号和在所述电压输入节点处接收到的所述电压信号来计算所述音频扬声器的电感。7.根据权利要求1所述的装置,其中,所述处理电路被配置为执行以下步骤:通过向所述自适应滤波器施加所述电压信号作为输入并向所述自适应滤波器施加所述电流信号作为参考输入,使用所述自适应滤波器来计算所述音频扬声器的阻抗。8.根据权利要求7所述的装置,其中,所述处理电路被配置为执行以下步骤:还通过对由所述自适应滤波器生成的多个系数求和计算所述音频扬声器的电阻来计算所述音频扬声器的所述阻抗,其中,所述处理电路被配置为基于所计算的电阻来生成所述声学回声消除信号。9.一种方法,包括:接收指示进入音频扬声器的电流输入信号的电流信号;接收指示在所述音频扬声器上所测量到的电压值的电压信号;至少部分地基于所述电流信号和所述电压信号,通过使用自适应滤波器来计算所述音频扬声器的阻抗;以及至少部分地基于所计算的所述音频扬声器的阻抗来生成声学回声消除信号。10.根据权利要求9所述的方法,其中,生成所述声学回声消除信号的步骤消除了所述音频扬声器的非线性响应。11.根据权利要求9所述的方法,其中,生成所述声学回声消除信号的步骤包括:执行计算所述音频扬声器的反电磁力(bemf)的步骤。12.根据权利要求11所述的方法,其中,生成所述声...

【专利技术属性】
技术研发人员:K·拉什卡利J·艾伦
申请(专利权)人:思睿逻辑国际半导体有限公司
类型:发明
国别省市:英国,GB

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