具有滤波误差麦克风信号的混合自适应噪声消除系统技术方案

根据本公开的系统及方法，一种自适应噪声消除系统可包括对准滤波器，该对准滤波器被配置成通过由回放纠正误差信号生成未对准校正信号来对基准麦克风信号和误差麦克风信号的未对准进行校正。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有滤波误差麦克风信号的混合自适应噪声消除系统
本公开大体上涉及与声学换能器有关的自适应噪声消除，更具体地，涉及用滤波误差麦克风信号对基准麦克风信号和误差麦克风信号之间因混合自适应噪声消除系统的反馈滤波器引起的未对准进行校正的混合自适应噪声消除系统。
技术介绍
无线电话(诸如移动电话/蜂窝电话)、无绳电话以及其他消费类音频设备(诸如mp3播放器)有着广泛应用。通过使用麦克风来测量周围声学事件以及然后使用信号处理把抗噪信号注入到设备的输出中来进行噪声消除以消除周围声学事件，此类设备就可懂度的性能可以得到改良。在许多噪声消除系统中，期望既包括通过把前馈自适应滤波器用于由被配置成测量周围声音的基准麦克风信号生成前馈抗噪信号的前馈噪声消除，又包括通过把固定响应反馈滤波器用于生成将与前馈抗噪信号合并的反馈噪声消除信号的反馈噪声消除。然而，使用传统方法，当反馈路径的增益强时，前馈自适应滤波器的响应可能发散，从而使自适应系统不稳定。
技术实现思路
根据本公开的教导，可以减少或消除与用于实现混合自适应噪声消除的现有方法的不稳定性相关联的缺点和问题。根据本公开的实施例，一种用于实现个人音频设备的至少一部分的集成电路可包括：输出，用于向换能器提供信号，该信号既包括用于向收听者回放的源音频信号又包括用于抵消换能器的声学输出中的周围音频声音的影响的抗噪信号；基准麦克风输入，用于接收表示周围音频声音的基准麦克风信号；误差麦克风输入，用于接收表示换能器的输出以及换能器处的周围音频声音的误差麦克风信号；和处理电路。该处理电路可实现：具有响应的前馈滤波器，该响应由基准麦克风信号生成抗噪信号的至少一部分；次级路径估计滤波器，被配置成对源音频信号的电声路径进行建模且具有响应，该响应由源音频信号生成次级路径估计；具有响应的反馈滤波器，该响应基于误差麦克风信号生成抗噪信号的至少一部分；对准滤波器，被配置成通过生成未对准校正信号来对基准麦克风信号和误差麦克风信号的未对准进行校正；前馈系数控制部，该前馈系数控制部通过调整前馈滤波器的响应对前馈滤波器的响应进行整形以使误差麦克风信号中的周围音频声音减到最小；和次级路径系数控制部，该次级路径系数控制部把次级路径估计滤波器的响应整形成与源音频信号及未对准校正信号一致以使未对准校正信号减到最小。根据本公开的这些和其他实施例，一种用于消除在个人音频设备的换能器附近的周围音频声音的方法可包括：接收表示周围音频声音的基准麦克风信号；接收表示换能器的输出以及换能器处的周围音频声音的误差麦克风信号；生成用于向收听者回放的源音频信号；通过调整自适应滤波器的响应由基准麦克风信号生成前馈抗噪信号分量以使误差麦克风信号中的周围音频声音减到最小，该自适应滤波器对基准麦克风信号进行滤波；基于误差麦克风信号生成反馈抗噪信号分量，用于抵消换能器的声学输出处的周围音频声音的影响；生成未对准校正信号以对基准麦克风信号和误差麦克风信号的未对准进行校正；通过调整次级路径估计滤波器的响应由源音频信号生成次级路径估计以使滤波回放校正误差减到最小，该次级路径估计滤波器对源音频信号的电声路径进行建模并对源音频信号进行滤波；把前馈抗噪信号分量及反馈抗噪信号分量与源音频信号进行合并以生成提供给换能器的音频信号。根据本公开的这些和其他实施例，一种用于实现个人音频设备的至少一部分的集成电路可包括：输出，用于向换能器提供信号，该信号既包括用于向收听者回放的源音频信号又包括用于抵消换能器的声学输出中的周围音频声音的影响的抗噪信号；基准麦克风输入，用于接收表示周围音频声音的基准麦克风信号；误差麦克风输入，用于接收表示换能器的输出以及换能器处的周围音频声音的误差麦克风信号；噪声输入，用于接收注入的基本上听不到的噪声信号；和处理电路。该处理电路可实现：具有响应的前馈滤波器，该响应由基准麦克风信号生成抗噪信号的至少一部分；次级路径估计滤波器，被配置成对源音频信号的电声路径进行建模且具有响应，该响应由源音频信号生成次级路径估计；具有响应的反馈滤波器，该响应由误差麦克风信号生成抗噪信号的至少一部分；有效次级估计滤波器，被配置成对抗噪信号的电声路径进行建模且具有响应，该响应由噪声信号生成滤波噪声信号；前馈系数控制部，该前馈系数控制部通过调整前馈滤波器的响应把前馈滤波器的响应整形成与误差麦克风信号及基准麦克风信号一致以使误差麦克风信号中的周围音频声音减到最小；次级路径系数控制部，该次级路径系数控制部把有效次级路径估计滤波器的响应整形成与噪声信号及误差麦克风信号一致以使回放校正误差减到最小；和次级估计构建部，该次级估计构建部由有效次级估计滤波器的响应生成次级估计滤波器的响应。根据本公开的这些和其他实施例，一种用于消除在个人音频设备的换能器附近的周围音频声音的方法可包括：接收表示周围音频声音的基准麦克风信号；接收表示换能器的输出以及换能器处的周围音频声音的误差麦克风信号；生成用于向收听者回放的源音频信号；通过调整自适应滤波器的响应由基准麦克风信号生成前馈抗噪信号分量以使误差麦克风信号中的周围音频声音减到最小，该自适应滤波器对基准麦克风信号进行滤波；基于误差麦克风信号生成反馈抗噪信号分量；通过调整有效次级路径估计滤波器的响应由噪声信号生成滤波噪声信号以使误差麦克风信号减到最小，该有效次级路径估计滤波器对抗噪信号的电声路径进行建模并对噪声信号进行滤波；通过施加次级路径估计滤波器的响应由源音频信号生成次级路径估计，其中次级估计滤波器的响应由有效次级估计滤波器的响应生成；把前馈抗噪信号分量及反馈抗噪信号分量与源音频信号进行合并以生成提供给换能器的音频信号。本公开的技术优点对于本领域普通技术人员而言从本文中所包括的附图、说明书和权利要求书中可以很容易看出。实施例的目的和优点将至少通过权利要求范围中特别指出的要素、特征及组合来实现和达到。应当理解，上述大致说明和下面详细说明都是示例且是解释性的，而不是对本公开中所述的权利要求范围的限制。附图说明通过结合附图参照下面说明，可以获得对本专利技术实施例及其优点的更完整的理解，其中相同附图标记表示相同特征，其中：图1A示出根据本公开的实施例的示例性无线移动电话；图1B示出根据本公开的实施例的示例性无线移动电话，头戴式受话器组件耦合到该示例性无线移动电话；图2是图1A所示根据本公开的实施例的无线电话内的选定电路的方块图；图3A至图3D各是描绘图2中根据本公开的实施例的编码器-解码器(CODEC)集成电路的示例性主动噪声消除(ANC)电路内的选定信号处理电路和功能部的方块图；图4是描绘图2中根据本公开的实施例的编码器-解码器(CODEC)集成电路的示例性主动噪声消除(ANC)电路内的选定信号处理电路和功能部的方块图。具体实施方式本公开包括在诸如无线电话的个人音频设备中可以实现的噪声消除技术及电路。个人音频设备包括ANC电路，该ANC电路可测量周围声学环境并生成信号，该信号被注入扬声器(或其他换能器)输出中以消除周围声学事件。基准麦克风可被设置成测量周围声学环境，且个人音频设备可包括误差麦克风，用于控制抗噪信号的调整以消除周围音频声音以及用于对自处理电路的输出通过换能器的电声路径进行校正。现在参照图1A，根据本公开的实施例所示的无线电话10被示出本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于实现个人音频设备的至少一部分的集成电路，所述集成电路包括：输出，用于向换能器提供信号，该信号既包括用于向收听者回放的源音频信号又包括用于抵消所述换能器的声学输出中的周围音频声音的影响的抗噪信号；基准麦克风输入，用于接收表示周围音频声音的基准麦克风信号；误差麦克风输入，用于接收表示所述换能器的输出以及所述换能器处的周围音频声音的误差麦克风信号；处理电路，该处理电路实现：具有响应的前馈滤波器，该响应由所述基准麦克风信号生成抗噪信号的至少一部分；次级路径估计滤波器，被配置成对所述源音频信号的电声路径进行建模且具有响应，该响应由所述源音频信号生成次级路径估计；具有响应的反馈滤波器，该响应基于所述误差麦克风信号生成抗噪信号的至少一部分；对准滤波器，被配置成通过生成未对准校正信号对所述基准麦克风信号和误差麦克风信号的未对准进行校正；前馈系数控制部，该前馈系数控制部通过调整所述前馈滤波器的响应对所述前馈滤波器的响应进行整形以使所述误差麦克风信号中的周围音频声音减到最小；次级路径系数控制部，该次级路径系数控制部把所述次级路径估计滤波器的响应整形成与所述源音频信号及所述未对准校正信号一致以使所述未对准校正信号减到最小。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.08.21 US 14/832,5851.一种用于实现个人音频设备的至少一部分的集成电路，所述集成电路包括：输出，用于向换能器提供信号，该信号既包括用于向收听者回放的源音频信号又包括用于抵消所述换能器的声学输出中的周围音频声音的影响的抗噪信号；基准麦克风输入，用于接收表示周围音频声音的基准麦克风信号；误差麦克风输入，用于接收表示所述换能器的输出以及所述换能器处的周围音频声音的误差麦克风信号；处理电路，该处理电路实现：具有响应的前馈滤波器，该响应由所述基准麦克风信号生成抗噪信号的至少一部分；次级路径估计滤波器，被配置成对所述源音频信号的电声路径进行建模且具有响应，该响应由所述源音频信号生成次级路径估计；具有响应的反馈滤波器，该响应基于所述误差麦克风信号生成抗噪信号的至少一部分；对准滤波器，被配置成通过生成未对准校正信号对所述基准麦克风信号和误差麦克风信号的未对准进行校正；前馈系数控制部，该前馈系数控制部通过调整所述前馈滤波器的响应对所述前馈滤波器的响应进行整形以使所述误差麦克风信号中的周围音频声音减到最小；次级路径系数控制部，该次级路径系数控制部把所述次级路径估计滤波器的响应整形成与所述源音频信号及所述未对准校正信号一致以使所述未对准校正信号减到最小。2.根据权利要求1所述的集成电路，其中所述反馈滤波器的响应由回放校正误差生成抗噪信号的至少一部分，所述回放校正误差基于所述误差麦克风信号和所述次级路径估计之差。3.根据权利要求2所述的集成电路，其中所述未对准校正信号包括由所述回放校正误差生成的滤波回放校正误差。4.根据权利要求3所述的集成电路，其中所述前馈控制部把所述前馈滤波器的响应整形成与所述滤波回放校正误差及所述基准麦克风信号一致。5.根据权利要求1所述的集成电路，其中所述对准滤波器具有由1+SE(z)H(z)给出的响应，其中SE(z)是所述次级路径估计滤波器的响应，H(z)是所述反馈滤波器的响应。6.根据权利要求1所述的集成电路，其中所述处理电路还实现与所述反馈滤波器相关联的增益。7.根据权利要求6所述的集成电路，其中所述处理电路还实现用于在对所述电声路径进行建模时监视所述次级路径估计滤波器的性能的次级路径估计性能监视器。8.根据权利要求7所述的集成电路，其中所述处理电路响应于所述次级路径估计性能监视器而控制所述增益。9.根据权利要求8所述的集成电路，其中所述对准滤波器具有由1+SE(z)H(z)G给出的响应，其中SE(z)是所述次级路径估计滤波器的响应，H(z)是所述反馈滤波器的响应，G是所述增益。10.根据权利要求8所述的集成电路，其中所述对准滤波器具有由1+SEG(z)H(z)G给出的响应，其中SEG(z)是当由所述次级路径估计性能监视器判定所述次级路径估计滤波器对所述源音频信号的电声路径进行充分地建模时存在的所述次级路径估计滤波器的先前存储响应，H(z)是所述反馈滤波器的响应，G是所述增益。11.根据权利要求10所述的集成电路，其中所述次级路径估计性能监视器根据所述次级路径估计滤波器对所述源音频信号的电声路径进行充分地建模的程度以更新频率更新所述存储响应SEG(z)。12.根据权利要求10所述的集成电路，其中向所述基准麦克风信号施加具有基本上等效于SEG(z)的响应的滤波器以生成传递给所述前馈系数控制部的滤波基准麦克风信号。13.根据权利要求1所述的集成电路，其中所述次级路径系数控制部通过使所述未对准校正信号和变形源音频信号互相关联来对所述次级路径估计滤波器的响应进行整形以使所述未对准校正信号减到最小，其中所述变形源音频信号包括所述源音频信号与由所述反馈滤波器生成的抗噪信号的一部分之和。14.一种用于消除在个人音频设备的换能器附近的周围音频声音的方法，所述方法包括：接收表示周围音频声音的基准麦克风信号；接收表示所述换能器的输出以及所述换能器处的周围音频声音的误差麦克风信号；生成用于向收听者回放的源音频信号；通过调整自适应滤波器的响应由所述基准麦克风信号生成前馈抗噪信号分量以使所述误差麦克风信号中的周围音频声音减到最小，该自适应滤波器对所述基准麦克风信号进行滤波；基于所述误差麦克风信号生成反馈抗噪信号分量，用于抵消所述换能器的声学输出处的周围音频声音的影响；生成未对准校正信号以对所述基准麦克风信号和误差麦克风信号的未对准进行校正；通过调整次级路径估计滤波器的响应由所述源音频信号生成所述次级路径估计以使所述滤波回放校正误差减到最小，该次级路径估计滤波器对所述源音频信号的电声路径进行建模并对所述源音频信号进行滤波；把所述前馈抗噪信号分量及所述反馈抗噪信号分量与源音频信号进行合并以生成提供给所述换能器的音频信号。15.根据权利要求14所述的方法，其中生成所述反馈抗噪信号分量包括用反馈滤波器对回放校正误差进行滤波，所述回放校正误差基于所述误差麦克风信号和次级路径估计之差。16.根据权利要求15所述的方法，其中生成所述未对准校正信号包括由所述回放校正误差生成滤波回放校正误差。17.根据权利要求16所述的方法，其中调整自适应滤波器的响应包括把所述自适应滤波器的响应整形成与所述滤波回放校正误差及所述基准麦克风信号一致，该自适应滤波器对所述基准麦克风信号进行滤波。18.根据权利要求14所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：周大勇，路阳，李宁，尼汀·科瓦特拉，安东尼尔·J·米勒，
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