具有可选择采样率的主动噪声消除(ANC)系统技术方案

技术编号:25998974 阅读:10 留言:0更新日期:2020-10-20 19:09
一种主动噪声消除(ANC)系统,包括:可选择抽取率的抽取器,其接收过采样数字输入,并且具有选择抽取率的输入;滤波器,其接收抽取器的输出;以及可选择内插率的内插器,其接收滤波器的输出,并且具有选择内插率的输入。可选择抽取率的抽取器以及可选择内插率的内插器操作用于基于选择的抽取率和内插率为滤波器提供可选择的采样率。滤波器可以是抗噪声滤波器、反馈滤波器和/或对所述ANC系统的声学传递函数建模的滤波器。率选择可以基于电池或周围噪声水平被静态地或动态地控制。抽取率和内插率之比是固定的,与动态控制的抽取率和内插率无关。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有可选择采样率的主动噪声消除(ANC)系统相关申请的交叉引用本申请要求基于2018年2月1日提交的序列号为62624984,标题为“具有可配置采样率的ANC系统(ANCSYSTEMWITHCONFIGURABLESAMPLERATES)”的美国临时申请的优先权,所述美国临时申请通过整体引用合并于此。
技术介绍
诸如无线电话(例如,移动/蜂窝电话、无绳电话)的便携式音频设备以及其他消费音频设备(例如,mp3播放器)被广泛使用。期望便携式音频设备在低功耗方面的性能。还期望这样的设备在清晰度方面的性能。通过提供噪声消除(诸如,主动噪声消除(activenoisecancellation,ANC)),使用麦克风测量周围声学事件,然后使用信号处理将抗噪声信号插入到设备的输出中以消除周围声学事件,可以提高清晰度。ANC系统具有严格的时延要求。即,抗噪声信号必须及时到达以消除周围噪声。较长的抗噪时延降低ANC性能。
技术实现思路
在一个实施例中,本公开提供一种主动噪声消除(ANC)系统,包括:可选择抽取率的抽取器,其接收过采样数字输入,并且具有选择抽取率的输入;滤波器,其接收抽取器的输出;以及可选择内插率的内插器,其接收滤波器的输出,并且具有选择内插率的输入。可选择抽取率的抽取器以及可选择内插率的内插器用于基于选择的抽取率和内插率为滤波器提供可选择的采样率。在另一实施例中,本公开提供一种由主动噪声消除(ANC)系统执行的方法,包括:抽取器接收过采样数字输入以及抽取率选择;抽取器以选择的抽取率对过采样数字输入进行抽取,从而基于选择的抽取率以选择的采样率生成输出;滤波器以选择的采样率对抽取器的输出进行滤波,以生成滤波后的输出;内插器接收滤波后的输出以及内插率选择;以及内插器以选择的内插率对滤波后的输出进行插值。附图说明图1A是根据本公开的实施例的示例无线电话的图示。图1B是根据本公开的实施例的示例无线电话的图示,该无线电话具有与之耦接的头戴式耳机组件。图2是示出根据本公开的实施例的示例ANC系统的细节的框图。图3是示出根据本公开的实施例的ANC系统增益与相移之间的关系的示例的图。图4是示出根据本公开的实施例的ANC系统增益、时延和频率之间的关系的示例的三维图。具体实施方式描述了具有用于滤波处理的可选择采样率的ANC系统的实施例。在ANC系统的滤波器之前和之后分别是可选择抽取率的抽取器和可选择内插率的内插器。可选择抽取率的抽取器和可选择内插率的内插器操作用于为滤波器提供可选择的采样率。滤波器以较低的采样率进行的处理可以有利地降低包括ANC系统的便携式设备中的功耗。然而,较低的采样率可能会在ANC系统中引入额外的时延。在一个实施例中,例如,可以基于采用ANC系统的便携式音频设备的类型来静态地选择抽取率和内插率。例如,在一种产品中,制造商可能优先考虑较低的功耗而不是较高的噪声消除,在这种情况下,可以静态地选择较高的抽取率和内插率;然而,在不同的产品中,制造商可能优先考虑较高的噪声消除而不是较低的功耗,在这种情况下,可以选择较低的抽取率和内插率。在其他实施例中,可以基于各种因素(例如,便携式音频设备的当前电池电量、ANC系统正试图消除的周围噪声的水平或其组合)来动态地控制抽取率和内插率。例如,如果电池电量低,则抽取率和内插率可以被动态地控制为较高,以通过较低的采样率处理来降低滤波器的功耗;然而,如果周围噪声较高,则抽取率和内插率可以被动态地控制为较低,以通过降低时延和提高采样率处理来增加滤波器的性能。抽取率与插值率之比是固定的,与动态选择的抽取率和内插率无关。该滤波器可以是自适应滤波器或固定型滤波器,并且可以是抗噪声滤波器、反馈滤波器和/或对ANC系统的声学传递函数建模的滤波器。ANC系统可以是前馈、反馈或混合ANC系统。ANC系统还可以在自适应更新路径中包括额外的延迟,以补偿可选择抽取率/内插率的抽取器/内插器。现在参考图1A,示出了根据本专利技术实施例所示的无线电话10靠近人耳5。无线电话10是可以应用根据本公开的实施例的技术的便携式音频设备的示例,但是应当理解,为了实践权利要求中记载的专利技术,并不需要图示的无线电话10中或者在随后的图示中描绘的电路中包含的所有元件或配置。无线电话10可以包括诸如扬声器SPKR的换能器,其再现由无线电话10接收的远距离语音,以及其他本地音频事件(诸如铃声、存储的音频节目资料、用于提供平衡的会话感知的近端语音(即,无线电话10的用户的语音)的注入),以及需要由无线电话10再现的其他音频(诸如,来自网页的源或由无线电话10接收到的其他网络通信),以及音频指示(诸如,电池电量低指示和其他系统事件通知)。可以提供近语音麦克风NS以捕获近端语音,该近端语音从无线电话10发送到其他一个或多个会话参与者。无线电话10可以包括ANC电路和特征,其将抗噪声信号注入扬声器SPKR中,以提高由扬声器SPKR再现的远距离语音和其他音频的清晰度。可以提供参考麦克风R来测量周围的声学环境,并且可以将其放置在远离用户嘴巴的典型位置,从而可以在由参考麦克风R产生的信号中最小化近端语音。当无线电话10非常靠近耳朵5时,可以提供另一麦克风(误差麦克风E),以通过提供与由靠近耳朵5的扬声器SPKR再现的音频组合的周围音频的测量来进一步改善ANC操作。在其他实施例中,可以采用额外的参考麦克风和/或误差麦克风。无线电话10内的电路14可以包括音频编解码器(CODEC)集成电路(IC)20,该音频编解码器集成电路20从参考麦克风R、近语音麦克风NS和误差麦克风E接收信号,并与具有无线电话收发器的诸如射频(RF)集成电路12的其他集成电路交互。在本公开的一些实施例中,本文公开的电路和技术可以合并在单个集成电路中,该单个集成电路包括控制电路以及用于实现便携式音频设备的整体的其他功能,诸如,芯片上MP3播放器集成电路。在这些实施例和其他实施例中,可以以包含在计算机可读介质中的并且可由控制器或其他处理设备执行的软件和/或固件,来部分地或全部地实施本文公开的电路和技术。通常,本公开的ANC技术测量撞击在参考麦克风R上的周围声学事件(与扬声器SPKR和/或近端语音的输出相反),并且还通过测量撞击在误差麦克风E上的相同的周围声学事件,无线电话10的ANC处理电路适应从参考麦克风R的输出生成的抗噪声信号,以具有使误差麦克风E处的周围声学事件的幅度最小化的特性。因为声学路径P(z)从参考麦克风R延伸到误差麦克风E,所以ANC电路有效地估计声学路径P(z),同时消除电声学路径S(z)的影响,该电声学路径S(z)表示CODECIC20的音频输出电路的响应以及将扬声器SPKR与误差麦克风E在特定声学环境中的耦合包括在内的扬声器SPKR的声/电传递函数,当无线电话10未被稳固地按压到耳朵5上时,这可能会受到耳朵5的接近度和结构以及可靠近无线电话10的其他实物和人的头部结构的影响。虽然所示的无线电话10包括具有第三近语音麦克风NS的双麦克风ANC系统,但是本专利技术的一些方面可以被实践在不包括单独的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种主动噪声消除(ANC)系统,包括:/n可选择抽取率的抽取器,其接收过采样数字输入,并且具有选择抽取率的输入;/n滤波器,其接收所述抽取器的输出;/n可选择内插率的内插器,其接收所述滤波器的输出,并且具有选择内插率的输入;并且/n其中,所述可选择抽取率的抽取器和所述可选择内插率的内插器操作用于基于选择的抽取率和内插率为所述滤波器提供可选择的采样率。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180201 US 62/624,9841.一种主动噪声消除(ANC)系统,包括:
可选择抽取率的抽取器,其接收过采样数字输入,并且具有选择抽取率的输入;
滤波器,其接收所述抽取器的输出;
可选择内插率的内插器,其接收所述滤波器的输出,并且具有选择内插率的输入;并且
其中,所述可选择抽取率的抽取器和所述可选择内插率的内插器操作用于基于选择的抽取率和内插率为所述滤波器提供可选择的采样率。


2.根据权利要求1所述的ANC系统,
其中,所述滤波器是自适应滤波器。


3.根据权利要求2所述的ANC系统,
其中,所述ANC系统还包括一个或多个自适应更新路径中的额外的延迟,以补偿所述可选择抽取率的抽取器和所述可选择内插率的内插器。


4.根据权利要求1所述的ANC系统,
其中,所述滤波器是固定型滤波器。


5.根据权利要求1所述的ANC系统,
其中,所述ANC系统是以下系统之一:前馈ANC系统、反馈ANC系统和混合ANC系统。


6.根据权利要求1所述的ANC系统,
其中,所述滤波器是以下滤波器之一:抗噪声滤波器、反馈滤波器以及对所述ANC系统的声学传递函数建模的滤波器。


7.根据权利要求1所述的ANC系统,
其中,对于所述ANC系统,所述抽取率和内插率是静态选择的。


8.根据权利要求1所述的ANC系统,
其中,所述抽取率和内插率是被动态控制的;并且
其中,抽取率和内插率之比是固定的,与选择的抽取率和内插率无关。


9.根据权利要求8所述的ANC系统,
其中,所述抽取率和内插率是基于包括所述ANC系统的便携式设备中的电池电量被动态控制的。


10.根据权利要求8所述的ANC系统,
其中,所述抽取率和内插率是基于所述ANC系统尝试消除的周围噪声的水平被动态控制的。


11.根据权利要求1所述的ANC系统,
其中,与选择的采样率是第二采样率时相比,当选择的采样率是小于所述第二采样率的第一采样率时,所述滤波器消耗更少的功率;并且
其中,与选择的采样率是第一采样率时相比,当选择的采样率是所述第二采样率时,所述滤波器执行更好的噪声消除。...

【专利技术属性】
技术研发人员:加布里埃尔·沃格尔杰弗里·艾德森瑞安·A·海尔曼尼廷·克瓦特拉
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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