声学延迟估计制造技术

技术编号:27391205 阅读:43 留言:0更新日期:2021-02-21 13:59
一种声学信号延迟测量装置,该声学信号延迟测量装置包括:声学信号输入端子;声学信号输出端子;至少一个回波输入端子;表现出多个抽头的可调节抽头延迟线,该抽头延迟线的第一端耦接到该声学信号输入端子,该抽头中的每个抽头表现出相应的预先确定的延迟;处理器,该处理器的输出端耦接到可调节抽头延迟线的控制输入端;以及多个自适应滤波器,该多个自适应滤波器中的每个自适应滤波器的第一输入端耦接到至少一个回波输入端子中的相应一个回波输入端子,该多个自适应滤波器中的每个自适应滤波器的第二输入端耦接到多个抽头中的相应一个抽头,并且该多个自适应滤波器中的每个自适应滤波器的输出端耦接到处理器的相应输入端,其中该处理器被布置成响应于以下各项来确定系统延迟:多个自适应滤波器中的一个自适应滤波器收敛所花费的时间量;以及与收敛自适应滤波器相关联的抽头的延迟。应滤波器相关联的抽头的延迟。应滤波器相关联的抽头的延迟。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】声学延迟估计


[0001]本专利技术涉及声学领域,并且具体地涉及用于确定音频系统中的固有声学延迟或音频延迟的方法和装置。

技术介绍

[0002]通常期望通过音频系统测量信号的时间延迟。例如,当试图确保扬声器之间的同步时,当音频信号通过多个扬声器中的每个扬声器时,可能需要测量与参考音频信号相比的时间延迟的差异。传统上,音频系统中的时间延迟测量技术涉及使用已知的脉冲信号。一种方法涉及在发射的脉冲信号与所记录的音频信号之间执行互相关。该方法涉及训练周期,而自适应算法适应房间的音频特性,并且需要校准音调或已知的参考音调。其他方法包括使用时域反射计,其中脉冲或短正弦波脉冲串从音频系统传输。然后对返回回波的时序进行测量。这些方法易受房间中的环境噪声和多模态回响和/或回波的影响。因此,所记录的音频信号或返回回波信号不是原始发射信号的精确复制。
[0003]另外,自适应滤波器用于回波消除。在某些应用中,诸如在电视机顶盒的情况下,回波被延迟超过自适应滤波器的容量的时间量。出于数字信号处理原因,增大滤波器尺寸是不切实际的。

技术实现思路

[0004]因此,本专利技术的主要目的是克服现有技术声学信号延迟测量技术的至少一些缺点。这在一个实施方案中由声学信号延迟测量装置提供,该声学信号延迟测量装置包括:声学信号输入端子;声学信号输出端子;至少一个回波输入端子;可调节抽头延迟线,该可调节抽头延迟线表现出多个抽头,该抽头延迟线的第一端耦接到声学信号输入端子,该抽头中的每个抽头表现出相应的预先确定的延迟;处理器,该处理器的输出端耦接到可调节抽头延迟线的控制输入端;以及多个自适应滤波器,该多个自适应滤波器中的每个自适应滤波器的第一输入端耦接到至少一个回波输入端子中的相应一个回波输入端子,该多个自适应滤波器中的每个自适应滤波器的第二输入端耦接到多个抽头中的相应一个抽头,并且该多个自适应滤波器中的每个自适应滤波器的输出端耦接到处理器的相应输入端,其中该处理器被布置成响应于以下各项来确定系统延迟:多个自适应滤波器中的一个自适应滤波器收敛所花费的时间量;以及与收敛自适应滤波器相关联的抽头的延迟。
[0005]从以下附图和描述中,本专利技术的附加特征和优点将变得显而易见。
附图说明
[0006]为了更好地理解本专利技术并示出可如何实行本专利技术,现在将仅通过示例的方式参考附图,其中相同的数字始终表示对应的部分或元件。现在具体参考附图,强调了所示的细节仅为示例且仅用于说明性讨论本专利技术的优选实施方案的目的,并且为了提供被认为是本专利技术的原理和概念方面的最有用和易于理解的描述的原因而被呈现。就此而言,没有试图比
对本专利技术的基本理解所需更详细地示出本专利技术的结构细节,关于附图进行的描述使得本专利技术的若干形式可如何在实践中体现对于本领域技术人员而言是显而易见的。在附图中:
[0007]图1A示出了声学信号延迟测量装置的第一实施方案的高级示意图;
[0008]图1B示出了图1A的装置的操作方法的高级流程图;
[0009]图1C至图1F示出了显示图1A的装置的示例的各种高级曲线图;
[0010]图2示出了声学信号延迟测量装置的第二实施方案的高级示意图。
具体实施方式
[0011]在详细解释本专利技术的至少一个实施方案之前,应当理解,本专利技术的应用不限于在下面的描述中阐述的或在附图中示出的部件的构造和布置的细节。本专利技术适用于其他实施方案或以各种方式实践或进行。而且,应当理解,本文所采用的措辞和术语是用于描述的目的并且不应当被认为是限制性的。
[0012]图1A示出了声学信号延迟测量装置10的高级示意图。声学信号延迟测量装置10包括:声学信号输入端子20;声学信号输出端子30;多个回波输入端子40;包括多个抽头的可调节抽头延迟线50;多个自适应滤波器70;处理器80;以及系统模块90。每个自适应滤波器70包括:数字滤波器100;和加法器110。在一个实施方案中,数字滤波器100包括最小均方(LMS)滤波器。在实施方案中示出了声学信号延迟测量装置10,其中回波输入端子40的数量与自适应滤波器70的数量相同,然而这并非意在以任何方式进行限制。在另一个实施方案中,回波输入端子40的数量小于自适应滤波器70的数量。系统模块90包括各种电路和软件功能,并且表示系统延迟。
[0013]声学信号输入端子20耦接到系统模块90的输入端和可调节抽头延迟线50的第一端。可调节抽头延迟线50的每个抽头耦接到相应自适应滤波器70的第一输入端,每个自适应滤波器70的第一输入端表示相应数字滤波器100的第一输入端。每个自适应滤波器70的第二输入端耦接到相应回波输入端子40,每个自适应滤波器70的第二输入端表示相应加法器110的第一输入端。在该实施方案中,如相对于图2的声学信号延迟测量装置200所示,其中回波输入端子40的数量小于自适应滤波器70的数量,多个自适应滤波器70耦接到单个回波输入端子40,如下文将进一步描述的。每个回波输入端子40被布置成接收在相应麦克风120处接收的数字化声学信号。每个数字滤波器100的输出端耦接到相应加法器110的第二输入端。每个加法器110的输出端耦接到相应数字滤波器100的控制输入端并耦接到处理器80的相应输入端。处理器80的输出端耦接到可调节抽头延迟线50的控制输入端。系统模块90的输出耦接到声学信号输出端子30,并且声学信号输出端子30还耦接到扬声器130。
[0014]相对于图1B的高级流程图描述了声学信号延迟测量装置10的操作。在阶段1000中,在声学信号输入端子20处接收数字化声学信号。所接收的信号进入系统模块90和可调节抽头延迟线50两者。在阶段1010中,处理器80设置可调节抽头延迟线50的每个抽头处的延迟,即每个自适应滤波器70经历的所接收信号的延迟。在一个实施方案中,延迟最初被设置为预先确定的值的整数倍。在一个另外的实施方案中,相邻抽头之间的延迟大致相等。在另一个另外的实施方案中,延迟被给定为:
[0015]T
N
=N*k*M
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
公式1
[0016]其中N是整数,T
N
是抽头N处的延迟,k是低于1的预先确定的数,并且M是将数字滤
波器100的所有抽头应用于所接收的信号所花费的时间。优选地,k介于0.5至0.75之间。
[0017]在阶段1020中,每个自适应滤波器70的数字滤波器100的系数被设置成初始预先确定的值。在一个实施方案中,将所有系数设置为零。在另一个实施方案中,系数被设置成来自先前延迟估计的先前存储的值。
[0018]在阶段1030中,每个自适应滤波器70开始处理所接收的信号。具体地讲,在声学信号输入端子20处接收的被系统模块90的延迟而延迟的声学信号由扬声器130输出,并且其回波由麦克风120拾取。然后由模数(A/D)转换器对回波进行采样,并且在相应自适应滤波器70的加法器110的第一输入端处接收数字化信号。本文档来自技高网
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种声学信号延迟测量装置,所述声学信号延迟测量装置包括:信号输入端子;信号输出端子;至少一个回波输入端子;可调节抽头延迟线,所述可调节抽头延迟线表现出多个抽头,所述抽头延迟线的第一端耦接到所述声学信号输入端子,所述抽头中的每个抽头相对于所述可调节抽头延迟线的所述第一端表现出相应的预先确定的延迟;处理器,所述处理器的输出端耦接到所述可调节抽头延迟线的控制输入端;以及多个自适应滤波器,所述多个自适应滤波器中的每个自适应滤波器的第一输入端耦接到所述至少一个回波输入端子中的相应一个回波输入端子,所述多个自适应滤波器中的每个自适应滤波器的第二输入端耦接到所述多个抽头中的相应一个抽头,并且所述多个自适应滤波器中的每个自适应滤波器的输出端耦接到所述处理器的相应输入端,其中所述多个自适应滤波器中的每个自适应滤波器表现出多个系数,并且其中所述处理器被布置成响应于以下各项来确定系统延迟:直到通过所述多个自适应滤波器中的已收敛的一个自适应滤波器的所述多个系数中的一个系数来实现峰值的时间量;以及耦接到所述收敛自适应滤波器的所述相应抽头的所述预先确定的延迟。2.根据权利要求1所述的声学信号延迟测量装置,其中所述处理器还被布置成将所述多个抽头中的每个抽头的所述延迟调节成等于与所述收敛自适应滤波器耦接的所述抽头的所述延迟。3.根据权利要求1所述的声学信号延迟测量装置,其中所述处理器还被布置成将所述多个自适应滤波器中的每个自适应滤波器的所述多个系数设置成等于所述收敛自适应滤波器的所述多个系数。4.根据权利要求1所述的声学信号延迟测量装置,其中所述处理器还被布置成响应于预先确定的平滑滤波器来对所述收敛自适应滤波器的所述多个系数进行滤波,从所述滤波系数中确定所述峰值。5.一种声学信号延迟测量方法,所述方法包括:提供输入信号;输出所述提供的输入信号;向所述提供的输入信号施加多个不同的预先确定的延迟;对于所述施加的延迟中的每个延迟,将所述延迟的输入信号提供给表现出多个系数的相应自适应滤波器的第一输入...

【专利技术属性】
技术研发人员:P
申请(专利权)人:美高森美半导体无限责任公司
类型:发明
国别省市:

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