用于降低空间移动信号源噪声的方法和系统技术方案

与在接收机环境例如载体中的各个信号源的各自位置相关的空间特性被用来处理来自该信号源的接收的信号。使用空间特性可提供改善的噪声降低，进而在本发明专利技术的各个实施例中将习惯于施加一个选择的压缩电平于一个或多个信号源。例如，在一个载体免提话音接收系统中，来自该载体中的一个扬声器的远端反馈能基本上受到压制，而来自该载体中的一个司机和一个乘客的话音能被处理为具有基本０ｄＢ的压缩。该压缩电平可以是用户可选择的。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

技术介绍
本专利技术涉及噪声降低，特别涉及对于天线阵列的噪声降低。当移动终端成为越来越普通地用于对旅行用户提供通信时，希望提供载体例如汽车的司机免提移动终端。当免提系统已被介绍来帮助一个载体司机时，噪声问题由这样的系统提出来。早先已推荐出两种方法针对该问题。一种方法是单话筒噪声降低技术，它可以使用话音和噪声的频谱特性的差异，例如，在下列文献中描述了这样的系统S.F.Boll.“Suppression of acoustic noise in speech usingspectral subtraction”，IEEE Trans.on Acoustics，Speech，andSignal Processing.ASSP-27(2)113-120，April 1979；以及R.J.McAlulay和M.L.Malpass.“Speech enhancement using asoft-decision noise-suppression filter，”IEEE Trans.onAcoustics，Speech，and Signal Processing ASSP-28；137-145，1980。但是，在许多情况下，话音和噪声倾向于具有相似的频谱分布。在这些条件下，单话筒回波压缩技术并不产生在话音清晰度方面的基本的改进。另一方面，车辆环境中的信号和回波是声场，其一般具有不同的空间特性。可利用话音和回波的空间分离来降低噪声电平。人们知道，处理这样的空间信号一般要求使用若干话筒的天线(接收机)阵列。使用与信号处理相结合的这种阵列的方法已被开发并应用在其他的领域，例如声纳和震源研究。如下列文献中所描述的，这种称为“天线阵列处理”的普通技术可获得水底噪声的有效抑制(环境噪声和海洋混响)，例如，L.G.Krasny，“Spatial processing ofacoustic signals in a plane-parallel waveguide，”Sov.Phys.Accoust.，30，4，495-501，1984以及A.B.Baggeroer，W.A.Kuperman和H.Shrmidt，“Matched-field processingsourcelocalization in correlated noise as an optimum parameterestimation problem，”J.Acoust.Soc.Am.83，571-587，1988。在频域中可用下列方程描述典型的普通天线阵列处理算法Uout(w)=Σi=1NU(w,ri)H*(w;ri),---(1)]]>其中Uout(w)和U(w，ri)分别是该天线处理器输出的富立叶变换，而在空间坐标为ri和H(w，ri)的第i个天线元件的输出端观测的场u(t，ri)是在第i个天线元件处的滤波器的频率响应，其满足系统方程Σk=1NgN(w;ri,rk)H(w;rk)=exp(jw|ri-R0|/c).---(2)]]>其中gN(w；ri，rk)是背景噪声的空间相关函数，Ro是扬声器的空间坐标，N是天线元件数，j=-1,]]>和c是声速。附图说明图1说明用于执行天线阵列处理的一个普通的系统100。该系统包括N个滤波器110(滤波器H1，...，HN)，其滤波从话筒120接收的N个信号，这里N＝1，2，3...最好，使用N个空间移动的话筒，来自每个话筒的信号由模/数(A/D)转换器取样，并且N个滤波器110被实施成数字滤波器。滤波结果在求和器130中求和，而合成和Uout是其中背景噪声通常被压缩的一个信号。标记“Est.CF”的电路140估算噪声相关矩阵和按以上方程(2)计算滤波器H1，...，HN110的频率响应。但是，当该技术应用于车辆环境下的噪声降低问题时，某些困难可以成为显而易见的。首先，当该普通天线阵列处理方程(1)通常适合工作在存在单个声源的情况，其效果一般可考虑容许在多声源的情况。例如，如果司机和乘客同时谈话，方程(1)通常不能将这些声源分开，而导至在阵列处理后的明显的信号失真。其次，方程(1)是基于假定该天线阵列是放置在自由场传播通道中。然而，该自由场传播模式并不考虑例如一般在车辆舱环境中发现的波导声音传播的有效作用。因此存在需要一种系统去降低与空间移位信号源有关的噪声。专利技术概述本专利技术可以通过提供方法，系统和移动终端来符合这种需要，它们使用与在该接收机环境例如载体中的各个信号源的各自位置相关的空间特性于处理来自信号源的接收的信号中。使用该空间特性可提供改善的噪声降低并进而在本专利技术的各个实施例中将可习惯于施加一个选择的压缩电平于一个或多个信号源。例如，在一个载体免提话音接收系统中，来自该载体中的一个扬声器的远端反馈能基本上受到压制，而来自该载体中的一个司机和一个乘客的话音能被处理为具有基本0dB的压缩，该压缩电平可以是用户可选择的。在本专利技术的一个实施例中，提供的一个噪声降低系统包括连接到多个信号输入端的多个接收通道。每个接收通道包括多个输出通道分量滤波的信号的滤波器。每个滤波器可响应至少多个信号输入的一个并具有基于与各个接收通道相关的源空间特性的系数。该接收通道还包括一个通道组合器电路，其将该通道分量滤波信号组合起来以提供一个通道滤波的信号。该噪声压缩系统还包括一个限制电路，它输出对至少一个通道滤波的信号的压缩和一个输出组合器电路，它响应组合通道滤波的信号的多个接收通道。该通道组合器电路还包括一个求和器，它接收该通道分量滤波的信号和一个加权滤波器，它滤波该求和器的输出以提供该通道滤波的信号。该加权滤波器可以响应该限制电路。该限制电路可响应对至少多个接收通道之一设计一个要求的压缩的一个用户输入。在一个实施例中，该限制电路输出与至少多个接收通道之一相关的加权滤波器的系数作为该多个通道滤波的信号之一的压缩和源空间特性，该通道滤波的信号与基于设计要求的压缩的多个通道至少之一相关，而该源空间特性与至少多个通道之一相关。在本专利技术的另一实施例中，噪声压缩系统包括一个系数估算电路，它响应音频输入调节多个接收通道每一个的多个滤波器的系数。该系数估算电路可配置来基于与各个接收通道相关的源的空间特性调节多个接收通道每一个的多个滤波器的系数。在一个实施例中，多个接收机产生多个信号输入。该系数估算电路对相应于从与各个通道相关的一个信号源到多个接收机的一个传播通道的多个接收通道的每一个使用格林(Green)函数并基于与各个接收通道相关的源的空间特性来调节多个接收通道每一个的多个滤波器的系数。接收机可以是空间移动的话筒，而与各个通道相关的信号源可以是在一个载体中的声源。在本专利技术的另一实施例中，提供的用于多源环境的一个噪声降低系统包括多个连接到多个信号输入端的滤波器。该多个滤波器输出分量滤波的信号。每个滤波器可响应多个信号输入的至少一个并且具有基于与多源环境中的源相关的源空间特性的系数。该系统还包括响应多个滤波器的输出组合器电路，其组合该分量滤波的信号和一个系数估算电路，该电路基于源空间特性调节多个滤波器的系数，该系数估算电路还包括一个限制电路，其输出与多源环境中至少一个源相关的压缩。在本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
一个噪声降低系统包括：多个连接到多个信号输入端的接收通道，多个接收通道的每一个包括：多个滤波器，输出通道分量滤波的信号，多个滤波器的每一个响应多个信号输入的至少一个并具有基于与各个接收通道相关的一个源的空间特性的系数，以及一个通 道组合器电路，其组合该通道分量滤波的信号以产生一个通道滤波的信号；一个限制电路，其输出对至少一个通道滤波的信号的压缩；以及一个输出组合器电路，响应多个组合该通道滤波的信号的多个接收通道。

【技术特征摘要】
US 2000-2-29 09/515,9071.一个噪声降低系统包括多个连接到多个信号输入端的接收通道，多个接收通道的每一个包括多个滤波器，输出通道分量滤波的信号，多个滤波器的每一个响应多个信号输入的至少一个并具有基于与各个接收通道相关的一个源的空间特性的系数，以及一个通道组合器电路，其组合该通道分量滤波的信号以产生一个通道滤波的信号；一个限制电路，其输出对至少一个通道滤波的信号的压缩；以及一个输出组合器电路，响应多个组合该通道滤波的信号的多个接收通道。2.按权利要求1的系统，其中该通道组合器电路还包括求和器，接收通道分量滤波的信号；以及加权滤波器，其滤波求和器的输出，以提供通道滤波的信号。3.按权利要求2的系统，其中加权滤波器响应于限制电路。4.按权利要求3的系统，其中该限制电路响应一个用于输入，分配一个所要求的压缩于该多个接收通道的至少一个。5.按权利要求4的系统，其中限定电路基于分配的所要求的压缩和与多个通道的至少一个相关的源空间特性输出与多个接收通道的至少一个相关的加权滤波器的系数作为对与多个通道的至少一个相关的通道滤波的信号的至少一个的压缩。6.按权利要求5的系统，其中该系统还包括一个系数估算电路，其响应声频输入信号调节多个接收通道的每一个的多个滤波器的系数。7.按权利要求6的系统，其中该系数估算电路被进一步配置来基于与各个接收通道相关的源空间特性调节多个接收通道的每一个的多个滤波器的系数。8.按权利要求7的系统还包括多个接收机，产生多个信号输入，以及其中该系数估算电路使用用于该多个接收通道的每一个的格林函数，基于与各个接收通道相关的源空间特性来调节多个接收通道的每一个的多个滤波器的系数，该多个接收通道相应于从与各个通道相关的一个信号源到多个接收机的传播通道。9.按权利要求8的系统，其中接收机是空间移动的话筒，而与各个通道相关的信号源是声源。10.按权利要求9的系统，其中该限制电路基于与提供该通道滤波的信号的至少一个的接收通道相关的信号源的频谱对至少一个通道滤波的信号输出一个压缩。11.按权利要求9的系统，其中空间移动的话筒和声源是在一个载体中。12.一个用于一个多源环境的噪声降低系统，包括多个滤波器，连接到多个信号输入端，多个滤波器输出分量滤波的信号，每个滤波器响应多个信号输入的至少一个并具有基于与多源环境中的源相关的源空间特性的系数；一个输出组合器电路响应于组合分量滤波的信号的多个滤波器；以及一个系数估算电路，其基于源空间特性调节多个滤波器的系数。13.按权利要求12的系统还包括多个接收机，产生多个信号输入，其中该系数估算电路使用用于每个滤波器的格林函数，基于源空间特性，调节多个滤波器的系数，该滤波器相应于从多源环境中的源到多个接收机的传播通道。14.按权利要求13的系统，其中该接收机是空间移动的话筒，而在该多源环境中的源是声源。15.按权利要求14的系统，其中该多个滤波器的系数是基于相关源的频谱。16.按权利要求14的系统，其中该多用户环境是一个载体，和其中空间移动的话筒是在该载体中。17.按权利要求13的系统，其中该系数估算电路还包括一个限制电路，其输出与多源环境中源的至少一个相关的一个压缩。18.按权利要求17的系统，其中该限制电路响应一个用户输入，分配一个所要求的压缩于多源环境中的至少一个源。19.一个载体免提话音接收系统，包括多个在该载体中的空间移动话筒；多个接收通道，连接到话筒，每个接收通道与载体中多个空间位置相应一个相关，每个接收通道包括，多个滤波器，输出通道分量滤波的信号，每个滤波器响应至少一个话筒，并具有基于与载体中空间位置相关并与各个接收通道相关的源空间特性的系数，以及一个通道组合器电路，其组合通道分量滤波的信号以提供一个通道滤波的信号；一个限制电路，其对至少一个通道滤波的信号输出一个压缩；以及一个输出组合器电路，响应组合通道滤波的信号的多个接收通道。20.按权利要求19的系统，其中多个空间位置的至少一个是乘客位置，和该多个位置的至少一个是一个...

【专利技术属性】
技术研发人员：L克拉斯尼，AS哈伊拉拉，
申请(专利权)人：艾利森公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]