用于手持设备的自适应有效噪声消除制造技术

技术编号:8191479 阅读:152 留言:0更新日期:2013-01-10 02:19
本发明专利技术涉及用于手持设备的自适应有效噪声消除。本发明专利技术的实施例提供了一种自适应噪声消除系统。所述自适应噪声消除系统可以在手持设备中使用以通过生成抗噪声信号来消除背景噪声。自适应噪声消除系统可包括:第一输入,用于从前馈麦克风接收第一信号;第二输入,用于从误差麦克风接收第二信号;与所述输入耦合的控制器,所述控制器配置为根据接收的信号自适应地生成抗噪声信号,其中所述控制器从第一信号获取抗噪声信号的轮廓以及从第一和第二信号两者获取抗噪声信号的大小;以及输出,用于向扬声器发送抗噪声信号。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及在例如移动电话的手持设备中的噪声消除。远程通信以惊人的速度增长。因此,手持设备工程师不断地尝试改进用户的通信体验。
技术介绍
远程通信系统中的一个主要问题是存在背景噪声(周围环境噪声),该背景噪声会干扰用户的听觉(即,用户理解正在通信的内容的能力)。很多时候,用户可能在嘈杂的环境中(例如餐馆、火车站或大街上)使用移动电话。背景噪声阻止用户听到电话呼叫另一端的呼叫者的声音(远端说话者)。因此,用户不能像他/她期望的那样在嘈杂的环境中使用他/她的移动电话,这极大地限制了移动电话的使用。结果是,本领域中需要改进通信系统以使手持设备能在存在本地生成的噪声的情况下使用,而没有背景噪声干扰用户倾听远端说话者。 与例如耳机的其他音频收听系统不同(在其他音频收听系统中因为耳机软垫,背景噪声被控制并且是静态的),手持设备遭遇的背景噪声是动态的、不可控制并且不可预知的。因此,用于耳机的常规噪声消除系统对于手特设备的使用不是最佳的。因此,专利技术人认识到本领域需要一种自适应噪声消除系统,其可适于现实世界情况。附图说明图I (a)是根据本专利技术实施例的手持设备的简化框图。图I (b)是根据本专利技术实施例的手持设备的图。图2是根据本专利技术实施例的用于抗噪声信号生成操作的简化处理流程。图3是根据本专利技术实施例的手特设备的简化框图。图4是根据本专利技术实施例的手持设备的简化框图。图5示出具有调制指数(modulation index)计算的示例性下行链路信号图。图6是根据本专利技术实施例的手持设备的简化框图。图7是根据本专利技术实施例的风噪声检测器的简化框图。图8是根据本专利技术实施例的手持设备的简化框图。图9不出基于输入信号的噪声水平的不同衰落轮廓的图。图10是根据本专利技术实施例的限制器的简化框图。具体实施例方式本专利技术的实施例提供了一种系统,其包括第一输入,用于从前馈麦克风接收第一信号;第二输入,用于从误差麦克风(error microphone)接收第二信号;稱合到输入的控制器,所述控制器被配置为根据接收的信号自适应地生成抗噪声信号,其中所述控制器根据所述第一信号获取抗噪声信号的轮廓,并根据第一信号和第二信号两者获取抗噪声信号的大小;以及输出,用于向扬声器发送抗噪声信号。本专利技术的实施例还提供了一种方法,包括从第一麦克风接收前馈输入;从第二麦克风接收误差输入;基于所述前馈输入和所述误差输入计算背景噪声信号;自适应地生成与所述背景噪声信号180°异相的抗噪声信号;以及向扬声器输出该抗噪声信号。本专利技术的实施例进一步提供了一种手持设备,包括扬声器;前馈麦克风;误差麦克风,其中所述误差麦克风比所述前馈麦克风更接近于所述扬声器;以及自适应噪声控制系统,耦合到所述前馈麦克风和所述误差麦克风,以基于从所述前馈麦克风捕获的背景噪声和从所述误差麦克风捕获的误差信号生成抗噪声信号,并且向扬声器输出抗噪声信号。图I (a)是根据本专利技术的实施例的具有自适应有效噪声消除(ANC)的手持设备100的框图。该自适应ANC可向手持设备的扬声器提供抗噪声信号,其中其在用户耳膜处破坏性地干扰背景噪声。因此,用户可以在降低背景噪声干扰的情况下收听在电话呼叫另一端的呼叫者。该自适应噪声控制可以使用两个麦克风输入以前馈方式实现。 手持设备100可包括前馈麦克风110、均衡器120、自适应系统130、加法器140、天线150、解码器155、扬声器160和误差麦克风170.图1(b)是根据本专利技术的一个实施例的手持设备100的图示,示出了前馈麦克风110、扬声器160、误差麦克风170的相关布置。在该实施例中,误差麦克风170可位于具有扬声器160的手特设备的前面,而前馈麦克风110可位于与误差麦克风170相反的手持设备的背面。如图1(b)所示,扬声器160和误差麦克风170之间的距离DS_E可以短于扬声器160和前馈麦克风110之间的距离Ds_f。因此,相比于前馈麦克风110,扬声器160可更接近于误差麦克风170。前馈麦克风110可捕获音频输入,例如背景噪声。前馈麦克风110的输出可耦合到均衡器120。均衡器120可以对前馈麦在风信号进行滤波以补偿声音变化。例如,均衡器可补偿扬声器160的波形以及前馈麦克风110和扬声器160之间的声学传递函数。均衡器120的滤波输出然后可以提供到自适应系统130。自适应系统130还可以接收来自误差麦克风170的输入。使用前馈麦克风110的输入和误差麦克风170的输入,ANC系统130可生成抗噪声信号,其可以是所估计的背景噪声的反量。自适应系统130可以从前馈输入获取本地环境中存在的背景噪声的轮廓。因为误差麦克风170可以定位成接近于扬声器160,因此自适应系统130还可以基于误差输入来调整抗噪声信号的能量大小。误差麦克风170捕获的误差信号可以在抗噪声信号的自适应中使用,但误差信号的内容不必被使用。误差麦克风170捕获的误差信号可以对应于背景噪声、抗噪声、下行链路信号以及用户语音的混合。因此,误差麦克风170捕获的误差信号可以是以上信号之和。抗噪声信号可以作为从环境直接进入用户耳朵的声学噪声的复制品而生成。然而抗噪声信号会与声学噪声180°异相,使得其在用户耳膜处破坏性地干扰声学噪声。破坏性干扰可在用户耳膜处消除声学噪声,并且因此增强用户收听远端信号的能力。自适应系统130生成的抗噪声信号可输入到加法器140。此外,可连续地生成抗噪声信号以适应用户的环境。天线150可接收下行链路信号。然后由解码器155对射频下行链路信号进行解调和解码以生成可包括来自远端说话者的音频信号的下行链路信号。解码器155可处理CDMA, TDMA, OFDM或任何其他已知的无线协议信号,该处理包括解调和话音解码。加法器140可将抗噪声信号和下行链路信号组合。输入到加法器140的信号可具有需要处理的不同采样速率。组合信号可被输出到扬声器160。因此用户可接收下行链路信号,其包括远端信号和可位于扬声器160处的用户耳膜处的抗噪声信号。通过抗噪声信号破坏性地干扰环境中存在的声学噪声,用户可更清楚地所到运端信号。因此,本专利技术可为用户提供更舒适的通信体验。本专利技术的各部分可以在集成电路上提供。例如,自适应系统130可以在集成电路上提供。耦合到自适应系统130的其他部件也可以在与ANC系统130相同的集成电路上提供,或在分离的集成电路上提供。图2示出了根据本专利技术的实施例的一种抗噪声信号生成方法。可以接收前馈麦克风信号(块210)。前馈麦克风信号可包括用户的语音以及用户环境中存在的背景噪声,用户的语音可以不是连续的。可以接收误差麦克风信号(块220)。可以对前馈 麦克风信号进行滤波以补偿扬声器和声学变化(块230)。然后可以使用前馈麦克风和误差麦克风信号两者来计算背景噪声(块240)。前馈麦克风信号可提供所计算的背景噪声的轮廓(波形),并且误差麦克风信号可用于调整所计算的背景噪声的量值(大小)。误差麦克风信号可包括背景噪声、下行链路信号以及用户语音的混合。可生成抗噪声信号,其具有与所计算的背景噪声相同的轮廓和波形,但是180°异相(块250)。此外,可连续地生成抗噪声信号以适应用户的环境。抗噪声信号可输出到扬声器(块260)。从扬声器输出,抗噪声信号可在用户的耳膜处破坏性地干本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种系统,包括:第一输入,用于接收来自前馈麦克风的第一信号;第二输入,用于接收来自误差麦克风的第二信号;耦合到所述第一输入和所述第二输入的控制器,所述控制器配置为根据所接收的信号自适应地生成抗噪声信号,其中所述控制器从所述第一信号获取所述抗噪声信号的轮廓,并且基于所述第一信号和所述第二信号两者来调整所述抗噪声信号的大小;以及输出,用于向扬声器发送所述抗噪声信号。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员:T·斯图尔兹K·S·贝尔塞森R·阿达姆斯
申请(专利权)人:美国亚德诺半导体公司
类型:发明
国别省市:

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