处理信号制造技术

公开了一种用于在设备中处理信号的方法、设备和计算机程序产品。在设备的输入装置中，信号在一角度范围上接收，信号包括在到达输入装置的主到达方向接收到的主要信号和在到达输入装置的相应的至少一个干扰到达方向接收到的至少一个干扰信号。为所述角度范围上接收到的信号确定多个测量值，每个测量值涉及特定的角度，并指示从该特定角度接收到的接收信号的能量。对于所述角度范围内的每个角度，从用于那个角度的测量值中移除一个值，该值基于以下各项中的最小值：（i）用于那个角度的测量值的能量，和（ii）用于围绕主到达方向镜像的相对应角度的相对应测量值的能量，其中多个测量值中的剩余值指示所述至少一个干扰到达方向。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及处理在设备中接收到的信号。
技术介绍
设备可具有可被用来从周围环境接收传输的信号的输入装置。例如，设备可具有诸如麦克风的音频输入装置，其可被用来从周围环境接收音频信号。例如，用户设备的麦克风可接收主要音频信号(诸如来自用户的语音)和其他音频信号。其他音频信号可以是在设备的麦克风接收到的干扰音频信号，可以是从干扰源接收到的或者可以是环境背景噪声或麦克风的自身噪声。干扰音频信号可扰乱在设备中接收到的主要音频信号。设备可出于许多不同的目的而使用接收到的音频信号。例如，在接收到的音频信号是从用户处接收到的语音信号的情形下，设备可处理语音信号以将其用于通信事件，例如，通过网络传输语音信号到与通信事件的另一个用户相关联的另一个设备。可替换地，或附加地，接收到的音频信号可被用于本领域公知的其他目的。在其他例子中，设备可具有用于接收其他类型的传输信号(诸如一般宽带信号、一般窄带信号、雷达信号、声纳信号、天线信号、无线电波或微波)的接收装置。对于这些其他类型的传输信号也会发生同样的情况，其中在接收装置中接收主要信号和干扰信号。以下所提供的描述主要涉及在设备中对音频信号的接收，但是相同的原理将适用于设备中对其他类型的传输信号(诸如以上所述的一般宽带信号、一般窄带信号、雷达信号、声纳信号、天线信号、无线电波和微波)的接收。为了提高接收到的音频信号(例如从用户处接收到的用于在呼叫中使用的语音信号)的质量，希望抑制在用户设备的麦克风中接收到的干扰音频信号(例如背景噪声和从干扰音频源接收到的干扰音频信号)。其中多个麦克风操作为单个音频输入装置的立体声麦克风和其他麦克风阵列的使用已经变得越来越普 遍。在设备上使用多个麦克风使得除了能够使用从由单个麦克风接收到的音频信号提取出的信息之外，还能够使用从接收到的音频信号中提取出的空间信息。当使用这样的设备时，一种用于抑制干扰音频信号的方法是应用波束成型器(beamformer)到由多个麦克风接收到的音频信号。波束成型是通过应用信号处理来聚焦由麦克风阵列接收到的音频信号的处理，从而增强麦克风阵列中从一个或多个期望方向接收到的特定音频信号。出于简明的目的，此处我们将描述仅有单个期望方向的情况，但是相同的方法也可应用到具有多个感兴趣方向的情况。在波束成型处理之前可以确定或设置被称为到达方向(Direction of Arrival (DOA))的信息,也就是麦克风阵列中接收期望的音频信号的角度。将期望的到达方向设置为固定的是有益的，这是因为到达方向的估计可能很复杂。然而，在可替换的情况中，使期望的到达方向适应变化的条件是有益的，所以在使用波束成型器时实时估计期望的到达方向也是有益的。自适应波束成型器应用波束成型器系数到接收到的音频信号，由此他们使用DOA信息来处理由多个麦克风接收到的音频信号以形成“波束”，从而高增益被应用到麦克风接收到期望的音频信号的方向，而低增益被应用到任何干扰源的方向。当波束成型器试图抑制来自不希望的方向的不希望的音频信号时，麦克风的数量以及麦克风阵列的外形和大小将限制波束成型器的效果，因此虽然抑制了不希望的音频信号，但是不希望的音频信号还是可听见的。可在设备中通过与处理来自单个麦克风的接收到的音频信号的相同的方式进一步处理波束成型器的输出，例如以便作为通信事件的一部分传输到另一个设备。例如，波束成型器的输出可作为输入信号提供到设备中的回声消除阶段(echo cancellation stage)、自动增益控制(AGC)处理阶段和单通道噪声降低阶段中的至少一个。确定与来自特定干扰源的特定干扰音频信号相关的特定的到达麦克风的方向可能是有用的。接着可能是有益的是，适配波束成型器的波束成型器系数以向从已知干扰的特定方向(例如干扰到达方向)接收到的音频信号应用更高等级的抑制。通过这种方式，可以降低对主要(或者期望的)音频信号的干扰。可通过计算输入音频信号之间的互协方差(cross-covariance)来确定用于干扰源的到达方向，从而确定音频信号的到达方向。互协方差指示多个麦克风中接收到的音频信号最高度相关的到达方向。
技术实现思路
专利技术人认识到使用现有技术中的互协方差方法，其中在麦克风中接收多个音频信号，对于在接收时具有微弱功率的音频信号，更强的信号能支配互协方差的计算，因此可能无法成功地计算出微弱音频信号的到达方向。例如，当主扬声器(也就是期望的音频信号源)活动时，同时麦克风中接收到来自干扰源的音频信号，接着这个信号和麦克风阵列的瑕疵将支配互协方差方法，因为主要扬声器的功率支配互协方差估计。专利技术人进一步认识到仅仅当期望的音频信号源活动时才可能产生一些类型的干扰音频信号。例如，在干扰音频信号是来自主扬声器的语音回响的情形下，根据定义只有当扬声器活动时才会产生该干扰音频信号，在这种情况下，用于计算语音回响的到达方向的互协方差方法执行不佳，这是因为来自主扬声器的主要音频信号支配麦克风中接收到的音频信号的功率。本专利技术的实施方式提供一种用于不使用以上所描述的现有技术中的互协方差方法而确定干扰音频信号到达设备的干扰到达方向的方法和设备，即使当主要音频信号的功率大于设备中接收到的干扰音频信号的功率时，该方法和设备也可指示干扰音频信号的干扰方向。根据本专利技术的第一个方面，提供了一种处理设备中的信号的方法，该方法包括:在设备的输入装置中接收一角度范围的信号，信号包括在到达输入装置的主到达方向接收到的主要信号和在到达输入装置的相应的至少一个干扰到达方向接收到的至少一个干扰信号；为所述角度范围的接收信号确定多个测量值(measurement)，每个测量值涉及特定角度，并指示从特定角度接收到的接收信号的能量；以及对于所述角度范围内的每个角度，基于如下各项中的最小值从用于那个角度的测量值中移除一个值:(i)用于那个角度的测量值，和(ii)用于围绕主到达方向镜像的相对应角度的相对应测量值，其中多个测量值的剩余值指示所述至少一个干扰到达方向。测量值提供在特定方向的接收到的信号的能量的指示。因此测量值可被用来指示设备中接收到比其他方向更大能量的方向。在优选的实施方式中，确定多个测量值的步骤包括确定当在所述角度范围上操纵(steer)时被应用到接收的信号的波束成型装置的波束成型器输出能量的范围，从用于所述角度范围内的每个角度的测量值中移除值的步骤包括基于如下各项中的最小值从用于那个角度的波束成型器输出能量中移除一个值:(i)用于那个角度的波束成型器输出的能量；(ii)用于围绕主到达方向镜像的相对应角度的相对应的波束成型器输出的能量，其中多个波束成型器输出的剩余值指示所述至少一个干扰到达方向。在其他实施方式中，可以使用其他测量值(波束成型器输出能量之外)来指示设备中从不同方向接收的能量。例如，测量值可以是指示接收到的信号之间作为接收到的信号的到达角度的函数的相关性的相关性测量值。在优选实施方式中，所述信号是音频信号，但在其他实施方式中，所述信号可以是其他类型的传输信号(诸如一般宽带信号、一般窄带信号、雷达信号、声纳信号、天线信号、无线电波或微波)。专利技术者认识到如果没有干扰信号，即在具有无穷大信噪比(SNR)的理论环境中，输入装置首先将接收到从期望源方向接收的主要信号，在确定多个波束成型器输出本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在设备（102）中处理信号的方法，所述方法包括：在所述设备（102）的输入装置（106）处在一个角度范围上接收信号，所述信号包括在到达所述输入装置（106）的主到达方向接收到的主要信号和在到达所述输入装置（106）的相应的至少一个干扰到达方向接收到的至少一个干扰信号；确定用于所述角度范围上接收到的信号的多个测量值，每个测量值涉及特定角度，并且指示从所述特定角度接收到的所述接收信号的能量；和对于所述角度范围的每个角度，基于以下各项中的最小值从用于那个角度的所述测量值中移除一个值：（i）用于那个角度的测量值，和（ii）用于围绕所述主到达方向镜像的相对应角度的相对应测量值，其中所述多个测量值的剩余值指示所述至少一个干扰到达方向。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：K索伦森，
申请(专利权)人：斯凯普公司，
类型：发明
国别省市：