用于在音頻設備中提供自適應回放均衡化的系統及方法技術方案

根據本公開的系統及方法，一種方法可包括接收表示換能器的聲輸出及在換能器的聲輸出處周圍音頻聲音的誤差麥克風信號。該方法還可包括至少基于誤差麥克風信號生成抗噪信號以減少在換能器的聲輸出處的周圍音頻聲音的存在。該方法還可包括通過至少基于誤差麥克風信號來調整自適應回放均衡化系統的響應，由源音頻信號生成均衡化源音頻信號，以盡量減小源音頻信號與誤差麥克風信號之差。該方法還可包括將抗噪信號與均衡化源音頻信號進行組合以生成提供給換能器的音頻信號。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】相關申請本公開主張2013年12月10日提交的美國專利申請序列號14/101,777的優先權，其全部內容以引用方式并入本文中。
本公開大體上涉及與聲換能器有關的自適應消噪，更特定地，涉及在音頻設備中提供自適應回放均衡化。
技術介紹
個人音頻設備(諸如移動電話/蜂窩式電話、無繩電話)及其他消費類音頻設備(諸如mp3播放器)被廣泛應用。使用麥克風來測量周圍聲事件，然后使用信號處理將抗噪信號注入至設備輸出中以消除周圍聲事件，通過提供消噪，此類設備的性能就清晰度而論可得到改良。因為根據所存在的噪聲源及設備自身的位置，在個人音頻設備(諸如無線電話)周圍的聲環境可發生很大變化，所以期望調整消噪以考慮此類環境變化。一些個人音頻設備還包括均衡器。均衡器通常試圖將通過換能器的源音頻信號的電聲路徑的響應的反相施加于源音頻信號，以減少電聲路徑的影響。在大多數傳統方法中，利用靜態均衡器來執行均衡化。然而，自適應均衡器可提供比靜態均衡器更好的輸出音質，因此在許多應用中可能是可取的。
技術實現思路
根據本公開的教導，可減少或消除與改良個人音頻設備的音頻性能相關聯的缺點和問題。根據本公開的實施例，一種個人音頻設備可包括個人音頻設備殼體、換能器、誤差麥克風和一個或更多個處理電路。換能器可耦接至殼體，用于再現輸出音頻信號，所述輸出音頻信號包括回放給收聽者的均衡化源音頻信號和抗噪信號，所述抗噪信號用于應對在換能器的聲輸出中的周圍音頻聲音的影響。誤差麥克風可耦接至殼體，靠近換能器，用于提供表示換能器的聲輸出及在換能器處的周圍音頻聲音的誤差麥克風信號。一個或更多個處理電路可實現：消噪系統，該消噪系統至少基于誤差麥克風信號生成抗噪信號以減少收聽者聽到的周圍音頻聲音的存在；和自適應回放均衡化系統，該自適應回放均衡化系統通過至少基于誤差麥克風信號來調整自適應回放均衡化系統的響應，由源音頻信號生成均衡化源音頻信號，以盡量減小源音頻信號與誤差麥克風信號之差。根據本公開的這些和其他實施例，一種方法可包括接收表示換能器的聲輸出及在換能器的聲輸出處的周圍音頻聲音的誤差麥克風信號。該方法還可包括至少基于誤差麥克風信號生成抗噪信號以減少在換能器的聲輸出處的周圍音頻聲音的存在。該方法還可包括通過至少基于誤差麥克風信號來調整自適應回放均衡化系統的響應，由源音頻信號生成均衡化源音頻信號，以盡量減小源音頻信號與誤差麥克風信號之差。該方法還可包括將抗噪信號與均衡化源音頻信號進行組合以生成提供給換能器的音頻信號。根據本公開的這些和其他實施例，一種用于實現個人音頻設備的至少一部分的集成電路可包括輸出、誤差麥克風輸入和一個或更多個處理電路。輸出可被構造為提供信號給換能器，所述信號既包括回放給收聽者的均衡化源音頻信號又包括抗噪信號，所述抗噪信號用于應對在換能器的聲輸出中的周圍音頻聲音的影響。誤差麥克風輸入可被構造為接收表示換能器的聲輸出及在換能器處的周圍音頻聲音的誤差麥克風信號。一個或更多個處理電路可實現：消噪系統，該消噪系統至少基于誤差麥克風信號生成抗噪信號以減少收聽者聽到的周圍音頻聲音的存在；和自適應回放均衡化系統，該自適應回放均衡化系統通過至少基于誤差麥克風信號來調整自適應回放均衡化系統的響應，由源音頻信號生成均衡化源音頻信號，以盡量減小源音頻信號與誤差麥克風信號之差。本公開的技術優勢對于本領域普通技術人員而言從本文中所包括的附圖、說明書和權利要求書可以顯而易見。實施例的目的和優點將至少通過在權利要求中特別指出的元件、功能及組合來實現和完成。應當理解，前述大致說明和以下詳細說明都為舉例說明，且不限制本公開中所提出的權利要求。附圖說明通過結合附圖參考以下說明，可更完整地理解本專利技術實施例及其優點，其中相同附圖標記表示相同功能，以及其中：圖1A示出了根據本公開的實施例的示范性個人音頻設備；圖1B示出了根據本公開的實施例具有頭戴式耳機總成的示范性個人音頻設備，所述頭戴式耳機總成耦接至所述個人音頻設備；圖2為根據本公開的實施例在圖1所示的個人音頻設備內的選定電路的方塊圖；圖3為方塊圖，示出了根據本公開的實施例在圖3編碼解碼器(CODEC)集成電路的示范性自適應消噪(ANC)電路內的選定信號處理電路和功能方塊；圖4為方塊圖，示出了根據本公開的實施例在圖3編碼解碼器(CODEC)集成電路的示范性自適應均衡化電路內的選定信號處理電路和功能方塊；圖5為方塊圖，示出了根據本公開的實施例在圖4自適應均衡化電路的示范性噪聲注入部內的選定信號處理電路和功能方塊。具體實施方式現在參考圖1A，如根據本公開的實施例所示的個人音頻設備10被示出為靠近人耳5。個人音頻設備10為可采用根據本專利技術的實施例的技術的設備實例，但應當理解，在所示個人音頻設備10中或在后續插圖中所示的電路中呈現的元件或構造并非全部需要，以便實施在權利要求中陳述的本專利技術。個人音頻設備10可包括換能器，諸如喇叭SPKR，該喇叭SPKR再現由個人音頻設備10接收的遠距離語音，連同其他本地音頻事件，諸如鈴聲、所存儲的音頻節目資料、注入以提供平衡會話感覺的近端語音(即，個人音頻設備10的用戶的語音)，以及需要通過個人音頻設備10再現的其他音頻(諸如網頁源或由個人音頻設備10接收的其他網絡通信)及音頻指示(諸如電池電量低指示及其他系統事件通知)。近距離語音麥克風NS可被設置為捕捉近端語音，該近端語音從個人音頻設備10發送到另一個(多個)會話參與者。個人音頻設備10可包括自適應消噪(ANC)電路和功能，所述ANC電路和功能將抗噪信號注入至喇叭SPKR中，以改良遠距離語音及由喇叭SPKR再現的其他音頻的清晰度。參考麥克風R可被設置用于測量周圍聲環境，且可被定位成遠離用戶嘴巴的典型位置，使得近端語音可在通過參考麥克風R產生的信號中被最小化。另一個麥克風，誤差麥克風E，可被設置為當個人音頻設備10緊靠耳朵5時，通過測量與由最接近耳朵5的喇叭SPKR再現的音頻組合的周圍音頻，進一步改良ANC操作。在個人音頻設備10內的電路14可包括：音頻CODEC集成電路(IC)20，該音頻CODEC集成電路20接收來自參考麥克風R、近距離語音麥克風NS和誤差麥克風E的信號；及與其他集成電路的接口，諸如具有無線電話收發器的射頻(RF)集成電路12。在本公開的一些實施例中，本文中所公開的電路和技術可并入單個集成電路中，該單個集成電路包括控制電路及用于實現整個個人音頻設備的其他功能，諸如MP3播放器單芯片集成電路。在這些和其他實施例中，本文中所公開的電路和技術可部分地或完全地以軟件和/或固件實現，所述軟件和/或固件具體表現為計算機可讀介質且可由控制器或其他處理設備執行。通常，本公開的ANC技術測量撞擊在參考麥克風R上的周圍聲事件(相對于喇叭SPKR的輸出和/或近端語音)，且通過還測量撞擊在誤差麥克風E上的相同周圍聲事件，個人音頻設備10的ANC處理電路調整在喇叭SPKR的輸出處由參考麥克風R的輸出生成的抗噪信號以具有使在誤差麥克風E處的周圍聲事件的振幅最小化的特性。因為聲路徑P(z)從參考麥克風R延伸到誤差麥克風E，所以ANC電路在消除電聲路徑S(z)的影響的同時有效地估計聲路徑P(z)，該電聲路徑S(z)表示CODEC集成電路20的音頻輸出電路的響應及喇本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種個人音頻設備，包括：個人音頻設備殼體；換能器，耦接至所述殼體，用于再現輸出音頻信號，所述輸出音頻信號包括回放給收聽者的均衡化源音頻信號和抗噪信號，所述抗噪信號用于應對在所述換能器的聲輸出中的周圍音頻聲音的影響；誤差麥克風，耦接至所述殼體，靠近所述換能器，用于提供表示所述換能器的聲輸出及在所述換能器處的周圍音頻聲音的誤差麥克風信號；一個或更多個處理電路，所述一個或更多個處理電路實現：消噪系統，所述消噪系統至少基于所述誤差麥克風信號生成所述抗噪信號以減少收聽者聽到的周圍音頻聲音的存在；和自適應回放均衡化系統，所述自適應回放均衡化系統通過至少基于所述誤差麥克風信號來調整所述自適應回放均衡化系統的響應，由源音頻信號生成所述均衡化源音頻信號，以盡量減小所述源音頻信號與所述誤差麥克風信號之差。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2013.12.10 US 14/101,7771.一種個人音頻設備，包括：個人音頻設備殼體；換能器，耦接至所述殼體，用于再現輸出音頻信號，所述輸出音頻信號包括回放給收聽者的均衡化源音頻信號和抗噪信號，所述抗噪信號用于應對在所述換能器的聲輸出中的周圍音頻聲音的影響；誤差麥克風，耦接至所述殼體，靠近所述換能器，用于提供表示所述換能器的聲輸出及在所述換能器處的周圍音頻聲音的誤差麥克風信號；一個或更多個處理電路，所述一個或更多個處理電路實現：消噪系統，所述消噪系統至少基于所述誤差麥克風信號生成所述抗噪信號以減少收聽者聽到的周圍音頻聲音的存在；和自適應回放均衡化系統，所述自適應回放均衡化系統通過至少基于所述誤差麥克風信號來調整所述自適應回放均衡化系統的響應，由源音頻信號生成所述均衡化源音頻信號，以盡量減小所述源音頻信號與所述誤差麥克風信號之差。2.根據權利要求1所述的個人音頻設備，其中所述自適應回放均衡化系統包括：自適應均衡化濾波器，具有響應，所述自適應均衡化濾波器由所述源音頻信號生成所述均衡化源音頻信號以減少通過所述換能器的所述源音頻信號的電聲路徑的影響；和系數控制方塊，所述系數控制方塊通過調整所述自適應均衡化濾波器的響應，將所述自適應均衡化濾波器的響應整形成與所述誤差麥克風信號和所述源音頻信號一致，以盡量減小所述誤差麥克風信號與所述源音頻信號之差。3.根據權利要求2所述的個人音頻設備，其中所述自適應均衡化濾波器包括雪弗濾波器，其中所述雪弗濾波器的極點頻率和零點頻率中至少一者基于所述誤差麥克風信號而變化。4.根據權利要求2所述的個人音頻設備，其中所述自適應回放均衡化系統還包括次級路徑估計濾波器，用于對所述電聲路徑進行建模且具有響應，所述次級路徑估計濾波器由所述源音頻信號生成次級路徑估計，以及其中所述系數控制方塊將所述自適應均衡化濾波器的響應整形成與所述次級路徑估計和延遲校正誤差一致，其中所述延遲校正誤差是基于所述誤差麥克風信號與延遲源音頻信號之差。5.根據權利要求4所述的個人音頻設備，其中所述一個或更多個處理電路實現第二系數控制方塊，所述第二系數控制方塊通過調整所述次級路徑估計濾波器的響應，將所述次級路徑估計濾波器的響應整形成與所述源音頻信號和回放校正誤差一致，以盡量減小所述回放校正誤差，其中所述回放校正誤差是基于所述誤差麥克風信號與所述次級路徑估計之差。6.根據權利要求4所述的個人音頻設備，其中所述系數控制方塊的系數的數量被選定為使得與所述次級路徑估計濾波器的響應基本上為零的頻率對應的所述自適應均衡化濾波器的響應的大小被限制在預定最大值以下。7.根據權利要求4所述的個人音頻設備，其中所述一個或更多個處理電路實現噪聲注入部，用于將各自噪聲信號注入至所述次級路徑估計和所述延遲校正誤差中，以將與所述次級路徑估計濾波器的響應基本上為零的頻率對應的所述自適應均衡化濾波器的響應的大小偏置至預定最大值以下。8.根據權利要求1所述的個人音頻設備，其中響應于以下至少一者，所述一個或更多個處理電路使所述自適應回放均衡化系統的響應不能調整：判定所述源音頻信號的頻譜密度小于最小頻譜密度；判定所述換能器已經從收聽者的耳朵附近移除；判定所述輸出音頻信號的大小在用于驅動所述輸出音頻信號的電源的大小的預定閾值內；以及判定所述換能器的位移為使得其隨所述輸出音頻信號變化的位移基本上為非線性。9.根據權利要求1所述的個人音頻設備，還包括參考麥克風，耦接至所述殼體，用于提供表示所述周圍音頻聲音的參考麥克風信號，其中所述消噪系統還包括：自適應濾波器，具有響應，所述自適應濾波器由所述參考麥克風信號生成所述抗噪信號以減少收聽者聽到的周圍音頻聲音的存在；和系數控制方塊，所述系數控制方塊通過調整所述自適應濾波器的響應將所述自適應濾波器的響應整形成與所述誤差麥克風信號和所述參考麥克風信號一致，以盡量減小在所述誤差麥克風信號中的周圍音頻聲音。10.根據權利要求1所述的個人音頻設備，還包括參考麥克風，耦接至所述殼體，用于提供表示所述周圍音頻聲音的參考麥克風信號，其中所述消噪系統還包括：濾波器，具有響應，所述濾波器由所述參考麥克風信號生成所述抗噪信號以減少收聽者聽到的周圍音頻聲音的存在；次級路徑估計自適應濾波器，用于對所述源音頻信號的電聲路徑進行建模且具有響應，所述次級路徑估計自適應濾波器由所述均衡化源音頻信號生成次級路徑估計；和系數控制方塊，所述系數控制方塊通過調整所述次級路徑估計自適應濾波器的響應將所述次級路徑估計自適應濾波器的響應整形成與所述均衡化源音頻信號和回放校正誤差一致，以盡量減小所述回放校正誤差，其中所述回放校正誤差是基于所述誤差麥克風信號與所述次級路徑估計之差。11.根據權利要求10所述的個人音頻設備，其中所述一個或更多個處理電路被構造為在調整所述自適應回放均衡化系統的響應之前調整所述次級路徑估計自適應濾波器的響應。12.根據權利要求11所述的個人音頻設備，其中所述一個或更多個處理電路被構造為交替地調整所述次級路徑估計自適應濾波器和所述自適應回放均衡化系統的響應。13.根據權利要求10所述的個人音頻設備，其中所述一個或更多個處理電路被構造為只有當調整所述次級路徑估計自適應濾波器時才調整所述自適應回放均衡化系統的響應。14.根據權利要求10所述的個人音頻設備，其中所述一個或更多個處理電路被構造為以比所述次級路徑估計自適應濾波器的調整速率更慢的速率來調整所述自適應回放均衡化系統的響應。15.一種方法，包括：接收表示換能器的聲輸出及在所述換能器的聲輸出處的周圍音頻聲音的誤差麥克信號；至少基于所述誤差麥克風信號生成抗噪信號以減少在所述換能器的聲輸出處的周圍音頻聲音的存在；通過至少基于所述誤差麥克風信號來調整自適應回放均衡化系統的響應，由源音頻信號生成均衡化源音頻信號，以盡量減小所述源音頻信號與所述誤差麥克風信號之差；以及將所述抗噪信號與所述均衡化源音頻信號進行組合以生成提供給所述換能器的音頻信號。16.根據權利要求15所述的方法，其中所述均衡化源音頻信號通過具有響應的自適應均衡化濾波器生成，所述自適應均衡化濾波器由所述源音頻信號生成所述均衡化源音頻信號以減少通過所述換能器的所述源音頻信號的電聲路徑的影響，以及所述方法還包括通過調整所述自適應均衡化濾波器的響應將所述自適應均衡化濾波器的響應整形成與所述誤差麥克風信號和所述源音頻信號一致，以盡量減小所述誤差麥克風信號與所述源音頻信號之差。17.根據權利要求16所述的方法，其中所述自適應均衡化濾波器包括雪弗濾波器，其中所述雪弗濾波器的極點頻率和零點頻率中至少一者基于所述誤差麥克風信號而變化。18.根據權利要求16所述的方法，還包括通過利用次級路徑估計濾波器對所述源音頻信號進行濾波，由所述源音頻信號生成次級路徑估計，所述次級路徑估計濾波器對所述源音頻信號的電聲路徑進行建模，以及其中對所述自適應均衡化濾波器的響應進行整形包括將所述自適應均衡化濾波器的響應整形成與所述次級路徑估計和延遲校正誤差一致，其中所述延遲校正誤差是基于所述誤差麥克風信號與延遲源音頻信號之差。19.根據權利要求18所述的方法，還包括通過調整所述次級路徑估計濾波器的響應，將所述次級路徑估計濾波器的響應整形成與所述源音頻信號和回放校正誤差一致，以盡量減小所述回放校正誤差，其中所述回放校正誤差是基于所述誤差麥克風信號與所述次級路徑估計之差。20.根據權利要求18所述的方法，其中所述自適應均衡化濾波器的響應通過系數控制方塊進行整形，以及所述系數控制方塊的系數的數量被選定為使得與所述次級路徑估計濾波器的響應基本上為零的頻率對應的所述自適應均衡化濾波器的...

【專利技術屬性】
技術研發人員：杰弗里·D·奧爾德森，J·D·亨德里克斯，
申請(專利權)人：美國思睿邏輯有限公司，
類型：發明
國別省市：美國;US