通過對內部白噪聲進行自適應整形以訓練輔助路徑的自適應消噪系統及方法
【技術領域】
[0001]本發明大體上涉及與聲換能器有關的自適應消噪，更特定地，涉及存在于聲換能器附近的周圍噪聲的檢測與消除，包括對通過自適應消噪生成的抗噪的抗噪電平進行偏置。
【背景技術】
[0002]無線電話(諸如移動電話/蜂窩式電話、無繩電話)及其他消費音頻設備(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，所以期望調適消噪以考慮此類環境變化。
[0003]典型自適應消噪(ANC)系統可包括:參考麥克風，用于提供表示靠近個人音頻設備的周圍音頻聲音的參考麥克風信號;和誤差麥克風，靠近換能器，用于提供表示換能器的聲輸出及換能器處周圍音頻聲音的誤差麥克風信號。典型ANC系統還可包括自適應前饋濾波器，通過基于回放校正誤差調適對參考麥克風的輸出進行濾波的自適應濾波器的響應以使在誤差麥克風信號中的周圍音頻聲音最小化，所述自適應前饋濾波器從參考麥克風信號生成抗噪信號，以應對在換能器的聲輸出處的周圍音頻聲音的影響，其中回放校正誤差基于誤差麥克風信號與輔助路徑估計之差。此外，典型ANC系統可包括自適應輔助路徑估計濾波器，用于對源音頻信號的電聲路徑進行建模，通過調適輔助路徑估計自適應濾波器的響應以使回放校正誤差最小化，所述自適應輔助路徑估計濾波器從源音頻信號生成輔助路徑估計，其中回放校正誤差基于誤差麥克風信號與輔助路徑估計之差。典型ANC系統可將抗噪信號與源音頻信號進行組合以生成提供給換能器的音頻信號。
[0004]這樣的ANC系統需要源音頻信號，以便正確地調適或“訓練”輔助路徑估計濾波器的響應。然而，利用源音頻信號進行訓練的缺點可能在于這樣的信號可能不具有有效地訓練輔助路徑估計濾波器的響應所需的暫留時間或頻譜密度，原因在于源音頻信號可能具有靜默時間間隔或可能缺乏在特定頻率范圍內的含量。這樣的缺點可能尤其存在立體聲回放模式下，因為立體聲信號的各聲道可能只傳送源音頻信號的一部分。
【發明內容】
[0005]根據本發明的教示，與自適應消噪的現有方法相關聯的缺點和問題可減少或消除。
[0006]根據本發明的實施例，一種個人音頻設備可包括個人音頻設備殼體、換能器、參考麥克風、誤差麥克風和處理電路。換能器可耦接至殼體，用于再現音頻信號，所述音頻信號既包括回放給收聽者的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。參考麥克風可耦接至殼體，用于提供表示周圍音頻聲音的參考麥克風信號。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換能器處周圍音頻聲音的誤差麥克風信號。處理電路可包括自適應濾波器，具有響應，從參考麥克風信號生成抗噪信號，其中所述響應被整形成與參考麥克風信號和回放校正誤差一致，以及其中回放校正誤差基于誤差麥克風信號與輔助路徑估計之差。處理電路還可包括:輔助路徑估計濾波器，被構成為對源音頻信號的電聲路徑進行建模且具有響應，從源音頻信號生成輔助路徑估計;輔助系數控制方塊，通過調適輔助路徑估計濾波器的響應以使回放校正誤差最小化，所述輔助系數控制方塊將輔助路徑估計濾波器的響應整形成與源音頻信號和回放校正誤差一致;和噪聲注入部，用于將噪聲信號注入至源音頻信號中，其中噪聲信號基于回放校正誤差被整形。
[0007]根據本發明的這些和其他實施例，一種方法，用于消除在個人音頻設備的換能器附近的周圍音頻聲音，可包括接收表示周圍音頻聲音的參考麥克風信號。所述方法還可包括接收表示換能器的輸出及換能器處周圍音頻聲音的誤差麥克風信號。所述方法還可包括生成回放給收聽者的源音頻信號。所述方法還可包括通過調適對參考麥克風的輸出進行濾波的自適應濾波器的響應以使在誤差麥克風信號中的周圍音頻聲音最小化，從參考麥克風的測量結果生成抗噪信號，應對在換能器的聲輸出處的周圍音頻聲音的影響。所述方法還可包括通過利用輔助路徑估計自適應濾波器對源音頻信號進行濾波并調適輔助路徑估計自適應濾波器的響應以使回放校正誤差最小化，從源音頻信號生成輔助路徑估計，所述輔助路徑估計自適應濾波器被構成為對源音頻信號的電聲路徑進行建模，其中回放校正誤差基于誤差麥克風信號與輔助路徑估計之差。所述方法還可包括將噪聲信號注入至源音頻信號中，其中噪聲信號基于回放校正誤差被整形。所述方法還可包括將抗噪信號與源音頻信號進行組合以生成提供給換能器的音頻信號。
[0008]根據本發明的這些和其他實施例，一種集成電路，用于實現個人音頻設備的至少一部分，可包括輸出、參考麥克風輸入、誤差麥克風輸入和處理電路。輸出可用于提供信號給換能器，所述信號既包括回放給收聽者的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。參考麥克風輸入可用于接收表示周圍音頻聲音的參考麥克風信號。誤差麥克風輸入可用于接收表示換能器的輸出及換能器處周圍音頻聲音的誤差麥克風信號。處理電路可包括自適應濾波器，具有響應，從參考麥克風信號生成抗噪信號，其中所述響應被整形成與參考麥克風信號和回放校正誤差一致，以及其中回放校正誤差基于誤差麥克風信號與輔助路徑估計之差。處理電路還可包括:輔助路徑估計濾波器，被構成為對源音頻信號的電聲路徑進行建模且具有響應，從源音頻信號生成輔助路徑估計;輔助系數控制方塊，通過調適輔助路徑估計濾波器的響應以使回放校正誤差最小化，所述輔助系數控制方塊將輔助路徑估計濾波器的響應整形成與源音頻信號和回放校正誤差一致;和噪聲注入部，用于將噪聲信號注入至源音頻信號中，其中噪聲信號基于回放校正誤差被整形。
[0009]本發明的技術優勢對于本領域技術人員而言從本文中所包括的圖式、說明書和權利要求可以顯而易見。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。
[0010]應當理解，前述大致說明和以下詳細說明都為舉例說明，且不限制本發明中所提出的權利要求。
【附圖說明】
[0011]通過結合附圖參考以下說明，可更完整地理解本發明實施例及其優點，其中相同附圖標記表示相同功能，以及其中:
[0012]圖1示出了根據本發明的實施例的無線移動電話；
[0013]圖2為根據本發明的實施例在圖1所示的無線電話內的選定電路的方塊圖；以及
[0014]圖3為方塊圖，示出了根據本發明的實施例在圖2編碼解碼器(CODEC)集成電路的實例性自適應消噪(ANC)電路內的選定信號處理電路和功能方塊。<