环境噪声均方根(RMS)检测器制造技术

一种使用具有可变平滑因子的一阶回归量的RMS检测器经修改以惩罚来自数据中心的样本以便获得RMS值。与背景噪声电平相差极大的样本在RMS计算中受到抑制。当背景噪声改变时，系统将跟踪背景噪声的改变且在经校正RMS值的计算中包含所述改变。最小值跟踪器跟踪用以计算正规化距离值的最小rms值以使平滑因子正规化。经校正或经修正RMS值经确定为前一RMS值乘以1减所述平滑因子的差加所述平滑因子乘所述最小rms值的函数以输出针对本发明专利技术的所述经校正RMS。rms值用于为所述最小值跟踪器产生复位信号且举例来说，在背景信号随时间增加/降低时用于在所述跟踪器中避免死锁。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种环境噪声均方根(RMS)电平检测器。特定来说，本专利技术针对于一种经改进噪声RMS检测器，其对语音的存在、风噪声及噪声电平的其它突然变化为稳健的。
技术介绍
例如无线电话的个人音频装置包含适应性噪声消除(ANC)电路，所述ANC电路从参考麦克风信号适应性地产生抗噪声信号且将所述抗噪声信号注入到扬声器或其它换能器输出中以产生环境音频声音的消除。还接近扬声器提供错误麦克风以测量环境声音及换能器附近的换能器输出，因此提供对噪声消除的有效性的指示。处理电路使用参考及/或错误麦克风(任选地)以及经提供以用于捕获近端语音的麦克风，以确定ANC电路是否正在不正确地适应于或可能不正确地适应于瞬时声环境及/或抗噪声信号是否可能为不正确的及/或破坏性的，且接着在处理电路中采取行动以防止或补救此类状况。此类适应性噪声消除系统的实例揭示于在2012年6月7日公开的公开美国专利申请案2012/0140943中及在2012年8月16日公开的公开美国专利申请案2012/0207317中，所述两者以引用方式并入本文中。这两个参考与本申请案受让于同一受让人且共同命名至少一个专利技术者，且因此并不是本申请案的现有技术而是经提供以促进对如在使用领域中应用的ANC电路的不充分陈述。现在参考图1，根据本专利技术的一实施例图解说明的无线电话10经展示为接近于人耳5。无线电话10包含换能器(例如扬声器SPKR)，所述换能器重现由无线电话10接收的遥远语音以及用以提供平衡对话感知的其它局部音频事件(例如铃音、所存储音频程序材料、近端语音(即，无线电话10的用户的语音)的注入)，以及需要由无线电话10重现的其它音频，例如来自网页或由无线电话10接收的其它网络通信的源以及例如电池量低及其它系统事件通知的音频指示。近语音麦克风NS经提供以捕获从无线电话10传输到其他对话参与者的近端语音。无线电话10包含适应性噪声消除(ANC)电路及特征，所述ANC电路及特征将抗噪声信号注入到扬声器SPKR中以改进遥远语音及由扬声器SPKR重现的其它音频的可理解性。参考麦克风R经提供以用于测量周围声环境且经定位远离用户/谈话者的嘴的典型位置，使得近端语音在由参考麦克风R产生的信号中被最小化。第三麦克风(错误麦克风E)经提供以便在无线电话10紧密接近于耳朵5时，通过提供对环境音频与由接近于耳朵5的扬声器SPKR再现的音频的组合的测量而进一步改进ANC操作。无线电话10内的示范性电路14包含音频CODEC集成电路20，所述音频CODEC集成电路从参考麦克风R、近语音麦克风NS及错误麦克风E接收信号且与含有无线电话收发器的其它集成电路(例如RF集成电路12)介接。一般来说，ANC技术测量撞击于参考麦克风R上的环境声事件(与扬声器SPKR的输出及/或近端语音相反)，且通过也测量撞击于错误麦克风E上的相同环境声事件，所图解说明无线电话10的ANC处理电路调适从参考麦克风R的输出产生的抗噪声信号以具有使错误麦克风E处的环境声事件的振幅最小化的特性。由于声路径P(z)(也称为被动正向路径)从参考麦克风R延伸到错误麦克风E，因此ANC电路本质上与移除电声路径S(z)(也称为次级路径)的效应相组合地估计声路径P(z)，所述电声路径S(z)表示CODECIC20的音频输出电路的响应及扬声器SPKR的包含特定声环境中扬声器SPKR与错误麦克风E之间的耦合的声/电传送功能，所述特定声环境在无线电话并非被稳固地压到耳朵5时受耳朵5及可接近于无线电话10的其它物理对象及人体头部结构的接近及结构影响。此类适应性噪声消除(ANC)系统可采用均方根(rms)检测器来检测平均背景噪声电平。此RMS检测器需要缓慢地跟踪背景噪声电平但并不是如此缓慢以至于变得对环境变化不敏感。理想的RMS检测器应为对语音存在稳健的，对麦克风上的刮擦(接触)稳健的，对风噪声稳健的且具有低计算复杂性。出于描述本环境噪声RMS检测器的目的，小写rms变量用来指代现有技术的技术且大写RMS用来表示本环境噪声RMS检测器的经校正信号，如下文所陈述。本环境噪声RMS检测器可在产生RMS信号时利用现有技术rms值。最著名的背景噪声估计方法(基于最小统计)可能是由雷尼尔马丁(RanierMartin)引入的rms检测器。参见以引用方式并入本文中的马丁，雷尼尔的基于最优平滑及最小统计的噪声功率频谱密度估计(NoisePowerSpectralDensityEstimationBasedonOptimalSmoothingandMinimumStatistics)(IEEE语音及音频处理会报，第9栏，第5号，2001年7月)以及同样以引用方式并入本文中的马丁，雷尼尔的基于最小统计的频谱减法(SpectralSubtractionBasedonMinimumStatistics)(在1994年9月13日到16日于英国爱丁堡的第7届EUSIPCO'94会刊中第1182页到1195页)。伊斯雷尔科恩(IsraelCohen)已基于马丁的设计制作了另一RMS检测器。参见以引用方式并入本文中的科恩，伊斯雷尔的不利环境中的噪声频谱估计：经改进的最小值控制的递归平均(NoiseSpectrumEstimationinAdverseEnvironments:ImprovedMinimaControlledRecursiveAveraging)(IEEE语音及音频处理会报，第11卷，第5期，2003年9月)以及同样以引用方式并入本文中的科恩，伊斯雷尔的用于稳健的语音增强的由最小值控制的递归平均进行的噪声估计(NoiseEstimationbyMinimaControlledRecursiveAveragingforRobustSpeechEnhancement)(IEEE信号处理快报，第9卷，第1号，2002年1月)。马丁及科恩两者的方法及设计采用跟踪最小RMS值的方法。两种方法还使用具有可变平滑因子的一阶回归量。与马丁的设计相比，科恩的设计相比来说可较不复杂，且提供较好性能。科恩的设计取决于应针对不同应用而进行调整的几个阈值及参数。由于保留先前的rms值来找出最小值，因此科恩的设计还比马丁的设计使用更少的存储器。科恩的设计的问题是其易受非平稳噪声(例如尖峰噪声)的影响。举例来说，当用于蜂窝式电话或类似物上的适应性噪声消除系统(ANC)中时，例如风噪声或刮擦(用户/谈话者的手刮擦或摩擦外壳)等尖峰噪声可形成尖峰，科恩的设计将对所述尖峰过度反应。因此，(举本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种均方根RMS检测器，其检测背景噪声输入信号的RMS电平同时相对来说不受话音、风、刮擦声音及任何尖峰噪声的影响，所述RMS检测器包括：原始rms检测器，其接收背景噪声输入信号且输出原始rms值；最小rms跟踪器，其接收所述原始rms值且跟踪所述原始rms值的最小rms值；正规化距离跟踪器，其接收所述原始rms值且计算所述原始rms值与经校正RMS值之间的距离；正规化平滑因子计算器，其通过将平滑因子除以距离值或1的最大值而使所述平滑因子正规化；以及RMS值计算器，其依据所述原始rms值、前一经校正RMS值及所述正规化平滑因子而确定经校正RMS值，且输出经校正RMS值。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.02.08 US 13/762,5041.一种均方根RMS检测器，其检测背景噪声输入信号的RMS电平同时相对来说
不受话音、风、刮擦声音及任何尖峰噪声的影响，所述RMS检测器包括：
原始rms检测器，其接收背景噪声输入信号且输出原始rms值；
最小rms跟踪器，其接收所述原始rms值且跟踪所述原始rms值的最小rms值；
正规化距离跟踪器，其接收所述原始rms值且计算所述原始rms值与经校正RMS
值之间的距离；
正规化平滑因子计算器，其通过将平滑因子除以距离值或1的最大值而使所述平滑
因子正规化；以及
RMS值计算器，其依据所述原始rms值、前一经校正RMS值及所述正规化平滑因
子而确定经校正RMS值，且输出经校正RMS值。
2.根据权利要求1所述的RMS检测器，其进一步包括
复位产生器，其接收所述原始rms值，且产生到所述最小rms跟踪器的复位信号以
在所述原始rms值的值随时间改变时使所述最小rms跟踪器复位以防止所述最小rms跟
踪器锁定。
3.根据权利要求2所述的RMS检测器，其中所述原始rms检测器通过将前一原始
rms值与输入信号值相加而确定原始rms。
4.根据权利要求3所述的RMS检测器，其中在与所述前一原始rms值相加之前，
将所述输入信号值的绝对值乘以平滑因子。
5.根据权利要求4所述的RMS检测器，其中在与所述输入信号值相加之前，将所
述前一rms值乘以1减所述平滑因子的差。
6.根据权利要求5所述的RMS检测器，其中所述平滑因子取决于所述输入信号的
所述绝对值是大于还是小于所述前一原始rms值而选自两个预定值中的一者。
7.根据权利要求2所述的RMS检测器，其中所述原始rms检测器通过以下方程式

\t确定原始rms：...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·A·米拉尼，
申请(专利权)人：卷藤逻辑公司，
类型：发明
国别省市：美国;US