针对移动装置维持音频信号的原始响度级，同时维持尽可能好的声音质量且保护所述移动装置中使用的扬声器。可在控制(移动装置中)的所述扬声器的振动膜的振幅以保持在所允许范围内的同时使音频(例如，语音)信号的响度级最大化。在一实施方案中，使用输入信号和振幅转移函数来预测(例如，估计)峰值振幅。接着可修改所述信号以限制所述振幅且使响度最大化。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】利用受约束的扬声器偏移的响度最大化相关申请案的交叉参考本申请案依据35U.S.C.§120的权益主张2011年1月12日申请的第61/432,094号临时专利申请案的优先权。此临时专利申请案全文在此以引用的方式明确地并入本文中。
本申请案涉及音频信号处理。
技术介绍
归因于移动性要求和维度限制，移动装置(例如，移动电话、智能电话等)通常包括一个或一个以上小尺寸或低成本扬声器。移动装置中使用的音频和语音信号的声音质量因此一直严重受制于不能在不引起对扬声器的损坏的情况下产生足够的响度，这与非移动或高端扬声器系统形成对比。智能手机以及多媒体密集移动应用的广泛流行已触发了对移动装置的较好音频质量的需求。已使用若干方法来实现足够响度前提下的较好音频声音质量。举例来说，已广泛实施自动增益控制(AGC)和/或自动响度控制(AVC)来为移动装置在某种程度上缓解现有的音频质量问题。移动装置中的小扬声器可针对小信号在线性模式中工作，但其线性对于具有高压缩的大信号将不再有效。频率足够低且/或电平足够大的信号可致使扬声器振动膜的过分移动。偏移指代扬声器中的振动膜可从其静置位置行进的距离。频率足够低且/或电平足够大的信号可致使移动装置中的扬声器的振动膜的过分移动。当扬声器由此高功率电平信号驱动时，振动膜移动(即，偏移)持续超过其偏移限制，这导致糟糕的声音以及对于听者来说不愉快的音频体验。更特定来说，在此情况下，音圈趋向于退出间隙，从而导致音圈摩擦且可能到达音圈位移的分裂模式。已知的现有技术振动膜偏移控制技术使用高通或陷波滤波器来抑制可引起过分振动膜移动的谐振频率周围的低频含量。归因于缺乏低频率以及响度的损失，这些方法常常导致不自然且尖细的声音。此外，因为扬声器信号中的低频率始终被滤出，所以即使当信号足够小以保持在扬声器的线性范围内时听者的不愉快的体验也会持续。
技术实现思路
针对移动装置维持音频信号(例如，语音信号或其它输入音频信号)的原始响度，同时维持尽可能好的声音质量且保护所述移动装置中使用的扬声器。更特定来说，可在将所述扬声器(移动装置中)的振动膜的偏移控制在保持在所允许范围内的同时使音频信号的响度最大化。在一实施方案中，使用输入信号和偏移转移函数来预测(例如，估计)峰值偏移。修改所述信号以限制所述偏移且使响度最大化。在一实施方案中，在第一操作中，为估计峰值偏移，以扬声器的(偏移转移函数的)脉冲响应对输入音频信号或语音信号(即，输入信号)进行滤波以估计信号的峰值偏移。在第二操作中，偏移限制信号处理器接收输入音频信号和所估计的峰值偏移，且修改输入音频信号以使所感知的响度最大化，使得输出信号的所估计峰值偏移不超过扬声器的最大偏移(即，输出信号保持在扬声器的安全范围内)。在一实施方案中，所感知的响度可并入到信号修改中。信号处理将为偏移限制的，同时使所感知的响度最大化。可使用心理声学响度模型(例如，摩尔响度模型)的近似。所述近似基于输入信号的每一相等矩形频带(ERB)的子带能量以及每一ERB子带处的特定响度。在一实施方案中，偏移限制信号处理可在子带域中而非全频带时域中实施。子带域可为有效的，因为信号中的频率分量具有对偏移和所感知响度的不同水平的贡献。在此情况下，偏移预测可在频域中执行。提供此概述是为了以简化形式介绍下文中在具体实施方式中进一步描述的概念选择。此概述无意识别所主张标的物的关键特征或本质特征，也无意用于限制所主张标的物的范围。附图说明结合附图阅读，将更好地理解以上概述以及说明性实施例的以下详细描述。出于说明实施例的目的，图中展示实施例的实例构造；然而，所述实施例不限于所揭示的特定方法和手段。图中：图1是用于利用受约束的扬声器偏移提供响度最大化的系统的实施方案的图；图2是小扬声器的实例偏移转移函数的脉冲响应的图；图3是用于确定响度模型的方法的实施方案的操作流程；图4是用于近似响度模型的方法的实施方案的操作流程；图5A和5B是展示相等矩形频带(ERB)子带相依常数的实例值的图；图6是用于在子带域中估计峰值偏移的方法的实施方案的操作流程；图7是展示每ERB子带的最大偏移的实例值的图；图8是用于频域中的偏移限制的方法的实施方案的操作流程；图9是用于利用受约束的扬声器偏移提供响度最大化的系统的另一实施方案的图；图10是用于偏移控制的方法的实施方案的操作流程；图11是实例移动台的图；以及图12展示示范性计算环境。具体实施方式图1是用于利用受约束的扬声器偏移提供响度最大化的系统100的实施方案的图。系统100可实施在移动台105(也称为移动装置)中。移动台105可为例如蜂窝式电话、智能电话、终端、手持机、个人数字助理(PDA)、无线调制解调器、无绳电话、手持式装置、膝上型计算机等无线通信装置。参看图11描述实例移动台。移动台105可能够与包交换网络和电路开关网络通信。预期本文揭示的配置可适于用于包交换(例如，经布置以根据例如VoIP等协议携载音频发射的有线和/或无线网络)和/或电路开关的网络中。还预期本文揭示的配置可适于用于窄带译码系统(例如，编码约四或五千赫的音频频率范围的系统)中以及用于宽带译码系统(例如，编码大于五千赫的音频频率的系统)中，包含全频带宽带译码系统和分离频带宽带译码系统。实例组合包含例如电路开关空中接口与电路开关核心网络、电路开关空中接口与包交换核心网络，以及IP接入与包交换核心网络。移动台105可包括偏移预测器110、偏移限制信号处理器120和扬声器130。使用本文进一步描述的技术，偏移预测器110可预测短时间间隔(例如，20ms帧)内扬声器130的所估计峰值偏移，且偏移限制信号处理器120可使用所估计峰值偏移产生待提供到扬声器130的输出信号。偏移预测器110和偏移限制信号处理器120可使用例如图12中说明的计算装置1200等一个或一个以上处理器或计算装置来实施。偏移预测器110使用输入音频信号(其可为例如语音信号)和扬声器130的偏移转移函数预测(例如，估计)针对所述输入音频信号的扬声器130的峰值偏移。更特定来说，为了估计峰值偏移，用扬声器的偏移转移函数的脉冲响应h(t)对原始音频/语音信号(输入信号)s(t)进行滤波以估计针对输入音频/语音信号的峰值偏移ep。如果扬声器的偏移转移函数的脉冲响应h(t)已知，那么可通过e(t)＝h(t)*s(t)估计偏移e(t)，其中*表示两个序列的卷积。将输入音频信号的短时间间隔内的所估计峰值偏移ep提供到偏移限制信号处理器120。使用扬声器130的所估计峰值偏移ep和最大偏移Xmax(例如，扬声器130的预定特性)，处理(即，修改)输入音频信号以确定允许扬声器振动膜在扬声器130的最大偏移Xmax内移动的输出信号在一实施方案中，偏移限制信号处理器120使所感知响度最大化使得输出信号的所估计峰值偏移不超过扬声器130的最大偏移Xmax。扬声器的峰值偏移ep可由输入音频信号的短时间间隔内的ep＝max{|e(t)|}确定。以此方式，输入音频信号经修改以限制偏移且使响度最大化。输出信号将在扬声器130的安全范围内。在一实施方案中，可由偏移限制信号处理器120将所感知响度的量度并入到信号修改中。可使用摩尔响度模型(或任何心理声学响度模型，这取决于实施方案)的近似。本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.01.12 US 61/432,094;2011.08.09 US 13/206,3791.一种约束移动台中的扬声器偏移的方法，其包括：接收所述移动台处的输入音频信号；以相等矩形频带ERB比例将所述输入音频信号变换为多个子带信号；预测所述移动台的扬声器的偏移，其中预测所述扬声器的所述偏移包括以所述扬声器的偏移转移函数对所述子带信号进行滤波；对所述子带信号执行信号处理以使用所述子带信号和所预测的偏移限制所述扬声器的所述偏移；以及将经信号处理的子带信号组合并输出到所述扬声器。2.根据权利要求1所述的方法，其中执行所述信号处理使所述输入音频信号的所感知响度最大化。3.根据权利要求2所述的方法，其中所述输入音频信号的所述所感知响度是基于心理声学响度模型的近似。4.根据权利要求2所述的方法，其中所述输入音频信号的所述所感知响度基于每一ERB子带的子带能量和每一ERB子带处的特定响度。5.根据权利要求4所述的方法，其进一步包括：确定每一ERB子带的子带能量。6.根据权利要求5所述的方法，其进一步包括基于心理声学响度模型近似每一ERB子带处的所述特定响度。7.根据权利要求4所述的方法，其进一步包括确定每一ERB子带的峰值偏移。8.根据权利要求1所述的方法，其中在频域中执行所述信号处理。9.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括在预测所述扬声器的所述偏移之前使用限制器和补偿增益预处理所述输入音频信号。10.根据权利要求1所述的方法，其中所述移动台包括移动装置，且所述输入音频信号包括语音信号。11.一种用于约束移动台中的扬声器偏移的设备，其包括：用于接收所述移动台处的输入音频信号的装置；用于以相等矩形频带ERB比例将所述输入音频信号变换为多个子带信号的装置；用于预测所述移动台的扬声器的偏移的装置，其中所述用于预测所述扬声器的所述偏移的装置包括用于以所述扬声器的偏移转移函数对所述子带信号进行滤波的装置；用于对所述子带信号执行信号处理以使用所述子带信号和所预测的偏移限制所述扬声器的所述偏移的装置；以及用于将经信号处理的子带信号组合并输出到所述扬声器的装置。12.根据权利要求11所述的设备，其中所述用于执行所述信号处理的装置使所述输入音频信号的所感知响度最大化。13.根据权利要求12所述的设备，其中所述输入音频信号的所述所感知响度基于心理声学响度模型的近似。...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘尚忆，辛钟元，罗伊·B·西尔弗斯坦，安德烈·古斯塔沃·P·舍维茨瓦，向佩，
申请(专利权)人：高通股份有限公司，
类型：
国别省市：
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