[发明专利]用于减少环境噪声对收听者的影响的方法和装置

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2010年6月17日提交的美国专利临时申请第61/355,953号的优先权，其全部内容通过引用包含于此。

技术领域

本公开一般涉及向收听者呈现音频播放，尤其涉及减轻外界噪声对这种播放的影响。

背景技术

随着当今音频播放设备的使用的激增，对提高这些设备的质量的需求正在增加。可能显著影响感知到的播放设备的音频质量的一个因素是背景或者环境噪声的存在和可听性。虽然不是全部、但是大多数类别的播放设备存在该问题，不管播放设备使用内置的还是分离的扬声器，无线地向单个耳塞(例如蓝牙^TM(Bluetooth^TM)头戴式耳机)发送音频信号，或者无线地或者经由标准或专用有线连接向立体声双耳式耳机发送音频信号。目前市场上的许多产品提供主动噪声消除(ANC)技术，该技术尝试在耳道的入口处在听觉上消除电声通道中的一些背景或者环境噪声。通过放置在扬声器(驱动器)附近的小型麦克风来获取耳道入口处的声学信号，从而所述麦克风能够感知通过驱动器播出的信号以及外界环境噪声。噪声消除的量和带宽依据所使用的ANC技术而显著改变。然而，由于现有ANC技术的根本限制，它们一般不对大约1kHz以上的频率提供显著的噪声降低，并且在一些情况下甚至可能增加1kHz以上的频率的噪声水平。

目前可以用来降低噪声外界环境的影响的另一种技术是动态噪声补偿(DNC)。在这种技术中，分析来自环境的外界噪声的频谱特性，响应于此对音频信号的播放水平进行选择性地调整。在不认为背景噪声使人分散注意力的频谱区域中，很大程度上保留音频信号不被修正。然而，在背景噪声水平高到足以对音频信号的感知质量或者可听性产生负面影响的频谱区域中，对音频信号进行水平调整从而提高对于收听者的音频质量。

用于提高原始信号的保真度的第三种处理是使用均衡法，均衡法起作用以使用被称为自适应均衡(AEQ)的逆滤波技术，对电声通道的频率响应进行校正。

发明内容

这里描述了一种用于增强通过电声通道递送的期望音频信号的方法，包括：获得归因于外部干扰的噪声估计值；将所述噪声估计值应用于动态噪声补偿(DNC)处理，由此作为所述噪声估计值的频谱特性的函数，对所述期望音频信号进行调节；以及将所述噪声估计值应用于自适应均衡(AEQ)处理，由此作为所述电声通道的电声响应的函数，对所述期望音频信号进行调节。

这里还描述了一种用于增强通过电声通道递送的期望音频信号的方法，包括：获得归因于外部干扰的噪声估计值；将所述噪声估计值应用于动态噪声补偿(DNC)处理，由此作为所述噪声估计值的频谱特性的函数，对所述期望音频信号进行调节；将所述噪声估计值应用于自适应均衡(AEQ)处理，由此作为所述电声通道的电声响应的函数，对所述期望音频信号进行调节；以将所述噪声估计值应用于主动噪声消除(ANC)处理，所述ANC处理被配置为生成抗噪，来递送到所述电声通道中。

这里还描述了一种增强用于使用驱动器通过电声通道递送的期望音频信号的方法，所述方法包括：基于外部干扰获得噪声估计值；通过作为所述噪声估计值的频谱特性的函数对所述期望音频信号进行调节，来生成经过动态噪声补偿(DNC)调节的信号；使用所述噪声估计值生成抗噪信号；根据所述经过DNC调节的信号和所述抗噪信号生成合成信号；以及使用所述合成信号对所述驱动器进行驱动。

这里还描述了一种在存在噪声干扰时使用驱动器增强用于使用驱动器通过电声通道递送的期望音频信号的方法，所述方法包括：基于外部干扰获得第一噪声估计值；基于所述外部干扰获得第二噪声估计值；通过作为所述第一噪声估计值的频谱特性的函数对所述期望音频信号进行调节，来生成经过DNC调节的信号；使用所述第一和第二噪声估计值生成抗噪信号；根据所述经过DNC调节的信号和所述抗噪信号生成合成信号；以及使用所述合成信号对所述驱动器进行驱动，其中，所述第一噪声估计值包含抗噪分量，但是不包含经过DNC调节的分量。

这里还描述了一种用于增强期望音频信号的音频增强系统，包括：动态噪声补偿(DNC)模块，被配置为生成经过DNC调节的信号，所述DNC模块包括频谱整形滤波器，所述频谱整形滤波器可操作用于基于第一噪声估计值的频谱特性对所述期望音频信号应用频谱整形；以及自适应均衡(AEQ)模块，被配置为生成经过AEQ调节的信号，所述AEQ模块包括自适应均衡控制滤波器，所述自适应均衡控制滤波器可操作用于接收所述经过DNC调节的信号，并且作为所述第一噪声估计值的函数对所述经过DNC调节的信号应用自适应均衡。