[发明专利]处理信号

说明书

技术领域

本发明涉及处理在设备处接收到的信号。

背景技术

设备可以具有输入装置，其可以被用来从周围环境接收所发送的信号。举例来说，设备可以具有诸如麦克风之类的音频输入装置，其可以被用来从周围环境接收音频信号。举例来说，用户设备的麦克风可以接收主要音频信号（即来自用户的话音）以及其他音频信号。所述其他音频信号可以是在设备的麦克风处接收到的干扰（或“不合期望的”）音频信号，并且可以是接收自干扰源或者可以是四周背景噪声或麦克风的自身噪声。干扰音频信号可能会扰乱在设备处接收到的主要音频信号。设备可以把所接收到的音频信号用于许多不同目的。举例来说，如果所接收到的音频信号是接收自用户的话音信号，则可以由设备处理话音信号以便使用在通信事件中，这例如是通过把话音信号通过网络发送到另一个设备来实现的，所述另一个设备可以与所述通信事件的另一个用户相关联。替换地或附加地，所接收到的音频信号可以被用于本领域内已知的其他目的。

在其他实例中，设备可以具有用于接收其他类型的所发送信号的接收装置，比如接收雷达信号、声纳信号、天线信号、无线电波、微波以及一般的宽带信号或窄带信号。对于这些其他类型的所发送信号可能会发生同样的情况，由此在接收装置处接收到主要信号以及干扰信号。下面的描述主要是关于在设备处接收到音频信号而提供的，但是相同的原理将适用于在设备处接收到其他类型的所发送信号，比如前面所描述的一般宽带信号、一般窄带信号、雷达信号、声纳信号、天线信号、无线电波和微波。

为了改进所接收到的音频信号（例如接收自用户的用于呼叫中的话音信号）的质量，希望抑制在用户设备的麦克风处接收到的干扰音频信号（例如背景噪声和接收自干扰音频源的干扰音频信号）。

对于立体麦克风和其他麦克风阵列的使用正变得更加常见，其中多个麦克风作为单个音频输入装置操作。通过在设备处使用多个麦克风，除了可以从由单个麦克风接收到的音频信号中提取出的信息之外还允许使用从所接收到的音频信号中提取出的空间信息。在使用这样的设备时，用于抑制干扰音频信号的一种方法是对于通过多个麦克风接收到的各个音频信号应用波束形成器。波束形成是通过应用信号处理对由麦克风阵列接收到的各个音频信号进行聚焦的处理，从而与在麦克风阵列处接收到的其余音频信号相比，可以增强在麦克风阵列处从一个或更多所期望的位置（即方向和距离）接收到的特定音频信号。为了简单起见，在这里我们将描述仅仅具有单个所期望的方向的情况，但是相同的方法也将适用于存在更多感兴趣方向的情况。可以在波束形成处理之前确定或设定在麦克风阵列处接收所期望的音频信号的角度（和/或距离），即所谓的到达方向（“DOA”）信息。可能有利的是把所期望的到达方向设定为固定，因为对于到达方向的估计可能比较复杂。但是在替换的情况中可能有利的是针对不断改变的条件适配所期望的到达方向，从而可能有利的是在使用波束形成器时对所期望的到达方向实时地施行估计。自适应波束形成器对所接收到的音频信号应用若干“波束形成器系数”。这些波束形成器系数可以被适配成考虑到DOA信息，以便处理由多个麦克风接收到的音频信号从而形成“波束”，由此对由麦克风从所期望的位置（即所期望的方向和距离）接收到的所期望的音频信号施加高增益，并且在去到任何其他（例如产生干扰或不合期望的）信号源的方向上施加低增益。波束形成器可以是“自适应”的意义在于，可以对干扰源的抑制进行适配，但是对于所期望的来源/视线方向的选择可能不一定是可适配的。

如前所述，麦克风波束形成的一个目的是组合麦克风阵列的各个麦克风信号，从而相对于所期望的信号抑制不合期望的信号。在自适应波束形成中，在波束形成器中组合各个麦克风信号的方式是基于在麦克风阵列处接收到的信号，并且从而可以把波束形成器的干扰抑制能力集中于抑制输入信号中的实际不合期望的来源。

除了具有用于接收音频信号的多个麦克风之外，设备还可以具有音频输出装置（其例如包括扬声器）以用于输出音频信号。这样的设备例如可用于其中例如在通信事件期间向/从设备的用户输出/接收音频信号的情况。举例来说，所述设备可以是诸如电话、计算机或电视之类的用户设备，并且可以包括允许用户从事远程电信会议所必要的装备。

如果设备既包括音频输出装置（例如包括扬声器）又包括音频输入装置（例如麦克风），则在所接收到的音频信号中存在回波时常常会出现问题，其中回波是由于从扬声器输出并且在麦克风处接收到音频信号而导致的。从扬声器输出的音频信号包括回波以及扬声器所播放的其他声音，比如来自视频剪辑的音乐或音频。所述设备可以包括操作来抵消由麦克风接收到的音频信号中的回波的声学回波抵消器（AEC）。