專利名稱：具有可調(diào)方向圖的用于減小揚聲器反饋的麥克風電路及其操作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及包括麥克風和揚聲器的通信電路，且更具體地說，涉及用于減小揚聲器反饋和回聲的麥克風電路及方法。
背景技術(shù)：
當通信系統(tǒng)包含間隔緊密的麥克風和揚聲器時，來自揚聲器的某些聲音可能由麥克風檢測到，并通過通信系統(tǒng)反饋。這種反饋可以產(chǎn)生回聲效應，例如用戶的聲音反饋回用戶，并以回聲形式聽到。
在通信系統(tǒng)中，例如在陸線電話中，已經(jīng)應用了回聲消除電路，來減小從揚聲器通過麥克風的反饋。然而，在嘈雜環(huán)境中和/或在聲音反饋中可能出現(xiàn)長時間延遲的情況下，某些回聲消除電路可能對麥克風提供的聲音質(zhì)量產(chǎn)生負面影響，并且例如可能增加回聲，或引入不必要的噪聲。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一些實施例提供了一種麥克風電路，其包括第一麥克風、第二麥克風、可調(diào)延遲單元和組合器。第一麥克風產(chǎn)生第一麥克風信號，該信號包括與揚聲器響應輸入信號產(chǎn)生的輸出信號相關(guān)的成分(contribution)。第二麥克風產(chǎn)生第二麥克風信號，該信號包括與揚聲器的輸出信號相關(guān)的成分。延遲單元通過延遲值可調(diào)地延遲第二麥克風信號。組合器組合延遲的第二麥克風信號與第一麥克風信號，以提供組合麥克風信號。延遲單元調(diào)整延遲值，以便減小組合麥克風信號的與揚聲器輸出信號相關(guān)的成分的至少一部分。
根據(jù)本發(fā)明的另一些實施例，可調(diào)延遲單元可基于組合麥克風信號的與揚聲器輸出信號相關(guān)的成分來調(diào)整第一和第二麥克風產(chǎn)生的方向圖。因而，可調(diào)延遲單元可以調(diào)整方向圖，以使麥克風降低靈敏度的方向可以在揚聲器輸出信號的方向上。
可調(diào)延遲單元可響應于揚聲器的輸入信號和組合麥克風信號來調(diào)整延遲值。組合器可以從第一和第二麥克風信號的一個中移除第一和第二麥克風信號的另一個的至少一部分?？烧{(diào)延遲單元可以調(diào)整延遲值，以便使組合麥克風信號的與揚聲器輸出信號相關(guān)的成分最小化?？烧{(diào)延遲單元可以從組合麥克風信號中移除揚聲器的輸入信號的至少一部分，以提供差信號，并可基于該差信號調(diào)整延遲值。麥克風電路還可包括對揚聲器的輸入信號進行反相的反相單元，以及對反相輸入信號和組合麥克風信號進行求和以提供差信號的求和單元。備選地，反相單元可以對組合麥克風信號進行反相，而求和單元可以對反相的組合麥克風信號和揚聲器的輸入信號進行求和，以提供差信號。
本發(fā)明的其它實施例提供了一種操作麥克風電路的方法。通過第一麥克風產(chǎn)生第一麥克風信號，并通過第二麥克風產(chǎn)生第二麥克風信號。第一和第二麥克風信號包括與揚聲器響應輸入信號產(chǎn)生的輸出信號相關(guān)的成分。第二麥克風信號可通過延遲值可調(diào)地延遲。延遲的第二麥克風信號與第一麥克風信號組合，以提供組合麥克風信號。基于揚聲器的輸入信號和組合麥克風信號來調(diào)整延遲值，以便減小組合麥克風信號的與揚聲器輸出信號相關(guān)的成分的至少一部分。
根據(jù)本發(fā)明的另一些實施例，該組合可以從第一和第二麥克風信號的一個中移除第一和第二麥克風信號的另一個的至少一部分?？梢哉{(diào)整延遲值，以使組合麥克風信號的與揚聲器輸出信號相關(guān)的成分最小化。在其它實施例中，可以調(diào)整延遲值，以基于組合麥克風信號的與揚聲器輸出信號相關(guān)的成分，來調(diào)整由第一和第二麥克風產(chǎn)生的方向圖。
在又一些實施例中，基于通過從組合麥克風信號中移除揚聲器輸入信號的至少一部分而形成的差信號，可以調(diào)整延遲值。例如，可將揚聲器輸入信號反相，并與組合麥克風信號求和，來提供差信號。備選地，可將組合麥克風信號反相，并與揚聲器輸入信號求和，來提供差信號。
本發(fā)明的另一些實施例提供了一種配置為操作麥克風裝置的計算機程序產(chǎn)品。該計算機程序產(chǎn)品包括具有在此實施的計算機可讀程序代碼的計算機可讀存儲介質(zhì)。計算機可讀程序代碼包括如下計算機可讀程序代碼用于通過延遲值可調(diào)地延遲來自第二麥克風的第二麥克風信號。計算機可讀程序代碼還包括如下計算機可讀程序代碼用于將延遲的第二麥克風信號與來自第一麥克風的第一麥克風信號進行組合，以提供組合麥克風信號，第一和第二麥克風信號包括與揚聲器響應輸入信號產(chǎn)生的輸出信號相關(guān)的成分。計算機可讀程序代碼還包括如下計算機可讀程序代碼用于調(diào)整延遲值，以便減小組合麥克風信號的與揚聲器輸出信號相關(guān)的成分的至少一部分。
在本發(fā)明的另一些實施例中，計算機可讀程序代碼可基于組合麥克風信號的與揚聲器輸出信號相關(guān)的成分來調(diào)整第一和第二麥克風產(chǎn)生的方向圖?？苫趽P聲器的輸入信號和組合麥克風信號來調(diào)整延遲值。


圖1是示出根據(jù)本發(fā)明實施例的移動終端的框圖；圖2是示出根據(jù)本發(fā)明實施例用在有揚聲器情況下的麥克風電路的框圖；圖3是示出根據(jù)本發(fā)明另一些實施例用在有揚聲器情況下的麥克風電路的框圖；圖4是示出根據(jù)本發(fā)明實施例用于調(diào)整兩個或更多個麥克風產(chǎn)生的方向圖的操作的流程圖。
具體實施例方式
雖然本發(fā)明易受各種修改和備選形式的影響，但通過示例方式在附圖中給出了本發(fā)明的具體實施例，并在此進行詳細描述。然而，應該理解到，并無意將本發(fā)明局限于所公開的特定形式，而相反，本發(fā)明將含蓋落在權(quán)利要求書所限定的本發(fā)明精神和范圍內(nèi)的所有修改、等同方式以及備選方式。在附圖描述中，相同的附圖標記表示相同的元件。還應理解到，說明書中所用的術(shù)語“包括”用于說明規(guī)定的特征、整數(shù)、步驟、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一個或多個其它特征、整數(shù)、步驟、操作、元件、部件和/或其組合的存在或附加。
本發(fā)明可以實施為方法、電路和/或計算機程序產(chǎn)品。因而，本發(fā)明可用硬件和/或軟件(包括固件、常駐軟件、微代碼等)來實施。此外，本發(fā)明可以采用計算機可用或計算機可讀存儲介質(zhì)上的計算機程序產(chǎn)品的形式，該存儲介質(zhì)具有在介質(zhì)中實施的計算機可用或計算機可讀程序代碼，以便由指令執(zhí)行系統(tǒng)使用，或與之相關(guān)。在該文檔的上下文中，計算機可用或計算機可讀介質(zhì)可以是能包含、存儲、通信、傳播或傳輸程序以便由指令執(zhí)行系統(tǒng)、設(shè)備或裝置使用或與之相關(guān)的任何介質(zhì)。
在減小移動終端中經(jīng)兩個或更多個麥克風反饋的揚聲器信號的情形下，描述本發(fā)明。然而，要理解到，本發(fā)明可在結(jié)合兩個或更多個麥克風的其它類型電子裝置中實施，例如在汽車語音識別系統(tǒng)、助聽器、通信頭戴耳機等中實施。此外，本申請所用的術(shù)語“移動終端”可以包括能夠與通信裝置、有或沒有多線顯示的衛(wèi)星或蜂窩式無線電話一起使用的頭戴耳機，例如，藍牙耳機；可將蜂窩式無線電話與數(shù)據(jù)處理、傳真以及數(shù)據(jù)通信能力相結(jié)合的個人通信系統(tǒng)(PCS)終端；能夠包含無線電話、尋呼機、因特網(wǎng)/內(nèi)聯(lián)網(wǎng)訪問、網(wǎng)頁瀏覽器、管理器、日歷和/或全球定位系統(tǒng)(GPS)接收器的PDA；以及包含無線電話收發(fā)器的傳統(tǒng)膝上型和/或掌上型接收器或其它設(shè)備。
現(xiàn)在參照圖1，根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，示范性移動終端100包括與處理器112通信的至少兩個麥克風102和104、揚聲器106、收發(fā)器108以及存儲器110。收發(fā)器108包括發(fā)射電路114以及接收電路116，這兩個電路分別通過天線118發(fā)射和接收射頻信號。移動終端100可以是通過射頻信號與基站收發(fā)器進行通信的蜂窩式終端，并且其中業(yè)務與控制信號(例如，用于呼入的尋呼信號/消息)可用于建立并維持與另一方或目標的通信。例如，移動終端100可以是通過藍牙協(xié)議與另一通信裝置(例如蜂窩式終端)進行通信的藍牙耳機。揚聲器106和/或麥克風102和104可與移動終端100的其它部件位于同一外殼內(nèi)，或者它們可以分離，但電耦合到移動終端100。
處理器112通過地址/數(shù)據(jù)總線與存儲器110通信。例如，處理器112可以是市場上可買到的或定制微處理器。存儲器110表示包含用于操作移動終端100的軟件和數(shù)據(jù)的一個或多個存儲裝置。存儲器110可以包括(但不限于)一個或多個只讀存儲器(ROM)、可擦寫可編程ROM(EPROM或閃速EPROM)、電池供電隨機存取存儲器(RAM)、磁、光或其它數(shù)字存儲裝置，并且可與處理器112分離，或者至少部分位于處理器112內(nèi)。
用戶可經(jīng)由移動終端100通過由存儲器110內(nèi)的操作系統(tǒng)120提供的傳統(tǒng)功能性與另一用戶或目標通信。處理器112向揚聲器106提供輸入信號以產(chǎn)生聲音，并且麥克風102和104各基于傳入的聲音向處理器112提供麥克風信號。來自揚聲器106的聲音可由麥克風102和104檢測到，并反饋到處理器112。當揚聲器106與麥克風102和104間隔很近時，和/或當揚聲器106用在高音量時，例如在免提揚聲器電話中，這種來自揚聲器106經(jīng)過麥克風102和104的反饋特別明顯。
如圖2所示，揚聲器106的輸出信號可通過直接通路200以及輸出信號從物體203反射的間接通路202耦合到麥克風102和104。因而，隨著移動終端100和/或相鄰物體的移動，揚聲器106輸出信號的主要部分傳入麥克風102和104的大小和方向可以改變。根據(jù)本發(fā)明的實施例，移動終端包括調(diào)節(jié)麥克風102和104靈敏度方向圖(由靈敏度圖206和208(例如極性圖)示出)的麥克風電路204，以使麥克風102和104在揚聲器106的輸出信號的主要部分方向(由標記軸210示出)上靈敏度較低。對于圖1所示的移動終端100，麥克風電路可通過處理器112根據(jù)存儲器110中的麥克風圖案控制軟件122進行操作來提供。
圖3示出了根據(jù)本發(fā)明一些實施例的麥克風電路。麥克風102基于傳入的聲音產(chǎn)生麥克風信號，該信號由模數(shù)轉(zhuǎn)換器300轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。該數(shù)字信號被提供到求和單元306或組合器。另一麥克風104產(chǎn)生的麥克風信號由模數(shù)轉(zhuǎn)換器308轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號?？烧{(diào)延遲單元310通過預定的延遲值在時間上相對于來自麥克風102的數(shù)字信號延遲來自麥克風104的數(shù)字信號。延遲的數(shù)字信號由反相單元304反相，并提供到求和單元306。反相的延遲信號(由310和304延遲和反相)通過求和單元306與來自模數(shù)轉(zhuǎn)換器300的數(shù)字信號組合，以提供組合麥克風信號。組合麥克風信號由定標(scaling)單元312進行定標，并提供給求和單元314。提供給揚聲器106的揚聲器輸入信號還提供給線性回聲消除單元316，由反相單元318反相，并提供給求和單元314。線性回聲消除單元316可以是有限脈沖響應(FIR)濾波器，該濾波器以公知的方式減小揚聲器輸入信號中的回聲。求和單元314將定標的組合麥克風信號與反相并濾波的信號輸入信號進行組合，以為可調(diào)延遲單元310產(chǎn)生延遲命令信號。可調(diào)延遲單元310通過基于延遲命令信號的延遲值來延遲來自麥克風104的數(shù)字信號。通過對一個麥克風信號進行反相，并隨后組合麥克風信號，形成了兩個麥克風102和104靈敏度的方向圖。
可調(diào)延遲單元310可通過相對于來自麥克風102的數(shù)字信號向來自麥克風104的數(shù)字信號增加可調(diào)時間延遲來調(diào)節(jié)或調(diào)整方向圖?？烧{(diào)延遲單元310可以調(diào)節(jié)加到來自麥克風104的數(shù)字信號上的延遲，以減小或最小化來自求和單元314的延遲值信號(即，揚聲器輸入信號和組合麥克風信號的組合)。因而，可以調(diào)節(jié)麥克風信號之間的相對延遲，以便減小提供給組合麥克風信號的揚聲器輸出信號的至少一部分。
例如，參照圖2，麥克風電路204可以通過調(diào)節(jié)加到來自麥克風102和104的信號上的時間延遲來調(diào)節(jié)靈敏度圖206和208，以使降低靈敏度的方向(由標記軸210示出)位于來自揚聲器106的一部分入射信號的方向(例如，通路200和202)。
盡管圖1-3顯示了包括兩個麥克風的麥克風電路，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應該理解，可以類似方式使用兩個以上的麥克風。因而，本發(fā)明可以擴展為包括兩個或更多個麥克風的麥克風電路和其它電子裝置的實施例。還要理解的是，麥克風信號可以是模擬信號，并且麥克風電路204可以調(diào)節(jié)麥克風信號的相對位相和/或振幅。
圖4顯示了根據(jù)本發(fā)明實施例可用于調(diào)整由兩個或更多個麥克風產(chǎn)生的方向圖的操作。在框402，從第一麥克風產(chǎn)生第一麥克風信號。第一麥克風信號包括與揚聲器響應輸入信號產(chǎn)生的輸出信號相關(guān)的成分。在框404，從第二麥克風產(chǎn)生第二麥克風信號。第二麥克風信號包括與揚聲器的輸出信號相關(guān)的成分。在框406，通過延遲值相對于第二麥克風信號延遲第一麥克風信號。在框408，延遲的第一麥克風信號與第二麥克風信號組合，以提供組合麥克風信號。在框408，調(diào)整延遲值，以便減小組合麥克風信號的與揚聲器輸出信號相關(guān)的成分的至少一部分。
可以調(diào)整延遲值，以基于組合麥克風信號的與揚聲器輸出信號相關(guān)的成分，調(diào)整第一和第二麥克風產(chǎn)生的方向圖。可基于揚聲器的輸入信號和組合麥克風信號來調(diào)整延遲值。
根據(jù)本發(fā)明的各種其它實施例，在框406，在第一和第二麥克風信號中的至少一個上應用傳遞函數(shù)，例如有限脈沖響應(FTR)濾波器。隨后，在框410，基于揚聲器的輸入信號和組合麥克風信號調(diào)整傳遞函數(shù)，以便減小組合麥克風信號的與揚聲器輸出信號相關(guān)的成分的至少一部分。
圖4的流程圖顯示了移動終端100硬件和/或軟件實施例的結(jié)構(gòu)、功能性及操作。在這點上，各框表示代碼的模塊、段或部分，其包括用于實現(xiàn)特定邏輯功能的一個或多個可執(zhí)行指令。還應該注意，在其它實現(xiàn)中，框中所示的功能可不以圖4所示的順序出現(xiàn)。例如，順序顯示的兩個框(實際上)可基本同時執(zhí)行，或者有時可以相反順序執(zhí)行，取決于所涉及的功能性。
在基本不脫離本發(fā)明原理的情況下，可對優(yōu)選實施例進行許多變化和修改。所有這些變化和修改都試圖包含在如下權(quán)利要求書所闡明的本發(fā)明的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種操作麥克風電路的方法，包括通過第一麥克風產(chǎn)生第一麥克風信號，第一麥克風信號包括與揚聲器響應輸入信號產(chǎn)生的輸出信號相關(guān)的成分；通過第二麥克風產(chǎn)生第二麥克風信號，第二麥克風信號包括與所述揚聲器的輸出信號相關(guān)的成分；通過延遲值來延遲第二麥克風信號；將延遲的第二麥克風信號與第一麥克風信號進行組合，以提供組合麥克風信號；以及基于所述揚聲器的輸入信號和所述組合麥克風信號，調(diào)整所述延遲值，以便減小所述組合麥克風信號的與所述揚聲器的輸出信號相關(guān)的成分的至少一部分。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中將延遲的第二麥克風信號與第一麥克風信號組合包括從第一和第二麥克風信號的一個中移除第一和第二麥克風信號的另一個的至少一部分。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中基于所述揚聲器的輸入信號和所述組合麥克風信號調(diào)整所述延遲值包括調(diào)整所述延遲值，以最小化所述組合麥克風信號的與所述揚聲器的輸出信號相關(guān)的成分。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中調(diào)整所述延遲值包括基于所述組合麥克風信號的與所述揚聲器的輸出信號相關(guān)的成分，調(diào)整由第一和第二麥克風產(chǎn)生的方向圖。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其中調(diào)整所述延遲值包括從所述組合麥克風信號中移除所述揚聲器的輸入信號的至少一部分，以提供差信號；以及基于所述差信號調(diào)整所述延遲值。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其中從所述組合麥克風信號中移除所述揚聲器輸入信號的至少一部分以提供差信號包括反相所述揚聲器輸入信號；以及對反相的揚聲器輸入信號和所述組合麥克風信號求和，以提供所述差信號。
7.如權(quán)利要求5所述的方法，其中從所述組合麥克風信號中移除所述揚聲器輸入信號的至少一部分以提供差信號包括反相所述組合麥克風信號；以及對反相的組合麥克風信號和所述揚聲器輸入信號求和，以提供所述差信號。
8.一種麥克風電路，包括第一麥克風，其配置為產(chǎn)生第一麥克風信號，第一麥克風信號包括與揚聲器響應輸入信號產(chǎn)生的輸出信號相關(guān)的成分；第二麥克風，其配置為產(chǎn)生第二麥克風信號，第二麥克風信號包括與所述揚聲器的輸出信號相關(guān)的成分；可調(diào)延遲單元，配置為通過延遲值可調(diào)地延遲第二麥克風信號；組合器，其配置為組合延遲的第二麥克風信號和第一麥克風信號，以提供組合麥克風信號，并且其中所述可調(diào)延遲單元還配置為調(diào)整所述延遲值，以便減小所述組合麥克風信號的與所述揚聲器的輸出信號相關(guān)的成分的至少一部分。
9.如權(quán)利要求8所述的麥克風電路，其中所述可調(diào)延遲單元還配置為響應所述揚聲器的輸入信號和所述組合麥克風信號來調(diào)整所述延遲值。
10.如權(quán)利要求8所述的麥克風電路，其中所述組合器還配置為從第一和第二麥克風信號的一個中移除第一和第二麥克風信號的另一個的至少一部分。
11.如權(quán)利要求8所述的麥克風電路，其中所述可調(diào)延遲單元還配置為調(diào)整所述延遲值，以便最小化所述組合麥克風信號的與所述揚聲器的輸出信號相關(guān)的成分。
12.如權(quán)利要求8所述的麥克風電路，其中所述可調(diào)延遲單元還配置為基于所述組合麥克風信號的與所述揚聲器的輸出信號相關(guān)的成分，調(diào)整由第一和第二麥克風產(chǎn)生的方向圖。
13.如權(quán)利要求8所述的麥克風電路，其中所述可調(diào)延遲單元還配置為檢測所述揚聲器的輸入信號，并從所述組合麥克風信號中移除檢測的輸入信號的至少一部分，以提供差信號，并基于所述差信號調(diào)整所述延遲值。
14.如權(quán)利要求13所述的麥克風電路，還包括反相單元，其配置為反相所述揚聲器的輸入信號；以及求和單元，其配置為對反相的輸入信號和所述組合麥克風信號進行求和，以提供所述差信號。
15.如權(quán)利要求13所述的麥克風電路，還包括反相單元，其配置為反相所述組合麥克風信號；求和單元，其配置為對反相的組合麥克風信號和所述揚聲器的輸入信號進行求和，以提供所述差信號。
16.一種配置為操作麥克風裝置的計算機程序產(chǎn)品，包括計算機可讀存儲介質(zhì)，其具有在此實施的計算機可讀程序代碼，所述計算機可讀程序代碼包括用于通過延遲值可調(diào)地延遲來自第二麥克風的第二麥克風信號的計算機可讀程序代碼；用于將延遲的第二麥克風信號與來自第一麥克風的第一麥克風信號進行組合以提供組合麥克風信號的計算機可讀程序代碼，第一和第二麥克風信號包括與揚聲器響應輸入信號產(chǎn)生的輸出信號相關(guān)的成分；以及用于調(diào)整所述延遲值以便減小所述組合麥克風信號的與所述揚聲器的輸出信號相關(guān)的成分的至少一部分的計算機可讀程序代碼。
17.如權(quán)利要求16所述的計算機程序產(chǎn)品，還包括用于基于所述組合麥克風信號的與所述揚聲器的輸出信號相關(guān)的成分來調(diào)整第一和第二麥克風產(chǎn)生的方向圖的計算機程序代碼。
18.如權(quán)利要求16所述的計算機程序產(chǎn)品，還包括用于基于所述揚聲器的輸入信號和所述組合麥克風信號來調(diào)整所述延遲值的計算機可讀程序代碼。
19.一種操作麥克風電路的方法，包括通過第一麥克風產(chǎn)生第一麥克風信號，第一麥克風信號包括與揚聲器響應輸入信號產(chǎn)生的輸出信號相關(guān)的成分；通過第二麥克風產(chǎn)生第二麥克風信號，第二麥克風信號包括與所述揚聲器的輸出信號相關(guān)的成分；向第一和第二麥克風信號中的至少一個應用傳遞函數(shù)；組合第一和第二麥克風信號以提供組合麥克風信號；以及基于所述揚聲器的輸入信號和所述組合麥克風信號來調(diào)整所述傳遞函數(shù)，以便減小所述組合麥克風信號的與所述揚聲器的輸出信號相關(guān)的成分的至少一部分。
20.如權(quán)利要求19所述的方法，其中應用傳遞函數(shù)包括向第一和第二麥克風信號中的至少一個應用有限脈沖響應濾波器。
全文摘要
一種麥克風電路包括第一麥克風、第二麥克風、可調(diào)延遲單元以及組合器。第一麥克風產(chǎn)生第一麥克風信號，該信號包括與揚聲器響應輸入信號產(chǎn)生的輸出信號相關(guān)的成分。第二麥克風產(chǎn)生第二麥克風信號，該信號包括與揚聲器的輸出信號相關(guān)的成分?？烧{(diào)延遲單元通過延遲值相對于第一麥克風信號延遲第二麥克風信號。組合器組合延遲的第二麥克風信號和第一麥克風信號，以提供組合麥克風信號。可調(diào)延遲單元調(diào)整延遲值，以便減小組合麥克風信號的與揚聲器輸出信號相關(guān)的成分的至少一部分。
文檔編號H04R3/00GK1792084SQ200480013299
公開日2006年6月21日 申請日期2004年3月23日 優(yōu)先權(quán)日2003年5月20日
發(fā)明者S·古斯塔夫松, P·伊斯貝里 申請人:索尼愛立信移動通訊股份有限公司