通信系統(tǒng)中的音頻信號處理的制作方法
【專利摘要】提供了一種由呼叫中心使用的能夠使得在呼叫中心與一個或多個用戶設(shè)備之間進(jìn)行通信的通信裝置，其中，所述通信裝置包括用于處理通過通信網(wǎng)絡(luò)從所述用戶設(shè)備接收的音頻信號的音頻處理電路，其中，所述處理電路被配置為對所接收的音頻信號執(zhí)行聲學(xué)回波消除和/或噪聲抑制和/或去混響處理，以消除聲學(xué)回波和/或抑制噪聲和/或抑制存在于從所述用戶設(shè)備接收的所述音頻信號中的混響。
【專利說明】通信系統(tǒng)中的音頻信號處理

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種用于使得用戶能夠使用移動設(shè)備聯(lián)系呼叫中心的系統(tǒng)，并且尤其 涉及一種用于對從用戶設(shè)備發(fā)送至呼叫中心的音頻信號進(jìn)行處理的方法和裝置。

【背景技術(shù)】
[0002] 現(xiàn)有的通信網(wǎng)絡(luò)提供了各種技術(shù)的互連，所述技術(shù)的范圍從地面線路和蜂窩設(shè)備 一直到運行于計算機(jī)上的基于IP的電話或話音業(yè)務(wù)。從質(zhì)量的觀點來看，僅僅在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部 維持語音和音頻通信性能就是一項非常復(fù)雜并且困難的任務(wù)，其需要數(shù)量巨大的資源。由 于在不同的環(huán)境中使用的具有不同聲學(xué)特性的完全數(shù)量的通信設(shè)備的原因，一般的解決方 案是不可行的。網(wǎng)絡(luò)最多嘗試降低由在網(wǎng)絡(luò)中的各種通信技術(shù)在其處進(jìn)行對接的裝置產(chǎn)生 的噪聲和回波的影響。例如，在地面線路網(wǎng)絡(luò)中放置在被稱為混合器的4到2轉(zhuǎn)換器之前 的線路回波消除器去除由這些設(shè)備處的阻抗失配導(dǎo)致的回波。
[0003] 因此，即使不是全部，大部分通信設(shè)備都含有大量的硬件和信號處理，以去除不想 要的噪聲和聲學(xué)回波。不想要的噪聲通常源自于設(shè)備正在使用的環(huán)境，例如，喧鬧的街道或 者處于有風(fēng)的狀況之下，該噪聲將被設(shè)備的擴(kuò)音器捕獲。聲學(xué)回波是由設(shè)備的播放遠(yuǎn)端信 號的揚(yáng)聲器和擴(kuò)音器之間的耦合產(chǎn)生的。根據(jù)通信設(shè)備中使用的設(shè)計和零件，這一耦合的 范圍能夠從適度的線性耦合到需要不同形式的處理的強(qiáng)烈的高度非線性的耦合，該問題留 給了設(shè)備的制造商，以便提供設(shè)備的用戶可接受的性能標(biāo)準(zhǔn)。通常使用低成本線性自適應(yīng) 濾波器實施的聲學(xué)回波消除器嘗試對設(shè)備揚(yáng)聲器和擴(kuò)音器之間的耦合進(jìn)行建模并去除回 波。聲學(xué)回波消除器在線性回波條件下通常具有令人滿意的性能，但是在存在非線性時性 能將劣化。
[0004] 構(gòu)建到用戶設(shè)備中的蜂窩模塊（例如，GSM、CDMA)既含有回波抑制功能又含有噪 聲抑制功能，其中，回波抑制包括回波消除器和由頻率相關(guān)的增益功能特征的后處理器。將 由這一后處理器處理的噪聲抑制功能與回波抑制相組合也是很常見的。圖1示出了含有很 多當(dāng)今可用的系統(tǒng)的示范性語音增強(qiáng)系統(tǒng)2的框圖。系統(tǒng)2經(jīng)由揚(yáng)聲器4輸出來自遠(yuǎn)端用 戶的經(jīng)處理的音頻信號，并經(jīng)由擴(kuò)音器6接收來自近端用戶的音頻信號。如已知的，揚(yáng)聲器 4輸出的音頻信號將被擴(kuò)音器6拾取，并且將對遠(yuǎn)端用戶產(chǎn)生回波。
[0005] 在為了通過揚(yáng)聲器4再現(xiàn)而進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換和放大之前，數(shù)字遠(yuǎn)端信號充當(dāng)使用自 適應(yīng)濾波算法的聲學(xué)回波消除器AEC8的輸入。在移動設(shè)備中最常用的算法是歸一化最小 均方（NLMS)算法，因為其簡單，成本低。這一算法的目標(biāo)在于估計揚(yáng)聲器4和擴(kuò)音器6之 間的聲學(xué)回波路徑，并在擴(kuò)音器6上建立回波信號的復(fù)制，以便將其從擴(kuò)音器信號中去除， 由此得到在理想的情況下僅包含近端用戶的語音的無回波剩余信號。
[0006] 由于包括建模不足以及在聲學(xué)回波路徑中存在非線性（其能夠由放大器（圖1中 未示出）、揚(yáng)聲器4和設(shè)備2的機(jī)械外殼中的任意或全部生成）的多種因素，回波的一部分 將不可避免地留在剩余信號當(dāng)中，可調(diào)諧后處理器10必須將其去除。后處理框10通常在頻 域中操作，其在回波/噪聲抑制量和語音失真量之間提供權(quán)衡。根據(jù)設(shè)備的音響效果以及 隨后的殘余回波貢獻(xiàn)的嚴(yán)重程度，能夠?qū)⑺玫降碾p路音頻通信表征為全雙工或半雙工。 在半雙工通信中，在遠(yuǎn)端（揚(yáng)聲器）信號生效時后處理器10使發(fā)送（擴(kuò)音器）路徑靜噪， 而在全雙工通信中，近端和遠(yuǎn)端揚(yáng)聲器能夠相互打斷。有時，為了實現(xiàn)全雙工通信，一些殘 余回波仍然存在于發(fā)送路徑上，即，后處理器10以不對殘余回波分量進(jìn)行充分抑制為代價 而不使近端語音發(fā)生失真。在半雙工模式中，后處理器10起著基本的靜噪開關(guān)的作用。
[0007] 單擴(kuò)音器噪聲抑制算法通常利用基于統(tǒng)計的噪聲估計方法以導(dǎo)出對應(yīng)的增益函 數(shù)。然而，對于隨著時間發(fā)生變化的非固定噪聲信號而言，使用這樣的方案難以對噪聲統(tǒng)計 數(shù)據(jù)進(jìn)行正確地跟蹤和估計。因此，很多系統(tǒng)還應(yīng)用過度減除，因此將導(dǎo)致所得到的語音信 號的不期望的失真。
[0008] 除了旨在抑制來自擴(kuò)音器信號的不想要的回波和噪聲的信號增強(qiáng)系統(tǒng)之外，還存 在根據(jù)環(huán)境當(dāng)中的噪聲對揚(yáng)聲器信號進(jìn)行調(diào)節(jié)和均衡的算法。這些又被稱為語音增強(qiáng)算法 的算法提高了揚(yáng)聲器信號的響度，使得其不會被周圍的環(huán)境噪聲所掩蓋。還存在針對老年 人的需求定制的語音增強(qiáng)系統(tǒng)。例如，在US 2006/0088154中，提出了一種系統(tǒng)，其對用戶 的語音進(jìn)行分析，以確定其是否是老年人，并相應(yīng)地調(diào)節(jié)揚(yáng)聲器信號。這些算法中的大部分 都對存在于擴(kuò)音器6上的周圍噪聲進(jìn)行分析并在再現(xiàn)之前向揚(yáng)聲器信號應(yīng)用頻率相關(guān)的 增益值。
[0009] 圖2是蜂窩系統(tǒng)20的框圖，該系統(tǒng)包括表75用戶的移動設(shè)備的兩個移動終端 (MT-A和MT-B)以及建立并管理兩個設(shè)備之間的連接的移動交換中心（MSC)或基站。
[0010] 在W0 98/43368中建議將聲學(xué)回波消除器（AEC)從移動設(shè)備移到MSC，以便去除 MT上的電力負(fù)擔(dān)。在圖2中，這一點由音頻框21表示。然而，將回波消除功能放到MSC處 的代價是利用標(biāo)準(zhǔn)回波消除/抑制算法所取得的回波消除性能更差，因為存在將非線性引 入到回波路徑中的語音編碼器/解碼器（22、24、26、28)。因此，將需要更加復(fù)雜的算法。此 夕卜，經(jīng)由MSC連接的設(shè)備的聲學(xué)特性不是預(yù)先已知的。在MT中具有AEC的優(yōu)點是通常能夠 使用線性有限脈沖響應(yīng)濾波器（FIR)對揚(yáng)聲器30與擴(kuò)音器32之間的耦合進(jìn)行建模，并將 在MT中的處理調(diào)諧至其具體音響效果（specific acoustics)。在存在由編碼器引入的非線 性處理的情況下，聲學(xué)回波消除的問題變得更加具有挑戰(zhàn)性。
[0011] 圖2沒有示出MSC提供的功能。根據(jù)在MT中可用的編碼器的類型，MSC具有在MT 之間轉(zhuǎn)換編碼方案的任務(wù)。其通過對MT信號解碼，并之后對該信號重新編碼以供第二MT 正確接收而執(zhí)行這一匯接或代碼轉(zhuǎn)換。例如，如果移動終端MT-A使用編碼器22Enc-A，并且 移動終端MT-B使用編碼器28Enc-B，那么MSC首先使用解碼器Dec-A對來自MT-A的輸入信 號解碼，并之后使用編碼器Enc-B對這一信號重新編碼，以用于發(fā)送至MT-B。
[0012] 現(xiàn)在很多老年人攜帶個人幫助按鈕（PHB)或個人緊急響應(yīng)系統(tǒng)（PERS)，如果他們 需要緊急幫助，例如，在他們跌倒時，他們能夠啟動個人幫助按鈕或個人緊急響應(yīng)系統(tǒng)。自 動跌倒檢測器也可用，其監(jiān)測用戶的移動，并在檢測到跌倒的情況下自動觸發(fā)警報。
[0013] 在這些設(shè)備被啟動時，這些設(shè)備（即，PHB、PERS和跌倒檢測器）能夠經(jīng)由位于用 戶附近（即，通常處于用戶的家中）的基礎(chǔ)單元觸發(fā)對專門呼叫中心的地面線路呼叫，并且 呼叫中心的人員能夠與用戶對話，并安排發(fā)送給處于緊急狀況下的用戶的救助。由于用戶 是PHB/PERS服務(wù)的注冊用戶，因而其家庭地點（發(fā)現(xiàn)基站的其他地點）將是已知的，并且 呼叫中心人員能夠向該地點派遣緊急救助。
[0014] 然而，現(xiàn)在已經(jīng)可獲得這樣的系統(tǒng)了，所述系統(tǒng)利用用戶攜帶的移動電話或其他 能夠使能移動通信的設(shè)備，從而允許PHB、PERS或跌倒檢測設(shè)備通過移動電信網(wǎng)觸發(fā)對呼 叫中心的呼叫。這些設(shè)備有時被稱為移動PERS(MPERS)設(shè)備，并且能夠在任何具有蜂窩網(wǎng) 絡(luò)覆蓋的地方使用。由于這些MPERS設(shè)備的典型用戶是老年人或者具有特定形式的身體或 精神缺陷的人，因而所述設(shè)備要盡可能便于操作是很重要的。因此，優(yōu)選將移動電信功能集 成到用戶佩戴的PHB或PER掛件中，所述掛件通常只有單個啟動按鈕或者數(shù)量非常少的人 為控制。在MPERS設(shè)備被激活時，自動發(fā)出對所述設(shè)備中預(yù)設(shè)的呼叫中心號碼的呼叫。
[0015] 在給定了上文討論的MPERS設(shè)備的性質(zhì)的情況下，期望使其電力消耗最小化，以 便使電池壽命最大化并降低用戶必須對電池進(jìn)行充電或更換的頻率。
[0016] 此外，由于這些設(shè)備的典型用戶可能具有聽覺困難，因而期望確保MPERS設(shè)備的 音頻輸出對于用戶而言盡可能清晰可聽。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0017] 已經(jīng)認(rèn)識到了，由于這些MPERS設(shè)備僅用于發(fā)出對預(yù)定呼叫中心的呼叫，因而能 夠?qū)⒄麄€系統(tǒng)設(shè)計為將很多通常由移動電信設(shè)備完成的音頻信號處理轉(zhuǎn)移到存在于呼叫 中心中的通信裝置。這一通信裝置除了能夠執(zhí)行通常的對輸出音頻信號（即，從呼叫中 心到MPERS設(shè)備的音頻信號）的處理之外，還能夠執(zhí)行所要求的對輸入音頻信號（即，從 MPERS設(shè)備到呼叫中心的音頻信號）的處理。
[0018] 其提供了很多優(yōu)點。首先，其減少了 MPERS設(shè)備必須執(zhí)行的處理量，繼而降低了 所述設(shè)備的電力消耗。其次，對于這些設(shè)備而言優(yōu)化了通常在移動設(shè)備上運行的處理算法 (即，它們具有相對較低的復(fù)雜性），其限制了這些算法的性能。允許在呼叫中心的裝置中 執(zhí)行所述處理意味著能夠使用具有提高的性能的更加復(fù)雜的算法。再次，任何給定的通信 中所涉及的設(shè)備和具體用戶將是已知的，因而能夠針對正在使用的MPERS設(shè)備、由呼叫中 心的人正在使用的裝置、呼叫中心中的人進(jìn)行操作的環(huán)境、用戶的具體特性（例如，聽覺困 難）、和/或用戶和/或呼叫中心里的人的具體偏好來優(yōu)化對輸入和輸出音頻流中的任一者 或兩者的處理。另一優(yōu)點在于能夠隨著時間的推移容易地更新或調(diào)整對音頻信號使用的算 法或其他處理，而不對MPERS設(shè)備造成影響。
[0019] 本發(fā)明的第一方面提供了由呼叫中心使用的能夠使得在所述呼叫中心與一個或 多個用戶設(shè)備之間進(jìn)行通信的通信裝置，所述通信裝置包括用于處理通過通信網(wǎng)絡(luò)從所述 用戶設(shè)備接收的音頻信號的音頻處理電路，其中，所述處理電路被配置為對所接收的音頻 信號執(zhí)行聲學(xué)回波消除和/或噪聲抑制和/或去混響處理，以消除聲學(xué)回波和/或抑制噪 聲和/或抑制存在于從所述用戶設(shè)備接收的所述音頻信號中的混響。
[0020] 在優(yōu)選實施例中，所述音頻處理電路還被配置為向通過通信網(wǎng)絡(luò)從所述用戶設(shè)備 接收的所述音頻信號應(yīng)用均衡化和/或增益設(shè)置。
[0021] 所述音頻處理電路還能夠被配置為在將所述呼叫中心中的通信設(shè)備處生成的音 頻信號通過通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至所述用戶設(shè)備之前對所述生成的音頻信號進(jìn)行處理。在這種情 況下，所述音頻處理電路還能夠被配置為對所述生成的音頻信號進(jìn)行處理，以消除聲學(xué)回 波和/或抑制噪聲和/或抑制存在于所述生成的音頻信號中的混響，和/或向所述生成的 音頻信號應(yīng)用均衡化和/或增益設(shè)置。
[0022] 在優(yōu)選實施例中，所述通信裝置還包括數(shù)據(jù)庫，所述數(shù)據(jù)庫用于存儲有關(guān)呼叫中 心環(huán)境、一個或多個用戶設(shè)備、一個或多個呼叫中心設(shè)備以及與一個或多個用戶設(shè)備相關(guān) 的用戶偏好和/或呼叫中心中的人員的偏好的信息。
[0023] 優(yōu)選地，一旦所述用戶設(shè)備之一觸發(fā)對呼叫中心的呼叫，則所述通信裝置被配置 為從數(shù)據(jù)庫檢索與所述呼叫相關(guān)的信息，并且所述音頻處理電路被配置為基于所檢到的信 息來調(diào)節(jié)對所述音頻信號的處理。
[0024] 在優(yōu)選實施例中，所述音頻處理電路被配置為根據(jù)在檢索到的信息中的偏好對所 述音頻信號應(yīng)用所述均衡化和/或增益設(shè)置。
[0025] 在另一優(yōu)選實施例中，從所述數(shù)據(jù)庫檢索的信息包括適于用戶設(shè)備的具有聽覺困 難的用戶的均衡化設(shè)置。
[0026] 在本發(fā)明的另一實施例中，所述通信裝置還被配置為基于對在用戶設(shè)備中剩余的 電力的估計來控制所述用戶設(shè)備，從而停用或激活所述用戶設(shè)備中包含的音頻處理電路的 一個或多個部分，并對應(yīng)地激活或停用所述通信裝置中的音頻處理電路的一個或多個部 分。
[0027] 在上述實施例的【具體實施方式】中，所述通信裝置還包括數(shù)據(jù)庫，所述數(shù)據(jù)庫存儲 有關(guān)以下內(nèi)容中的一項或多項的信息：所述用戶設(shè)備的音頻處理能力、所述用戶設(shè)備中的 當(dāng)前激活的音頻處理電路、所述用戶設(shè)備的最大電池容量、自從所述用戶設(shè)備中的電池的 上一次充電的時間以及所述用戶設(shè)備消耗電力的速率的模型；并且，所述通信裝置被配置 為使用所述數(shù)據(jù)庫中存儲的信息估計所述用戶設(shè)備的電池中剩余的電力。
[0028] 在一些實施例中，所述音頻處理電路包括：延遲估計器，所述延遲估計器被配置為 估計通過通信網(wǎng)絡(luò)將音頻信號發(fā)送至用戶設(shè)備與接收在通過通信網(wǎng)絡(luò)從所述用戶設(shè)備接 收的音頻信號中的該音頻信號的聲學(xué)回波之間的延遲；以及聲學(xué)回波消除器，所述聲學(xué)回 波消除器被配置為使用所估計的延遲以及發(fā)送至用戶設(shè)備的音頻信號的復(fù)制品來去除通 過通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至用戶設(shè)備的音頻信號的聲學(xué)回波。
[0029] 根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了一種通信系統(tǒng)，其包括上文所述的通信裝置以及 被配置為經(jīng)由通信網(wǎng)絡(luò)將表示用戶的語音的音頻信號發(fā)送至所述通信裝置的一個或多個 用戶設(shè)備，其中，所述一個或多個通信設(shè)備被配置使得在將所述音頻信號發(fā)送至所述通信 裝置之前對所述音頻信號不執(zhí)行或者基本不執(zhí)行聲學(xué)回波消除或噪聲抑制處理。
[0030] 在所述通信系統(tǒng)中，所述一個或多個用戶設(shè)備優(yōu)選被配置使得在將通過通信網(wǎng)絡(luò) 從所述通信裝置接收的音頻信號呈現(xiàn)給用戶設(shè)備的用戶之前對所述音頻信號不執(zhí)行或基 本上不執(zhí)行語音增強(qiáng)處理。
[0031] 根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供了 一種在包括由呼叫中心使用的通信裝置以及一個 或多個用戶設(shè)備的通信系統(tǒng)中使用的方法，所述方法包括：在所述通信裝置處接收來自所 述用戶設(shè)備之一的音頻信號；在所述通信裝置中對所接收的音頻信號進(jìn)行處理，以消除聲 學(xué)回波和/或抑制噪聲和/或抑制存在于所述音頻信號中的混響；以及將經(jīng)處理的音頻信 號呈現(xiàn)給所述呼叫中心中的用戶。
[0032] 根據(jù)本發(fā)明的第四方面，提供了一種計算機(jī)程序產(chǎn)品，所述計算機(jī)程序產(chǎn)品包括 體現(xiàn)于其中的計算機(jī)可讀代碼，所述計算機(jī)可讀代碼被配置一旦由適當(dāng)?shù)挠嬎銠C(jī)或處理器 執(zhí)行，則所述計算機(jī)或處理器執(zhí)行上文所述的方法。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0033] 現(xiàn)在將參考下述附圖僅通過舉例方式描述本發(fā)明的示范性實施例，在附圖中；
[0034] 圖1是常規(guī)語音增強(qiáng)系統(tǒng)的框圖；
[0035] 圖2是常規(guī)蜂窩系統(tǒng)的框圖；
[0036] 圖3是根據(jù)本發(fā)明的實施例的包含通信裝置的系統(tǒng)的框圖；
[0037] 圖4是更詳細(xì)地示出了圖3中的通信裝置的部分的框圖；并且
[0038] 圖5是示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的方法的流程圖。

【具體實施方式】
[0039] 圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的示范性MPERS系統(tǒng)50的框圖。系統(tǒng)50包括用 戶佩戴或攜帶的MPERS用戶設(shè)備52。用戶設(shè)備52包括適于使得用戶能夠與呼叫中心54無 線通信的部件。因而，用戶設(shè)備52包括適于通過無線網(wǎng)絡(luò)56建立對呼叫中心54的呼叫的 收發(fā)電路、用于輸出從呼叫中心54接收的音頻信號的揚(yáng)聲器以及用于生成發(fā)送至呼叫中 心54的音頻信號的擴(kuò)音器。用戶設(shè)備52由電池或其他便攜式電源供電。
[0040] 用戶設(shè)備52還包括一個或多個用戶可啟動的控制，例如，按鈕58,所述一個或多 個用戶可啟動的控制允許用戶在緊急情況下激活用戶設(shè)備52,以便聯(lián)系呼叫中心54。用戶 設(shè)備52還可以含有一個或多個傳感器，所述一個或多個傳感器被配置為監(jiān)視用戶的移動， 并確定用戶是否遭受了跌倒。在這種情況下，用戶設(shè)備52能夠被配置為自動觸發(fā)對呼叫中 心54的呼叫（因為用戶可能失去意識，且無法激活按鈕58)。
[0041] 用戶設(shè)備52通常還具有相關(guān)聯(lián)的基礎(chǔ)單元60,相關(guān)聯(lián)的基礎(chǔ)單元60位于用戶家 中并連接至諸如公用交換電話網(wǎng)（PSTN)62的固定通信網(wǎng)絡(luò)以及市電電源。當(dāng)用戶在家并 且處于基礎(chǔ)單元60附近（即用戶在家）時，能夠使用基礎(chǔ)單元60觸發(fā)經(jīng)由PSTN62對呼叫 中心54的呼叫，而不是使用用戶設(shè)備52經(jīng)由無線網(wǎng)絡(luò)56建立呼叫。在這種情況下，基礎(chǔ) 單元60能夠包括各自的揚(yáng)聲器和擴(kuò)音器布置，所述各自的揚(yáng)聲器和擴(kuò)音器布置允許用戶 在不必利用用戶設(shè)備52的情況下與呼叫中心54通信?；蛘撸?dāng)用戶設(shè)備52處于基礎(chǔ)單元 60附近時，用戶設(shè)備52能夠被配置為經(jīng)由基礎(chǔ)單元60與呼叫中心54通信（例如，通過使 用圖3中的箭頭63指示的用戶設(shè)備52與基礎(chǔ)單元60之間的短程無線通信鏈路）。任一種 布置都能夠有助于在用戶在家時降低用戶設(shè)備52的電力消耗。
[0042] 在呼叫中心54中，提供呼叫處理裝置64,呼叫處理裝置64對來自一個或多個用戶 設(shè)備52的呼入進(jìn)行處理（尤其是對輸入和輸出音頻信號進(jìn)行處理）。將經(jīng)處理的輸入音 頻信號提供給由呼叫中心54中的操作員使用的通信設(shè)備66(文中將其稱為個人響應(yīng)助手 PRA)。PRA設(shè)備66可以包括允許PRA與用戶通信的任何適當(dāng)?shù)难b置。例如，PRA設(shè)備66可 以為常規(guī)的電話手機(jī)的形式，但是其優(yōu)選為耳機(jī)或耳承的形式。
[0043] 根據(jù)本發(fā)明的方面，呼叫處理裝置64執(zhí)行對音頻信號的處理，例如，回波消除和/ 或噪聲抑制和/或去混響，并任選執(zhí)行語音處理，例如，均衡化或語音變體（morphing)，其 通常在呼叫的各自終端處執(zhí)行（即，通過移動設(shè)備52和PRA設(shè)備66兩者內(nèi)的處理電路執(zhí) 行）。將通常在用戶設(shè)備52中的蜂窩基帶模塊或?qū)Ｓ脭?shù)字信號處理器（DSP)上執(zhí)行的所有 音頻信號增強(qiáng)處理移到呼叫中心裝置64上降低了用戶設(shè)備52的處理負(fù)擔(dān)，由此提高電池 壽命。此外，在呼叫中心裝置64中能夠使用比用戶設(shè)備52中能夠使用的處理算法更加復(fù) 雜且更加耗電的處理算法，從而提高了呼叫中心54與用戶設(shè)備52之間的通信鏈路的性能。
[0044] 此外，呼叫處理裝置64能夠利用呼叫中心54處的數(shù)據(jù)庫68中存儲的信息執(zhí)行音 頻信號處理。如下文將更加詳細(xì)描述的，數(shù)據(jù)庫68中存儲的信息能夠包括有關(guān)呼叫中心環(huán) 境（即，PRA周圍的聲學(xué)環(huán)境，尤其是所述聲學(xué)環(huán)境對音頻信號的處理的影響）的信息、有 關(guān)呼叫中心54負(fù)責(zé)管理的用戶設(shè)備52的信息（例如，有關(guān)這些設(shè)備的聲學(xué)特性的信息，例 如，對擴(kuò)音器與揚(yáng)聲器之間的回波的易感性和/或所述設(shè)備的電力使用模型）、有關(guān)一個或 多個PRA設(shè)備的信息（例如，與關(guān)于用戶設(shè)備52的信息類似，這些設(shè)備66的聲學(xué)特性）、有 關(guān)與用戶設(shè)備52相關(guān)聯(lián)的用戶的偏好的信息（例如，優(yōu)選的均衡化和/或增益設(shè)置、優(yōu)選 的音頻輸出音量、用戶喜歡與男性PRA還是女性PRA通話等）、有關(guān)呼叫中心54中的PRA的 偏好（例如，為PRA提供其優(yōu)選呼叫體驗所需的均衡化和/或增益設(shè)置）的信息和/或有 關(guān)先前向呼叫中心發(fā)出的呼叫的信息（例如，來自特定用戶設(shè)備的各次呼叫的總時長）中 的任何信息。通過這種方式利用數(shù)據(jù)庫68中存儲的信息提高了系統(tǒng)50的靈活性，尤其是 允許針對具體用戶和/或PRA對處理進(jìn)行定制。
[0045] 有關(guān)呼叫中心處的環(huán)境的信息是指相關(guān)PRA(即，將對呼叫做出應(yīng)答的PRA)的工 作所處的聲學(xué)環(huán)境。能夠通過一種方式對所述環(huán)境進(jìn)行配置，以限制PRA設(shè)備66中的擴(kuò)音 器對背景噪聲的捕獲。例如，混響時間小于250ms的干凈（dry)聲學(xué)環(huán)境以及PRA之間的 額外聲學(xué)隔離能夠減少混響和背景噪聲。
[0046] 使用具有耳內(nèi)揚(yáng)聲器的貼近講話擴(kuò)音器耳機(jī)作為PRA設(shè)備66意味著將提高擴(kuò)音 器上的信噪比，同時擴(kuò)音器和揚(yáng)聲器之間的聲學(xué)回波也將顯著降低。能夠在數(shù)據(jù)庫68中標(biāo) 注出PRA對這樣的設(shè)備66的使用或者任何其他類型的設(shè)備的使用，并使用其調(diào)整對輸出音 頻信號的處理。
[0047] 呼叫處理裝置64能夠包括計算機(jī)或服務(wù)器，所述計算機(jī)或服務(wù)器運行用于實施 音頻信號處理和呼叫處理流程的適當(dāng)軟件，盡管如此應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到能夠使用專用硬件（例如 DSP)來實施由呼叫處理裝置64提供的功能中的一個或多個。
[0048] 還應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，響應(yīng)于來自用戶的呼叫（尤其是在所述呼叫期間），PRA可能必須 聯(lián)系緊急服務(wù)或者尋求其他針對用戶的救助。因此，呼叫處理裝置64能夠被配置為使得其 能夠建立與緊急服務(wù)的通話，同時保持與用戶設(shè)備52的通話。
[0049] 在本發(fā)明的另一實施例中，呼叫中心中的呼叫處理裝置64能夠被配置為接受經(jīng) 由很多不同類型的通信網(wǎng)絡(luò)（例如，蜂窩、PSTN、IP話音（VoIP)等）發(fā)出的呼叫。在這種 情況下，裝置64能夠基于用于建立呼叫的網(wǎng)絡(luò)的類型來調(diào)節(jié)處理。因而，數(shù)據(jù)庫68可以含 有有關(guān)應(yīng)當(dāng)如何針對不同類型的網(wǎng)絡(luò)來調(diào)節(jié)處理的信息。
[0050] 在用戶首次預(yù)定MPERS服務(wù)時，能夠在校準(zhǔn)期間確定有關(guān)用戶的偏好的信息（例 如，均衡化和增益設(shè)置和/或其偏好與男性PRA還是女性PRA通話）。
[0051] 圖4更詳細(xì)地示出了呼叫處理裝置64的部分，其圖示了能夠如何根據(jù)本發(fā)明的方 面執(zhí)行對輸入和輸出音頻信號的處理。在圖4中示出了兩個處理階段，處理階段70用于處 理PRA提供的將發(fā)送至用戶設(shè)備52的音頻信號，并且處理階段72用于處理從所述用戶設(shè) 備接收52的用于呈現(xiàn)給PRA的音頻信號。應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，在常規(guī)通信系統(tǒng)中，處理階段72將 存在于遠(yuǎn)端設(shè)備（用戶設(shè)備52)中，而不是如本發(fā)明中一樣存在于呼叫中心54中的呼叫處 理裝置64中。
[0052] 發(fā)送處理階段70包括本地聲學(xué)回波消除器AEC-L74和后處理單元PPsend76。由 于能夠?qū)艚兄行?4處的聲學(xué)環(huán)境進(jìn)行控制，因而AEC-L74即使不能去除全部回波也能 去除大部分回波，因而就保留在回波消除器74的輸出上的殘余回波抑制而言，在后處理器 PPsend76的部分上幾乎不需要回波抑制。然而，PPsend76也能夠?qū)λl(fā)送的音頻信號應(yīng)用 均衡化處理，并且能夠使這一均衡化處理以數(shù)據(jù)庫68中存儲的預(yù)先存儲的用戶偏好為基 礎(chǔ)，或者使其通過估計噪聲水平以來自用戶設(shè)備52的接收線路78為基礎(chǔ)。
[0053] 就標(biāo)準(zhǔn)噪聲估計器而言后一種做法可能存在困難，因為包括語音活動檢測器的像 自適應(yīng)多速率（AMR)的編碼器可能不會發(fā)送僅為噪聲的片段。然而，由于在呼叫中心54處 能夠比在常規(guī)移動設(shè)備中應(yīng)用更加高級的處理，而且由于諸如設(shè)備52、66的耦合和靈敏度 的聲學(xué)信息是已知的，因而能夠使用高級噪聲估計算法，該算法甚至能夠在語音活動期間 估計噪聲水平，這樣不僅能夠應(yīng)用噪聲抑制，還能夠增強(qiáng)PRA話音的頻率區(qū)域，以提高可理 解度。
[0054] 能夠使用各種自適應(yīng)濾波算法，例如，上文所述的NLMS算法來實施回波消除器 AEC-L74。
[0055] 接收處理階段72必須考慮發(fā)送音頻信號（在線路80上發(fā)送）和接收音頻信號 之間的長往返行程延遲，因為這一路徑含有語音編碼器以及通過匯接而引發(fā)的任何額外延 遲。因此，提供了延遲估計器單元82,以計算往返行程延遲并對（遠(yuǎn)程信號）聲學(xué)回波消除 器AEC-R84進(jìn)行補(bǔ)償（offset)。其有助于限制用于實施聲學(xué)回波消除器84的自適應(yīng)濾波 器的長度，其對于提高回波消除器84的對語音編碼器產(chǎn)生的非線性進(jìn)行跟蹤的能力是非 常關(guān)鍵的。
[0056] 與AEC-L74相比，將以不同的方式和更高的復(fù)雜性實施聲學(xué)回波消除器AEC-R84 以處理編碼非線性。此外，可以根據(jù)呼叫中心提供者的PRA的偏好對后處理單元86進(jìn)行調(diào) 諧，以允許PRA話音的一些殘余回波（在可容忍的范圍內(nèi)）可被PRA聽到。這一回波能夠 為PRA充當(dāng)重要的反饋機(jī)制，以使其知道其話音正通往用戶。
[0057] 由于本發(fā)明提供的對呼叫中心54處的聲學(xué)環(huán)境的控制，因而避免了嘯聲（將其表 征為不受控制的聲學(xué)回波的反饋）問題，并且與已知系統(tǒng)相比提高了系統(tǒng)魯棒性。能夠通 過對呼叫中心54中的聲學(xué)環(huán)境的控制以及針對PRA設(shè)備66的使用的適當(dāng)指南來控制和確 保發(fā)送信號處理的魯棒性和性能。
[0058] 在另一實施例中，處理階段72(其對從用戶設(shè)備接收52的音頻信號進(jìn)行處理）能 夠包括用于對發(fā)送/接收路徑的信道非線性進(jìn)行建模的各自處理塊，所述各自處理塊能夠 用于對通信網(wǎng)絡(luò)中可能遇到的各種編碼器/解碼器非線性以及與用戶設(shè)備52(其通常較 小，因此使用較小的揚(yáng)聲器，所述揚(yáng)聲器易于在較高的輸出水平上產(chǎn)生非線性）本身相關(guān) 的非線性進(jìn)行建模。
[0059] 圖5示出了說明根據(jù)本發(fā)明的實施例的方法的流程圖。在步驟101中，用戶設(shè)備 52觸發(fā)對呼叫中心54的呼叫。如上文所指示的，能夠通過由用戶人工按下用戶設(shè)備52上 的按鈕58或者通過用戶設(shè)備52自動確定用戶需要救助而觸發(fā)這一呼叫。
[0060] 當(dāng)在呼叫處理裝置64中接收到呼入時，呼叫處理裝置64查詢數(shù)據(jù)庫68以確定與 該呼叫相關(guān)的信息（步驟103)。如上文所述，這一信息可能涉及與發(fā)出該呼叫的用戶設(shè)備 52相關(guān)聯(lián)的用戶的偏好、將在呼叫中心54中處理該呼叫的PRA的偏好、PRA使用的設(shè)備66 的聲學(xué)特性的細(xì)節(jié)、用戶設(shè)備52的聲學(xué)特性的細(xì)節(jié)和/或呼叫中心54中的聲學(xué)環(huán)境的細(xì) 節(jié)。
[0061] 之后，呼叫處理裝置64開始使用在步驟103中從數(shù)據(jù)庫68獲得的信息處理該呼 叫（即處理來自用戶設(shè)備52的輸入音頻信號以及處理來自PRA設(shè)備66的輸出音頻信號）。
[0062] 每次在用戶設(shè)備52發(fā)起與呼叫中心54的通話時重復(fù)圖5中的方法。
[0063] 根據(jù)本發(fā)明的一個具體實施例，由于電力約束，用戶設(shè)備52被配置為提供非常有 限的（或者不提供）回波抑制，使得高水平的回波被反饋至呼叫中心54。例如，并非采用具 有高計算復(fù)雜性的長自適應(yīng)濾波器，而是用戶設(shè)備能夠含有簡單的固定濾波器，所述固定 濾波器對揚(yáng)聲器和擴(kuò)音器之間的直接路徑進(jìn)行建模，并且能夠在生產(chǎn)期間被編程。存儲在 與用戶設(shè)備52相關(guān)的數(shù)據(jù)庫68中的信息能夠指示這一事實，并且這能夠由呼叫處理裝置 64使用以調(diào)節(jié)接收/發(fā)送處理的水平，以限制呈現(xiàn)給PRA的回波的量。
[0064] 根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，在特定設(shè)備52的用戶具有聽覺困難的情況下，數(shù)據(jù)庫 68中存儲的有關(guān)用戶偏好的信息能夠指示由發(fā)送處理器76所使用的適當(dāng)均衡化設(shè)置，以 提高PRA話音的高頻部分。
[0065] 根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，如果呼叫中心54中的PRA將在混響環(huán)境中使用不用手 的設(shè)備或手持設(shè)備，那么數(shù)據(jù)庫68中存儲的有關(guān)PRA設(shè)備66和/或PRA環(huán)境的信息能夠 指示發(fā)送處理器76應(yīng)當(dāng)在回聲消除器74中使用更長的濾波器長度。額外地或備選地，如 果呼叫中心54在一天的特定時間尤其嘈雜，那么數(shù)據(jù)庫68中存儲的信息能夠指示能夠人 工或自動地由發(fā)送處理器76應(yīng)用額外的噪聲抑制。
[0066] 根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，能夠響應(yīng)于來自呼叫處理裝置64的控制信號有選擇 地激活或停用用戶設(shè)備52的蜂窩模塊中的處理框，所述控制信號是基于用戶設(shè)備52的電 池中的剩余電力而生成的。其允許用戶設(shè)備52在具有充分的剩余電力時執(zhí)行對音頻信號 的特定或所有處理。呼叫處理裝置64對應(yīng)地激活或停用處理階段72的部分或全部，以確 保對輸入音頻信號進(jìn)行適當(dāng)?shù)靥幚怼?br> [0067] 在這一實施例中，呼叫處理裝置64能夠根據(jù)數(shù)據(jù)庫68中存儲的信息（例如，所述 信息涉及用戶設(shè)備52中已經(jīng)啟用的音頻處理特征的數(shù)量連同它們自從用戶設(shè)備的部署或 者上一充電周期的操作時間，和/或用戶設(shè)備52的電力使用的模型）來估計用戶設(shè)備52 的電池中的剩余電力。由呼叫處理裝置64對當(dāng)前的電池水平進(jìn)行估計，以確定是否指示用 戶設(shè)備52停用用戶設(shè)備52中的特定或全部音頻處理并激活呼叫中心54處的處理階段72 中的對應(yīng)處理框。在備選實現(xiàn)中，用戶設(shè)備52能夠在觸發(fā)呼叫時將剩余電池水平的指示發(fā) 送至呼叫處理裝置64。
[0068] 應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到在使用戶設(shè)備52能夠進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)送的本發(fā)明的實施例中（例如，設(shè)備 52包括針對第三代或后繼代電信網(wǎng)絡(luò)的蜂窩模塊），存儲在如上所述的數(shù)據(jù)庫68中的由 呼叫中心裝置64對音頻信號進(jìn)行處理所需的特定或全部信息能夠轉(zhuǎn)而存儲到用戶設(shè)備52 中，并在觸發(fā)呼叫時被發(fā)送至呼叫中心。
[0069] 因而，與常規(guī)移動通信系統(tǒng)相比所描述的本發(fā)明能夠在更寬范圍的環(huán)境中提供改 進(jìn)的呼叫處理，并且其中，能夠使所述處理容易地適應(yīng)用戶的需要或偏好。由于通信系統(tǒng)50 的非對稱布置，這樣的靈活性是可能的，在所述非對稱布置中，呼叫中心54對音頻信號處 理具有完全控制，由此減輕了用戶設(shè)備52的用戶以及用戶設(shè)備52本身的負(fù)擔(dān)（因此提高 了設(shè)備52的電池壽命）。
[0070] 盡管已經(jīng)在附圖和前面的描述中詳細(xì)說明和描述了本發(fā)明，但這樣的說明和描述 被認(rèn)為是說明性或示范性的而非限制性的；本發(fā)明不限于公開的實施例。
[0071] 通過研究附圖、說明書和權(quán)利要求書，本領(lǐng)域技術(shù)人員在實施請求保護(hù)的本發(fā)明 時能夠理解和實現(xiàn)所公開實施例的其他變型。在權(quán)利要求中，"包括"一詞不排除其他元件 或步驟，量詞"一"或"一個"不排除多個。單個處理器或其他單元可以完成權(quán)利要求中記 載的若干項目的功能。在互不相同的從屬權(quán)利要求中記載特定措施并不指示不能有利地使 用這些措施的組合。計算機(jī)程序可以存儲和/或分布在適當(dāng)?shù)慕橘|(zhì)上，所述介質(zhì)例如是與 其他硬件一起供應(yīng)或作為其他硬件一部分供應(yīng)的光學(xué)存儲介質(zhì)或固態(tài)介質(zhì)，但計算機(jī)程序 也可以以其他形式分布，例如經(jīng)由因特網(wǎng)或其他有線或無線的遠(yuǎn)程通信系統(tǒng)。權(quán)利要求中 的任何附圖標(biāo)記不得被解釋為對范圍的限制。
【權(quán)利要求】
1. 一種由呼叫中心使用的能夠使得在所述呼叫中心與一個或多個用戶設(shè)備之間進(jìn)行 通信的通信裝置，所述通信裝置包括： 音頻處理電路，其用于處理通過通信網(wǎng)絡(luò)從所述用戶設(shè)備接收的音頻信號，其中，所述 處理電路被配置為對所接收的音頻信號執(zhí)行聲學(xué)回波消除和/或噪聲抑制和/或去混響處 理，以消除聲學(xué)回波和/或抑制噪聲和/或抑制存在于從所述用戶設(shè)備接收的所述音頻信 號中的混響。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的通信裝置，其中，所述音頻處理電路還被配置為向通過所述 通信網(wǎng)絡(luò)從所述用戶設(shè)備接收的所述音頻信號應(yīng)用均衡化和/或增益設(shè)置。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的通信裝置，其中，所述音頻處理電路還被配置為在所述呼 叫中心中的通信設(shè)備處生成的音頻信號通過所述通信網(wǎng)絡(luò)被發(fā)送至所述用戶設(shè)備之前，對 所述生成的音頻信號進(jìn)行處理。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的通信裝置，其中，所述音頻處理電路被配置為對所述生成的 音頻信號進(jìn)行處理，以消除聲學(xué)回波和/或抑制噪聲和/或抑制存在于所述生成的音頻信 號中的混響，和/或向所述生成的音頻信號應(yīng)用均衡化和/或增益設(shè)置。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1、2、3或4所述的通信裝置，還包括數(shù)據(jù)庫，所述數(shù)據(jù)庫用于存儲有關(guān) 呼叫中心環(huán)境、一個或多個用戶設(shè)備、一個或多個呼叫中心設(shè)備以及與所述一個或多個用 戶設(shè)備相關(guān)聯(lián)的用戶的偏好、和/或所述呼叫中心中的人員的偏好的信息。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的通信裝置，其中，一旦所述用戶設(shè)備之一觸發(fā)對所述呼叫中 心的呼叫，則所述通信裝置被配置為從所述數(shù)據(jù)庫檢索與所述呼叫相關(guān)的信息，并且所述 音頻處理電路被配置為基于檢索到的信息來調(diào)節(jié)對所述音頻信號的所述處理。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的通信裝置，當(dāng)依賴于權(quán)利要求2和/或權(quán)利要求4時，其中， 所述音頻處理電路被配置為根據(jù)在所述檢索到的信息中的偏好向所述音頻信號應(yīng)用所述 均衡化和/或增益設(shè)置。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的通信裝置，當(dāng)依賴于權(quán)利要求4時，其中，所述檢索到的信息 包括適合于用戶設(shè)備的具有聽覺困難的用戶的均衡化設(shè)置。
9. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的通信裝置，其中，所述通信裝置還被配置為基于 對所述用戶設(shè)備中剩余的電力的估計來控制所述用戶設(shè)備，以停用或激活所述用戶設(shè)備中 包含的音頻處理電路的一個或多個部分，并對應(yīng)地激活或停用所述通信裝置中的所述音頻 處理電路的一個或多個部分。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的通信裝置，還包括數(shù)據(jù)庫，所述數(shù)據(jù)庫存儲有關(guān)以下內(nèi)容中 的一項或多項的信息：所述用戶設(shè)備的音頻處理能力、所述用戶設(shè)備中當(dāng)前激活的音頻處 理電路、所述用戶設(shè)備的最大電池容量、自從所述用戶設(shè)備中的電池的上一次充電的時間、 以及由所述用戶設(shè)備消耗電力的速率的模型；并且其中，所述通信裝置被配置為使用所述 數(shù)據(jù)庫中存儲的所述信息來估計所述用戶設(shè)備的所述電池中剩余的電力。
11. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的通信裝置，其中，所述音頻處理電路包括： 延遲估計器，其被配置為估計通過所述通信網(wǎng)絡(luò)將音頻信號發(fā)送至所述用戶設(shè)備與接 收在通過所述通信網(wǎng)絡(luò)從所述用戶設(shè)備接收的所述音頻信號中的該音頻信號的聲學(xué)回波 之間的延遲；以及 聲學(xué)回波消除器，其被配置為使用所估計的延遲以及發(fā)送至所述用戶設(shè)備的所述音頻 信號的副本來去除通過所述通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至所述用戶設(shè)備的所述音頻信號的所述聲學(xué)回 波。
12. -種通信系統(tǒng)，包括： 根據(jù)任意前述權(quán)利要求所述的通信裝置；以及 一個或多個用戶設(shè)備，其被配置為經(jīng)由通信網(wǎng)絡(luò)將表示用戶的語音的音頻信號發(fā)送至 所述通信裝置，其中，所述一個或多個通信設(shè)備被配置使得在所述音頻信號被發(fā)送至所述 通信裝置之前對所述音頻信號不執(zhí)行或者基本不執(zhí)行聲學(xué)回波消除或噪聲抑制處理。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的通信系統(tǒng)，其中，所述一個或多個用戶設(shè)備還被配置使得 在通過所述通信網(wǎng)絡(luò)從所述通信裝置接收的音頻信號被呈現(xiàn)給所述用戶設(shè)備的用戶之前， 對所述音頻信號不執(zhí)行或基本不執(zhí)行語音增強(qiáng)處理。
14. 一種在包括由呼叫中心使用的通信裝置以及一個或多個用戶設(shè)備的通信系統(tǒng)中使 用的方法，所述方法包括： 在所述通信裝置處接收來自所述用戶設(shè)備之一的音頻信號； 在所述通信裝置中對所接收的音頻信號進(jìn)行處理，以消除聲學(xué)回波和/或抑制噪聲和 /或抑制存在于所述音頻信號中的混響；以及 將經(jīng)處理的音頻信號呈現(xiàn)給所述呼叫中心中的用戶。
15. -種計算機(jī)程序產(chǎn)品，包括體現(xiàn)于其中的計算機(jī)可讀代碼，所述計算機(jī)可讀代碼被 配置使得一旦由適當(dāng)?shù)挠嬎銠C(jī)或處理器執(zhí)行，則所述計算機(jī)或處理器執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求14 所述的方法。
【文檔編號】H04B3/23GK104126297SQ201380009280
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2013年1月15日 優(yōu)先權(quán)日:2012年2月14日
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