识到，该噪声消除信号可以以数字形式被输出，例如以供应用到数字扬声器或类似物。
[0071]在本发明的一个实施方案中，IIR滤波器80具有如下的滤波器特性:优选地使处于相对低的频率的信号通过。例如，尽管该噪声消除系统可能试图在整个音频频带上尽可能地消除环境噪声，但扩音器20、22和扬声器28的特定布置，以及耳机10的尺寸和形状可能意味着，对于IIR滤波器80优选的是，具有提升(boost)处于250 - 750Hz的范围内的频率的信号的滤波器特性。然而，在另外的实施方案中，IIR滤波器80可以在250Hz以下也具有显著提升。该提升对于补偿安装在小外壳中的小扬声器一一其通常具有不良的低频响应可能是需要的。
[0072]然而，这意味着，当存在在此频率范围内具有大分量的环境噪声信号时，存在这样的危险:滤波器80生成的噪声信号可能会大于扬声器28能够充裕一一无失真地等等一一处理的噪声信号，即扬声器28可能会被过度驱动。万一出现此情况，扬声器盆(cone)可能会超出其偏离极限(excurs1n limit)，从而导致扬声器的物理损坏。
[0073]因此，为了防止这一点，自适应高通滤波器82的频率特性基于输入信号的振幅而被适配。事实上，在该优选实施方案中，自适应高通滤波器82的频率特性是基于来自仿真滤波器56的输出信号而被适配的。而且，在该优选实施方案中，自适应高通滤波器82的频率特性是基于来自第二输入端49的期望信号与来自仿真滤波器56的输出信号之和而被适配的。这意味着，自适应高通滤波器82的频率特性是基于实际上会被施加到扬声器28的信号的代表物而被适配的。
[0074]更具体地，在本发明的该所示的实施方案中，自适应高通滤波器82是一阶高通滤波器，其截止频率或拐角频率可以基于从微处理器54施加的控制信号而被调整。滤波器82在拐角频率以上的频率具有大体恒定的增益，该增益可以是单位值(unity)或者可以是某个另外的值，只要在该滤波器路径的别处存在适宜的补偿，并且该滤波器82在该拐角频率以下具有减小的增益。
[0075]在一个实施方案中，该拐角频率可以是在1Hz - 1.4kHz的范围内可调整的。
[0076]图3是一流程图，其图解了在控制模块60中执行的过程。
[0077]在步骤90中，通过为控制值K设置初始值来将该过程初始化，该控制值K被用来控制高通滤波器82的拐角频率。
[0078]在步骤92中，给控制模块60的输入值——即仿真滤波器模块56与期望源输入49之和H的绝对值——与阈值T相比较。如果该和H超过了阈值T，则该过程转到步骤94，在步骤94中，攻击系数(attack coefficient) Ka被加至当前控制值K。在将这些值加在一起之后，在步骤96中测试新的控制值是否超过上限值，如果是，则改为施加该上限值。如果该新的控制值未超过该上限值，则使用该新的控制值。
[0079]如果在步骤92中，该和H的绝对值低于阈值T，则该过程转到步骤98，在步骤98中，衰减系数Kd被加至当前控制值K。应注意，衰减系数K。是负数，因此将它加至当前控制值K减小了该控制值。在将这些值加在一起之后，在步骤100中测试新的控制值是否下降到下限值以下，如果是，则改为施加该下限值。如果该新的控制值未下降到该下限值以下，则使用该新的控制值。
[0080]当已确定了新的控制值，该过程回到步骤92，在步骤92中，仿真滤波器模块56与期望源输入49之新和H被与阈值T相比较。
[0081]在一个实施方案中，攻击系数&在量值上大于衰减系数KD，以使得如果出现瞬时低频信号，则可以迅速提高截止频率，从而导致输出振幅快速减小，以防止扬声器超过其偏离极限。进一步，相对较小的衰减系数使截止频率的任何纹波最小化，以使得截止频率有效地跟踪输入信号的包络而非绝对值。
[0082]进一步，对本领域普通技术人员明显的是，为了适当地改变截止频率以防止扬声器过载，在控制模块60中执行的控制算法的其它实现是可能的。例如，攻击系数Ka和衰减系数Kd可以以非线性(例如，指数)方式改变。
[0083]如上文所述，该控制过程是以比输入数字信号的采样率更低的采样率执行的。为了确保这不是误差的根源，该控制值被传送通过频率弯折函数62。
[0084]进一步，该控制值被传送通过平滑滤波器64，平滑滤波器64被提供以抹平该信号中的任何不期望的纹波。在该实施方案中，该滤波器确定该控制值是在增加还是在减小。如果该控制值在增加，则滤波器64的输出直接跟踪输入，不带任何时滞。然而，如果该控制值在减小，则滤波器64的输出朝输入指数地衰减，以抹平输出信号中的任何不期望的纹波。
[0085]平滑滤波器64的输出被传递到采样保持电路66，该输出从这里被引出(latchout)到自适应滤波器82。然后，由施加到滤波器82的经滤波的控制值来确定该滤波器的拐角频率。例如，当该控制值采取下限值时，该拐角频率可以采取其最小值一一在该所示的实施方案中为10Hz，而当该控制值米取上限值时，该拐角频率可以米取其最大值在该所示的实施方案中为1.4kHzο
[0086]对本领域普通技术人员明显的是，本发明同样适用于所谓的反馈噪声消除系统。
[0087]反馈方法基于的是，放置在扬声器正前方的扩音器在形成于耳朵和耳机壳内部之间或者耳朵和移动电话之间的腔内的使用。得自扩音器的信号经由负反馈环路(反相放大器)被耦合回到扬声器，以使得它形成一伺服系统，在该伺服系统中扬声器总是试图在扩音器处产生零声压水平(null sound pressure level) 0
[0088]图4示出了根据本发明的信号处理电路的实施例被实现在反馈系统中。
[0089]该反馈系统包括基本位于扬声器128前方的扩音器120。扩音器120检测扬声器128的输出，检测到的信号经由放大器141和模数转换器142而被馈回。期望音频信号经由输入端140被馈至该处理电路。在减法元件(subtracting element) 188中从该期望音频信号中减去该被馈回的信号，以使得减法元件188的输出基本代表环境噪声，即，期望音频信号已被基本消除。
[0090]此后，该处理电路基本类似于参照图2描述的前馈系统中的处理电路24。减法元件188的输出被馈至自适应数字滤波器144，经滤波的信号被施加到可适配增益装置146。
[0091]所得到的信号被施加到加法器148，在这里该信号与从输入端140接收的期望音频信号相加。
[0092]因而，滤波器144以及由增益装置146施加的滤波和水平调整旨在生成允许检测到的环境噪声被消除的噪声消除信号。
[0093]加法器148的输出被施加到数模转换器150，以使得它可以被传送到扬声器128。
[0094]如上文所述，该噪声消除信号是由自适应数字滤波器144和可适配增益装置146从输入信号产生的。这些由一控制信号控制，该控制信号是通过将从模数转换器142输出的数字信号施加到降低数字采样率的抽选器152、然后施加到微处理器154而生成的。
[0095]微处理器154包含模块156，模块156对滤波器144和增益装置146进行仿真并产生仿真滤波器输出，该仿真滤波器输出被施加到加法器158，在这里该仿真滤波器输出与经由抽选器190来自输入端140的期望音频信号相加。
[0096]所得到的信号被施加到控制模块160，控制模块160生成用于调整滤波器144和增益装置146的性能的控制信号。通过频率弯折模块162、平滑滤波器164和采样保持电路166，用于滤波器144的控制信号被施加到滤波器144。相同的控制信号也被施加到模块156，以使得滤波器144的仿真与滤波器144自身的适配匹配。
[0097]在一个替代实施方案中，采样保持电路166由内插滤波器代替。
[0098]控制模块160还生成用于自适应增益装置146的控制信号。在该所示的实施方案中，该增益控制信号被直接输出到增益装置146。
[0099]进一步，微处理器154可以包括位于滤波器仿真器156和加法器158之间的自适应增益仿真器(图3中未示出)。在此情况下，控制模块160也将该增益控制信号输出到该自适应增益仿真器。
[0100]类似于前馈情形，固定滤波器180可以是IIR滤波器，自适应滤波器182可以是高通滤波器。
[0101]根据本发明的另一方面，信号处理器24包括这样的装置，其用于测量环境噪声水平以及用于基于环境噪声水平来控制噪声消除信号向源信号的添加。例如，在环境噪声低或可忽略的环境中，该噪声消除可能不会改善使用者听到的声音质量。也就是说，噪声消除甚至可能会将赝象(artefacts)添加至声流(sound stream)以纠正不存在的环境噪声。进一步，该噪声消除系统在这样的时期内的活动浪费了功率。因此，当噪声信号低时，可以减小甚至完全关断(turn off)噪声消除信号。这节省了功率，并防止了噪声信号将不期望的噪声添加至语音信号。
[0102]然而，当该噪声消除系统存在于例如移动电话或头戴式送受话器(headset)中时，环境噪声会被孤立于使用者自已的语音而检测。也就是说，使用者可能正在别无他物的房间中对着移动电话或头戴式送受话器说话，但该噪声消除系统因使用者的语音而仍然不会检测到噪声是低的。
[0103]图5更详细地示出了信号处理电路24的又一实施方案。输入端40被连接以接收--例如直接从扩音器20、22接收--代表环境噪声的噪声信号。该噪声信号被输入到模数转换器(ADC)42，并被转换成数字噪声信号。该数字噪声信号被输入到噪声消除模块44，噪声消除模块44输出噪声消除信号。噪声消除模块44可以例如包括用于从检测到的环境噪声信号生成噪声消除信号的滤波器，即，噪声消除模块44基本生成检测到的环境噪声的反转信号。该滤波器可以是自适应的或非自适应的，如对本领域普通技术人员明显的。
[0104]该噪声消除信号被输出到可变增益模块46。可变增益模块46的控制将在稍后进行说明。按常规，增益模块可以向噪声消除信号施加增益，以生成更准确地消除检测到的环境噪声的噪声消除信号。因而，噪声消除模块44 一般会包括被设计为以此方式运作的增益模块(未示出)。然而，根据本发明的一个实施方案，所施加的增益根据检测到的环境噪声的振