专利名称：降低音响回声方法及其相关回声消除装置与语音装置的制作方法
技术领域：
本发明有关 一种降低音响回声方法及其相关回声消除装置与语音装置，
尤其指一种根据输出音量来动态调整声音输入装置的灵敏度(sensitivity) 大d、以降低音响回声的方法及其相关装置。
背景技术：
消费性电子产品例如电话的普及使得沟通越来越方便，缩短了人与人的 距离，许多通信装置(如移动电话、车用电话、蓝牙免持装置等)设有免持 听筒功能，因此使用者不需将话筒或耳机贴近耳朵即可进行通话，除可减轻 使用者听力的负担外，且可实现多人通话的目的，然而，音响回声问题一直 是电话在语音处理方面常会遇到的问题。
在公知技术中，通常采用机构、软件计算以及专用处理芯片等三种解决 方式来处理电话的音响回声，三种解决方式可以任意组合或是同时存在来增 加处理音响回声的效果，但是无论是如何组合，只要音量过大，音响回声的 问题就会立刻出现。换句话说，无论上述的三种公知解决方法如何组合，仍 然有音量大小上限的限制，然而，消费性电子产品并无法限制消费者的使用 情况，也就无法绝对保证音响回声的消除效果。
发明内容
本发明的目的的 一在于提供一种降低音响回声方法及其相关回声消除装 置与语音装置，通过检测输出音量来动态调整声音输入装置的灵敏度大小以 降低音响回声，以解决先前技术中的问题。
本发明的实施例公开了 一种降低音响回声方法。降低音响回声方法包含 检测一输出音量是否大于一阈值；以及于检测到该输出音量大于该阈值时， 将一输入灵敏度由一第一特定灵敏度设定成一第二特定灵敏度。
本发明的实施例还公开了 一种降低回声消除装置。该回声消除装置包含 一音量检测模块以及一灵敏度设定模块。该音量检测模块用来检测一输出音量是否大于一阈值。该灵敏度设定模块耦接于该音量检测模块，用来于检测到该输出音量大于该阚值时，将一输入灵敏度由 一第 一特定灵敏度设定成一第二特定灵敏度。其中，该灵敏度设定模块为一微处理控制单元，且该音量检测模块为 一模数转换器。其中，该模数转换器位于该微处理控制单元的内部或者外部。
本发明的实施例还公开了一种可消除回声的语音装置。该语音装置包含一声音输出模块、 一声音输入模块、 一音量检测模块以及一灵敏度设定模块。该声音输出模块用来输出 一输出音量。该声音输入模块具有一输入灵敏度。该量检测模块耦接于该声音输出模块，用来检测该输出音量是否大于一 阈值。该灵敏度设定模块耦接于该音量检测模块以及该声音输入模块，用来于检测到该输出音量大于该阈值时，将该声音输入模块的该输入灵敏度由 一第 一特
定灵敏度设定成一第二特定灵^:度。其中，该声音输出模块为一扬声器，且
该声音输入模块为 一麦克风。
图1为本发明可消除回声的语音装置的第一实施例的示意图。
图2为图1中回音消除装置的电路结构实施例的示意图。图3为本发明降低音响回声方法的一操作范例的流程图。图4 (包含有图4A及图4B)为图2中阈值发生器测量输入灵敏度与音响回声的关系的操作示意图。
图5为图2所示的阈值发生器决定阈值的操作流程图.。
图6为本发明可消除回声的语音装置的第二实施例的示意图。
图7为图6中回音消除装置的电路结构实施例的示意图。
图8为本发明降低音响回声方法的另一操作范例的流程图。
主要元件符号说明
100、600语音装置
110声音输入模块
120声音输出才莫块
130、630回音消除装置
140、210、640、710
150、220、650、720
灵敏度设定模块音量检测模块sIN 输入灵敏度
S。UT 输出音量
230 判断模块
232 中断信号检测单元
234 中断触发判断单元
236 灵敏度检测单元
238 计时器
ITIU 中断信号
TW1 等待时间
阈值
'RS: 第一关系
RS2 第二关系
250、 750 阈值发生器
252、 752 第一测量单元
254、 754 第二测量单元
256、 756 阈值产生单元
302 ~318、 502 - 508、 802 ~814 步骤
Ed 音响回声
SINfix6d 固定灵敏度
S0UTfixed 固定音量
730 灵敏度检测模块
具体实施例方式
请参考图1,图1为本发明可消除回声的语音装置100的第一实施例的示意图。语音装置100包含一声音输入模块110、 一声音输出模块以及一回音(echo)消除装置130。声音输入模块110具有一输入灵敏度SIN，声音输出模块120用来输出一输出音量S。UT,回音消除装置130包含一灵敏度设定模块140以及一音量检测模块150,其中音量检测模块150耦接于声音输出模块120以及灵敏度设定模块140之间，用来检测输出音量S,是否大于一阈值TH"而灵敏度设定模块140则耦接于声音输出模块120、音量检测模块150以及声音输入模块110,用来于音量检测模块150检测到输出音量S。ut大
7于阈值TH,时，将声音输入模块110的输入灵敏度S^由一第一特定灵敏度S1设定成一第二特定灵敏度S2。关于回音消除装置130的各元件及其运作方式，将于下面的实施例中进一步详细说明。
请注意，上述的语音装置100可为一蓝牙免持装置、 一车用电话或者一移动电话，但并不局限于此，亦可为其它种类的语音装置。于一实施例中，声音输出模块120可为一扬声器(speaker),但此仅作为本发明的范例说明的用，而非本发明的限制条件。此外，声音输入模块110可为一麦克风(micr叩hone),但本发明并不局限于此，亦可为其他种类的声音输入元件。请再注意，灵壽文度设定模块140可由一微处理控制单元(micro-processingcontrol unit)来实施，但并不局限于此，亦可由其他元件来加以实施。音量检测模块15 0可由 一模数转换器(ana 1 og_to-digi ta 1 conver ter )来实施,但亦不局限于此，亦可由其他元件来加以实施。于本实施例中，音量4佥测模块150 (可由一模数转换器来实施)位于灵敏度设定模块140 (可由一微处理控制单元来实施)的外部，然而本领域技术人员应该了解，此亦非本发明的限制条件。
请参考图2,图2为图1中回音消除装置130的电路结构实施例的示意图。于本实施例中，回音消除装置130包含(但不局限于) 一灵敏度设定模块210、 一音量检测模块220、 一判断模块230以及一阈值发生器250。音量检测模块220耦接于判断模块230以及阈值发生器250之间，用来检测输出音量S,是否大于阈值TH"而判断模块230耦接于音量检测模块220与灵敏度设定模块210之间，本实施例中，判断模块230包含一中断信号检测单元232、 一中断触发判断单元234、 一灵敏度检测单元236以及一计时器238，其中，中断信号检测单元232耦接于音量检测模块220以及计时器238,用来检测是否接收到一中断信号ITR:,而中断触发判断单元234耦接于中断信号检测单元232，用来于接收到中断信号ITR,时，判断中断信号ITR,由哪一事件所触发(例如由检测到输出音量S。uT大于阈值l^所触发，或者是由超过一等待时间L所触发)，计时器238耦接于灵敏度检测单元236,用来计数等待时间TW1，而灵敏度检测单元耦接于中断触发判断单元234与计时器238,用来检测输入灵敏度S^是否为第二特定灵敏度S2,以及另于检测到输入灵敏度S,为第二特定灵敏度S2时重置等待时间TW1。灵敏度设定模块210耦接于判断模块230，用来根据音量检测模块220的检测结果以及判断模块230的判断结果来设定声音输入模块110的输入灵敏度Sw (请参考图1 )。
请继续参考图2。于本实施例中，阈值发生器250包含一第一测量单元252、 一第二测量单元254以及一阈值产生单元256。第一测量单元252用来将输入灵敏度Sw固定于一固定灵敏度，并测量输出音量S。uT与一音响回声Ed的一第一关系RS"第二测量单元254用来将输出音量S隨固定于一固定音量，并测量输入灵敏度Sw与音响回声Ed的一第二关系RS2,而阈值产生单元256耦接于第一测量单元252与第二测量单元254,用来根据第一关系RSi以及第二关系RS2来产生阈值Tl请注意，上述的阈值发生器250的电路结构仅为
本发明的一实作范例，并非本发明的限制条件，本领域技术人员应可了解，在不违背本发明的精神下，关于阈值发生器250的各种设计变化皆是可行的。
请参考图3,图3为本发明降低音响回声方法的一操作范例的流程图，其包含以下的步骤(请注意，假若可得到大致相同的结果，则下列步骤并非限定要依据图3所示的顺序来执行)
步骤302:开始。
步骤304:检测是否接收到一中断信号ITR"于接收到中断信号ITId时，执行步骤306;否则，回到步骤304来持续检测。
步骤306:判断中断信号ITId是否由检测到输出音量S,大于阈值T&所触发。于判断出中断信号ITR,由检测到输出音量S。uT大于阈值TH,所触发时，执行步骤308;否则，执行步骤316。
步骤308:检测输入灵敏度S^是否为第二特定灵敏度S2。于检测到输入灵敏度S^为第二特定灵敏度S2时，执行步骤310;否则，执行步骤312。
步骤310:重置一等待时间L。
步骤312:将输入灵敏度S"殳定成第二特定灵敏度S2。步骤314:启动计时器以开始计数等待时间TW1。
步骤316:判断中断信号ITR,是否由超过等待时间L所触发。于判断出中断信号ITR,由超过等待时间Tw,所触发时，执行步骤318;否则，回到步骤304。
步骤318:将输入灵敏度Sw设定成第一特定灵敏度Sl。接下来，将配合图3所示的各步骤与图1、图2所示的各元件来说明各元件之间如何运作。于步骤304中，判断模块230的中断信号检测单元232检测是否接收到中断信号ITR。若没有收到中断信号ITRi，则中断信号检测单元232会持续检测(回到步骤304 );若是收到中断信号ITR,,中断触发判断单元234此时会判断中断信号ITR:是否由检测到输出音量S,大于阈值所触发(步骤306 ),接下来，分两种情况来进行说明。
于第一种情况下，当中断信号ITR,是由检测到输出音量S,大于阈值TH,所触发时，灵敏度检测单元236会检测输入灵敏度S^是否为第二特定灵敏度S2 (步骤308 ),当输入灵敏度S^为第二特定灵敏度S2时，灵敏度检测单元236会告知计时器238以重置等待时间TW1 (步骤310 );当输入灵敏度S^并非为第二特定灵敏度S2时，灵敏度设定模块210会将输入灵敏度SJ殳定成第二特定灵敏度S2 (步骤312 ),且灵敏度检测单元236会启动计时器238以开始计数等待时间TW1 (步骤314 )。
于第二种情况下，当中断信号ITR,并非由检测到输出音量S。uT大于阈值T&所触发时，中断触发判断单元234会接着判断中断信号ITRi是否由超过等待时间L所触发(步骤316),当中断信号ITRi是由超过等待时间K所触发时，灵敏度设定模块210便会将输入灵敏度S^设定成第一特定灵敏度Sl (步骤318);反的，当中断信号ITR,并非由超过等待时间U斤触发时，中断信号检测单元232会持续检测(回到步骤304 )。
请参考图4与图5,图4为图2中的阈值发生器250测量输入灵敏度与音响回声的关系的操作示意图，而图5为图2所示的阈值发生器250决定阈值的操作流程图。如图4中的图4A所示，阈值发生器250中的第一测量单元252会将输入灵敏度S IN固定于一固定灵敏度SINfixed,接着测量输出音量S。UT与音响回声EC,的一第一关系RS1;如图4中的图4B所示，阈值发生器250中的第二测量单元254会将输出音量S。ut固定于一固定音量SOUTfiMd,接着测量输入灵敏度S^与音响回声EC,的一第二关系RS2。图5的流程则包含以下的步骤
步骤502:开始。
步骤504:将输入灵.敏度S IN固定于一固定灵敏度，并测量输出音量SOUT与音响回声EC1的一第一关系RS1。
步骤506:将输出音量SOUT固定于一固定音量，并测量输入灵敏度SIN与音响回声EC1的一第二关系RS2。
步骤508:根据第一关系RS1以及第二关系RS2来产生阈值TH1。
关于图5所示的各步骤请配合图2所示的各元件与图4的实施例，即可了解各元件之间如何运作，而为了说明书内容筒洁起见，故图5中各步骤的
操作便不再赘述。请注意，上述的阈值发生器250的实施例与流程图仅为本
发明的一实作范例，并非本发明的限制条件。
请参考图6,图6为本发明可消除回声的语音装置600的第二实施例的 示意图。语音装置600与图1所示的语音装置100类似，两者不同的处在于 语音装置600的回音消除装置630所包含的一音量检测模块650设置于一灵 敏度设定模块640的内部，其中，灵敏度设定模块640可由一微处理控制单 元来实施，以及音量检测模块650可由一模数转换器来实施，但并不局限于 此。关于回音消除装置630的各元件及其运作方式，将于下面的实施例中进 一步详细说明。
请参考图7,图7为图6中回音消除装置630的电路结构实施例的示意 图。于本实施例中，回音消除装置630包含(但不局限于) 一灵敏度设定模 块710、 一音量检测模块720、 一灵敏度检测模块730以及一阈值发生器750, 其中，音量检测模块720、灵敏度检测模块730以及阈值发生器750皆是设 置于灵敏度设定模块710的内部。音量检测模块720耦接于灵敏度检测模块 7 30以及阈值发生器750之间，用来检测输出音量S。uT是否大于阈值Tl而 灵敏度检测模块730耦接于该音量检测模块720，用来于检测到输出音量S。UT 并不大于阈值TH:时(亦即S,^THi),检测输入灵敏度S^是否为第二特定灵 敏度S2,当输入灵敏度S^为第二特定灵敏度S2时，灵敏度设定模块710会 将输入灵敏度Sw设定成第一特定灵敏度Sl (亦即原始灵敏度)。另外，阈值 发生器750可由图2所示的阈值发生器250来实施，其相关内部元件(第一 测量单元752、第二测量单元754与阔值产生单元756 )与操作可参照前述说 明(请参考图2、图4以及图5)，故于此不再赘述。
请参考图8,图8为本发明降低音响回声方法的另一操作范例的流程图， 其包含(但不局限于)以下的步骤
步骤8G2:开始。
步骤804:取样输出音量SouT。
步骤806:检测输出音量S隨是否大于阈值TH,。于检测到输出音量S0UT 大于阈值THi时，执行步骤808;否则，执行步骤812。
步骤808:寻找适当的输入灵敏度值，例如第二特定灵敏度S2。 步骤810:将输入灵敏度S^由第一特定灵敏度S1设定成第二特定灵敏度S2。
步骤812:检测输入灵敏度S^是否为第二特定灵敏度S2。当检测到输入 灵敏度S^为第二特定灵敏度S2时，执行步骤814;否则，回到步骤804。
步骤814:将输入灵敏度S"殳定成第一特定灵敏度Sl。
接下来，将配合图8所示的各步骤与图6、图7所示的各元件来说明各 元件之间如何运作。于步骤804中，音量检测模块720每隔一段时间会去取 样输出音量S,,并去检测输出音量S,是否大于阈值TH,(步骤806 ),接下 来，分两种情况来进行说明。于第一种情况下，当输出音量S附大于阈值 时，灵敏度设定模块710会去寻找适当的输入灵敏度值(例如第二特定灵敏 度S2 )，并将输入灵敏度SIN由第一特定灵敏度Sl设定成第二特定灵敏度S2 (步骤808 ~810)。于第二种情况下，当输出音量S,并不大于阈值TH,时， 灵敏度检测模块730会去检测输入灵敏度Sw是否为第二特定灵敏度S2(步骤 812),若是输入灵敏度S^为第二特定灵敏度S2，灵敏度设定模块710会将输 入灵敏度S^设定成第一特定灵敏度S1 (步骤814);若是输入灵敏度S^并非 为第二特定灵敏度S2,则音量检测模块720每隔一段时间会继续取样输出音 量S隨(回到步骤804)。
请注意，于图3、图5以及图8中所提到的各流程的步骤仅为本发明所 举的可行的实施例，并非限制本发明的限制条件，且在不违背本发明的精神 的情况下，此方法可还可包含其他的中间步骤来进行适当的变化，而这些设 计变化均属本发明的范畴。
以上所述的实施例仅用来说明本发明的技术特征，并非用来局限本发明 的范畴。由上可知，本发明提供一种降低音响回声方法及其相关回声消除装 置、语音装置。通过检测输出音量S。uT的大小，来动态调整声音输入装置的输 入灵敏度Sw以降低音响回声，当输出音量S,超过预设的最大值(亦即阈值 THJ时，立即启动该机制并将输入灵敏度S"周整至适当强度，以防止音响回 声的发生。值得注意的是，灵敏度设定模块可由一微处理控制单元所实施， 音量检测模块可由一模数转换器所实施，且该模数转换器可设置于该微处理 控制单元的外部或者内部，两者的运作方式与不同的处请参照说明书的详细 叙述。再者，本发明所公开的回声消除机制(包含装置及方法)可配合公知 技术所采用的机构、软件计算以及专用处理芯片等三种回声消除方式一起使 用，可以进一步提升消除回声的效果。另外，调整输入灵敏度S^实质上并不
12会明显影响到声音输入装置的收音品质，消费性电子产品仍能保有全双工
(ful卜d叩lex)的语音品质，但却能大幅度降低音响回声，实为一经济实惠
的解决之道。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，几依本发明权利要求所进行的等效 变化与修改，皆应属本发明的涵盖范围。
权利要求
1. 一种降低音响回声的方法，包含有检测一输出音量是否大于一阈值；以及于检测到该输出音量大于该阈值时，将一输入灵敏度由一第一特定灵敏度设定成一第二特定灵敏度。
2. 如权利要求1所述的方法，其还包含 检测是否接收到 一 中断信号；于接收到该中断信号时，判断该中断信号是否由检测到该输出音量大于 该阈值所触发；于判断出该中断信号由检测到该输出音量大于该阈值所触发时，检测该 输入灵敏度是否为该第二特定灵敏度；以及于检测到该输入灵敏度并非该第二特定灵敏度时，将该输入灵敏度设定 成该第二特定灵敏度。
3. 如权利要求2所述的方法，其还包含于检测到该输入灵敏度为该第二特定灵敏度时，重置一等待时间；于判断出该中断信号并非由检测到该输出音量大于该阈值所触发时，判断该中断信号是否由超过该等待时间所触发；以及于判断出该中断信号由超过该等待时间所触发时，将该输入灵敏度设定成该第一特定灵敏度。
4. 如权利要求1所述的方法，其还包含于检测到该输出音量并不大于该阈值时，检测该输入灵敏度是否为该第 二特定灵敏度；以及于检测到该输入灵敏度为该第二特定灵^:度时，将该输入灵敏度设定成 该第一特定灵敏度。
5. 如权利要求1所述的方法，其还包含将该输入灵敏度固定于一 固定灵敏度，并测量该输出音量与一音响回声 的一第一关系；将该输出音量固定于一固定音量，并测量该输入灵^:度与该音响回声的 一第二关系；以及根据该第 一 关系以及该第二关系来产生该阈值。
6. —种回声消除装置，该回声消除装置包含有 一音量检测模块，用来检测一输出音量是否大于一阈值；以及 一灵敏度设定模块，耦接于该音量检测模块，用来于检测到该输出音量大于该阈值时，将一输入灵敏度由 一第一特定灵敏度设定成一第二特定灵敏度。
7. 如权利要求6所述的回声消除装置，其还包含一判断模块，耦接于该 音量检测模块与该灵敏度设定模块之间，该判断模块包含一中断信号检测单元，用来检测是否接收到一中断信号； 一中断触发判断单元，用来于接收到该中断信号时，判断该中断信号是 否由检测到该输出音量大于该阈值所触发，以及用来于判断出该中断信号并 非由检测到该输出音量大于该阈值所触发时，判断该中断信号是否由超过一 等待时间所触发；以及一灵敏度检测单元，用来于判断出该中断信号由检测到该输出音量大于 该阈值所触发时，检测该输入灵敏度是否为该第二特定灵敏度，以及用来于 检测到该输入灵敏度为该第二特定灵敏度时，重置该等待时间。
8. 如权利要求7所述的回声消除装置，其还包含一计时器，耦接于该灵 敏度检测单元，用来计数该等待时间。
9. 如权利要求7所述的回声消除装置，其中该灵敏度设定模块还用来于 判断出该中断信号由超过该等待时间所触发时，将该输入灵敏度设定成该第 一特定灵敏度。
10. 如权利要求6所述的回声消除装置，其还包含一灵敏度检测模块，耦 接于该音量检测模块与该灵敏度设定模块之间，用来于检测到该输出音量并 不大于该阈值时，检测该输入灵敏度是否为该第二特定灵敏度；以及该灵敏 度设定模块还用来于检测到该输入灵敏度为该第二特定灵敏度时，将该输入 灵敏度设定成该第一特定灵敏度。
11. 如权利要求6所述的回声消除装置，其还包含一阈值发生器，耦接于该音量4全测模块，该阈值发生器包含一第一测量单元，用来将该输入灵敏度固定于一固定灵敏度，并测量该 输出音量与一音响回声的一第一关系；一第二测量单元，用来将该输出音量固定于一固定音量，并测量该输入 灵敏度与该音响回声的一第二关系；以及一阈值产生单元，耦接于该第一测量单元与该第二测量单元，用来根据 该第 一 关系以及该第二关系来产生该阈值。
12.如权利要求6所述的回声消除装置，其中 该灵敏度设定模块为一微处理控制单元；以及该音量检测模块为 一模数转换器。
全文摘要
降低音响回声的方法，包含检测输出音量是否大于阈值；以及于检测到输出音量大于阈值时，将输入灵敏度由第一特定灵敏度设定成第二特定灵敏度。该方法还包含检测是否接收到中断信号；于接收到中断信号时，判断中断信号是否由检测到输出音量大于阈值所触发；于判断出中断信号由检测到输出音量大于阈值所触发时，检测输入灵敏度是否为第二特定灵敏度；以及于检测到输入灵敏度并非第二特定灵敏度时，将输入灵敏度设定成第二特定灵敏度。
文档编号H04R3/00GK101521015SQ20081007417
公开日2009年9月2日 申请日期2008年2月27日 优先权日2008年2月27日
发明者唐德铭, 王锡恩 申请人:旭丽电子(广州)有限公司;光宝科技股份有限公司