用于回声消除的系统和方法_2

文档序号:9870610阅读:来源:国知局
述多个子带加以连接从而生成所述客舱输出信号,
其中所述空间滤波器构造成基于所述带频对每个所述子带进行滤波。
【附图说明】
[0027]在下文中将结合以下附图来描述示例性实施例,其中类似的附图标记代表类似的要素,并且其中:
图1示出了根据一示例性实施例的具有声学回声消除系统的车辆;
图2示出了根据一示例性实施例的声学回声消除系统;
图3是示出利用图1中所示系统来进行声学回声消除的方法的流程图;
图4示出了根据一示例性实施例的声学回声消除系统;
图5示出了根据一示例性实施例的声学回声消除系统;
图6示出了根据一示例性实施例的声学回声消除系统;
图7示出了根据一示例性实施例的声学回声消除系统;以及图8示出了根据一示例性实施例的声学回声消除系统。
【具体实施方式】
[0028]以下的详细说明在本质上只是示例性的而并非意图限制本发明的应用和使用。而且,没有意图受到在前面的技术领域、【背景技术】、
【发明内容】
或者以下【具体实施方式】中所给出任何明示或暗示理论的约束。应当理解的是,在所有附图中,相应的附图标记表示类似或相应的部件和特征。如本文中所使用的,术语模块是指任何硬件、软件、固件、电子控制元件、处理逻辑、和/或处理器装置,单独地或者以任意组合,包括但不限于:专用集成电路(ASIC)、电子电路、执行一个或多个软件或固件程序的处理器(共享处理器、专用处理器、或组处理器)和存储器、组合逻辑电路和/或提供所述功能的其它合适的部件。
[0029]参照附图,其中贯穿若干视图,类似的附图标记表示类似的部件,本文中示出了具有客舱20和声学回声消除系统100的车辆1。在示例性实施例中,车辆10为汽车。然而,声学回声消除系统100也可实施于和/或使用于其它类型车辆或者非车辆用途。例如,其它车辆包括但不限于航空器、航天器、公共汽车、火车等。如图1中所示,声学回声消除系统100包括:具有处理器模块112和存储器114的远端语音控制模块110、传声器阵列120、波束形成模块130、声学回声消除模块140和远端语音来源150。
[0030]参照图1,提供声学回声消除系统100的一个实施例。车辆10包括传声器阵列120,以拾取来自客舱20中的乘员30-33的可听指令和信息。在一个实例中,传声器阵列120被用于接收来自说话乘员30的可听指令和信息。在一个实例中,传声器阵列120接收可听指令从而使说话乘员30能够通过语音识别经由车辆通信总线与一个或多个车辆系统(如信息娱乐系统等)进行通信。
[0031 ] 车辆10使用传声器阵列120和扬声器40,使车辆乘员30-33能够与远端语音来源150(如远离车辆10的远距离移动电话)进行通信。远端语音来源150经由扬声器40被播放,以便车辆乘员30-33可以听到来自远端语音来源150的信息。然而,可听远端语音154可以被传声器阵列120拾取,随后以回声的形式被转播至远端语音来源150。因此,声学回声消除对于改进远端语音来源150与客舱20中车辆乘员30-33之间的通信是必需的。
[0032]声学回声消除系统100包括远端语音控制模块110、传声器阵列120、波束形成模块130、声学回声消除模块140、和远端语音来源150。虽然为简单起见将声学回声消除系统100的各部件描绘为经过直接连接而联系,但本领域技术人员应当理解的是可经由车辆通信总线(如CAN总线、FlexRay、A2B总线或者其它已知的通信总线)来实施声学回声消除系统100。
[0033]远端语音控制模块110传输并接收在声学回声消除系统100内部的数据,并且具有处理器模块112和存储器114。处理器模块112执行计算操作并且访问存储于存储器114中的电子数据。存储器114中可包含说话乘员30-33的预定位置、在客舱20中的预定的声学区、或者与车辆客舱20有关的其它预定的空间关系。
[0034 ] 远端语音控制模块110对来自远端语音来源15 O的远端语音信号15 2进行检测,又利用扬声器40将该远端语音信号以可听远端语音154的形式在客舱20中播放。通过接收作为输入的远端语音信号152,声学回声消除系统100能够声学地从提供给远端语音来源150的客舱输出信号142中去除远端语音信号152,因此去除回声。远端语音控制模块110进一步基于远端语音信号152的存在而在固定波束形成器输出信号132a与自适应波束形成器输出信号134a之间进行选择。
[0035]传声器阵列120包括至少两个传声器122,并且接收来自说话乘员(未示出)的可听信息并由其而生成传声器信号124。在声学回声消除系统100的一个实施例中,传声器阵列120中的传声器122被布置成在客舱中彼此靠近。本领域技术人员应当理解的是,传声器阵列120中的传声器122构成相位传感器阵列,因此应当合理地位于彼此接近的位置。在一实施例中,传声器122被布置成形成在客舱20中的区,并且在每个区中存在一个传声器122。在一实施例中,在每个区中存在至少两个传声器122。在一实施例中,将传声器122布置在客舱20中,使得对于每个乘员30-33存在一个专用的传声器122。在一实施例中,对于每个乘员30-33存在至少两个传声器122。
[0036]波束形成模块130形成指向说话乘员30的主波束138。图1的实施例的波束形成模块130包括固定波束形成器132和自适应波束形成器134。基于远端语音控制模块110对远端语音信号152的检测,波束形成模块130利用固定波束形成器132或者自适应波束形成器134形成主波束138。当使用固定波束形成器132时,主波束138的方向是固定的。当使用自适应波束形成器134时,波束方向可基于客舱中的乘员位置、干扰和声学条件而动态地变化。
[0037]自适应波束形成或者空间滤波是使用传感器阵列提供方向信号接收的技术。通过使用相位阵列,在特定角度上的信号经历相长干涉而在其它角度上的信号经历相消干涉。这样,波束形成提供一种用于构建空间滤波从而选择性地增加在一些角度上所接收信号的幅度同时减小在其它角度上所接收信号的幅度的方法。
[0038]在自适应波束形成器134的波束形成适应中隐含地确定说话乘员30的位置。说话乘员30的位置还可以是存储于存储器114中的预定位置,如上所详细描述的。
[0039]也可通过使自适应波束形成器输出信号134a的变化最小化而由波束形成器130确定说话乘员30的位置,如本领域技术人员已知的。波束形成器130可进一步利用算法(如线性约束最小方差(LCMV)算法)隐含地估计说话乘员30的位置。在一实施例中,说话乘员30的位置是预定的。在一实施例中,车辆传感器(未示出)如座椅传感器提供与乘员30-33相对于传声器阵列120的位置有关的信息。例如,座椅传感器可用于确定前座乘员31是否在客舱20中。该传感器也可提供与在座椅上驾驶员30的位置有关的信息。
[0040]自适应波束形成是通过对来自传声器阵列120的传声器信号124进行滤波和处理并且将波束形成输出合并而实现。波束形成模块130可以用于提取所需的信号并且根据它们的空间位置排斥干扰信号。这样,波束形成模块130对由传声器阵列120所接收的信号进行处理,从而提取所需信息,如说话乘员30的声音,同时排斥不需要的信号,如客舱20中的环境噪声。
[0041]在一实施例中,当远端语音控制模块110未检测到远端语音时,使用自适应波束形成器134。本领域技术人员应当理解的是,当远端语音未在客舱20内部播放时,不必对传声器信号124执行声学回声消除。在这种情况下,利用空间滤波器基于主波束对传声器信号124进行滤波从而生成自适应波束形成器输出信号134a,该输出信号被远端语音控制模块110选择为客舱输出信号142,然后将该输出信号播放至远端语音来源150。
[0042]当远端语音控制模块110检测到来自远端语音来源150的进来的信息时(该信息将又以可听远端语音154的形式在客舱20中播放),在将客舱输出信号142播放至远端语音来源150之前对传声器信号124执行声学回声消除。
[0043]通过由远端语音控制模块110检测来源于远端语音来源150的远端语音信号152的存在而执行声学回声消除。远端语音信号152以可听远端语音154的形式通过扬声器40而播放,并且随后可被传声器阵列120拾取。因此,远端语音信号152可存在于(具有延迟)传声器信号124中。必要时,声学回声消除模块140通过从固定波束形成器输出信号134a中扣减远端语音信号152而去除回声,从而生成客舱输出信号142。
[0044]因此,在图1和图2的声学回声消除系统100的实施例中,当远端语音控制模块110检测到来自远端语音来源150的进来的信息时,波束形成模块130利用固定波束形成器132形成主波束138,之后利用单个声学回声消除模块140对固定波束形成器输出信号132a执行回声消除从而生成客舱输出信号142。这样,波束形成模块130基于由远端语音控制模块110所检测的远端语音信号152的存在,而选择性地使用固定
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