音频处理装置及音频处理方法

专利名称：音频处理装置及音频处理方法
技术领域：
本发明有关于一种音频处理装置，且特别有关于一种在通信系统中具有麦克风 阵列的音频处理装置以及音频处理方法。
背景技术：
在通信系统中，麦克风或麦克风阵列撷取三种成分，包含源信号、干扰以及 回音(echo)。源信号为期望信号，例如需要被传送至远处的声音信号。回音与干扰被 视作发生在通信系统中的不良成分。回音的产生可能是由于混合网络的失配(例如在网 络回音状况下)，或是由于回响环境导致的反射(例如声学回音)。回音可显示自语音信 号中的始发者，其中始发者可在一段时间的延迟之后听到他/她的语音。任何种类的回 音，都会由于延迟量的增大而增加不利的影响。同时，干扰(例如环境噪声)也可扰乱通信系统的各种子系统(例如编译码器) 的固有操作。不同类型的环境噪声的特性可能差别很大，且实际减少噪声的机制必须能 够处理不同特性的噪声。为合理消除麦克风阵列撷取的干扰与回音，后端(backend)麦克风阵列信号处理 模块十分重要。举例来说，在信号处理模块中通常采用适应性波束成型滤波器(Adaptive Beamforming Filter,以下简称为ABF)通过抑制干扰信号来将源信号束波成型。适应性回 音消除滤波器(Adaptive Echo Cancellation filter,以下简称为AEC)也被采用以消除不利的 回音。此外，更可在信号处理模块之前采用自动增益控制(Automatic Gain Control，以下 简称为AGC)单元以将输入信号电平调整至适当电平。然而，由于麦克风阵列中的AGC 单元的增益各不相同，导致麦克风阵列信号处理性能降低。因此，亟需一种在通信系统 中具有麦克风阵列的新的音频处理装置以及音频处理方法。

发明内容
有鉴于此，特提供以下技术方案本发明的实施方式提供一种音频处理装置，包含麦克风阵列，包含多个麦克 风单元；多个放大器模块，每一个放大器模块接收并放大来自一个麦克风单元的输入信 号以产生多个已放大信号；以及补偿模块，接收对应于所述多个放大器模块的多个已调 整增益，获得所述多个已调整增益之间的增益差值，并依所述增益差值调整一个已放大 信号以获得已补偿信号。本发明实施例另提供一种音频处理装置，包含第一麦克风单元；第一可编 程增益放大器，接收第一输入信号并放大第一输入信号以产生第一已放大信号，第一输 入信号是撷取自第一麦克风单元；第一自动增益控制单元，耦接于第一可编程增益放大 器，且当第一已放大信号的振幅被限幅时，第一自动增益控制单元调整第一可编程增益 放大器的第一增益；第二麦克风单元；第二可编程增益放大器，接收第二输入信号并放 大第二输入信号以产生第二已放大信号，第二输入信号是撷取自第二麦克风单元；第二自动增益控制单元，耦接于第二可编程增益放大器，且当第二已放大信号的振幅被限幅 时，第二自动增益控制单元调整第二可编程增益放大器的第二增益；以及补偿模块，耦 接于第一自动增益控制单元与第二自动增益控制单元，自第一自动增益控制单元接收第 一已调整增益，自第二自动增益控制单元接收第二已调整增益，获得第一已调整增益与 第二已调整增益之间的增益差值，并依增益差值抑制第一输入信号、第二输入信号或多 个已放大信号中的一个，以获得第一已补偿信号或第二已补偿信号。

本发明实施例又提供一种音频处理方法，包含获得第一已调整增益与第二已 调整增益之间的增益差值，第一已调整增益是通过第一自动增益控制单元产生，第二已 调整增益是通过第二自动增益控制单元产生，其中第一自动增益控制单元是用以调整第 一可编程增益放大器的第一输入信号的增益，且第二自动增益控制单元是用以调整第二 可编程增益放大器的第二输入信号的增益，第一输入信号是撷取自第一麦克风，第二输 入信号是撷取自第二麦克风；当第一已调整增益大于第二已调整增益时，依增益差值抑 制最初由第一麦克风产生的第一信号；当第一已调整增益大于第二已调整增益时，依增 益差值抑制最初由第二麦克风产生的第二信号。以上所述的音频处理装置以及音频处理方法能够通过增益差值获得补偿信号， 从而提升音频处理性能。


图1是依本发明一个实施例的音频处理装置的示意图。图2是依本发明另一个实施例的音频处理装置的示意图。图3是依本发明实施例的ABF的示意图。图4是依本发明实施例的ABF输出信号的极性图的示意图。图5是依本发明实施例的盲源信号分离模型的示意图。图6是依本发明另一个实施例的音频处理装置的示意图。图7是依本发明另一个实施例的音频处理装置的示意图。图8是依本发明实施例的音频处理方法的流程图。图9是依本发明实施例的判决器的范例的示意图。
具体实施例方式在说明书及权利要求书当中使用了某些词汇来指称特定的元件。所属技术领域 的技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同的名词来称呼同一个元件。本说明书及 权利要求书并不以名称的差异作为区分元件的方式，而是以元件在功能上的差异作为区 分的准则。在通篇说明书及权利要求项中所提及的「包含」为一开放式的用语，故应解 释成「包含但不限定于」。此外，「耦接」一词在此包含任何直接及间接的电气连接手 段。因此，若文中描述第一装置耦接于第二装置，则代表第一装置可直接电气连接于第 二装置，或透过其它装置或连接手段间接地电气连接至第二装置。图1是依本发明实施例的音频处理装置的示意图。所述音频处理装置位于 通信系统中。依本发明实施例，通信系统可为具有麦克风模块10的移动电话或蓝牙 (Bluetooth)手机，麦克风模块10可位于音频处理装置100的内部(或外部)以撷取音频信号。麦克风模块10可为硬件模块并包含线性阵列传感器(lineararray of sensor)，例如 麦克风阵列101，以撷取音频信号。麦克风阵列101可包含多个麦克风单元(例如，麦克 风单元111与112)以自不同方向撷取音频信号。麦克风模块10可进一步包含多个放大 器模块102A与102B以增强输入音频信号。放大器模块102A与102B自麦克风阵列101 接收输入信号并分别在各自的音频处理路径中放大输入信号。依本发明实施例，放大器模块102A与102B可包含多个可编程增益放大器 (Programmable Gain Amplifier，以下简称为PGA)(例如，PGA 121与122)以及其对应的 AGC单元(例如，图中标示为AGC的AGC单元123与124)。PGA121与122为电子放 大器，例如运算放大器，对应的AGC单元123与124可分别输出外部信号(模拟信号或 数字信号)以控制上述放大器的增益。AGC单元123与124为本领域技术人员公知的控 制电路。通常来说，PGA 121与122的放大可被保持于预定电平且AGC单元123与124 不运作。在侦测限幅(clipping)之后，已侦测的AGC单元123与124以分贝(以下简称 为dB)定义特定电平来调整PGA 121与122的对应增益。具体地，PGA 121与122自 麦克风单元111与112分别接收输入信号Sml与Sm2并放大上述输入信号以产生已放大信 号Sampl与Samp2。已放大信号Sampl与Samp2更可被AGC单元123与124侦测。若侦测到 限幅，AGC单元123与124适应性地调整PGA 121与122的增益以产生已调整增益(例 如，图1所示的Gaml与Gam2)。依本发明上述实施例，当侦测到对应的已放大信号Sampl 或Samp2的振幅被限 幅时，AGC单元123或124可被启动并将PGA 121与122的增益调整 至特定电平Gainl或仏 2。请注意，限幅意味着已放大信号Sampl及/或Samp2的信号电平 (即，振幅)超过由AGC单元123与124定义的适当信号电平。依本发明上述实施例，音频处理装置100可进一步包含模数转换模块20与信号 处理模块30。模数转换模块20可包含多个模数转换器(Analog to DigitalConverter,以下 简称为ADC)(例如，ADC 40与50)。ADC 40与50可将已放大信号Sampl与Samp2转换 至数字域以作进一步信号处理。信号处理模块30可包含补偿模块103、麦克风阵列信号 处理模块104以及反向补偿模块105。请注意，模数转换模块20也可位于信号处理模块 30的内部，其并非本发明的限制。举例来说，模数转换模块20可位于补偿模块103与 麦克风阵列信号处理模块104之间。因此，补偿模块103也可在模拟域中补偿已放大信 号，其并非本发明的限制。由于已放大信号可以数字格式或模拟格式得到补偿，在其它 图式中，为简洁起见，不另赘述ADC的详情。依本发明上述实施例，补偿模块103可接收输入信号或已放大信号(数字格式或 模拟格式)，并依增益差值调整(或补偿)输入信号或已放大信号的增益以获得多个已补 偿信号(举例来说，已补偿信号民-与民·》，上述增益差值是先前通过AGC单元123与 124调整的增益的差值。麦克风阵列信号处理模块104可处理已补偿信号以获得目标信 号St。通常来说，自有噪声的信道撷取的音频信号可包含源信号与干扰中的至少一个， 其中，源信号为期望信号(例如人的声音)，而干扰是指所有的环境或背景噪声。依本发 明实施例，麦克风阵列信号处理模块104可消除干扰成分并输出近似于期望源信号成分 的目标信号。举例来说，麦克风阵列信号处理模块104可包含ABF与AEC以滤除不利 的干扰与回音。最后，反向补偿模块105可依增益差值反向地调整该目标信号St的增益 以产生输出信号S。。
图2是依本发明另一个实施例的音频处理装置的示意图。依本发明上述实施 例，补偿模块103可包含多个补偿单元(例如，补偿单元311与312)及控制单元313。补 偿单元311与312都自对应的PGA接续地接收已放大信号(数字格式或模拟格式)。在 实施例中，为响应先前通过AGC单元123与124调整的增益的差值，通过控制信号(例 如，控制信号Srtril与Srtri2) —次或在特定时间内调整一个补偿单元的增益。补偿单元311 与312可通过PGA或类似放大器实现。控制单元313可侦测通过AGC单元123与124 调整的增益的差值，并依增益差值产生控制信号Srtril与S。tri2。请注意，调整已放大信号 的增益的原因在于，在不同音频处理路径中的AGC单元的独立启动可降低麦克风阵列信 号处理的整体性能。下文中将进一步阐述性能降低的范例。依本发明 实施例，可利用ABF实现麦克风阵列信号处理模块104。图3是依 本发明实施例的ABF 300的示意图。依本发明上述实施例，ABF 300可为位于麦克风 阵列信号处理模块104中的一个麦克风阵列信号处理装置。ABF 300可包含波束成型器 301、阻塞矩阵(blocking matrix) 3O2、语音活动侦测器(VoiceActivity Detector，以下简称 为VAD)303以及适应性滤波器304。波束成型301可自不同的音频处理路径接收输入信号 X1与X2并处理输入信号以产生已处理信号SBF。依本发明实施例，波束成型器301可为 具有振幅延迟补偿单元201与加法器202的延迟相加(delay-and-sum)波束成型器。振幅 延迟补偿单元201补偿通过不同麦克风单元撷取的输入信号的振幅差值与时间延迟，以 同步输入信号的期望源信号成分。补偿量可依麦克风阵列的属性通过预先校准来获得。 加法器202相干地加总输入信号的期望源信号成分并非相干地加总干扰成分。因此，理 论上可增强期望源信号的强度。阻塞矩阵302可接收已同步信号X’工与乂’ 2并自输入 信号中消除期望源信号成分以产生另一个已处理信号SBM。依本发明上述实施例，阻塞矩 阵302可通过减法操作消除期望源信号。假设输入信号Xl与X2表示如下X1 (n) = S1 (η) ^h11 (η) +S2 (η) *h21 (η)，X2 (η) = S1 (η) ^h12 (η) +S2 (η) ^h22 (η)，其中S1 (η)代表期望源信号而S2Cn)代表干扰信号，以及hy(n)代表信号、(11)对 第j个麦克风单元的信道脉冲响应，丨=1或2以及〗=1或2。因此，自阻塞矩阵302 输出的已处理信号Sbm可依下式得到Sbm (n) = X' ^n)-X' 2(η)基于振幅延迟补偿单元201中的适当补偿，脉冲响应hn(n)理论上等于h12(n)。 因此，已处理信号Sbm可依下式得到Sbm (η) — S2 (η) * (h21 (η) ~h22 (η))通过适应性地对已处理信号Sbm滤波，适应性滤波器304产生近似于干扰的已滤 波信号Sf。通过自已处理信号Sbf中减去已滤波信号Sf，可得到近似于期望源信号的目标 信号St。此外，可进一步引入VAD 303以侦测期望源信号的存在，以及控制适应性滤波 器304的适应步长(adaptation step)以提升适应性能。然而，在不同音频处理路径中独立启动的AGC单元可能无意地损坏输入信号 Sml与Sm2 (如图1或图2所示)之间的预定振幅差值关系，这一关系为振幅延迟补偿单元 201所参考的重要补偿系数。一旦预定关系被损坏，波束成型器301也许不能相干地将期望源 信号相加，且阻塞矩阵302也许不能消除期望源信号。对于VAD 303来说情况更 糟，其可能错误地侦测期望源信号的存在。图4是依本发明实施例的ABF输出信号的极 性图(polar pattern)的示意图。如图4所示，AGC效应严重降低输出信号的波束成型性 能，其导致期望源信号的错误消除。依本发明另一个实施例，可利用盲源信号分离模型(blind source separationmodel)来实现麦克风阵列信号处理模块104。图5是依本发明实施例的盲源信 号分离模型的示意图。依本发明上述实施例，利用盲源信号分离也可实现麦克风阵列信 号处理模块104(如图1或图2所示)，以自已混合输入信号集中分离期望源信号。通过 最小化输出信号yl与y2间的相关，盲源信号分离机制可将信号集分离成其它信号集。 为决定对应于第j个麦克风单元与信号S1Cn)的最佳滤波系数\^(11)，需进行多次迭代。 然而，当AGC单元被独立启动时，由于剧烈的增益波动，所述算法的输出很难收敛。因 此，为减轻AGC效应并保持良好的信号质量，亟需一种如上所述的适当补偿机制。请再次参考图2，依本发明上述实施例，补偿模块103可侦测通过AGC单元123 与124调整的增益的差值并依增益差值抑制已放大信号Sampl或Samp2,或抑制输入信号Sml 或Sm2。举例来说，当AGC单元123产生的已调整增益Gainl(例如，6dB)大于AGC单元 124产生的已调整增益Gam2(例如，OdB)时，补偿模块103可以某一电平(例如，_6dB)补 偿已放大信号Sampl以保持输入信号Sml与Sm2的预设关系。在另一个范例中，当AGC单 元124产生的已调整增益Gam2(例如，6dB)大于AGC单元123产生的已调整增益Gaml (例 如，OdB)时，补偿模块103可以某一电平(例如，_6dB)补偿已放大信号Samp2以保持输 入信号Sml与Sm2的预设关系。图6是依本发明另一个实施例的音频处理装置的示意图。依本发明上述实施 例，补偿模块603可包含补偿单元611与612及控制单元613。补偿单元611依控制信号 Sctrll接收并补偿已放大信号Sampl或输入信号Sml (数字格式或模拟格式)。补偿单元612 依控制信号Srtri2接收并补偿已放大信号Samp2或输入信号Sm2 (数字格式或模拟格式)。补 偿单元611与612可通过PGA或类似放大器实现。控制单元613可侦测通过AGC单元 123与124调整的增益Gaml与Gam2之间的差值，依增益差值产生控制信号Setril或Setri2并 将控制信号Srtril或Srtri2发送至补偿单元611或612。依本发明上述实施例，控制单元613可通过减法单元631自Gam2的数值减去Gaml 的数值以获得增益差值(Gam2-Gaml)。判决器632决定已获得的增益差值是否为正值。当 已获得的增益差值为非正值时，控制单元613将增益差值传递至补偿单元611，以依增益 差值抑制已放大信号Sampl或输入信号Sml。另一方面，当已获得的增益差值为正值时， 已获得的增益差值通过乘法器633乘以(-1)进行反转并被传递至补偿单元612，以依增益 差值抑制已放大信号Samp2或输入信号Sm2。举例来说，当已获得的增益差值为_6dB时， 补偿单元611可用6dB抑制已放大信号Sampl或输入信号Sml。另一方面，当已获得的增 益差值为+6dB时，补偿单元612可用6dB抑制已放大信号Samp2或输入信号Sm2。依本发明上述实施例，当一个麦克风单元作为主麦克风以自期望方向撷取源信 号时，当对应于主麦克风的已放大信号已被补偿模块抑制时，可依AGC调整的增益差值 反向地调整目标信号的增益。如图6所示，当麦克风单元111作为音频处理装置的主麦克 风时，控制信号Srtril更可被送至反向补偿模块605。当对应于主麦克风的已放大信号Sampl已被补偿模块603抑制时，可进一步依增益差值放大目标信号St的增益。举例来说，控 制信号Setril可通过乘法器651乘以(-1)进行反转并被传递至补偿单元652，以依先前已 补偿的增益差值放大目标信号St以获得输出信号S。。

如本领域技术人员所知，上述补偿模块与反向补偿模块也可利用相似但不同的 逻辑电路或固件/软件模块或其组合来实现，以执行大致相同的功能并达到大致相同的 结果，上述逻辑电路或固件/软件模块是由微控制器单元(Microcontroller Unit，以下简称 为MCU)或数字信号处理器(Digital SignalProcessor,以下简称为DSP)执行。虽然本发 明是以特定实施例来说明，但其并非本发明的限制。图7是依本发明另一个实施例的音频处理装置的示意图。依本发明上述实施 例，补偿模块703可包含控制单元713。控制单元713侦测通过AGC单元123与124调 整的增益Gaml与Gam2之间的差值，并依增益差值产生控制信号Srtril或Srtri2并将控制信号 Sdril或Srtri2发送至AGC单元123与124。在本发明上述实施例中，增益补偿可通过AGC 单元123与124执行。举例来说，AGC单元123与124可自控制单元713分别接收控制 信号Srtril与Srtri2，并依控制信号Srtril与Srtri2调整PGA 121与122的增益。控制单元713 可通过减法单元731自Gam2的数值减去Gainl的数值以获得增益差值(Gam2-Gainl)。判决器 732决定已获得的增益差值是否为正值。当已获得的增益差值为非正值时，控制单元713 将增益差值传递至AGC单元123以依增益差值相应地抑制已放大信号Sampl。另一方面， 当已获得的增益差值为正值时，已获得的增益差值经由乘法器733乘以(-1)进行反转并 被传递至AGC单元124以依增益差值相应地抑制已放大信号Samp2。应可理解，AGC单 元123或124并不仅参考已放大信号Sampl或Samp2的限幅程度来调整PGA 121或122的增 益，其也参考来自控制单元713的控制信号Srtril或S。tri2。举例来说，当已获得的增益差值 为-6dB时，AGC单元123可用6dB进一步抑制已放大信号Sampl。另一方面，当已获得 的增益差值为+6dB时，AGC单元124可用6dB进一步抑制已放大信号Samp2。请注意， 在上述实施例中，利用控制单元713控制的补偿，多个PGA可产生多个已放大信号。如上文所述，当一个麦克风单元作为主麦克风以自期望方向撷取源信号时，当 对应于主麦克风的已放大信号已被补偿模块抑制时，可依AGC调整的增益差值反向地调 整目标信号的增益。如图7所示，当麦克风单元111作为音频处理装置的主麦克风时， 控制信号Setril更可被送至反向补偿模块705。当对应于主麦克风的已放大信号Sampl已被 补偿模块703抑制时，可进一步依增益差值放大目标信号St的增益。举例来说，控制信 号Setril可经由乘法器751乘以(-1)进行反转并被传递至补偿单元752以依早先已补偿的 增益差值放大目标信号St以获得输出信号S。。如本领域技术人员所知，上述补偿模块与反向补偿模块可通过相似但不同的逻 辑电路或固件/软件模块或其组合来实现，以执行大致相同的功能并达到大致相同的结 果，上述逻辑电路或固件/软件模块是由MCU或DSP执行。虽然本发明是以特定实施 例来说明，但其并非本发明的限制。图8是依本发明实施例的音频处理方法800的流程图。当执行程序代码或指令 时，控制单元313 (如图3所示)、613 (如图6所示)或713 (如图7所示)执行音频处理 方法800。麦克风阵列可包含一个主麦克风与一个辅麦克风(例如图2、图6或图7的麦 克风单元111与112)以自不同方向撷取音频信号，其中主麦克风位于移动电话的前面板(front panel)的下侧(lower side)以撷取清晰的人声语音信号，而辅麦克风位于移动电话 的后面板(back panel)的上侧(upperside)以撷取环境噪声。两个AGC单元(例如图2、
图6或图7的AGC单元123与124)是用于调整对应于主麦克风与辅麦克风的PGA的增 益，且当PGA放大的信号出现限幅时，每一个AGC单元调整对应PGA的增益。在接收 由对应于麦克风阵列的AGC单元调整的增益之后，获得两者之间的增益差值(Diffeam = |Gainl-Gain2|)(步骤S801)。决定对应于主麦克风的AGC单元的已调整增益是否大于对 应于辅麦克风的AGC单元的已调整增益(步骤S802)。若是，依增益差值Diffeam抑制原 本由主麦克风产生的信号(步骤S803)。在实施例中，可通过随后耦接于对应PGA的补 偿单元(例如图2的311或图6的611)来抑制信号。在另一个实施例中，可通过对应于 主麦克风的AGC单元(例如图7的123)来抑制信号。否则，依增益差值Diffeain抑制原 本由辅麦克风产生的信号(步骤S804)。应可理解，若增益差值为0，也可不调整通过对 应于主麦克风的PGA放大的信号。在实施例中，可通过随后耦接于对应PGA的补偿单 元(例如图2的312或图6的612)来抑制信号。在另一个实施例中，可通过对应于辅麦 克风的AGC单元(例如图7的124)来抑制信号。

图9是依本发明实施例的判决器632或732的范例的示意图。比较器911将自 减法器631或731接收的增益差值(Gam2-Gaml)与阈值(图中标示为TH) 0比较以产生控制 信号Srtri来控制复用器(以下简称为MUX) 913。当增益差值大于0时，控制信号S-控 制MUX 913将增益差值传递至乘法器633或733，否则，传递至补偿单元611或乘法器 751。以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明权利要求所做的均等变化与修 饰，都应属本发明的涵盖范围。
权利要求
1.一种音频处理装置，包含 麦克风阵列，包含多个麦克风单元；多个放大器模块，每一个放大器模块接收并放大来自一个麦克风单元的输入信号以 产生多个已放大信号；以及补偿模块，接收对应于该多个放大器模块的多个已调整增益，获得该多个已调整增 益之间的增益差值，并依该增益差值调整一个已放大信号以获得已补偿信号。
2.如权利要求1所述的音频处理装置，其特征在于，该补偿模块依该增益差值抑制对 应于该多个麦克风单元中的一个的已放大信号。
3.如权利要求1所述的音频处理装置，其特征在于，该多个放大器模块包含多个可编程增益放大器，每一个可编程增益放大器自对应的一个麦克风单元接收该 输入信号，并放大该输入信号；以及多个自动增益控制单元，每一个自动增益控制单元耦接于对应的一个可编程增益放 大器，且当该对应的已放大信号的振幅被限幅时，每一个自动增益控制单元调整对应的 一个可编程增益放大器的增益以获得该已调整增益。
4.如权利要求3所述的音频处理装置，其特征在于，该补偿模块包含多个补偿单元，每一个补偿单元自对应的一个可编程增益放大器接收该已放大信 号，并依该增益差值调整该已放大信号；以及控制单元，侦测该多个已调整增益之间的该增益差值并将该增益差值传递至该多个 补偿单元中的一个，以调整已通过一个可编程增益放大器放大的该已放大信号。
5.如权利要求3所述的音频处理装置，其特征在于，该补偿模块包含控制单元，侦测该增益差值并将该增益差值传递至对应的一个自动增益控制单元， 以依该增益差值进一步调整该对应的一个可编程增益放大器的该增益。
6.如权利要求1所述的音频处理装置，更包含麦克风阵列信号处理模块，该麦克风阵 列信号处理模块处理该已补偿信号以获得目标信号。
7.如权利要求6所述的音频处理装置，更包含反向补偿模块，该反向补偿模块依该增 益差值反向地调整该目标信号以产生输出信号。
8.—种音频处理装置，包含 第一麦克风单元；第一可编程增益放大器，接收第一输入信号并放大该第一输入信号以产生第一已放 大信号，该第一输入信号是撷取自该第一麦克风单元；第一自动增益控制单元，耦接于该第一可编程增益放大器，且当该第一已放大信号 的振幅被限幅时，该第一自动增益控制单元调整该第一可编程增益放大器的第一增益； 第二麦克风单元；第二可编程增益放大器，接收第二输入信号并放大该第二输入信号以产生第二已放 大信号，该第二输入信号是撷取自该第二麦克风单元；第二自动增益控制单元，耦接于该第二可编程增益放大器，且当该第二已放大信号 的振幅被限幅时，该第二自动增益控制单元调整该第二可编程增益放大器的第二增益； 以及补偿模块，耦接于该第一自动增益控制单元与该第二自动增益控制单元，自该第一自动增益控制单元接收该第一已调整增益，自该第二自动增益控制单元接收该第二已调 整增益，获得该第一已调整增益与该第二已调整增益之间的增益差值，并依该增益差值 抑制该第一输入信号、该第二输入信号或多个已放大信号中的一个，以获得第一已补偿 信号或第二已补偿信号。
9.如权利要求8所述的音频处理装置，其特征在于，当该第一已调整增益大于该第二 已调整增益时，该补偿模块依该增益差值抑制该第一输入信号或该第一已放大信号。
10.如权利要求8所述的音频处理装置，其特征在于，当该第二已调整增益大于该第 一已调整增益时，该补偿模块依该增益差值抑制该第二输入信号或该第二已放大信号。
11.如权利要求8所述的音频处理装置，其特征在于，该第一麦克风单元作为主麦克 风且该第二麦克风单元作为辅麦克风，以自不同方向撷取信号。
12.如权利要求8所述的音频处理装置，其特征在于，该补偿模块包含第一补偿单元，耦接于该第一可编程增益放大器并依第一控制信号调整该第一已放 大信号；第二补偿单元，耦接于该第二可编程增益放大器并依第二控制信号调整该第二已放 大信号；以及控制单元，侦测该增益差值并将该增益差值作为该第一控制信号传递至该第一补偿 单元或作为该第二控制信号传递至该第二补偿单元。
13.如权利要求12所述的音频处理装置，其特征在于，该控制单元将该第二已调整增 益的数值减去该第一已调整增益的数值以获得该增益差值，并产生该第一控制信号，以 使该增益差值为非正值时，该控制单元指示该第一补偿单元抑制该第一输入信号或该第 一已放大信号。
14.如权利要求12所述的音频处理装置，其特征在于，该控制单元将该第二已调整增 益的数值减去该第一已调整增益的数值以获得该增益差值，并产生该第二控制信号，以 使该增益差值为正值时，该控制单元指示该第二补偿单元抑制该第二输入信号或该第二 已放大信号。
15.如权利要求8所述的音频处理装置，其特征在于，该补偿模块包含控制单元，侦测该增益差值并将该增益差值传递至该第一自动增益控制单元以依该 增益差值进一步调整该第一可编程增益放大器的该第一增益，或传递至该第二自动增益 控制单元以依该增益差值进一步调整该第二可编程增益放大器的该第二增益。
16.如权利要求15所述的音频处理装置，其特征在于，该控制单元将该第二已调整增 益的数值减去该第一已调整增益的数值以获得该增益差值，并产生对应于该增益差值的 第一控制信号，以使该增益差值为非正值时，该控制单元指示该第一自动增益控制单元 以依该增益差值进一步抑制该第一增益。
17.如权利要求15所述的音频处理装置，其特征在于，该控制单元将该第二已调整增 益的数值减去该第一已调整增益的数值以获得该增益差值，并产生对应于该增益差值的 第二控制信号，以使该增益差值为正值时，该控制单元指示该第二自动增益控制单元以 依该增益差值进一步抑制该第二增益。
18.如权利要求8所述的音频处理装置，更包含麦克风阵列信号处理模块，耦接于该补偿模块并处理该第一已补偿信号与该第二已补偿信号以获得目标信号；以及反向补偿模块，依该增益差值放大该目标信号以产生输出信号。
19.一种音频处理方法，包含获得第一已调整增益与第二已调整增益之间的增益差值，该第一已调整增益是通过 第一自动增益控制单元产生，该第二已调整增益是通过第二自动增益控制单元产生，其 中该第一自动增益控制单元是用以调整第一可编程增益放大器的第一输入信号的增益， 且该第二自动增益控制单元是用以调整第二可编程增益放大器的第二输入信号的增益， 该第一输入信号是撷取自第一麦克风，该第二输入信号是撷取自第二麦克风；当该第一已调整增益大于该第二已调整增益时，依该增益差值抑制最初由该第一麦 克风产生的第一信号；当该第一已调整增益大于该第二已调整增益时，依该增益差值抑制最初由该第二麦 克风产生的第二信号。
20.如权利要求19所述的音频处理方法，其特征在于，第一补偿单元随后耦接于该第 一可编程增益放大器，第二补偿单元随后耦接于该第二可编程增益放大器，该抑制该第 一信号的步骤包含通过该第一补偿单元依该增益差值抑制自该第一可编程增益放大器输 出的该第一信号，以及该抑制该第二信号的步骤包含通过该第二补偿单元依该增益差值 抑制自该第二可编程增益放大器输出的该第二信号。
21.如权利要求19所述的音频处理方法，其特征在于，该抑制该第一信号的步骤包含 通过该第一自动增益控制单元依该增益差值抑制该第一信号，以及该抑制该第二信号的 步骤包含通过该第二自动增益控制单元依该增益差值抑制该第二信号。
全文摘要
本发明提供一种音频处理装置及音频处理方法。所述音频处理装置包含麦克风阵列、多个放大器模块以及补偿模块。麦克风阵列包含多个麦克风单元。每一个放大器模块接收并放大来自一个麦克风单元的输入信号以产生多个已放大信号。补偿模块接收对应于所述多个放大器模块的多个已调整增益，获得所述多个已调整增益之间的增益差值，并依增益差值调整已放大信号以获得已补偿信号。上述音频处理装置及音频处理方法能够提升音频处理性能。
文档编号G10L21/02GK102024456SQ20101019454
公开日2011年4月20日 申请日期2010年6月8日 优先权日2009年9月21日
发明者粘溪文, 郑尧文 申请人:联发科技股份有限公司