CN101488981A - 一种提高手机语音通话质量的手机结构及方法 - Google Patents

一种提高手机语音通话质量的手机结构及方法 Download PDF

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Abstract

本发明所要解决的技术问题是在嘈杂的环境中使用手机，能有效滤除非送话角度的噪声、回声和其他背景噪声。提高手机语音通话质量的方法是在接通手机后，DSP对输入的两路麦克风信号进行采样比较，DSP发现这两路信号的幅度差值相当，识别该信号为有用信号，对该信号进行相应处理；而当来自非送话角度的语音送入双麦克风，经过双麦克风的拾取，DSP发现这两路信号的幅度差超过一定值时，此时DSP会将该信号视为非送话噪声，DSP将该信号滤除。本发明的积极进步效果在于，DSP通过对单向麦克风和全向麦克风的两路信号进行数字处理，实现小角度拾音效果，滤除了非送话角度的噪声，大大提高了语音通话质量。

Description

一种提高手机语音通话质量的手机结构及方法
技术领域
本发明涉及一种提高手机语音通话质量的方法，尤其涉及一种采用双麦克风加数字信号处理器实现小角度拾音的手机结构，以及在嘈杂的环境下提高手机通话质量的方法。
背景技术
随着移动通信的飞速发展，手机已成为人们交流的一种重要工具。但是在实际使用中遇到的一些问题也一直困扰着手机设计者。试想在下列场合下使用手机通信：人头攒动的大街、车站、码头、超市；产生出巨大噪声的火车、地铁里；人声鼎沸的卡拉OK厅、酒吧等地方，此时受话者听到的不仅有送话者的声音，还包括各种各样的背景噪声。这样影响了受话者的舒适度，在很多情况下，背景噪声甚至完全掩盖了送话者的声音，引起通话的困难。噪杂环境中手机的通话质量一直是现有技术难以解决的问题。
此外，在手机通话中，也经常会遇见回声和稳态的背景噪声，这些问题也影响了通话的质量，解决好这些问题，会大大提高手机用户的满意度，提高手机生产厂家的核心竞争力。但是现有技术中尚无解决这一问题的具体方案。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，在嘈杂的环境中使用手机，能有效滤除非送话角度的噪声、回声和各种各样的背景噪声。
为达到上述目的，本发明提供了一种提高手机语音通话质量的方法，在手机中设置一个数字信号处理器(简称DSP)，以及一个单向麦克风和一个全向麦克风，采用双麦克风阵列模式将单向麦克风和全向麦克风有进音孔的一面面对面排列，数字信号处理器接收单向麦克风和全向麦克风输入的语音信号。
在接通手机后，打开双麦克风的偏置电压；打开DSP的电压，对DSP进行复位，进行初始化设置；根据手机当前工作的状态，用相应的参数对DSP进行配置。
单向麦克风和全向麦克风同时拾取语音，并作为两路信号送入手机中的数字信号处理器；数字信号处理器对两路信号进行采样比较；如果两路信号的幅度差值少于等于预设值，则数字信号处理器将该信号识别为有用信号，对该信号进行处理并线性输出，送入手机的语音输入通道；如果两路信号的幅度差值超过预设值，则数字信号处理器将该信号识别为非送话噪音，并将其滤除；
DSP判断RECEIVER回声消除的参考信号(REC_Linein)、免提喇叭回声消除的参考信号(SPK_Linein)、阵列麦克风信号经DSP处理后的输出信号(Line_out)是否有相关性，来判别是否有回声存在。有回声存在DSP即执行消回声算法以消除回声。优选地，所述的两路信号的幅度差的缺省值为8dB。
本发明还可通过修改DSP参数来实现旁路(BYPASS)模式，关闭双MIC功能。
本发明的积极进步效果在于：采用双麦克风阵列，利用单向麦克风拾取声音的有方向性和全向麦克风拾取声音的无方向性的特性，DSP通过对单向麦克风和全向麦克风的两路信号进行数字处理，实现小角度拾音效果，滤除了非送话角度的噪声，大大提高了语音通话质量。
附图说明
图1为双麦克风加DSP提高语音通话质量的系统结构图。
图2A为本发明单向麦克风的方向图。
图2B为本发明全向麦克风的方向图。
图3为本发明提高语音通话质量的方法的流程图。
具体实施方式
如图1所示，为本发明双MIC(为方便描述，麦克风简称MIC)加DSP提高语音通话质量的系统结构图。DSP接收双MIC阵列的信号，经过DSP的数字处理，将语音信号Line_out送入手机的音频输入电路，手机端的音频输出信号REC_Linein和SPK_Linein反馈送入DSP中。
所述的DSP采用的是FM2010，FM2010和基带处理器的模拟部分主要接口有4个：RECEIVER回声消除的参考信号(REC_Linein)、免提喇叭回声消除的参考信号(SPK_Linein)、阵列麦克风电源及控制(MIC PWR)、阵列麦克风信号经FM2010处理后的输出信号(Line_out)。
FM2010和基带处理器的数字部分主要接口有6个：时钟信号(13MHz)、SHI接口选择控制(SHI_S)、SHI接口(SHI)、直通模式选择控制(IRQ_ANA)、复位控制(RESET)和省电控制(PWD)。
本发明双MIC阵列结构中的全向MIC(2)拾取声音具有无方向性，而单向MIC(1)拾取声音具有方向性。
本实施例中，采用的单向MIC(1)全向MIC(2)，它们的方向图特性曲线如图2。
从不同角度的声音经过单向MIC(1)的拾取，它们的声音大小是不同的，如图2A，当方向为340度的声音经过单向MIC(1)拾取，强度最大，而当方向为160度的声音经过单向MIC(1)的拾取，强度是最弱的，；如图2B，全向MIC(2)对来自不同角度的声音的拾取基本一致。
将这单向MIC(1)和全向MIC(2)的信号送入DSP里进行采样、比较。当来自于送话角度内的语音送入双MIC，经过双MIC的拾取后送入DSP，DSP会发现这两路信号的幅度差值相当，DSP会把该信号识别有用信号，对该信号进行必要的放大或缩小的处理，从LINEOUT输出，送入手机的语音输入通道。
而当来自非送话角度的语音送入双MIC，经过双MIC的拾取，DSP发现这两路信号的幅度差超过一定值时，缺省值为8dB(可以通过软件调整该值来达到调整拾音角度的大小)，此时DSP会将该信号视为非送话噪声，DSP通过一定的算法将该信号虑除。通过这个原理来实现小角度拾音效果，滤除了其它角度的噪声。
回声和原音有很大的相关性，回声比原声要延迟一段时间，本发明中DSP可以根据这个特点，进行相关的数字处理来消除回声，从而提高语音通话质量。图1中，DSP会根据Line_out和REC_Linein或SPK_Linein是否有相关性，来判别是否有回声存在。如果有回声存在，DSP会执行消回声算法来消除回声。同时，DSP可以根据稳态噪声的特点，进行相关的数字处理来消除稳态噪声，从而提高语音通话质量。
如图3，在接通手机后，打开双MIC的偏置电压；打开DSP的电压，对DSP进行复位和初始化设置；使用双MIC功能，DSP对输入的两路MIC信号进行采样比较，当来自于送话角度内的语音送入双MIC，经过双MIC的拾取后，送入DSP，DSP发现这两路信号的幅度差值相当，DSP识别该信号为有用信号，对该信号进行放大缩小的处理，从LINEOUT输出，并送入手机的语音输入通道；而当来自非送话角度的语音送入双MIC，经过双MIC的拾取，DSP发现这两路信号的幅度差超过一定值时，此时DSP会将该信号视为非送话噪声，DSP将该信号滤除。
根据手机当前工作的状态，用相应的参数对DSP进行配置；由于手机通话有不同的状态，例如在手持通话和免提通话时，由于MIC对送话者的位置不同、手机内部的放大倍数不同、以及语音的输出设备不同，因此DSP的处理算法会有所不同，可通过修改DSP的参数，分别用于手持通话和免提通话。
本发明方法还可以使用BYPASS模式来关闭双MIC的功能。可对比使用双MIC消噪音和不使用双MIC的效果。

Claims (6)

1、一种提高手机语音通话质量的手机结构，其特征在于：在手机中设置一数字信号处理器，以及一单向麦克风和一全向麦克风，采用双麦克风阵列模式将单向麦克风和全向麦克风有进音孔的一面面对面排列，数字信号处理器与所述单向麦克风和全向麦克风相连接，接收所述单向麦克风和全向麦克风输入的语音信号。
2、一种采用如权利要求1所述提高手机语音通话质量的手机结构来提高手机语音通话质量的方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)单向麦克风和全向麦克风同时拾取语音，并作为两路信号送入手机中的数字信号处理器；
(2)数字信号处理器对所述两路信号进行采样比较；
(3)如果所述两路信号的幅度差值少于等于预设值，则数字信号处理器将该信号识别为有用信号，对该信号进行处理并线性输出，送入手机的语音输入通道；
(4)如果所述两路信号的幅度差值超过预设值，则数字信号处理器将该信号识别为非送话噪音，并将其滤除；
3、如权利要求2所述的提高手机语音通话质量的方法，其特征在于：在所述提高手机语音通话质量的方法之前还包括如下步骤：
步骤一、在接通手机后，打开双麦克风的偏置电压；
步骤二、打开数字信号处理器的电压，对数字信号处理器进行复位，进行初始化设置；
步骤三、根据手机当前工作的状态，用相应的参数对数字信号处理器进行配置。
4、如权利要求2所述的提高手机语音通话质量的方法，其特征在于：数字信号处理器通过判断受话器回声消除的参考信号(REC_Linein)、免提喇叭回声消除的参考信号(SPK_Linein)、阵列麦克风信号经数字信号处理器处理后的输出信号(Line_out)是否有相关性，来判别是否有回声存在，若有回声存在，则数字信号处理器执行消回声算法以消除回声。
5、如权利要求2所述的提高手机语音通话质量的方法，其特征在于：所述的两路信号的幅度差值预设值的缺省值为8dB。
6、如权利要求2所述的提高手机语音通话质量的方法，其特征在于：通过修改数字信号处理器参数可实现旁路(BYPASS)模式，关闭双麦克风功能。
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