CN101496384A - 用于在与耳机组件耦合的便携式移动通信设备中消除噪声的系统和方法以及相应的计算机程序产品 - Google Patents

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Abstract

公开了一种系统、方法和计算机程序产品，用于在与标准非噪声消除耳机组件105、150耦合的便携式移动通信设备100中消除噪声。便携式移动通信设备100接收从耳机组件麦克风115、155检测到的环境噪声，生成消除环境噪声声波的、与环境噪声声波180°异相的噪声330、440。然后，消除环境噪声声波的噪声与例如是音乐或语音的预期声波结合340、440。消除环境噪声声波的噪声和预期的声波的结合随后转送至耳机组件350、450，使得在重放预期声波时消除环境噪声声波的噪声抵消耳机组件处存在的环境噪声。噪声消除可以使用便携式移动通信设备100内的硬件滤波器230或噪声消除软件应用240来实现。

Description

用于在与耳机组件耦合的便携式移动通信设备中消除噪声的系统和方法以及相应的计算机程序产品
背景技术
便携式移动通信设备(例如移动电话)正在变得更加复杂，并且包括许多新的特性和功能。最流行和安全的面向便携式移动通信设备的附件之一是耳机。耳机允许用户放置和接收呼叫而无需手持便携式移动通信设备靠着耳朵。这使得用户的手可以自由进行其他任务，并且在用户驾驶汽车时特别有利。
标准耳机采用插入耳道或覆盖耳道开口的耳塞将声波传给用户，同时用麦克风拾取用户的声音。用户往往可能发现自己在嘈杂的周围环境中，降低了耳机的效果。
噪声消除耳机有些是众所周知的，但是可以证明有些昂贵或过于笨重。噪声消除是通过使用耳机麦克风拾取耳机区域周围的环境噪声来实现的。环境噪声(以声波的形式)随后被处理以生成180°异相的复制声波。该异相的环境噪声声波随后与预期声波(即音乐或语音)结合，通过耳机被回放，达到预期，异相的环境噪声声波消除了实际的环境噪声声波，仅保留预期的声波供用户通过耳机扬声器听到。
被用于生成异相(噪声消除)声波的处理和设备占用了耳机组件的空间，使耳机对于用户来说更加昂贵和笨重。
需要的是软件或硬件的解决方案，可以有效地对标准便携式移动通信设备的耳机应用噪声消除技术，而无需在实际的耳机中执行噪声消除过程。
发明内容
公开了一种系统、方法和计算机程序产品，用于在与标准非噪声消除耳机组件耦合的便携式移动通信设备中消除噪声。便携式移动通信设备接收从耳机组件麦克风检测到的环境噪声，生成消除环境噪声声波的、与环境噪声声波180°异相的噪声。然后，消除环境噪声声波的噪声与例如是音乐或语音的预期声波结合。消除环境噪声声波的噪声和预期的声波的结合随后转送至耳机组件，使得在重放预期声波期间消除环境噪声声波的噪声抵消耳机组件处存在的环境噪声。噪声消除可以使用便携式移动通信设备内的硬件滤波器或通过便携式移动通信设备内的噪声消除软件应用来实现。
附图说明
附图1是依照本发明的能够与有线耳机和无线耳机结合的便携式移动通信设备的方框图。
附图2是用于实现本发明的便携式移动通信设备元件的方框图。
附图3是描述了依照本发明实施例的在便携式移动通信设备内硬件实施噪声消除处理的流程图。
附图4是描述了依照本发明实施例的在便携式移动通信设备内软件实施噪声消除处理的流程图。
具体实施方式
本发明将噪声消除的元件和处理从耳机自身移至便携式移动通信设备。需要和用于执行噪声消除的耳机的唯一元件是麦克风。因此，本发明能够给任何耳机提供消除噪声的特性，这意味着用户节省了费用和噪声消除耳机的额外体积。此处公开和请求保护的技术同样应用于直接连接到便携式移动通信设备的硬接线的耳机配置以及无线耳机配置，例如现在普遍应用的BluetoothTM耳机。
附图1是依照本发明的能够与有线耳机105和无线耳机150结合的便携式移动通信设备100的方框图。
有线耳机组件105包括一对耳塞110和用于拾取声波以便在其他地方再生的麦克风115，该耳塞110包括用于产生声波的扬声器。联接器125提供耳机组件105与便携式移动通信设备100之间的物理接口，其允许电信号在两个设备间交换。在耳机组件105中还示出有控制按钮120，该控制按钮120用于控制耳机组件的功能，例如连接或终止电话呼叫。
无线耳机组件150包括麦克风元件155和扬声器元件160。没有示出但是包含在无线耳机组件150内的与便携式移动通信设备100接口的RF电路。无线耳机组件150典型的是目前许多便携式移动通信设备常见的BluetoothTM类型。但是，本发明不限于BluetoothTM型无线耳机，因为此处描述的技术不依赖于与便携式移动通信设备100通信用的RF载波电路。因此，任何无线协议都可能满足要求。
图2是用于实施本发明的便携式移动通信设备元件的方框图。便携式移动通信设备100包括附件接口元件210，用于与插入便携式移动通信设备100的附件交换信号。一个这样的附件可以是有线耳机组件105。附件接口元件210与处理器220耦合，该处理器220接收和处理发往或来自附件接口元件210的信号。处理器220又与其他元件，特别是噪声消除滤波器230(用于硬件实施方式)、噪声消除应用(用于软件实施方式)以及BluetoothTM模块250(用于无线耳机实施方式)耦合。
附图3是描述了依照本发明的实施例在便携式移动通信设备内硬件实施噪声消除处理的流程图。在附图3的流程图中描述的处理同样地适用于有线和无线耳机的实施方式。
第一步是耳机组件麦克风拾取环境噪声并将其转换为环境噪声声波300。环境噪声声波随后通过附件接口元件或BluetoothTM模块转送至便携式移动通信设备310。环境噪声声波随后经处理器路由到便携式移动通信设备内的噪声消除滤波器320。噪声消除滤波器生成与环境噪声声波180°异相的副本330。异相的环境噪声声波随后与耳机组件的任何预期声波(即音乐、语音)结合340。结合的声波随后转送到耳机组件用于重放350。异相的环境噪声声波应该消除实际的环境噪声声波，保留预期声波作为用户感知的主导音频。
附图4是描述了依照本发明的实施例在便携式移动通信设备内软件实施噪声消除处理的流程图。再次重申，在附图4的流程图中描述的处理同样地适用于有线和无线耳机的实施方式。
再一次，第一步是耳机组件麦克风拾取环境噪声并将其转化为环境噪声声波400。环境噪声声波随后通过附件接口元件或BluetoothTM模块转送至便携式移动通信设备410。环境噪声声波随后经处理器数字化并路由到便携式移动通信设备内的噪声消除软件应用420。随后噪声消除软件应用中的算法生成与环境噪声声波180°异相的副本430。异相的环境噪声声波随后与耳机组件的任何预期声波(即音乐、语音)结合440。结合的声波随后转送到耳机组件用于重放450。如前所述，异相的环境噪声声波应该消除实际的环境噪声声波，保留预期的声波作为用户感知的主导音频。
软件实施方式提供了另一个优势，用户可以在生成的噪声消除声波上实行额外的控制。用户可以数字化地确定和剪辑噪声消除信号以保留某个背景噪声，例如紧急车辆警报器或人声。这是噪声消除软件应用的一部分，其包括确定从噪声消除中排除的特定频率范围。
对于硬件滤波器和数字化软件应用技术来说，生成环境噪声声波180°异相副本的实际噪声消除技术是所属技术领域公知的。此外，将环境噪声声波180°异相的副本与预期声波(语音或音乐)结合也是所属技术领域公知的。本发明关心的不是噪声消除技术本身，而是将执行噪声消除过程从耳机组件中分离出来的能力。这允许任何带有麦克风的耳机组件实现噪声消除，而不仅仅是更加昂贵和笨重的专门的噪声消除耳机组件。
如本领域技术人员理解的，本发明可以具体表现为方法、系统或计算机程序产品。因此，本发明的形式可以是完整的硬件实施例、完整的软件实施例(包括固件、驻留软件、微代码等)或是将软件和硬件方面结合的实施例，在文中通常称作“电路”、“模块”或“系统”。此外，本发明的形式可以是计算机可用存储介质上的计算机程序产品，具有包含在介质中的计算机可用程序代码。
任何适当的计算机可读介质都可以被使用。计算机可用或计算机可读介质可以是，例如但不限于，电子的、磁的、光学的、电磁的、红外的或半导体的系统、设备、装置或传播介质。计算机可读介质的更具体的例子(非详尽列表)可以包括如下：具有一根或多根电线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧致盘只读存储器(CD-ROM)、光学存储设备、例如那些支持因特网或内联网的传输介质、或者磁性存储设备。请注意，计算机可用或计算机可读介质甚至可以是上面印刷有程序的纸或其他适当的介质，因为程序可以被电子捕获，通过，例如，光扫描纸或其他介质，随后编译、解释或以合适的方式进行其他处理，如果需要，并且随后存储在计算机存储器中。在本文的上下文中，计算机可用或计算机可读介质可以是能够包含、存储、通信、传播或传送用于或有关于指令执行系统、设备或装置的程序的任何介质。
用于执行本发明操作的计算机程序代码可以用面向对象程序设计语言编写，例如Java、Smalltalk、C++或者类似的。但是，用于执行本发明操作的计算机程序代码也可以用传统的程序设计语言编写，例如“C”程序设计语言或类似的程序设计语言。程序代码可以全部在用户计算机上执行，部分在用户计算机上执行，作为独立的软件包执行，部分在用户计算机上并且部分在远程计算机上执行，或者全部在远程计算机或服务器上执行。在后一种情况下，远程计算机可以通过局域网(LAN)或广域网(WAN)连接到用户计算机，或者可以连接到外部计算机(例如，通过因特网使用因特网服务提供商)。
以下根据依照本发明实施例的方法、设备(系统)和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述本发明。可以理解的是流程图和/或方框图的每个块以及流程图和/或方框图的多个块的组合可以通过计算机程序指令来实现。这些计算机程序指令可以提供给通用计算机的处理器，专用计算机的处理器或其他可编程数据处理设备的处理器，以便生产机器，使得通过计算机的处理器或其他可编程数据处理设备执行的指令创建用于实现流程图和/或方框图中一个或多个方框指定的功能/动作的装置。
这些计算机程序指令也可以存储在计算机可读存储器中，其可以指示计算机或其他可编程数据处理设备以特定的方式运行，使得存储在计算机可读存储器中的指令生产包含指令装置的产品，该指令装置实现流程图和/或方框图中一个或多个方框指定的功能/动作。
计算机程序指令也可以装载到计算机或其他可编程数据处理设备用以在计算机或其他可编程设备中执行一系列操作步骤以产生计算机执行过程，使得在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现流程图和/或方框图中一个或多个方框指定的功能/动作的步骤。
附图中的流程图和方框图图解说明了依照本发明多种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实施方式的结构、功能和操作。在这方面，流程图或方框图中的每个块可以代表模块、分段或部分代码，其包括一个或多个用于实现指定逻辑功能的可执行指令。还应当注意的是，在一些代替实施方案中，方框中注释的功能可能不是按照图中标示的顺序发生的。例如，示出的连续的两个模块可能事实上基本同时执行，或者有时多个模块可能以相反的顺序执行，这依赖于相关的功能。还值得注意的是，方框图和/或流程图图示的每个块以及方框图和/或流程图图示的多个块的组合可以由专门的基于硬件的执行特定功能或动作的系统，或是专门的硬件和计算机程序的组合来实现。
虽然在这里图解和描述了特定的实施例，但是所属技术领域的普通技术人员知道打算实现相同目的任何设置可以取代所示的特定实施例，并且本发明在其他环境中具有其他的应用。本申请意图覆盖本发明的任何修改或变动。所附的权利要求书决不是为了将本发明的范围限制于此处描述的特定实施例。

Claims (12)

1、一种在与标准非噪声消除耳机组件105、150耦合的便携式移动通信设备100中消除环境噪声的方法，所述方法包括：
接收从耳机组件麦克风检测到的环境噪声300、400；
生成消除环境噪声声波的、与环境噪声声波180°异相的噪声330、430；
将消除环境噪声声波的噪声与预期声波结合340、440；以及
将消除环境噪声声波的噪声与预期声波的结合转送到耳机组件350、450，使得在重放预期声波期间消除环境噪声声波的噪声抵消耳机组件处存在的环境噪声。
2、如权利要求1所述的方法，其中生成消除环境噪声声波的、与环境噪声声波180°异相的噪声的步骤330使用硬件噪声消除滤波器230来实现。
3、如权利要求1所述的方法，其中生成消除环境噪声声波的、与环境噪声声波180°异相的噪声的步骤430使用噪声消除软件应用240来实现，所述噪声消除软件应用240将环境噪声声波数字化420并构建相应的消除环境噪声声波的、与数字化环境噪声声波180°异相的噪声430。
4、如权利要求3所述的方法，进一步包括确定从相应的消除环境噪声声波的、与数字化环境噪声声波180°异相的噪声中排除的频带，使得确定的频带内的环境噪声不遭受噪声消除。
5、一种用于在与标准非噪声消除耳机组件105、150耦合的便携式移动通信设备100中消除环境噪声的系统，所述系统包括：
用于接收从耳机组件麦克风115、155检测到的环境噪声的装置210；
用于生成消除环境噪声声波的、与环境噪声声波180°异相的噪声的装置230、240，
用于将消除环境噪声声波的噪声与预期声波结合的装置220；以及
用于将消除环境噪声声波的噪声与预期声波的结合转送到耳机组件105、150的装置210，使得在重放预期声波期间消除环境噪声声波的噪声抵消耳机组件105、150处存在的环境噪声。
6、如权利要求5所述的系统，其中用于生成消除环境噪声声波的、与环境噪声声波180°异相的噪声的装置230包括硬件噪声消除滤波器230。
7、如权利要求5所述的系统，其中用于生成消除环境噪声声波的、与环境噪声声波180°异相的噪声的装置240包括噪声消除软件应用240，所述噪声消除软件应用240将环境噪声声波数字化420并构建相应的消除环境噪声声波的、与数字化环境噪声声波180°异相的噪声430。
8、如权利要求7所述的系统，进一步包括用于确定从相应的消除环境噪声声波的、与数字化环境噪声声波180°异相的噪声中排除的频带的装置，使得确定的频带内的环境噪声不遭受噪声消除。
9、一种包含在计算机可读存储介质中的计算机程序产品，其用于在与标准非噪声消除耳机组件105、150耦合的便携式移动通信设备100中消除噪声，所述计算机程序产品包括：
用于接收300、400从耳机组件麦克风115、155检测到的环境噪声的计算机程序代码；
用于生成330、430消除环境噪声声波的、与环境噪声声波180°异相的噪声的计算机程序代码；
用于将消除环境噪声声波的噪声与预期声波结合340、440的计算机程序代码；以及
用于将消除环境噪声声波的噪声与预期声波的结合转送350、450到耳机组件105、150的计算机程序代码，使得在重放预期声波期间消除环境噪声声波的噪声抵消耳机组件105、150处存在的环境噪声。
10、如权利要求9所述的包含在计算机可读存储介质中的计算机程序产品，其中用于生成330消除环境噪声声波的、与环境噪声声波180°异相的噪声的计算机程序代码是利用用于将环境噪声声波直接传送到硬件噪声消除滤波器230的计算机程序代码来实现的。
11、如权利要求9所述的包含在计算机可读存储介质中的计算机程序产品，其中用于生成430消除环境噪声声波的、与环境噪声声波180°异相的噪声的计算机程序代码是利用将环境噪声声波数字化420并构建430相应的消除环境噪声声波的、与数字化环境噪声声波180°异相的噪声的计算机程序代码来实现的。
12、如权利要求11所述的包含在计算机可读存储介质中的计算机程序产品，进一步包括用于确定从相应的消除环境噪声声波的、与数字化环境噪声声波180°异相的噪声中排除的频带的计算机程序代码，使得确定的频带内的环境噪声不遭受噪声消除。
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