CN102947878B - 用于音频均衡的系统、方法、装置和设备 - Google Patents

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Abstract

本发明描述用于产生抗噪声信号且使所再现的音频信号(例如，远端电话信号)均衡的方法和设备，其中所述产生和所述均衡两者均基于来自声学误差信号的信息。

Description

用于音频均衡的系统、方法、装置和设备
根据35U.S.C.§119主张优先权
本专利申请案主张2010年6月1日申请的题目为“用于噪声估计和音频均衡的系统、方法、设备和计算机程序产品(SYSTEMS,METHODS,APPARATUS,ANDCOMPUTER PROGRAM PRODUCTS FOR NOISE ESTIMATION AND AUDIOEQUALIZATION)”的第61/350,436号临时申请案的优先权，所述临时申请案转让给本受让人。 
共同待决专利申请案的参考
本专利申请案与以下共同待决的美国专利申请案相关： 
维瑟(Visser)等人于2008年11月24日申请的题目为“用于增强型可懂度的系统、方法、设备和计算机程序产品(SYSTEMS,METHODS,APPARATUS,AND COMPUTERPROGRAM PRODUCTS FOR ENHANCED INTELLIGIBILITY)”的第12/277,283号美国专利申请案，所述美国专利申请案转让给本受让人；以及 
李(Lee)等人于2010年4月22日申请的题目为“用于自动控制有源噪声消除的系统、方法、设备和计算机可读媒体(SYSTEMS,METHODS,APPARATUS,ANDCOMPUTER-READABLE MEDIA FOR AUTOMATIC CONTROL OF ACTIVE NOISECANCELLATION)”的第12/765,554号美国专利申请案，所述美国专利申请案转让给本受让人。 
技术领域
本发明涉及有源噪声消除。 
背景技术
有源噪声消除(ANC，也称为有源噪声减少)是一种通过产生作为噪声波的逆形式(例如，具有相同电平和反转相位)的波形(也称为“反相”或“抗噪声”波形)来有源地减少环境声学噪声的技术。ANC系统通常使用一个或一个以上麦克风来拾取外部噪声参考信 号，根据所述噪声参考信号产生抗噪声波形，且通过一个或一个以上扬声器再现所述抗噪声波形。此抗噪声波形相消地干扰原始噪声波以减小到达用户的耳朵的噪声的电平。 
ANC系统可包括包围用户的耳朵的壳体或插入到用户的耳道中的耳塞。执行ANC的装置通常封闭用户的耳朵(例如，闭耳式头戴受话器)或包括配合在用户的耳道内的耳塞(例如，无线头戴耳机，例如BluetoothTM头戴耳机)。在用于通信应用的头戴受话器中，所述设备可包括麦克风和扬声器，其中麦克风用以俘获用户的话音以供发射且扬声器用以再现所接收的信号。在此情况下，麦克风可安装在吊杆上，且扬声器可安装在耳杯或耳塞中。 
有源噪声消除技术还可应用于声音再现装置(例如头戴受话器)和个人通信装置(例如蜂窝式电话)以减少来自周围环境的声学噪声。在此些应用中，使用ANC技术可在传递有用声音信号(例如音乐和远端话音)时减小到达耳朵的背景噪声的电平(例如，高达20分贝)。 
发明内容
根据一般配置的一种处理所再现的音频信号的方法包括基于来自噪声估计的信息使所再现的音频信号的至少一个频率子带的振幅相对于所述所再现的音频信号的至少一个其它频率子带的振幅升高以产生经均衡的音频信号。此方法还包括使用指向用户的耳道处的扬声器来产生基于所述经均衡的音频信号的声学信号。在此方法中，所述噪声估计是基于来自由指向所述用户的所述耳道处的误差麦克风产生的声学误差信号的信息。本文中还揭示包含在由处理器读取时致使所述处理器执行此方法的有形特征的计算机可读媒体。 
根据一般配置的一种用于处理所再现的音频信号的设备包括：用于基于来自声学误差信号的信息产生噪声估计的装置；以及用于基于来自噪声估计的信息使所再现的音频信号的至少一个频率子带的振幅相对于所述所再现的音频信号的至少一个其它频率子带的振幅升高以产生经均衡的音频信号的装置。此设备还包括扬声器，其在所述设备的使用期间指向用户的耳道处以产生基于所述经均衡的音频信号的声学信号。在此设备中，所述声学误差信号是由在所述设备的所述使用期间指向所述用户的所述耳道处的误差麦克风产生的。 
根据一般配置的一种用于处理所再现的音频信号的设备包括：回声消除器，其经配置以产生基于来自声学误差信号的信息的噪声估计；以及子带滤波器阵列，其经配置以基于来自噪声估计的信息使所再现的音频信号的至少一个频率子带的振幅相对于所述 所再现的音频信号的至少一个其它频率子带的振幅升高以产生经均衡的音频信号。此设备还包括扬声器，其在所述设备的使用期间指向用户的耳道处以产生基于所述经均衡的音频信号的声学信号。在此设备中，所述声学误差信号是由在所述设备的所述使用期间指向所述用户的所述耳道处的误差麦克风产生的。 
附图说明
图1A展示根据一般配置的装置D100的框图。 
图1B展示根据一般配置的设备A100的框图。 
图1C展示音频输入级AI10的框图。 
图2A展示音频输入级AI10的实施方案AI20的框图。 
图2B展示音频输入级AI20的实施方案AI30的框图。 
图2C展示可包括在装置D100内的选择器SEL10。 
图3A展示ANC模块NC10的实施方案NC20的框图。 
图3B展示包括ANC模块NC20和回声消除器EC20的布置的框图。 
图3C展示可包括在设备A100内的选择器SEL20。 
图4展示均衡器EQ10的实施方案EQ20的框图。 
图5A展示子带滤波器阵列FA100的实施方案FA120的框图。 
图5B说明用于双二次滤波器的转置直接形式II结构。 
图6展示用于双二次滤波器的一个实例的量值和相位响应曲线图。 
图7展示用于一组7个双二次滤波器中的每一者的量值和相位响应。 
图8展示双二次滤波器的三级级联的实例。 
图9A展示装置D100的实施方案D110的框图。 
图9B展示设备A100的实施方案A110的框图。 
图10A展示噪声抑制模块NS10的实施方案NS20的框图。 
图10B展示噪声抑制模块NS20的实施方案NS30的框图。 
图10C展示设备A110的实施方案A120的框图。 
图11A展示可包括在设备A110内的选择器SEL30。 
图11B展示噪声抑制模块NS20的实施方案NS50的框图。 
图11C展示从噪声参考点NRP1到耳朵参考点ERP的主要声学路径P1的图。 
图11D展示噪声抑制模块NS30和NS50的实施方案NS60的框图。 
图12A展示噪声功率对频率的曲线图。 
图12B展示设备A100的实施方案A130的框图。 
图13A展示设备A130的实施方案A140的框图。 
图13B展示设备A120和A130的实施方案A150的框图。 
图14A展示装置D100的多通道实施方案D200的框图。 
图14B展示音频输入级AI30的多个实例AI30v-1、AI30v-2的布置。 
图15A展示噪声抑制模块NS30的多通道实施方案NS130的框图。 
图15B展示噪声抑制模块NS50的实施方案NS150的框图。 
图15C展示噪声抑制模块NS150的实施方案NS155的框图。 
图16A展示噪声抑制模块NS60、NS130和NS155的实施方案NS160的框图。 
图16B展示根据一般配置的装置D300的框图。 
图17A展示根据一般配置的设备A300的框图。 
图17B展示ANC模块NC20和NC50的实施方案NC60的框图。 
图18A展示包括ANC模块NC60和回声消除器EC20的布置的框图。 
图18B展示从噪声参考点NRP2到耳朵参考点ERP的主要声学路径P2的图。 
图18C展示设备A300的实施方案A360的框图。 
图19A展示设备A360的实施方案A370的框图。 
图19B展示设备A370的实施方案A380的框图。 
图20展示装置D100的实施方案D400的框图。 
图21A展示设备A400的实施方案A430的框图。 
图21B展示可包括在设备A430内的选择器SEL40。 
图22展示设备A400的实施方案A410的框图。 
图23展示设备A410的实施方案A470的框图。 
图24展示设备A410的实施方案A480的框图。 
图25展示设备A480的实施方案A485的框图。 
图26展示设备A380的实施方案A385的框图。 
图27展示设备A120和A140的实施方案A540的框图。 
图28展示设备A130和A430的实施方案A435的框图。 
图29展示设备A140的实施方案A545的框图。 
图30展示设备A120的实施方案A520的框图。 
图31A展示根据一般配置的设备D700的框图。 
图31B展示设备A700的实施方案A710的框图。 
图32A展示设备A710的实施方案A720的框图。 
图32B展示设备A700的实施方案A730的框图。 
图33展示设备A730的实施方案A740的框图。 
图34展示装置D400的多通道实施方案D800的框图。 
图35展示设备A410和A800的实施方案A810的框图。 
图36展示手持机H100的正视图、后视图和侧视图。 
图37展示手持机H200的正视图、后视图和侧视图。 
图38A到38D展示头戴耳机H300的各种视图。 
图39展示正佩戴在用户的右耳处的在使用中的头戴耳机H300的实例的俯视图。 
图40A展示用于噪声参考麦克风MR10的若干候选位置。 
图40B展示耳杯EP10的横截面图。 
图41A展示在使用中的一对耳塞的实例。 
图41B展示耳塞EB10的正视图。 
图41C展示耳塞EB10的实施方案EB12的侧视图。 
图42A展示根据一般配置的方法M100的流程图。 
图42B展示根据一般配置的设备MF100的框图。 
图43A展示根据一般配置的方法M300的流程图。 
图43B展示根据一般配置的设备MF300的框图。 
具体实施方式
除非由其上下文明确地限制，否则术语“信号”在本文中用以指示其普通意义中的任一者，包括如在导线、总线或其它传输媒体上表达的存储器位置(或存储器位置集合)的状态。除非由其上下文明确地限制，否则术语“产生”在本文中用以指示其普通意义中的任一者，例如计算或以另外方式产生。除非由其上下文明确地限制，否则术语“计算”在本文中用以指示其普通意义中的任一者，例如运算、评估、估计和/或从多个值中进行选择。除非由其上下文明确地限制，否则术语“获得”用以指示其普通意义中的任一者，例如计算、导出、接收(例如，从外部装置)和/或检索(例如，从存储元件阵列)。除非由其上下文明确地限制，否则术语“选择”用以指示其普通意义中的任一者，例如识别、指示、施加和/或使用一组两者或两者以上中的至少一者以及少于全部。在术语“包含”用于本描述和权利要求书中的情况下，其不排除其它元件或操作。术语“基于”(如在“A是基于B”中)用以指示其普通意义中的任一者，包括以下情况：(i)“导出”(例 如，“B为A的前驱体”)，(ii)“至少基于”(例如，“A至少基于B”)，以及在特定上下文中适当的情况下，(iii)“等于”(例如，“A等于B”或“A与B相同”)。术语“基于来自……的信息”(如在“A是基于来自B的信息”中)用以指示其普通意义中的任一者，包括以下情况：(i)“基于”(例如，“A是基于B”)以及“基于……的至少一部分”(例如，“A是基于B的至少一部分”)。类似地，术语“响应于”用以指示其普通意义中的任一者，包括“至少响应于”。 
对多麦克风音频感测装置的麦克风的“位置”的参考指示麦克风的声学敏感面的中心的位置，除非上下文另有指示。术语“通道”有时用以指示信号路径，且在其它时候用以指示由此类路径携载的信号，这根据特定上下文而定。除非另有指示，否则术语“系列”用以指示两个或两个以上项目的序列。术语“对数”用以指示以10为底数的对数，但此运算延伸到其它底数属于本发明的范围内。术语“频率分量”用以指示信号的一组频率或频带当中的一者，例如信号的频域表示的样本(或“频段”)(例如，通过快速傅里叶变换产生)或信号的子带(例如，巴克标度或梅尔标度子带)。 
除非另有指示，否则对具有特定特征的设备的操作的任何揭示内容还明确地既定揭示具有类似特征的方法(且反之亦然)，且对根据特定配置的设备的操作的任何揭示内容还明确地既定揭示根据类似配置的方法(且反之亦然)。术语“配置”可在参考方法、设备和/或系统时使用，如由其特定上下文指示。术语“方法”、“过程”、“程序”和“技术”一般地且可互换地使用，除非特定上下文另有指示。术语“设备”和“装置”也一般地且可互换地使用，除非特定上下文另有指示。术语“元件”和“模块”通常用以指示较大配置的一部分。除非由其上下文明确地限制，否则术语“系统”在本文中用以指示其普通意义中的任一者，包括“交互以服务共同目的的元件的群组”。任何以引用的方式并入文献的一部分还应理解为并入所述部分内所提及的术语或变量的定义(其中此些定义出现在文献的其它地方)，并且并入所并入部分中所提及的任何图式。 
术语“译码器”、“编解码器”和“译码系统”可互换地使用以指示包括至少一个经配置以接收并编码音频信号的帧(可能在一个或一个以上预处理操作(例如感知加权和/或其它滤波操作)之后)的编码器和经配置以产生所述帧的经解码表示的对应解码器的系统。此编码器和解码器通常部署在通信链路的相反终端处。为了支持全双工通信，编码器和解码器两者的实例通常部署在此类链路的每一末端处。 
在此描述中，术语“所感测的音频信号”指示经由一个或一个以上麦克风接收的信号，且术语“所再现的音频信号”指示根据从存储装置检索和/或经由通往另一装置的有线或无线连接接收的信息再现的信号。音频再现装置(例如通信或重放装置)可经配置以 将所再现的音频信号输出到所述装置的一个或一个以上扬声器。或者，此类装置可经配置以将所再现的音频信号输出到耳承、其它头戴耳机或经由导线或以无线方式耦合到所述装置的外部扬声器。参看用于话音通信的收发器应用(例如电话)，所感测的音频信号为将由收发器发射的近端信号，且所再现的音频信号为由收发器接收(例如，经由无线通信链路)的远端信号。参看移动音频再现应用(例如所记录的音乐、视频或语音(例如，经MP3编码的音乐文件、电影、视频剪辑、有声读物、播客)的重放或所述内容的串流)，所再现的音频信号为正被重放或串流的音频信号。 
用于话音通信的头戴耳机(例如，BluetoothTM头戴耳机)通常含有用于在用户的一只耳朵处再现远端音频信号的扬声器和用于接收用户的话音的主要麦克风。扬声器通常佩戴在用户的耳朵处，且麦克风布置在头戴耳机内以便在使用期间安置以按可接受地高的SNR接收用户的话音。麦克风通常位于(例如)佩戴在用户的耳朵处的外壳内，从此类外壳朝向用户的嘴巴延伸的吊杆或其它突出部分上，或载运去往和来自蜂窝式电话的音频信号的软线上。头戴耳机还可包括位于用户的耳朵处的一个或一个以上额外次要麦克风，其可用于改善主要麦克风信号中的SNR。头戴耳机与蜂窝式电话(例如，手持机)之间的音频信息(以及可能，控制信息，例如电话挂机状态)的传送可经由有线或无线的链路来执行。 
可能需要结合所要音频信号的再现来使用ANC。举例来说，用于听音乐的听筒或头戴受话器或用以在电话呼叫期间再现远端说话者的话音的无线头戴耳机(例如，BluetoothTM或其它通信头戴耳机)还可经配置以执行ANC。此类装置可经配置以将所再现的音频信号(例如，音乐信号或所接收的电话呼叫)与经布置以将所得音频信号朝向用户的耳朵引导的扬声器的上游的抗噪声信号进行混频。 
环境噪声可影响所再现的音频信号的可懂度而不管ANC操作。在一个此类实例中，ANC操作可在较高频率处比在较低频率处效率低，使得在较高频率处的环境噪声可仍影响所再现的音频信号的可懂度。在另一此类实例中，ANC操作的增益可为有限的(例如，以确保稳定性)。在又一此类实例中，可需要仅在用户的一只耳朵处使用执行音频再现和ANC的装置(例如，无线头戴耳机，例如BluetoothTM头戴耳机)，使得由用户的另一只耳朵听到的环境噪声可影响所再现的音频信号的可懂度。在这些和其它情况下，除了执行ANC操作之外，还可能需要修改所再现的音频信号的频谱以提升可懂度。 
图1A展示根据一般配置的装置D100的框图。装置D100包括误差麦克风ME10，其经配置以在装置D100的使用期间指向用户的耳朵的耳道处且响应于所感测的声学误差而产生误差麦克风信号SME10。装置D100还包括音频输入级AI10的实例AI10e，其 经配置以产生声学误差信号SAE10(也称为“残余”或“残余误差”信号)，所述信号是基于来自误差麦克风信号SME10的信息且描述由误差麦克风ME10感测的声学误差。装置D100还包括经配置以基于来自所再现的音频信号SRA10的信息和来自声学误差信号SAE10的信息而产生音频输出信号SAO10的设备A100。 
装置D100还包括：音频输出级AO10，其经配置以基于音频输出信号SAO10而产生扬声器驱动信号SO10；以及扬声器LS10，其经配置以在装置D100的使用期间指向用户的耳朵处且响应于扬声器驱动信号SO10而产生声学信号。音频输出级AO10可经配置以对音频输出信号SAO10执行一个或一个以上后处理操作(例如，滤波、放大、从数字转换到模拟、阻抗匹配等)以产生扬声器驱动信号SO10。 
装置D100可经实施以使得误差麦克风ME10和扬声器LS10在装置D100的使用期间佩戴在用户的头部上或用户的耳朵中(例如，作为头戴耳机，例如用于话音通信的无线头戴耳机)。或者，装置D100可经实施以使得误差麦克风ME10和扬声器LS10在装置D100的使用期间固持到用户的耳朵(例如，作为电话手持机，例如蜂窝式电话手持机)。图36、37、38A、40B和41B展示误差麦克风ME10和扬声器LS10的放置的若干实例。 
图1B展示设备A100的框图，所述设备A100包括经配置以基于来自声学误差信号SAE10的信息而产生抗噪声信号SAN10的ANC模块NC10。设备A100还包括均衡器EQ10，其经配置以根据噪声估计SNE10对所再现的音频信号SRA10执行均衡操作以产生经均衡的音频信号SEQ10，其中噪声估计SNE10是基于来自声学误差信号SAE10的信息。设备A100还包括混频器MX10，其经配置以将抗噪声信号SAN10和经均衡的音频信号SEQ10进行组合(例如，混频)以产生音频输出信号SAO10。 
音频输入级AI10e将通常经配置以对误差麦克风信号SME10执行一个或一个以上预处理操作以获得声学误差信号SAE10。在典型情况下，举例来说，误差麦克风ME10将经配置以产生模拟信号，而设备A100可经配置以对数字信号进行操作，使得预处理操作将包括模/数转换。可由音频输入级AI10e在模拟和/或数字域中对麦克风通道执行的其它预处理操作的实例包括带通滤波(例如，低通滤波)。 
音频输入级AI10e可实现为根据一般配置的音频输入级AI10的实例，如图1C的框图中展示，其经配置以对麦克风输入信号SMI10执行一个或一个以上预处理操作以产生对应的麦克风输出信号SMO10。此些预处理操作可包括(不限于)阻抗匹配、模/数转换、增益控制和/或在模拟和/或数字域中的滤波。 
音频输入级AI10e可实现为音频输入级AI10的实施方案AI20的实例，如图1C的框图中展示，其包括模拟预处理级P10。在一个实例中，级P10经配置以对麦克风输入 信号SMI10(例如，误差麦克风信号SME10)执行高通滤波操作(例如，用50、100或200Hz的截止频率)。 
可能需要音频输入级AI10产生麦克风输出信号SMO10作为数字信号，也就是说，作为样本序列。举例来说，音频输入级AI20包括模/数转换器(ADC)C10，其经布置以对经预处理的模拟信号进行取样。用于声学应用的典型取样速率包括8kHz、12kHz、16kHz和在从约8到约16kHz的范围内的其它频率，但还可使用高达约44.1、48或192kHz的取样速率。 
音频输入级AI10e可实现为音频输入级AI20的实施方案AI30的实例，如图1C的框图中展示。音频输入级AI30包括数字预处理级P20，其经配置以对对应的数字化通道执行一个或一个以上预处理操作(例如，增益控制、频谱整形、噪声减少和/或回声消除)。 
装置D100可经配置以经由导线或以无线方式从音频再现装置(例如通信或重放装置)接收所再现的音频信号SRA10。所再现的音频信号SRA10的实例包括远端或下行链路音频信号(例如所接收的电话呼叫)和经预记录的音频信号(例如正从存储媒体再现的信号(例如，正从音频或多媒体文件解码的信号))。 
装置D100可经配置以在远端语音信号和经解码音频信号当中进行选择且/或对其进行混频以产生所再现的音频信号SRA10。举例来说，装置D100可包括选择器SEL10，如图2C中展示，其经配置以通过从来自语音解码器SD10的远端语音信号SFS10和来自音频源AS10的经解码音频信号SDA10当中进行选择(例如，根据用户的开关致动)来产生所再现的音频信号SRA10。可包括在装置D100内的音频源AS10可经配置以用于经压缩音频或视听信息(例如根据标准压缩格式(例如，运动图片专家小组(MPEG)-1音频层3(MP3)、MPEG-4第14部分(MP4)、视窗媒体音频/视频(WMA/WMV)的版本(华盛顿州雷蒙德市微软公司)、高级音频译码(AAC)、国际电信联盟(ITU)-T H.264等等)编码的文件或流)的重放。 
设备A100可经配置以包括自动增益控制(AGC)模块，其经布置以压缩均衡器EQ10上游的所再现的音频信号SRA10的动态范围。此模块可经配置以提供净空高度定义和/或主音量设置(例如，以控制子带增益因子的上部和/或下部界限)。或者或另外，设备A100可经配置以包括峰值限制器，其经配置并布置以限制均衡器EQ10的声学输出电平(例如，以限制经均衡的音频信号SEQ10的电平)。 
设备A100还包括混频器MX10，其经配置以将抗噪声信号SAN10和经均衡的音频信号SEQ10进行组合(例如，混频)以产生音频输出信号SAO10。混频器MX10还可经配置以通过将抗噪声信号SAN10、经均衡的音频信号SEQ10或所述两个信号的混合物从 数字形式转换为模拟形式且/或通过对此类信号执行任何其它所要音频处理操作(例如，滤波、放大、施加增益因子和/或控制此类信号的电平)来产生音频输出信号SAO10。 
设备A100包括ANC模块NC10，其经配置以基于来自误差麦克风信号SME10的信息而产生抗噪声信号SAN10(例如，根据任何所要数字和/或模拟ANC技术)。基于来自声学误差信号的信息的ANC方法还称为反馈ANC方法。 
可能需要将ANC模块NC10实施为ANC滤波器FC10，其通常经配置以反转输入信号(例如，声学误差信号SAE10)的相位以产生抗噪声信号SA10，且可为固定或自适应的。通常需要配置ANC滤波器FC10以产生抗噪声信号SAN10使其在振幅中与声学噪声匹配且在相位中与声学噪声相反。可执行例如时间延迟、增益放大和均衡或低通滤波等信号处理操作以实现最佳噪声消除。可能需要配置ANC滤波器FC10以对信号进行高通滤波(例如，以衰减高振幅低频率声学信号)。另外或或者，可能需要配置ANC滤波器FC10以对信号进行低通滤波(例如，使得ANC效应在高频率处随频率逐渐减小)。因为抗噪声信号SAN10应在声学噪声从麦克风行进到致动器(即，扬声器LS10)时可用，所以由ANC滤波器FC10引起的处理延迟应不超过非常短的时间(通常约30到60微秒)。 
可由ANC滤波器FC10对声学误差信号SAE10执行以产生抗噪声信号SA10的ANC操作的实例包括相位反转滤波操作、最小均方(LMS)滤波操作、LMS的变型或衍生物(例如，x滤波LMS，如在第2006/0069566号美国专利申请公开案(纳贾尔(Nadjar)等人)和其它地方中所描述)、输出白化反馈ANC方法和数字虚拟地球算法(例如，如在第5,105,377号美国专利(齐格勒(Ziegler))中所描述)。ANC滤波器FC10可经配置以在时域中且/或在变换域(例如，傅里叶变换或其它频域)中执行ANC操作。 
ANC滤波器FC10还可经配置以对声学误差信号SAE10执行其它处理操作(例如，对误差信号进行整合、对误差信号进行低通滤波、对频率响应进行均衡、对增益进行放大或衰减和/或对延迟进行匹配或减到最小)以产生抗噪声信号SAN10。ANC滤波器FC10可经配置以在脉冲密度调制(PDM)或其它高取样速率域中产生抗噪声信号SAN10，且/或在比声学误差信号SAE10的取样速率低的速率下调适其滤波器系数，如2011年1月13日公开的第2011/0007907号美国公开专利申请案(帕克(Park)等人)中所描述。 
ANC滤波器FC10可经配置以具有随时间固定的滤波器状态或者可随时间调适的滤波器状态。自适应ANC滤波操作可通常在预期范围的操作条件下实现比固定ANC滤波操作好的性能。与固定ANC方法相比，举例来说，自适应ANC方法可通常通过对环境噪声和/或声学路径的改变作出响应来实现较好噪声消除结果。此些改变可包括装置D100(例如，蜂窝式电话手持机)在所述装置的使用期间相对于耳朵的移动，其可通过增 大或减少声学泄漏来改变声学负载。 
可能需要将误差麦克风ME10安置在由扬声器LS10产生的声学场内。举例来说，装置D100可经构造为反馈ANC装置，使得误差麦克风ME10经定位以感测封闭用户的耳道的入口且扬声器LS10被驱动到其中的腔室内的声音。可能需要将误差麦克风ME10与扬声器LS10一起安置在头戴受话器的耳杯或耳塞的指向耳膜部分内。还可能需要使误差麦克风ME10与环境噪声声学隔离。 
耳道中的声学信号有可能受正由扬声器LS10再现的所要音频信号(例如，远端或经解码音频内容)支配。可能需要ANC模块NC10包括回声消除器以消除从扬声器LS10到误差麦克风ME10的声学耦合。图3A展示包括回声消除器EC10的ANC模块NC10的实施方案NC20的框图。回声消除器EC10经配置以根据回声参考信号SER10(例如，经均衡的音频信号SEQ10)对声学误差信号SAE10执行回声消除操作，以产生回声经清除的噪声信号SEC10。回声消除器EC10可实现为固定滤波器(例如，IIR滤波器)。或者，回声消除器EC10可实施为自适应滤波器(例如，对声学负载/路径/泄漏的改变作出自适应的FIR滤波器)。 
可能需要设备A100包括另一回声消除器，其可为自适应的且/或可比将适合于ANC操作更积极地调谐。图3B展示包括此回声消除器EC20的布置的框图，所述回声消除器EC20经配置并布置以根据回声参考信号SER10(例如，经均衡的音频信号SEQ10)对声学误差信号SAE10执行回声消除操作，以产生第二回声经清除的信号SEC20，所述第二回声经清除的信号SEC20可由均衡器EQ10接收作为噪声估计SNE10。 
设备A100还包括均衡器EQ10，其经配置以基于来自噪声估计SNE10的信息而修改所再现的音频信号SRA10的频谱，以产生经均衡的音频信号SEQ10。均衡器EQ10可经配置以通过基于来自噪声估计SNE10的信息使信号SRA10的至少一个子带相对于信号SR10的另一子带升高(或衰减)来使信号SRA10均衡。可能需要均衡器EQ10保持不活动，直到所再现的音频信号SRA10可用为止(例如，直到用户起始或接收电话呼叫或者接入媒体内容或话音辨识系统提供信号SRA10为止)。 
均衡器EQ10可经布置以接收噪声估计SNE10作为抗噪声信号SAN10、回声经清除的噪声信号SEC10和回声经清除的噪声信号SEC20中的任一者。设备A100可经配置以包括如图3C中展示的选择器SEL20(例如，多路复用器)以支持在两个或两个以上此类噪声估计当中进行运行时选择(例如，基于回声消除器EC10的性能的测量的当前值和/或回声消除器EC20的性能的测量的当前值)。 
图4展示均衡器EQ10的实施方案EQ20的框图，所述实施方案EQ20包括第一子 带信号产生器SG100a和第二子带信号产生器SG100b。第一子带信号产生器SG100a经配置以基于来自所再现的音频信号SR10的信息而产生一组第一子带信号，且第二子带信号产生器SG100b经配置以基于来自噪声估计N10的信息而产生一组第二子带信号。均衡器EQ20还包括第一子带功率估计计算器EC100a和第二子带功率估计计算器EC100a。第一子带功率估计计算器EC100a经配置以产生一组第一子带功率估计，其每一者基于来自第一子带信号中的对应一者的信息，且第二子带功率估计计算器EC100b经配置以产生一组第二子带功率估计，其每一者基于来自第二子带信号中的对应一者的信息。均衡器EQ20还包括：子带增益因子计算器GC100，其经配置以基于对应第一子带功率估计与对应第二子带功率估计之间的关系而计算所述子带中的每一者的增益因子；以及子带滤波器阵列FA100，其经配置以根据子带增益因子对所再现的音频信号SR10进行滤波以产生经均衡的音频信号SQ10。均衡器EQ10的实施方案和操作的另外实例可在(例如)2010年1月21日公开的题目为“用于增强型可懂度的系统、方法、设备和计算机程序产品(SYSTEMS,METHODS,APPARATUS,AND COMPUTERPROGRAM PRODUCTS FOR ENHANCED INTELLIGIBILITY)”的第2010/0017205号美国公开专利申请案中找到。 
子带信号产生器SG100a和SG100b中的任一者或两者可经配置以通过根据所要子带划分方案将频域输入信号的频段分组为q个子带来产生一组q个子带信号。或者，子带信号产生器SG100a和SG100b中的任一者或两者可经配置以根据所要子带划分方案对时域输入信号进行滤波(例如，使用子带滤波器组)以产生一组q个子带信号。子带划分方案可为均一的，使得每一频段具有大致上相同的宽度(例如，在约10％内)。或者，子带划分方案可为非均一的，例如超越方案(例如，基于巴克标度的方案)或对数方案(例如，基于梅尔标度的方案)。在一个实例中，一组7个巴克标度子带的边缘对应于频率20、300、630、1080、1720、2700、4400和7700Hz。此子带布置可用于具有16kHz的取样速率的宽带语音处理系统中。在此划分方案的其它实例中，省略下部子带以获得六子带布置，且/或将高频率界限从7700Hz增加到8000Hz。子带划分方案的另一实例为四带准巴克方案300-510Hz、510-920Hz、920-1480Hz和1480-4000Hz。此子带布置可用于具有8kHz的取样速率的窄带语音处理系统中。 
子带功率估计计算器EC100a和EC100b中的每一者经配置以接收相应组的子带信号且产生对应组的子带功率估计(通常针对所再现的音频信号SR10和噪声估计N10的每一帧)。子带功率估计计算器EC100a和EC100b中的任一者或两者可经配置以将每一子带功率估计计算为用于所述帧的对应子带信号的值的平方的总和。或者，子带功率估计 计算器EC100a和EC100b中的任一者或两者可经配置以将每一子带功率估计计算为用于所述帧的对应子带信号的值的量值的总和。 
可能需要实施子带功率估计计算器EC100a和EC100b中的任一者或两者以针对用于每一帧的整个对应信号计算功率估计(例如，作为平方或量值的总和)，且使用此功率估计来正规化用于所述帧的子带功率估计。此正规化可通过将每一子带总和除以信号总和或从每一子带总和减去信号总和来执行。(在相除的情况下，可能需要将较小值相加到所述信号总和以避免除以零。)或者或另外，可能需要实施子带功率估计计算器EC100a和EC100b中的任一者或两者以执行子带功率估计的时间平滑操作。 
子带增益因子计算器GC100经配置以基于对应的第一和第二子带功率估计而针对所再现的音频信号SRA10的每一帧计算一组增益因子。举例来说，子带增益因子计算器GC100可经配置以将每一增益因子计算为噪声子带功率估计与对应信号子带功率估计的比率。在此情况下，可能需要将较小值相加到信号子带功率估计以避免除以零。 
子带增益因子计算器GC100还可经配置以对所述功率比率中的一者或一者以上(可能全部)中的每一者执行时间平滑操作。可能需要此时间平滑操作经配置以允许增益因子值在噪声程度正增加时较快速改变且/或在噪声程度正减小时抑制增益因子值的快速改变。此类配置可有助于抵抗音质时间掩蔽效应，其中大声的噪声持续掩蔽所要声音，即使在所述噪声已经结束之后也是如此。因此，可能需要根据当前与先前增益因子值之间的关系来变化平滑因子的值(例如，在增益因子的当前值小于先前值时执行较多平滑，且在增益因子的当前值大于先前值时执行较少平滑)。 
或者或另外，子带增益因子计算器GC100可经配置以向所述子带增益因子中的一者或一者以上(可能全部)施加上部界限和/或下部界限。这些界限中的每一者的值可为固定的。或者，这些界限中的任一者或两者的值可根据(例如)用于均衡器EQ10的所要净空高度和/或经均衡的音频信号SEQ10的当前音量(例如，音量控制信号的当前用户控制值)来调适。或者或另外，这些界限中的任一者或两者的值可基于来自所再现的音频信号SRA10的信息，例如所再现的音频信号SRA10的当前电平。 
可能需要配置均衡器EQ10以补偿可由子带重叠引起的过度升高。举例来说，子带增益因子计算器GC100可经配置以减小中频率子带增益因子中的一者或一者以上的值(例如，包括频率fs/4的子带，其中fs指示所再现的音频信号SRA10的取样频率)。子带增益因子计算器GC100的此实施方案可经配置以通过将子带增益因子的当前值乘以具有小于1的值的缩放因子来执行所述减小。子带增益因子计算器GC100的此实施方案可经配置以针对待缩小的每一子带增益因子使用同一缩放因子或者针对待缩小的每一子 带增益因子使用不同缩放因子(例如，基于对应子带与一个或一个以上邻近子带的重叠的程度)。 
另外或在替代方案中，可能需要配置均衡器EQ10以增加高频率子带中的一者或一者以上的升高的程度。举例来说，可能需要配置子带增益因子计算器GC100以确保所再现的音频信号SRA10的一个或一个以上高频率子带(例如，最高子带)的放大不低于中频率子带(例如，包括频率fs/4的子带，其中fs指示所再现的音频信号SRA10的取样频率)的放大。在一个此类实例中，子带增益因子计算器GC100经配置以通过将中频率子带的子带增益因子的当前值乘以大于1的缩放因子来计算高频率子带的子带增益因子的当前值。在另一此类实例中，子带增益因子计算器GC100经配置以将高频率子带的子带增益因子的当前值计算为以下两者中的最大值：(A)从所述子带的功率比率所计算的当前增益因子值；以及(B)通过将中频率子带的子带增益因子的当前值乘以大于1的缩放因子来获得的值。 
子带滤波器阵列FA100经配置以将所述子带增益因子中的每一者施加到所再现的音频信号SRA10的对应子带以产生经均衡的音频信号SEQ10。子带滤波器阵列FA100可经实施以包括带通滤波器阵列，每一带通滤波器经配置以将子带增益因子中的相应一者施加到所再现的音频信号SRA10的对应子带。此阵列中的滤波器可并联且/或串联地布置。图5A展示子带滤波器阵列FA100的实施方案FA120的框图，其中带通滤波器F30-1到F30-q经布置以通过串联地(即，在级联中，使得每一滤波器F30-k经布置以对滤波器F30-(k-1)的输出进行滤波，其中2≤k≤q)根据子带增益因子对所再现的音频信号SRA10进行滤波来将子带增益因子G(1)到G(q)中的每一者施加到所再现的音频信号SRA10的对应子带。 
滤波器F30-1到F30-q中的每一者可经实施以具有有限脉冲响应(FIR)或无限脉冲响应(IIR)。举例来说，滤波器F30-1到F30-q中的一者或一者以上(可能全部)中的每一者可经实施为二阶IIR区段或“双二次”。双二次的转移函数可表达为 
H ( z ) = b 0 + b 1 z - 1 + b 2 z - 2 1 + a 1 z - 1 + a 2 z - 2 . - - - ( 1 )
可能需要使用转置直接形式II实施每一双二次，尤其是针对均衡器EQ10的浮点实施方案。图5B说明用于滤波器F30-1到F30-q中的一者F30-i的双二次实施方案的转置直接形式II结构。图6展示滤波器F30-1到F30-q中的一者的双二次实施方案的一个实 例的量值和相位响应曲线图。 
子带滤波器阵列FA120可实施为双二次的级联。此实施方案还可被称为双二次IIR滤波器级联、二阶IIR区段或滤波器的级联或一系列级联的子带IIR双二次。可能需要使用转置直接形式II来实施每一双二次，尤其是针对均衡器EQ10的浮点实施方案。 
可能需要滤波器F30-1到F30-q的通带表示将所再现的音频信号SRA10的带宽划分为一组非均一子带(例如，使得所述滤波器通带中的两者或两者以上具有不同宽度)而非一组均一子带(例如，使得滤波器通带具有相等宽度)。可能需要子带滤波器阵列FA120施加相同子带划分方案作为第一子带信号产生器SG100a的时域实施方案的子带滤波器组和/或第二子带信号产生器SG100b的时域实施方案的子带滤波器组。可甚至使用相同组件滤波器作为所述子带滤波器组(例如，在不同时间且使用不同增益因子值)来实施子带滤波器阵列FA120，但应注意，所述滤波器通常在子带信号产生器SG100a和SG100b的此些实施方案中并联地(即，个别地)而非如在子带滤波器阵列FA120中串联地施加到输入信号。图7展示用于如上文所描述的巴克标度子带划分方案的子带滤波器阵列FA120的实施方案中的一组七个双二次中的每一者的量值和相位响应。 
子带增益因子G(1)到G(q)中的每一者可用以当滤波器被配置为子带滤波器阵列FA120时更新滤波器F30-1到F30-q中的对应一者的一个或一个以上滤波器系数值。在此情况下，可能需要配置滤波器F30-1到F30-q中的一者或一者以上(可能全部)中的每一者以使得其频率特性(例如，其通带的中心频率和宽度)为固定的且其增益为可变的。可通过仅变化前馈系数(例如，在以上双二次表达式(1)中的系数b0、b1和b2)中的一者或一者以上的值来针对FIR或IIR滤波器实施此类技术。在一个实例中，通过将偏移g相加到前馈系数b0且从前馈系数b2减去相同偏移g以获得以下转移函数来变化滤波器F30-1到F30-q中的一者F30-i的双二次实施方案的增益： 
H i ( z ) = ( b 0 ( i ) + g ) + b 1 ( i ) z - 1 + ( b 2 ( i ) - g ) z - 2 1 + a 1 ( i ) z - 1 + a 2 ( i ) z - 2 . - - - ( 2 )
在此实例中，a1和a2的值经选择以界定所要带，a2和b2的值为相等的，且b0等于1。偏移g可根据例如g=(1-a2(i))(G(i)-1)c的表达式从对应增益因子G(i)计算得到，其中c为具有小于1的值的正规化因子，其可经调谐以使得在带的中心处获得所要增益。图8展示双二次的三级级联的此实例，其中正将偏移g施加到第二级。 
可发生这样的情况：有不充足的净空高度可用以实现一个子带相对于另一者的所要 升高。在此情况下，所述子带当中的所要增益关系可通过在负方向上向其它子带施加所要升高(即，通过使其它子带衰减)来等效地获得。 
可能需要配置均衡器EQ10以使所再现的音频信号SRA10的一个或一个以上子带在不升高的情况下通过。举例来说，升高低频率子带可导致其它子带的压抑，且可能需要均衡器EQ10使所再现的音频信号SRA10的一个或一个以上低频率子带(例如，包括小于300Hz的频率的子带)在不升高的情况下通过。 
可能需要在其中所再现的音频信号SRA10为不活动的时间间隔期间旁路均衡器EQ10或以其它方式暂停或抑制所再现的音频信号SRA10的均衡。在一个此类实例中，设备A100经配置以包括对所再现的音频信号SRA10的话音活动检测操作(根据任何此类技术，例如频谱倾斜和/或帧能量与时间平均能量的比率)，其经布置以控制均衡器EQ10(例如，通过允许子带增益因子值在所再现的音频信号SRA10为不活动时衰减)。 
图9A展示装置D100的实施方案D110的框图。装置D110包括至少一个话音麦克风MV10，其经配置以在装置D100的使用期间指向以感测近端语音信号(例如，用户的话音)且响应于所感测的近端语音信号而产生近端麦克风信号SME10。图36、37、38C、38D、39、40B、41A和41C展示话音麦克风MV10的放置的若干实例。装置D110还包括音频级AI10的(例如，音频级AI20或AI30的)实例AI10v，其经布置以基于来自近端麦克风信号SMV10的信息而产生近端信号SNV10。 
图9B展示设备A100的实施方案A110的框图。设备A110包括ANC模块NC20的实例，其经布置以接收经均衡的音频信号SEQ10作为回声参考SER10。设备A110还包括噪声抑制模块NS10，其经配置以基于来自近端信号SNV10的信息而产生噪声经抑制的信号。设备A110还包括反馈消除器CF10，其经配置并布置以通过根据基于来自近端信号SNV10的信息的近端语音估计SSE10对基于来自声学误差信号SAE10的信息的输入信号执行反馈消除操作来产生反馈经消除的噪声信号。在此实例中，反馈消除器CF10经布置以接收回声经清除的信号SEC10或SEC20作为其输入信号，且均衡器EQ10经布置以接收反馈经消除的噪声信号作为噪声估计SNE10。 
图10A展示噪声抑制模块NS10的实施方案NS20的框图。在此实例中，噪声抑制模块NS20经实施为噪声抑制滤波器FN10，其经配置以通过对基于来自近端信号SNV10的信息的输入信号执行噪声抑制操作来产生噪声经抑制的信号SNP10。在一个实例中，噪声抑制滤波器FN10经配置以区分其输入信号的语音帧与其输入信号的噪声帧且产生噪声经抑制的信号SNP10以仅包括语音帧。噪声抑制滤波器FN10的此实施方案可包括话音活动检测器(VAD)，其经配置以基于例如帧能量、信噪比(SNR)、周期性、语音和/ 或残余(例如，线性预测译码残余)的自相关、过零率和/或第一反射系数等一个或一个以上因子而将语音信号S40的帧分类为活动(例如，语音)或不活动(例如，背景噪声或静默)。 
此分类可包括将此因子的值或量值与阈值进行比较和/或将此因子的改变的量值与阈值进行比较。或者或另外，此分类可包括将一个频带中的此因子(例如能量)的值或量值或此因子的改变的量值与另一频带中的相同值进行比较。可能需要实施此VAD以基于多个准则(例如，能量、过零率等)和/或新近VAD决策的记忆而执行话音活动检测。此话音活动检测操作的一个实例包括将信号的高带和低带能量与相应阈值进行比较，如(例如)在2007年1月的题目为“增强型可变速率编解码器，用于宽带展频数字系统的语音服务选项3、68和70(Enhanced Variable Rate Codec,Speech Service Options 3,68,and70 for Wideband Spread Spectrum Digital Systems)”的3GPP2文献C.S0014-C版本1.0的章节4.7(第4-49到4-57页)(在www-dot-3gpp-dot-org处在线可用)中所描述。 
可能需要配置噪声抑制模块NS20以包括对近端信号SNV10的回声消除器以消除从扬声器LS10到近端话音麦克风的声学耦合。举例来说，此操作可有助于避免均衡器EQ10的正反馈。图10B展示包括回声消除器EC30的噪声抑制模块NS20的此实施方案NS30的框图。回声消除器EC30经配置并布置以通过根据来自回声参考信号SER20的信息对基于来自近端信号SNV10的信息的输入信号执行回声消除操作来产生回声经清除的近端信号SCN10。回声消除器EC30通常经实施为自适应FIR滤波器。在此实施方案中，噪声抑制滤波器FN10经布置以接收回声经清除的近端信号SCN10作为其输入信号。 
图10C展示设备A110的实施方案A120的框图。在设备A120中，噪声抑制模块NS10经实施为噪声抑制模块NS30的实例，其经配置以接收经均衡的音频信号SEQ10作为回声参考信号SER20。 
反馈消除器CF10经配置以从其输入信号消除近端语音估计以获得噪声估计。反馈消除器CF10经实施为回声消除器结构(例如，基于LMS的自适应滤波器，例如FIR滤波器)且通常为自适应的。反馈消除器CF10还可经配置以执行去相关操作。 
反馈消除器CF10经布置以接收近端语音估计SSE10作为控制信号，所述近端语音估计SSE10可为近端信号SNV10、回声经清除的近端信号SCN10和噪声经抑制的信号SNP10当中的任一者。设备A110(例如，设备A120)可经配置以包括如图11A中展示的多路复用器以支持在两个或两个以上此类近端语音信号当中进行运行时选择(例如，基于回声消除器EC30的性能的测量的当前值)。 
在通信应用中可能需要将用户自身的话音的声音混频到在用户的耳朵处播放的所接收的信号中。在话音通信装置(例如头戴耳机或电话)中将麦克风输入信号混频到扬声 器输出中的技术称为“侧音”。通过准许用户听到其自身的话音，侧音通常增强用户舒适度且增加通信的效率。混频器MX10可经配置以(例如)将用户的语音的(例如，近端语音估计SSE10的)一些可听量混频到音频输出信号SAO10中。 
可能需要使噪声估计SNE10基于来自近端麦克风信号SMV10的噪声分量的信息。图11B展示噪声抑制模块NS20的实施方案NS50的框图，所述实施方案NS50包括噪声抑制滤波器FN10的实施方案FN50，其经配置以基于来自近端信号SNV10的信息而产生近端噪声估计SNN10。 
噪声抑制滤波器FN50可经配置以基于来自噪声帧的信息而更新近端噪声估计SNN10(例如，近端信号SNV10的噪声分量的频谱分布)。举例来说，噪声抑制滤波器FN50可经配置以将噪声估计SNN10计算为频域(例如变换域(例如，FFT域)或子带域)中的噪声帧的时间平均值。此更新可在频域中通过在时间上平滑所述频率分量值来执行。举例来说，噪声抑制滤波器FN50可经配置以使用一阶IIR滤波器来用当前噪声片段的对应分量的值更新噪声估计的每一分量的先前值。 
或者或另外，噪声抑制滤波器FN50可经配置以通过应用最小统计技术且随时间跟踪近端信号SNV10的频谱的最小值(例如，最小功率电平)来产生近端噪声估计SNN10。 
噪声抑制滤波器FN50还可包括噪声减少模块，其经配置以对语音帧执行噪声减少操作以产生噪声经抑制的信号SNP10。噪声减少模块的一个此类实例经配置以在频域中通过从语音帧减去噪声估计SNN10来执行频谱减法操作以产生噪声经抑制的信号SNP10。噪声减少模块的另一此类实例经配置以使用噪声估计SNN10来对语音帧执行维纳滤波操作以产生噪声经抑制的信号SNP10。 
可在噪声抑制滤波器FN50内使用的后处理操作(例如，残余噪声抑制、噪声估计组合)的另外实例在第61/406,382号美国专利申请案(辛(Shin)等人，2010年10月25日申请)中描述。图11D展示噪声抑制模块NS30和NS50的实施方案NS60的框图。 
在如本文中所描述的ANC装置(例如，装置D100)的使用期间，所述装置经佩戴或固持以使得扬声器LS10定位在用户的耳道的入口的前方且指向所述入口处。因此，所述装置其自身可预期阻断一些环境噪声到达用户的耳膜。此噪声阻断效应也称为“无源噪声消除”。 
可能需要布置均衡器EQ10以对基于近端噪声估计的所再现的音频信号SRA10执行均衡操作。此近端噪声估计可基于来自外部麦克风信号(例如近端麦克风信号SMV10)的信息。然而，作为无源和/或有源噪声消除的结果，此近端噪声估计的频谱可预期不同于用户响应于相同刺激而经历的实际噪声的频谱。此些差异可预期减小均衡操作的有效 性。 
图12A展示针对在装置D100的使用期间的任意选择的时间间隔的噪声功率对频率的曲线图，其展示三条不同曲线A、B和C的实例。曲线A展示由近端麦克风SMV10感测(例如，由近端噪声估计SNN10指示)的所估计的噪声功率谱。曲线B展示在位于用户的耳道的入口处的耳朵参考点ERP处的实际噪声功率谱，其由于无源噪声消除而相对于曲线A减小。曲线C展示在存在有源噪声消除的情况下在耳朵参考点ERP处的实际噪声功率谱，其相对于曲线B进一步减小。举例来说，如果曲线A指示在1kHz处的外部噪声功率电平为10dB，且曲线B指示在1kHz处的误差信号噪声功率电平为4dB，那么可假设在ERP处的在1kHz处的噪声功率衰减了6dB(例如，归因于阻断)。 
来自误差麦克风信号SME10的信息可用以实时地监视耳承的耦合区域(例如，扬声器LS10将其声学信号传递到用户的耳道中所在的位置，或其中耳承遇到用户的耳道所在的区域)中的所接收的信号的频谱。可假设此信号提供对在位于用户的耳道的入口处的耳朵参考点EPR处的声音场(例如，对曲线B或C，取决于ANC活动的状态)的紧密近似。此信息可用以直接估计噪声功率谱(例如，如本文中参看设备A110和A120所描述)。此信息还可间接用以根据在耳朵参考点ERP处所监视的频谱来修改近端噪声估计的频谱。举例来说，使用所监视的频谱来估计图12A中的曲线B和C，可能需要当ANC模块NC20为不活动时根据曲线A与B之间的距离或当ANC模块NC20为活动时根据曲线A与C之间的距离来调整近端噪声估计SNN10，以获得用于所述均衡的较准确近端噪声估计。 
引起曲线A与B之间和曲线A与C之间的差异的主要声学路径P1在图11C中描绘为从噪声参考路径NRP1(其位于话音麦克风MV10的感测表面处)到耳朵参考点ERP的路径。可能需要配置设备A100的实施方案以通过将主要声学路径P1的估计施加到噪声估计SNN10来从近端噪声估计SNN10获得噪声估计SNE10。此补偿可预期产生较准确地指示在耳朵参考点ERP处的实际噪声功率电平的近端噪声估计。 
可能需要将主要声学路径P1建模为线性转移函数。此转移函数的固定状态可通过在装置D100的模拟使用期间(例如，在其被固持在模拟用户的耳朵处时，例如头部和躯干模拟器(HATS)，丹麦的布鲁尔与卡耶尔公司(Bruel and Kjaer,DK))在存在声学噪声信号的情况下将麦克风MV10和ME10的响应进行比较来离线估计。此离线程序还可用以针对转移函数的自适应实施方案获得转移函数的初始状态。主要声学路径P1还可建模为非线性转移函数。 
可能需要在用户使用装置D100期间使用来自误差麦克风信号SME10的信息来修改 近端噪声估计SNN10。主要声学路径P1可在使用期间改变，例如归因于可由装置移动引起的声学负载和泄漏的改变(尤其是对于固持到用户的耳朵的手持机)。转移函数的估计可使用自适应补偿以应付声学负载的此变化来执行，声学负载的变化可在接收路径的感知频率响应中具有显著影响。 
图12B展示设备A100的实施方案A130的框图，所述实施方案A130包括噪声抑制模块NS50(或NS60)的实例，其经配置以产生近端噪声估计SNN10。设备A130还包括转移函数XF10，其经配置以对噪声估计输入进行滤波以产生经滤波的噪声估计输出。转移函数XF10经实施为自适应滤波器，其经配置以根据基于来自声学误差信号SAE10的信息的控制信号执行滤波操作。在此实例中，转移函数XF10经布置以根据来自回声经清除的噪声信号SEC10或SEC20的信息对基于来自近端信号SNV10的信息的输入信号(例如，近端噪声估计SNN10)进行滤波以产生经滤波的噪声估计，且均衡器EQ10经布置以接收经滤波的噪声估计作为噪声估计SNE10。 
可能难以在当所再现的音频信号SRA10为活动时的时间间隔期间从声学误差信号SAE10获得关于主要声学路径P1的准确信息。因此，可能需要抑制转移函数XF10在这些时间间隔期间调适(例如，更新其滤波器系数)。图13A展示设备A130的实施方案A140的框图，所述实施方案A140包括噪声抑制模块NS50(或NS60)的实例、转移函数XF10的实施方案XF20和活动检测器AD10。 
活动检测器AD10经配置以产生活动检测信号SAD10，其状态指示所监视的信号输入上的音频活动的水平。在一个实例中，活动检测信号SAD10在所监视的信号的当前帧的能量低于(或者，不大于)阈值的情况下具有第一状态(例如，开、一、高、启用)，且在其它情况下具有第二状态(例如，关、零、低、停用)。所述阈值可为固定值或自适应值(例如，基于所监视的信号的时间平均能量)。 
在图13A的实例中，活动检测器AD10经布置以监视所再现的音频信号SRA10。在替代性实例中，活动检测器AD10布置在设备A140内，使得活动检测信号SAD10的状态指示经均衡的音频信号SEQ10上的音频活动的水平。转移函数XF20经配置以响应于活动检测信号SAD10的状态而启用或抑制调适。 
图13B展示设备A120和A130的实施方案A150的框图，所述实施方案A150包括噪声抑制模块NS60(或NS50)和转移函数XF10的实例。设备A150还可经实施为设备A140的实施方案，使得用如本文中参看设备A140所描述来配置和布置的转移函数XF20的实例和活动检测器AD10的实例替换转移函数XF10。 
典型环境中的声学噪声可包括多路重合噪声、机场噪声、街道噪声、竞争性说话者 的话音和/或来自干扰源(例如，电视机或收音机)的声音。因此，此噪声通常为不稳定的且可具有接近用户自身的话音的平均频谱的平均频谱。然而，基于来自仅一个话音麦克风的信息的近端噪声估计通常仅为近似稳定噪声估计。此外，单通道噪声估计的计算通常需要噪声功率估计延迟，使得用以噪声估计的对应增益调整可仅在显著延迟之后执行。可能需要获得环境噪声的可靠且同时的估计。 
多通道信号(例如，双通道或立体声信号)(其中每一通道是基于由两个或两个以上麦克风的阵列中的对应一者产生的信号)通常含有可用于话音活动检测的关于源方向和/或接近性的信息。此多通道VAD操作可基于到达方向(DOA)，例如通过区别含有从特定方向范围(例如，所要声音源的方向，例如用户的嘴巴)到达的定向声音的片段与含有漫射声音或从其它方向到达的定向声音的片段。 
图14A展示装置D110的多通道实施方案D200的框图，所述多通道实施方案D200包括话音麦克风MV10的分别主要和次要实例MV10-1和MV10-2。装置D200经配置以使得与次要话音麦克风MV10-2相比，主要话音麦克风MV10-1在所述装置的典型使用期间经安置以产生具有较高信噪比的信号(举例来说，较靠近用户的嘴巴且/或较直接朝向用户的嘴巴定向)。音频输入级AI10v-1和AI10v-2可经实施为如本文中所描述的音频级AI20或(如图14B中展示)AI30的实例。 
话音麦克风MV10的每一实例可具有全向、双向或单向(例如，心形线)的响应。可用于话音麦克风MV10的每一实例的各种类型的麦克风包括(不限于)压电麦克风、动态麦克风和驻极体麦克风。 
可能需要将话音麦克风MV10定位为尽可能地远离扬声器LS10(例如，以减小声学耦合)。而且，可能需要将话音麦克风MV10中的至少一者定位为暴露到外部噪声。可能需要将误差麦克风ME10定位为尽可能地靠近耳道，可能甚至定位在耳道中。 
在用于便携式话音通信的装置(例如手持机或头戴耳机)中，话音麦克风MV10的邻近实例之间的中心到中心间距通常在从约1.5cm到约4.5cm的范围内，但较大间距(例如，多达10或15cm)在例如手持机等装置中也是可能的。在助听器中，话音麦克风MV10的邻近实例之间的中心到中心间距可小到约4或5mm。话音麦克风MV10的各种实例可沿直线布置或者经布置以使得其中心位于二维(例如，三角形)或三维形状的顶点处。 
在如本文中所描述的多麦克风自适应均衡装置(例如，装置D200)的操作期间，话音麦克风MV10的实例产生多通道信号，其中每一通道是基于所述麦克风中的对应一者对声学环境的响应。一个麦克风可比另一麦克风直接地接收特定声音，使得对应通道彼此不同以共同地提供比可使用单个麦克风俘获的声学环境的表示完整的声学环境的表示。 
设备A200可经实施为设备A110或A120的实例，其中噪声抑制模块NS 10经实施为空间选择性处理滤波器FN20。滤波器FN20经配置以对输入多通道信号(例如，信号SNV10-1和SNV10-2)执行空间选择性处理操作(例如，方向选择性处理操作)以产生噪声经抑制的信号SNP10。此空间选择性处理操作的实例包括波束成形、盲源分离(BSS)、基于相位差的处理和基于增益差的处理(例如，如本文中所描述)。图15A展示噪声抑制模块NS30的多通道实施方案NS130的框图，其中噪声抑制滤波器FN10经实施为空间选择性处理滤波器FN20。 
空间选择性处理滤波器FN20可经配置以将每一输入信号处理为一系列片段。典型的片段长度在从约5或10毫秒到约40或50毫秒的范围内，且所述片段可为重叠的(例如，与邻近片段重叠25%或50%)或非重叠的。在一个特定实例中，每一输入信号被划分成一系列非重叠片段或“帧”，其每一者具有10毫秒的长度。设备A200的另一元件或操作(例如，ANC模块NC10和/或均衡器EQ10)还可经配置以使用相同片段长度或使用不同片段长度将其输入信号处理为一系列片段。片段的能量可计算为在时域中的其样本的值的平方的总和。 
空间选择性处理滤波器FN20可经实施以包括由一个或一个以上滤波器系数值矩阵表征的固定滤波器。这些滤波器系数值可使用波束成形、盲源分离(BSS)或组合的BSS/波束成形方法来获得。空间选择性处理滤波器FN20还可经实施以包括一个以上级。这些级中的每一者可基于对应的自适应滤波器结构，其系数值可使用从源分离算法导出的学习规则来计算得到。滤波器结构可包括前馈和/或反馈系数且可为有限脉冲响应(FIR)或无限脉冲响应(IIR)设计。举例来说，滤波器FN20可经实施以包括固定滤波器级(例如，经训练的滤波器级，其系数在运行时间之前确定)，继之以自适应滤波器级。在此情况下，可能需要使用固定滤波器级来产生自适应滤波器级的初始条件。还可能需要执行对滤波器FN20的输入的自适应缩放(例如，以确保IIR固定或自适应滤波器组的稳定性)。可能需要实施空间选择性处理滤波器FN20以包括多个固定滤波器级，其经布置以使得所述固定滤波器级中的适当一者可在操作期间被选择(例如，根据各种固定滤波器级的相对分离性能)。 
术语“波束成形”指代可用于从麦克风阵列接收的多通道信号的定向处理的一类技术。波束成形技术使用从麦克风的空间分集产生的通道之间的时间差以增强从特定方向到达的信号的分量。更明确地说，有可能的是所述麦克风中的一者将较直接定向在所要源(例如，用户的嘴巴)处，而另一麦克风可从此源产生相对衰减的信号。这些波束成形技术为将波束朝向声音源引导从而将零值置于其它方向处的用于空间滤波的方法。波 束成形技术不对声音源做出假设，而是为了去混响所述信号或定位声音源而假设源与传感器之间的几何结构或声音信号其自身为已知的。波束成形滤波器的滤波器系数值可根据数据相依性或数据独立性波束成形器设计(例如，超方向性波束成形器、最小平方波束成形器或在统计上最佳的波束成形器设计)来计算得到。波束成形方法的实例包括广义旁瓣消除(GSC)、最小方差无失真响应(MVDR)和/或线性约束最小方差(LCMV)波束成形器。 
盲源分离算法为仅基于源信号的混合物来分离个别源信号(其可包括来自一个或一个以上信息源和一个或一个以上干扰源的信号)的方法。BSS算法的范围包括：独立分量分析(ICA)，其向经混频的信号施加“离析”权重矩阵(举例来说，通过将所述矩阵乘以经混频的信号)以产生分离的信号；频域ICA或复合ICA，其中在频域中直接计算滤波器系数值；独立向量分析(IVA)，其为使用建模频率频段当中的预期相依性的源先验的复合ICA的变型；以及例如约束ICA和约束IVA等变型，其根据其它先验信息(例如声学源中的一者或一者以上中的每一者相对于(例如)麦克风阵列的轴线的已知方向)来约束。 
此些自适应滤波器结构的另外实例以及可用以训练此些滤波器结构的基于ICA或IVA自适应反馈和前馈方案的学习规则可在2009年1月22日公开的题目为“用于信号分离的系统、方法和设备(SYSTEMS,METHODS,AND APPARATUS FOR SIGNALSEPARATION)”的第2009/0022336号和2009年6月25日公开的题目为“用于基于多麦克风的语音增强的系统、方法和设备(SYSTEMS,METHODS,AND APPARATUS FORMULTI-MICROPHONE BASED SPEECH ENHANCEMENT)”的第2009/0164212号美国公开专利申请案中找到。 
图15B展示噪声抑制模块NS50的实施方案NS150的框图。模块NS150包括空间选择性处理滤波器FN20的实施方案FN30，其经配置以基于来自近端信号SNV10-1和SNV10-2的信息而产生近端噪声估计SNN10。滤波器FN30可经配置以通过使用户的话音的分量衰减来产生噪声估计SNN10。举例来说，滤波器FN30可经配置以执行分离信号SNV10-1和SNV10-2的定向源分量(例如，所述用户的话音)与一个或一个以上其它分量(例如定向干扰分量和/或漫射噪声分量)的方向选择性操作。在此情况下，滤波器FN30可经配置以移除定向源分量的能量，使得与信号SNV10-1和SNV10-2中的每一者相比，噪声估计SNN10包括定向源分量的较少能量(也就是说，使得与信号SNV10-1和SNV10-2中的任一者相比，噪声估计SNN10包括定向源分量的较少能量)。滤波器FN30可预期产生近端噪声估计SSN10的实例，其中与在由滤波器FN50的单通道实施方案产生的噪声估计中相比，已移除较多近端用户的语音。 
对于其中空间选择性处理滤波器FN20处理两个以上输入通道的情况，可能需要配置所述滤波器以对所述通道中的不同对执行空间选择性处理操作且对这些操作的结果进行组合以产生噪声经抑制的信号SNP10和/或噪声估计SNN10。 
空间选择性处理滤波器FN30的波束成形器实施方案将通常经实施以包括零值波束成形器，使得来自定向源(例如，用户的话音)的能量将经衰减以产生近端噪声估计SNN10。可能需要使用一种或一种以上数据相依性或数据独立性设计技术(MVDR、IVA等)以针对空间选择性处理滤波器FN30的此实施方案产生多个固定零值波束。举例来说，可能需要将离线计算的零值波束存储在查找表中，以用于在运行时处在这些零值波束当中进行选择(例如，如在第2009/0164212号美国公开专利申请案中所描述)。一个此类实例包括用于每一滤波器的65个复合系数和用以产生每一波束的三个滤波器。 
滤波器FN30可经配置以通过执行多通道话音活动检测(VAD)操作以分类主要近端信号SNV10-1或SCN10-1的分量和/或片段来计算经改善的单通道噪声估计(也称为“准单通道”噪声估计)。与其它方法相比，可较快速地得到此噪声估计，因为其并不需要长期估计。此单通道噪声估计还可俘获不稳定噪声，这不同于基于长期估计的方法，所述基于长期估计的方法通常不能够支持移除不稳定噪声。此方法可提供快速、准确且不稳定的噪声参考。滤波器FN30可经配置以通过用噪声估计的先前状态平滑当前噪声片段(例如，使用第一程度平滑器，可能对每一频率分量使用)来产生噪声估计。 
滤波器FN20可经配置以执行基于DOA的VAD操作。一类此类操作是基于输入多通道信号的两个通道中的每一者中的频率分量之间的针对所要频率范围中的片段的每一频率分量的相位差。相位差与频率之间的关系可用以指示所述频率分量的到达方向(DOA)，且此VAD操作可经配置以当在宽频率范围(例如500-2000Hz)上相位差与频率之间的关系为一致的时(即，当在宽频率范围(例如500-2000Hz)上相位差与频率的相关性为线性的时)指示话音检测。如下文较详细地描述，点源的存在由方向指示符在多个频率上的一致性来指示。另一类基于DOA的VAD操作是基于每一通道中的信号的实例之间的时间延迟(例如，如通过使所述通道在时域中交叉相关来确定)。 
多通道VAD操作的另一实例是基于输入多通道信号的通道的电平(也称为增益)之间的差。基于增益的VAD操作可经配置以(例如)在两个通道的能量的比率超出阈值(指示所述信号正从近场源且从麦克风阵列的轴线方向中的所要一者到达)时指示话音检测。此检测器可经配置以在频域中(例如，在一个或一个以上特定频率范围内)或在时域中对所述信号进行操作。 
在基于相位的VAD操作的一个实例中，滤波器FN20经配置以在受测试范围中的每 一频率分量处施加定向掩蔽函数以确定在所述频率处的相位差是否对应于在特定范围内的到达方向(或到达时间延迟)，且根据在所述频率范围上的此掩蔽的结果来计算相干性测量(例如，作为用于所述片段的各种频率分量的掩码得分的总和)。此方法可包括将每一频率处的相位差转换为频率独立性方向指示符，例如到达方向或到达时间差(例如，使得可在所有频率处使用单个定向掩蔽函数)。或者，此方法可包括向在每一频率处观测到的相位差施加不同相应掩蔽函数。 
在此实例中，滤波器F20使用相干性测量的值来将片段分类为话音或噪声。定向掩蔽函数可经选择以包括用户的话音的预期到达方向，使得相干性测量的高值指示话音片段。或者，定向掩蔽函数可经选择以排除用户的话音的预期到达方向(也称为“互补掩码”)，使得相干性测量的高值指示噪声片段。在任一情况下，滤波器F20可经配置以通过将其相干性测量的值与阈值进行比较来获得用于所述片段的二元VAD指示，所述阈值可为固定的或随时间调适。 
滤波器FN30可经配置以通过用分类为噪声的主要输入信号(例如，信号SNV10-1或SCN10-1)的每一片段平滑近端噪声估计SNN10来对其进行更新。或者，滤波器FN30可经配置以基于分类为噪声的主要输入信号的频率分量来更新近端噪声估计SNN10。不管近端噪声估计SNN10是基于片段等级还是分量等级分类结果，可能需要通过在时间上平滑其频率分量来减小噪声估计SNN10中的波动。 
在基于相位的VAD操作的另一实例中，滤波器FN20经配置以基于受测试频率范围中的个别频率分量的到达方向(或时间延迟)的分布的形状(例如，个别DOA如何紧密地分组在一起)来计算相干性测量。此测量可使用直方图来计算。在任一情况下，可能需要配置滤波器FN20以仅基于为用户的话音的音调的当前估计的倍数的频率来计算相干性测量。 
举例来说，对于待检查的每一频率分量，基于相位的检测器可经配置以估计所述相位作为对应快速傅里叶变换(FFT)系数的虚数项与FFT系数的实数项的比率的逆正切(也称为反正切)。 
可能需要配置滤波器FN20的基于相位的VAD操作以确定在宽带频率范围上的每一对的通道之间的方向相干性。此宽带范围可(例如)从低频率界限0、50、100或200Hz延伸到高频率界限3、3.5或4kHz (或甚至更高，例如高达7或8kHz或更高)。然而，可能不必使检测器跨越所述信号的整个带宽计算相位差。举例来说，对于此宽带范围中的许多频带，相位估计可为不切实际或没有必要的。在非常低的频率处所接收的波形的相位关系的实际估值通常需要换能器之间的对应较大间距。因此，麦克风之间的最大可 用间距可确立低频率界限。在另一末端上，麦克风之间的距离应不超过最小波长的一半以便避免空间混叠。举例来说，八千赫兹取样速率产生从零到四千赫兹的带宽。4kHz信号的波长为约8.5厘米，因此在此情况下，邻近麦克风之间的间距应不超过约4厘米。麦克风通道可经低通滤波以便移除可能引起空间混叠的频率。 
可能需要将特定频率分量或特定频率范围作为目标，在其上语音信号(或其它所要信号)可预期为方向相干的。可预期背景噪声(例如定向噪声(例如，来自例如汽车等源)和/或漫射噪声)将在相同范围上不为方向相干的。语音往往在从四到八千赫兹的范围内具有低功率，因此可能需要在至少此范围内放弃相位估计。举例来说，可能需要在从约七百赫兹到约两千赫兹的范围内执行相位估计且确定方向相干性。 
因此，可能需要配置滤波器FN20以针对少于全部的频率分量(例如，针对少于全部的FFT的频率样本)计算相位估计。在一个实例中，检测器针对700Hz到2000Hz的频率范围计算相位估计。对于四千赫兹带宽信号的128点FFT，700到2000Hz的范围大略对应于从第10个样本到第32个样本的23个频率样本。还可能需要配置检测器以仅考虑对应于所述信号的当前音调估计的倍数的频率分量的相位差。 
滤波器FN20的基于相位的VAD操作可经配置以基于来自所述所计算得的相位差的信息而评估通道对的方向相干性。多通道信号的“方向相干性”经定义为信号的各种频率分量从同一方向到达的程度。对于理想地方向相干的通道对，的值对于所有频率等于常数k，其中k的值与到达方向θ和到达时间延迟τ相关。多通道信号的方向相干性可(例如)通过根据每一频率分量的所估计的到达方向(其还可由相位差与频率的比率或由到达时间延迟来指示)与特定方向相符的程度(例如，由定向掩蔽函数指示)对其进行评定且接着对各种频率分量的评定结果进行组合以获得所述信号的相干性测量来量化。 
可能需要配置滤波器FN20以产生相干性测量作为经时间平滑值(例如，使用时间平滑函数计算相干性测量)。相干性测量的对比度可表达为相干性测量的当前值与随时间的相干性测量的平均值(例如，在最近10、20、50或100个帧上的均值、众值或中值)之间的关系(例如，差值或比率)的值。相干性测量的平均值可使用时间平滑函数来计算。基于相位的VAD技术(包括方向相干性的测量的计算和应用)还在(例如)第2010/0323652A1号和第2011/038489A1号美国公开专利申请案(维瑟(Visser)等人)中描述。 
基于增益的VAD技术可经配置以基于每一通道的增益测量的对应值之间的差而指示在输入多通道信号的片段中存在或不存在话音活动。此增益测量(其可在时域中或在频域中计算)的实例包括总量值、平均量值、RMS振幅、中值量值、峰值量值、总能量和 平均能量。可能需要配置滤波器FN20的此实施方案以对增益测量和/或对所计算得的差执行时间平滑操作。基于增益的VAD技术可经配置以产生片段等级结果(例如，在所要频率范围内)或者每一片段的多个子带中的每一者的结果。 
基于增益的VAD技术可经配置以在通道的增益之间的差大于阈值时检测片段是在麦克风阵列的端射方向上来自所要源(例如，以指示话音活动的检测)。或者，基于增益的VAD技术可经配置以在通道的增益之间的差小于阈值时检测片段是在麦克风阵列的边射方向上来自所要源(例如，以指示话音活动的检测)。可探索式地确定所述阈值，且可能需要取决于例如信噪比(SNR)、噪声底限等一个或一个以上因子而使用不同阈值(例如，在SNR为低时使用较高阈值)。基于增益的VAD技术还在第2010/0323652A1号美国公开专利申请案(维瑟(Visser)等人)中描述。 
通道之间的增益差可用于接近性检测，其可支持较积极的近场/远场鉴别，例如较好的前方噪声抑制(例如，在用户的前方的干扰性说话者的抑制)。取决于麦克风之间的距离，经平衡的麦克风通道之间的增益差将通常仅在所述源位于50厘米或1米内的情况下发生。 
空间选择性处理滤波器FN20可经配置以通过执行基于增益的接近性选择性操作来产生噪声估计SNN10。此操作可经配置以在信号的两个通道的能量的比率超出接近性阈值(指示所述信号正在麦克风阵列的特定轴线方向处从近场源到达)时指示输入多通道信号的片段为话音，且在其它情况下指示片段为噪声。在此情况下，接近性阈值可基于相对于麦克风对MV10-1、MV10-2的所要近场/远场边界半径来选择。滤波器FN20的此实施方案可经配置以在频域中(例如，在一个或一个以上特定频率范围内)或在时域中对所述信号进行操作。在频域中，频率分量的能量可经计算为对应频率样本的平方量值。 
图15C展示噪声抑制模块NS150的实施方案NS155的框图，所述实施方案NS155包括噪声减少模块NR10。噪声减少模块NR10经配置以根据来自近端噪声估计SNN10的信息对噪声经抑制的信号SNP10执行噪声减少操作以产生噪声经减少的信号SRS10。在一个此类实例中，噪声减少模块NR10经配置以通过在频域中从噪声经抑制的信号SNP10减去噪声估计SNN10来执行频谱减法操作以产生噪声经减少的信号SRS10。在另一此类实例中，噪声减少模块NR10经配置以使用噪声估计SNN10来对噪声经抑制的信号SNP10执行维纳滤波操作以产生噪声经减少的信号SRS10。在此些情况下，反馈消除器CF10的对应实例可经布置以接收噪声经减少的信号SRS10作为近端语音估计SSE10。图16A展示噪声抑制模块NS60、NS130和NS155的类似实施方案NS160的框图。 
图16B展示根据另一一般配置的装置D300的框图。装置D300包括如本文中所描述的扬声器LS10、音频输出级AO10、误差麦克风ME10和音频输入级AI10e的实例。装置D300还包括在装置D300的使用期间经安置以拾取环境噪声的噪声参考麦克风MR10以及经配置以产生噪声参考信号SNR10的音频输入级AI10(例如，AI20或AI30)的实例AI10r。麦克风MR10通常佩戴在耳朵处或耳朵上且指向远离用户的耳朵，通常在ERP的3厘米内但比误差麦克风ME10远离ERP。图36、37、38B到38D、39、40A、40B和41A到41C展示噪声参考麦克风MR10的放置的若干实例。 
图17A展示根据一般配置的设备A300的框图，设备A300的实例包括在装置D300内。设备A300包括ANC模块NC10的实施方案NC50，其经配置以基于来自误差信号SAE10的信息和来自噪声参考信号SNR10的信息而产生抗噪声信号SAN10的实施方案SAN20(例如，根据任何所要数字和/或模拟ANC技术)。在此情况下，均衡器EQ10经布置以接收基于来自声学误差信号SAE10的信息和/或来自噪声参考信号SNR10的信息的噪声估计SNE20。 
图17B展示ANC模块NC20和NC50的实施方案NC60的框图，实施方案NC60包括回声消除器EC10和ANC滤波器FC10的实施方案FC20。ANC滤波器FC20通常经配置以反转噪声参考信号SNR10的相位以产生抗噪声信号SAN20且还可经配置以均衡ANC操作的频率响应且/或匹配或最小化ANC操作的延迟。基于来自外部噪声估计(例如，噪声参考信号SNR10)的信息的ANC方法还被称为前馈ANC方法。ANC滤波器FC20通常经配置以根据最小均方(LMS)算法的实施方案产生抗噪声信号SAN20，所述LMS算法的类别包括参考滤波(“X滤波”)LMS、误差滤波(“E滤波”)LMS、U滤波LMS及其变型(例如，子带LMS、步长正规化LMS等)。ANC滤波器FC20可实施为(例如)前馈或混合ANC滤波器。ANC滤波器FC20可经配置以具有随时间固定的滤波器状态或者可随时间调适的滤波器状态。 
可能需要设备A300包括如上文结合ANC模块NC60所描述的回声消除器EC20，如图18A中展示。还有可能配置设备A300以包括对噪声参考信号SNR10的回声消除操作。然而，此操作通常对于获得可接受的ANC性能并非是必要的，因为噪声参考麦克风MR10通常感测比误差麦克风ME10少得多的回声，且与发射路径中的回声相比，噪声参考信号SNR10上的回声通常具有极少可听效应。 
均衡器EQ10可经布置以接收噪声估计SNE20作为抗噪声信号SAN20、回声经清除的噪声信号SEC10和回声经清除的噪声信号SEC20中的任一者。举例来说，设备A300可经配置以包括如图3C中展示的多路复用器以支持在两个或两个以上此类噪声估计当 中进行运行时选择(例如，基于回声消除器EC10的性能的测量的当前值和/或回声消除器EC20的性能的测量的当前值)。 
作为无源和/或有源噪声消除的结果，基于来自噪声参考信号SNR10的信息的近端噪声估计可预期不同于用户响应于相同刺激而经历的实际噪声。图18B展示从位于噪声参考麦克风MR10的感测表面处的噪声参考点NRP2到耳朵参考点ERP的主要声学路径P2的图。可能需要配置设备A300的实施方案以通过将主要声学路径P2的估计施加到噪声参考信号SNR10来从噪声参考信号SNR10获得噪声估计SNE20。此修改可预期产生较准确地指示耳朵参考点ERP处的实际噪声功率电平的噪声估计。 
图18C展示包括转移函数XF50的设备A300的实施方案A360的框图。转移函数XF50可经配置以施加固定补偿，在此情况下，可能需要考虑无源阻断以及有源噪声消除的效应。设备A360还包括ANC模块NC50的实施方案(在此实例中，NC60)，其经配置以产生抗噪声信号SAN20。噪声估计SNE20是基于来自噪声参考信号SNR10的信息。 
可能需要将主要声学路径P2建模为线性转移函数。此转移函数的固定状态可通过在所述装置D100的模拟使用期间(例如，在其被固持在模拟用户的耳朵处时，例如头部和躯干模拟器(HATS)，丹麦的布鲁尔与卡耶尔公司(Bruel and Kjaer,DK))在存在声学噪声信号的情况下将麦克风MR10和ME10的响应进行比较来离线估计。此离线程序还可用以针对转移函数的自适应实施方案获得转移函数的初始状态。主要声学路径P2还可建模为非线性转移函数。 
转移函数XF50还可经配置以施加自适应补偿(例如，以在所述装置的使用期间应付声学负载改变)。声学负载变化可在接收路径的感知频率响应中具有显著影响。图19A展示设备A360的实施方案A370的框图，所述实施方案A370包括转移函数XF50的自适应实施方案XF60。图19B展示设备A370的实施方案A380的框图，所述实施方案A380包括如本文中所描述的活动检测器AD10的实例和自适应转移函数XF60的可控制实施方案XF70。 
图20展示装置D300的实施方案D400的框图，所述实施方案D400包括话音麦克风通道和噪声参考麦克风通道两者。装置D400包括如下文所描述的设备A300的实施方案A400。 
图21A展示类似于设备A130的设备A400的实施方案A430的框图。设备A430包括ANC模块NC60(或NC50)的实例和噪声抑制模块NS60(或NS50)的实例。设备A430还包括转移函数XF10的实例，其经布置以接收所感测的噪声信号SN10作为控制信号且基于来自控制信号的信息对近端噪声估计SNN10进行滤波以产生经滤波的噪声估计 输出。所感测的噪声信号SN10可为抗噪声信号SAN20、噪声参考信号SNR10、回声经清除的噪声信号SEC10和回声经清除的噪声信号SEC20中的任一者。设备A430可经配置以包括选择器(例如，如图21B中展示的多路复用器SEL40)以支持从这些信号中的两者或两者以上当中对所感测的噪声信号SN10进行运行时选择(例如，基于回声消除器EC10的性能的测量的当前值和/或回声消除器EC20的性能的测量的当前值)。 
图22展示类似于设备A110的设备A400的实施方案A410的框图。设备A410包括噪声抑制模块NS30(或NS20)的实例和反馈消除器CF10的实例，所述反馈消除器CF10经布置以从所感测的噪声信号SN10产生噪声估计SNE20。如本文中参看设备A430所论述，所感测的噪声信号SN10是基于来自声学误差信号SAE10的信息和/或来自噪声参考信号SNR10的信息。举例来说，所感测的噪声信号SN10可为抗噪声信号SAN10、噪声参考信号SNR10、回声经清除的噪声信号SEC10和回声经清除的噪声信号SEC20中的任一者，且设备A410可经配置以包括多路复用器(例如，如图21B中展示且本文中所论述)以用于从这些信号中的两者或两者以上当中对所感测的噪声信号SN10进行运行时选择。 
如本文中参看设备A110所论述，反馈消除器CF10经布置以接收近端语音估计SSE10作为控制信号，所述近端语音估计SSE10可为近端信号SNV10、回声经清除的近端信号SCN10和噪声经抑制的信号SNP10当中的任一者。设备A410可经配置以包括如图11A中展示的多路复用器以支持在两个或两个以上此类近端语音信号当中进行运行时选择(例如，基于回声消除器EC30的性能的测量的当前值)。 
图23展示设备A410的实施方案A470的框图。设备A470包括噪声抑制模块NS30(或NS20)的实例和反馈消除器CF10的实例，所述反馈消除器CF10经布置以从噪声参考信号SNR10产生反馈经消除的噪声参考信号SRC10。设备A470还包括自适应转移函数XF60的实例，其经布置以对反馈经消除的噪声参考信号SRC10进行滤波以产生噪声估计SNE10。设备A470还可用自适应转移函数XF60的可控制实施方案XF70实施且包括活动检测器AD10的实例(例如，如本文中参看设备A380所描述来配置和布置)。 
图24展示设备A410的实施方案A480的框图。设备A480包括噪声抑制模块NS30(或NS20)的实例和转移函数XF50的实例，所述转移函数XF50布置在反馈消除器CF10的上游以对噪声参考信号SNR10进行滤波以产生经滤波的噪声参考信号SRF10。图25展示设备A480的实施方案A485的框图，其中转移函数XF50经实施为自适应转移函数XF60的实例。 
可能需要实施设备A100或A300以支持从两个或两个以上噪声估计当中进行运行 时选择或以其它方式对两个或两个以上噪声估计进行组合，以获得由均衡器EQ10施加的噪声估计。举例来说，此设备可经配置以对基于来自单个话音麦克风的信息的噪声估计、基于来自两个或两个以上话音麦克风的信息的噪声估计和基于来自声学误差信号SAE10和/或噪声参考信号SNR10的信息的噪声估计进行组合。 
图26展示设备A380的实施方案A385的框图，所述实施方案A385包括噪声估计组合器CN10。噪声估计组合器CN10经配置(例如，作为选择器)以在基于来自误差麦克风信号SME10的信息的噪声估计和基于来自外部麦克风信号的信息的噪声估计当中进行选择。 
设备A385还包括活动检测器AD10的实例，其经布置以监视所再现的音频信号SRA10。在替代性实例中，活动检测器AD10布置在设备A385内，使得活动检测信号SAD10的状态指示经均衡的音频信号SEQ10上的音频活动的水平。 
在设备A385中，噪声估计组合器CN10经布置以响应于活动检测信号SAD10的状态而在噪声估计输入当中进行选择。举例来说，可能需要在信号SRA10或SEQ10的电平太高时避免使用基于来自声学误差信号SAE10的信息的噪声估计。在此情况下，噪声估计组合器CN10可经配置以在远端信号为不活动时选择基于来自声学误差信号SAE10的信息的噪声估计(例如，回声经清除的噪声信号SEC10或SEC20)作为噪声估计SNE20，且在远端信号为活动时选择基于来自外部麦克风信号的信息的噪声估计(例如，噪声参考信号SNR10)作为噪声估计SNE20。 
图27展示设备A120和A140的实施方案A540的框图，所述实施方案A540包括噪声抑制模块NS60(或NS50)的实例、ANC模块NC20(或NC60)的实例和活动检测器AD10的实例。设备A540还包括反馈消除器CF10的实例，其如本文中参看设备A120所描述来布置以基于来自回声经清除的噪声信号SEC10或SEC20的信息而产生反馈经消除的噪声信号SCC10。设备A540还包括转移函数XF20的实例，其如本文中参看设备A140所描述来布置以基于来自近端噪声估计SNN10的信息而产生经滤波的噪声估计SFE10。在此情况下，噪声估计组合器CN10经布置以在远端信号为活动时选择基于来自外部麦克风信号的信息的噪声估计(例如，经滤波的噪声估计SFE10)作为噪声估计SNE10。 
在图27的实例中，活动检测器AD10经布置以监视所再现的音频信号SRA10。在替代性实例中，活动检测器AD10布置在设备A540内，使得活动检测信号SAD10的状态指示经均衡的音频信号SEQ10上的音频活动的水平。 
可能需要操作设备A540以使得组合器CN10默认地选择噪声信号SCC10，因为此 信号可预期提供在ERP处的噪声频谱的较准确估计。然而，在远端活动期间，可预期此噪声估计可由远端语音支配，所述远端语音可妨碍均衡器EQ10的有效性或甚至引起不合意的反馈。因此，可能需要操作设备A540以使得组合器CN10仅在远端静默周期期间选择噪声信号SCC10。还可能需要操作设备A540以使得转移函数XF20仅在远端静默周期期间进行更新(例如，以自适应地使噪声估计SNN10匹配于噪声信号SEC10或SEC20)。在剩余的时间帧中(即，在远端活动期间)，可能需要操作设备A540以使得组合器CN10选择噪声估计SFE10。可预期回声消除器EC30已从估计SFE10移除大多数远端语音。 
图28展示设备A130和A430的实施方案A435的框图，所述实施方案A435经配置以向选定噪声估计施加适当转移函数。在此情况下，噪声估计组合器CN10经布置以在基于来自噪声参考信号SNR10的信息的噪声估计和基于来自近端麦克风信号SNV10的信息的噪声估计当中进行选择。设备A435还包括选择器SEL20，其经配置以将选定噪声估计引导到自适应转移函数XF10和XF60中的适当一者。在设备A435的其它实例中，转移函数XF20经实施为如本文中所描述的转移函数XF20的实例，且/或转移函数XF60经实施为如本文中所描述的转移函数XF50或XF70的实例。 
明确地提到，活动检测器AD10可经配置以产生活动检测信号SAD10的不同实例以用于控制转移函数调适和用于噪声估计选择。举例来说，此些不同实例可通过将所监视的信号的电平与不同对应阈值进行比较来获得(例如，使得用于选择外部噪声估计的阈值高于用于停用调适的阈值，或反之亦然)。 
噪声估计路径中的不充足的回声消除可导致均衡器EQ10的次优性能。如果由均衡器EQ10施加的噪声估计包括来自音频输出信号SAO10的未经消除的声学回声，那么可在经均衡的音频信号SEQ10与均衡器EQ10中的子带增益因子计算路径之间创建正反馈回路。在此反馈回路中，基于音频输出信号SAO10(例如，如由扬声器LS10再现)的声学信号中的经均衡的音频信号SEQ10的电平越高，均衡器EQ10将往往增加子带增益因子越多。 
可能需要实施设备A100或A300以确定基于来自声学误差信号SAE10和/或噪声参考信号SNR10的信息的噪声估计已变为不可靠的(例如，归因于不充足的回声消除)。此方法可经配置以检测噪声估计功率随时间的上升作为不可靠性的指示。在此情况下，基于来自一个或一个以上话音麦克风的信息的噪声估计(例如，近端噪声估计SNN10)的功率可用作参考，因为近端发射路径中的回声消除的失败将不被预期致使近端噪声估计的功率以此方式增加。 
图29展示设备A140的此实施方案A545的框图，所述实施方案A545包括噪声抑制模块NS60(或NS50)的实例和失败检测器FD10。失败检测器FD10经配置以产生失败检测信号SFD10，其状态指示所监视的噪声估计的可靠性的测量的值。举例来说，失败检测器FD10可经配置以基于所监视的噪声估计的功率电平的随时间改变dM(例如，邻近帧之间的差)与近端噪声估计的功率电平的随时间改变dN之间的关系的状态而产生失败检测信号SFD10。在dN中不存在对应增加的情况下，dM中的增加可预期指示所监视的噪声估计为当前不可靠的。在此情况下，噪声估计组合器CN10经布置以响应于失败检测信号SFD10的对所监视的噪声估计为当前不可靠的指示而选择另一噪声估计。在噪声估计的片段期间的功率电平可经计算为(例如)所述片段的平方样本的总和。 
在一个实例中，失败检测信号SFD10在dM与dN的比率(或dM与dN之间的差，在分贝或其它对数域中)高于阈值(或者，不小于阈值)时具有第一状态(例如，开、一、高、选择外部)，且在其它情况下具有第二状态(例如，关、零、低、选择内部)。阈值可为固定值或自适应值(例如，基于近端噪声估计的时间平均能量)。 
可能需要配置失败检测器FD10以对稳定趋势而非瞬态作出响应。举例来说，可能需要配置失败检测器FD10以在评估dM与dN之间的关系(例如，如上文所描述的比率或差)之前在时间上对dM和dN进行平滑。另外或或者，可能需要配置失败检测器FD10以在施加阈值之前在时间上对所述关系的所计算得的值进行平滑。在任一情况下，此时间平滑操作的实例包括求平均、低通滤波和施加一阶IIR滤波器或“泄漏积分器”。 
调谐噪声抑制滤波器FN10(或FN30)以产生适合于噪声抑制的近端噪声估计SNN10可导致较不适合于均衡的噪声估计。可能需要在装置A100或A300的使用期间在某些时间处去激活噪声抑制滤波器FN10(例如，以当在发射路径上不需要空间选择性处理滤波器FN30时节省功率)。可能需要在回声消除器EC10和/或EC20失败的情况下提供后备近端噪声估计。 
对于此些情况，可能需要配置设备A100或A300以包括噪声估计模块，其经配置以基于来自近端信号SNV10的信息而计算另一近端噪声估计。图30展示设备A120的此实施方案A520的框图。设备A520包括近端噪声估计器NE10，其经配置以基于来自近端信号SNV10或回声经清除的近端信号SCN10的信息而计算近端噪声估计SNN20。在一个实例中，噪声估计器NE10经配置以通过在频域(例如变换域(例如，FFT域)或子带域)中对近端信号SNV10或回声经清除的近端信号SCN10的噪声帧求时间平均来计算近端噪声估计SNN20。与设备A140相比，设备A520使用近端噪声估计SNN20而非噪声估计SNN10。在另一实例中，将近端噪声估计SNN20与噪声估计SNN10(例如，在 转移函数XF20、噪声估计组合器CN10和/或均衡器EQ10的上游)进行组合(例如，求平均)以获得近端噪声估计以便支持所再现的音频信号SRA10的均衡。 
图31A展示根据一般配置的设备D700的框图，所述设备D700不包括误差麦克风ME10。图31B展示设备A700的实施方案A710的框图，所述实施方案A710类似于不具有误差信号SAE10的设备A410。设备A710包括噪声抑制模块NS30(或NS20)的实例和ANC模块NC80，所述ANC模块NC80经配置以基于来自噪声参考信号SNR10的信息而产生抗噪声信号SAN20。 
图32A展示设备A710的实施方案A720的框图，所述实施方案A720包括噪声抑制模块NS30(或NS20)的实例且类似于不具有误差信号SAE10的设备A480。图32B展示设备A700的实施方案A730的框图，所述实施方案A730包括噪声抑制模块NS60(或NS50)的实例和转移函数XF90，所述转移函数XF90根据从噪声参考点NRP1到噪声参考点NRP2的主要声学路径P3的模型来补偿近端噪声估计SNN100以产生噪声估计SNE30。可能需要将所述主要声学路径P3建模为线性转移函数。此转移函数的固定状态可通过在装置D700的模拟使用期间(例如，在其被固持在模拟用户的耳朵处时，例如头部和躯干模拟器(HATS)，丹麦的布鲁尔与卡耶尔公司(Bruel and Kjaer,DK))在存在声学噪声信号的情况下将麦克风MV10和MR10的响应进行比较来离线估计。此离线程序还可用以针对转移函数的自适应实施方案获得转移函数的初始状态。主要声学路径P3还可建模为非线性转移函数。 
图33展示设备A730的实施方案A740的框图，所述实施方案A740包括反馈消除器CF10的实例，其经布置以从噪声参考信号SNR10消除近端语音估计SSE10以产生反馈经消除的噪声参考信号SRC10。设备A740还可经实施以使得转移函数XF90经配置以从如本文中参看设备A140所描述来布置的活动检测器AD10的实例接收控制输入且根据控制输入的状态(例如，响应于信号SRA10或SEQ10的活动的水平)而启用或停用调适。 
设备A700可经实施以包括噪声估计组合器CN10的实例，其经布置以在近端噪声估计SNN10和耳朵参考点ERP处的噪声信号的合成估计当中进行选择。或者，设备A700可经实施以通过根据耳朵参考点ERP处的噪声信号的频谱的预测对近端噪声估计SNN10、噪声参考信号SNR10或反馈经消除的噪声参考信号SRC10进行滤波来计算噪声估计SNE30。 
可能需要实施如本文中所描述的自适应均衡设备(例如，设备A100、A300或A700)以包括对次要路径的补偿。此补偿可使用自适应逆滤波器来执行。在一个实例中，所述 设备经配置以将在ERP处所监视的功率谱密度(PSD)(例如，来自声学误差信号SAE10)与在接收路径中的数字信号处理器的输出处施加的PSD(例如，来自音频输出信号SAO10)进行比较。自适应滤波器可经配置以针对频率响应的任何偏差校正经均衡的音频信号SEQ10或音频输出信号SAO10，所述偏差可由声学负载的变化引起。 
一般来说，如本文中所描述的装置D100、D300、D400或D700的任何实施方案可经构造以包括话音麦克风MV10的多个实例，且明确地预期和特此揭示所有此类实施方案。举例来说，图34展示装置D400的多通道实施方案D800的框图，所述多通道实施方案D800包括设备A800，且图35展示设备A800的实施方案A810的框图，所述实施方案A810为设备A410的多通道实施方案。有可能使装置D800(或装置D700的多通道实施方案)经配置以使得同一麦克风充当噪声参考麦克风MR10和次要话音麦克风MV10-2两者。 
基于来自多通道近端信号的信息的近端噪声估计与基于来自误差麦克风信号SME10的信息的噪声估计的组合可预期针对均衡目的产生稳固的不稳定噪声估计。应记住，手持机通常仅固持到一只耳朵，使得另一只耳朵暴露到背景噪声。在此些应用中，基于来自一只耳朵处的误差麦克风信号的信息的噪声估计独自可能并不充足，且可能需要配置噪声估计组合器CN10以将此噪声估计与基于来自一个或一个以上话音麦克风和/或噪声参考麦克风信号的信息的噪声估计进行组合(例如，混频)。 
本文中所描述的各种转移函数中的每一者可经实施为一组时域系数或一组频域(例如，子带或变换域)因子。此些转移函数的自适应实施方案可通过更改一个或一个以上此类系数或因子或通过在此类系数或因子的多个固定组当中进行选择来执行。明确地提到，如本文中所描述的包括转移函数的自适应实施方案(例如，XF10、XF60、XF70)的任何实施方案还可经实施以包括如本文中所描述来布置的活动检测器AD10的实例(例如，以监视信号SRA10和/或SEQ10)以启用或停用所述调适。还明确地提到，在如本文中所描述的包括噪声估计组合器CN10的实例的任何实施方案中，组合器可经配置以在三个或三个以上噪声估计(例如，基于来自误差信号SAE10的信息的噪声估计、近端噪声估计SNN10和近端噪声估计SNN20)当中进行选择且/或以其它方式将其进行组合。 
如本文中所描述的设备A100、A200、A300、A400或A700的实施方案的处理元件(即，并非为换能器的元件)可以硬件和/或以硬件与软件和/或固件的组合来实施。举例来说，这些处理元件中的一者或一者以上(可能全部)可在处理器上实施，所述处理器还经配置以对来自信号SNV10的语音信息(例如，近端语音估计SSE10)执行一个或一个以上其它操作(例如，声译码)。 
如本文中所描述的自适应均衡装置(例如，装置D100、D200、D300、D400或D700)可包括芯片或芯片组，其包括如本文中所描述的对应设备A100、A200、A300、A400或A700的实施方案。芯片或芯片组(例如，移动台调制解调器(MSM)芯片组)可包括一个或一个以上处理器，其可经配置以执行所述设备的全部或一部分(例如，作为指令)。芯片或芯片组还可包括所述装置的其它处理元件(例如，音频输入级AI10的元件和/或音频输出级AO10的元件)。 
此芯片或芯片组还可包括：接收器，其经配置以经由无线传输信道接收射频(RF)通信信号且对在RF信号内所编码的音频信号(例如，所再现的音频信号SRA10)进行解码；以及发射器，其经配置以对基于来自信号SNV10的语音信息的音频信号(例如，近端语音估计SSE10)进行编码且发射描述所述经编码的音频信号的RF通信信号。 
此装置可经配置以经由一个或一个以上编码和解码方案(也称为“编解码器”)以无线方式发射和接收话音通信数据。此些编解码器的实例包括：增强型可变速率编解码器，如在题目为“增强型可变速率编解码器，用于宽带展频数字系统的语音服务选项3、68和70(Enhanced Variable Rate Codec,Speech Service Options 3,68,and 70for WidebandSpread Spectrum Digital Systems)”的第三代合作伙伴计划2(3GPP2)文献C.S0014-C版本1.0(2007年2月)(在www-dot-3gpp-dot-org处在线可用)中所描述；可选模式声码器语音编解码器，如在题目为“用于宽带展频通信系统的可选模式声码器(SMV)服务选项(Selectable Mode Vocoder(SMV)Service Option for Wideband Spread SpectrumCommunication Systems)”的3GPP2文献C.S0030-0版本3.0(2004年1月)(在www-dot-3gpp-dot-org处在线可用)中所描述；自适应多速率(AMR)语音编解码器，如在文献ETSI TS 126 092版本6.0.0(欧洲电信标准协会(ETSI)，法国索菲亚安提波利斯企业特投，2004年12月)中所描述；以及AMR宽带语音编解码器，如在文献ETSI TS 126192版本6.0.0(ETSI，2004年12月)中所描述。在此情况下，芯片或芯片组CS10经实施为BluetoothTM和/或移动台调制解调器(MSM)芯片组。 
如本文中所描述的装置D100、D200、D300、D400和D700的实施方案可体现于多种通信装置中，包括手持机、头戴耳机、耳塞和耳杯。图36展示手持机H100的正视图、后视图和侧视图，所述手持机H100具有在正面上布置成线性阵列的三个话音麦克风MV10-1、MV10-2和MV10-3、位于正面的顶部角落中的误差麦克风ME10以及位于背面上的噪声参考麦克风MR10。扬声器LS10布置在正面的顶部中心中靠近误差麦克风ME10。图37展示手持机H200的正视图、后视图和侧视图，所述手持机H200具有话音麦克风的不同布置。在此实例中，话音麦克风MV10-1和MV10-3位于正面上，且话 音麦克风MV10-2位于背面上。此些手持机的麦克风之间的最大距离通常为约10或12厘米。 
在另一实例中，包括如本文中所描述的自适应均衡设备(例如，设备A100、A200、A300或A400)的实施方案的处理元件的通信手持机(例如，蜂窝式电话手持机)经配置以从包括误差麦克风ME10的头戴耳机接收声学误差信号SAE10且经由有线和/或无线通信链路(例如，使用如由华盛顿州贝尔维尤的蓝牙特别兴趣小组公司(Bluetooth SpecialInterest Group,Inc.,Bellevue,WA)颁布的BluetoothTM协议的版本)将音频输出信号SAO10输出到头戴耳机。装置D700可类似地由从头戴耳机接收噪声参考信号SNR10且将音频输出信号SAO10输出到头戴耳机的手持机来实施。 
具有一个或一个以上麦克风的耳承或其它头戴耳机为一种便携式通信装置，其可包括如本文中所描述的均衡装置(例如，装置D100、D200、D300、D400或D700)的实施方案。此头戴耳机可为有线或无线的。举例来说，无线头戴耳机可经配置以经由与例如蜂窝式电话手持机等电话装置的通信(例如，使用BluetoothTM协议的版本)支持半或全双工电话。 
图38A到38D展示多麦克风便携式音频感测装置H300的各种视图，所述多麦克风便携式音频感测装置H300可包括如本文中所描述的均衡装置的实施方案。装置H300为无线头戴耳机，其包括携载话音麦克风MV10和噪声参考麦克风MR10的外壳Z10以及包括误差麦克风ME10和扬声器LS10且从所述外壳延伸的听筒Z20。一般来说，头戴耳机的外壳可为矩形或者细长的，如图38A、38B和38D中展示(例如，形状如同小型吊杆)或可为较圆化或甚至圆形的。外壳还可封闭电池和处理器和/或其它处理电路(例如，印刷电路板和安装于其上的组件)，且可包括电学端口(例如，用于电池充电的小型通用串行总线(USB)或其它端口)和用户接口特征(例如一个或一个以上按钮开关和/或LED)。通常，外壳沿其主轴的长度在从1到3英寸的范围内。 
装置H300的误差麦克风ME10指向用户的耳道的入口处(例如，进入用户的耳道)。通常，装置H300的话音麦克风MV10和噪声参考麦克风MR10中的每一者安装在装置内位于外壳中的一个或一个以上充当声学端口的小孔后方。图38B到38D展示用于话音麦克风MV10的声学端口Z40以及用于噪声参考麦克风MR10(和/或用于次要话音麦克风)的声学端口Z50的两个实例Z50A、Z50B的位置。在此实例中，麦克风MV10和MR10指向远离用户的耳朵以接收外部环境声音。图39展示相对于用户的嘴巴以标准定向安装在用户的耳朵上的头戴耳机H300的俯视图。图40A展示噪声参考麦克风MR10(和/或次要话音麦克风)可安置在头戴耳机H300内所在的若干候选位置。 
头戴耳机可包括紧固装置，例如耳钩Z30，其通常可从头戴耳机卸下。外部耳钩可为可翻转的，例如以允许用户配置所述头戴耳机用于在任一只耳朵上使用。或者或另外，头戴耳机的听筒可经设计为内部紧固装置(例如，耳塞)，其可包括可移除式耳承以允许不同用户使用不同大小(例如，直径)的耳承以便较好配合到特定用户的耳道的外部部分。如图38A中展示，头戴耳机的听筒还可包括误差麦克风ME10。 
如本文中所描述的均衡装置(例如，装置D100、D200、D300、D400或D700)可经实施以包括一个或一对耳杯，其通常通过待佩戴在用户头部上的带子来连接。图40B展示含有扬声器LS10的耳杯EP10的横截面图，所述扬声器LS10经布置以向用户的耳朵产生声学信号(例如，从以无线方式或经由软线所接收的信号)。耳杯EP10可经配置为贴耳式(即，搁置在用户的耳朵上方而不封闭耳朵)或罩耳式(即，封闭用户的耳朵)。 
耳杯EP10包括经布置以向用户的耳朵再现扬声器驱动信号SO10的扬声器LS10以及指向用户的耳道的入口处且经布置以感测声学误差信号(例如，经由耳杯外壳中的声学端口)的误差麦克风ME10。在此情况下可能需要使麦克风ME10隔离以免通过耳杯的材料接收来自扬声器LS10的机械振动。 
在此实例中，耳杯EP10还包括话音麦克风MC10。在此耳杯的其它实施方案中，话音麦克风MV10可安装在从耳杯EP10的左侧或右侧实例延伸的吊杆或其它突出部分上。在此实例中，耳杯EP10还包括噪声参考麦克风MR10，其经布置以经由耳杯外壳中的声学端口接收环境噪声信号。可能需要配置耳杯EP10以使得噪声参考麦克风MR10还充当次要话音麦克风MV10-2。 
作为耳杯的替代方案，如本文中所描述的均衡装置(例如，装置D100、D200、D300、D400或D700)可经实施以包括一个或一对耳塞。图41A展示在使用中的一对耳塞的实例，其具有安装在耳塞上位于用户的耳朵处的噪声参考麦克风MR10以及安装在将耳塞连接到便携式媒体播放器MP100的软线CD10上的话音麦克风MV10。图41B展示耳塞EB10的实例的正视图，所述耳塞EB10含有扬声器LS10、指向用户的耳道的入口处的误差麦克风ME10以及指向远离用户的耳道的噪声参考麦克风MR10。在使用期间，耳塞EB10佩戴在用户的耳朵处以将由扬声器LS10(例如，从经由软线CD10所接收的信号)产生的声学信号引导到用户的耳道中。可能需要耳塞EB10的将声学信号引导到用户的耳道中的一部分由弹性材料(例如弹性体(例如，硅氧橡胶))制成或覆盖，使得其可舒适地佩戴以与用户的耳道形成密封。可能需要隔离麦克风ME10和MR10以免通过耳塞的结构接收来自扬声器LS10的机械振动。 
图41C展示耳塞EB10的实施方案EB12的侧视图，其中麦克风MV10安装在软线 CD10的溢放冒口部分内位于耳塞处，使得麦克风MV10在使用期间指向用户的嘴巴。在另一实例中，麦克风MV10安装在软线CD10的半刚性电缆部分上位于距麦克风MR10约3到4厘米的距离处。半刚性电缆可经配置为柔性且重量轻的，但足够硬以在使用期间保持麦克风MV10指向用户的嘴巴。 
在另一实例中，包括如本文中所描述的自适应均衡设备(例如，设备A100、A200、A300或A400)的实施方案的处理元件的通信手持机(例如，蜂窝式电话手持机)经配置以从包括误差麦克风ME10的耳杯或耳塞接收声学误差信号SAE10且经由有线和/或无线通信链路(例如，使用BluetoothTM协议的版本)将音频输出信号SAO10输出到耳杯或耳塞。装置D700可类似地由从耳杯或耳塞接收噪声参考信号SNR10且将音频输出信号SAO10输出到耳杯或耳塞的手持机来实施。 
均衡装置(例如耳杯或头戴耳机)可经实施以产生单声道音频信号。或者，此装置可经实施以在用户的耳朵中的每一者处产生立体声信号的相应通道(例如，作为立体声听筒或立体声头戴耳机)。在此情况下，在每一耳朵处的外壳携载扬声器LS10的相应实例。针对两只耳朵使用同一近端噪声估计SNN10可为足够的，但可能需要针对每一耳朵提供内部噪声估计(例如，回声经清除的噪声信号SEC10或SEC20)的不同实例。举例来说，可能需要在每一耳朵处包括一个或一个以上麦克风以产生用于那只耳朵的误差麦克风ME10和/或噪声参考信号SNR10的相应实例，且还可能需要针对每一耳朵包括ANC模块NC10、NC20或NC80的相应实例以产生抗噪声信号SAN10的对应实例。对于其中所再现的音频信号SRA10为立体声的情况，均衡器EQ10可经实施以根据均衡噪声估计(例如，信号SNE10、SNE20或SNE30)单独地处理每一通道。 
明确地揭示，本文中所揭示的系统、方法、装置和设备的适用性包括且不限于本文中所揭示且/或图36到41C中所展示的特定实例。 
图42A展示根据一般配置的处理所再现的音频信号的方法M100的流程图，所述方法M100包括任务T100和T200。方法M100可在经配置以处理音频信号的装置内执行，所述装置例如为本文中所描述的装置D100、D200、D300和D400的实施方案中的任一者。任务T100基于来自噪声估计的信息使所再现的音频信号的至少一个频率子带的振幅相对于所再现的音频信号的至少一个其它频率子带的振幅升高以产生经均衡的音频信号(例如，如本文中参看均衡器EQ10所描述)。任务T200使用指向用户的耳道处的扬声器来产生基于经均衡的音频信号的声学信号。在此方法中，噪声估计是基于来自由指向用户的耳道处的误差麦克风产生的声学误差信号的信息。 
图42B展示根据一般配置的用于处理所再现的音频信号的设备MF100的框图。设 备MF100可包括在经配置以处理音频信号的装置内，所述装置例如为本文中所描述的装置D100、D200、D300和D400的实施方案中的任一者。设备MF100包括用于基于来自声学误差信号的信息而产生噪声估计的装置F200。在此设备中，由指向用户的耳道处的误差麦克风产生声学误差信号。设备MF100还包括用于基于来自噪声估计的信息使所再现的音频信号的至少一个频率子带的振幅相对于所再现的音频信号的至少一个其它频率子带的振幅升高以产生经均衡的音频信号的装置F100(例如，如本文中参看均衡器EQ10所描述)。设备MF100还包括指向用户的耳道处以产生基于经均衡的音频信号的声学信号的扬声器。 
图43A展示根据一般配置的处理所再现的音频信号的方法M300的流程图，所述方法M300包括任务T100、T200、T300和T400。方法M300可在经配置以处理音频信号的装置内执行，所述装置例如为本文中所描述的装置D300、D400和D700的实施方案中的任一者。任务T300计算在所述装置的用户的嘴巴处发射的近端语音信号的估计(例如，如本文中参看噪声抑制模块NS10所描述)。任务T400基于来自近端语音估计的信息对来自由位于用户的头部的侧面处的第一麦克风产生的信号的信息执行反馈消除操作以产生噪声估计(例如，如本文中参看反馈消除器CF10所描述)。 
图43B展示根据一般配置的用于处理所再现的音频信号的设备MF300的框图。设备MF300可包括在经配置以处理音频信号的装置内，所述装置例如为本文中所描述的装置D300、D400和D700的实施方案中的任一者。设备MF300包括用于计算在所述装置的用户的嘴巴处发射的近端语音信号的估计的装置F300(例如，如本文中参看噪声抑制模块NS10所描述)。设备MF300还包括用于基于来自近端语音估计的信息对来自由位于用户的头部的侧面处的第一麦克风产生的信号的信息执行反馈消除操作以产生噪声估计的装置F300(例如，如本文中参看反馈消除器CF10所描述)。 
本文中所揭示的方法和设备通常可应用于任何收发和/或音频感测应用(尤其是此些应用的移动或者便携式实例)中。举例来说，本文中所揭示的配置的范围包括驻留于经配置以采用码分多址(CDMA)空中接口的无线电话通信系统中的通信装置。然而，所属领域的技术人员将理解，具有如本文中所描述的特征的方法和设备可驻留于采用所属领域的技术人员已知的广泛范围的技术的各种通信系统中的任一者中，例如经由有线和/或无线(例如，CDMA、TDMA、FDMA和/或TD-SCDMA)传输信道采用IP话音(VoIP)的系统。 
明确地预期且特此揭示，本文中所揭示的通信装置可适于在包交换式网络(例如，经布置以根据例如VoIP等协议载运音频传输的有线和/或无线网络)和/或电路交换式网络 中使用。还明确地预期且特此揭示，本文中所揭示的通信装置可适于在窄带译码系统(例如，编码约4千赫兹或5千赫兹的音频频率范围的系统)中使用和/或在宽带译码系统(例如，编码大于5千赫兹的音频频率的系统)中使用，所述系统包括全带宽带译码系统和分带宽带译码系统。 
提供对本文中所描述的配置的呈现以使得所属领域的技术人员能够制作或使用本文中所揭示的方法和其它结构。本文中所展示和描述的流程图、框图和其它结构仅为实例，且这些结构的其它变型也属于本发明的范围内。对这些配置的各种修改是可能的，且本文中所呈现的一般原理还可应用于其它配置。因此，本发明不希望限于上文所展示的配置，而是应被赋予与本文中以任何方式(包括在所申请的附加权利要求书中)揭示的原理和新颖特征一致的最广范围，所述权利要求书形成原始揭示内容的一部分。 
所属领域的技术人员将理解，可使用多种不同技术和技艺中的任一者来表示信息和信号。举例来说，可通过电压、电流、电磁波、磁场或磁性粒子、光场或光学粒子或其任何组合来表示可在以上描述全篇中引用的数据、指令、命令、信息、信号、位和符号。 
对于如本文中所揭示的配置的实施方案的重要设计要求可包括使处理延迟和/或计算复杂性(通常以百万指令/秒或MIPS为单位来测量)减到最小，尤其是对于计算密集型应用，例如经压缩的音频或视听信息(例如，根据某一压缩格式(例如本文中所识别的实例中的一者)编码的文件或流)的重放或用于宽带通信(例如，以高于八千赫兹的取样速率(例如12、16、44.1、48或192kHz)的话音通信)的应用。 
如本文中所描述的多麦克风处理系统的目标可包括：实现10dB到12dB的总噪声减少；在所要说话者移动期间保持话音水平和色彩；获得噪声已被移到背景中的感知而不是激进的噪声移除；语音的去混响；和/或启用后处理(例如，频谱掩蔽和/或基于噪声估计的另一频谱修改操作，例如频谱减法或维纳滤波)的选项以获得较激进的噪声减少。 
如本文中所揭示的自适应均衡设备(例如，设备A100、A200、A300、A400、A700，或MF100，或MF300)的实施方案的各种处理元件可以被认为适合于既定应用的硬件、软件和/或固件的任何组合来体现。举例来说，此些元件可制造为驻留于(例如)同一芯片上或芯片组中的两个或两个以上芯片当中的电子和/或光学装置。此装置的一个实例为固定或可编程逻辑元件(例如晶体管或逻辑门)阵列，且这些元件中的任一者可被实施为一个或一个以上此类阵列。这些元件中的任何两者或两者以上或甚至全部可被实施于相同的一个或多个阵列内。所述一个或多个阵列可被实施于一个或一个以上芯片内(例如，实施于包括两个或两个以上芯片的芯片组内)。 
本文中所揭示的设备(例如，设备A100、A200、A300、A400、A700，或MF100， 或MF300)的各种实施方案的一个或一个以上元件还可全部地或部分地实施为一个或一个以上指令集，所述一个或一个以上指令集经布置以在一个或一个以上固定或可编程逻辑元件阵列(例如微处理器、嵌入式处理器、IP核心、数字信号处理器、FPGA (现场可编程门阵列)、ASSP(专用标准产品)和ASIC(专用集成电路))上执行。如本文中所揭示的设备的实施方案的各种元件中的任一者还可体现为一个或一个以上计算机(例如，包括经编程以执行一个或一个以上指令集或指令序列的一个或一个以上阵列的机器，也被称为“处理器”)，且这些元件中的任何两者或两者以上或甚至全部可实施于相同的此类一个或多个计算机内。 
可将如本文中所揭示的处理器或其它处理装置制造为驻留于(例如)同一芯片上或芯片组中的两个或两个以上芯片当中的一个或一个以上电子和/或光学装置。此装置的一个实例为固定或可编程逻辑元件(例如晶体管或逻辑门)阵列，且这些元件中的任一者可被实施为一个或一个以上此类阵列。所述一个或多个阵列可被实施于一个或一个以上芯片内(例如，实施于包括两个或两个以上芯片的芯片组内)。这些阵列的实例包括固定或可编程逻辑元件阵列(例如微处理器、嵌入式处理器、IP核心、DSP、FPGA、ASSP和ASIC)。如本文中所揭示的处理器或其它处理装置还可体现为一个或一个以上计算机(例如，包括经编程以执行一个或一个以上指令集或指令序列的一个或一个以上阵列的机器)或其它处理器。有可能使用如本文中所描述的处理器来执行并非与方法M100或M300(或如参看本文中所描述的设备或装置的操作所揭示的另一方法)的实施方案的程序直接相关的任务或执行并非与方法M100或M300(或如参看本文中所描述的设备或装置的操作所揭示的另一方法)的实施方案的程序直接相关的其它指令集，例如与嵌入有所述处理器的装置或系统(例如，话音通信装置)的另一操作相关的任务。还有可能由音频感测装置的处理器执行如本文中所揭示的方法的一部分(例如，产生抗噪声信号)且在一个或一个以上其它处理器的控制下执行所述方法的另一部分(例如，使所再现的音频信号均衡)。 
所属领域的技术人员将了解，可将结合本文中所揭示的配置而描述的各种说明性模块、逻辑块、电路以及测试和其它操作实施为电子硬件、计算机软件或两者的组合。此些模块、逻辑块、电路和操作可使用通用处理器、数字信号处理器(DSP)、ASIC或ASSP、FPGA或其它可编程逻辑装置、离散门或晶体管逻辑、离散硬件组件或其经设计以产生如本文中所揭示的配置的任何组合来实施或执行。举例来说，此配置可至少部分地实施为硬连线电路、实施为制造到专用集成电路中的电路配置，或实施为加载到非易失性存储装置中的固件程序或作为机器可读代码从数据存储媒体加载或加载到数据存储媒体中的软件程序，所述代码是可由逻辑元件阵列(例如，通用处理器或其它数字信号处理单 元)执行的指令。通用处理器可为微处理器，但在替代方案中，处理器可为任何常规的处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器还可实施为计算装置的组合，例如，DSP与微处理器的组合、多个微处理器、结合DSP核心的一个或一个以上微处理器或任何其它此类配置。软件模块可驻留于非暂时性存储媒体中，例如RAM(随机存取存储器)、ROM(只读存储器)、例如快闪RAM等非易失性RAM(NVRAM)、可擦除可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)、寄存器、硬盘、可装卸式盘或CD-ROM；或驻留于此项技术中已知的任何其它形式的存储媒体中。说明性存储媒体耦合到处理器，使得所述处理器可从存储媒体读取信息且将信息写入到存储媒体。在替代方案中，存储媒体可与处理器成一体式。处理器和存储媒体可驻留于ASIC中。ASIC可驻留于用户终端中。在替代方案中，处理器和存储媒体可作为离散组件而驻留于用户终端中。 
应注意，本文中所揭示的各种方法(例如，方法M100和M300，以及参看本文中所描述的各种设备和装置的操作所揭示的其它方法)可由例如处理器等逻辑元件阵列来执行，且如本文中所描述的设备的各种元件可部分地实施为经设计以在此阵列上执行的模块。如本文中所使用，术语“模块”或“子模块”可指代呈软件、硬件或固件形式的包括计算机指令(例如，逻辑表达式)的任何方法、设备、装置、单元或计算机可读数据存储媒体。应理解，多个模块或系统可组合成一个模块或系统，且一个模块或系统可分成多个模块或系统以执行相同功能。当以软件或其它计算机可执行指令实施时，过程的元素基本上是用以执行相关任务的代码段，例如例程、程序、对象、组件、数据结构及其类似者。术语“软件”应被理解为包括源代码、汇编语言代码、机器码、二进制码、固件、宏码、微码、可由逻辑元件阵列执行的任何一个或一个以上指令集或指令序列以及此些实例的任何组合。程序或代码段可存储于处理器可读存储媒体中，或经由传输媒体或通信链路通过体现于载波中的计算机数据信号来传输。 
本文中所揭示的方法、方案和技术的实施方案也可有形地体现(例如，在如本文中所列出的一个或一个以上计算机可读存储媒体的有形的计算机可读特征中)为可由包括逻辑元件阵列(例如，处理器、微处理器、微控制器或其它有限状态机)的机器执行的一个或一个以上指令集。术语“计算机可读媒体”可包括可存储或传送信息的任何媒体，包括易失性、非易失性、可装卸式和非可装卸式存储媒体。计算机可读媒体的实例包括电子电路、半导体存储器装置、ROM、快闪存储器、可擦除ROM (EROM)、软盘或其它磁性存储装置、CD-ROM/DVD或其它光学存储装置、硬盘或可用以存储所要信息的任何其它媒体、光纤媒体、射频(RF)链路或可用以携载所要信息且可被存取的任何其它媒体。计算机数据信号可包括可经由例如电子网络通道、光纤、空气、电磁、RF链路等 传输媒体传播的任何信号。可经由例如因特网或企业内部网络等计算机网络来下载代码段。在任何情况下，本发明的范围不应被解释为受此些实施例限制。 
本文中所描述的方法的任务中的每一者可直接体现于硬件中、由处理器执行的软件模块中或所述两者的组合中。在如本文中所揭示的方法的实施方案的典型应用中，逻辑元件(例如，逻辑门)阵列经配置以执行方法的各种任务中的一者、一者以上或甚至全部。任务中的一者或一者以上(可能全部)还可被实施为体现于计算机程序产品(例如，一个或一个以上数据存储媒体，例如磁盘、快闪存储器卡或其它非易失性存储器卡、半导体存储器芯片等)中的代码(例如，一个或一个以上指令集)，所述代码可由包括逻辑元件阵列(例如，处理器、微处理器、微控制器或其它有限状态机)的机器(例如，计算机)读取和/或执行。如本文中所揭示的方法的实施方案的任务还可由一个以上此类阵列或机器执行。在这些或其它实施方案中，可在用于无线通信的装置(例如，蜂窝式电话)或具有此通信能力的其它装置内执行任务。此装置可经配置以与电路交换式网络和/或包交换式网络通信(例如，使用例如VoIP等一个或一个以上协议)。举例来说，此装置可包括经配置以接收和/或发射经编码的帧的RF电路。 
明确地揭示，本文中所揭示的各种方法可由便携式通信装置(例如，手持机、头戴耳机或便携式数字助理(PDA))执行，且本文中所描述的各种设备可包括于此装置内。典型的实时(例如，在线)应用为使用此移动装置进行的电话对话。 
在一个或一个以上示范性实施例中，本文中所描述的操作可以硬件、软件、固件或其任何组合来实施。如果以软件实施，那么此些操作可作为一个或一个以上指令或代码存储在计算机可读媒体上或经由计算机可读媒体来传输。术语“计算机可读媒体”包括计算机可读存储媒体与通信(例如，传输)媒体两者。借助于实例而非限制，计算机可读存储媒体可包含存储元件阵列，例如半导体存储器(其可包括但不限于动态或静态RAM、ROM、EEPROM和/或快闪RAM)，或铁电、磁阻、双向、聚合或相变存储器；CD-ROM或其它光盘存储装置；和/或磁盘存储装置或其它磁性存储装置。此些存储媒体可存储呈可由计算机存取的指令或数据结构的形式的信息。通信媒体可包含可用以载运呈指令或数据结构的形式的所要程序代码且可由计算机存取的任何媒体，包括促进将计算机程序从一处传送到另一处的任何媒体。而且，将任何连接恰当地称为计算机可读媒体。举例来说，如果使用同轴电缆、光纤电缆、双绞线、数字订户线(DSL)或例如红外线、无线电和/或微波等无线技术从网站、服务器或其它远程源传输软件，那么同轴电缆、光纤电缆、双绞线、DSL或例如红外线、无线电和/或微波等无线技术包括于媒体的定义中。如本文中所使用，磁盘和光盘包括压缩光盘(CD)、激光光盘、光学光盘、数字多功能光 盘(DVD)、软性磁盘和Blu-ray DiscTM(加利福尼亚州环球城蓝光光盘协会(Blu-Ray DiscAssociation,Universal City,CA))，其中磁盘通常以磁性方式再现数据，而光盘通过激光以光学方式再现数据。上述各者的组合也应包括在计算机可读媒体的范围内。 
如本文中所描述的声学信号处理设备可并入到电子装置(例如通信装置)中，所述电子装置接受语音输入以便控制某些操作，或可另外受益于所要噪声与背景噪声的分离。许多应用可受益于增强清楚的所要声音或分离清楚的所要声音与来源于多个方向的背景声音。此些应用可包括并入有例如话音辨识和检测、语音增强和分离、话音启动式控制及其类似者等能力的电子或计算装置中的人机接口。可能需要实施此声学信号处理设备以适合于仅提供有限处理能力的装置中。 
可将本文中所描述的模块、元件和装置的各种实施方案的元件制造为驻留于(例如)同一芯片上或芯片组中的两个或两个以上芯片当中的电子和/或光学装置。此装置的一个实例为固定或可编程逻辑元件(例如晶体管或门)阵列。本文中所描述的设备的各种实施方案的一个或一个以上元件还可完全或部分地实施为一个或一个以上指令集，所述一个或一个以上指令集经布置以在一个或一个以上固定或可编程逻辑元件阵列(例如微处理器、嵌入式处理器、IP核心、数字信号处理器、FPGA、ASSP和ASIC)上执行。 
有可能使用如本文中所描述的设备的实施方案的一个或一个以上元件来执行并非与所述设备的操作直接相关的任务或执行并非与所述设备的操作直接相关的其它指令集，例如与嵌入有所述设备的装置或系统的另一操作相关的任务。还有可能的是此设备的实施方案的一个或一个以上元件具有共同的结构(例如，用以在不同时间执行对应于不同元件的代码部分的处理器、经执行以在不同时间执行对应于不同元件的任务的指令集，或在不同时间执行不同元件的操作的电子和/或光学装置的布置)。 

Claims (45)

1.一种处理所再现的音频信号的方法，所述方法包含在经配置以处理音频信号的装置内执行以下动作中的每一者：
基于来自噪声估计的信息，使所述所再现的音频信号的至少一个频率子带的振幅相对于所述所再现的音频信号的至少一个其它频率子带的振幅升高以产生经均衡的音频信号；
在声学误差信号上使用回声消除以从所述声学误差信号中去除所要信号，其中所述回声消除产生噪声估计和抗噪声信号，且其中所述声学误差信号被误差麦克风获得，以及
使用指向用户的耳道处的扬声器来产生基于所述抗噪声信号和所述经均衡的音频信号的结合的声学信号。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述方法包含向所感测的噪声信号施加转移函数以产生所述噪声估计，其中所述转移函数是基于来自所述声学误差信号的所述信息。
3.根据权利要求2所述的方法，其中所述所感测的噪声信号是基于由位于所述用户的头部的侧面处且指向远离所述头部的噪声参考麦克风产生的信号。
4.根据权利要求2所述的方法，其中所述所感测的噪声信号是基于由位于比所述声学误差麦克风更靠近所述用户的嘴巴处的话音麦克风产生的信号。
5.根据权利要求2所述的方法，其中所述方法包括：
对所述所再现的音频信号执行活动检测操作；以及
基于所述执行活动检测操作的结果，更新所述转移函数。
6.根据权利要求1到5中任一权利要求所述的方法，其中所述方法包括对基于所述声学误差信号的信号执行回声消除操作，
其中所述回声消除操作是基于基于所述经均衡的音频信号的回声参考信号，且
其中噪声参考信号是基于所述回声消除操作的结果。
7.根据权利要求1到5中任一权利要求所述的方法，其中所述方法包括：
计算在所述用户的嘴巴处发射的近端语音信号的估计；以及
基于来自所述近端语音估计的信息而对基于所述声学误差信号的信号执行反馈消除操作，
其中所述噪声估计是基于所述反馈消除操作的结果。
8.根据权利要求1到5中任一权利要求所述的方法，其中所述方法包括将以下两者进行比较：(A)基于由位于所述用户的头部的侧面处且指向远离所述头部的噪声参考麦克风产生的信号的第一所感测的噪声信号的功率相对于时间的改变；以及(B)基于由位于比所述声学误差麦克风更靠近所述用户的嘴巴处的话音麦克风产生的信号的第二所感测的噪声信号的功率相对于时间的改变，
其中噪声参考信号是基于所述比较的结果。
9.根据权利要求1到5中任一权利要求所述的方法，其中所述方法包含产生基于来自所述声学误差信号的信息的抗噪声信号，且
其中基于所述经均衡的音频信号的所述声学信号还基于所述抗噪声信号。
10.根据权利要求1到5中任一权利要求所述的方法，其中所述方法包含：
对所述所再现的音频信号进行滤波以获得第一多个时域子带信号；
对噪声估计进行滤波以获得第二多个时域子带信号；
基于来自所述第一多个时域子带信号的信息，计算多个信号子带功率估计；
基于来自所述第二多个时域子带信号的信息，计算多个噪声子带功率估计；以及
基于来自所述多个信号子带功率估计的信息且基于来自所述噪声子带功率估计的信息，计算多个子带增益，
且其中所述升高是基于所述所计算得的多个子带增益。
11.根据权利要求10所述的方法，其中所述使所述所再现的音频信号的至少一个频率子带的振幅相对于所述所再现的音频信号的至少一个其它频率子带的振幅升高以产生所述经均衡的音频信号包含使用滤波器级级联对所述所再现的音频信号进行滤波，其中所述滤波包含：
将所述多个子带增益中的第一子带增益施加到所述级联中的对应滤波器级以升高所述所再现的音频信号的第一频率子带的振幅；以及
将所述多个子带增益中的第二子带增益施加到所述级联中的对应滤波器级以升高所述所再现的音频信号的第二频率子带的振幅，
其中所述第二子带增益具有与所述第一子带增益不同的值。
12.一种处理所再现的音频信号的方法，所述方法包含在经配置以处理音频信号的装置内执行以下动作中的每一者：
计算在所述装置的用户的嘴巴处发射的近端语音信号的估计；
基于来自所述近端语音估计的信息而对来自由位于所述用户的头部的侧面处的第一麦克风产生的信号的信息执行反馈消除操作以产生噪声估计；
在声学误差信号上使用回声消除以从所述声学误差信号中去除所要信号，其中所述回声消除产生噪声估计和抗噪声信号，且其中所述声学误差信号被误差麦克风获得；
基于来自所述噪声估计的信息，使所述所再现的音频信号的至少一个频率子带的振幅相对于所述所再现的音频信号的至少一个其它频率子带的振幅升高以产生经均衡的音频信号；以及
使用指向所述用户的耳道处的扬声器来产生基于所述抗噪声信号和所述经均衡的音频信号的结合的声学信号。
13.根据权利要求12所述的方法，其中所述第一麦克风指向所述用户的所述耳道处。
14.根据权利要求13所述的方法，其中所述方法包括对基于由所述第一麦克风产生的所述信号的信号执行回声消除操作，
其中所述回声消除操作是基于基于所述经均衡的音频信号的回声参考信号，且
其中噪声参考信号是基于所述回声消除操作的结果。
15.根据权利要求12到14中任一权利要求所述的方法，其中所述第一麦克风指向远离所述用户的所述头部。
16.根据权利要求12到14中任一权利要求所述的方法，其中所述噪声估计是基于向所感测的噪声信号施加转移函数的结果，
其中所述转移函数是基于来自由指向所述用户的所述耳道处的麦克风产生的信号的信息。
17.根据权利要求16所述的方法，其中所述所感测的噪声信号是基于由位于所述用户的所述头部的所述侧面处且指向远离所述头部的噪声参考麦克风产生的信号。
18.根据权利要求16所述的方法，其中所述所感测的噪声信号是基于由位于比所述第一麦克风更靠近所述用户的嘴巴处的话音麦克风产生的信号。
19.根据权利要求16所述的方法，其中所述方法包括：
对所述所再现的音频信号执行活动检测操作；以及
基于所述执行活动检测操作的结果，更新所述转移函数。
20.根据权利要求12到14中任一权利要求所述的方法，其中所述方法包括将以下两者进行比较：(A)基于由位于所述用户的所述头部的所述侧面处且指向远离所述头部的噪声参考麦克风产生的信号的第一所感测的噪声信号的功率相对于时间的改变；以及(B)基于由位于比所述第一麦克风更靠近所述用户的嘴巴处的话音麦克风产生的信号的第二所感测的噪声信号的功率相对于时间的改变，
其中所述噪声估计是基于所述比较的结果。
21.根据权利要求12到14中任一权利要求所述的方法，其中所述方法包含产生基于来自由所述第一麦克风产生的所述信号的信息的抗噪声信号，且
其中基于所述经均衡的音频信号的所述声学信号还基于所述抗噪声信号。
22.根据权利要求12到14中任一权利要求所述的方法，其中所述方法包含：
对所述所再现的音频信号进行滤波以获得第一多个时域子带信号；
对噪声估计进行滤波以获得第二多个时域子带信号；
基于来自所述第一多个时域子带信号的信息，计算多个信号子带功率估计；
基于来自所述第二多个时域子带信号的信息，计算多个噪声子带功率估计；以及
基于来自所述多个信号子带功率估计的信息且基于来自所述噪声子带功率估计的信息，计算多个子带增益，
且其中所述升高是基于所述所计算得的多个子带增益。
23.根据权利要求22所述的方法，其中所述使所述所再现的音频信号的至少一个频率子带的振幅相对于所述所再现的音频信号的至少一个其它频率子带的振幅升高以产生所述经均衡的音频信号包含使用滤波器级级联对所述所再现的音频信号进行滤波，其中所述滤波包含：
将所述多个子带增益中的第一子带增益施加到所述级联中的对应滤波器级以升高所述所再现的音频信号的第一频率子带的振幅；以及
将所述多个子带增益中的第二子带增益施加到所述级联中的对应滤波器级以升高所述所再现的音频信号的第二频率子带的振幅，
其中所述第二子带增益具有与所述第一子带增益不同的值。
24.一种用于处理所再现的音频信号的设备，所述设备包含：
用于基于来自声学误差信号的信息而产生噪声估计的装置，其中回声消除被使用在声学误差信号上以从所述声学误差信号中去除所要信号，其中所述回声消除产生噪声估计和抗噪声信号，且其中所述声学误差信号被误差麦克风获得；
用于基于来自所述噪声估计的信息而使所述所再现的音频信号的至少一个频率子带的振幅相对于所述所再现的音频信号的至少一个其它频率子带的振幅升高以产生经均衡的音频信号的装置；以及
扬声器，其在所述设备的使用期间指向用户的耳道处以产生基于所述抗噪声信号和所述经均衡的音频信号的结合的声学信号。
25.根据权利要求24所述的设备，其中所述设备包含用于向所感测的噪声信号施加转移函数以产生所述噪声估计的装置，其中所述转移函数是基于来自所述声学误差信号的所述信息。
26.根据权利要求25所述的设备，其中所述所感测的噪声信号是基于由在所述设备的所述使用期间位于所述用户的头部的侧面处且指向远离所述头部的噪声参考麦克风产生的信号。
27.根据权利要求25所述的设备，其中所述所感测的噪声信号是基于由在所述设备的所述使用期间位于比所述声学误差麦克风更靠近所述用户的嘴巴处的话音麦克风产生的信号。
28.根据权利要求25所述的设备，其中所述设备包括：
用于对所述所再现的音频信号执行活动检测操作的装置；以及
用于基于所述执行活动检测操作的结果而更新所述转移函数的装置。
29.根据权利要求24到28中任一权利要求所述的设备，其中所述设备包括用于对基于所述声学误差信号的信号执行回声消除操作的装置，
其中所述回声消除操作是基于基于所述经均衡的音频信号的回声参考信号，且
其中噪声参考信号是基于所述回声消除操作的结果。
30.根据权利要求24到28中任一权利要求所述的设备，其中所述设备包括：
用于计算在所述用户的嘴巴处发射的近端语音信号的估计的装置；以及
用于基于来自所述近端语音估计的信息而对基于所述声学误差信号的信号执行反馈消除操作的装置，
其中所述噪声估计是基于所述反馈消除操作的结果。
31.根据权利要求24到28中任一权利要求所述的设备，其中所述设备包括用于将以下两者进行比较的装置：(A)基于由位于所述用户的头部的侧面处且指向远离所述头部的噪声参考麦克风产生的信号的第一所感测的噪声信号的功率相对于时间的改变；以及(B)基于由在所述设备的所述使用期间位于比所述声学误差麦克风更靠近所述用户的嘴巴处的话音麦克风产生的信号的第二所感测的噪声信号的功率相对于时间的改变，
其中所述噪声估计是基于所述比较的结果。
32.根据权利要求24到28中任一权利要求所述的设备，其中所述设备包含用于产生基于来自所述声学误差信号的信息的抗噪声信号的装置，且
其中基于所述经均衡的音频信号的所述声学信号还基于所述抗噪声信号。
33.根据权利要求24到28中任一权利要求所述的设备，其中所述设备包含：
用于对所述所再现的音频信号进行滤波以获得第一多个时域子带信号的装置；
用于对噪声估计进行滤波以获得第二多个时域子带信号的装置；
用于基于来自所述第一多个时域子带信号的信息而计算多个信号子带功率估计的装置；
用于基于来自所述第二多个时域子带信号的信息而计算多个噪声子带功率估计的装置；以及
用于基于来自所述多个信号子带功率估计的信息且基于来自所述噪声子带功率估计的信息而计算多个子带增益的装置，
且其中所述升高是基于所述所计算得的多个子带增益。
34.根据权利要求33所述的设备，其中所述用于使所述所再现的音频信号的至少一个频率子带的振幅相对于所述所再现的音频信号的至少一个其它频率子带的振幅升高以产生所述经均衡的音频信号的装置包含用于使用滤波器级级联对所述所再现的音频信号进行滤波的装置，其中所述用于滤波的装置包含：
用于将所述多个子带增益中的第一子带增益施加到所述级联中的对应滤波器级以升高所述所再现的音频信号的第一频率子带的振幅的装置；以及
用于将所述多个子带增益中的第二子带增益施加到所述级联中的对应滤波器级以升高所述所再现的音频信号的第二频率子带的振幅的装置，
其中所述第二子带增益具有与所述第一子带增益不同的值。
35.一种用于处理所再现的音频信号的设备，所述设备包含：
回声消除器，其经配置以产生基于来自声学误差信号的信息的噪声估计，其中回声消除被使用在声学误差信号上以从所述声学误差信号中去除所要信号，其中所述回声消除产生噪声估计和抗噪声信号，且其中所述声学误差信号被误差麦克风获得；
子带滤波器阵列，其经配置以基于来自所述噪声估计的信息而使所述所再现的音频信号的至少一个频率子带的振幅相对于所述所再现的音频信号的至少一个其它频率子带的振幅升高以产生经均衡的音频信号；以及
扬声器，其在所述设备的使用期间指向用户的耳道处以产生基于所述抗噪声信号和所述经均衡的音频信号的结合的声学信号。
36.根据权利要求35所述的设备，其中所述设备包含滤波器，所述滤波器经配置以向所感测的噪声信号施加转移函数以产生所述噪声估计，其中所述转移函数是基于来自所述声学误差信号的所述信息。
37.根据权利要求36所述的设备，其中所述所感测的噪声信号是基于由在所述设备的使用期间位于所述用户的头部的侧面处且指向远离所述头部的噪声参考麦克风产生的信号。
38.根据权利要求36所述的设备，其中所述所感测的噪声信号是基于由在所述设备的使用期间位于比所述声学误差麦克风更靠近所述用户的嘴巴处的话音麦克风产生的信号。
39.根据权利要求36所述的设备，其中所述设备包括活动检测器，所述活动检测器经配置以对所述所再现的音频信号执行活动检测操作，
其中所述滤波器经配置以基于所述执行活动检测操作的结果而更新所述转移函数。
40.根据权利要求35到39中任一权利要求所述的设备，其中所述设备包括回声消除器，所述回声消除器经配置以对基于所述声学误差信号的信号执行回声消除操作，
其中所述回声消除操作是基于基于所述经均衡的音频信号的回声参考信号，且
其中噪声参考信号是基于所述回声消除操作的结果。
41.根据权利要求35到39中任一权利要求所述的设备，其中所述设备包括：
噪声抑制模块，其经配置以计算在所述用户的嘴巴处发射的近端语音信号的估计；以及
反馈消除器，其经配置以基于来自所述近端语音估计的信息而对基于所述声学误差信号的信号执行反馈消除操作，
其中所述噪声估计是基于所述反馈消除操作的结果。
42.根据权利要求35到39中任一权利要求所述的设备，其中所述设备包括失败检测器，所述失败检测器经配置以将以下两者进行比较：(A)基于由位于所述用户的头部的侧面处且指向远离所述头部的噪声参考麦克风产生的信号的第一所感测的噪声信号的功率相对于时间的改变；以及(B)基于由位于比所述声学误差麦克风更靠近所述用户的嘴巴处的话音麦克风产生的信号的第二所感测的噪声信号的功率相对于时间的改变，
其中所述噪声估计是基于所述比较的结果。
43.根据权利要求35到39中任一权利要求所述的设备，其中所述设备包含有源噪声消除模块，所述有源噪声消除模块经配置以产生基于来自所述声学误差信号的信息的抗噪声信号，且
其中基于所述经均衡的音频信号的所述声学信号还基于所述抗噪声信号。
44.根据权利要求35到39中任一权利要求所述的设备，所述设备包含：
第一子带信号产生器，其经配置以对所述所再现的音频信号进行滤波以获得第一多个时域子带信号；
第二子带信号产生器，其经配置以对噪声估计进行滤波以获得第二多个时域子带信号；
第一子带功率估计计算器，其经配置以基于来自所述第一多个时域子带信号的信息而计算多个信号子带功率估计；
第二子带功率估计计算器，其经配置以基于来自所述第二多个时域子带信号的信息而计算多个噪声子带功率估计；以及
子带增益因子计算器，其经配置以基于来自所述多个信号子带功率估计的信息且基于来自所述噪声子带功率估计的信息而计算多个子带增益，
其中所述升高是基于所述所计算得的多个子带增益。
45.根据权利要求44所述的设备，其中所述子带滤波器阵列经配置以使用滤波器级级联对所述所再现的音频信号进行滤波，其中所述子带滤波器阵列经配置以将所述多个子带增益中的第一子带增益施加到所述级联中的对应滤波器级以升高所述所再现的音频信号的第一频率子带的振幅，且
其中所述子带滤波器阵列经配置以将所述多个子带增益中的第二子带增益施加到所述级联中的对应滤波器级以升高所述所再现的音频信号的第二频率子带的振幅，
其中所述第二子带增益具有与所述第一子带增益不同的值。
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