CN106576388B - 用于在语音信号之间进行区分的方法和设备 - Google Patents

Abstract

一种用于区分通过同一扬声器(128)一起播放的语音信号的方法和设备，其使用对于一个或多个音频信号的频谱整形。频谱整形移位在不修改语音信号的音调的同时来修改语音信号的音质。可以使用额外的技术来进一步区分语音信号，诸如动态增益偏移和频移。在处理一个或多个信号以将它们频谱整形后，可以通过同一扬声器(128)来播放它们。听到结果产生的声音信号的用户将更能够在正在被播放的多个语音信号之间进行区分。

Description

用于在语音信号之间进行区分的方法和设备

技术领域

本公开总体上涉及双向无线电操作，并且更具体地涉及在双向无线电装置处同时地接收两个或多个语音信号，并且通过同一扬声器来播放两个语音信号。

背景技术

便携式双向无线电装置和双向无线电系统通常被用在多种组织中，其中，近即时通信通常是关键的，并且对在组织中除了别的之外出现的通信进行监测允许协作和协调。一些传统的双向无线电装置可以一次仅在一个信道上接收。近些年来，已经设计了双向无线电装置来监测主信道，并且监测一个或多个其他信道或谈话组，但是它们仍然可以一次仅在一个信道上接收。更近来，便携式双向无线电装置已经被设计得具有“双监视”(dualwatch)能力，其允许同时接收两个信道，每个信道的音频被混合在一起并且通过单个扬声器被播放。因此，双监视无线电装置允许用户听到两个不同的语音，包括当它们同时说出时。

人们经常面对面地同时收听多个不同的语音。然而，不像其中我们的双耳听觉帮助允许我们区分不同的会话的面对面地会话那样，并且考虑到发射器会将语音信号进行频带限制并且会去除可能不同的音频频谱内容，因此经常很难在通过单个扬声器播放的两个音频流的语音之间区分。简单地使一个流更响会阻挡其他的语音流，并且使得它无法理解。事实上，如果在发射器处出现滤波，则即使当扬声器未同时说话时，也会难以确定说话的人的身份或他们说话所在的信道。

因此，需要一种方法和设备，用于允许收听者能够在通过同一扬声器播放的两个信道之间区分。

附图说明

在附图中，相似的附图标号指的是贯穿独立的视图连同下面详细的说明相同或在功能上类似的元件，并且被包含在说明书中并且形成其一部分，以进一步说明包括所要求保护的发明的构思的实施例，并且解释那些实施例的各种原理和优点。

图1是根据一些实施例的便携式双向无线电装置的方框图；

图2是根据一些实施例的用于在两个音频语音信号之间区分的音频处理器的方框图；

图3是根据一些实施例的用于音频语音信号的频谱的方法的流程图；

图4是根据一些实施例的用于整形音频语音信号的音频频谱的方法的流程图；

图5是根据一些实施例的用于整形音频语音信号的音频频谱的方法的流程图；

图6是根据一些实施例的用于重新定位音频语音信号的频谱的方法的流程图；

图7是根据一些实施例的用于调节音频语音信号的增益的流程图；

图8是第一音频语音信号和第二音频语音信号的信号图，示出了调节在第二音频语音信号上的增益的效果；

图9是根据一些实施例的用于音频混合系统的存储器布置的方框图；并且

图10是用于频谱整形第一音频语音信号以将其相对于第二音频语音信号区分的方法的流程图。

本领域内的技术人员可以明白，在附图中的要素为了简化和清楚而被示出，并且不必然根据比例被绘制。例如，在附图中的要素的一些的尺寸可能相对于其他要素被夸大，以有助于改善本发明的实施例的理解。

已经在适合时在附图中通过传统的符号而表示了设备和方法组件，该附图仅示出了与理解本发明的实施例相关的那些具体细节，以便不会使得具有在此的说明的益处的、对于本领域内的普通技术人员容易清楚的细节而混淆本公开。实施本发明所需的或本领域内的技术人员公知的公知元件、结构或过程不必然被示出，而应当假定为除非另外指示否则是存在的。

具体实施方式

实施例包括一种用于区分通过扬声器一起播放的语音信号的方法。所述方法包括同时接收在主信道上的主音频信号和在副信道上的副音频信号。所述方法可以还包括：将所述第一音频信号或所述第二音频信号的至少一个音频信号基于另一个音频信号的频谱内容而频谱整形，以产生结果信号，所述结果信号包括至少一个已整形信号；混合所述结果信号；并且通过所述扬声器来播放所述结果信号。

实施例可以还包括一种音频处理器，具有主信道路径，其包括主自动增益控制器(AGC)，其后跟随有主频谱整形器，所述主信道路径处理主音频信号。所述音频处理器还包括副信道路径，该副信道路径包括副频谱整形器，其后跟随有副AGC，所述副信道路径处理副音频信号。所述音频处理器还包括：语音行为检测器，所述语音行为检测器检测在所述主AGC的输出处在所述主音频信号中的语音；以及，频谱分析器，所述频谱分析器确定所述主音频信号和所述副音频信号的频谱内容。所述副频谱整形器基于所述主音频信号的频谱内容来整形所述副音频信号的频谱。所述音频处理器还包括：混合器，所述混合器将所述主信道路径和所述副信道路径的输出求和，以产生混合信号；以及，扬声器，通过所述扬声器来播放所述混合信号。

图1是根据一些实施例的便携式双向无线电装置100的方框图。便携式双向无线电装置100是可以处理被所述装置通过公共扬声器(即，对于所有的音频信号为公共的)播放的多个音频信号的装置的一个示例。在这个具体示例中，便携式双向无线电装置100包括“双监视”能力，其允许它同时通过两个不同的信道来接收。因此，当远程方面同时通过两个不同信道来发射音频时，便携式双向无线电装置100同时经由调制的无线电信号接收两个音频信号，并且同时通过同一扬声器来播放两个音频信号。在不使用根据下面的公开的实施例的情况下，同时播放两个音频信号会使得两个信号均变得难以理解，并且使得收听者难以在听觉上区分。

便携式双向无线电装置100包括控制器102，其除了其他操作之外还执行可以在存储器104的分区中存储的指令代码，控制器102可操作地耦合到存储器104。存储器104能够表示可以被控制器102使用、访问和/或写入的各种类型的存储器的集合。因此，存储器104可以包括随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)或可编程存储器(例如闪存)等。存储器104用于存储指令代码，该指令代码用于操作便携式双向无线电装置100以及用于实例化由该指令代码使用的变量和数据结构。该指令代码使得便携式双向无线电装置根据本发明以及根据传统的便携式双向无线电装置的操作来运行，达到它不与在此所教导的相冲突的程度。

控制器102可操作地耦合到射频(RF)块106，射频(RF)块106可以是RF收发器。RF块106包括发射器108、主信道接收器110和副信道接收器112以及用于支持发射器108和接收器110、112的电路和组件，正如所公知地，该电路和组件除了其他之外还包括用于频率产生和合成、滤波、放大、模数转换和数模转换的电路。而且，RF块106可以包括诸如数字信号处理器的一个或多个处理器的功能。发射器108可以以信号的形式被提供用于发射的信息，该信号例如是音频语音信号(或者数字的或模拟的)。该音频语音信号可以用于调制一个或多个载波，使得发射器108可以通过天线114来发射信息。在一些实施例中，发射器108也可以发射其他类型的信号，包括数据流。

主信道接收器110和副信道接收器112可以与发射器108共享天线114。通常，因为便携式双向无线电装置100或者发射或者接收(或者在待机模式中)，所以可以使用隔离器以允许主和副接收器110、112与发射器108共享天线。主信道接收器110可以被调谐到主信道，并且副信道接收器112可以被调谐到与主信道不同的副信道。在此使用的术语“信道”指的是RF媒介的不同划分，公知地，其可以通过例如频率、时间(即，时隙)、正交编码、调制和其他特性的任何一个来定义。因此，主信道接收器110可以通过主信道来接收主音频信号，并且副信道接收器可以通过副信道来接收副音频信号。

控制器102也可以可操作地耦合到音频处理器块116。音频处理器块116处理从RF块106接收并且向RF块106提供的音频信号。音频处理器块116可以使用专用处理器被实现，或者它可以是执行其他任务的处理器的另一种实现方式，该任务包括RF块106的任务。为了发射语音信号，可以使用麦克风118来将诸如用户的语音的声音信号转换为对应的模拟电信号，该模拟电信号被麦克风路径120处理。麦克风路径120可以例如将由麦克风产生的模拟音频信号转换为数字音频信号，该数字音频信号当用户开始发射操作(例如，通过按下“即按即说”按钮)时被提供到RF块106以发射。

音频处理器块116还包括主信道路径122和副信道路径124。主信道路径122处理由主信道接收器110提供的主音频信号，并且副信道路径124处理由副信道接收器112提供的副音频信号。本领域内的技术人员可以明白，主和副信道路径指定可以相对于硬件是任意的，并且在一些实施例中，可以使用相同的硬件来实现主和副信道路径122、124。在一些实施例中，可以使用对于每个路径122、124单独专用的硬件来实现每个路径122、124。在实践中，是由便携式双向无线电装置100的用户来选择主和副信道。

音频处理器块116可以确定主和副音频信号的每个的频谱和增益信息。可以在主信道路径122和副信道路径124之间交换每个音频信号的频谱和增益信息。每个信道路径122、124可以使用另一个路径122、124的信号的频谱和增益信息以频谱整形主和副音频信号的任何一个或两者，并且调节主和副音频信号的任何一个或两者的增益以便将它们可听地彼此区分。被主和副信道路径122、124输出的被区分的信号在求和结126或等同物处被求和。该组合或求和的音频信号然后通过扬声器128被播放。频谱整形不是在一些现有技术装置中执行的音调移位。而是，在音频信号之一中基于另一个信号的频谱特性来强调或解除强调特定的频谱特性。每个信号的音调可以保持不变。

图2是根据一些实施例的用于在两个音频信号之间区分的音频处理器200的方框图。音频处理器200包括第一或主信道路径202和副信道路径204。可以使用主标记“标记1”来指示在主信道上的接收，并且可以使用第二标记“标记2”来指示在副信道上的信号的接收。标记1和标记2可以指示可以在对应的信号路径上存在音频信号。主信道路径202可以调节增益，并且频谱整形主音频信号203，并且同样，副信道路径204可以调节增益，并且频谱整形副音频信号205。除了主和副信道路径202、204之外，音频处理器200还包括语音行为检测器(VAD)206和频谱分析器214。主和副信道路径202、204的每个的输出在混合器218中被混合(求和)以产生组合的音频信号，该信号被提供到扬声器音频排队220，其中，该组合信号可以被放大和通过扬声器222播放。

VAD 206采样主自动增益控制(AGC)210的输出，主自动增益控制(AGC)210调节主音频信号203的增益以提供增益调节的主音频信号211。VAD处理该增益调节的主音频信号211以确定是否它看起来包括言语。当存在言语时，将VAD标记207置位以指示存在言语。VAD标记207被提供到主AGC 210和副频谱整形块208。通常，当未将VAD标记207置位以指示在主音频信号中没有言语时，不要求任何行为。如果正在接收副音频信号(即，在副信道上)并且未将VAD标记置位，则可以传统地处理副音频信号。VAD标记207也被提供到频谱分析器214和副AGC 216。频谱分析器214接收增益调节的主音频信号211和副频谱整形块208的输出，该副频谱整形块208的输出是整形的副信号209，并且频谱分析器214通过评估在主音频信号207和整形的副信号209中的调节的增益来评估主和副音频信号的每个的频谱内容。主音频信号的能量和频谱信息215被频谱分析器214提供到副频谱整形块208以用在整形副音频信号205的频谱中。频谱分析器向副信道接收器112提供副音频信号的能量和频谱信息217。

当通过主和副信道两者接收到音频信号(即，主和副音频信号203、205)，并且在主音频信号中存在言语时内，VAD 206使VAD标记207有效，该VAD标记207可以用于使得能够进行整形和增益操作以便区分两个音频信号。频谱分析器可以(经由增益调节的主音频信号211)例如确定主音频信号的总能量和在多个频率子频带的每个中的能量。因此，频谱分析器214将时域信号转换为频域信号，以确定在各个频带中的能量以及采样的时段的总能量。在一些实施例中，副频谱整形块208可以评估主音频信道频谱信息，并且例如通过使用均衡器功能来整形副音频信号的频谱内容，以在副音频信号的不同频率子频带的每个中应用不同的滤波器系数，以产生在主和副音频信号之间的频谱重叠。在整形副音频信号的频谱内容中，可以动态地进行整形，并且整形可以使用平滑来防止在频谱内容中的突变。可以使用主音频信号(即，增益调节的音频信号211)的总能量来动态地调节副AGC，以在混合器218处将副音频信号保持在主音频信号的预选的能级内。类似地，在其中频谱整形主和副音频信号两者的实施例中，主频谱整形块212可以响应于分析副音频信号而使用由频谱分析器214输出的副频谱能量信息217以将主音频信号整形。因此，可以频谱整形主和副音频信号的任何一个或两者，以相对于另一个音频信号而区分。主频谱整形块212的输出可以是增益调节的和频谱整形的主音频信号，该信号可以在混合器218处与从副AGC 216输出的增益调节的和频谱整形的副信号混合。由混合器218产生的混合信号包括已经被处理以在听觉上将它们彼此区分的主和副音频信号两者的版本，并且被提供到在扬声器音频排队220中的音频输出部分。

应当注意，贯穿在此的讨论，使用术语“主音频信号”和“副音频信号”用于指示被主信道路径202和副信道路径204处理的信号，并且那些术语可以用于指示在那些相应的路径中的信号的中间状态。本领域内的技术人员可以明白，当信号信息沿着每个路径202、204前进时，可以改变它。然而，为了在下面的讨论中的示例，应当假设主音频信号通常指示被主信道路径202处理的信号，包括由主信道路径202处理的信号的中间阶段，并且副音频信号通常指的是被副信道路径204处理的信号，包括被副信道路径204处理的信号的中间阶段。

图3是根据一些实施例的用于分析音频语音信号的频谱的方法300的流程图。在一些实施例中，可以通过诸如图2的频谱分析器214的频谱分析器来执行方法300。根据实施例，在方法300的开始302处，音频处理器被加电并且准备好来处理信号。初步事项是在步骤304中确定是否使VAD标记有效。如果否，则方法300在306处结束，因为如果不存在语音则不必区分信号。当如被使有效的VAD标记指示存在语音行为时，方法300可以执行步骤308，其中，向主音频信号应用对系统的(在频率上的)音频响应进行模拟的语音频带滤波器，所述系统指的是放大器、扬声器和其他音频输出电路。可以在执行方法300之前确定语音频带滤波器的频率响应。如果使用，在步骤308的滤波后，则频谱分析器例如通过在步骤310中执行快速傅立叶变换(FFT)来确定音频信号的频域频谱。然后在步骤312中分析频域结果，以确定在多个子频带的每个中的能量。可以然后以两种不同的方式使用该子频带能量。在步骤314中，在316向另一个音频信号的频谱整形块输出子频带能量，以用在整形另一个音频信号的频谱中。可以例如通过例如短术语平均来“平滑”能量值，以便避免在子频带能量中的突变。可以将子频带能量与另一个音频信号的子频带能量相比较，以便确定如何调节音频信号之一或两者以在频谱上区分它们。在步骤318中，可以将子频带能量汇总以确定总的音频信号能量。在步骤320中，可以使用正被处理的信号的总能量值的简短历史来平滑总能量值，并且，在322处将该总能量值输出到另一个音频信号路径的AGC块，以便调节音频信号相对于彼此的相对增益，以将它们相对于彼此进一步区分。

图4是根据一些实施例的用于整形音频语音信号的音频频谱的方法400的流程图。具体地说，方法400良好地适合于副频谱整形功能。副音频信号402被输入到该方法，并且在步骤404中，可以应用选用的恒定均衡器效果。在一些实施例中，用户可以通过用户界面来选择或配置恒定均衡器。在步骤406中，可以评估在408输入的VAD标记以确定是否在主音频信道上存在言语。如果未使VAD标记有效，则该方法结束在416。如果VAD标记被使得有效，则方法400进行到步骤410，其中，当在主音频信号中存在语音时，第二恒定音频整形器可以被选用地应用以产生不同的音频效果。在此通过“恒定”，表示在这个步骤中执行的整形不相对于音频信号的方面而改变，而是，可以通过用户选择来改变它，否则滤波效果不改变。在步骤412中，可以向考虑了主音频信号的子频带能量的音频信号应用动态音频整形。

例如，子频带能量可以包括高频带能量和低频带能量。该高频带能量可以是在音频信号的较上部的或较高频率内容的一部分中的能量，而低频带能量可以是在音频信号的较低频率内容的一部分中的能量内容。可以确定主和副音频信号的每个的子频带能量。可以使用一个音频信号的比率来确定另一个音频信号能量频带比率的目标值。即，可以将目标值定义为相对于一个音频信号的比率值的偏差。可以基于具体应用来选择具体的频率边界，并且在一些实施例中，它们可以甚至重叠。在一些实施例中，可以对于每个信道确定高频带能量与低频带能量的比率，并且，可以将该比率值与基于例如另一个音频信号的比率值的预定目标值相比较。因此，该目标值表示在两个音频信号之间的充分区分。目的是通过例如强调在诸如副音频信号的一个音频信号中的高频带频谱内容来区别开该两个音频信号。如果主和副信道音频信号两者具有类似的高频带与低频带比率，则需要通过将一个或两个音频信号滤波来区分它们。当在一个音频信号的比率值和确定的目标值之间的差不足(即，小于用于区分该两个音频信号的期望的量)时，可以使用该差来计算滤波器的系数，该滤波器将按照期望整形高频带能量以将其调节得更高(或更低)，以获得在两个音频信号的高与低频带比率之间的期望的差。与其他调节一样，可以使用滤波器频带系数的近期历史来平滑滤波器系数，以避免突变。一旦计算了系数，则向音频信号应用动态滤波器，以产生频谱整形的音频信号，并且然后(对于当前的采样)该方法可以结束于416。

图5是根据一些实施例的用于整形音频语音信号的音频频谱的方法500的流程图。方法500特别适合于例如图2的主信道整形块212。主音频信号502被输入到动态音频整形器504。同样，副音频信号频谱信息(例如，子频带能量)506也被输入到动态音频整形器504。动态音频整形器504可以然后执行与图4的动态音频整形器412的整形功能大体上类似的整形功能。结果是整形的主音频信号508的输出。

图6是根据一些实施例的用于重新定位音频语音信号的频谱的方法600的流程图。除了用于区分两个或更多音频信号的频谱整形之外，在一些实施例中，也可以在频谱上将音频信号的一个或多个移位以进一步提供在音频信号之间的在听觉上可感知的区分。在图2的音频处理器200中未示出方法600，但是可以在处理的任何点执行该方法，假定被移位的信号具有数字形式。可以基于每个音频信号的能量峰值的相对位置来有条件地执行方法600。例如，可以在几个频率子频带中评估每个音频信号，以识别具有最高能量的子频带。子频带的带宽应当窄得足以合理地识别其中出现峰值能量的频率。在一些实施例中，可以在被处理的整个带宽上将每个音频信号划分为16个子频带，并且，可以将那16个子频带的具有最高能量的子频带识别为峰值能量。一旦识别了每个音频信号的峰值能带，则可以确定在两个音频信号的峰值位置上的差。如果峰值差小于预选阈值，则可以使用方法600来在频率上移位音频信号之一或两者，以将它们在频率上按期望的频率差分离开。例如，可以将偏移确定为在期望的预选阈值差和在峰值位置之间的实际差之间的差乘以子频带带宽(其当将4kHz语音信号划分为16个子频带时是250Hz)。方法600然后使用所确定的偏移来移位音频信号之一。

当调用方法600时，首先在步骤604中通过向上采样因子N来向上采样输入音频信号602，该输入音频信号602可以例如是主音频信号或副音频信号，该向上采样因子N增大了被方法600处理的音频信号的给定音频时段的采样的数量。然后在步骤608中通过将向上采样的信号606乘以频率“f”的音调来调制该向上采样的信号606，以产生调制信号610，该调制信号610在步骤612中被带通滤波。然后，在步骤616中，通过使用预先确定的频率偏移来倍增被带通滤波(调制)的信号614，来解调被带通滤波的信号614，以产生解调的信号618，该解调的信号618在步骤620中再一次被带通滤波，以消除谐波谱。该解调的带通滤波的信号622然后在步骤624中被向下采样到原始采样率，以提供移位的信号626。该移位的信号626是被移位了期望的频移以在听觉上将其相对于和它进行比较的另一个信号(即，主音频信号)区分的原始音频信号(即，副音频信号)的频移版本。

图7是根据一些实施例的用于调节音频语音信号的增益的方法700的流程图。在一些实施例中，方法700适合于例如用在图2的副AGC 216中。作为初步事项，已知通过例如图2的频谱分析器214所计算的主和副音频信号(例如，图2的209)的能量。在步骤702中，使用主音频信号能量704来选择对于副音频信号的目标增益。在一些实施例中，使用增益平滑来确定在接收到另一个音频信号的同时考虑到主或副音频信号的任何一个的开始或结束的增益目标。因此，在一些实施例中，可以通过下述方式来确定目标增益：向现有的目标增益值(或现有目标增益值的平均值)应用平滑因子“c”(其小于1)，加上该平滑因子的补数(即，“1-c”)乘以(对于相同的时帧的)主音频信号的平滑能量减去预定常数P，其等式如下：

Gtarget_n＝c*Gtarget_n-1+(1–c)*(E_t–P)

其中：

Gtarget_n是当前时帧的增益目标；

c是平滑因子；

Gtarget_n-1是增益目标的历史值；

E_t是当前时帧的主音频信号能量；并且

P是以分贝为单位的偏移常数。

一旦确定了增益目标，则方法700进行到步骤706，其中，评估VAD标记的状态。当未使VAD标记有效时，这指示在主音频信号中未检测到语音，则在步骤708中将增益设置为增益目标Gtarget_n。当VAD标记为有效时，这指示在主音频信号中检测到语音，则在步骤712中通过增益目标减去预定常数X分贝来调节副音频信号的增益；Gtarget_n-X。然后在步骤710中向副音频信号应用在步骤708或712中确定的所确定增益调节。

图8是第一音频语音信号和第二音频语音信号的信号图800，示出了根据一些实施例的调节对于第二音频语音信号的增益的效果。该图是沿着水平轴804的时间和沿着垂直轴802的信号能量的图形。图800示出当VAD指示检测到和未检测到语音内容时方法700的效果。第一音频信号能量806随着时间被绘制图形，并且可以例如是被便携式双向无线电装置接收到的主音频信号的能量。第二音频信号的第一能量曲线808示出当未使VAD标记为有效时的能量，并且第二能量曲线810指示当使VAD标记为有效时的第二音频信号的调节的增益。在第一和第二能量曲线808、810之间的差是通过图7的方法700确定的X dB。

图9是根据一些实施例的对于音频混合系统的存储器布置900的方框图。存储器布置900示出了各种用户设置和历史信息的存储，其被用于当通过共同扬声器来播放信号时整形、重新获得和可能频移那些信号以便在听觉上将一个信号相对于另一个区分。存储器902保持音频混合系统904的数据，该系统可以例如是音频处理器，诸如在图2中所示的音频处理器。存储器902存储参数906，该参数可以包括增益设置和能量历史值等。该存储器也可以存储控制比特908，该控制比特908指示用户910输入的偏好以用在听觉上来区分信号。例如，用户比特可以指示优选数量的频谱整形和优选数量的增益微分等。参数906和控制比特908可以被例如AGC功能912、VAD功能914、频谱分析器功能916和频谱整形功能918使用。

图10是用于频谱整形第一音频语音信号以将其相对于第二音频语音信号区分的方法1000的流程图。方法1000表示替代实施例，用于使用音频信号之一的频谱整形来在听觉上区分音频信号。在方法1000中，要通过公共扬声器来播放第一语音信号1002和第二语音信号1004。每个信号1002、1004的频谱特性可以在许多情况下类似。第一语音信号1002可以是在便携式双向无线电装置的主信道上接收到的主音频信号，并且第二语音信号可以是在使用双监视能力的便携式双向无线电装置的副信道上接收到副音频信号。

在方法1000中，在步骤1006中对于第一语音信号执行频谱提取，对于第一语音信号的给定时帧，将时域转换为频域，得出在多个子频带或其他离散频率单元中所考虑的时帧的第一语音信号的频谱。在步骤1008中，将第一语音信号的频谱反转，意味着该频谱围绕中心频率反转。例如，可以将参考频率1kHz选择为中心频率。在反转期间，将在500Hz的语音信号的幅度与在1kHz的幅度相比较，并且将差乘以2。结果产生的值将被应用来根据在500Hz的语音幅度是否大于或小于中心频率而放大或衰减在500Hz的语音信号幅度。如果在500Hz的语音幅度高于在1kHz的幅度，则将衰减在500Hz的语音幅度。如果在500Hz的语音幅度低于在1kHz的幅度，则将放大在500Hz的语音幅度。然后在步骤1010中执行卷积，将反转频谱与原始频谱进行卷积，以在步骤1012产生平坦化的频谱。类似地，第二语音信号的频谱在步骤1014中被确定，并且在步骤1016中被反转，以产生反转的第二频谱，在步骤1018中将所述反转的第二频谱与第一语音信号的平坦化的频谱进行卷积，在步骤1020中产生被区分的版本的第一语音信号。在步骤1022中，可以向第一语音信号的被区分的频谱应用增益，并且在步骤1024中，可以将从第一语音信号产生的调节增益的被区分的语音信号与第二语音信号混合，以产生混合信号1026，该混合信号1026可以被提供到扬声器输出路径以放大，并且通过扬声器播放。除了便携式双向无线电装置的内部扬声器之外，混合信号1026也可以被音频配件播放，该音频配件例如是远程扬声器麦克风、头戴耳机和其他音频重放换能器。

在此公开的各个实施例提供了在其中同时通过同一扬声器来播放两个或更多的这样的语音信号的系统中在听觉上区分音频语音信号的益处。通过使用频谱整形来避免与现有技术相关联的问题，这可以进一步与增益偏移调节和/或频率移位组合。通过应用被所公开的实施例例示的技术，类似的发声语音信号当被通过相同的或处于相同位置的音频换能器被播放时可以在听觉上更好地被区分，在所述音频换能器中，双耳听力不能区分结果产生的声音信号。

在前述说明书中，已经描述了特定实施例。但是，本领域内的普通技术人员明白，在不偏离在下面的权利要求中提出的本发明的范围的情况下，可以进行各种修改和改变。因此，说明书和附图应被看作是说明性而不是限定性的含义，并且所有这样的修改意欲被包括在本教导的范围中。

益处、优点或者对于问题的解决方案或者可以使得任何益处、优点或者对于问题的解决方案发生或者变得更突出的任何一个或多个要素不应当被理解为是对于任何或者全部权利要求而言是关键的、必需的、或者必要的特征或者要素。本发明被所附权利要求唯一地限定，所附权利要求包括在本申请的待审期间进行的任何修改和所发布的那些权利要求的所有等同物。

而且，在本文中，诸如第一和第二、上和下等的关系术语可以仅仅用于将一个实体或者行为与另一个实体或者行为相区分，而不必要求或者暗示在这样的实体或者行为之间的任何实际的这样的关系或者顺序。术语“包括”、“具有”“包含”或者其任何其他变化形式意欲涵盖非排他的包含，以便包括、具有、包含一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包含那些要素，而且包含未明确地列出或者这样的过程、方法、物品或者设备固有的其他要素。前有“包括”、“具有”“包含”的要素在没有更多限制的情况下，不排除在包括、具有、包含所述要素的过程、方法、物品或者设备中存在另外的相同的要素。术语“一”被定义为一个或多个，除非在此另外明确地规定。术语“基本上”、“本质上”、“大致上”“大约”或者其任何其他版本被定义为接近于，正如本领域内的普通技术人员所理解的那样，并且在一个非限定性实施例中，所述术语被限定为在10％内。在另一个实施例中在5％内，在另一个实施例中在1％内。在另一个实施例中在0.5％内。在此使用的术语“耦合”被定义为连接，但是并非必然为直接地连接并且不必然为机械地连接。以特定方式“配置”的装置或者结构至少以那种方式被配置，但是也可以以未列出的方式被配置。

可以明白，一些实施例可以包含一个或多个通用或者专用的处理器(或者“处理装置”)和统一地存储的程序指令(包括软件和固件)，其中，所述处理器诸如微处理器、数字信号处理器、定制的处理器和现场可编程门阵列(FPGA)，所述程序指令用于控制所述一个或多个处理器在结合某些非处理器电路的情况下来执行在此所述的方法和/或设备中的一些、大多数或者全部功能。或者，可以通过没有存储的程序指令的状态机或者在一个或多个专用集成电路(ASIC)中实现一些或者全部功能，在一个或多个专用集成电路(ASIC)中，每个功能或者某些功能的一部分组合被实现为定制逻辑。当然，可以使用所述两种手段的组合。

而且，可以将实施例实现为计算机可读存储媒介，其上存储了计算机可读代码，用于对(例如包括处理器的)计算机进行编程以执行在此所述和所要求保护的方法。这样的计算机可读存储媒介的示例包括但是不限于，硬盘、CD-ROM、光存储装置、磁存储装置、ROM(只读存储器)、PROM(可编程只读存储器)、EPROM(可擦除可编程只读存储器)、EEPROM(电子可擦除可编程只读存储器)和闪速存储器。而且，可以预期的是：普通技术人员，虽然可能进行了例如由可用时间、当前技术和经济考虑驱动的显著努力和许多设计选择，但当由在此公开的思想或者原理引导时，能够以最少的实验来容易地产生这样的软件指令和程序以及IC。

提供本公开的摘要以允许读者迅速地确定本技术公开的特性。可以明白，其不用于解释或者限制权利要求的范围或者含义。另外，在前述详细说明中，可以看出，在各个实施例中，将各个特征分组在一起，以使得本公开流畅。这种公开方法不被解释为反映下述意图：所要求保护的实施例需要比在每个权利要求中明确地列举的特征更多的特征。而是，如所附的权利要求所反映的那样，本发明的主题在于少于单个所公开的实施例的全部特征。因此，所附的权利要求在此被并入所述“具体实施方式”中，并且即便在该申请的审查期间被删除掉也仍然如此保留，并且每个权利要求本身作为独立地要求保护的主题。进一步地，未示出的主题不应被假定为是必然存在的，而是在某些情况下可能变为需要通过利用否定性限定来定义权利要求，在此通过在这种否定性限定中仅仅不示出未要求保护的主题来支持所述权利要求。

Claims (20)

1.一种用于区分通过扬声器一起播放的音频信号的方法，包括：

在双向双监视无线电装置中，从两个远程方面同时接收在主信道上的主音频信号和在副信道上的副音频信号；

将所述主音频信号和所述副音频信号中的至少一个音频信号基于另一个音频信号的频谱内容进行频谱整形，以产生结果信号，所述结果信号包括至少一个被整形的信号；

混合所述结果信号；并且

通过所述扬声器来播放所述结果信号。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，响应于在所述主音频信号中检测到语音内容来执行频谱整形。

3.根据权利要求1所述的方法，还包括：调节所述结果信号的至少一个结果信号的增益，以保持在所述结果信号之间的预选增益偏移。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述预选增益基于所述主音频信号的瞬时能量。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，基于所述主音频信号和所述副音频信号的频谱内容的频谱比较，来连续地执行频谱整形。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，通过以下来执行频谱整形：计算在所述主音频信号和所述副音频信号的多个子频带的每个子频带中的能级，并且向所述主音频信号和所述副音频信号中的至少一个音频信号应用动态均衡调节。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，在计算在所述多个子频带的每个子频带中的能级之前，基于所述扬声器的音频响应，向所述主信道和副信道应用语音滤波器。

8.根据权利要求1所述的方法，其中，频谱整形包括：

确定所述副音频信号的高子频带能量与低子频带能量的副信道能量比；

当所述副信道能量比在目标值之下时，确定在所述副信道能量比和所述目标值之间的差；

确定频谱整形所述副音频信道以便产生被整形的副音频信号所需的至少一个滤波器系数，所述被整形的副音频信号具有满足所述目标值的高子频带与低子频带的比率；并且

利用使用所述滤波器系数的滤波器，对所述副音频信号进行滤波。

9.根据权利要求1所述的方法，其中，频谱整形包括：

确定在所述主音频信号和所述副音频信号的每个音频信号的多个子频带中的频谱能量内容；

确定在所述主音频信号中的主峰值能量子频带和在所述副音频信号中的副峰值能量子频带；

确定在所述主峰值能量子频带和所述副峰值能量子频带之间的频率差；

当在所述主峰值能量子频带和所述副峰值能量子频带之间的频率差小于目标频率差值时，对所述主音频信号和所述副音频信号中的至少一个音频信号进行频谱移位，以增加在所述主峰值能量子频带和所述副峰值能量子频带之间的频率差。

10.根据权利要求1所述的方法，其中，频谱整形包括：

对所述主音频信号的频谱进行平坦化，以产生被平坦化的主音频信号；并且

将所述被平坦化的主音频信号与频谱反转版本的所述副音频信号进行卷积，以产生被区分的主音频信号。

11.根据权利要求10所述的方法，其中，对所述主音频信号的频谱进行平坦化包括产生频谱反转版本的所述主音频信号；并且

将所述频谱反转版本的所述主音频信号与所述主音频信号进行卷积。

12.一种便携式双向双监视无线电装置，包括：

第一信道接收器，通过所述第一信道接收器来接收第一音频信号；

第二信道接收器，通过所述第二信道接收器来接收第二音频信号；

音频处理器，所述音频处理器基于所述第一音频信号的频谱内容来频谱整形所述第二音频信号以产生被整形的第二音频信号，并且混合所述第一音频信号和所述被整形的第二音频信号以产生混合的音频信号；以及

扬声器，通过所述扬声器来播放所述混合的音频信号。

13.根据权利要求12所述的便携式双向双监视无线电装置，其中，所述音频处理器响应于在所述第一音频信号中的语音内容的检测来整形所述第二音频信号。

14.根据权利要求12所述的便携式双向双监视无线电装置，其中，所述音频处理器调节被整形的第二音频信号的增益，以保持在所述第一音频信号和所述被整形的第二音频信号之间的预选增益偏移。

15.根据权利要求14所述的便携式双向双监视无线电装置，其中，所述预选增益基于所述第一音频信号的瞬时能量。

16.根据权利要求12所述的便携式双向双监视无线电装置，其中，所述音频处理器确定所述第一音频信号的高子频带能量与低子频带能量的第一比率和所述第二音频信号的高子频带能量与低子频带能量的第二比率，并且从所述第一比率确定作为预选偏移的目标值；

所述音频处理器确定在所述第二比率和所述目标值之间的差，并且确定对所述第二音频信号进行滤波以产生所述被整形的第二音频信号所需的至少一个滤波器系数，其中，所述被整形的第二音频信号具有等于所述目标值的高子频带与低子频带的比率。

17.根据权利要求12所述的便携式双向双监视无线电装置，其中，所述音频处理器确定在所述第一音频信号和所述第二音频信号的每个音频信号的多个子频带中的频谱能量内容；

所述音频处理器进一步确定在所述第一音频信号中的第一峰值能量子频带和在所述第二音频信号中的第二峰值能量子频带；

所述音频处理器进一步确定在所述第一峰值能量子频带和所述第二峰值能量子频带之间的频率差；

当在所述第一峰值能量子频带和所述第二峰值能量子频带之间的频率差小于目标频率差值时，所述音频处理器对所述第一音频信号和所述第二音频信号中的至少一个音频信号进行频谱移位，以将在所述第一峰值能量子频带和所述第二峰值能量子频带之间的频率差增大预选差。

18.一种在便携式双向双监视无线电装置中的音频处理器，所述处理器包括：

主信道路径，所述主信道路径由硬件实现，所述主信道路径包括跟随有主频谱整形器的主自动增益控制器，所述主信道路径处理主音频信号；

副信道路径，所述副信道路径由硬件实现，所述副信道路径包括跟随有副自动增益控制器的副频谱整形器，所述副信道路径处理副音频信号；

语音行为检测器，所述语音行为检测器检测在所述主自动增益控制器的输出处的所述主音频信号中的语音；

频谱分析器，所述频谱分析器确定所述主音频信号和所述副音频信号的频谱内容；

所述副频谱整形器基于所述主音频信号的频谱内容来整形所述副音频信号的频谱；

混合器，所述混合器将所述主信道路径和所述副信道路径的输出求和，以产生混合信号；以及

扬声器，通过所述扬声器来播放所述混合信号。

19.根据权利要求18所述的音频处理器，其中，当所述语音行为检测器检测到在所述主音频信号中的语音时，所述副信道路径整形所述副音频信号的频谱。

20.根据权利要求18所述的音频处理器，其中，所述副自动增益控制器基于所述主音频信号的能量，来调节所述副音频信号的增益。

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