CN111527543A - 用于远端电信的声学车厢内噪声消除系统 - Google Patents

用于远端电信的声学车厢内噪声消除系统 Download PDF

Info

Publication number
CN111527543A
CN111527543A CN201880084721.1A CN201880084721A CN111527543A CN 111527543 A CN111527543 A CN 111527543A CN 201880084721 A CN201880084721 A CN 201880084721A CN 111527543 A CN111527543 A CN 111527543A
Authority
CN
China
Prior art keywords
noise
signal
end speech
telecommunications
vehicle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201880084721.1A
Other languages
English (en)
Inventor
R.温顿
C.路德维格
G.H.乔根森
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Harman International Industries Inc
Original Assignee
Harman International Industries Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Harman International Industries Inc filed Critical Harman International Industries Inc
Publication of CN111527543A publication Critical patent/CN111527543A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10L—SPEECH ANALYSIS TECHNIQUES OR SPEECH SYNTHESIS; SPEECH RECOGNITION; SPEECH OR VOICE PROCESSING TECHNIQUES; SPEECH OR AUDIO CODING OR DECODING
    • G10L21/00—Speech or voice signal processing techniques to produce another audible or non-audible signal, e.g. visual or tactile, in order to modify its quality or its intelligibility
    • G10L21/02—Speech enhancement, e.g. noise reduction or echo cancellation
    • G10L21/0208—Noise filtering
    • G10L21/0216—Noise filtering characterised by the method used for estimating noise
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10L—SPEECH ANALYSIS TECHNIQUES OR SPEECH SYNTHESIS; SPEECH RECOGNITION; SPEECH OR VOICE PROCESSING TECHNIQUES; SPEECH OR AUDIO CODING OR DECODING
    • G10L21/00—Speech or voice signal processing techniques to produce another audible or non-audible signal, e.g. visual or tactile, in order to modify its quality or its intelligibility
    • G10L21/02—Speech enhancement, e.g. noise reduction or echo cancellation
    • G10L21/0208—Noise filtering
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04M—TELEPHONIC COMMUNICATION
    • H04M9/00—Arrangements for interconnection not involving centralised switching
    • H04M9/08—Two-way loud-speaking telephone systems with means for conditioning the signal, e.g. for suppressing echoes for one or both directions of traffic
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10L—SPEECH ANALYSIS TECHNIQUES OR SPEECH SYNTHESIS; SPEECH RECOGNITION; SPEECH OR VOICE PROCESSING TECHNIQUES; SPEECH OR AUDIO CODING OR DECODING
    • G10L21/00—Speech or voice signal processing techniques to produce another audible or non-audible signal, e.g. visual or tactile, in order to modify its quality or its intelligibility
    • G10L21/02—Speech enhancement, e.g. noise reduction or echo cancellation
    • G10L21/0208—Noise filtering
    • G10L2021/02082—Noise filtering the noise being echo, reverberation of the speech
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10L—SPEECH ANALYSIS TECHNIQUES OR SPEECH SYNTHESIS; SPEECH RECOGNITION; SPEECH OR VOICE PROCESSING TECHNIQUES; SPEECH OR AUDIO CODING OR DECODING
    • G10L21/00—Speech or voice signal processing techniques to produce another audible or non-audible signal, e.g. visual or tactile, in order to modify its quality or its intelligibility
    • G10L21/02—Speech enhancement, e.g. noise reduction or echo cancellation
    • G10L21/0208—Noise filtering
    • G10L21/0216—Noise filtering characterised by the method used for estimating noise
    • G10L2021/02161—Number of inputs available containing the signal or the noise to be suppressed
    • G10L2021/02165—Two microphones, one receiving mainly the noise signal and the other one mainly the speech signal
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10L—SPEECH ANALYSIS TECHNIQUES OR SPEECH SYNTHESIS; SPEECH RECOGNITION; SPEECH OR VOICE PROCESSING TECHNIQUES; SPEECH OR AUDIO CODING OR DECODING
    • G10L21/00—Speech or voice signal processing techniques to produce another audible or non-audible signal, e.g. visual or tactile, in order to modify its quality or its intelligibility
    • G10L21/02—Speech enhancement, e.g. noise reduction or echo cancellation
    • G10L21/0208—Noise filtering
    • G10L21/0216—Noise filtering characterised by the method used for estimating noise
    • G10L2021/02161—Number of inputs available containing the signal or the noise to be suppressed
    • G10L2021/02166—Microphone arrays; Beamforming
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
    • Y02D30/00—Reducing energy consumption in communication networks
    • Y02D30/70—Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Computational Linguistics (AREA)
  • Quality & Reliability (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Audiology, Speech & Language Pathology (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Telephone Function (AREA)
  • Soundproofing, Sound Blocking, And Sound Damping (AREA)
  • Circuit For Audible Band Transducer (AREA)

Abstract

一种车内噪声消除系统可优化远端用户体验。所述噪声消除系统可结合来自车辆的实时声音输入以及来自电信装置的麦克风。来自安装在所述车辆中的小型嵌入式麦克风的音频信号可被处理并混合成传出的电信信号，以有效地消除来自所述车辆中的一个或多个不想要的源的声能。除了被所述嵌入式麦克风捕获的不想要的噪声之外，从所述车辆的信息娱乐系统中的已知音频流播放的音频也可用作所述噪声消除系统的直接输入。作为直接输入，这些流因此可从所述传出的电信信号中消除，因而向用户的远端通讯者提供更高的信噪比、通话质量和言语清晰度。

Description

用于远端电信的声学车厢内噪声消除系统
相关申请的交叉引用
本申请要求在2017年12月29日提交的美国临时申请第62/612,252号的权益，所述申请的公开内容在此以引用的方式全文并入本文中。
技术领域
本公开涉及一种用于在电信系统的远端用户处消除来自车辆的车厢内的噪声的系统和方法。
背景技术
当前的车辆车厢声学表明在车厢中出现的任何声音通常将被感知为一种嘈杂的刺激。干扰源的常见示例包括道路噪声、风噪声、乘客言语和多媒体内容。这些噪声源的存在通过降低言语清晰度、信噪比和主观通话质量而使话语感知复杂化。存在许多用以改善近端参与者(即，源车辆的驾驶员或其他乘员)的电信体验的现代技术，但是到目前为止，还没有进行改善电信的远端参与者的通话质量的任何尝试。
发明内容
一个或多个计算机的系统可被配置为借助在系统上安装软件、固件、硬件或它们的组合来执行特定操作或动作，所述软件、固件、硬件或它们的组合在操作中致使所述系统执行所述动作。一个或多个计算机程序可被配置为借助包括指令来执行特定操作或动作，所述指令在由数据处理设备执行时致使该设备执行所述动作。一个总体方面包括一种用于车辆的噪声消除系统，所述噪声消除系统包括：第一麦克风阵列，所述第一麦克风阵列位于所述车辆的车厢中，所述第一麦克风阵列被配置为检测来自通信交换的近端参与者的近端言语并生成指示所述近端言语的近端言语信号。所述噪声消除系统还可包括第二麦克风阵列，所述第二麦克风阵列位于所述车厢中，所述第二麦克风阵列被配置为检测所述车辆的所述车厢中存在的噪声并生成指示所述噪声的噪声信号。数字信号处理器可被配置为：接收所述近端言语信号和所述噪声信号；基于所述噪声信号来抑制所述近端言语信号中的噪声；以及生成经噪声抑制的近端言语信号。这个方面的其他实施方案包括对应的计算机系统、设备和记录在一个或多个计算机存储装置上的计算机程序，它们各自被配置为执行方法的动作。
实现方式可包括以下特征中的一个或多个特征。所述数字信号处理器还可被配置为接收指示将由所述车辆的所述车厢中的扬声器再现的音频的信息娱乐音频信号并基于所述噪声信号和所述信息娱乐音频信号来抑制所述近端言语信号中的噪声。所述噪声消除系统还可包括：电信系统，所述电信系统与所述数字信号处理器通信，所述电信系统被配置为接收所述经噪声抑制的近端言语信号，并将传出的电信信号发射到所述通信交换的远端参与者。所述数字信号处理器可集成到所述电信系统中。所述数字信号处理器可为与所述电信系统分开的部件。
所述电信系统可被配置为生成指示从所述通信交换的所述远端参与者接收到的远端言语的传入的电信信号，所述数字信号处理器还被配置为部分地基于所述传入的电信信号来处理所述近端言语信号。所述近端言语信号可部分地基于所述传入的电信信号而经历回声消除。所述经噪声抑制的近端言语信号可部分地基于所述传入的电信信号而经历回声抑制。所描述的技术的实现方式可包括硬件、方法或过程，或计算机可访问介质上的计算机软件。
另一总体方面包括一种用于在电信系统的远端处消除来自车辆的车厢内的噪声的方法。所述方法可包括从第一麦克风接收近端言语信号，所述近端言语信号指示来自电信交换的近端参与者的近端言语。所述方法还可包括从第二麦克风接收噪声信号，所述噪声信号指示所述车辆的车厢中存在的噪声。所述方法还可包括基于所述噪声信号来抑制所述近端言语信号中的噪声以获得经噪声抑制的近端言语信号。所述方法还可包括将所述经噪声抑制的近端言语信号发射到所述电信系统以用于将所述近端言语作为传出的电信信号传达给所述电信交换的远端参与者。这个方面的其他实施方案包括对应的计算机系统、设备和记录在一个或多个计算机存储装置上的计算机程序，它们各自被配置为执行所述方法的动作。
实现方式可包括以下特征中的一个或多个特征。所述方法还可包括：接收指示将由所述车辆的所述车厢中的扬声器再现的音频的信息娱乐音频信号，其中抑制所述近端言语信号中的所述噪声是基于所述噪声信号和所述信息娱乐音频信号。所述方法还可包括：接收指示从所述电信交换的所述远端参与者接收到的远端言语的传入的电信信号。所述方法还可包括部分地基于所述传入的电信信号来处理所述近端言语信号。部分地基于所述传入的电信信号来处理所述近端言语信号可包括部分地基于所述传入的电信信号来消除所述近端言语信号中的回声。部分地基于所述传入的电信信号来处理所述近端言语信号可包括部分地基于所述传入的电信信号来抑制所述经噪声抑制的近端言语信号中的回声。所描述的技术的实现方式可包括硬件、方法或过程，或计算机可访问介质上的计算机软件。
另一个总体方面包括一种用于消除来自车辆的车厢内的噪声的数字信号处理器。所述数字信号处理器可包括第一波束形成器，所述第一波束形成器被配置为从第一麦克风阵列接收第一音频信号并生成近端言语信号，所述第一音频信号指示来自通信交换的近端参与者的近端言语。所述数字信号处理器还可包括第二波束形成器，所述第二波束形成器被配置为从第二麦克风阵列接收第二音频信号并生成噪声信号，所述第二音频信号指示所述车辆的车厢中存在的噪声。所述数字信号处理器还可包括噪声抑制器，所述噪声抑制器被配置为接收所述近端言语信号和所述噪声信号两者，并通过基于所述噪声信号抑制所述近端言语信号中的噪声来生成经噪声抑制的近端言语信号。这个方面的其他实施方案包括对应的计算机系统、设备和记录在一个或多个计算机存储装置上的计算机程序，它们各自被配置为执行方法的动作。
实现方式可包括以下特征中的一个或多个特征。所述噪声抑制器还可被配置为接收指示将由所述车辆的所述车厢中的扬声器再现的音频的信息娱乐音频信号，并通过基于所述噪声信号和所述信息娱乐音频信号抑制所述近端言语信号中的噪声来生成所述经噪声抑制的近端言语信号。所述经噪声抑制的近端言语信号可被转换为传出的电信信号以用于通过电信系统传达给所述通信交换的远端参与者。
所述数字信号处理器还可包括回声消除器，所述回声消除器被配置为接收所述近端言语信号和指示从所述通信交换的远端参与者接收到的远端言语的传入的电信信号，并部分地基于所述传入的电信信号来从所述近端言语信号中去除线路回声或声学回声。所述传入的电信信号在被所述回声消除器接收之前可进行数字处理。
所述数字信号处理器还可包括回声抑制器，所述回声抑制器被配置为接收所述经噪声抑制的近端言语信号和指示从所述通信交换的远端参与者接收到的远端言语的传入的电信信号，并部分地基于所述传入的电信信号来从所述经噪声抑制的近端言语信号中去除线路回声和/或声学回声。所述传入的电信信号在被所述回声抑制器接收之前可进行数字处理。所描述的技术的实现方式可包括硬件、方法或过程，或计算机可访问介质上的计算机软件。
附图说明
图1示出了根据本公开的一个或多个实施方案的用于促进车辆中的近端参与者与位于车辆外部的远程的远端参与者之间的电信的电信网络；
图2是根据本公开的一个或多个实施方案的用于远端电信的车厢内噪声消除系统的框图；
图3是根据本公开的一个或多个实施方案的示出用于远端电信的噪声消除方法300的简化的示例性流程图；
图4示出了根据本公开的一个或多个实施方案的示例性麦克风放置；
图5示出了根据本公开的一个或多个实施方案的用于车辆的基于头枕的电信系统的示例性设置；以及
图6示出了根据本公开的一个或多个实施方案的用于车辆的基于头枕的电信系统的另一示例性设置。
具体实施方式
根据需要，本文中公开了本发明的详细实施方案；然而，应理解，所公开的实施方案仅仅示范了可能以各种形式和替代形式体现的本发明。附图不一定按比例绘制；一些特征可能被放大或最小化以示出特定部件的细节。因此，本文中公开的特定结构细节和功能细节不应被解释为限制性的，而是仅仅作为教导本领域技术人员以不同方式采用本发明的代表性基础。
本文中描述的控制器或装置中的任一者或多者包括可从使用多种编程语言和/或技术产生的计算机程序编译或解译的计算机可执行指令。一般来说，处理器(诸如微处理器)例如从存储器、计算机可读介质等接收指令，并且执行指令。处理单元包括能够执行软件程序的指令的非暂时性计算机可读存储介质。计算机可读存储介质可为但不限于电子存储装置、磁性存储装置、光学存储装置、电磁存储装置、半导体存储装置，或它们的任何合适的组合。
本公开描述了一种用于优化远端用户体验的车内噪声消除系统。所述噪声消除系统可改善在通信交换的远端处的近端言语清晰度，所述通信交换包括电信交换或与虚拟个人助理的对话等。噪声消除系统可结合来自车辆的实时声音输入以及来自电信装置的麦克风。此外，可处理来自安装在汽车中的小型嵌入式麦克风的音频信号并将所述信号混合成传出的电信信号，以有效地消除来自车辆中的一个或多个不想要的源的声能。除了被嵌入式麦克风捕获的不想要的噪声(例如，孩子大声叫喊和背景会话)之外，从车辆的信息娱乐系统中的已知音频流播放的音频(例如，音乐、音效和来自电影音频的对话)也可用作噪声消除系统的直接输入。作为直接输入，这些流因此可从传出的电信信号中消除，因而向用户的远端通讯者提供更高的信噪比、通话质量和言语清晰度。
图1示出了用于经由蜂窝基站108来促进车辆104中的近端参与者102与位于车辆外部的远程的远端参与者106之间的电信交换的电信网络100。车辆104可包括用于处理传入和传出的电信信号(在图1中共同示出为电信信号112)的电信系统110。电信系统110可包括用于处理音频电信信号的数字信号处理器(DSP)114，如下面将更详细地描述的。根据另一实施方案，DSP114可以是与电信系统110分开的模块。车辆信息娱乐系统116可连接到电信系统110。第一换能器118或扬声器可将传入的电信信号发射到在车辆车厢120内的电信交换的近端参与者。因此，第一换能器118可位于近端参与者附近，或者可生成局部化于近端参与者占据的特定座位位置处的声场。第二换能器122可发射来自车辆的信息娱乐系统116的音频(例如，音乐、音效以及来自电影音频的对话)。
第一麦克风阵列124可位于车辆车厢120中，以接收电信中的近端参与者(即，源车辆的驾驶员或另一乘员)的言语。第二麦克风阵列126可位于车辆车厢120中，以检测不想要的音频源(例如，道路噪声、风噪声、背景言语和多媒体内容)，统称为噪声。电信系统110、DSP 114、信息娱乐系统116、换能器118、122以及麦克风阵列124、126可共同形成用于远端电信的车厢内噪声消除系统128。
图2是图1所示的噪声消除系统128的框图。如图2所示，来自远端参与者(未示出)的传入的电信信号112a可由DSP 114接收。DSP 114可以是基于硬件的装置，诸如针对数字信号处理的操作需求而优化的专用微处理器和/或集成电路的组合，其可特定于本文公开的音频应用。传入的电信信号112a可在自动增益控制器(AGC)202处经历自动增益控制。尽管输入信号的振幅发生变化，但是AGC 202仍可在其输出处提供受控的信号振幅。平均或峰值输出信号电平用于将输入到输出增益动态地调整为合适的值，从而使得电路能够在更大的输入信号电平范围下令人满意地工作。然后来自AGC 202的输出可由损耗控制器204接收以经历损耗控制，然后被传递给均衡器206以均衡传入的电信信号112a。均衡是调整电子信号内的频率分量之间的平衡的过程。均衡器加强(增加)或减弱(削减)特定频带或“频率范围”的能量。
均衡器206的输出可由限制器208接收。限制器是一种允许低于指定输入功率或电平的信号不受影响地通过，同时衰减超过该阈值的较强信号的峰值的电路。限制是一种动态范围压缩；它是防止装置的输出的指定特性(通常是振幅)超过预定值的任何过程。限制器通常在现场声音和广播应用中用作安全装置，以防止突然出现音量峰值。然后经过数字处理的传入的电信信号112a'可由第一换能器118接收以用于可听地发射到电信交换的近端参与者。
同样如图2所示，噪声消除系统128可包括第一麦克风阵列124和第二麦克风阵列126。第一麦克风阵列124可包括策略上位于车辆车厢中的多个小型嵌入式麦克风，以接收来自电信交换的近端参与者(即，源车辆的驾驶员或另一乘员)的言语。第一麦克风阵列124可定位成尽可能靠近近端参与者，同时尽可能远离反射表面。例如，第一麦克风阵列124可嵌入在头枕或顶蓬内衬等中，如图4所示。第二麦克风阵列126可包括策略上位于车辆车厢中的多个小型嵌入式麦克风，以检测不想要的音频源(例如，道路噪声、风噪声、背景言语和多媒体内容)，统称为噪声。
到第一麦克风阵列和第二麦克风阵列的两个输入，分别为近端言语和噪声可使用DSP 114来处理。来自第一麦克风阵列124的一组第一音频信号209(即，指示近端言语)可被馈送到第一波束形成器210中以进行波束形成，而一组第二音频信号211(即，指示噪声)可被馈送到第二波束形成器212中。波束形成或空间滤波是在传感器阵列中用于定向信号发射或接收的信号处理技术。这通过以一定方式将元件组合在阵列中使得处于特定角度的信号经历相长干涉而其他角度的信号经历相消干涉来实现。波束形成可在发射端和接收端两者处使用以实现空间选择性。与全向接收/发射相比的改进被称为阵列的定向性。为了在发射时改变阵列的方向性，波束形成器控制每个发射器处的信号的相位和相对幅度，以在波前形成相长干涉和相消干涉的图案。在接收时，将来自不同传感器的信息以优先观察到预期辐射图案的方式进行组合。
第一波束形成器210可输出指示由第一麦克风阵列124检测到的近端言语的近端言语信号213。或者，近端言语信号213可由DSP 114直接从第一麦克风阵列124或第一麦克风阵列中的个别麦克风接收。第二波束形成器212可输出指示第二麦克风阵列126检测到的不可预测的背景噪声的噪声信号218。或者，噪声信号218可由DSP 114直接从第二麦克风阵列126或第二麦克风阵列中的个别麦克风接收。
近端言语信号213可与来自远端参与者106的经过数字处理的传入的电信信号112a'一起被回声消除器214接收。回声消除是电话中的一种通过在回声已经存在之后去除回声来提高语音质量的方法。除了提高主观质量外，该过程还通过防止回声跨越网络行进来增大通过静音抑制获得的容量。具有独特特性的回声有多种类型和原因，包括声学回声(来自扬声器的声音被反射并被麦克风记录，其可能随时间变化很大)和线路回声(由例如发送线与接收线之间的联接引起的电脉冲、阻抗不匹配、电反射等，其变化远小于声学回声)。但是，实际上，使用相同的技术来处理所有类型的回声，因此声学回声消除器可消除线路回声以及声学回声。回声消除涉及首先识别最初发射的信号，所述信号以某一延迟再次出现在所发射或所接收的信号中。在识别回声后，可通过从所发射或所接收的信号中减去回声来将它去除。虽然通常使用数字信号处理器或软件以数字方式实施该技术，但是也可在模拟电路中实施该技术。
回声消除器214的输出可在噪声抑制器216处与来自第二波束形成器212的噪声信号218(即，不可预测的噪声)和来自信息娱乐系统116的信息娱乐音频信号220(即，可预测的噪声)混合。在噪声抑制器216处将近端言语信号213与噪声信号218和/或信息娱乐音频信号220混合可有效地消除来自车辆104中的一个或多个不想要的源的声能。从车辆的信息娱乐系统116中的已知音频流播放的音频(例如，音乐、音效和来自电影音频的对话)可被认为是可预测的噪声，并且可用作噪声消除系统128的直接输入并且从近端言语信号213中消除或抑制。此外，由嵌入式麦克风捕获的额外的不想要的和不可预测的噪声(例如，孩子大声喊叫和背景会话)也可用作噪声消除系统128的直接输入。不想要的噪声可由噪声抑制器216基于噪声信号218和信息娱乐音频信号220从近端言语信号213中消除或抑制，然后将所述近端言语信号作为传出的电信信号112b传达给远端参与者。噪声抑制是一种从捕获的信号中去除背景噪声的音频预处理器。
经噪声抑制的近端言语信号213'可从噪声抑制器216输出，并且可在回声抑制器222处与来自远端参与者的经过处理的传入的电信信号112a'混合。回声抑制，与回声消除类似，是电话中的一种通过防止形成回声或在回声已经存在之后去除回声来提高语音质量的方法。回声抑制器通过检测电路上的在一个方向上前进的语音信号，然后在另一方向上插入大量损耗而工作。通常，当电路远端处的回声抑制器检测到来自电路近端的语音时，回声抑制器会增加这种损耗。这种增加的损耗会阻止扬声器听到它自己的语音。
然后，来自回声抑制器222的输出可在自动增益控制器(AGC)224处经历自动增益控制。尽管输入信号的振幅发生变化，但是AGC 224仍可在其输出处提供受控的信号振幅。平均或峰值输出信号电平用于将输入到输出增益动态地调整为合适的值，从而使得电路能够在更大的输入信号电平范围下令人满意地工作。然后，来自AGC 224的输出可由均衡器226接收以均衡近端言语信号。均衡是调整电子信号内的频率分量之间的平衡的过程。均衡器加强(增加)或减弱(削减)特定频带或“频率范围”的能量。
来自均衡器226的输出可被发送到损耗控制器228以经历损耗控制。然后输出可被传递通过舒适噪声生成器(CNG)230。CNG 230是在没有接收到信号的时段期间插入舒适噪声的模块。CNG可与不连续发射(DTX)结合使用。DTX意味着在静音时段期间关闭了发射器。因此，背景声噪声在接收端(例如远端)突然消失。这对于接收方(例如，远端参与者)来说可能非常烦人。如果静默期相当长，接收方甚至可能认为线路断了。为了克服这些问题，每当发射关闭时，可在接收端(即远端)生成“舒适噪声”。舒适噪声由CNG生成。如果在言语时段期间舒适噪声与所发射的背景声噪声非常匹配，则可以一定方式填充言语时段之间的间隙，使得接收方在会话期间不会注意到切换。由于噪声不断变化，因此可定期更新舒适噪声生成器230。
然后来自CNG 230的输出可由电信系统作为传出的电信信号112b发射到电信交换的远端参与者。通过直接从传出的电信信号中消除噪声输入，可向用户的远端通讯者提供更高的信噪比、通话质量和言语清晰度。
尽管示出和描述为改善在电信交换的远端参与者处的近端言语清晰度，但是噪声消除系统128也可用于改善在任何通信交换的远端处的近端言语清晰度。例如，噪声消除系统128可与虚拟个人助理(VPA)应用程序结合使用，以优化远端(即虚拟个人助理)处的言语识别。因此，可从与VPA的通信交换的近端言语中类似地抑制或消除背景(不想要的)噪声。
图3是示出用于远端电信的噪声消除方法300的简化的示例性流程图。在步骤305处，可通过麦克风阵列(诸如第一麦克风阵列124)在噪声消除系统128处接收近端言语。同时，如步骤310处所提供的，噪声消除系统128可接收来自不想要的源的音频输入流，诸如来自第二麦克风阵列126的不可预测的噪声和/或来自信息娱乐系统116的可预测的噪声。可将近端言语处理成传出的电信信号112b，以供电信交换的远端参与者接收。因此，在步骤315处，近端言语信号可经历回声消除操作以通过在回声已经存在之后去除回声来提高语音质量。如先前所描述的，回声消除涉及首先识别最初发射的信号，所述信号以某一延迟再次出现在所发射或所接收的信号中。在识别回声后，可通过从所发射或所接收的信号中减去回声来将它去除。
可在噪声抑制器处接收近端言语信号以及在步骤310处接收的噪声输入和远端参与者的传入的电信信号(步骤320)。在噪声消除期间，如步骤325处所提供的，可从近端言语信号中消除或抑制噪声。在步骤330处，可通过减少或消除外来声音的掩蔽效应来恢复近端言语信号中的言语的清晰度。然后，如步骤335处所提供的，近端言语信号可使用传入的电信信号经历回声抑制。如先前所描述，回声抑制，与回声消除类似，是电话中的一种通过防止形成回声或在回声已经存在之后去除回声来提高语音质量的方法。近端言语信号可在步骤340处经历额外的音频滤波，之后经由电信网络将近端言语信号作为传出的电信信号发射到远端参与者(步骤345)。同时，可通过扬声器在车辆车厢中播放传入的电信信号(步骤350)。
图4示出了根据本公开的一个或多个实施方案的车辆104的车厢120内的示例性麦克风放置。例如，来自第一麦克风阵列124的用于拾取近端言语的第一麦克风124a可嵌入在一个或多个头枕410中。来自第二麦克风阵列126的用于拾取噪声的第二麦克风126a也可嵌入在一个或多个头枕410、顶蓬内衬(未示出)等中。如图所示，与相对于车辆车厢120定位在乘客外侧的麦克风相比，相对于车辆车厢朝向乘客的内侧尽可能靠近用户的嘴定位的麦克风可使信号中的反射能量最小化。这是因为相对于车辆车厢定位在乘客外侧的麦克风可从包围车辆车厢120的反射表面412(诸如玻璃)接收更多的反射能量。使近端言语信号中的反射能量最小化可提高电信远端处的言语清晰度。图4中所示的麦克风的放置和/或位置仅仅是示例。麦克风阵列的确切位置将取决于车辆内部的边界和覆盖区域。
图5示出了用于车辆的基于头枕的电信系统的示例性设置。第一面向前的麦克风阵列502可放置在前方乘客头枕506的前面504附近以用于接收电信交换的近端言语。第二面向后的麦克风阵列508可放置在前方乘客头枕506的背面510附近以用于接收包括背景言语的噪声。图6示出了用于车辆的基于头枕的电信系统的另一示例性设置。第一面向前的麦克风阵列602可放置在前方乘客头枕606的前面604附近以用于接收电信交换的近端言语。第二面向前的麦克风阵列608可放置在后方乘客头枕612的前面610附近以用于接收包括背景言语的噪声。与图4一样，图5和图6所示的麦克风阵列的确切位置将取决于车辆内的边界和覆盖区域。
虽然上文描述了示例性实施方案，但是这些实施方案并不意图描述本发明的所有可能形式。而是，说明书中所使用的词语是描述词语而非限制词语，并且应理解，可在不脱离本发明的精神和范围的情况下作出各种改变。另外，可对各种实施的实施方案的特征进行组合以形成本发明的其他实施方案。

Claims (20)

1.一种用于车辆的噪声消除系统，所述噪声消除系统包括：
第一麦克风阵列，所述第一麦克风阵列位于所述车辆的车厢中，所述第一麦克风阵列被配置为检测来自通信交换的近端参与者的近端言语并生成指示所述近端言语的近端言语信号；
第二麦克风阵列，所述第二麦克风阵列位于所述车厢中，所述第二麦克风阵列被配置为检测所述车辆的所述车厢中存在的噪声并生成指示所述噪声的噪声信号；以及
数字信号处理器，所述数字信号处理器被配置为：
接收所述近端言语信号和所述噪声信号；
基于所述噪声信号来抑制所述近端言语信号中的噪声；以及
生成经噪声抑制的近端言语信号。
2.如权利要求1所述的噪声消除系统，其中所述数字信号处理器还被配置为接收指示将由所述车辆的所述车厢中的扬声器再现的音频的信息娱乐音频信号，并基于所述噪声信号和所述信息娱乐音频信号来抑制所述近端言语信号中的噪声。
3.如权利要求1所述的噪声消除系统，所述噪声消除系统还包括：
电信系统，所述电信系统与所述数字信号处理器通信，所述电信系统被配置为接收所述经噪声抑制的近端言语信号，并将传出的电信信号发射到所述通信交换的远端参与者。
4.如权利要求3所述的噪声消除系统，其中所述数字信号处理器集成到所述电信系统中。
5.如权利要求3所述的噪声消除系统，其中所述数字信号处理器是与所述电信系统分开的部件。
6.如权利要求3所述的噪声消除系统，其中所述电信系统被配置为生成指示从所述通信交换的所述远端参与者接收到的远端言语的传入的电信信号，所述数字信号处理器还被配置为部分地基于所述传入的电信信号来处理所述近端言语信号。
7.如权利要求6所述的噪声消除系统，其中所述近端言语信号部分地基于所述传入的电信信号而经历回声消除。
8.如权利要求6所述的噪声消除系统，其中所述经噪声抑制的近端言语信号部分地基于所述传入的电信信号而经历回声抑制。
9.一种用于在电信系统的远端处消除来自车辆的车厢内的噪声的方法，所述方法包括：
从第一麦克风接收近端言语信号，所述近端言语信号指示来自电信交换的近端参与者的近端言语；
从第二麦克风接收噪声信号，所述噪声信号指示所述车辆的车厢中存在的噪声；
基于所述噪声信号来抑制所述近端言语信号中的噪声以获得经噪声抑制的近端言语信号；以及
将所述经噪声抑制的近端言语信号发射到所述电信系统以用于将所述近端言语作为传出的电信信号传达给所述电信交换的远端参与者。
10.如权利要求9所述的方法，所述方法还包括：
接收指示将由所述车辆的所述车厢中的扬声器再现的音频的信息娱乐音频信号，其中抑制所述近端言语信号中的所述噪声是基于所述噪声信号和所述信息娱乐音频信号。
11.如权利要求9所述的方法，所述方法还包括：
接收指示从所述电信交换的所述远端参与者接收到的远端言语的传入的电信信号；以及
部分地基于所述传入的电信信号来处理所述近端言语信号。
12.如权利要求11所述的方法，其中部分地基于所述传入的电信信号来处理所述近端言语信号包括部分地基于所述传入的电信信号来消除所述近端言语信号中的回声。
13.如权利要求11所述的方法，其中部分地基于所述传入的电信信号来处理所述近端言语信号包括部分地基于所述传入的电信信号来抑制所述经噪声抑制的近端言语信号中的回声。
14.一种用于消除来自车辆的车厢内的噪声的数字信号处理器，所述数字信号处理器包括：
第一波束形成器，所述第一波束形成器被配置为从第一麦克风阵列接收第一音频信号并生成近端言语信号，所述第一音频信号指示来自通信交换的近端参与者的近端言语；
第二波束形成器，所述第二波束形成器被配置为从第二麦克风阵列接收第二音频信号并生成噪声信号，所述第二音频信号指示所述车辆的车厢中存在的噪声；以及
噪声抑制器，所述噪声抑制器被配置为接收所述近端言语信号和所述噪声信号两者，并通过基于所述噪声信号抑制所述近端言语信号中的噪声来生成经噪声抑制的近端言语信号。
15.如权利要求14所述的数字信号处理器，其中所述噪声抑制器还被配置为接收指示将由所述车辆的所述车厢中的扬声器再现的音频的信息娱乐音频信号，并通过基于所述噪声信号和所述信息娱乐音频信号抑制所述近端言语信号中的噪声来生成所述经噪声抑制的近端言语信号。
16.如权利要求14所述的数字信号处理器，其中所述经噪声抑制的近端言语信号被转换为传出的电信信号以用于通过电信系统传达给所述通信交换的远端参与者。
17.如权利要求14所述的数字信号处理器，所述数字信号处理器还包括回声消除器，所述回声消除器被配置为接收所述近端言语信号和指示从所述通信交换的远端参与者接收到的远端言语的传入的电信信号，并部分地基于所述传入的电信信号来从所述近端言语信号中去除线路回声或声学回声。
18.如权利要求17所述的数字信号处理器，其中所述传入的电信信号在被所述回声消除器接收之前进行数字处理。
19.如权利要求14所述的数字信号处理器，所述数字信号处理器还包括回声抑制器，所述回声抑制器被配置为接收所述经噪声抑制的近端言语信号和指示从所述通信交换的远端参与者接收到的远端言语的传入的电信信号，并部分地基于所述传入的电信信号来从所述经噪声抑制的近端言语信号中去除线路回声和/或声学回声。
20.如权利要求19所述的数字信号处理器，其中所述传入的电信信号在被所述回声抑制器接收之前进行数字处理。
CN201880084721.1A 2017-12-29 2018-12-27 用于远端电信的声学车厢内噪声消除系统 Pending CN111527543A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201762612252P 2017-12-29 2017-12-29
US62/612,252 2017-12-29
PCT/IB2018/060656 WO2019130239A1 (en) 2017-12-29 2018-12-27 Acoustical in-cabin noise cancellation system for far-end telecommunications

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN111527543A true CN111527543A (zh) 2020-08-11

Family

ID=65352052

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201880084721.1A Pending CN111527543A (zh) 2017-12-29 2018-12-27 用于远端电信的声学车厢内噪声消除系统

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20200372926A1 (zh)
EP (1) EP3732679A1 (zh)
JP (1) JP2021509782A (zh)
KR (1) KR20200101363A (zh)
CN (1) CN111527543A (zh)
WO (1) WO2019130239A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114550740A (zh) * 2022-04-26 2022-05-27 天津市北海通信技术有限公司 噪声下的语音清晰度算法及其列车音频播放方法、系统

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11666837B2 (en) 2019-04-26 2023-06-06 Access Business Group International Llc Water treatment system
CN110767247B (zh) * 2019-10-29 2021-02-19 支付宝(杭州)信息技术有限公司 语音信号处理方法、声音采集装置和电子设备
DE112020007096T5 (de) * 2020-04-17 2023-03-16 Harman International Industries, Incorporated Systeme und verfahren zum bereitstellen eines personalisierten virtuellen persönlichen assistenten
CN113362845B (zh) * 2021-05-28 2022-12-23 阿波罗智联(北京)科技有限公司 声音数据降噪方法、装置、设备、存储介质及程序产品
CN114979344A (zh) * 2022-05-09 2022-08-30 北京字节跳动网络技术有限公司 回声消除方法、装置、设备及存储介质

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060147063A1 (en) * 2004-12-22 2006-07-06 Broadcom Corporation Echo cancellation in telephones with multiple microphones
EP1830348A1 (en) * 2006-03-01 2007-09-05 Harman/Becker Automotive Systems GmbH Hands-free system for speech signal acquisition
CN102131136A (zh) * 2010-01-20 2011-07-20 微软公司 自适应环境声抑制和语音跟踪

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3462452A1 (en) * 2012-08-24 2019-04-03 Oticon A/s Noise estimation for use with noise reduction and echo cancellation in personal communication

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060147063A1 (en) * 2004-12-22 2006-07-06 Broadcom Corporation Echo cancellation in telephones with multiple microphones
EP1830348A1 (en) * 2006-03-01 2007-09-05 Harman/Becker Automotive Systems GmbH Hands-free system for speech signal acquisition
CN102131136A (zh) * 2010-01-20 2011-07-20 微软公司 自适应环境声抑制和语音跟踪

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114550740A (zh) * 2022-04-26 2022-05-27 天津市北海通信技术有限公司 噪声下的语音清晰度算法及其列车音频播放方法、系统
CN114550740B (zh) * 2022-04-26 2022-07-15 天津市北海通信技术有限公司 噪声下的语音清晰度算法及其列车音频播放方法、系统

Also Published As

Publication number Publication date
WO2019130239A1 (en) 2019-07-04
JP2021509782A (ja) 2021-04-01
EP3732679A1 (en) 2020-11-04
KR20200101363A (ko) 2020-08-27
US20200372926A1 (en) 2020-11-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20200372926A1 (en) Acoustical in-cabin noise cancellation system for far-end telecommunications
US11146887B2 (en) Acoustical in-cabin noise cancellation system for far-end telecommunications
EP2211564B1 (en) Passenger compartment communication system
US11729549B2 (en) Voice ducking with spatial speech separation for vehicle audio system
US9711131B2 (en) Sound zone arrangement with zonewise speech suppression
EP2973540B1 (en) Low-latency multi-driver adaptive noise canceling (anc) system for a personal audio device
JP2843278B2 (ja) 騒音制御型送受話器
EP1748636A1 (en) Improved communication in passenger compartments
US6980663B1 (en) Process and device for compensating for signal loss
JP2002502193A (ja) 適応型ビーム形成器用キャリブレーション信号の生成
US10339951B2 (en) Audio signal processing in a vehicle
JP2007312364A (ja) 音響信号処理における均等化
EP2859772A2 (en) Wind noise detection for in-car communication systems with multiple acoustic zones
EP3425923B1 (en) Headset with reduction of ambient noise
US20140254825A1 (en) Feedback canceling system and method
Schmidt Applications of acoustic echo control-an overview
JP2005328116A (ja) 車載システム
Linhard et al. Passenger in-car communication enhancement
US11438695B1 (en) Beamforming techniques for acoustic interference cancellation
US20210243582A1 (en) Main unit, system and method for an infotainment system of a vehicle
CN112423174A (zh) 降低环境噪音的耳机

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination