CN1153189C - 用于降低话音记录系统的存储需求的方法和设备 - Google Patents

Abstract

用于存储来自双向对话的数据的话音记录系统，该系统包括麦克风(160)、扬声器(150)、音频装置(102)、音频传输控制器(106)、存储装置(110)和开关电路(108)。音频传输控制器具有连接到音频装置的一个输入(120)和一个输出和连接到麦克风的一个输入(128)和连接到扬声器的一个输出(122)。音频传输控制器提供一个发送检测信号、一个接收检测信号和一个空闲检测信号以响应于在音频传输控制器接收到的音频传输。配置开关电路来仅仅把对话的活动方存储在存储装置中以响应于接收检测信号、发送检测信号和空闲检测信号。

Description

用于降低话音记录系统的存储需求的方法和设备

技术领域

本发明一般地涉及话音记录系统。更具体地，本发明涉及一个用于降低话音记录系统的存储需求的方法和设备。

背景技术

专利文献WO 93/13520公开了一种用于记录多声道数据例如语音数据的记录系统和记录方法。根据该专利文献揭示的技术方案，在不压缩数据的情况下，能够最大限度地减小记录多声道数据的存储量，将该存储量减小到通常记录单声道数据所需的存储量。根据预定的时间增量，按声道号记录数据并将数据顺序地存储在存储器中。

话音记录系统用于记录表示供随后重放的语音的信号。一些这样的系统实际上是模拟的并且例如在磁带上存储模拟信息。其它一些系统是数字的并且在把数字音频数据记录在数字存储介质中之前把模拟音频信息转换为数字形式。在模拟或者数字系统中，记录的信息可以被检索并且转换为表示供随后重放的语音的信号。

话音记录系统总是面临的一个限制是记录介质的容量。该系统仅仅能存储与存储介质能够容纳的一样多的信息或数据。这个问题经常可以通过增加存储介质的容量来解决。例如，可以使用一个更长的磁带或一个更大的存储器。但是，这一点不可能总是可行的。在一些装置、例如无线电话中，该装置的物理尺寸被严格限制，添加更多的存储器并非是一个选择。另一个解决方案涉及话音信息的更有效的存储，例如通过使用已知的数据压缩技术压缩数据来实现。但是，如果不能获得所需的处理能力，或由于其它原因，音频压缩可能是不可行的。

在被设计为记录双向通话的双方的系统中出现进一步的限制。在一个现有技术系统中，对两个音频信道(接收和发送)在电子上求和。例如，可以在两个模拟音频信号上使用一个运算放大器来实现这点。或者，两个音频信道可以被数字化并且合并所得的数字数据。当一个信道空闲而另一个信道在使用时，系统存储活动信道的信息而在空闲信道中加入噪声。这个噪声在所存储的音频信息的重放中是明显的并且降低了重放的音频质量。噪声的滤波可以是用于改善存储或重放音频质量的一种可能性。但是，许多或大部分的噪声是在与活动信道音频相同的频带内，不能有效地滤掉。

因此，需要一种在话音记录系统中存储话音信息的改进方法和设备，通过避免存储空闲信道噪声来减少存储需求并使音频质量降级最小化。

发明内容

仅仅作为介绍，本发明提供一个话音处理系统，它通过仅仅存储双向对话的活动方来减少存储需要。一个实施例监控对话的双方并且判定哪一方是活动方。仅仅存储那一方。如果在任意的时间周期中对话是空闲的而使得对话的任意一方都不是活动的，则在空闲时间期间不存储信息或数据。这进一步减少了系统的存储需要。

根据本发明的一个话音记录方法，包括如下步骤：

从一个能够进行信号传送和信号接收的装置检测一个双向对话；

监视传送信号和接收信号，以识别对话的活动方和对话的非活动方；以及

仅仅记录对话的活动方。

根据本发明的一个话音处理电路，包括：

数字音频装置，响应于数字音频数据而操作；

连接到数字音频装置的编解码器，在模拟音频信号和数字音频数据之间转换；

扬声器，用于产生可听声音以响应在话音处理电路接收的一个模拟音频信号；

麦克风，用于产生一个要从话音处理电路传送的模拟音频信号以响应一个可听声音；以及

音频传输控制器，连接在编解码器和扬声器和麦克风之间，用于控制话音处理电路中的音频信号流，音频传输控制器产生控制信号以响应在话音处理电路接收的模拟音频信号和要从话音处理电路传送的模拟音频信号；

存储装置，用于存储数字数据；以及

处理器，连接到数字音频装置和存储装置，用于在存储装置中存储和检索数字音频数据，处理器响应于控制信号，用于存储双向对话的仅仅一方。

根据本发明的一个用于存储来自双向对话的数据的话音记录系统，所述系统包括：

麦克风；

扬声器；

音频装置；

音频传输控制器，具有连接到音频装置的一个输入和一个输出，连接到麦克风的一个输入，和连接到扬声器的一个输出，音频传输控制器响应于在音频传输控制器接收的来自音频装置和麦克风的音频传输提供一个发送检测信号、一个接收检测信号和一个空闲检测信号；

存储装置；以及

连接到音频装置和音频传输控制器的开关电路，被配置为响应于接收检测信号、发送检测信号、和空闲检测信号在存储装置中仅仅存储对话的活动方。

附图说明

图1是话音处理电路的第一实施例；

图2是话音处理电路的第二实施例；以及

图3是在图1和图2的话音处理电路中使用的一个音频传输控制器的一部分。

具体实施方式

现在参考图1，它显示了话音处理电路100的一个方框图。话音处理电路100包括数字音频装置102、编解码器104、音频传输控制器106、处理器108和数字存储装置110。话音处理电路100进一步包括提供用于传送和接收可听声音的音频接口的扬声器150和麦克风160。

数字音频装置102可以是任意合适的数字音频数据源。在一个示例实施例中，数字音频装置是一个无线电话、例如蜂窝电话的数字信号处理器。在这样一个应用中，数字音频装置在一个发送/接收电路(未显示)和话音处理电路100的其余部分之间传送编码的数字数据。数据以用于有效无线电传输的格式编码。各种语音编码技术、例如代数码激励线性预测(ACELP)编码可以用于这个目的。数字音频装置102把编码的数据解码为话音处理单元100可使用的一种形式，例如表示语音的脉冲编码调制(PCM)数字数据。把在下行链路(即，从无线电话的远程基站)上接收的数字音频数据放在输出116上的一个接收数据线112上。一条发送数据线114上的数字音频装置102在输入118接收在上行链线路(到远程基站)上传输的数字音频数据。数字音频装置102使用一个合适的语音编码技术、例如ACELP来编码这个数字音频数据，并且把编码的数据发送到发送/接收电路以供无线电传输。

编解码器104是数字音频数据和模拟音频信息的编码器和解码器。从接收数据线112上的一个输入120上的数字音频装置102接收数字音频数据。数字音频数据由编解码器处理并且在接收音频线124上的一个输出122上提供模拟音频信息。在示例实施例中的模拟音频信息采用了适合于驱动扬声器150来产生可识别为语音的可听声音的交流(AC)信号的形式。在麦克风上接收可听声音并且由麦克风转换为模拟音频信息。模拟音频信息由在一个输入128的发送音频线126上的编解码器104接收。编解码器104把模拟音频信息编码为数字音频数据，例如PCM数据，并且在发送数据线114上的一个输出130上提供这个数字音频数据。

音频传输控制器106是用于控制双向通信路径中的数据流的一个双工控制器。在最佳实施例中，音频传输控制器106包括一个由Philips Semiconductors，Sunnyvale，California生产的、型号为TEA1095的话音转换扬声器电话集成电路。其它装置或装置的组合可以代替并且提供相似的功能。在一个应用中，这个集成电路提供一个音频装置、例如一个扬声器电话的免提控制。在该示例实施例中，音频传输控制器106包括发送放大器、接收放大器和双工控制器。音频传输控制器106连接在编解码器104和扬声器150和麦克风160之间用于控制话音处理电路中的音频信号流。音频传输控制器106响应于音频信号流产生控制信号。在下面结合图3详细描述的方式中，音频传输控制器106提供用于控制处理器108的操作的控制信号。

数字音频装置102、编解码器104、音频传输控制器106和扬声器150和麦克风160相结合，允许双向对话的处理。例如响应于在无线电链路上接收的编码语音而在数字音频装置102上产生表示语音的数字音频数据。在接收数据线112上把数字音频数据传送到编解码器104，在其上数据被转换为模拟音频信号。在接收音频线124上把所述模拟音频信号传送到音频传输控制器106和用于产生可听声音的扬声器150上，完成用于对话第一方的路径。

在对话的相对方，在麦克风160接收可听声音并且把它作为模拟音频信号提供给音频传输控制器106。模拟音频信号随即在发送音频线126上传送到编译码器104。模拟信号被编码为数字音频数据，例如PCM数据，并且在发送数据线114上传送到数字音频装置102以供随后的传输。这是双向对话的第二方的路径。

处理器108连接到数字音频装置102和数字存储装置110，用于在数字存储装置110中存储和检索数字音频数据。为此，处理器108具有连接到发送数据线114的一个输入132和连接到检索数据线112的一个输入134。进一步，处理器108具有连接到数字存储装置110的双向的输入/输出136，用于与数字存储装置110通信数据。在图1的实施例中的数字存储装置110更可取地是一个半导体存储装置，例如一个存储器集成电路。其它存储介质可以被替代。

处理器108进一步有连接到音频传输控制器106的一个输入140、一个输入142和一个输入144，用于从音频传输控制器106接收控制信号。该控制信号在发送检测线152、接收检测线154和空闲检测线156上传送。在示例的实施例中，处理器108响应控制信号，用于把一个表示双向对话的仅仅一方的数据存储在数字存储装置中。

为了减小存储需要，仅仅存储对话的活动方。活动方可以在对话的仅仅一方，或者对于短时期它可以是对话的双方。发送检测线152和接收检测线154为处理器108提供对话的哪一方是对话的活动方的一个指示。响应于这个指示，处理器108暂停表示对话的非活动方的数据的存储并且仅仅存储表示对话的活动方的数据。此外，空闲检测线156向处理器108提供对话是空闲的、没有任何一方在活动的一个指示。响应于空闲检测线156上的空闲检测信号，处理器108暂停数字数据在数字存储装置110中的存储。并且在最佳实施例中，响应于在空闲检测线156上对话空闲的指示，处理器108通过关闭处理器108的操作电路的实质部分来进入一个低功率模式。

由于在对话的一方或双方中的暂停可以具有充分长的持续时间，图1的话音处理电路100可以在实质上减小数字存储装置110的存储需要。此外，如果处理器108在空闲时间内断电，那么减小了话音处理电路100的总功耗。特别地对于电池供电电子装置例如无线电话来说这是一个重要的设计目标。

图1显示了一个用于存储表示双向对话的数字数据的设备。在大多数应用中，数字数据的处理和存储是最佳的。包括集成电路的电路被充分地开发并且用于这样的目的。但是，在一些应用中，模拟信息的处理和存储可能是最佳的。

因此，图2显示了一个话音处理电路200的方框图。话音处理电路200包括数字音频装置202、编译码器204、音频传输控制器206、模拟开关208和模拟存储装置210。话音处理电路200进一步包括提供一个用于传送和接收可听声音的音频接口的一个扬声器250和一个麦克风260。

图2的话音处理电路200类似地操作图1的话音处理电路100。数字音频装置202操作为一个数字音频数据、例如脉冲编码调制(PCM)数据的源。数字音频数据在一个接收数据线212上从数字音频装置202的一个输出216传送到编解码器204的一个输入220。编解码器204解码数字音频数据并且在接收音频线224上的输出222上产生模拟音频信号。模拟音频信号由音频传输控制器206传送到扬声器250。响应于该音频信号，扬声器250产生可听声音。这形成了双向对话的一方的路径。

对于双向对话中的另一条路径，麦克风260检测可听声音并且产生模拟音频信号。这些模拟音频信号由音频传输控制器206传送到发送音频线226并且由编解码器204在一个输入228接收。编解码器204把模拟音频信号编码为数字音频数据、例如PCM数据，并且把数字音频数据传送到发送数据线214。数字音频装置202在一个输入218上接收数字音频数据用于随后的处理。在这种方式中，并且类似于图1的实施例，数字音频装置202、编解码器204、音频传输控制器206、扬声器250、和麦克风260相结合，来允许一个双向对话的处理。

音频传输控制器206是用于在双向通信路径中控制数据流的双工控制器。在最佳实施例中，音频传输控制器106包括一个由Philips Semiconductors，Sunnyvale，California生产的、型号为TEA1095的话音转换麦克风集成电路。其它装置或装置的组合可以代替并且提供相似的功能。音频传输控制器206连接于编解码器204、扬声器250和麦克风260之间，用于在话音处理电路200中控制音频信号流。音频传输控制器206产生控制信号以响应于音频信号流。以下面将结合图3详细描述的一个方式，音频传输控制器206提供用于控制模拟开关208的操作的控制信号。

模拟开关208有连接到发送音频线226的一个输入232和连接到接收音频线224的一个输入234。模拟开关208进一步有连接到音频传输控制器206的一个输入240和一个输入242。响应于在输入240和输入242接收的控制信号，模拟开关208将模拟音频信号存储在模拟存储装置210中。模拟开关208被配置为在一个输入240接收标记为发送检测的第一控制信号和在一个输入242接收标记为接收检测的第二控制信号。这些控制信号提供双向对话的哪一方是对话的活动方的一个指示。这样，模拟开关208形成了连接到数字音频装置202和音频传输控制器206的一个开关电路，并且被配置为响应于控制信号在模拟存储装置210仅仅存储表示对话的活动方的信息。

模拟存储装置210可以是有效存储表示可听声音的模拟信号的任意合适的设备。例子包括磁带或磁盘。模拟存储装置210具有一个配置为接收在图2中标记为空闲检测的控制信号的输入244。当对话的双方是非活动的或空闲时，空闲检测信号停用所述模拟存储装置210，从而减少对于模拟存储装置210的存储需要。

图3显示了在图1和图2的话音处理电路中使用的一个音频传输控制器300的一部分。音频传输控制器300包括双工控制器电路302、第一加法器304、第一比较器306、第二加法器308、第二比较器310和逻辑门312。图3中显示的电路被配置为提供图1和图2的话音处理电路需要的控制信号(即，接收检测、发送检测和空闲检测)。

双工控制器电路302最好是一个由PhilipsSemiconductors，Sunnyvale，California生产的、型号为TEA1095的话音转换扬声器电话集成电路。其它的装置或装置的组合可以被替代并且提供类似的功能。下面将描述在不同于本发明的应用的扬声器电话应用中的双工控制器电路302的操作。双工控制器电路302包括两个信号，一个话音开关阈值(SWT)和一个空闲检测阈值(IDT)。从双工控制器电路302内部的电路获得SWT上的电压。该电压通过比较两个、即接收信道和发送信道的信号包络和噪声包络来得到。通过比较这些包络，双工控制器电路302判定输入信号、即发送信号或接收信号是否包含话音或噪声。在一个扬声器电话应用中，一个电容器附加于SWT并且由由基于对话的活动方的电流源充电或放电。如果检测到接收信号，对扬声器电话应用的电容器充电；如果检测到发送信号，放电该电容器。如果既没有检测到发送信号也没有检测到接收信号，扬声器电话电容器既不充电也不放电，并且SWT上的电压等于IDT上的电压。在这个状态中，电路被认为是处于空闲模式。

在图3中显示的应用中，把SWT上的电压与IDT上的电压比较。每个电压是模拟电压，并且不涉及任何数字逻辑电平。将每个电压加到加法器上，包括第一加法器304和第二加法器308。第一加法器304从电压IDT减去电压SWT来产生一个信号IDT-SWT。这是另一个模拟电压。在第一比较器306将这个电压与一个基准电压比较，以便在发送检测线152上产生一个发送检测信号。同样，第二加法器308从电压SWT减去电压IDT来产生一个信号SWT-IDT。这个电压被加到第二比较器310并且与一个基准电压比较。比较器在接收检测线154上产生一个接收检测信号。在该示例实施例中，加到两个比较器上的基准电压是180mV。但是，可以选择其它合适的基准电压。

发送检测信号和接收检测信号组合来产生空闲检测信号。把发送检测信号和接收检测信号加到逻辑门312的输入。在该示例实施例中，逻辑门312是一个NOR门，但也可以用其它逻辑单元来替代，这取决于发送检测信号和接收检测信号的相对电平。逻辑门312的输出是加到空闲检测线156的空闲检测信号。

比较器306、310的输出信号：发送检测信号和接收检测信号，是适合于到处理器108的数字逻辑输入的二进制电压。类似地，逻辑门312的输出是适合于数字逻辑输入信号的一个二进制电压。发送检测信号被加到处理器108的输入142。接收检测信号被加到处理器108的输入142，空闲检测信号被加到处理器108的输入144。

在操作中，音频传输控制器300比较IDT和SWT电压，如果这些电压之间的差值大于基准电压，则比较器判定是否存在发送条件(例如，IDT-SWT＞基准电压)或是否存在接收条件(SWT-IDT＞基准电压)。如果既不存在发送条件也不存在接收条件，则电路指示一个空闲条件。这些条件作为控制信号传送给处理器108。作为响应，处理器108选择对话的一方来传送给存储介质110来存储。在空闲条件的情况下，控制信号也传送这个条件并且处理器108通过抑制话音数据或信息的存储来响应。

在图3中显示的音频传输控制器300被配置为用于与图1所示的带有数字话音数据存储器的话音处理电路100的操作。音频传输控制器300可以被容易地修改为用于图2的话音处理电路200中的操作。

从前面，可以看到本发明为一个具有减小的存储需要的话音记录系统提供了一个方法和设备。系统检测一个双向对话的活动方并且仅仅存储对应于活动方的数据或信息。如果没有任何一方是活动的，系统检测这个空闲条件并中断数据的存储。以这个方式，减小了存储需要，减小了整个系统的花费、大小和电耗。进一步，在系统中，没有存储对话的非活动方存在的噪声，减少了在回放期间的存在的噪声并且提高整个系统的音频保真度。

虽然已经显示和描述了本发明的一个特定实施例，但可以作修改。例如，代替单独接收和发送检测信号，可以提供一个单个二进制接收/发送信号作为一个用于指示双向对话的活动状态的控制信号。因此希望在附带的权利要求书中覆盖落在本发明的真实精神和范围内的全部的改变和修改。

Claims (15)

1.一个话音记录方法，包括如下步骤：

从一个能够进行信号传送和信号接收的装置检测一个双向对话；

监视传送信号和接收信号，以识别对话的活动方和对话的非活动方；以及

仅仅记录对话的活动方。

2.如权利要求1所述的话音记录方法，进一步包括当双向对话的双方都是非活动时暂停记录的步骤。

3.如权利要求1所述的话音记录方法，进一步包括如下步骤：

选择双向对话的第一方；

比较第一方的信号包络和噪声包络来判定第一方是否是双向对话的活动方；以及

比较另一方的信号包络和噪声包络来判定另一方是否是双向对话的活动方。

4.如权利要求3所述的话音记录方法，进一步包括如下步骤：如果信号包络的幅度没有超过噪声包络的幅度一个预定量，判定双向对话的一方是非活动的。

5.一个话音处理电路(100)，包括：

数字音频装置(102)，响应于数字音频数据而操作；

连接到数字音频装置的编解码器(104)，在模拟音频信号和数字音频数据之间转换；

扬声器(150)，用于产生可听声音以响应在话音处理电路接收的一个模拟音频信号；

麦克风(160)，用于产生一个要从话音处理电路传送的模拟音频信号以响应一个可听声音；以及

音频传输控制器(106)，连接在编解码器和扬声器和麦克风之间，用于控制话音处理电路中的音频信号流，音频传输控制器产生控制信号以响应在话音处理电路接收的模拟音频信号和要从话音处理电路传送的模拟音频信号；

存储装置(110)，用于存储数字数据；以及

处理器(108)，连接到数字音频装置和存储装置，用于在存储装置中存储和检索数字音频数据，处理器响应于控制信号，用于存储双向对话的仅仅一方。

6.如权利要求5中所述的话音处理电路(100)，其中，音频传输控制器(106)产生一个或多个表示双向对话的活动方的发送/接收信号作为控制信号，并且其中，处理器(108)响应于一个或多个发送/接收信号，用于在存储装置中存储对应于双向对话的活动方的数字音频数据。

7.如权利要求6中所述的话音处理电路(100)，其中，音频传输控制器(106)产生一个接收检测信号和一个发送检测信号作为控制信号，从数字音频装置(102)接收表示双向对话的活动方的接收检测信号，并向数字音频装置(102)发送表示对话的活动方的发送检测信号。

8.如权利要求7所述的话音处理电路(100)，其中，当双向对话的双方都是非活动的时，音频传输控制器(106)进一步产生一个空闲检测信号作为控制信号。

9、如权利要求8所述的话音处理电路(100)，其中，处理器(108)不存储任何数字数据以响应空闲检测信号的接收。

10.一个用于存储来自双向对话的数据的话音记录系统，所述系统包括：

麦克风(260)；

扬声器(250)；

音频装置(202)；

音频传输控制器(206)，具有连接到音频装置(202)的一个输入和一个输出，连接到麦克风(260)的一个输入，和连接到扬声器(250)的一个输出，音频传输控制器(206)响应于在音频传输控制器(206)接收的来自音频装置(250)和麦克风(260)的音频传输提供一个发送检测信号、一个接收检测信号和一个空闲检测信号；

存储装置(210)；以及

连接到音频装置(202)和音频传输控制器(206)的开关电路(208)，被配置为响应于接收检测信号、发送检测信号、和空闲检测信号在存储装置中仅仅存储对话的活动方。

11.如权利要求10中所述的系统，其中，音频传输控制器(206)被配置为当从音频装置(202)接收的音频超过来自麦克风(260)的音频时提供接收检测信号，并且当来自麦克风(260)的音频超过来自音频装置(202)的音频时提供发送检测信号。

12.如权利要求11中所述的系统，其中，音频传输控制器(206)进一步被配置为当从音频装置(250)接收的音频和从麦克风(260)接收的音频都小于一预定阈值时提供空闲检测信号。

13.如权利要求11中所述的系统，其中，当从音频装置(250)接收的音频超过来自麦克风(260)的音频时，音频传输控制器(206)产生具有第一值范围的话音开关信号，以及当来自麦克风(260)的音频超过来自音频装置(250)的音频时，音频传输控制器(206)产生具有第二值范围的话音开关信号，并且音频传输控制器(206)产生一个空闲信号。

14.如权利要求13中所述的系统，其中，音频传输控制器(206)包括一个用于比较话音开关信号和空闲信号以产生接收检测信号、发送检测信号和空闲检测信号的比较电路(306，310)。

15.如权利要求14中所述的系统，其中，音频传输控制器(206)提供所述接收检测信号、发送检测信号和空闲检测信号作为适合于开关电路(208)的二进制信号。

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