CN1270735A - 控制电话振铃信号的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

电话机具有一个接收机,一个发射机,一个控制接口,一个音频处理器和一个微处理器。音频处理器包括一个数字信号处理器,一个与微处理器相连的输入音频单元,一个与扬声器相连的输出音频单元,和一个与传感器/振铃器相连的振铃信号控制器。当收到一个入呼叫时,音频处理器取样代表环境噪声的麦克风的输入信号,并分析环境噪声的频谱。音频处理器然后根据环境噪声的频谱和由用户设定的振铃音量控制电平设定振铃频率和振铃音量。

Description

控制电话振铃信号的方法和装置
本发明总的涉及电话振铃信号。更具体地说，本发明涉及一种用来自动地控制电话振铃信号的某些特征的装置。
电话，包括移动或蜂窝电话，通常配备有一些提醒用户来话的装置。通常这种装置包括一个用来产生一个可闻的振铃信号以指示已经接收到一个呼叫的振铃器。蜂窝或移动电话有可能用于具有高环境噪声电平的地方，例如在汽车内，工地，或在公共场所。即使在办公环境下，环境噪声电平也因地而异。在这些环境下，有可能难以听见正常的振铃信号。于是，电话制造商早已给用户设置了用来手动调节振铃信号音量的装置。
然而，由于许多原因，这种解决方法并不十分满意。首先，如上所述，电话(特别是蜂窝或移动电话)可能用于一些环境噪声在响度和音调变化的环境中。例如，在工地的环境噪声电平与公共场所或股票市场相比更主要集中在低频范围。而且，在汽车内的环境噪声响度和音调取决于其工作的状况(例如是在城市，或在高速路，是低速还是高速等等)如果振铃信号频率是在与环境噪声一样的频率范围内，则为了可被用户听见，必须将其放大到极高的电平。否则，振铃信号可能被淹没在噪声中。
其次，虽然用户可人为设置振铃信号音量，他或她可能在离开嘈杂环境重置音量。这可能在一个相对无噪声的环境下发出一个令人难堪的振铃声。
第三，因为音量设定是静态的，它并不随环境噪声电平的改变而改变。于是，用户需将音量设定在最大可能的环境噪声电平以避免丢失呼叫。这在采用电池供电的蜂窝或移动电话是不可取的，因为这大声的振铃会消耗更多的电流。
于是，需要一种顾及功耗和环境噪声频谱来控制电话振铃器的振铃信号的改进的装置和方法。
本发明的目的是为了提供一种用来根据环境噪声的电平和频谱控制电话振铃器的振铃信号的装置。
本发明的另一个目的是为了提供一种用来根据环境噪声的电平和频谱来控制电话振铃器的振铃信号的改进的方法。
上述和其他的目的在一个具有一个接收机，一个发射机，一个控制接口，一个音频处理器和一个微处理器的电话机中被实现。其中的音频处理器包括一个数字信号处理器，一个与麦克风相连的输入音频单元，一个与扬声器相连的输出单元，和一个与一个收发信机/振铃器相连的振铃信号控制器。
当接收到输入呼叫时，音频处理器取样含有环境噪声的麦克风的输入信号，并对环境噪声进行频谱分析。音频处理器然后根据环境噪声频谱和由用户设定的振铃音量控制电平调节振铃频率和音量。
在结合附图阅读了下面详细描述之后对本发明的这些和其他目的及其特点和优点将会清楚明了，在附图中类似的部件采用相同的数字。
图1是一个实施本发明的蜂窝电话的方框图。
图2是一个示于图1的音频处理器的方框图。
图3是一个说明控制电话振铃器的振铃信号音量电平的方法的流程图。
图4是示于图3的方法的一个方面的流程图。
图5是示例性的环境噪声功率频谱图。
现在参阅附图来描述本发明。在附图中示出了本发明的最佳实施例。然而，本发明可用不同的形式来实施，而并不局限于具体的实施例。
现参阅图1，它示出了蜂窝电话100的方框图。蜂窝电话包括一个接收机140，发射机145，和音频处理器150。射频组合器135将射频信号耦合到天线和从天线耦合射频信号。音频处理器150连接到接收机140发射机145，扬声器175，麦克风100和传感器/振铃器120。
传感器/振铃器120给用户产生一个可闻通知，例如，通知用户来话。
蜂窝电话个100也有一个与键盘165和显示器170相连的控制接口160。蜂窝电话100的用户控制是通过控制接口160完成的。
蜂窝电话100的操作由接收机140微处理器110控制，微处理器与接收机140，发射机145，音频处理器150并通过I/O子系统155与控制接口160相连。如图2所示，音频处理器150包括数字信号处理器(DSP)200，输出音频单元210，输入音频单元220和振铃信号控制器230。输出音频单元210放大从DSP200接收的音频信号并通过附连的扬声器175广播所放大的信号。输入音频单元220放大从微处理器180接收的检测到的信号并向DSP200提供放大的输入信号用作处理。振铃信号控制器230根据由DSP200提供的控制信号控制传感器/振铃器120的操作。振铃信号控制器230也可以做成为DSP的一部分。
蜂窝电话100有一个预置的振铃信号音量电平，也可能是工厂预置的电平，或例如可以是由用户利用控制接口160在电话机100中手动设置的。
图3示出了本发明的操作。当入呼叫被蜂窝电话100检测到时，在图3所示的处理在步骤300开始进行。接着，在步骤310，通过输入音频单元220启动在麦克风180和DSP200之间地面音频通路。DSP200然后检测来自麦克风180输入信号，该输入信号相应于背景和环境噪声。
在步骤320，DSP200接收通过微处理器180检测到的信号并将该信号转换到包括多个数字取样的数字信号。在一个最佳实施例中，取样是以每秒8000个取样的取样率获取的12比特数字取样。DSP然后通过如下详述的分析数字取样的方式来对背景噪声进行频谱分析。
根据在步骤320中进行的频谱分析，DSP在步骤330确定传感器/振铃器230将要工作的音量和频谱。将这些参数传送振铃信号控制器230，从而在340步使传感器/振铃器120振铃。
接着，微处理器110在步骤350检测是否入呼叫已经被用户回答。如果呼叫未被回答，则进程返回到步骤320并重新计算环境噪声功率。如果呼叫已经回答，则微处理器110在步骤360恢复其正常的处理步骤。
图4是一个图3所示方法的步骤320和330的具体实施。在步骤410，DSP200产生包含通过麦克风180输入的1024个环境噪声信号样本。在步骤420，DSP通过计算频谱周期图分析1024个取样数据块。频谱周期图被分成多个子带。例如，分成为4个子带，每个500Hz的带宽。具体地说，1024个的取样数据块可分成为子带A，B，C，D，频率范围分别是0-500Hz，500-1000Hz，1000-1500Hz和1500-2000Hz。图5示出了分成为从0到2000Hz的4个子带的环境噪声功率频谱图的例子。图5也示出了每个子带的平均功率电平520。也可计算在每个子带的总噪声功率。数字信号的功率频谱的计算是众所周知的。例如，见A.Peled和B.Liu的“Digital Signal Procssing”，156-159页，和L.Couch的“Digital and Analog CommunicationsSystem”，518-520页。本技术领域的人们将可认识到，有许多方法来表征数字信号的功率谱而并不背离本发明的精神和范围。例如，离散余弦变换可用于表征噪声功率频谱。而且，功率谱测量可用模拟电路实现，例如用一组并联子带滤波器接收模拟噪声信号和产生一组正比于每个子带中的总噪声功率的信号。
再回到图4，DSP200在步骤430再计算在每个子带中的总噪声功率。由在每个子带中的噪声功率电平，DSP计算总的环境噪声功率电平。然后根据每个子带的噪声功率的计算，在步骤440选择振铃信号频率。例如，振铃频率可设于具有最低总噪声功率的子带中的频率(“振铃子带”)。另外，可指定一个最佳子带，将其选择为振铃子带，除非在该最佳子带中的噪声功率超出另一个子带中的噪声功率一个特定的量。也可以采用其他的振铃子带选择战略而并不背离本发明的精神和范围。
在另一个实施例中，DSP200从在所选的振铃子带内的多个可能的振铃频率中选择振铃频率。
接着，DSP在450步确定振铃信号音量电平。通过读取由用户最初设定的正常振铃信号音量电平来设定振铃信号音量电平。然后根据总的环境噪声功率值向上或向下调节一个预定的电平值。
当用户最初设定振铃信号电平时，无线电电话机100取样环境噪声电平并计算正常的振铃信号-噪声比。在工作时，无线电电话机试图增加振铃器的音量来达到如用户最初设定的一样的振铃信号-噪声比。
然后将所选的振铃频率和音量电平送到振铃信号控制器230，控制器230传感器/振铃器120以所选的频率和音量振铃。通过根据环境噪声的频谱分析和背景噪声功率电平的分析来选择振铃频率和音量，就有可能设定一个最小所需的振铃音量。这就可避免电话的振铃声响过大或过弱，并可节省电池的消耗而延长电池供电的电话的对话时间。
在一个实施例中，无线电电话机100可工作在多个不同工作模式之一，包括免提模式，手持模式，其中环境控制的振铃信号音量的功能只在其中一个工作模式中可工作，例如，在免提模式中才可工作。本发明特别适用于免提模式，此时无线电电话机100是安装在托架或台面上，因为外部麦克风总是在同一位置上，这就有助于获得更可靠和一致的噪声测量数据。
虽然已经根据最佳实施例描述了本发明，但熟悉本技术领域的人们将认识到，本发明并不局限于所描述和显示的特定的实施例。除了所描述和说明以外的其他不同的实施例和变型，以及许多变化，修改和等效的装置将是显而易见的，或已经被上述说明书和附图合理地暗示而并不偏离本发明的实质和范围。

Claims (15)

1.用来控制由电子装置所产生的通告信号的装置，包括用来产生一个说明环境噪声电平的噪声信号，所示信号具有一个特征功率频谱的装置；用来接收噪声信号和分析噪声信号的功率谱的处理装置；用来产生通告信号的传感器，和控制装置，它与所示处理装置和所示传感器相连，用来根据噪声信号的功率谱选择通告信号频率和使传感器以所选的频率进行振荡。
2.根据权利要求1的装置，其中所述的控制装置包括用来根据噪声信号的功率谱选择一个通告信号并使所述传感器以所述通告信号音量振荡的装置。
3.根据权利要求1的装置，其中所述通告信号是一个振铃信号。
4.根据权利要求1的装置，其中所述用来产生噪声信号的装置包括一个麦克风。
5.根据权利要求1的装置，其中所述处理装置包括一个数字信号处理器。
6.根据权利要求1的装置，其中所述处理装置将环境噪声的功率谱分成为多个频率子带，并计算在所述多个子带的每个子带中的环境噪声的功率电平。
7.根据权利要求1，其中所述的控制装置选择一个处于所述多个子带之一内的通告信号频率。
8.根据权利要求7的装置，其中所述控制选择一个处于具有最低环境噪声功率电平的多个子带之一内的通告信号频率。
9.根据权利要求7的装置，其中所述控制装置选择处于在所述多个子带的优选的一个子带中的通告信号频率，除非在所述优选的一个所述子带的环境噪声的功率电平超过在第二个子带中的环境噪声功率电平一个预定电平值。
10.一种控制一个电子装置的通告信号的方法，包括步骤：产生一个说明环境噪声电平的噪声信号，所述噪声信号具有一个特征功率谱；分析噪声信号的功率谱；根据噪声信号的功率谱选择通告信号频率。
11.根据权利要求10的方法，其中所述分析环境噪声信号的功率谱的步骤包括将环境噪声信号的功率谱分成为多个频率子带，并计算在每个所述多个子带中的环境噪声的功率电平。
12.根据权利要求11的方法，其中所述选择通告信号频率的步骤包括选择处于所述多个子带之一内的通告信号频率。
13.根据权利要求12的方法，其中所述选择通告信号的步骤包括选择一个处于具有最低环境噪声功率电平的多个子带之一内的通告信号频率。
14.根据权利要求12的方法，其中所述选择通告信号频率的步骤包括选择一个处于一个优选的子带内的通告信号频率，除非在所述优选的子带中的环境噪声功率电平超出在第二个所述多个子带之一的环境噪声功率电平一个预定电平值。
15.根据权利要求10的方法，还包括根据噪声信号的功率谱选择通告信号音量的步骤。
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