ES2367237T3

ES2367237T3 - Control de ganancia automático.

Info

Publication number: ES2367237T3
Application number: ES98308487T
Authority: ES
Inventors: Jacek Horos
Original assignee: Nokia Oyj
Current assignee: Nokia Oyj
Priority date: 1997-11-04
Filing date: 1998-10-16
Publication date: 2011-10-31
Anticipated expiration: 2018-10-16
Also published as: US6363343B1; EP0915563B1; JP2012200001A; JPH11243438A; EP0915563A3; JP2008252939A; GB9723240D0; EP0915563A2; GB2330961A; JP5612025B2; GB2330961B

Abstract

SE DESCRIBE UN CIRCUITO DE CONTROL DE GANANCIA PARA UN TELEFONO, QUE COMPRENDE UNA CALCULADORA DE LA FUERZA DE LA SEÑAL, PARA CALCULAR LA FUERZA DE UNA SEÑAL; UN CONTROLADOR DE GANANCIA ADAPTADO PARA MODIFICAR LA FUERZA DE LA SEÑAL, DE ACUERDO CON UN CRITERIO PREESTABLECIDO, BASADO EN LA FUERZA DE LA SEÑAL, CALCULADA POR LA CALCULADORA DE FUERZA DE LA SEÑAL.

Description

La presente invención se refiere a un circuito de control de ganancia, en particular, pero no exclusivamente, a un teléfono.

Cuando un usuario de teléfono habla en el micrófono, el micrófono convierte el sonido en señal eléctrica bien analógica

o digital que, seguidamente, es amplificada y tratada antes de que la señal sea transmitida sobre la red de telecomunicaciones, que puede ser un sistema con hilos o sin hilos.

Típicamente, la amplificación de la señal de voz es fija y se ajusta a un nivel adecuado a los volúmenes usados en la conversación normal. Lamentablemente, si un usuario, dice al llamador que quiere un volumen de su voz menor, por ejemplo, cuando se necesita privacidad con respecto a la gente próxima o el usuario quiere minimizar la perturbación a otras personas, el llamado puede tener dificultad para oír al llamador. Una solución a este problema ha sido incorporar al teléfono un modo “de murmullo” que es seleccionado por el usuario cuando lo necesita. En este modo, la ganancia de la señal de voz decrece en una cantidad fija. Esta solución permite al llamado oír la conversación tranquilamente, como si el llamador estuviera hablando con un volumen normal. Esta solución funciona bien cuando el llamador habla tranquilamente, sin embargo, si el llamador empieza a hablar con volumen normal mientras que el modo “de murmullo” está aún activado, el llamado ser ensordecido y/o producirse acoplamiento acústico entre el micrófono y el altavoz.

El documento US 5,146,504 divulga un circuito de control de ganancia automático selectivo de lenguaje que incorpora reconocimiento de lenguaje al control de ganancia. Este documento enseña también que se debería determinar la potencia de la señal de audio (potencia de señal).

De acuerdo con un aspecto de la presente invención, se propone un circuito de control de ganancia para un teléfono, de acuerdo con la reivindicación 1.

En la presente invención la ganancia aplicada a la señal, típicamente una señal de voz, se incrementa a medida que la potencia de la señal decrece. Esto compensa automáticamente la potencia de la señal de entrada. Por lo tanto, si un usuario desea bajar el volumen de su voz el llamado oirá no obstante la voz del comunicante sin cambio alguno apreciable en el volumen.

El controlador de ganancia ajusta la ganancia aplicada a la señal al nivel predeterminado cuando el nivel de la voz en la señal cae por debajo de un umbral predeterminado calculado por el detector de actividad de voz.

Preferiblemente, el criterio predeterminado es que la ganancia aplicada a la señal varía sustancialmente linealmente con respecto a un cambio en la potencia de la señal.

De acuerdo con un segundo aspecto de la presente invención, se propone un procedimiento de control de la ganancia de una señal de audio de teléfono como se establece en la reivindicación 4.

La potencia de la señal de audio se ajusta a un nivel predeterminado cuando el nivel de la voz cae por debajo de un umbral predeterminado.

Ahora se van a describir ejemplos de aparato y procedimientos de operación del aparato de acuerdo con la invención con referencia a los dibujos adjuntos, en los que:

La figura 1 es un diagrama de bloques esquemático de una realización del aparato de control de ganancia automático de acuerdo con la presente invención;

La figura 2 es un diagrama de bloques esquemático de un primer ejemplo de un aparato de control de ganancia automático que está fuera del ámbito de la presente invención;

La figura 3 ilustra un ejemplo de un control de ganancia en relación con la potencia de la señal para la presente invención;

La figura 4 es un diagrama de bloques esquemático de una segunda realización del aparato de control de ganancia automático de acuerdo con la presente invención;

La figura 5 es un diagrama de bloques esquemático de un segundo ejemplo de un aparato de control de ganancia automático, que está fuera del ámbito de la presente invención.

La presente invención es aplicable a teléfonos, tanto digitales como analógicos, en un sistema de telecomunicaciones con hilos o sin hilos. Esta realización concreta, sin embargo, está dirigida a circuitería de control de ganancia automático en un teléfono digital por radio.

La figura 1 ilustra un ejemplo de un circuito de control de ganancia automático en la sección de transmisión de un teléfono 18 móvil. Un micrófono 1 está acoplado a un filtro 2 de paso de banda que está acoplado a un convertidor 3 de analógico a digital. El convertidor 3 de analógico a digital está acoplado a un detector 4 de actividad que será típicamente un detector de actividad de voz o habla, un calculador 5 de potencia de señal y un controlador 6 de ganancia. El detector 4 de actividad de voz está acoplado a un calculador 5 de potencia de señal que está acoplado al controlador 6 de ganancia. El controlador 6 de ganancia está acoplado a un codificador 7 de habla que está acoplado a un codificador 8 de canal. El codificador 8 de canal está acoplado a un modulador 9 que está acoplado a un transmisor

10. El circuito de control de ganancia automático comprende el controlador 6 de ganancia, el calculador 5 de potencia de señal y el detector 4 de actividad de voz.

Ahora se va a describir la operación de la sección de transmisión mostrada en la figura 1.

Cuando un usuario habla en el micrófono 1 de teléfono, el micrófono 1 convierte los sonidos en una señal eléctrica. Esta señal es pasada al filtro 2 de paso de banda. Dado que típicamente las señales de voz de banda de paso en telefonía están limitadas a un ancho de banda de 300 Hz a 3,4 kHz, el filtro 2 de paso de banda se selecciona típicamente para eliminar componentes de frecuencia por encima de 4 kHz, sin embargo, se pueden usar otros filtros de paso de banda. Esto es para prevenir problemas de curva dentada. La señal filtrada se pasa al convertidor 3 de analógico a digital 3 que muestrea y digitaliza la señal analógica. Seguidamente, la señal se pasa al detector 4 de actividad de voz, al calculador 5 de potencia de señal y al controlador 6 de ganancia.

Analizando la señal digitalizada, el detector 4 de actividad de habla determina si hay o no voz presente en la señal. El resultado de este análisis se pasa al calculador 5 de potencia de señal. El calculador 5 de potencia de señal analiza la señal digitalizada recibida y calcula la potencia de esta señal. Sobre la base de un criterio o algoritmo predeterminado el calculador 5 de potencia de señal calcula, sobre la base de la potencia de la señal, la ganancia que se debe aplicar a esta señal. La figura 3 muestra una ganancia típica en función de un algoritmo de potencia de señal, sin embargo, cualquier algoritmo que varíe la ganancia con respecto a la potencia de la señal, puede ser seleccionado.

Mientras que el habla está siendo detectada, o el nivel del habla está por encima de un umbral predeterminado, el valor de la ganancia calculado es pasado al controlador 6 de ganancia que modifica la ganancia de la señal consecuentemente. Si el detector 4 de actividad de voz no detecta habla, o el nivel de la voz es inferior a un umbral predeterminado, el detector 4 de actividad de voz informa al calculador 5 de potencia de señal. El calculador 5 de potencia de señal instruye al controlador 6 de ganancia para que cambia la ganancia a otro valor predeterminado, por ejemplo, establecer la ganancia a cero. Sin embargo, el uso del detector 4 de actividad de voz no es necesario, sin detector es posible, en ausencia de habla, que la máxima ganancia sea aplicada al ruido de fondo. Esto puede ser desconcertante para el usuario. Sin embargo, es preferible tener una cierta cantidad de ruido en la señal aún cuando no esté presente habla alguna, de lo contrario el teléfono puede parecer inerte y se puede interrumpir la conversación. Este ruido se denomina típicamente “ruido de comodidad” y contribuye a la “presencia” del sistema.

Una vez que la ganancia de la señal ha sido establecida por el controlador 6 de ganancia, la señal se pasa al codificador 7 de voz que comprime la señal. Seguidamente, la señal comprimida se pasa al codificador 8 de canal que añade bits extra a la señal digitalizada para protegerla de errores introducidos durante la transmisión. A continuación, se pasa la señal al modulador 9 que modula la señal sobre una señal portadora y pasa la señal al transmisor 10 para su transmisión sobre la red.

En la figura 2 se muestra un primer ejemplo de la invención (fuera del ámbito de la invención). En este ejemplo, el detector 4 de actividad de voz está acoplado directamente al controlador 6 de ganancia. La señal de habla se pasa del micrófono 1 al detector 4 de actividad de voz, y al calculador 5 de potencia de señal y al controlador 6 de ganancia como en la realización anterior mostrada en la figura 1. El detector 4 de actividad de voz indica al controlador 6 de ganancia si la señal contiene o no voz o si el nivel de habla está por encima o por debajo de un umbral. Si el detector de actividad de habla indica al controlador 6 de ganancia que hay habla contenida en la señal, el controlador 6 de ganancia ajusta la ganancia de la señal de acuerdo con la instrucción recibida del calculador 5 de potencia de señal. El controlador 6 de ganancia, de acuerdo con la información recibida del detector 4 de actividad de voz sobre la inexistencia de habla en la señal, cambia la ganancia a otro valor predeterminado, por ejemplo, establece la ganancia en cero. Sin embargo, el problema del “ruido de comodidad” es en este ejemplo tan relevante como en la realización anterior.

Seguidamente, se pasa la señal al codificador 7 de habla 7 y finalmente al transmisor 10 para ser transmitida finalmente sobre la red, de acuerdo con la realización antes descrita y mostrada en la figura 1.

La figura 3 muestra una relación típica entre ganancia y potencia de la señal. En potencias de la señal de hasta un umbral de nivel 1, se aplica a la señal una ganancia delta, un valor típico puede ser 6 dB. Entre los umbrales de nivel 1 y nivel 2, la ganancia aplicada se reduce linealmente hasta que la potencia de la señal alcanza el umbral de nivel 2, tras el cual no se aplica ninguna otra ganancia. Sin embargo, se puede elegir otra relación entre ganancia y potencia de la señal.

La figura 4 ilustra el uso de esta invención en una sección receptora de un teléfono móvil. Esto es básicamente opuesto a la realización mostrada en la figura 1. El receptor 11 se acopla a un desmodulador 12 que se acopla a un descodificador 13 de canal. El descodificador 13 de canal se acopla a un descodificador 14 de habla que se acopla a un detector 4 de actividad de voz, a un calculador 5 de potencia de señal y a un controlador 6 de6 ganancia. El detector 4 de actividad de habla se acopla al calculador 5 de potencia de señal que se acopla al controlador 6 de ganancia. El controlador de ganancia se acopla a un convertidor 15 de digital a analógico que se acopla a un filtro 16 de paso bajo. El filtro 16 de paso bajo se acopla al altavoz 17.

El receptor 11 recibe la señal de la red de telecomunicaciones (no mostrada) y pasa la señal recibida al desmodulador 12 que desmodula la señal de voz de la señal portadora. Seguidamente, la señal desmodulada se pasa al 5 descodificador 13 de canal que realiza corrección de errores en la señal antes del paso de la señal al descodificador 14 de habla que descomprime la señal. A continuación, se pasa la señal al detector 4 de actividad de voz, al calculador 5 de potencia de señal y al controlador 6 de ganancia. La ganancia de la señal es controlada por el controlador 6 de ganancia de manera idéntica a la descrita con referencia a la figura 1. Seguidamente, la señal se pasa al convertidor 15 de digital a analógico que convierte la señal digital en señal analógica. La señal analógica se pasa a un filtro de paso

10 bajo, típicamente 4 kHz. A continuación la señal se pasa del filtro al altavoz.

En la figura 5 se muestra un ejemplo de la invención alternativo (fuera del ámbito de la invención). En este ejemplo, la numeración de los elementos es como la de la figura 4 donde la circuitería de control de ganancia es como la descrita en la figura 2.

A la vista de la descripción anterior, será evidente para un experto en la técnica, que el detector 4 de actividad de voz y

15 el calculador de potencia de señal pueden combinarse en un módulo de supresión de ruido así como en módulos no agrupados.

Por la presente, el solicitante notifica que pueden ser formuladas nuevas reivindicaciones a dichos aspectos durante la tramitación de esta solicitud o de cualquier otra solicitud derivada de la misma.

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Claims

REIVINDICACIONES

1. Un circuito (18) de control de ganancia para un teléfono, comprendiendo el circuito (18) un detector (4) de actividad de voz configurado para considerar si la voz en una señal está por encima/por debajo de un umbral predeterminado con el fin de determinar la presencia y/o ausencia de voz en la señal; un calculador (5) de potencia de señal configurado 5 para calcular la potencia de la señal, y un controlados (6) de ganancia configurado para modificar la potencia de la señal de acuerdo don un criterio predeterminado sobre la base de la potencia de la señal calculada por el calculador (5) de potencia de señal, para actualizar la ganancia del controlador (6) de ganancia y modificar la potencia de la señal en respuesta a la detección de voz por parte del detector (4) de actividad de voz, caracterizado porque el controlador (6) de ganancia está configurado para ajustar la ganancia aplicada a la señal a un nivel predeterminado si el nivel de voz en

10 la señal cae por debajo de un umbral predeterminado calculado por el detector (4) de actividad de voz, en el que el nivel predeterminado es otro nivel diferente al último valor de la ganancia antes de que el nivel de voz de la caída de la señal por debajo del umbral predeterminado.
2. Un circuito como el reivindicado en la reivindicación 1, en el que el criterio predeterminado comprende una relación lineal entra la potencia de la señal y la ganancia del controlador (6) de ganancia.

15 3. Un teléfono que comprende el circuito de cualquier reivindicación precedente.
4. Un procedimiento de control de la ganancia de una señal de audio de teléfono que comprende la determinación de presencia/ausencia de voz en dicha señal considerando si el nivel de voz está por encima/por debajo de un umbral predeterminado, cálculo de la potencia de la señal, modificación de la potencia de la señal de acuerdo con un criterio predeterminado basado en la potencia de la señal, modificación de la potencia de la señal en respuesta a dicha

20 determinación de la presencia/ausencia de voz en dicha señal, caracterizado por dicha etapa de modificación de la potencia de la señal que comprende ajuste de una ganancia aplicada a la señal a un nivel predeterminado cuando el nivel de voz cae por debajo del umbral predeterminado, en el que el nivel predeterminado es otro nivel diferente al último valor de la ganancia antes de la caída del nivel de habla en la señal por debajo del umbral predeterminado.
5. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 5, en el que el criterio predeterminado comprende una relación 25 lineal entre la potencia de la señal y la ganancia aplicada a la señal para modificar la potencia de la señal

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