專利名稱：聲震防護(hù)的裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種聲震防護(hù)裝置，更具體而言，涉及一種壓縮器具有多個(gè)增益閾值的聲震防護(hù)裝置及方法。
背景技術(shù)：
猝然的、出乎意料的、及頻率高的聲音可造成聲震，這會(huì)對(duì)頭戴式/手持式電話聽筒的使用者造成生理上的及心理聲學(xué)上的傷害。由于此種類型的傷害與故障設(shè)備無關(guān)，因而必須在信號(hào)處理塊一端進(jìn)行聲震防護(hù)(acoustic shock protection),其中信號(hào)處理塊用以準(zhǔn)備最終輸出信號(hào)以便進(jìn)行播放。聲震防護(hù)被設(shè)計(jì)成能保護(hù)頭戴式/手持式電話聽筒的使用者不受任何聲震源的傷害?？墒褂靡纛l壓縮器(compressor)來調(diào)整音頻信號(hào)的動(dòng)態(tài)范圍并防止在通信裝置的接收器路徑中出現(xiàn)異常高的聲音。為避免信號(hào)畸變及增強(qiáng)可聽度(audibility)，期望使音頻振幅量保持于規(guī)定范圍內(nèi)。音頻壓縮器對(duì)于低振幅的信號(hào)而言可用作噪聲抑制器，對(duì)于高振幅的信號(hào)而言則可用作壓縮器。然而，市售的音頻壓縮器并沒有設(shè)計(jì)成保護(hù)使用者免受通信裝置的接收器中的聲震信號(hào)的影響。因此，這些音頻壓縮器無法滿足例如由第三代合作伙伴工程2 (3rdGeneration Partnership Project 2, 3GPP2)標(biāo)準(zhǔn)化組織所制定的目標(biāo)聲震防護(hù)測(cè)試要求。而且，這些音頻壓縮器不能夠充分地抑制由出現(xiàn)碼激勵(lì)線性預(yù)測(cè)(Code ExcitedLinear Prediction, CELP)聲碼器(vocoder)的損壞分組以及其它錯(cuò)碼所產(chǎn)生的特定頻率頻調(diào)信號(hào)。所以，本領(lǐng)域需要一種新的聲震防護(hù)裝置，其能夠充分地抑制由出現(xiàn)損壞的分組及其它錯(cuò)碼所產(chǎn)生的特定頻率頻調(diào)信號(hào)，防止長時(shí)間暴露于大的聲音，防止接收機(jī)中音震的影響并滿足3GPP2所制定的目標(biāo)聲震防護(hù)測(cè)試要求。

發(fā)明內(nèi)容
為詳細(xì)闡述本發(fā)明，以下將結(jié)合附圖來詳細(xì)說明本發(fā)明的幾個(gè)實(shí)例性實(shí)施例。本發(fā)明提供一種聲震防護(hù)裝置。所述裝置包括預(yù)測(cè)增益估計(jì)器，用于分析音頻信號(hào)的線性預(yù)測(cè)系數(shù)，并確定所述音頻信號(hào)的種類；以及音頻壓縮器，與預(yù)測(cè)增益估計(jì)器相耦合，音頻壓縮器用于根據(jù)音頻信號(hào)的種類調(diào)整音頻信號(hào)的信號(hào)電平。本發(fā)明還提供一種聲震防護(hù)方法，包括分析音頻信號(hào)的線性預(yù)測(cè)系數(shù)；確定音頻信號(hào)的種類；以及根據(jù)音頻信號(hào)的種類調(diào)整音頻信號(hào)的信號(hào)電平。本發(fā)明還提供一種通信裝置，包括收發(fā)器，用以接收無線信號(hào)；與收發(fā)機(jī)相耦合的音頻處理單元，用以根據(jù)無線信號(hào)解碼出音頻信號(hào)；與所述音頻處理單元相耦合的聲震防護(hù)單元，用以處理音頻信號(hào)并輸出消除聲震的音頻信號(hào)；以及與所述聲震防護(hù)單元相耦合的信號(hào)轉(zhuǎn)換及放大單元，用以轉(zhuǎn)換及放大來自聲震防護(hù)單元的消除聲震的音頻信號(hào)。其中聲震防護(hù)裝置，進(jìn)一步包括預(yù)測(cè)增益估計(jì)器，用于分析音頻信號(hào)的線性預(yù)測(cè)系數(shù)，以及確定所述音頻信號(hào)的種類；以及音頻壓縮器，與預(yù)測(cè)增益估計(jì)器相耦合，音頻壓縮器用于根據(jù)音頻信號(hào)的種類調(diào)整音頻信號(hào)的信號(hào)電平。綜上所述，通過使用聲震防護(hù)裝置來監(jiān)測(cè)預(yù)測(cè)增益，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的所述具有聲震防護(hù)的通信裝置及其方法可探測(cè)及抑制類音調(diào)聲震信號(hào)。而且，通過監(jiān)測(cè)特定波形信號(hào)，可探測(cè)及抑制與出現(xiàn)損壞的CELP編解碼器分組相關(guān)的聲震信號(hào)。此外，聲震防護(hù)單元中的增益控制器能夠?qū)⒁纛l信號(hào)的動(dòng)態(tài)范圍限制于目標(biāo)動(dòng)態(tài)范圍內(nèi)，從而保護(hù)使用者不會(huì)因長時(shí)間暴露于大的聲音而受到聲震傷害。由于本發(fā)明的聲震防護(hù)裝置可對(duì)接收機(jī)中的聲震進(jìn)行防護(hù)，所以能夠滿足3GPP2所制定的目標(biāo)聲震防護(hù)測(cè)試要求。


為進(jìn)一步理解本發(fā)明，在本說明中包含附圖，這些附圖包含于本說明書中并構(gòu)成本說明書的一部分。這些圖例示本發(fā)明的實(shí)例性實(shí)施例并與本說明一起用于解釋本發(fā)明的
原理。圖I是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的通信裝置的示意性方框圖。圖2是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的聲震防護(hù)單元的示意性方框圖。圖3是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的用于在通信裝置中進(jìn)行聲震防護(hù)的方法的流程圖。圖4是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的用于進(jìn)行聲震防護(hù)的方法中進(jìn)行音頻信號(hào)處理的流程圖。圖5是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的用于進(jìn)行聲震防護(hù)的方法中對(duì)音頻信號(hào)進(jìn)行信號(hào)電平調(diào)整的流程圖。圖6是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的所抑制音頻信號(hào)的輸入RMS功率與輸出RMS功率之間的關(guān)系圖。圖7是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的經(jīng)音頻壓縮器調(diào)整的閾值與經(jīng)過平滑的LPC預(yù)測(cè)增益之間的關(guān)系圖。圖8是2kHz正弦信號(hào)的歸一化反射系數(shù)的曲線圖。圖9是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的增益控制器的輸入信號(hào)動(dòng)態(tài)范圍與輸出信號(hào)動(dòng)態(tài)范圍之間的關(guān)系圖。
具體實(shí)施例方式圖I是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的具有聲震防護(hù)的通信裝置的示意性方框圖。參見圖1，具有聲震防護(hù)的通信裝置100包括收發(fā)器110、音頻處理單元120、聲震防護(hù)(acousticshock protection, ASP)單元130、信號(hào)轉(zhuǎn)換及放大單元140及揚(yáng)聲器150。在本實(shí)施例中，收發(fā)器110用以從源160接收無線信號(hào)SIG_IN。音頻處理單元120用以從無線信號(hào)SIG_IN中解碼出音頻信號(hào)AUD_IN。ASP單元130用以處理音頻信號(hào)AUD_IN，并向信號(hào)轉(zhuǎn)換及放大單元140輸出消除聲震的音頻信號(hào)AUD_ASP。信號(hào)轉(zhuǎn)換及放大單元140耦合于ASP單元130與揚(yáng)聲器150之間，并用以對(duì)來自ASP單元130的消除聲震的音頻信號(hào)AUD_ASP進(jìn)行轉(zhuǎn)換及放大，且向揚(yáng)聲器150輸出揚(yáng)聲器信號(hào)AUD_SPK。應(yīng)理解，通信裝置100可包括圖I所未示出的其他元件。例如，在本發(fā)明的某些實(shí)施例中，通信裝置100還可包括通信協(xié)議模塊及存儲(chǔ)器(圖中未示出)。例如，收發(fā)器110及存儲(chǔ)器二者均連接至此通信協(xié)議模塊。在某些實(shí)施例中，通信裝置100中的存儲(chǔ)器可用以暫時(shí)存儲(chǔ)用于聲震防護(hù)的系數(shù)。在各種實(shí)施例中，舉例而言，例如當(dāng)源160為無線廣播系統(tǒng)中的基站時(shí)，收發(fā)器110可用以在其覆蓋范圍內(nèi)在通信裝置100與源160之間傳送及接收信號(hào)。然而，源160并不局限于為基站。例如，源160也可為用于從有線網(wǎng)絡(luò)或有線廣播系統(tǒng)向通信裝置100提供有線或無線輸入信號(hào)的計(jì)算機(jī)(圖中未示出)中的存儲(chǔ)介質(zhì)。此外，源160的數(shù)目并不限于一個(gè)，且在某些實(shí)施例中，可從多個(gè)對(duì)應(yīng)的源160接收多個(gè)無線信號(hào)SIG_IN。此外，例如，通信裝置100可以是電話、移動(dòng)電話、智能移動(dòng)電話、或平板計(jì)算機(jī)的一部分。在一實(shí)施例中，收發(fā)器110可對(duì)所接收無線信號(hào)SIG_IN執(zhí)行模擬-數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換(analog-to-digital signal conversion,ADC)、數(shù)字-模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換(digital-to-analogsignal conversion, DAC)、調(diào)制、解調(diào)、信號(hào)放大、低通濾波及帶通濾波(bandpass
filtering)。收發(fā)器110也可用以將無線信號(hào)SIG_IN的信息提供至通信協(xié)議模塊，將從通信協(xié)議模塊接收的數(shù)據(jù)調(diào)制成已調(diào)制信號(hào)，并將已調(diào)制信號(hào)傳送至無線廣播系統(tǒng)中的其他
>j-U ρ α裝直。可引起聲震的有三種聲音類音調(diào)聲震聲音、損壞分組聲震聲音以及長時(shí)間的任何高聲。例如，類音調(diào)聲震聲音諸如可能由于錯(cuò)撥傳真機(jī)而引發(fā)的忽然的高調(diào)聲響，由尖叫或者吹口哨而引發(fā)的尖聲，等等。損壞分組聲震聲音是由諸如損壞的以及經(jīng)CRC處理的CELP解碼分組等等的其它解碼分組引起的。不同于不對(duì)這些響聲進(jìn)行區(qū)分而執(zhí)行相同壓縮處理的現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的聲震防護(hù)裝置的壓縮器具有多個(gè)增益閾值，并且可以對(duì)各種響聲執(zhí)行相應(yīng)的壓縮，從而達(dá)到更好的聲震保護(hù)。并且，由于本發(fā)明的聲震防護(hù)裝置可對(duì)接收機(jī)中產(chǎn)生的類音調(diào)聲震進(jìn)行抑制，從而滿足3GPP2所制定的目標(biāo)聲震防護(hù)測(cè)試要求。在將類音調(diào)聲震的映射系數(shù)轉(zhuǎn)換為線性光譜對(duì)系數(shù)(后文中稱為線性預(yù)測(cè)系數(shù))的時(shí)候，其類似于一種具有高預(yù)測(cè)增益的純正弦信號(hào)。損壞分組聲震信號(hào)也類似于特定波形，可根據(jù)其線性預(yù)測(cè)系數(shù)來對(duì)是否存在該特定波形進(jìn)行分析。如果其線性預(yù)測(cè)系數(shù)中包括某一特定波形的系數(shù)相同，則可以判斷該音頻信號(hào)包括類音調(diào)聲震類型的信號(hào)。例如，與2kHz正弦波的系數(shù)相同，則包括2kHz聲震信號(hào)。在本文中以損壞的CELP解碼分組為例進(jìn)行說明，但是，本發(fā)明不局限于此，任何類型的損壞分組都在本發(fā)明的范圍內(nèi)。由損壞的以及CRC處理的CELP解碼分組引起的聲震類似于具有高能量的純2kHz正弦波。但是，本發(fā)明不局限于此，類似于其它頻率波形的，由其它類型的損壞分組或類似物引起的聲震也在本發(fā)明的范圍內(nèi)。與損壞的CELP解碼分組有關(guān)的聲震聲音是通過監(jiān)控2kHz音調(diào)信號(hào)來檢測(cè)，并進(jìn)行抑制的。如果不是這兩個(gè)類型的聲震聲音，則將聲音信號(hào)確定為普通聲音信號(hào)。在上述三種類型的情況下，本發(fā)明都能夠防止任何長時(shí)間的高聲。圖2是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的聲震防護(hù)單元的示意性方框圖。參見圖2，在本實(shí)施例中，ASP 130包括線性頻譜對(duì)(line spectral pair,LSP)預(yù)測(cè)增益估計(jì)器210、增益控制器220及音頻壓縮器(audio compressor, ACP) 2300音頻信號(hào)AUD_IN可能具有三種類型中的一種類型的聲震聲音，這三種類型為2kHz音調(diào)信號(hào)、類音調(diào)聲震信號(hào)以及普通語音信號(hào)。LSP預(yù)測(cè)增益估計(jì)器210用以分析音頻信號(hào)AUD_IN的多個(gè)線性預(yù)測(cè)系數(shù)(linearprediction coefficient, LPC)以便尋找2kHz音調(diào)信號(hào),根據(jù)線性預(yù)測(cè)系數(shù)來估計(jì)音頻信號(hào)AUD_IN的預(yù)測(cè)增益以便尋找類音調(diào)聲震信號(hào)，并且，在其不能找到這兩種類型的聲震信號(hào)的情況下，確定音頻信號(hào)AUD_IN為普通語音信號(hào)。從而，LSP預(yù)測(cè)增益估計(jì)器210判斷音頻信號(hào)AUD_IN的聲震類型。增益控制器220耦合于LSP預(yù)測(cè)增益估計(jì)器210與音頻壓縮器230之間。而且，增益控制器220用以將音頻信號(hào)AUD_IN的動(dòng)態(tài)范圍限制于目標(biāo)動(dòng)態(tài)范圍內(nèi)，從而防止任何高聲的持續(xù)過長時(shí)間。此外，音頻壓縮器230用以根據(jù)音頻信號(hào)AUD_IN的均方根(root-mean-square，RMS)功率及由LSP預(yù)測(cè)增益估計(jì)器210確定的音頻信號(hào)AUD_IN的類別來調(diào)整音頻信號(hào)AUD_IN的信號(hào)電平，既對(duì)特定的類型進(jìn)行相應(yīng)的壓縮。在本發(fā)明的某些實(shí)施例中，LS P預(yù)測(cè)增益估計(jì)器210通過對(duì)音頻信號(hào)AUD_IN進(jìn)行線性預(yù)測(cè)系數(shù)估計(jì)來執(zhí)行LSP預(yù)測(cè)增益估計(jì)；執(zhí)行預(yù)測(cè)增益估計(jì)；并且確定音頻信號(hào)AUD_IN的類型。音頻壓縮器230通過以下方式來調(diào)整音頻信號(hào)AUD_IN的信號(hào)電平計(jì)算音頻信號(hào)AUD_IN的RMS功率，根據(jù)LSP預(yù)測(cè)增益估計(jì)器210的判斷結(jié)果來探測(cè)音頻信號(hào)的頻調(diào)是否為2kHz頻調(diào)，以及是否具有高的預(yù)測(cè)增益，根據(jù)音頻信號(hào)AUD_IN的頻調(diào)是否為2kHz頻調(diào)以及音頻信號(hào)AUD_IN是否具有高的預(yù)測(cè)增益來調(diào)整增益閾值，將調(diào)整后的增益閾值與音頻信號(hào)AUD_IN的RMS功率相比較，以判斷是否要抑制所述音頻信號(hào)，并在音頻信號(hào)的RMS功率大于所述閾值時(shí)對(duì)所述音頻信號(hào)進(jìn)行抑制。然而，在本發(fā)明的其他實(shí)施例中，可利用經(jīng)過修改的上述步驟來調(diào)整音頻信號(hào)AUD_IN的信號(hào)電平，舉例而言，例如通過改變各步驟的順序。此外，在本說明書中后續(xù)將詳細(xì)說明由LSP預(yù)測(cè)增益估計(jì)器210所進(jìn)行的LPC預(yù)測(cè)增益估計(jì)、由增益控制器220所進(jìn)行的音量控制，及音頻信號(hào)壓縮以及由ACP 230所進(jìn)行音頻信號(hào)壓縮的原理。根據(jù)本發(fā)明的某些實(shí)施例，當(dāng)音頻信號(hào)AUD_IN具有2kHz頻調(diào)時(shí)，音頻壓縮器ACP230將閾值調(diào)整至第一值，當(dāng)音頻信號(hào)AUD_IN具有高的預(yù)測(cè)增益(例如，音頻信號(hào)AUD_IN為周期性的預(yù)測(cè)性頻調(diào)類信號(hào))時(shí)，則音頻壓縮器ACP 230將閾值增加至第二值，而當(dāng)音頻信號(hào)AUD_IN不包括上述兩種類型的聲震，僅僅是普通語音信號(hào)時(shí)，則音頻壓縮器ACP230將閾值增加至第三值。本發(fā)明并不局限于此，在具體應(yīng)用中可以根據(jù)需要對(duì)閾值進(jìn)行增加或者減小的調(diào)整。另一方面，在另一實(shí)施例中，根據(jù)音頻信號(hào)AUD_IN的反射系數(shù)的內(nèi)積來探測(cè)音頻信號(hào)的頻調(diào)是否為2kHz。在某些實(shí)施例中，當(dāng)音頻信號(hào)AUD_IN的動(dòng)態(tài)范圍處于目標(biāo)動(dòng)態(tài)范圍內(nèi)時(shí)，增益控制器220維持音頻信號(hào)AUD_IN的音量水平，而當(dāng)音頻信號(hào)AUD_IN的動(dòng)態(tài)范圍超過目標(biāo)動(dòng)態(tài)范圍時(shí)，增益控制器220則調(diào)整音頻信號(hào)AUD_IN的動(dòng)態(tài)范圍。從而，防止長時(shí)間的高聲。在一些實(shí)施例中，增益控制器220是智能增益控制器，其能夠根據(jù)音頻信號(hào)的類型對(duì)其進(jìn)行音量控制。在一實(shí)施例中，LSP預(yù)測(cè)增益估計(jì)器210是在ACP 230調(diào)整音頻信號(hào)的信號(hào)電平之前估計(jì)預(yù)測(cè)增益，但本發(fā)明并不僅限于此。此外，在本發(fā)明的某些實(shí)施例中，信號(hào)轉(zhuǎn)換及放大單元140可包括數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換器(DAC)及功率放大器(圖中未示出)。DAC用以將消除聲震的音頻信號(hào)AUD_ASP轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)，功率放大器則用以放大消除聲震的模擬音頻信號(hào)AUD_ASP并將揚(yáng)聲器信號(hào)AUD_SPK輸出至揚(yáng)聲器150。圖3是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的用于在通信裝置中進(jìn)行聲震防護(hù)的方法的流程圖。所述用于聲震防護(hù)的方法可適用于圖I所示并在上文所述的通信裝置100。參見圖3，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述用于聲震防護(hù)的方法包括以下步驟。在步驟S301中，從源接收無線信號(hào)。在步驟S302中，從無線信號(hào)解碼出音頻信號(hào)。在步驟S303中，處理音頻信號(hào)并輸出消除聲震的音頻信號(hào)。在步驟S304中，對(duì)消除聲震的音頻信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換及放大，并向揚(yáng)聲器輸出揚(yáng)聲器信號(hào)。在圖4中進(jìn)一步顯示圖3中步驟S303的音頻信號(hào)處理，圖4是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的用于進(jìn)行聲震防護(hù)的方法中進(jìn)行音頻信號(hào)處理的流程圖。參見圖4，在步驟S401中，分析音頻信號(hào)的多個(gè)線性預(yù)測(cè)系數(shù)。在步驟S402中，根據(jù)線性預(yù)測(cè)系數(shù)來估計(jì)音頻信號(hào)的預(yù)測(cè)增益。在步驟S403中，確定音頻信號(hào)的類別。在步驟S404中，將音頻信號(hào)的動(dòng)態(tài)范圍限制于目標(biāo)動(dòng)態(tài)范圍內(nèi)。在步驟S405中，根據(jù)音頻信號(hào)的RMS功率及音頻信號(hào)的類別來調(diào)整音頻信號(hào)的信號(hào)電平。在圖5中進(jìn)一步顯示圖4中步驟S405的信號(hào)電平調(diào)整，圖5是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的用于進(jìn)行聲震防護(hù)的方法中對(duì)音頻信號(hào)進(jìn)行信號(hào)電平調(diào)整的流程圖。在一些實(shí)施例中，圖5的過程由音頻壓縮器ACP230執(zhí)行，但是本發(fā)明并不局限于此。參見圖5，在步驟S501中，計(jì)算音頻信號(hào)的RMS功率。在步驟S502中，判斷音頻信號(hào)是否具有2kHz頻調(diào)。如
果確定具有2kHz頻調(diào)，則如在步驟S503中所示將閾值調(diào)整至第一值。而如果確定不具有2kHz頻調(diào)，則該過程進(jìn)行至步驟S504，判斷音頻信號(hào)是否具有高的預(yù)測(cè)增益。如果音頻信號(hào)具有高的預(yù)測(cè)增益，則如步驟S505所示將閾值調(diào)整至第二值。在實(shí)際應(yīng)用中，根據(jù)需要，可對(duì)閾值進(jìn)行增高或減小的調(diào)整。而如果音頻信號(hào)不具有高的預(yù)測(cè)增益，則該過程進(jìn)行至步驟S506，將經(jīng)調(diào)整的閾值與音頻信號(hào)的RMS功率相比較，以判斷是否要抑制所述音頻信號(hào)。當(dāng)音頻信號(hào)的RMS功率大于閾值時(shí)，如步驟S507所示進(jìn)行音頻信號(hào)的抑制。在某些實(shí)施例中，圖5中探測(cè)2kHz頻調(diào)的步驟S502包括根據(jù)音頻信號(hào)的反射系數(shù)的內(nèi)積來判斷音頻信號(hào)的頻調(diào)是否為2kHz頻調(diào)。在其他實(shí)施例中，圖4中將音頻信號(hào)的動(dòng)態(tài)范圍限制于目標(biāo)動(dòng)態(tài)范圍內(nèi)的步驟S404包括當(dāng)音頻信號(hào)的動(dòng)態(tài)范圍處于目標(biāo)動(dòng)態(tài)范圍內(nèi)時(shí)，維持音頻信號(hào)的音量水平，而當(dāng)音頻信號(hào)的動(dòng)態(tài)范圍超過目標(biāo)動(dòng)態(tài)范圍時(shí)，則調(diào)整音頻信號(hào)的動(dòng)態(tài)范圍。在另一實(shí)施例中，圖4中用于估計(jì)音頻信號(hào)的預(yù)測(cè)增益的步驟S402是在圖4中用于調(diào)整音頻信號(hào)的信號(hào)電平的步驟S405之前執(zhí)行，但這些步驟的順序并不限于此，而是可根據(jù)應(yīng)用的需要而加以改變。在其他實(shí)施例中，圖3中對(duì)消除聲震的音頻信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換及放大的步驟S304包括將消除聲震的音頻信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)，并放大消除聲震的模擬音頻信號(hào)且將揚(yáng)聲器信號(hào)輸出至揚(yáng)聲器。在下文說明中，將詳細(xì)說明音頻信號(hào)抑制以及由LSP預(yù)測(cè)增益估計(jì)器210所進(jìn)行的LPC預(yù)測(cè)增益估計(jì)、由增益控制器220所進(jìn)行的音量控制及由ACP230所進(jìn)行音頻信號(hào)抑制的原理。圖6是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的所抑制音頻信號(hào)的輸入RMS功率與輸出RMS功率之間的關(guān)系圖。參見圖6，抑制曲線601、602及603分別代表經(jīng)過根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例聲震防護(hù)的方法抑制的正常語音信號(hào)、高預(yù)測(cè)增益信號(hào)、及2kHz頻調(diào)信號(hào)的增益。所述通信裝置及用于進(jìn)行聲震防護(hù)的方法可以是在本文中前面所述的裝置及方法。在圖6中，抑制曲線601-603的斜率對(duì)應(yīng)于相應(yīng)音頻信號(hào)的輸入RMS功率的增益。如圖6所示，當(dāng)音頻信號(hào)的輸出RMS功率超過RMS功率上限閾值時(shí)，抑制曲線601-603獲得例如為1/20的緩慢斜率增益。另一方面，當(dāng)信號(hào)功率低于功率下限閾值時(shí)，抑制曲線獲得為2的快速斜率增益。由于信號(hào)功率低于功率下限閾值的情況不是本發(fā)明的重點(diǎn)，所以，在本文中予以省略。當(dāng)將反射系數(shù)轉(zhuǎn)換成線性頻譜對(duì)系數(shù)時(shí)，類音調(diào)音頻信號(hào)類似于具有高的預(yù)測(cè)增益的純正弦波形。圖7是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的經(jīng)音頻壓縮器調(diào)整的閾值與經(jīng)過平滑的LPC預(yù)測(cè)增益之間的關(guān)系圖。參見圖7，曲線701繪示由ACP根據(jù)音頻信號(hào)的LPC預(yù)測(cè)增益進(jìn)行的閾值調(diào)整。可將該閾值與由根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的聲震防護(hù)裝置或方法所壓縮的音頻信號(hào)的RMS功率進(jìn)行比較。所述聲震防護(hù)裝置或方法可以是本文中前面所述的裝置及方法。在本發(fā)明的某些實(shí)施例中，可根據(jù)ACP的輸入信號(hào)(其可為脈沖編碼調(diào)制(pulse-codemodulated，PCM)信號(hào))來估計(jì)LPC預(yù)測(cè)增益。高的LPC預(yù)測(cè)增益表示輸入信號(hào)為周期性的且為預(yù)測(cè)性頻調(diào)類信號(hào)。當(dāng)LPC預(yù)測(cè)增益為高時(shí)，則減小ACP上限閾值(例如，圖5所示步驟S505及S506的閾值)。如圖7所示，當(dāng)預(yù)測(cè)增益增大并變得大于預(yù)測(cè)增益下限閾值時(shí)，APC上限閾值將減小，以進(jìn)一步抑制輸入信號(hào)，從而保護(hù)使用者的耳朵不受頻調(diào)類高功率信號(hào)傷害。圖8是2kHz正弦信號(hào)的歸一化反射系數(shù)的曲線圖。參見圖8，曲線801繪示由
CELP編解碼器的損壞分組的所產(chǎn)生的2kHz信號(hào)的歸一化反射系數(shù)的特性。CELP編解碼器
的損壞分組的所產(chǎn)生的聲震信號(hào)可由2kHz音調(diào)信號(hào)來表征。一般而言，由于人類發(fā)音系統(tǒng)
的生理局限性，正常人類語音的音調(diào)不會(huì)接近2kHz。因此，為防止在CELP編解碼器工作時(shí)
產(chǎn)生聲震，需要抑制2kHz純音(pure tone)。在本發(fā)明的某些實(shí)施例中，在2kHz頻調(diào)信號(hào)
的探測(cè)中使用歸一化反射系數(shù)。為探測(cè)2kHz頻調(diào)信號(hào)，使用部分歸一化反射系數(shù)的內(nèi)積。
參見圖8作為例示性實(shí)例，一個(gè)部分向量被定義為P1=RO, 3，4，5)，而另一個(gè)部分向量被定
義為P2=R (6，7，8，9)。部分向量的內(nèi)積X被表不為方程式(I):
權(quán)利要求
1.一種聲震防護(hù)裝置，其特征在于，包括 預(yù)測(cè)增益估計(jì)器，用于分析音頻信號(hào)的線性預(yù)測(cè)系數(shù)，并確定所述音頻信號(hào)的種類；以及 音頻壓縮器，與所述預(yù)測(cè)增益估計(jì)器相耦合，所述音頻壓縮器用于根據(jù)所述音頻信號(hào)的種類調(diào)整所述音頻信號(hào)的信號(hào)電平。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的聲震防護(hù)裝置，其中，所述預(yù)測(cè)增益估計(jì)器還用于 根據(jù)所述音頻信號(hào)的線性預(yù)測(cè)系數(shù)，判斷所述音頻信號(hào)的種類是否為特定波形信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的聲震防護(hù)裝置，其中，所述特定波形信號(hào)是由損壞的分組引起的2kHz音調(diào)信號(hào)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的聲震防護(hù)裝置，其中，所述預(yù)測(cè)增益估計(jì)器還用于 根據(jù)所述多個(gè)線性預(yù)測(cè)系數(shù)估計(jì)所述音頻信號(hào)的預(yù)測(cè)增益以確定所述音頻信號(hào)的種類是否為類音調(diào)信號(hào)， 其中，如果所述預(yù)測(cè)增益高于第一閾值，則所述音頻信號(hào)的種類是所述類音頻信號(hào)；如果所述預(yù)測(cè)增益低于所述第一閾值，則所述音頻信號(hào)的種類不是所述類音頻信號(hào)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的聲震防護(hù)裝置，其中，當(dāng)所述預(yù)測(cè)增益高于所述第一閾值并低于第二閾值時(shí)，則隨著所述預(yù)測(cè)增益的提高，降低所述音頻壓縮機(jī)的增益閾值。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的聲震防護(hù)裝置，其中，所述音頻壓縮機(jī)還用于 當(dāng)所述音頻信號(hào)的種類是特定波形信號(hào)時(shí)，則將增益閾值調(diào)整到第一值； 當(dāng)所述音頻信號(hào)的種類是類音調(diào)信號(hào)時(shí)，則將增益閾值調(diào)整到第二值；以及 當(dāng)所述音頻信號(hào)的種類即不是所述特定波形信號(hào)也不是所述類音調(diào)信號(hào)是，則將所述增益閾值調(diào)整到第三值。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的聲震防護(hù)裝置，其中，所述音頻壓縮器還用于 比較所述增益閾值和所述音頻信號(hào)的均方根功率； 當(dāng)所述音頻信號(hào)的均方根功率大于所述增益閾值時(shí)，壓縮所述音頻信號(hào)的信號(hào)電平；以及 當(dāng)所述音頻信號(hào)的均方根功率不大于所述增益閾值時(shí)，保持或擴(kuò)大所述音頻信號(hào)的信號(hào)電平。
8.—種聲震防護(hù)方法,其特征在于,包括 分析音頻信號(hào)的線性預(yù)測(cè)系數(shù)； 確定所述音頻信號(hào)的種類；以及 根據(jù)所述音頻信號(hào)的種類調(diào)整所述音頻信號(hào)的信號(hào)電平。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中確定音頻信號(hào)的種類還包括 根據(jù)所述音頻信號(hào)的線性預(yù)測(cè)系數(shù)判斷所述音頻信號(hào)的種類是否為特定波形信號(hào)；以及 根據(jù)所述多個(gè)線性預(yù)測(cè)系數(shù)估計(jì)所述音頻信號(hào)的預(yù)測(cè)增益，以判斷所訴音頻信號(hào)的種類是否為類音調(diào)信號(hào)， 其中，當(dāng)如果所述預(yù)測(cè)增益高于第一閾值，則所述音頻信號(hào)的種類是所述類音頻信號(hào)；如果所述預(yù)測(cè)增益低于所述第一閾值，則所述音頻信號(hào)的種類不是所述類音頻信號(hào)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述特定波形信號(hào)是由損壞的分組引起的2kHz音調(diào)信號(hào)。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，當(dāng)所述預(yù)測(cè)增益高于所述第一閾值并低于第二閾值時(shí)，則隨著所述預(yù)測(cè)增益的提高，降低所述音頻壓縮機(jī)的增益閾值。
12.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，還包括 當(dāng)所述音頻信號(hào)的種類是特定波形信號(hào)時(shí)，則將增益閾值調(diào)整到第一值； 當(dāng)如果所述音頻信號(hào)的種類是類音調(diào)信號(hào)時(shí)，則將增益閾值調(diào)整到第二值；以及當(dāng)所述音頻信號(hào)的種類即不是所述特定波形信號(hào)也不是所述類音調(diào)信號(hào)時(shí)，則將所述增益閾值調(diào)整到第三值。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，還包括 比較所述增益閾值和所述音頻信號(hào)的均方根功率； 當(dāng)所述音頻信號(hào)的均方根功率大于所述增益閾值時(shí)，壓縮所述音頻信號(hào)的信號(hào)電平；以及 當(dāng)所述音頻信號(hào)的均方根功率不大于所述增益閾值時(shí)，保持或放大所述音頻信號(hào)的信號(hào)電平。
14.一種通信裝置，其特征在于，包括 收發(fā)器，用以接收無線信號(hào)； 音頻處理單元，與所述收發(fā)機(jī)相耦合，用以根據(jù)所述無線信號(hào)解碼出音頻信號(hào)； 聲震防護(hù)單元，與所述音頻處理單元相耦合，用以處理所述音頻信號(hào)并輸出消除聲震的音頻信號(hào)；以及 信號(hào)轉(zhuǎn)換及放大單元，與所述聲震防護(hù)單元相耦合，用以轉(zhuǎn)換及放大來自所述聲震防護(hù)單元的所述消除聲震的音頻信號(hào)， 其中所述聲震防護(hù)裝置，進(jìn)一步包括 預(yù)測(cè)增益估計(jì)器，用于分析所述音頻信號(hào)的線性預(yù)測(cè)系數(shù)，以及確定所述音頻信號(hào)的種類；以及 音頻壓縮器，與所述預(yù)測(cè)增益估計(jì)器相耦合，所述音頻壓縮器用于根據(jù)所述音頻信號(hào)的種類調(diào)整所述音頻信號(hào)的信號(hào)電平。
全文摘要
本發(fā)明提供一種聲震防護(hù)裝置。所述裝置包括預(yù)測(cè)增益估計(jì)器，用于分析音頻信號(hào)的線性預(yù)測(cè)系數(shù)，并確定所述音頻信號(hào)的種類；以及音頻壓縮器，與預(yù)測(cè)增益估計(jì)器相耦合，音頻壓縮器用于根據(jù)音頻信號(hào)的種類調(diào)整音頻信號(hào)的信號(hào)電平。
文檔編號(hào)H03G3/20GK102883244SQ20121026019
公開日2013年1月16日 申請(qǐng)日期2012年7月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月25日
發(fā)明者林明珍, 池相鉉 申請(qǐng)人:美商威睿電通公司