[发明专利]处理音频信号

说明书

发明领域

本发明涉及在通信会话期间处理音频信号。

背景技术

通信系统允许用户在网络上彼此通信。网络可以是例如互联网或公众交换电话网络（PSTN）。可以在网络的节点之间传输音频信号，从而允许用户在通信系统上在通信会话中向彼此发送和接收音频信号（如语音数据等）。

用户设备可以具有诸如麦克风等可以用来接收来自用户的诸如语音等音频信号的音频输入装置。用户可以进入诸如私人电话（只有两人在通话中）或会议电话（多于两人在通话中）等与另一用户的通信会话。用户的语音在麦克风处被接收、处理，然后在网络上被发送至通话中的其它用户。

不仅是来自用户的音频信号，麦克风还可以接收诸如背景噪声等其它音频信号，这些其它音频信号可能会干扰从用户接收到的音频信号。

用户设备还可以具有诸如扬声器等音频输出装置，用于将在通话期间在网络上从用户接收到的音频信号输出给用户。然而，扬声器还可以被用来输出来自在用户设备处执行的其它应用的音频信号。例如，用户设备可以是执行诸如用于在网络上通信的通信客户端等应用的TV。当用户设备忙于通话时，连接至用户设备的麦克风意图接收由用户提供的、意在发送至通话中的其它用户的语音或其它音频信号。然而，麦克风可能会拾取从用户设备的扬声器输出的不希望的音频信号。从用户设备输出的不希望的音频信号可能会对在麦克风处从用户接收到的用于在通话中发送的音频信号带来干扰。

当在具有可以被麦克风拾取的其它噪声源的房间中使用用户设备时，也会出现问题。

为了改进如用于通话中等信号的品质，希望抑制在用户设备的音频输入装置处接收到的不希望的音频信号（背景噪声和不希望的音频信号）。

使用立体声麦克风和麦克风阵列（其中多个麦克风作为单个设备而工作）正变得愈来愈普通。这些使得除了可以在单个麦克风中实现的以外、还可以使用所提取的空间信息。当使用这种设备时，抑制不希望的音频信号的一种方法是应用波束形成器。波束形成是试图通过施加信号处理来增强从一个或更多想要的方向来的声音而使麦克风阵列所接收的信号会聚的处理。为了简化，我们将在下面描述仅有单个想要的方向的情况，但当有更多感兴趣的方向时也适用相同的方法。波束形成是通过首先估计在麦克风处接收到希望信号的角度即所谓到达方向（DOA）信息而实现的。适应性波束形成器使用DOA信息来处理来自阵列中的麦克风的信号，以形成一个或更多这样的波束：其中在麦克风阵列处接收到希望信号的方向上增益高，而在其它任何方向上增益低。

尽管波束形成器企图抑制从不希望方向而来的不希望的音频信号，但是麦克风的数量以及麦克风阵列的形状和尺寸会限制波束形成器的效果，结果，不希望的音频信号虽然被抑制，但是仍然听得见。

为了后续的单信道处理，波束形成器的输出通常被作为输入信号供给自动增益控制（AGC）处理级。AGC处理级对信道上的整个信号施加增益并且基于输入信号电平将增益随时间调整到适宜的水平。

当有远端活动时，可以估计从喇叭到达的回波来自哪个方向。相同的喇叭可以被用来播放例如音乐，或者，如果端点是TV则它可以是来自当前观看的节目的音频。当扬声器正播放音频而不是远端语音时，它通常被归类为近端活动，并且自动增益控制会将它放大到常规语音水平。当近端扬声器随后发声时，自动增益控制可能已针对错误的信号调整，并且可能不得不再调整到近端语音。在调整回到最佳增益所花的时间期间，信号可能被削波和/或严重地压缩，或是信号幅度（即音量）在与代表听得见的语音的目标水平相比时可能太低。

在以下说明的本发明的实施例中，关于声音到来的角度的信息也可以用于自动模拟和数字增益控制。DOA信息被用来使得增益控制对于从某些方向到达的音频是鲁棒的。凭借当前发明的实施例，可以检测到音频是从扬声器的角度到达的并且使增益保持恒定、直到还是该声音又从（人的）近端扬声器的角度到达为止。这样，将会防止增益对于从不希望的方向到达的声音而增加。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供了一种对通信会话期间在用户设备与远程节点之间的音频信号进行处理的方法，所述方法包括：接收在所述用户设备处的音频输入装置处的多个音频信号，该多个音频信号包括至少一个主音频信号和不希望的信号；在增益控制装置处接收所述音频信号的到达方向信息；向所述增益控制装置提供代表至少一些所述不希望信号的已知的到达方向信息；以及通过施加某一水平的增益来处理在所述增益控制装置处的音频信号，以生成供发送至远程节点用的增益控制信号，其中所述施加的增益的水平取决于所述音频信号的所述到达方向信息与所述已知的到达方向信息之间的比较。