[发明专利]用于窄带宽数字信号处理的系统及方法

说明书

优先权主张

本申请案在35U.S.C.第119(e)款的规范下基于目前在美国专利商标事务所待审的临时专利申请案序号第61/834,071号并且主张其优先权，该案的提申日期为2013年6月12日，本文以引用的方式将其并入。

技术领域

本发明提供用于数字处理窄带宽数字信号的方法及系统。明确地说，某些实施例关于数字处理音频信号，其中，该音频内容仅局限于数个八度音。

背景技术

窄带宽音讯处理有各式各样的应用，其包含：在极端先遣人员环境(extreme first responder environment)中的语音通信、听诊各种身体声音、水诊器、电信、或是可用信息的质量非常差的罕见扬声器/麦克风情况。于此些情况中，音讯内容通常仅局限于数个八度音。

虽然传统的全频谱音频增强系统及方法能够增强窄带宽音频内容的声音质量；但是，这些标准配置却没有被充分运用并且没有达到主要的质量增强目的。据此，有利的方式是在各种应用中改良音讯处理并且增强窄带宽音讯内容，以便产生清晰且容易诠释的音讯输出。进一步言之，有利的方式是让使用者在具有不同窄带宽频率范围的不同应用中校正音讯处理。

发明内容

本发明通过提供一种用于音频信号的窄带宽处理的系统及方法而满足上面所述的现行需求，以便产生清晰且容易诠释的音讯输出。

据此，在原先广义的术语中，一音频输入信号会先经由一高通滤波器被滤波。该高通滤波器可以包括一具有第一频率的共振高通滤波器。就此来说，在该第一频率以上的音频输入信号频率会通过一第一压缩器成为一经滤波的信号。该第一压缩器包括动态增益压缩能力，用以调变该经滤波的信号。

于某些实施例中，该调变信号接着会被传送至一箝位模块，用以产生一经部分处理的信号。该箝位模块会限制该调变信号的增益，用以产生一经部分处理的信号。于其它实施例中，来自该第一压缩器的经滤波的信号会被传送成为该经部分处理的信号，而没有使用箝位模块。

于某些实施例中，该经部分处理的信号会被发送至一传送器，用以在一通信网路上传送给一接收器，该接收器接着会传送该经部分处理的信号给一分歧器。于其它实施例中，该经部分处理的信号会直接被发送至该分歧器，而没有使用传送器或接收器。

该经部分处理的信号接着会在该分歧器中被分成一第一信号与一第二信号。该第一信号接着会经由一低通滤波器被滤波。该低通滤波器可以包括一具有第二频率的共振低通滤波器。在该第二频率以下的频率会通过。于一较佳的实施例中，并且违反预期功能的直觉，该第二频率被选为低于该第一频率。这允许最终的信号被用来从该些低频率处重建合用的动态。该第二信号会被传送至一直通模块。该直通模块可以被配置成用以调整该第二信号的增益。该直通模块可以直接直通该第二信号而不作任何放大。进一步言之，增益调整可以为静态调整。该经滤波的第一信号与该经增益调整的第二信号接着会在一混合器中结合，用以产生一混合信号。

于某些实施例中，该混合信号接着会被一音调控制模块处理。该音调控制模块可以包括一参数式均衡器或是其它均衡器，其被配置成用以微调该信号。于至少一实施例中，来自该音调控制模块的经处理信号接着可由一第二压缩器来调变。该经调变的信号接着会被发送成为输出信号。于其它实施例中，来自该混合器的混合信号可以直接被发送成为输出信号，而不必使用该音调控制模块或是该第二压缩器。

本发明的应用可以包含语音通信，例如，在极端先遣人员环境中的语音通信或是在可用的音频内容质量很差或非常差的地方中的语音通信。于此些应用中，本发明可以滤除背景噪声，并且选择性地增强语音应用的频率范围，以便产生清晰且可诠释的音讯输出。于此些实施例中，该第一频率可以选自2.5kHz至3.2kHz的范围，而该第二频率可以选自700Hz至1000Hz的范围。

本发明的其它应用可以包含水诊器或是声纳，例如，用于水下或地下资源探测的水诊器或是声纳，以及用于此些应用的适当频率范围。于人体听诊中也可以使用本发明来增强呼吸声，举例来说，作为听诊器的一部分。本发明也可用于增强心跳声，举例来说，作为用于心音图或心脏超音波的装置以及其它侦测方法的一部分。本发明也可被具现为计算机的一部分或是被连接至计算机，用以分析事先记录的窄带宽音频内容。据此该些第一频率范围与第二频率范围以及增益控制与补偿组件可据以相依于音讯内容的类型而被设定或校正。

探讨下面的图式及详细说明将会更明白本发明的前述与其它目的、特点、以及优点。

附图说明