[发明专利]消除噪声和减小噪声的设备

说明书

                      相关申请

本申请是1994年11月14日提交的待审查美国专利申请08/339126号的部分继续申请，前者又是1992年10月29日提交的美国专利申请968180号(现在是美国专利US5381473,1995年1月10日授权)的后续申请，这两份专利申请被援引于此作为参考。还参考了1993年10月5日授权的美国专利5251263，它也被援引于此作为参考。

                      发明背景

发明领域

本发明涉及当和头戴送受话器或自由伸缩式送受话器等一起使用时、通过衰减不想要的环境噪声使之不到达鼓膜和消除来自自由伸缩式话筒或定向话筒的背景噪声来进行噪声消除及噪声减小的方法及设备。

本发明还涉及在头戴送受话器中、尤其在耳机附近使用的有源减噪系统，该系统利用传感式话筒检测不想要的背景噪声。由传感式话筒输出的这种噪声信号被电-声装置进行处理，产生一反相信号，以便在位于输出换能器和鼓膜之间的声波导中形成静区。因此所需要的原始声音信号在传送至用户的耳朵时，将不受到噪声的干扰。声波导吸收从耳朵返回话筒的任何声音(阻止反馈)和消除从话筒返回到耳朵的任何声音。

本发明还涉及与头戴送受话器、自由伸缩式话筒或定向话筒等中一起使用的消除噪声设备，其中系统使用了两个话筒，用于接收包括话音和背景噪声的声音的第一话筒，和用于接收主要包括背景噪声的声音的第二话筒，结合使用了用于从第一信号中减去第二信号的装置。

在本发明的噪声消除系统中的话筒利用双端头系统，其中由话音和用来驱动该系统功率支持输入组成的输出音频信号在一个端头上被发送，而第二端头接地。

本发明的噪声消除设备还涉及在远区话筒装置中所使用的定向话筒，它能够在某一方向上比其它方向更好地接收声音。

本发明的消噪和减噪系统可通过包括以下特性来提高其性能：自动音频话筒传输特性，把一部分信号传送给说话人的耳机的侧音特性，以及通过从电路中去除话音话筒和提高噪声话筒放大器的增益来把有源消噪话筒转换为标准全向话筒的特性。这种性能提高使得通过提高侧音通路增益可把外界的全部声音传送给扬声器(speaker)的耳塞机，不用增加任何其它话筒部件。

已有技术说明

将看到在许多情况下不希望存在背景噪声。一个例子是考虑话务员正在试图进行和位于噪声区域的电话或这样的类似装置的电话对话的情况。在这种情况下，声音很响的背景噪声被电话手持送受话器中的话筒接收并被变换为电信号，该电信号被传送给与话务员进行通话的人的电话机，在其中被变换为声音信号。于是正在与话务员通话的那个人持续地听到很响的背景噪声。此外，当那人在说话时，他的话音与背景噪声混在一起，这会使其它人难于听懂。因此话务员可能不得不对着电话话筒大声喊叫。而且，代表背景噪声的信号还作为侧音从话务员手机中的话筒传送至话务员手持送受话器中的扬声器。于是话务员也持续地听到来自其手持送受话器中的扬声器的背景噪声，一旦其它人正在说话，这种背景噪声会妨碍听懂说些什么。

作为另一个例子，考虑驾驶直升飞机等的驾驶员想利用射频(RF)通信与其它人通话的情况。在这种情况下，驾驶员通常对着与无线电发送/接收装置连接的所谓悬挂式话筒或悬挂式送受话器说话，话音被变换为RF信号，这些RF信号被传送给第二个接收/发送装置，在该装置中被变换为话音以便被其它人听到。如同以上在噪声区域内的电话的情况一样，直升飞机的很响的背景噪声被悬挂式话筒或送受话器装置接收，并被变换为电信号，然后被传送给接收装置。因此，与驾驶员通话的人听到很响的背景噪声。这在驾驶员在驾驶直升飞机的同时使无线电发送/接收设备处于“接通”(正在工作的话筒)位置时尤其令人厌烦。

作为再一个例子，考虑语音验证和/或识别系统，操作者必需对着该系统说话来接入例如一实际设施或者操作计算机或自动售货机。背景噪声会妨碍接入(因背景噪声而无法识别或验证)或因错误的验证而造成错误的进入。