[发明专利]用于减少背景噪声的话筒扩展器

说明书

本发明涉及电话领域，特别是根据对用户话机话筒呈现的可听话音信号的检测来控制背景噪音减小的技术。

电话的固有问题是呈现背景噪音。一般来说，电话的话筒接收讲话信号和在位于话筒的环境中产生的背景噪音两个方面的信号。背景噪音不仅干扰主叫用户，而且还通过这种背景噪声对被叫用户接收的讲话信号的影响干扰被叫方。在会议电话呼叫中，每个会议方受到所有会议方的组合背景噪音的影响，因此背景噪音特别扰动。

对主叫方来说，背景噪音的问题还影响称之为“侧音”的用户话机内的反馈。侧音是反馈到电话机受话器的主叫方话音信号一小部分，以使电话机避免对主叫方发声“静音”。侧音还能使扬声器把它的话音调整到所希望的电平。在这种情况下，即使唤主叫用户的一只耳朵屏蔽来自经空气接收的主叫用户的话音信号，通话声音仍能正常地传给主叫用户。然而，当主叫用户不讲话时，侧音则反馈可以干扰主叫用户去听被叫方话音信号的能力的来自主叫用户环境的背景噪音。此时，主叫用户会很自然地把他/她的手掩住他/她的另一只耳朵，而不是放在电话手机上以屏蔽背景噪音。这种作法是没有效果的，因为侧音使背景噪音能够经电话的受话器传送并传入主叫用户听电话的耳朵。

目前，已经研究和发展了减小或消除涉及背景噪音问题的各种装置和方法。例如，在美国第3,691,311号专利中公开了一种电话机，它对用户话机话筒接收的放大信号采用了衰减(或增益)的变化电平。具体地说就是：在检测到话音信号时，信号的衰减就低(高增益)；在缺乏话音信号去有效地抑制背景噪音的情况下，即主叫用户未把讲话声送入话筒时，信号的衰减就高(低增益)。另一种在主叫用户未讲话时用于抑制背景噪音的电话被公开在美国第5,235,637号专利中。

另一个装置是AT&T公司的通用话音信号调节芯片，型号为LB1068AC/AW(“调节器”)。它是供商业扬声器电话使用的，可以根据话筒信号的强度通过改变衰减的电平来调节侧音和背景噪音的抑制量。该调节器包括可变增益放大器，该放大器根据调节器检测到的是呈现的话音信号还是背景噪音来提供不同的增益电平。

在AT&T的调节器中，检测电路确定输入信号是否为单纯的背景噪音的说话信号。该输入信号随后供给可变增益放大器。检测电路设定放大器的增益电平。由于检测电路对输入信号检测，因此检测电路必须预放大输入信号以达到适于检测的电平值。为此目的，该调节器还包括检测电路通路中的前置放大器。

调节器所用的从高增益到低增益转换的时间，称为附加时间，为14ms(毫秒)。尽管这种相对短的附加时间对商业扬声器电话和其它应用来说是可以接受的，但它可能在通话的音节间抑制通话。应该注意的是像AT&T调节器那样的噪音抑制器在从低增益到高增益转换所用的时间，称之为衰变时间，也是很重要的。如果衰变时间太长，就会使通话被不需要的抑制静噪抑制。因而需要提供一种具有不会导致通话抑制的反应和衰变时间的噪音抑制器。

美国专利第4,847,897所述的电话试图消除偶然的通话抑制。美国专利第4,847,897公开的电话具有噪音检测器、扩展器和根据检测到的是通话还是仅为背景噪音来提供放大的可变电平值的放大器。噪音检测器通过检查话筒发出的电信号的平均时间特征从通话信号中识别背景噪音。扩展器根据背景噪音的检测减小放大器的增益，和根据背景噪音的检测增加放大器的增益。更具体地讲，美国专利第4,847,897号所述的电话试图通过提供比较话筒信号短期平均值(约为50毫秒)和比较话筒信号长期平均值(约为4秒)来避免通话抑制，这里假定连续通话一般不大于4秒，间断一般不超过50毫秒。然而，像AT&T调节器那样，在信号通过可变增益放大器前使用话筒信号执行噪音检测。而且，平均时间技术除了引入了完成平均计算的扩展时间外，还引入了额外的费用。所以，提供一种制造成本低和抑噪方法能有效和简单实施的噪音抑制器是非常需要的。

噪音抑制设备具有能够用于各种环境的结构也是所需要的。例如，该设备应该能够抑制像背景噪音特别打扰被叫方的商用扬声器电话那样的商用电话的噪音。该设备还可能应用于住宅电话，即传统电话和无绳电话。此外，还希望噪音抑制设备能用于蜂窝电话。

本发明提供了一种根据话音信号是否出现来提供增益调节的话筒扩展器。特别是，根据检测话筒信号的电平使信号被高增益电平或低增益电平放大，话筒信号增益调节出现后被检测，从而减小了的需的电路元件和进一步提供了滞后作用。