使用超聲波的回聲消除的制作方法
【專利說明】
[0001] 優(yōu)先權(quán)聲巧
[0002] 本申請(qǐng)案主張2012年11月15日申請(qǐng)的第61/727, 011號(hào)美國臨時(shí)專利申請(qǐng)案的 優(yōu)先權(quán)，且主張2013年3月15日申請(qǐng)的第13/841，359號(hào)美國非臨時(shí)申請(qǐng)案的優(yōu)先權(quán)，所 述申請(qǐng)案的內(nèi)容W全文引用的方式明確地并入本文中。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003] 本發(fā)明通常設(shè)及在電子裝置處的回聲消除。
【背景技術(shù)】
[0004] 電子裝置可包含用于接收信號(hào)（例如，音頻信號(hào)及/或超聲波信號(hào)）的一或多個(gè) 麥克風(fēng)及經(jīng)配置W發(fā)射信號(hào)（例如，音頻信號(hào)及/或超聲波信號(hào)）的揚(yáng)聲器。第一電子裝置 可使用其揚(yáng)聲器發(fā)射信號(hào)，且可在其它電子裝置的一或多個(gè)麥克風(fēng)處接收所發(fā)射的信號(hào)。 在第一電子裝置的揚(yáng)聲器及第一電子裝置的麥克風(fēng)極其接近時(shí)，回聲信號(hào)可能干擾在第一 電子裝置處從其它電子裝置接收的信號(hào)?？稍诘谝浑娮友b置在其麥克風(fēng)中的一或多者處接 收其自身所發(fā)射的信號(hào)時(shí)出現(xiàn)回聲信號(hào)。
[0005] 舉例來說，第一電子裝置可為無線通信裝置（例如，蜂窩式通信裝置）。在第一電 子裝置的操作人員講話時(shí)，表示話語的信號(hào)可由第一電子裝置的麥克風(fēng)檢測(cè)到，且經(jīng)由通 信網(wǎng)絡(luò)（例如，經(jīng)由蜂窩式網(wǎng)絡(luò)）被發(fā)射到第二電子裝置（例如，第二蜂窩式通信裝置）。第 二電子裝置可接收及處理來自第一電子裝置的信號(hào)（例如，遠(yuǎn)端信號(hào)）。處理信號(hào)（例如， 第一電子裝置的操作人員的話語）可包含在第二電子裝置的揚(yáng)聲器處輸出遠(yuǎn)端信號(hào)。可在 第二電子裝置的麥克風(fēng)處檢測(cè)到由第二電子裝置的揚(yáng)聲器輸出的遠(yuǎn)端信號(hào)。除了檢測(cè)到遠(yuǎn) 端信號(hào)之外，第二電子裝置的麥克風(fēng)還可檢測(cè)近端信號(hào)（例如，第二電子裝置的操作人員 的話語）。
[0006] 可在第二電子裝置將遠(yuǎn)端信號(hào)（或與遠(yuǎn)端信號(hào)相關(guān)的信號(hào)）發(fā)射到第一電子裝置 時(shí)出現(xiàn)回聲信號(hào)。換句話說，在第二電子裝置將表示第一電子裝置的操作人員的話語的信 號(hào)發(fā)射回到第一電子裝置時(shí)，第一裝置的操作人員將聽到他自己的談話（即，操作人員將 聽到回聲）。為了減輕由回聲信號(hào)造成的干擾，第二電子裝置可包含例如自適應(yīng)反饋濾波器 等自適應(yīng)濾波器。自適應(yīng)濾波器經(jīng)配置W通過在來近端信號(hào)發(fā)射到第一電子裝置之前對(duì)來 自在第二電子裝置的麥克風(fēng)處檢測(cè)的所接收的信號(hào)的遠(yuǎn)端信號(hào)進(jìn)行濾波而減小回聲。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 電子裝置包含濾波器、一或多個(gè)麥克風(fēng)及經(jīng)配置W根據(jù)預(yù)定發(fā)射序列發(fā)射信號(hào) (例如，超聲波信號(hào)）的發(fā)射器。預(yù)定發(fā)射序列不同于非確定性遠(yuǎn)端信號(hào)，例如從遠(yuǎn)程方到 電話會(huì)議的語音。電子裝置包含存儲(chǔ)與預(yù)定發(fā)射序列相關(guān)聯(lián)的預(yù)定值的存儲(chǔ)器。預(yù)定值表 征根據(jù)預(yù)定序列發(fā)射的信號(hào)。電子裝置的一或多個(gè)麥克風(fēng)可接收由其它電子裝置發(fā)射的其 它信號(hào)（例如，其它超聲波信號(hào)）。另外，可在電子裝置的一或多個(gè)麥克風(fēng)處接收由電子裝 置的發(fā)射器發(fā)射的信號(hào)作為回聲信號(hào)?？僧a(chǎn)生包含在電子裝置的一或多個(gè)麥克風(fēng)處接收的 信號(hào)（例如，來自其它電子裝置的其它信號(hào)及回聲信號(hào)）的樣本的帖，且可將所述帖提供到 濾波器。濾波器可經(jīng)配置W基于與預(yù)定發(fā)射序列相關(guān)聯(lián)的預(yù)定值對(duì)包含于帖中的樣本中的 每一者執(zhí)行回聲消除操作W產(chǎn)生新的帖。在新的帖中，可減小回聲信號(hào)對(duì)所接收的信號(hào)的 貢獻(xiàn)。
[0008] 在特定實(shí)施例中，方法包含存取描述發(fā)射序列的信號(hào)數(shù)據(jù)及與發(fā)射序列相關(guān)聯(lián)的 預(yù)定值。所述方法包含根據(jù)發(fā)射序列從電子裝置的揚(yáng)聲器發(fā)射信號(hào)。所述方法包含基于在 電子裝置的麥克風(fēng)處接收的一或多個(gè)信號(hào)產(chǎn)生帖。一或多個(gè)信號(hào)可包含與所發(fā)射的信號(hào)相 關(guān)聯(lián)的回聲信號(hào)。所述方法包含使用預(yù)定值處理所述帖W產(chǎn)生其中減小與回聲信號(hào)相關(guān)聯(lián) 的貢獻(xiàn)（與帖相比較）的輸出帖。
[0009] 在另一實(shí)施例中，設(shè)備包含經(jīng)配置W根據(jù)發(fā)射序列發(fā)射信號(hào)的發(fā)射器、經(jīng)配置W 接收一或多個(gè)信號(hào)的接收器、存儲(chǔ)與發(fā)射序列相關(guān)聯(lián)的預(yù)定值的存儲(chǔ)器、第一處理路徑及 第一邏輯。第一處理路徑可經(jīng)配置W接收基于一或多個(gè)所接收的信號(hào)產(chǎn)生的輸入，從存儲(chǔ) 器檢索預(yù)定值，及基于預(yù)定值處理輸入W產(chǎn)生指示所接收的信號(hào)中的回聲的輸出。第二處 理路徑可經(jīng)配置W接收輸入及來自第一處理路徑的輸出，及基于輸入與輸出之間的差異產(chǎn) 生第二輸出（例如，回聲消除或回聲減小的輸出）。
[0010] 在另一實(shí)施例中，計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)媒體包含可由處理器執(zhí)行W致使處理器存取描 述發(fā)射序列的信號(hào)數(shù)據(jù)及與發(fā)射序列相關(guān)聯(lián)的預(yù)定值的指令。所述指令在由處理器執(zhí)行時(shí) 致使處理器指示電子裝置的揚(yáng)聲器根據(jù)發(fā)射序列發(fā)射信號(hào)。所述指令在由處理器執(zhí)行時(shí)致 使處理器基于在電子裝置的麥克風(fēng)處接收的一或多個(gè)信號(hào)產(chǎn)生帖。一或多個(gè)信號(hào)包含與所 發(fā)射的信號(hào)相關(guān)聯(lián)的回聲信號(hào)。所述指令在由處理器執(zhí)行時(shí)致使處理器使用預(yù)定值處理帖 W產(chǎn)生其中減小與回聲信號(hào)相關(guān)聯(lián)的貢獻(xiàn)的輸出帖。
[0011] 在另一實(shí)施例中，設(shè)備包含用于根據(jù)發(fā)射序列發(fā)射信號(hào)的裝置及用于接收一或多 個(gè)信號(hào)的裝置。所述設(shè)備包含用于存儲(chǔ)與發(fā)射序列相關(guān)聯(lián)的預(yù)定值的裝置。所述設(shè)備還包 含用于基于一或多個(gè)所接收的信號(hào)產(chǎn)生輸入的裝置及用于基于預(yù)定值處理輸入W產(chǎn)生第 一輸出的裝置。第一輸出指示所發(fā)射的信號(hào)對(duì)輸入的貢獻(xiàn)。所述設(shè)備包含用于基于輸入與 第一輸出之間的差異產(chǎn)生第二輸出的裝置。
[0012] 由所揭示實(shí)施例中的至少一者提供的特定優(yōu)勢(shì)為經(jīng)配置W執(zhí)行回聲消除的濾波 器，所述濾波器與例如自適應(yīng)反饋濾波器等其它回聲消除濾波器相比較具有降低的計(jì)算復(fù) 雜度及改進(jìn)的性能。舉例來說，可W實(shí)現(xiàn)改進(jìn)的性能，因?yàn)楸疚闹忻枋龅膶?shí)施例的濾波器不 包含如在自適應(yīng)濾波器中發(fā)現(xiàn)的反饋回路。由所揭示實(shí)施例中的至少一者提供的另一優(yōu)勢(shì) 為歸因于濾波器的計(jì)算復(fù)雜度的減小而減小的電力消耗。在審閱整個(gè)申請(qǐng)案之后，本發(fā)明 的其它方面、優(yōu)勢(shì)及特征將變得顯而易見。
【附圖說明】
[0013] 圖1為包含裝置的系統(tǒng)的第一說明性實(shí)施例，所述裝置包含經(jīng)配置W使用與裝置 的預(yù)定發(fā)射序列相關(guān)聯(lián)的預(yù)定值執(zhí)行回聲消除的濾波器；
[0014] 圖2為包含裝置的系統(tǒng)的第二說明性實(shí)施例，所述裝置包含經(jīng)配置W使用與裝置 的預(yù)定發(fā)射序列相關(guān)聯(lián)的預(yù)定值執(zhí)行回聲消除的濾波器；
[0015] 圖3為包含裝置的多用戶對(duì)等定位系統(tǒng)的說明性實(shí)施例，所述裝置包含經(jīng)配置w 使用與裝置的預(yù)定發(fā)射序列相關(guān)聯(lián)的預(yù)定值執(zhí)行回聲消除的濾波器；
[0016] 圖4為裝置的另一說明性實(shí)施例，所述裝置包含經(jīng)配置W使用與裝置的預(yù)定發(fā)射 序列相關(guān)聯(lián)的預(yù)定值執(zhí)行回聲消除的濾波器；
[0017] 圖5為裝置的另一說明性實(shí)施例，所述裝置包含經(jīng)配置W基于裝置的預(yù)定發(fā)射序 列執(zhí)行回聲消除的濾波器；
[0018] 圖6為使用與發(fā)射序列相關(guān)聯(lián)的預(yù)定值執(zhí)行回聲消除的方法的說明性實(shí)施例；
[0019]圖7為使用與發(fā)射序列相關(guān)聯(lián)的預(yù)定值執(zhí)行回聲消除的方法的另一說明性實(shí)施 例；及
[0020] 圖8為可操作W支持關(guān)于圖1到6揭示的各種方法、系統(tǒng)及計(jì)算機(jī)可讀媒體的電 子裝置的特定說明性實(shí)施例的框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021] 參看圖式進(jìn)一步描述本發(fā)明的特定實(shí)施例（所述圖式并不按比例，但可指示圖式 中說明的某些特征的相對(duì)位置）。在描述中，貫穿圖式由共同參考標(biāo)號(hào)指定共同特征。本文 中所揭示的實(shí)施例可描述包含經(jīng)配置W基于預(yù)定值執(zhí)行回聲消除的濾波器的裝置。預(yù)定值 可與由裝置使用來發(fā)射信號(hào)的預(yù)定發(fā)射序列相關(guān)聯(lián)。本文中所揭示的各種實(shí)施例的濾波器 可經(jīng)描述為非自適應(yīng)濾波器，因?yàn)闉V波器移除或減小與預(yù)定信號(hào)相關(guān)聯(lián)的回聲，該與減小 與非確定性信號(hào)（例如，遠(yuǎn)端信號(hào)）相關(guān)聯(lián)的回聲的自適應(yīng)反饋濾波器相反。
[0022] 參看圖1，展示包含裝置100的系統(tǒng)的說明性實(shí)施例，所述裝置包含經(jīng)配置W使用 與預(yù)定發(fā)射序列相關(guān)聯(lián)的預(yù)定值執(zhí)行回聲消除的濾波器。在實(shí)施例中，裝置100可為移動(dòng) 通信裝置（例如，蜂窩電話）、智能電話、平板計(jì)算裝置、膝上型計(jì)算裝置、便攜式數(shù)字助理 (PDA)裝置或其它電子裝置。裝置100包含發(fā)射器110(例如，揚(yáng)聲器或換能器）、一或多個(gè) 接收器120 (例如，一或多個(gè)麥克風(fēng)）、存儲(chǔ)器130及濾波器140。
[0023] 發(fā)射器110可經(jīng)配置W根據(jù)預(yù)定發(fā)射序列發(fā)射信號(hào)112。在實(shí)施例中，發(fā)射器110 可為經(jīng)配置W根據(jù)預(yù)定發(fā)射序列發(fā)射超聲波信號(hào)的超聲波發(fā)射器。如圖1中所示，存儲(chǔ)器 130可存儲(chǔ)信號(hào)數(shù)據(jù)134。信號(hào)數(shù)據(jù)134可包含描述預(yù)定發(fā)射序列的信息。預(yù)定發(fā)射序列 可為對(duì)于裝置100來說可為本地唯一的偽隨機(jī)噪聲（PN)序列。在實(shí)施例中，信號(hào)數(shù)據(jù)134 可包含描述多個(gè)發(fā)射序列的信息（例如，多個(gè)金氏碼、多個(gè)卡西米碼、多個(gè)己克碼等），且裝 置100可從多個(gè)發(fā)射序列當(dāng)中選擇預(yù)定發(fā)射序列，W使得從發(fā)射器110發(fā)射的信號(hào)112對(duì) 于裝置100來說是本地唯一的。除了信號(hào)數(shù)據(jù)134之外，存儲(chǔ)器130還可存儲(chǔ)與預(yù)定發(fā)射 序列相關(guān)聯(lián)的預(yù)定值132。濾波器140可經(jīng)配置W使用預(yù)定值132對(duì)在接收器120處接收 的輸入信號(hào)執(zhí)行回聲消除操作。預(yù)定值132可包含在已對(duì)其執(zhí)行特定數(shù)學(xué)運(yùn)算之后的信號(hào) 數(shù)據(jù)134的值。舉例來說，因?yàn)樾盘?hào)數(shù)據(jù)134為預(yù)定的，所W與信號(hào)數(shù)據(jù)134相關(guān)的計(jì)算需 求計(jì)算預(yù)先被執(zhí)行（例如，在發(fā)射預(yù)定信號(hào)之前）且被存儲(chǔ)為預(yù)定值132W減小在裝置100 的操作期間的計(jì)算負(fù)擔(dān)。
[0024] 在操作期間，可在接收器120處接收一或多個(gè)信號(hào)（例如，一或多個(gè)超聲波信號(hào)） 作為輸入信號(hào)。一或多個(gè)信號(hào)可包含從源180 (例如，圖1中未圖示的另一裝置的發(fā)射器） 接收的信號(hào)182及回聲信號(hào)112。如參看圖3所描述，裝置100可經(jīng)配置W基于信號(hào)182確 定源180的位置（或另一操作）?？蓪?duì)輸入信號(hào)進(jìn)行濾波W移除回聲信號(hào)112W便于準(zhǔn)確 確定源180的位置。為了減輕由回聲信號(hào)112造成的噪聲，裝置100基于預(yù)定值132處理 濾波器140處的輸入信號(hào)W從輸入信號(hào)減小或消除信號(hào)112。
[00巧]如圖1中所示，濾波器140可包含第一處理路徑142及第二處理路徑144。第一處 理路徑142包含多個(gè)處理塊，例如第一處理塊150、第二處理塊154及第=處理塊158。第 二處理路徑144包含第四處理塊162。為描述的簡單起見，術(shù)語處理路徑及處理塊用W描述 元件142、144及150、154、158、162中的每一者。術(shù)語處理路徑及處理塊并不意欲需要特定 物理電路；而是，處理路徑及處理塊用W描述可操作W實(shí)施特定功能的濾波器140的特定 部分，所述特定功能例如參考處理路徑142、144及處理塊150、154、158、162中的每一者描 述的功能。因此，在特定實(shí)施例中，術(shù)語處理路徑及處理塊可指代執(zhí)行與濾波器140相關(guān)聯(lián) 的特定功能的一或多個(gè)電路或電路的部分。在另一實(shí)施例中，術(shù)語處理路徑及處理塊可指 代存儲(chǔ)于計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)媒體中的指令，所述指令在由處理器執(zhí)行時(shí)致使處理器起始與濾 波器140相關(guān)聯(lián)的特定功能的執(zhí)行。
[0026] 可通過一或多個(gè)接收器120對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行取樣?？蓪⑤斎胄盘?hào)的樣本提供到濾 波器140作為帖170 (例如，相組合的回聲信號(hào)112及信號(hào)182的數(shù)字化表示）。濾波器140 可使用預(yù)定值132對(duì)帖170執(zhí)行回聲消除W減小或消除回聲信號(hào)112。帖170、文I(即，在 接收器120處接收的輸入信號(hào)的樣本）可在數(shù)學(xué)上表示為文二巧D0巧乃+巧1 ?M1，且 其中巧D對(duì)應(yīng)于影響信號(hào)112的脈沖響應(yīng)114,巧7"對(duì)應(yīng)于信號(hào)112的預(yù)定發(fā)射序列，巧1對(duì) 應(yīng)于影響信號(hào)182的脈沖響應(yīng)184,Ml對(duì)應(yīng)于信號(hào)182的預(yù)定發(fā)射序列，其中MD不同于 巧八，且其中符號(hào)?指示卷積。
[0027] 在帖文中，巧D貨巧萬U對(duì)應(yīng)于信號(hào)112(例如，由濾波器140消除的回聲信號(hào)），且 /71形Ml