位置引导声学阵列和波束形成方法技术

本发明专利技术涉及位置引导声学阵列和波束形成方法。方法和系统被提供来用于接收所需的声音。所述系统包括：位置传感器，其被构造成用以确定正在进行说话的乘员在被限定空间内的乘员位置，并发射说话乘员位置。多个麦克风被构造成用以接收来自被限定空间内的声音，并发射与被接收的声音相对应的音频信号。与位置传感器和麦克风通信的处理器被构造成用以接收说话乘员位置和音频信号，向音频信号应用波束形成器来引导麦克风波束朝向乘员位置，并生成波束形成器输出信号。

【技术实现步骤摘要】
位置引导声学阵列和波束形成方法
本
主要涉及声学阵列(acousticarray)和波束形成(beamforming)方法，并且更特别地涉及以声学阵列来增强语音的波束形成系统和方法。
技术介绍
比如汽车等现代交通工具通常利用语音识别处理来接受来自驾驶员或其它乘员的可听见输入和指令。例如，人可以使用可听见指令来选择娱乐选项或参与移动电话对话。交通工具中的语音识别性能可能受到噪声或其它扰动的负面影响。例如，发动机噪声、道路噪声、风噪声和/或娱乐装置可能产生噪声，其干扰语音识别系统用以恰当地解释说话者的可听见输入和指令的能力。虽然已经在现有技术中尝试一些技术来降低这类扰动，但是它们通常不足够牢固以适应于声学状态例如通常发生在汽车中的噪声的快速改变。因此，希望的是提供系统和技术来限制非所需噪声和扰动在音频信号中的影响。更进一步，从后续详细描述和所附权利要求书，结合附图和前述
和
技术介绍
来理解，本专利技术的其它所需特征和特性将变得清楚明了。
技术实现思路
用于接收所需声音的适应性(adaptive)波束形成方法被提供。在一个实施例中，所述方法包括：确定正在进行说话的乘员在被限定空间内的乘员位置。所述方法还包括：以多个麦克风接收来自所述被限定空间内的声音。与在所述多个麦克风中的每个处的被接收声音相对应的多个音频信号被生成。所述方法还包括：向音频信号应用波束形成器，来引导麦克风波束朝向所确定的乘员位置，并生成波束形成器输出信号。一种系统被提供来用于接收所需声音。在一个实施例中，所述系统包括：位置传感器，其被构造成用以确定正在进行说话的乘员在被限定空间内的乘员位置，并发射说话乘员位置。多个麦克风被构造成用以接收来自被限定空间内的声音，并发射与被接收的声音相对应的音频信号。所述系统进一步包括：与位置传感器和麦克风通信的处理器。处理器被构造成用以接收说话乘员位置和音频信号，向音频信号应用波束形成器来引导麦克风波束朝向乘员位置，并生成波束形成器输出信号。本专利技术还提供以下技术方案：1.一种用于接收所需声音的适应性波束形成方法，所述方法包括：确定正在进行说话的乘员在被限定空间内的乘员位置；以多个麦克风接收来自所述被限定空间内的声音；生成与在所述多个麦克风中的每个处的被接收声音相对应的多个音频信号；以及向音频信号应用波束形成器，来引导麦克风波束朝向所确定的乘员位置，并生成波束形成器输出信号。2.如技术方案1所述的方法，进一步包括：向音频信号中的每个应用阻塞矩阵，来排除不与正在进行说话的乘员相关联的其它位置，并生成与音频信号中的每个相对应的多个阻塞矩阵输出信号；向阻塞矩阵输出信号应用适应性噪声消除处理来生成适应性噪声消除输出信号；以及合计波束形成器输出信号和适应性噪声消除输出信号来生成说话乘员输出信号。3.如技术方案1所述的方法，进一步包括：将所述说话乘员输出信号送至语音识别系统。4.如技术方案1所述的方法，进一步包括：将所述说话乘员输出信号送至电话通信系统。5.如技术方案1所述的方法，其中，确定乘员位置包括：以多个发射器来发射处于超声波范围和射电频率(RF)范围中的至少一个中的波；接收被反射的波；以及分析与被发射和被反射的波相对应的信号来确定乘员位置。6.如技术方案1所述的方法，进一步包括：确定乘员正在进行说话。7.如技术方案6所述的方法，其中，确定乘员正在进行说话包括：通过搜索与被反射的波相对应的信号的时空和/或速率特征中的区别特征，来辨识正在进行说话的乘员的嘴部的运动。8.如技术方案1所述的方法，其中，确定乘员位置包括：分析来自至少一个座椅传感器的座椅传感器数据。9.一种用于接收所需声音的系统，所述系统包括：位置传感器，被构造成用以确定正在进行说话的乘员在被限定空间内的乘员位置，并发射说话乘员位置；多个麦克风，被构造成用以接收来自所述被限定空间内的声音，并发射与被接收的声音相对应的音频信号；和处理器，与所述位置传感器和所述麦克风通信，并被构造成用以接收说话乘员位置和音频信号，向音频信号应用波束形成器来引导麦克风波束朝向所确定的乘员位置，并生成波束形成器输出信号。10.如技术方案9所述的系统，其中，所述处理器还被构造成用以：向音频信号中的每个应用阻塞矩阵，来排除不与正在进行说话的乘员相关联的其它位置，用以生成与音频信号中的每个相对应的多个阻塞矩阵输出信号；向阻塞矩阵输出信号应用适应性噪声消除处理来生成适应性噪声消除输出信号；以及合计波束形成器输出信号和适应性噪声消除输出信号来生成说话乘员输出信号。11.如技术方案9所述的系统，其中，所述位置传感器包括：信号生成器；多个超声波发射器，被电联接至所述信号生成器，并被构造成用以生成处于超声波范围中的声波；多个超声波接收器，用于接收处于超声波范围中的被反射的声波，并生成与接收到的被反射的声波相对应的多个被接收信号；和处理单元，被电联接至所述超声波接收器和所述处理器，并被构造成用以接收所述被接收信号，确定乘员位置，并将乘员位置提供至所述处理器。12.如技术方案11所述的系统，其中，所述位置传感器被构造成用以通过搜索与被反射的声波相对应的信号的时空和/或速率特征中的区别特征，来辨识正在进行说话的乘员的嘴部的运动。13.如技术方案9所述的系统，其中，所述位置传感器包括：信号生成器；多个RF发射器，被电联接至所述信号生成器，用于生成处于RF范围中的RF波；多个RF接收器，用于接收处于RF范围中的被反射的RF波，并生成与接收到的被反射的RF波相对应的多个被接收信号；和处理单元，被电联接至所述RF接收器和所述处理器，并被构造成用以接收所述被接收信号，确定乘员位置，并将乘员位置提供至所述处理器。14.如技术方案13所述的系统，其中，所述位置传感器被构造成用以通过搜索与被反射的RF波相对应的信号的时空和/或速率特征中的区别特征，来辨识正在进行说话的乘员的嘴部的运动。15.如技术方案9所述的系统，其中，所述位置传感器包括摄像头。16.一种交通工具，包括：客室；音频系统，其包括位置传感器，被构造成用以确定正在进行说话的乘员在客室内的乘员位置，并发射说话乘员位置；多个麦克风，被构造成用以接收来自被限定空间内的声音，并发射与被接收的声音相对应的音频信号；处理器，与所述位置传感器和所述麦克风通信，并被构造成用以接收说话乘员位置和音频信号，向音频信号应用波束形成器来引导麦克风波束朝向乘员位置，并生成波束形成器输出信号，向音频信号中的每个应用阻塞矩阵来排除不与正在进行说话的乘员相关联的其它位置用以生成与音频信号中的每个相对应的多个阻塞矩阵输出信号，向阻塞矩阵输出信号应用适应性噪声消除处理来生成适应性噪声消除输出信号，以及合计波束形成器输出信号和适应性噪声消除输出信号来生成说话乘员输出信号；和语音识别系统和电话通信系统中的至少一个，与所述音频系统通信用于接收所述说话乘员输出信号。17.如技术方案16所述的系统，其中，所述位置传感器包括：信号生成器；多个超声波发射器，被电联接至所述信号生成器，并被构造成用以生成处于超声波范围中的声波；多个超声波接收器，用于接收处于超声波范围中的被反射的声波，并生成与接收到的被反射的声波相对应的多个被接收信号；和处理单元，被电联接至所述超声波接收器和所述处理器，并被构造本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于接收所需声音的适应性波束形成方法，所述方法包括：确定正在进行说话的乘员在被限定空间内的乘员位置；以多个麦克风接收来自所述被限定空间内的声音；生成与在所述多个麦克风中的每个处的被接收声音相对应的多个音频信号；以及向音频信号应用波束形成器，来引导麦克风波束朝向所确定的乘员位置，并生成波束形成器输出信号。

【技术特征摘要】
2013.06.14 US 13/9187521.一种用于接收所需声音的适应性波束形成方法，所述方法包括：确定正在进行说话的乘员在被限定空间内的乘员位置，确定乘员位置包括：以多个发射器来发射处于超声波范围和射电频率(RF)范围中的至少一个中的波；接收被反射的波；以及分析与被发射和被反射的波相对应的信号来确定乘员位置；以多个麦克风接收来自所述被限定空间内的声音；通过辨识乘员的嘴部的运动和搜索与被反射的波相对应的信号的时空和/或速率特征中的区别特征，来确定乘员何时在进行说话；生成与在所述多个麦克风中的每个处的被接收声音相对应的多个音频信号；向音频信号应用波束形成器，来引导麦克风波束朝向所确定的乘员位置，并生成波束形成器输出信号，其中，应用波束形成器包括同时基于所确定的乘员位置和乘员何时在进行说话两者来修改波束形成器；以及向音频信号中的每个应用阻塞矩阵，来排除不与正在进行说话的乘员相关联的其它位置，并生成与音频信号中的每个相对应的多个阻塞矩阵输出信号，从而通过使乘员说话时的麦克风信号相互关联来计算相对传递函数。2.如权利要求1所述的方法，进一步包括：向阻塞矩阵输出信号应用适应性噪声消除处理来生成适应性噪声消除输出信号；以及合计波束形成器输出信号和适应性噪声消除输出信号来生成说话乘员输出信号。3.如权利要求1所述的方法，进一步包括：将所述说话乘员输出信号送至语音识别系统。4.如权利要求1所述的方法，进一步包括：将所述说话乘员输出信号送至电话通信系统。5.如权利要求1所述的方法，其中，确定乘员位置包括：分析来自至少一个座椅传感器的座椅传感器数据。6.一种用于接收所需声音的系统，所述系统包括：位置传感器，被构造成用以确定正在进行说话的乘员在被限定空间内的乘员位置，并发射说话乘员位置；多个麦克风，被构造成用以接收来自所述被限定空间内的声音，并发射与被接收的声音相对应的音频信号；和处理器，与所述位置传感器和所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：E茨尔克尔汉科克，I比利克，M莱芬菲尔德，
申请(专利权)人：通用汽车环球科技运作有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US