方向性声音掩蔽制造技术

本发明专利技术涉及一种用于掩蔽入射在人上的声音的系统。所述系统包括扩音器子系统，所述扩音器子系统用于捕获所述声音。所述系统还包括谱分析器以及空间分析器，其中，所述谱分析器用于确定由多个扩音器子系统捕获的所述声音的功率属性，所述空间分析器用于确定所捕获的声音的方向属性，所述方向属性表示入射在所述人上的方向。所述系统还包括发生器子系统，所述发生器子系统用于在所述功率属性和所述空间属性的组合控制下生成掩蔽声音，以掩蔽入射声音。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术涉及一种用于掩蔽入射在人上的声音的系统。所述系统包括扩音器子系统，所述扩音器子系统用于捕获所述声音。所述系统还包括谱分析器以及空间分析器，其中，所述谱分析器用于确定由多个扩音器子系统捕获的所述声音的功率属性，所述空间分析器用于确定所捕获的声音的方向属性，所述方向属性表示入射在所述人上的方向。所述系统还包括发生器子系统，所述发生器子系统用于在所述功率属性和所述空间属性的组合控制下生成掩蔽声音，以掩蔽入射声音。【专利说明】方向性声音掩蔽
本专利技术涉及一种被配置用于掩蔽入射在人上的声音的系统。本专利技术还涉及一种用于在本专利技术的系统中使用的信号处理子系统、一种掩蔽入射在人上的声音的方法以及一种用于将计算机配置为执行本专利技术的方法的控制软件。
技术介绍
声音掩蔽是向环境中添加自然或人造声音(例如，白噪声)以掩盖不想要的声音。这与有源噪声控制的技术相反。声音掩蔽减少或消除了在给定环境中的预先存在的声音的意识，并且能够使环境更舒适。例如，设备是市售的用于被安装在房间中以便掩蔽否则可能干扰房间中的人的工作或睡眠的声音。 在本领域中已知，不是峰值声级而是峰值到基线声级与由声音引起的对患者睡眠的唤醒的数量相关。因此，通过添加掩蔽声音，用于从睡眠被唤醒的阈值升高，得到更舒适的睡眠环境。参见例如 Stanchina，M.Abu-Hi jleh，M.Chaudhry，Β.K.Carlisle, C.C.Mi liman, R.P.的文章“The influence of white noise on sleep in subjects exposedto ICU noise^ (Sleep Medicine，6 (5)，第 423 至 428 页，2005)，该文章用于在医院的重症监护病房实施实验的范围内对峰值到基线声级与阈值之间的关系的讨论。 声音掩蔽设备是市售的，声音掩蔽设备以相对宽的频带产生固定声学噪声以减少用户由于周边声音的结果而在他/她的睡眠期间被唤醒的机会。在这些设备中的一些中，扩音器被用于捕获潜在干扰声音以使潜在干扰声音经受分析以便将掩蔽声音调节为干扰声音的强度的水平和干扰声音的谱特性。 市售的声音掩蔽设备通常使用单个扬声器以以相对宽的频带来再现声音，例如，白噪声。市售产品中的一些配有头戴式耳机连接，使得掩蔽声音在产品的操作使用中不干扰附近的人。然而，通过头戴式耳机再现的声音常常仅是单个信道的复制。
技术实现思路
专利技术人已经认识到，市售的声音掩蔽系统没有将不期望的声音的方向性考虑在内。 关于声音的方向性，参考Jens Blauert 的“Spatial Hearing:The Psychophysicsof Human Sound Localizat1n”(Cambridge, MA ;MIT Press, 2001)，尤其参考章节 3.2.2。Blauert讨论了一种情况，其中，一组人存在于相同房间内，并且其中，同时进行若干交谈。一位听者能够将他/她的听觉注意力集中在语音的喧嚣当中的特定讲话者，即使在没有面对该特定讲话者的情况下。然而，如果听者塞住他/她的耳朵中的一只，听者对理解该特定讲话者正在说的内容将会有更多的困难。这种心理声学现象在本领域中被称为“鸡尾酒会效应”或“选择性注意力”。关于“鸡尾酒会效应”的更多背景信息参见例如Cherry，E.Colin 的文章“Some Experiments on the Recognit1n of Speech, with One and with TwoEars”(Journal of the Acoustical Society of America，25 (5)，第 975 至 979 页，1953年)。这种现象起源于这样的事实，即，在具有来自另一入射方向的噪声的环境中，正在听具有特定入射方向的所期望的听觉信号的人，当他/她双耳听(即，利用两只耳朵)时，比他/她单耳听时(即，仅利用一只耳朵)能够更好地识别所期望的听觉信号。换言之，如果人双耳声听而非单耳声听，并且如果所期望的听觉信号和听觉噪声具有不同的入射方向，则人能够在听觉噪声的存在的情况下更好地识别所期望的听觉信号。 专利技术人现已经将这种情况朝好的方向转变，并提出一种深思熟虑的声音掩蔽情况，其中，不期望的声音由人工生成的噪声掩蔽，所述人工生成的噪声被控制从而具有入射在人上的基本上相同的方向，所述人尽可能少地受声学干扰。 更具体地，专利技术人提出一种被配置用于掩蔽入射在人上的声音的系统。所述系统包括:扩音器子系统，其用于同时在多个位置处捕获所述声音；扬声器子系统，其用于在所捕获的声音的控制下生成掩蔽声音；以及信号处理子系统，其被耦合在所述扩音器子系统与所述扬声器子系统之间。所述信号处理子系统被配置用于:确定所捕获的声音的频谱的功率属性，所述功率属性表示所捕获的声音的频带中的功率；确定所述频带中的所捕获的声音的方向属性，所述方向属性表示所述声音入射在所述人上的方向；并且控制所述扬声器子系统以在所述功率属性和所述空间属性的组合控制下生成所述掩蔽声音。 在本专利技术的所述系统中，所捕获的入射声音的所述功率属性被确定从而控制所述掩蔽声音的谱，并且所述方向属性被确定以便生成所述掩蔽声音，所述掩蔽声音当由所述人感知时似乎来自与所述入射声音的入射方向相似的方向从而使所述掩蔽更有效。 如已知的，就耳朵同时处理不同谱分量的意义上而言，人耳并行处理声音。内耳的耳蜗似乎用作用于执行对传入声音的频率分析的谱分析仪，并且通常在心理声学中被建模为参差调谐重叠听觉带通滤波器的库。然而，耳蜗是一种动态系统，其中，每个带通滤波器的特性参数，例如，滤波器(在其峰值上的)的中心频率、带宽和增益能够在无意识的控制下被修正。对耳蜗的滤波属性进行的测量指示每个带通滤波器的形状是不对称的，所述形状具有高频侧上的较陡的斜坡和在低频侧上延伸的较缓慢衰减的尾部。在心理声学建模中，出于实用原因，每个个体听觉带通滤波器的不对称滤波器形状通常由被称为圆形-指数(RoEx)形状的对称的频率响应函数来替换，并且有效滤波器带宽被表达为等效矩形带宽(ERB)ο 在本专利技术的所述系统中，所确定的所述功率属性包括表示多个频带中的各自一个中的各自频谱的各自指示。相应地，系统的实施例能够并行掩蔽由不同源在不同位置处同时发出的并且具有不同频谱的不同入射声音。 在本专利技术中的所述系统的实施例中，所述扩音器子系统供应表示所捕获的声音的第一信号。所述信号处理子系统供应用于对所述扬声器子系统的控制的第二信号。所述系统包括自适应滤波子系统，所述自适应滤波子系统能用于减少来自存在于所捕获的声音中的所述掩蔽声音对所述第二信号的贡献。所述自适应滤波系统包括自适应滤波器和减法器。所述自适应滤波器具有用于接收所述第二信号的滤波器输入和用于供应所述第二信号的经滤波的版本的滤波器输出。所述减法器具有用于接收所述第一信号的第一减法器输入、用于接收所述第二信号的所述经滤波的版本的第二减法器输入以及向所述信号处理子系统供应第三信号的减法器输出，所述第三信号表示所述第一信号与所述第二信号的所述经滤波的版本之间的差。所述自适应滤波器具有用于接收所述第三信号的控本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种被配置用于掩蔽入射在人上的声音的系统(100；200)，其中：所述系统包括：扩音器子系统(102、104；202)，其用于同时在多个位置处捕获所述声音；扬声器子系统(106、108；204)，其用于在所捕获的声音的控制下生成掩蔽声音；以及信号处理子系统，其被耦合在所述扩音器子系统与所述扬声器子系统之间并且被配置用于：确定所捕获的声音的频谱的功率属性，所述功率属性表示所捕获的声音的频带中的功率；确定所述频带中的所捕获的声音的方向属性，所述方向属性表示所述声音入射在所述人上的方向；并且控制所述扬声器子系统以在所述功率属性和所述空间属性的组合控制下生成所述掩蔽声音。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·H·帕克，A·G·科尔劳施，A·范莱斯特，
申请(专利权)人：皇家飞利浦有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL