使用移动声源的麦克风自定位制造技术

提供了用于使用传感器处的多个空间分布的声学事件的飞行时间(TOF)测量值来校准分布式传感器(例如麦克风)阵列的方法和系统。所述校准包括传感器的定位和增益均衡。使用由移动声源按已知间隔发射的受控信号从空间分布的声学事件来获得TOF的精确测量值。能够播放音频的便携式用户设备被用于按已知时间间隔并且在不同且任意的位置产生多个声学事件(例如点击声音)，所述位置基于在产生声学事件的同时正由用户在空间上移动的设备。由声源发射的校准信号被设计用以提供对于噪声和混响的鲁棒性。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】使用移动声源的麦克风自定位
技术介绍
为了使(例如，在诸如蜂窝电话的便携式用户设备上安装的)麦克风能够确定其自身位置(例如相对于另一个声音源以及相对于一个或多个声音源)，有必要具有声学事件组。在现有的麦克风自定位的方法中，声学事件被独立于设备而创建，例如，通过用户拍手。这样的方法对每个声学事件引入了四个未知量(事件的三个空间坐标和时间)。由于计算这些未知量的问题是高度非线性的，很难处理所有这些附加的未知量。具体地，声学事件的未知事件时间拖延了现有自定位算法的收敛。
技术实现思路
本
技术实现思路
以简化的形式介绍了概念的选择，以便提供对本公开的一些方面的基本理解。本
技术实现思路
不是对本公开的详尽概述，并且不旨在标识本公开的关键或重要元素，也不旨在描绘本公开的范围。本
技术实现思路
仅仅呈现了本公开的一些概念，以作为以下提供的具体实施方式的序言。本公开一般地涉及用于信号处理的方法和系统。更具体地，本公开的方面涉及使用空间分布的声学事件的到达时间的测量值来校准分布式传感器。本公开的一个实施例涉及计算机实现的方法，所述方法包括测量在传感器组处的声学事件组的到达时间，其中按所述传感器已知的间隔来生成所述声学事件；以及基于在所述传感器处的所述声学事件的记录的到达时间来估计所述传感器的内部延迟。在另一个实施例中，所述方法进一步包括基于在所述传感器处的所述声学事件的记录的到达时间和所述声学事件的事件生成时间来计算所述声学事件到达所述传感器的飞行时间；以及使用所述声学事件到达所述传感器的所述飞行时间来确定所述传感器的位置。在另一个实施例中，所述方法进一步包括选择所生成的第一声学事件作为用于计算所述声学事件到达所述传感器的所述飞行时间的基准时间。在另一个实施例中，所述方法进一步包括使用计算的所述传感器的位置和在所述传感器处的所述事件的记录的到达时间来对所述传感器中的每一个确定相对增益。本公开的另一个实施例涉及一种方法，其包括：基于在传感器处的声学事件的记录的到达时间和所述声学事件的事件生成时间来计算所述声学事件组到达所述传感器组的飞行时间，其中按所述传感器已知的时间间隔来生成所述声学事件；使用所述声学事件到达所述传感器的所述飞行时间来计算所述传感器的位置；以及使用计算的所述传感器的位置和在所述传感器处的所述事件的记录的到达时间来对所述传感器中的每一个确定相对增益。在另一个实施例中，所述方法进一步包括测量在所述传感器组处的所述声学事件组的到达时间；以及基于在所述传感器处的所述声学事件的记录的到达时间来估计所述传感器的内部延迟。在另一个实施例中，所述方法进一步包括选择所生成的第一声学事件作为用于计算所述声学事件到达所述传感器的所述飞行时间的基准时间。在一个或多个其他实施例中，本文所述的方法和系统可任选地包括以下附加特征中的一个或多个：迭代地执行计算所述声学事件到达所述传感器的所述飞行时间，以精化所述飞行时间；所述声学事件中的每一个是作为高斯调制正弦脉冲的校准信号；所述声学事件中的每一个是时域扩展脉冲的校准信号；所述声学事件中的每一个是作为单位脉冲的校准信号；所述传感器组为麦克风组；所述事件组由具有扬声器的设备从相对于所述传感器的多个不同位置生成；所述传感器中的一个或多个为位于移动电话上的麦克风；以及/或者基于所述传感器处的信噪比(SNR)的估计来对所述传感器中的每一个确定相对增益。本公开所适用的进一步范围将从下述的具体实施方式中变得明显。然而，应当理解，由于落入本公开的精神和范围内的各种变型和修改对于本领域的技术人员而言从具体实施方式将变得显而易见，所以尽管指出了优选实施例，但仅是以示例的方式给出该具体实施方式和具体示例。附图说明本公开的这些和其他目标、特征和特性，从对以下结合所附的权利要求书和附图的具体实施方式的研究中，对于本领域的技术人员而言将变得显而易见，其中具体实施方式、权利要求以及附图形成了本说明书的一部分。在附图中：图1为图示了根据本文所述的一个或多个实施例的在信令环境中传感器的自定位的示例应用的示意图；图2为图示了根据本文所述的一个或多个实施例的示例移动声源按已知间隔发出校准信号的示例的示意图；图3为图示了根据本文所述的一个或多个实施例的用于使用飞行时间测量值来校准分布式传感器阵列的示例方法的流程图；图4为图示了根据本文所述的一个或多个实施例的提取在传感器组处的多个单位脉冲校准信号的飞行时间测量值的示例估计误差结果的图形表示；图5为图示了根据本文所述的一个或多个实施例的提取在传感器组处的多个高斯调制正弦脉冲(GMSP)校准信号的飞行时间测量值的示例估计误差结果的图形表示；图6为图示了根据本文所述的一个或多个实施例的提取在传感器组处的多个时域扩展脉冲(TSP)校准信号的飞行时间测量值的示例估计误差结果的图形表示；图7为图示了根据本文所述的一个或多个实施例的用于使用估计的飞行时间测量值来确定传感器组的相对增益的示例结果的图形表示；图8为图示了根据本文所述的一个或多个实施例的用于基于传感器组处的多个校准信号的到达时间测量值来确定传感器组的位置的示例结果的图形表示；图9为图示了根据本文所述的一个或多个实施例的用于基于传感器组处的多个校准信号的到达时间测量值来确定处于特定环境中的特定类型传感器组的位置的示例结果的图形表示；图10为图示了根据本文所述的一个或多个实施例的被布置用于使用到达时间测量值来校准分布式传感器阵列的示例计算设备的框图。本文所提供的标题仅出于方便起见，而对本公开所要求保护的范围或者含义没有必然的影响。附图中，为便于理解和方便起见，相同的附图标号以及任何缩略语标识了具有相同或相似的结构或功能的元素或行为。将在下面的具体实施方式中详细描述附图。具体实施方式概述现在将描述各种示例和实施例。以下描述提供了用于全面理解这些示例的描述并且促成这些示例的描述的具体细节。然而，相关领域的技术人员可理解，本文所述的一个或多个实施例可以在没有许多这些细节的情况下而实施。同样，相关领域的技术人员也可理解，本公开的一个或多个实施例能够包括本文未详细描述的许多其他明显特征。此外，下文可能不会详细示出或描述一些公知的结构或功能，以使得避免不必要地模糊相关描述。本公开的实施例涉及用于使用在传感器(例如，诸如麦克风的音频输入设备)处的多个空间分布的声学事件的飞行时间(TOF)测量值来校准分布式传感器阵列的方法和系统。依据一个或多个实施例，所述校准可以包括传感器的定位和增益均衡。生成的传感器的定位和增益均衡信息可以被用于例如近场波束成形，所述近场波束成形允许在不同讲话者之间进行选择以及降低环境的声学噪声。本文所述的方法和系统的示例应用包括自组(ad-hoc)会议通话、群组视频聊天等。TOF的精确估计对于分布式传感器阵列的成功校准是重要的要素。因此，本公开提供了一种方法，所述方法使用由移动声源按已知间隔发出的受控信号从空间分布的声学事件中对TOF进行实践和精确的测量。如本文将更具体描述的，所述信号可以被设计用以提供对噪声和混响的鲁棒性。此外，本公开将证明所测量的TOF可以被用于精度为1-3cm的精确确的传感器定位，并且还将描述基于所测量的TOF来进行增益均衡的新方法。利用本文所述方法的示例将说明，即使在存在噪声和混响的情况下也可以实现精确的传感器定位和本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种计算机实现的方法，包括：测量在传感器组处的声学事件组的到达时间，其中按所述传感器已知的时间间隔来生成所述声学事件；以及基于在所述传感器处的所述声学事件的记录的到达时间来估计所述传感器的内部延迟。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.12.31 US 14/145,1961.一种用于校准分布式传感器的计算机实现的方法，包括：确定在传感器组处的声学事件组的记录的到达时间，其中按传感器已知的时间间隔来生成声学事件；基于在所述传感器处的所述声学事件的记录的到达时间、所述声学事件的事件生成时间和所述传感器的估计的内部延迟来计算所述声学事件到达所述传感器的飞行时间；以及使用所计算的飞行时间来确定所述传感器的位置。2.根据权利要求1所述的方法，其中，对于每个传感器，通过从针对该传感器的记录的到底时间减去该传感器的内部延迟和所述声学事件的事件生成时间来计算所述声学事件到达所述传感器的飞行时间。3.根据权利要求1所述的方法，其中，迭代地执行计算所述声学事件到达所述传感器的所述飞行时间，以精化所述飞行时间。4.根据权利要求1所述的方法，进一步包括选择所述声学事件组中的第一声学事件，所述第一声学事件被生成为用于计算所述声学事件到达所述传感器的所述飞行时间的基准时间。5.根据权利要求1所述的方法，进一步包括使用确定的所述传感器的位置和在所述传感器处的所述声学事件的记录的到达时间来对所述传感器中的每一个确定相对增益。6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述声学事件中的每一个是作为高斯调制正弦脉冲的校准信号。7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述声学事件中的每一个是作为时域扩展脉冲的校准信号。8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述声学事件中的每一个是作为单位脉冲的校准信号。9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述传感器组为麦克风组。10.根据权利要求1所述的方法，其中，所述声学事件组由具有扬声器的设备从相对于所述传感器的多个不同位置生成。11.根据权利要求1所述的方法，其中，所述传感器中的一...

【专利技术属性】
技术研发人员：尼古拉·D·高比奇，威廉·巴斯蒂安·克雷杰，理查德·霍伊斯登斯，
申请(专利权)人：谷歌公司，
类型：发明
国别省市：美国;US