多讲话者声学网络中的助听系统技术方案

提供了一种用于向用户提供助听的多讲话者声学网络系统，包括：至少两个桌式麦克风单元(10，12)，其用于从发言者的声音捕获音频信号，每个桌式麦克风单元包括具有全向特性的麦克风布置(30)、用于检测麦克风布置的声音活动的VAD(32)以及用于经由无线音频链路(40)发送所捕获的音频信号的发送器(36)；控制单元(34)，其用于选择桌式麦克风单元中的一个桌式麦克风单元作为当前活动的麦克风单元，其中，控制单元被配置为在声音活动一次仅针对桌式麦克风单元中的一个桌式麦克风单元被检测到的情况下，选择桌式麦克风单元中的该桌式麦克风单元作为当前活动的麦克风单元，并且在声音活动一次针对桌式麦克风单元中的多于一个桌式麦克风单元被检测到的情况下，至少在特定时间段内选择桌式麦克风单元中的、已经首先检测到声音活动作为当前活动的麦克风单元的该桌式麦克风单元作为当前活动的麦克风单元，其中，该系统被配置为以释放时间维持对当前活动的麦克风单元的选择；以及由用户佩戴的助听设备(20，22)，其包括用于接收由当前活动的麦克风单元捕获的音频信号的接收器单元(42)，以及用于根据接收到的音频信号对用户的听力进行刺激的输出换能器(44)，其中，该系统被配置为防止不是当前活动的麦克风单元的(多个)桌式麦克风单元的音频信号被提供给输出换能器。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】多讲话者声学网络中的助听系统
本专利技术涉及助听系统，其包括用于捕获音频信号的多个桌式麦克风单元和至少一个助听设备，该助听设备由用户佩戴并且包括用于从桌式麦克风单元接收音频信号的接收器单元和用于根据接收到的音频信号对用户的听力进行刺激的输出换能器。
技术介绍
无线麦克风的使用允许听力受损人士改进远离听众和/或处于嘈杂环境中的其他人的语音的信噪比(SNR)。使用无线麦克风的一个示例是所谓的翻领式(lapel)用例，其中感兴趣的人佩戴无线麦克风(通常在胸部)；另一个示例是所谓的会议用例，其中无线麦克风放置在桌子上以便以全向方式捕获坐在桌子旁的人的声音。多讲话者网络(MTN)是一组能够从多个人捕获语音的若干无线麦克风。典型地，可以同时发送其音频信号的麦克风的数量(即，活动麦克风的数量)是有限的。例如，在一些系统中，所有麦克风必须共享单个信道或网络，并且一次仅一个麦克风是活动的。因此，在这种MTN系统中，选择当前活动的麦克风是必要的。特别方便的选择方法是使用基于声音活动检测的传输请求机制。在WO2008/074350A1中描述了这种系统的示例，其中MTN包括具有方向特性的多个身体佩戴式无线麦克风，其中一次仅允许麦克风中的一个麦克风经由MTN向耳级接收器单元发送其音频信号。通过声音活动检测来确定活动的麦克风，并且如果麦克风中的多于一个麦克风检测到声音活动，则根据先来原则优先化发送权，即，已经检测到声音活动的麦克风首先保持作为活动的麦克风，直到声音活动检测器(VAD)检测到发言者已经停止发言。然而，这样的系统通常具有两个对抗性的约束，因为VAD必须非常快——以便不错过语音的开始，同时VAD必须非常鲁棒——以便避免误检测，以使得听众不会因为不期望的麦克风切换而错过句子的部分。典型地通过使用身体佩戴式定向麦克风(翻领式麦克风)来实现鲁棒性。EP2701405A2涉及会议设备，其通过比较各种麦克风波束的能量来定位讲话者，以便将声学波束形成器指引向定位的讲话者方向。US8,976,712B2涉及音频和视频会议系统，其中改进的桥式架构用于控制会议端点的功能。US6,469,732B1和US6,618,073B1涉及包括四个麦克风的视频会议系统，其中针对每个麦克风检测声音活动和相对于其他麦克风的到达时间。到达时间延迟的差异用于估计发言者的位置，使得可以相应地指引视频系统的摄像机。US7,783,063B2涉及用于数字地链接多个麦克风并且管理麦克风信号的系统，其中仲裁麦克风信号以便使得分布式自动麦克风混音器能够表现为单个混音器。US2012/0294446A1涉及通过应用盲式源分离来分离两个混合的声源的方法。通常，翻领式麦克风或分发式麦克风的可用性在会议情况下受限，特别是如果一次仅允许翻领式麦克风中的一个翻领式麦克风发送其音频信号，因为这样会由于当两个讲话者重叠时剪掉句子而妨碍自然的对话。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种包括至少两个无线麦克风单元的助听系统，其允许会议情况下的方便处理和高语音质量。本专利技术的另一目的是提供对应的助听方法。根据本专利技术，这些目的通过如权利要求1限定的系统和如权利要求28限定的方法来实现。本专利技术的益处在于，通过使用至少两个桌式麦克风单元(每个桌式麦克风单元包括具有全向特性的麦克风)并且通过控制麦克风单元使得一次仅麦克风单元中的一个麦克风单元可以是活动的(这取决于如由麦克风单元检测到的声音活动)实现了一种系统，该系统允许在会议情况下(其中桌式麦克风单元可以在会议桌上保持静止)方便地处理麦克风单元，并且该系统通过避免不必要地切换麦克风(首先检测到声音活动的麦克风单元可以保持作为活动的麦克风单元，只要其连续检测到声音活动)并通过避免增加的噪声和典型地由于混合两个全向麦克风的信号而产生的附加的混响效果来提供良好的语音质量。在从属权利要求中限定了本专利技术的优选实施例。附图说明在下文中，将参考附图来说明本专利技术的示例，其中：图1是根据本专利技术的助听系统的框图的示例；图2是关于助听系统中当前活动的麦克风单元的决策的示例的流程图；图3是关于当前活动的麦克风单元的决策的替代示例的流程图；以及图4是图1的系统的典型用例的图示。具体实施方式在图1中，示出了根据本专利技术的助听系统的框图的示例，该助听系统包括至少两个桌式麦克风单元10、12和由用户佩戴的至少一个助听设备20。典型地，该系统还包括至少第二听力设备22。优选地，听力系统设备20、22是诸如助听器之类的耳级设备，其形成双耳布置以用于刺激用户的两只耳朵。每个桌式麦克风单元10、12包括：具有全向特性以用于从发言者的声音捕获音频信号的麦克风30，用于检测相应的麦克风30当前是否从发言者的声音捕获音频信号的基于能量的声音活动检测器(VAD)32，用于控制相应的麦克风单元10、12的操作的控制单元34，以及用于经由无线音频链路40将所捕获的音频信号发送到助听设备20、22的发送器(典型地是收发器)36。此外，麦克风单元10、12还可以包括音频信号处理单元(图1中未示出)，其用于在经由无线音频链路40对音频信号进行传输之前对由麦克风30捕获的音频信号进行处理。在这种情况下，桌式麦克风单元可以包括不仅一个麦克风而是包括多个麦克风，其中由麦克风捕获的音频信号被提供给音频信号处理单元，该音频信号处理单元以使得音频信号处理单元的输出音频信号具有全向特性的方式来处理音频信号。每个助听设备20、22包括用于经由无线音频链路40接收音频信号的接收器单元42，以及用于根据接收到的音频信号来刺激用户的听力的、诸如扬声器之类的输出换能器44。接收器单元42可以集成在听力系统设备20、22内，或者接收器单元42可以作为单独的部件提供，其经由合适的接口机械地且电气地连接到包括输出换能器22的听力仪器。助听设备20、22可以是用于对听力的声学刺激的设备，例如，助听器；或者，助听设备20、22可以是用于神经刺激的听觉假体，例如，耳蜗植入物。无线音频链路40典型地是数字链路，例如，具有2.4GHzISM频带中的载波频率；链路40典型地使用跳频。根据一个示例，无线链路40可以包括TDMA帧结构，用于对音频信号数据分组的单向广播传输，而无需单独地寻址接收器单元42。以这样的方式来控制麦克风单元10、12：使得一次选择麦克风单元10、12中的一个麦克风单元作为当前活动的麦克风单元，其中仅当前活动的麦克风单元(即，当前具有“活动的”状态的麦克风单元)被允许经由无线音频链路40发送其音频信号，以便由听力系统设备20、22接收，使得仅由当前活动的麦克风单元10、12捕获的音频信号可以提供给听力系统设备20、22的输出换能器44，同时防止“非活动的”麦克风单元经由无线音频链路40发送其音频信号。在麦克风单元10、12中的仅一个麦克风单元检测到声音活动的情况下，麦克风单元10、12中的该麦克风单元将被选择作为当前活动的麦克风单元并且被允许经由无线链路40发送其音频信号。在麦克风单元10、12中的多于一个麦克风单元检测到声音活动的情况下，可以应用“先来”原则，这意味着麦克风单元10、12中的已经检测到声音活动的该麦克风单元首先保持作为当前活动的麦克风单元，只要其仍检测到声音活动，至少除非在一段时间后发现满足推翻标准。换言本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于向用户提供助听的多讲话者声学网络系统，包括：至少两个桌式麦克风单元(10，12)，其用于从发言者的声音捕获音频信号，每个桌式麦克风单元包括具有全向特性的麦克风布置(30)、用于检测所述麦克风布置的声音活动的VAD(32)以及用于经由无线音频链路(40)发送所捕获的音频信号的发送器(36)，控制单元(34)，其用于选择所述桌式麦克风单元中的一个桌式麦克风单元作为当前活动的麦克风单元，其中，所述控制单元被配置为在声音活动一次仅针对所述桌式麦克风单元中的一个桌式麦克风单元被检测到的情况下，选择所述桌式麦克风单元中的该桌式麦克风单元作为所述当前活动的麦克风单元，并且在声音活动一次针对所述桌式麦克风单元中的多于一个桌式麦克风单元被检测到的情况下，至少在特定时间段内选择所述桌式麦克风单元中的、已经首先检测到所述声音活动作为所述当前活动的麦克风单元的该桌式麦克风单元作为所述当前活动的麦克风单元，其中，所述系统被配置为以释放时间维持对所述当前活动的麦克风单元的所述选择，以及由所述用户佩戴的助听设备(20，22)，其包括用于接收由所述当前活动的麦克风单元捕获的音频信号的接收器单元(42)，以及用于根据接收到的音频信号对所述用户的听力进行刺激的输出换能器(44)，其中，所述系统被配置为防止不是所述当前活动的麦克风单元的一个或多个所述桌式麦克风单元的音频信号被提供给所述输出换能器。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于向用户提供助听的多讲话者声学网络系统，包括：至少两个桌式麦克风单元(10，12)，其用于从发言者的声音捕获音频信号，每个桌式麦克风单元包括具有全向特性的麦克风布置(30)、用于检测所述麦克风布置的声音活动的VAD(32)以及用于经由无线音频链路(40)发送所捕获的音频信号的发送器(36)，控制单元(34)，其用于选择所述桌式麦克风单元中的一个桌式麦克风单元作为当前活动的麦克风单元，其中，所述控制单元被配置为在声音活动一次仅针对所述桌式麦克风单元中的一个桌式麦克风单元被检测到的情况下，选择所述桌式麦克风单元中的该桌式麦克风单元作为所述当前活动的麦克风单元，并且在声音活动一次针对所述桌式麦克风单元中的多于一个桌式麦克风单元被检测到的情况下，至少在特定时间段内选择所述桌式麦克风单元中的、已经首先检测到所述声音活动作为所述当前活动的麦克风单元的该桌式麦克风单元作为所述当前活动的麦克风单元，其中，所述系统被配置为以释放时间维持对所述当前活动的麦克风单元的所述选择，以及由所述用户佩戴的助听设备(20，22)，其包括用于接收由所述当前活动的麦克风单元捕获的音频信号的接收器单元(42)，以及用于根据接收到的音频信号对所述用户的听力进行刺激的输出换能器(44)，其中，所述系统被配置为防止不是所述当前活动的麦克风单元的一个或多个所述桌式麦克风单元的音频信号被提供给所述输出换能器。2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述系统被配置为仅允许由所述当前活动的麦克风单元(10，12)捕获的音频信号经由所述无线音频链路(40)被发送，以便由所述助听设备(20，22)接收。3.根据权利要求1或权利要求2所述的系统，其中，所述控制单元(34)被配置为周期性地在第一决策(102，102a)中检查所述当前活动的麦克风单元(10，12)是否仍然检测到声音活动，并且如果仍然检测到声音活动，则维持所述当前活动的麦克风单元，并且如果不是仍然检测到声音活动，则在第二决策(104，104a)中检查所述桌式麦克风单元中的另一个桌式麦克风单元是否检测到声音活动，并且其中，如果在所述第二决策中所述桌式麦克风单元中的另一个桌式麦克风单元被发现检测到声音活动，则该桌式麦克风被选择为所述当前活动的桌式麦克风单元。4.根据权利要求3所述的系统，其中，在所述第一决策(102)中并且在所述第二决策(104)中，相同的能量阈值被应用于检测声音活动。5.根据权利要求3所述的系统，其中，在所述第一决策(102a)中，第一能量阈值被应用于检测声音活动，其中，在所述第二决策(104a)中，第二能量阈值被应用于检测声音活动，并且其中，所述第二能量阈值高于所述第一能量阈值。6.根据权利要求3至5中的一项所述的系统，其中，所述控制单元(34)被配置为：每次所捕获的音频信号的新的帧被接收到时，如果存在所述第一决策(102，102a)和所述第二决策(104，104a)，则重复所述第一决策(102，102a)和所述第二决策(104，104a)。7.根据前述权利要求中的一项所述的系统，其中，所述控制单元(34)被配置为：至少只要声音活动针对所选择的麦克风单元被连续地检测到，则维持对所述当前活动的麦克风单元(10，12)的所述选择，除非推翻标准被满足。8.根据权利要求7所述的系统，其中，所述系统被配置为估计由所述桌式麦克风单元(10，12)捕获的音频信号的SNR，并且其中，所述推翻标准是：由所述麦克风单元中的所述当前活动的麦克风单元捕获的音频信号的SNR比由所述桌式麦克风单元中的、声音活动针对其被检测到的另一个桌式麦克风单元捕获的音频信号的SNR低特定程度。9.根据权利要求8所述的系统，其中，所述控制单元(34)被配置为周期性地比较所估计的由声音活动针对其被检测到的所述桌式麦克风单元(10，12)捕获的音频信号的SNR，以便周期性地确定所述推翻标准是否被满足。10.根据前述权利要求中的一项所述的系统，其中，所述VAD(32)被配置为通过频率加权的能量测量来获得由所述麦克风捕获的音频信号的能量水平，并且其中，所获得的能量水平被与能量阈值进行比较以便检测声音活动。11.根据权利要求10所述的系统，其中，所述VAD(32)被配置为使用自适应能量阈值，所述自适应能量阈值根据如由所述VAD估计的周围噪声水平而可变，其中，所述能量阈值随着所估计的周围噪声水平增加而增加，并且其中，一旦由所述VAD测量的所述能量水平高于所述能量阈值，则声音活动被检测到。12.根据前述权利要求中的一项所述的系统，其中，所述VAD(32)被配置为包含具有不同参数化的多个VAD实例，其中，所述VAD实例的输出的总和表示声音活动检测的置信度值，所述置信度值越高则所述总和越高，并且其中，当选择所述麦克风单元(10，12)中的一个麦克风单元作为所述活动的麦克风单元时，在所述控制单元中所述置信度值被纳入考虑。13.根据权利要求12所述的系统，其中，所述VAD(32)包含所述VAD实例中的三个VAD实例。14.根据前述权利要求中的一项所述的系统，其中，所述当前活动的麦克风单元的VAD被配置为使得一旦所述VAD被发现不再满足，则在特定时间段内维持正VAD输出信号，以便允许所述系统以释放时间维持对所述当前活动的麦...

【专利技术属性】
技术研发人员：T·约斯特，F·马奎斯，
申请(专利权)人：索诺瓦公司，
类型：发明
国别省市：瑞士,CH