通信系统、呼吸面罩和头盔技术方案

提出一种通信系统。该通信系统包含：头戴式耳机，该头戴式耳机被构成为基于音频信号将声波输出给用户的耳朵，以及麦克风，该麦克风被构成为基于环境声输出麦克风信号。此外，该通信系统包含处理电路，该处理电路被构成为基于麦克风信号产生音频信号的信号成分，所述信号成分包括用于产生声波的信息，所述声波与在用户的耳朵处出现的环境声的部分相消干涉。此外，该通信系统包含无线电接口和控制电路，所述控制电路被构成为根据无线电接口的运行状态激活处理电路。

Communication system, respirator and helmet

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】通信系统、呼吸面罩和头盔
实施例涉及用于应用在具有高噪声级的环境中的通信系统。此外，实施例涉及具有通信系统的至少部分地包围用户的头部的系统、诸如呼吸面罩或头盔。
技术介绍
在极大不同的情形中，消防队员或其他呼吸保护装置佩戴者（Atemschutzträger）为了保护他们必须穿戴全面罩以及其他防护服。尽管高噪声级（例如在消防或矿山救护的情况下），但在这些情形中需要在突击队（Einsatztrupp）中（即在内部）以及与突击指挥（即在外部）的精确且快速的通信。但在这些情形中同时也必须能够感知环境噪声（例如火灾的火焰噪声、待救援的人的声音等），以便实现适当的情形估计。同样，听力保护是重要的，因为突击常常在具有损伤听力的高噪声级的环境中进行。呼吸保护装置佩戴者的通信因此遭受一系列特定要求。尤其在高环境音量的情况下，进入的无线电电报（Funksprüchen）的良好的语音可理解性也应该是可能的。此外，应该在无线电电报的同时可能的再现的情况下保证防止因环境噪声引起的听力损伤，同时应确保可以播放无线电通话。也应该保证说话者的良好的可理解性，所述说话者直接且不经由无线电与呼吸保护装置佩戴者（例如待救援的人）通信。
技术实现思路
因此存在提供一种改进的用于通信的方案的需求。该需求可以通过专利权利要求的主题来满足。第一实施例涉及一种通信系统。该通信系统包括头戴式耳机，所述头戴式耳机被构成为基于音频信号将声波输出给用户的一只耳朵（两只耳朵）。头戴式耳机是声转换器，其被佩戴在用户的耳朵中或处。基于（电或电磁）音频信号，激励头戴式耳机的组件（例如膜）振荡，以便将声波输出给用户的一只耳朵（两只耳朵）。音频信号可以由头戴式耳机不仅有线地（以电信号的形式）而且无线地（以电磁信号的形式）接收。同样，该通信系统包括麦克风，所述麦克风被构成为基于环境声（即涉及用户的环境中的噪声的声音）输出麦克风信号。麦克风信号也可以不仅有线地（以电信号的形式）而且无线地（以电磁信号的形式）由麦克风输出。此外，该通信系统包括处理电路，该处理电路被构成为基于麦克风信号产生音频信号的信号成分，所述信号成分包括用于产生声波的信息，所述声波与在用户的耳朵处出现的环境声的部分相消干涉。用户的耳朵处的声压级可以由此得以明显降低。换言之：处理电路提供主动噪声补偿功能（英语activenoisecancelling（主动噪声消除））。例如，所述信号成分可以是环境声的在用户的耳朵处出现的部分的反极性的或相移的副本，以便与环境声相消干涉。处理电路可以包括模拟和/或数字部件，用于产生音频信号的信号成分。处理电路例如可以具有一个或多个处理器或一个或多个处理器核心、专用集成电路（英语ASIC=Application-SpecificIntegratedCircuit）、集成电路（英语IC=IntegratedCircuit）、单芯片系统（英语SoC=SystemonaChip（片上系统））、可编程逻辑元件或具有微处理器的现场可编程门阵列（英语FPGA=FieldProgrammableGateArray），在其上运行用于产生音频信号的信号成分的软件。此外，处理电路可以具有一个或多个存储器，在所述存储器中例如可以存储用于产生音频信号的信号成分的软件或其他数据。此外，该通信系统包括无线电接口。无线电接口是通信系统的部件，所述部件实现该通信系统与其他系统、设备等经由无线电（即经调制的电磁波）的通信。例如，无线电接口可以是无线电设备或用于连接到无线电设备上的（有线或无线）接口。此外，通信系统包括控制电路，所述控制电路被构成为根据无线电接口的运行状态激活处理电路。像处理电路一样，控制电路例如可以具有一个或多个处理器或一个或多个处理器核心、专用集成电路、集成电路、单芯片系统、可编程逻辑元件或具有微处理器的现场可编程门阵列，在其上运行用于激活（禁用）该处理电路的软件。在一些实施例中，控制电路和处理电路也可以在共同的硬件组件上实现。控制电路实现自适应地激活处理电路的主动噪声补偿功能。相应地，可以实现在经由无线电接口接收无线电电报期间在用户的耳朵处的环境声的减小，以便改进进入的无线电电报的语音可理解性。相应地，也可以降低经由头戴式耳机输出无线电电报所利用的必要的信号电平或音量级。例如，控制电路可以被构成为产生具有较低的信号电平的音频信号的涉及无线电电报的信号成分。由此可以避免用户的听力损伤。根据一些实施例，控制电路例如被构成为识别无线电电报经由无线电接口的接收并且因此激活处理电路。对无线电电报的接收的识别例如可以借助语音停顿识别（英语voiceactivitydetection（语音活动探测））进行。相应地可以确保：在经由头戴式耳机输出无线电电报期间减小用户的耳朵处的环境声。在一些实施例中，控制电路此外被构成为识别无线电电报的接收的结束并且因此禁用处理电路。对无线电电报的接收的结束的识别例如又可以借助语音停顿识别进行。通过禁用主动噪声补偿功能能够确保：用户在无线电电报结束之后继续能够感知环境噪声并且因此用户的态势感知（英语situationalawareness）得以维持。在此，处理电路的主动噪声补偿功能的禁用不仅可以在识别出无线电电报的接收的结束之后即刻进行或者也可以时间偏移地（例如偏移十分之几秒或几秒，即具有滞后）进行。在有些实施例中，控制电路此外被构成为识别无线电电报经由无线电接口的发出并且因此激活处理电路。无线电电报的发出的识别例如又可以借助语音停顿识别或通话按钮或按键（英语push-to-talkbutton（按键通话按钮））的状况（Stellung）来进行。处理电路的主动噪声补偿功能的激活实现在发出无线电电报期间用户的耳朵处的环境声的减小。相应地，可以减少用户因环境声而分心，使得用户能够更好地专注于无线电电报的表达或执行。根据一些实施例，控制电路此外被构成为识别无线电电报的发出的结束并且因此禁用处理电路。无线电电报的发出的结束的识别例如又可以借助语音停顿识别或通话按钮或按键的状况来进行。通过禁用主动噪声补偿功能能够确保：用户在发出的无线电电报结束之后继续能够感知环境噪声并且因此用户的态势感知得以维持。处理电路的主动噪声补偿功能的禁用又可以不仅在识别出无线电电报的发出的结束之后即刻进行或者也可以时间偏移地进行。在一些实施例中，控制电路此外被构成为基于麦克风信号确定环境声的音量级，并且当音量级位于参考级之上时激活处理电路。相应地，通过控制电路可以识别对于用户危险的音量级，并且通过激活处理电路的主动噪声补偿功能在用户的耳朵处降低音量级。相应地，用户的听力可以被保护免受高音量级影响。根据有些实施例，控制电路此外被配置为识别麦克风信号的涉及人类语音的信号部分并且基于麦克风信号的涉及人类语音的信号部分产生音频信号的信号成分。麦克风信号的涉及人类语音的信号部分的识别例如又可以借助语音停顿识别进行。为了产生语音信号的信号成分，可以对麦克风信号的涉及人类语音的信号部分例如进行（数字或模拟）滤波并且（例如经由自动放大调节，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种通信系统（100），包括：/n头戴式耳机（120），所述头戴式耳机被构成为基于音频信号（121）将声波（122）输出给用户（190）的耳朵（191）；/n麦克风（110），所述麦克风被构成为基于环境声（101）输出麦克风信号（111）；/n处理电路（130），所述处理电路被构成为基于所述麦克风信号（111）产生音频信号（121）的信号成分，所述信号成分包括用于产生声波的信息，所述声波与在所述用户（190）的耳朵（191）处出现的所述环境声（101）的部分相消干涉；/n无线电接口（140）；和/n控制电路（150），所述控制电路被构成为根据所述无线电接口（140）的运行状态激活所述处理电路（130）。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171116 DE 102017010604.51.一种通信系统（100），包括：
头戴式耳机（120），所述头戴式耳机被构成为基于音频信号（121）将声波（122）输出给用户（190）的耳朵（191）；
麦克风（110），所述麦克风被构成为基于环境声（101）输出麦克风信号（111）；
处理电路（130），所述处理电路被构成为基于所述麦克风信号（111）产生音频信号（121）的信号成分，所述信号成分包括用于产生声波的信息，所述声波与在所述用户（190）的耳朵（191）处出现的所述环境声（101）的部分相消干涉；
无线电接口（140）；和
控制电路（150），所述控制电路被构成为根据所述无线电接口（140）的运行状态激活所述处理电路（130）。


2.根据权利要求1所述的通信系统，其中所述控制电路（150）此外被构成为识别无线电电报经由所述无线电接口（140）的接收并且因此激活所述处理电路（130）。


3.根据权利要求2所述的通信系统，其中所述控制电路（150）此外被构成为识别所述无线电电报的接收的结束并且因此禁用所述处理电路（130）。


4.根据权利要求2或3所述的通信系统，其中所述控制电路（150此外被构成为产生所述音频信号（121）的涉及所述无线电电报的信号成分。


5.根据权利要求1至4中任一项所述的通信系统，其中所述控制电路（150）此外被构成为识别无线电电报经由所述无线电接口的发出并且因此激活所述处理电路（130）。


6.根据权利要求5所述的通信系统，其中所述控制电路（150）此外被构成为识别所述无线电电报的发出的结束并且因此禁用所述处理电路（130）。


7.根据权利要求1至6中任一项所述的通信系统，其中所述控制电路（150）此外被构成为基于所述麦克风信号（111）确定所述环境声（101）的音量级，并且当所述音量级位于参考级之上时激活所述处理电路（130）。


8.根据权利要求1至7中任一项所述的通信系统，其中所述控制电路（150）此外被配置为识别所述麦克风信号（111）的涉及人类语音的信号部分并且基于所述麦克风信号（111）的涉及人类语音的信号部分产生所述音频信号（121）的信号成分。


9.根据权利要求1至8中任一项所述的通信系统，其中所述无线电接口是无线电设备或用于连接到无线电设备上的接口。


10.根据权利要求1至9中任一项所述的通信系统，其中所述头戴式耳机包括吸声材料（124），所述吸声材料至少部分地围绕所述用户...

【专利技术属性】
技术研发人员：A福尔默，A科尔夫，
申请(专利权)人：德尔格制造股份两合公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE