用于环境噪声检测、识别及管理的系统和方法技术方案

描述了用于环境令人厌恶的声音检测、识别和管理的系统的示例。该系统包括具有麦克风以及扬声器和调节器的耳机设备，该麦克风被配置为捕获用户周围的环境声音并将其采样成环境声音的小片段，该调节器用于调节传输到扬声器的环境声音片段。该系统还包括处理单元，该处理单元识别所捕获的声音片段中的令人厌恶的环境声音信号并提供推荐动作以通过去除、抑制、减弱或掩蔽令人厌恶的信号来管理令人厌恶的声音信号。的声音信号。的声音信号。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于环境噪声检测、识别及管理的系统和方法


[0001]本专利技术总体上涉及用于对环境令人厌恶的声音(ambient aversive sound)进行检测、识别/分类、以及管理的系统和方法，尤其是用于环境令人厌恶的声音减弱和抑制的智能系统和方法。

技术介绍

[0002]有几种令人厌恶的声音，例如被称为对耳朵有害的工业噪声和建筑噪声(noise)，当这些噪声太大声时，可能是有害的，即使持续很短时间也是如此。每天，世界上都有很多人遭受到这些噪声。在谈话期间嘈杂的环境可能会令人烦躁，使人们难以集中注意力在另一个人的讲话上，并且可能错过讲话中的重要信息。此外，有些人对日常噪声的忍耐力降低(听觉过敏)，并对非常特定的噪声产生负面反应。声音敏感性影响公众，并且在自闭症谱系障碍(ASD)的人群中非常常见。对声音的负面反应可能会使人极度衰弱、干扰社交互动以及日常活动的参与。因此，处理这个议题对每个人来说都是重要的问题，尤其是对于对一般声音和/或特定声音敏感的人。
[0003]存在通过使用信号处理方法和/或机械装置来解决这个问题的已知系统和设备。一些这样的已知系统通过如下方式来专注于耳朵保护：如美国专利申请2014/0010378A1中所教导的，通过控制声音的音量和对语音进行去噪，或者如美国专利申请20200312294中所公开的，通过经由播放音乐或其他特定声音来掩蔽噪声。诸如美国专利申请US9524731B2和US9648436B2等多篇文献正在通过如下方式解决这个议题：通过从用户的数字化环境声音中提取特定特征并且提供适当的信息来帮助听众的听力或保护他们免受危险声音的影响。
[0004]在一些已知的设备中，实施主动噪声消除技术以解决这个问题，使得来自耳戴设备的传入声音被检测并且具有令人厌恶的信号的异相信号被生成以消除令人厌恶的声音。这些主动噪声消除技术对50Hz至1kHz之间的较低频率和持续声音最有效。
[0005]现有系统和设备的主要缺点是它们被设计成减弱或去除所有环境噪声，而不管声音的性质如何。例如，人们可能希望注意孩子玩耍的声音而抑制令人厌恶的街道噪声。另一限制是减弱或消除环境噪声的设备可能会限制社交交流，因为用户听不到语音。能够在嘈杂环境中对语音进行去噪的已知设备被设计成工人佩戴相同设备并通过电信传输链路进行通信的工业设置(例如，US20160126914A1)。
[0006]还存在使用位于设备的不同空间位置的多麦克风技术来抑制令人厌恶的声音的已知系统和设备(如EPO专利申请EP3096318A1中所教导的)。然而，这些系统并不实用，因为在大多数情况下，这些多麦克风技术无法成功抑制目标噪声，尤其是当麦克风从周围环境中捕获相同的信号时，或者在用户进行活动时它们会移动和摇晃。此外，基于耳塞(earbud)和耳筒(headphone)的声学设计，多通道麦克风和智能算法的实现方式相当困难和昂贵。另一方面，较新的方法使用单通道音频来识别和抑制噪声(如EPO专利申请EP3175456B1中所公开的)。基于单通道音频识别和噪声抑制的实际应用中的系统和方法是有效实用的，但是这样的系统具有质量和准确性的限制。
[0007]因此，需要一种能够感知噪声内容以对特定用户定义的环境噪声进行过滤的系统和方法，而不是同等对待所有环境噪声的系统。

技术实现思路

[0008]在一个方面，提供了一种用于环境令人厌恶的声音检测、识别和管理的系统。该系统包括：耳机设备，该耳机设备具有麦克风和扬声器，该麦克风被配置为捕获用户周围的环境声音作为环境声音的小片段的样本；界面，该界面具有硬件处理器，该硬件处理器被编程有用于获得输入数据、传输数据、以及提供输出数据的可执行指令；存储器单元，该存储器单元存储输入信息、令人厌恶的环境声音信号的库、令人厌恶的声音特征图、识别预测模型、令人厌恶的声音识别类别、以及令人厌恶的声音抑制预测模型；以及处理单元，该处理单元与耳机设备、存储器单元和界面进行通信。处理单元包括：识别单元，该识别单元耦合到耳机设备和存储器单元；以及过滤处理单元，该过滤处理单元耦合到识别单元和存储器单元。识别单元被编程有可执行指令以通过提取环境声音片段中的声音的至少一个特征来识别声音片段中的令人厌恶的环境声音信号并且创建这种声音片段的特征图。使用被存储在存储器单元中的识别预测模型来处理声音片段的特征图，以将特征图中的至少一个特征与被存储在存储器单元中的令人厌恶的声音信号的特征图进行比较，并且当识别出令人厌恶的环境声音时，识别单元用识别类别对令人厌恶的声音信号进行分类。过滤处理单元被编程有可执行指令以接收环境声音片段与令人厌恶的声音信号的混合信号，并且处理混合信号，计算混合信号的幅度和相位以生成混合信号的特征图，使用至少一个令人厌恶的声音抑制模型将特征图与所存储的特征图进行比较，以及提供推荐动作来管理此类令人厌恶的声音信号。耳机设备还包括用于调节传输给用户的环境声音片段的阀。
[0009]在一个方面，推荐的动作是去除令人厌恶的声音，并且过滤处理单元还被编程有可执行指令，以使用所生成的特征图从混合信号中自动去除所识别的令人厌恶的信号，以获得混合信号中的从频域到时域进行重构的干净声音，并且将混合信号的相位与最后片段的干净声音的幅度进行结合，以创建用于传输到扬声器的干净声音信号。
[0010]在另一方面，推荐的动作是减弱令人厌恶的声音，并且过滤处理单元还包括具有增益的旁路，以创建减弱的令人厌恶的声音。过滤处理单元被编程有可执行指令，以将减弱的令人厌恶的声音信号自动添加到干净声音信号。
[0011]在又一方面，过滤处理单元被编程有可执行指令，以自动将预先记录的声音添加到混合信号之上以掩蔽令人厌恶的环境声音信号。
[0012]在一个方面，该系统包括第一激活设备和第二激活设备，该第一激活设备与耳机设备进行通信，以手动触发阀来抑制或减弱令人厌恶的环境声音信号，第二激活设备与耳机设备和存储器单元进行通信以手动访问所存储的预先记录的声音并在混合信号之上播放它们来掩蔽令人厌恶的环境声音信号。
[0013]在一个方面，该系统包括告警系统，该告警系统与界面和/或耳机设备进行通信，以生成告警信号来向用户告警推荐动作，该告警信号选自视觉信号、触觉信号、声音信号、或它们的任意组合中的一种。
[0014]在另一方面，该系统包括与处理单元进行通信的至少一个生理传感器，该至少一个生理传感器被配置为检测用户的至少一个生理参数。如果检测到的参数在检测到的生理
参数中的至少一个生理参数的预定范围之外，则处理单元识别环境声音片段中的令人厌恶的环境声音信号。
[0015]在一个方面，提供了一种用于环境令人厌恶的声音检测、识别和管理的方法。该方法包括：使用耳机设备中的麦克风捕获环境声音片段流；将输入信息、令人厌恶的环境声音信号库、令人厌恶的声音特征图、识别预测模型、令人厌恶的声音识别类别、以及令人厌恶的声音抑制预测模型存储在存储器单元上；由处理单元处理所捕获的声音片段。处理步骤包括：提取声音片段中的声音信号的至少一个特征，创建声音片本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于环境令人厌恶的声音检测、识别和管理的系统，所述系统包括：
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耳机设备，所述耳机设备包括麦克风和扬声器，所述麦克风被配置成捕获用户周围的环境声音，所述麦克风被配置成捕获所述环境声音的小片段的样本；
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接口，所述接口具有硬件处理器，所述硬件处理器被编程有用于获得输入数据、传输数据、以及提供输出数据的可执行指令；ο存储器单元，所述存储器单元存储：输入信息、令人厌恶的环境声音信号的库、令人厌恶的声音特征图、识别预测模型、令人厌恶的声音识别类别、以及令人厌恶的声音抑制预测模型；以及
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处理单元，所述处理单元与所述耳机设备、所述存储器单元和所述接口进行通信，并且所述处理单元包括：ο识别单元，所述识别单元耦合到所述耳机设备和所述存储器单元，并且所述识别单元被编程有可执行指令以通过提取环境声音片段中的声音的至少一个特征来识别声音片段中的令人厌恶的环境声音信号并且创建这种声音片段的特征图，使用被存储在所述存储器单元中的所述识别预测模型来处理所述声音片段的所述特征图，以将所述特征图中的至少一个特征与所述存储器单元中的令人厌恶的声音信号特征图进行比较，其中，当识别出令人厌恶的环境声音时，所述识别单元使用识别类别对令人厌恶的声音信号进行分类；以及ο过滤处理单元，所述过滤处理单元耦合到所述识别单元和所述存储器单元，并且所述过滤处理单元被编程有可执行指令以接收环境声音片段与令人厌恶的声音信号的混合信号，并且处理所述混合信号，计算所述混合信号的幅度和相位以生成所述混合信号的特征图，使用至少一个令人厌恶的声音抑制模型将所述特征图与所存储的特征图进行比较，以及提供推荐动作来管理这样的令人厌恶的声音信号。2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述耳机设备还包括用于抑制或隔离传送给所述用户的所述环境声音片段的阀。3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述过滤处理单元还被编程有可执行指令，所述指令用于：使用所生成的特征图从所述混合信号中自动去除所识别的令人厌恶的信号，以获得所述混合信号中的从频域到时域进行重构的干净声音；并且将所述混合信号的相位与最后片段的所述干净声音的幅度进行结合，以创建用于传输到所述扬声器的干净声音信号。4.根据权利要求3所述的系统，其中，所述过滤处理单元还被编程有可执行指令，所述指令用于：对所述干净声音信号进行后处理并生成顺畅的干净声音信号。5.根据权利要求3所述的系统，其中，所述过滤处理单元还包括具有增益的旁路，所述增益的旁路用于创建减弱的令人厌恶的声音，所述过滤处理单元被编程有可执行指令，所述指令用于将减弱的令人厌恶的声音信号自动添加到所述干净声音信号。6.根据权利要求3所述的系统，其中，所述推荐动作是去除所识别的令人厌恶的环境声音信号。7.根据权利要求5所述的系统，其中，所述推荐动作是减弱所识别的令人厌恶的环境声音信号。8.根据权利要求1所述的系统，其中，所述存储器单元还存储静态令人厌恶的声音抑制预测模型、非静态令人厌恶的声音抑制预测模型、以及高动态令人厌恶的声音抑制预测模
型，所述过滤处理单元被编程为：根据所识别的所述令人厌恶的环境声音信号的类别，来访问所述静态令人厌恶的声音抑制预测模型、所述非静态令人厌恶的声音抑制预测模型或所述高动态令人厌恶的声音抑制预测模型中的一者。9.根据权利要求1所述的系统，其中，所述处理单元被编程为：将新识别的令人厌恶的环境声音信号记录到令人厌恶的声音信号的库中。10.根据权利要求9所述的系统，其中，所述令人厌恶的声音信号的库包括用户识别的令人厌恶的声音信号。11.根据权利要求1所述的系统，还包括告警系统，所述告警系统与所述接口和/或所述耳机设备进行通信，以生成告警信号来向所述用户告警所述推荐动作，所述告警信号选自视觉信号、触觉信号、声音信号、或它们的任意组合中的一种。12.根据权利要求2至7所述的系统，还包括第一激活设备，所述第一激活设备与所述耳机设备进行通信，以手动触发所述阀来抑制或减弱所述令人厌恶的环境声音信号。13.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：依琳娜，
申请(专利权)人：思雅马克，
类型：发明
国别省市：