使用闭塞耳的入耳式麦克风信号的用户话音检测器装置和方法制造方法及图纸

一种用于检测耳内装置的用户的话音的装置和方法。所述耳内装置具有入耳式麦克风，所述入耳式麦克风适于与所述用户的被阻隔于耳外部的环境的外耳道流体连通。获得由所述入耳式麦克风提供的信号以确定获取的话音指示信号，以及通过将所述获取的话音指示信号与对应阈值进行比较，在所述获取的话音指示信号大于所述对应阈值后即刻检测由所述用户产生的话音。虽然所述方法还减少来自非用户的任何话音干扰，但当从所述耳内装置的外耳麦克风捕获非用户话音时结果改善。用户话音时结果改善。用户话音时结果改善。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】使用闭塞耳的入耳式麦克风信号的用户话音检测器装置和方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请案要求2019年12月3日提交且以引用的方式并入本文中的第62/942,914号美国临时专利申请的权益。


[0003]本专利技术涉及用于话音检测的装置和方法。更具体地，本专利技术涉及一种耳内装置和用于使用用户的闭塞耳的入耳式麦克风信号检测耳内装置的用户的话音的方法。

技术介绍

[0004]传统上，通信头戴式耳机使用放置于嘴前方的吊杆麦克风在有噪声的环境中捕获语音。虽然是方向性的，但这些麦克风经常在有噪声的环境中具有低信噪比(SNR)且需要为了增强而进行噪声消除。替代地，已经使用通过骨和组织振动捕获的语音来提供具有较高SNR的信号。可通过放置于闭塞耳的内部的麦克风或通过放置于颅上某处的骨传导传感器来捕获骨传导语音。虽然从骨和组织传导生成的语音可具有相对高SNR，但其问题是有限的频率带宽(小于2kHz)，因此降低信号质量和可懂度。对于其中质量和可懂度较重要的应用(例如，命令和控制)，骨和组织传导语音可为限制因素。因此目前，在噪声中的通信是难以实现的任务，因为通信信号在空中语音的情况下经受噪声和/或话音(来自周围的人)干扰，或在骨和组织传导(BTC)语音的情况下经受有限的带宽。
[0005]通信头戴式耳机是组合良好的听力保护和通信特征的极好方法。最常见地，使用由耳周HPD构成的头戴式耳机，所述耳周HPD配备有放置于嘴前方的方向性吊杆麦克风。耳周HPD可大体上提供比耳内HPD更好的衰减，因为它们更容易正确地佩戴。这些类型的通信头戴式耳机的缺点是双重的。第一，吊杆麦克风暴露于背景噪声且仍会捕获空气传导的不希望的噪声，所述噪声会遮盖佩戴者的语音信号。第二，具有吊杆麦克风的耳周HPD与大多数其它个人保护设备不兼容。与HPD一起使用其它个人保护设备在有噪声的环境中是常见的。举例来说，建筑工人需要使用头盔，消防人员需要防毒面具。使用骨和组织传导麦克风捕获语音是消除这两个问题的方便方法。骨传导传感器可放置于各种位置且可提供相对高SNR语音信号。然而，如先前所提到，升高的SNR的代价是所拾取信号的极有限频率带宽，通常小于2kHz。因此，骨和组织传导语音的增强是极受关注的话题。已经开发许多不同技术用于BTC语音的带宽扩展。即使这些技术可增强骨和组织传导语音的质量，它们也在计算上复杂或需要用户的大量训练，因此限制了它们在实际环境中的广泛使用。
[0006]由骨传导传感器捕获的有噪声的空气传导语音和带宽有限BTC语音的两个极端之间的有效折中是使用入耳式麦克风从闭塞耳内部捕获的语音。用HPD或更通常用耳内装置闭塞耳道会造成源自颅的骨和组织传导振动在耳道内部谐振，从而让佩戴者听到其话音的放大版本，这称为闭塞效应。借助于此闭塞效应，由于佩戴耳内装置，因此语音信号在耳内部可用并且可使用入耳式麦克风来捕获。因此，因为有耳内装置的被动衰减，用配备有入耳
式麦克风的高度隔离的耳内装置闭塞耳道允许捕获不受背景噪声极大影响的语音信号。使用入耳式麦克风代替骨传导麦克风的另一优点是语音仍以声学方式捕获，且可与清洁语音共享大量的信息，所述清洁语音例如在嘴前方在0到2kHz范围中在静默情况下捕获的语音。利用非线性特性的带宽扩展技术应当扩展入耳式麦克风信号的带宽且增加高频谐波。
[0007]以上方法并未避免如下事实：在发射捕获的话音以与合作者通信之前，佩戴具有入耳式麦克风的耳内装置(充当针对环境或环境声/噪声的闭塞屏障)的用户在闭塞耳(与用户的外耳道流体连通)内部仍需要激活通信系统/装置。已证明当工作者的双手被占用来完成工作或做类似事情时这种操作可能是困难的。在这些情况下，以用户的手激活或触发通信系统/装置可能潜在地对工作者造成一些创伤或甚至事故。
[0008]行业工作者或任何其它工作者寻求在可能具有可变空间配置的群组(紧靠彼此的工作者和远离彼此的工作者)内的天然互动。在共享通信信道的情况下，一个人当他/她不说话时可能不想占用线路。这是在无线电通信装置及类似物上使用即按即说系统的原因之一(未考虑电池的节省)，但此类系统需要工作者/用户激活系统或通信装置。良好且关注的实例将是直升机飞行员，直升机飞行员通常需要他的/她的双手来驾驶。
[0009]因此，需要一种用于在用户的闭塞耳中使用入耳式麦克风检测用户的话音的装置和方法。

技术实现思路

[0010]因此本专利技术的一般目的是提供一种用于使用用户的闭塞耳中的入耳式麦克风检测用户的话音的装置和方法。
[0011]本专利技术的优点是所述装置或方法仅需要位于用户的闭塞耳内部的一个麦克风以检测来自用户的话音的存在。
[0012]本专利技术的另一优点是所述装置或方法确保检测到的话音真的是来自用户，而不是来自在用户附近大声说话的人的外部话音，特别是当结合外耳麦克风和甚至入耳式扬声器使用时，且无论用户是否处于有噪声的环境都是如此。
[0013]本专利技术的又一优点是所述装置或方法也可用作“用户活动”检测器或“存活”检测器(倒地指示功能)。
[0014]本专利技术的又一优点是本专利技术的装置或方法在有噪声的环境中表现良好。
[0015]本专利技术的又另一个优点是所述装置或方法与通路模式完全兼容，其中由耳机的外耳麦克风捕获的声音在入耳式扬声器中播放以提供耳机声音透明度，而非已知装置在通路正操作的同时入耳式话音检测(入耳式用户话音检测)将不工作。在本专利技术中，由于所使用麦克风信号的内容，入耳式话音指示符与外耳指示符的比率保持为高。
[0016]根据本专利技术的一方面，提供一种用于检测耳内装置的用户的话音的方法，所述耳内装置具有入耳式麦克风，所述入耳式麦克风适于与所述用户的与耳外部的环境阻隔的外耳道流体连通，所述方法包括以下步骤：
[0017]‑
获得由所述入耳式麦克风提供的信号以决定获取的话音指示信号；
[0018]‑
通过将所述获取的话音指示信号与对应阈值进行比较，在所述获取的话音指示信号大于所述对应阈值后即刻检测由所述用户产生的话音，同时减少来自非用户的任何话音干扰。
[0019]在一个实施例中，获取的话音指示信号是入耳式麦克风话音指示信号(IVIS)，且对应阈值是入耳式麦克风阈值(ITV)。
[0020]适宜地，所述获得步骤包含使用话音检测器算法处理由入耳式麦克风提供的信号以决定获取的话音指示信号。
[0021]适宜地，所述获得步骤包含以下步骤：
[0022]‑
对预定时间周期中的所述入耳式麦克风话音指示信号(IVIS)进行平均化。
[0023]替代地，在预定频率范围内对由入耳式麦克风提供的信号进行滤波。
[0024]在一个实施例中，所述耳内装置具有适于与耳外部的环境流体连通的外耳麦克风，所述方法进一步包括获得由所述外耳麦克风提供的信号的步骤；且其中在外耳麦克风话音指示信号(OVIS)大于预定下限电平(PFL)时，获取的话音指示信号是入耳式麦克风话音指示信号(IVIS)与所述外耳麦克风话音指示信号本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于检测耳内装置的用户的话音的方法，所述耳内装置具有入耳式麦克风，所述入耳式麦克风适于与所述用户的与耳的外部环境阻隔的外耳道流体连通，所述方法包括以下步骤：
‑
获得由所述入耳式麦克风提供的信号以决定获取话音指示信号；
‑
通过将所述获取话音指示信号与对应阈值进行比较，在所述获取话音指示信号大于所述对应阈值后，即刻检测由所述用户产生的话音，同时减少来自非用户的任何话音干扰。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述获取话音指示信号是入耳式麦克风话音指示信号(IVIS)且所述对应阈值是入耳式麦克风阈值(ITV)。3.根据权利要求2所述的方法，其中所述获得步骤包含使用话音检测器算法处理由所述入耳式麦克风提供的所述信号以决定所述获取话音指示信号。4.根据权利要求2或3所述的方法，其中所述获得步骤包含以下步骤：
‑
对预定时间周期中的所述入耳式麦克风话音指示信号(IVIS)进行平均化。5.根据权利要求1到4中任一项所述的方法，其中在预定频率范围内对由所述入耳式麦克风提供的所述信号进行滤波。6.根据权利要求1所述的方法，其中所述耳内装置具有适于与所述耳的外部环境流体连通的外耳麦克风，所述方法进一步包括获得由所述外耳麦克风提供的信号的步骤；且其中在外耳麦克风话音指示信号(OVIS)大于预定下限电平(PFL)时，所述获取话音指示信号是入耳式麦克风话音指示信号(IVIS)与所述外耳麦克风话音指示信号(OVIS)的比率，且所述对应阈值是比率阈值(RTV)，且其中所述检测由所述用户产生的话音的步骤进一...

【专利技术属性】
技术研发人员：哈密，
申请(专利权)人：EERS全球科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：