用于自适应波束形成的系统和方法技术方案

本公开涉及一种用于捕获用户的语音的系统，包括：设置在车辆座舱各处的多个麦克风，该多个麦克风中的每个麦克风都生成麦克风信号，其中该车辆座舱限定多个乘坐位置；语音活动检测器，该语音活动检测器被配置为：当至少坐在该多个乘坐位置中的目标座位中的用户在说话时进行检测；以及自适应波束形成器，该自适应波束形成器被配置为：从该多个麦克风接收麦克风信号，并根据自适应波束形成算法，基于该麦克风信号和噪声相干矩阵，生成该目标乘坐位置处的声学信号的估计，其中当根据该语音活动检测器，坐在该目标乘坐位置中的用户在说话时，停止更新该噪声相干矩阵。停止更新该噪声相干矩阵。停止更新该噪声相干矩阵。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于自适应波束形成的系统和方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2020年9月17日提交的并且名称为“用于自适应波束形成的系统和方法(Systems and Methods for Adaptive Beamforming)”的美国专利申请序列号17/024,361的优先权，其全部公开内容以引用方式并入本文。

技术介绍

[0003]本公开整体涉及用于自适应波束形成的系统和方法。

技术实现思路

[0004]下文提及的所有示例和特征均可以任何技术上可能的方式组合。
[0005]根据一个方面，一种自适应波束形成系统，包括：设置在车辆座舱各处的多个麦克风，该多个麦克风中的每个麦克风都生成麦克风信号，其中车辆座舱限定多个乘坐位置；语音活动检测器，该语音活动检测器被配置为：当至少坐在该多个乘坐位置中的目标座位中的用户在说话时进行检测；以及自适应波束形成器，该自适应波束形成器被配置为：从多个麦克风接收麦克风信号，并且根据自适应波束形成算法，基于麦克风信号和噪声相干矩阵，生成目标乘坐位置处的声学信号的估计，其中当根据语音活动检测器，坐在该目标乘坐位置中的用户在说话时，停止更新噪声相干矩阵。
[0006]在一个示例中，根据用户选择来选择目标座位。
[0007]在一个示例中，根据语音活动检测器检测到的多个乘坐位置中的哪个乘坐位置的用户正在说话来选择目标座位。
[0008]在一个示例中，自适应波束形成器被进一步配置为：当根据语音活动检测器，坐在多个乘坐位置中的任一个乘坐位置中的用户在说话时，噪声相干矩阵停止更新。
[0009]在一个示例中，自适应波束形成器被进一步配置为：计算多个噪声相干矩阵，其中的每个噪声相干矩阵都表示多个乘坐位置中的相应的相关联乘坐位置处的噪声条件，其中当根据语音活动检测器，坐在该相关联乘坐位置中的用户在说话时，停止更新该多个噪声相干矩阵中的每个噪声相干矩阵。
[0010]在一个示例中，自适应波束形成器被进一步配置为：当根据语音活动检测器，坐在目标乘坐位置中的用户在说话并且坐在第二目标乘坐位置中的用户在说话时，生成第二目标乘坐位置处的第二声学信号的估计，其中声学信号和该第二声学信号的估计相加在一起。
[0011]在一个示例中，自适应波束形成器被进一步配置为：当根据语音活动检测器，坐在目标乘坐位置中的用户在说话并且坐在第二目标乘坐位置中的用户在说话时，根据第二自适应波束形成算法，生成声学信号和第二目标乘坐位置处的第二声学信号的估计。
[0012]在一个示例中，第二自适应波束形成算法是线性约束最小方差波束形成算法。
[0013]根据另一个方面，一种自适应波束形成系统，包括：设置在车辆座舱各处的多个麦克风，该多个麦克风中的每个麦克风都生成麦克风信号，其中车辆座舱限定多个乘坐位置；
语音活动检测器，该语音活动检测器被配置为：当坐在多个乘坐位置中的目标乘坐位置中的用户在说话时进行检测；以及自适应波束形成器，该自适应波束形成器被配置为：从多个麦克风接收麦克风信号，并且根据自适应波束形成算法，基于该麦克风信号以及第一噪声相干矩阵和第二噪声相干矩阵中的一者，生成目标乘坐位置处的声学信号的估计，其中该第一噪声相干矩阵是通过将第一先前计算的噪声相干矩阵与第一新计算的噪声相干矩阵递归地求和来计算的，其中该第一先前计算的噪声相干矩阵的加权比该第一新计算的噪声相干矩阵更重，其中当语音活动检测器检测到坐在目标乘坐位置中的用户在说话时，使用该第一噪声相干矩阵来更新该自适应波束形成器的系数，其中该第二噪声相干矩阵是通过将第二先前计算的噪声相干矩阵与第二新计算的噪声相干矩阵递归地求和来计算的，其中该第二先前计算的噪声相干矩阵的加权比该第二新计算的噪声相干矩阵更轻，其中当语音活动检测器未检测到坐在目标乘坐位置中的用户在说话时，使用该第二噪声相干矩阵来更新自适应波束形成滤波器的系数。
[0014]在一个示例中，使用在先前帧期间存储的历史第一噪声相干矩阵来更新自适应波束形成器的系数，其中在语音活动检测器检测到坐在目标乘坐位置中的用户在说话之前至少预定时间段存储该历史第一噪声相干矩阵，其中该预定时间段大于语音活动检测器检测到目标用户在说话所需要的延迟。
[0015]根据另一个方面，一种自适应波束形成系统，包括：设置在车辆座舱各处的多个麦克风，该多个麦克风中的每个麦克风都生成麦克风信号，其中车辆座舱限定多个乘坐位置；以及自适应波束形成器，该自适应波束形成器被配置为：从多个麦克风接收麦克风信号，并且根据自适应波束形成算法，基于该麦克风信号和噪声相干矩阵，生成目标乘坐位置处的声学信号的估计，其中该噪声相干矩阵至少部分地从预定噪声相干矩阵确定，该预定噪声相干矩阵表示由设置在车辆座舱的至少一个扬声器引到该车辆座舱中的噪声条件。
[0016]在一个示例中，根据噪声条件的幅值来设置预定噪声相干矩阵的增益。
[0017]在一个示例中，预定噪声相干矩阵的增益在多个样本上增加。
[0018]在一个示例中，当噪声条件停止被引到车辆座舱时，从更新噪声相干矩阵中减去预定噪声相干矩阵，其中该更新噪声相干矩阵是根据多个麦克风信号针对噪声相干矩阵的更新。
[0019]在一个示例中，噪声相干矩阵包括计算噪声相干矩阵与预定噪声相干矩阵之和，其中该计算的噪声相干矩阵在与该预定噪声相干矩阵求和之前从反转状态求逆。
[0020]在一个示例中，预定噪声相干矩阵作为反转矩阵检索。
[0021]根据另一个方面，一种自适应波束形成系统，包括：设置在车辆座舱各处的多个麦克风，该多个麦克风中的每个麦克风都生成麦克风信号，其中车辆座舱限定多个乘坐位置；自适应波束形成器，该自适应波束形成器被配置为：从多个麦克风接收麦克风信号，并且根据自适应波束形成算法，基于该麦克风信号和噪声相干矩阵，生成目标乘坐位置处的声学信号的估计，其中将人工白噪声信号添加到多个麦克风信号中的每个麦克风信号，使得改善声学信号的估计的白噪声增益。
[0022]在一个示例中，选择人工白噪声信号使得在预定频率范围内实现最小白噪声增益。
[0023]在一个示例中，人工白噪声信号是预定的。
[0024]在一个示例中，根据座舱内的噪声条件从多个人工白噪声信号中选择人工白噪声信号。
[0025]在一个示例中，调整人工白噪声信号，使得噪声相干矩阵的条件数在频率上保持在预定范围之内。
[0026]一个或多个具体实施的细节在附图和以下描述中论述。其他特征、对象和优点在说明书、附图和权利要求书中将是显而易见的。
附图说明
[0027]在附图中，在所有不同视图中，类似的参考符号通常是指相同的部件。此外，附图不一定按比例绘制，重点通常放在说明各个方面的原理上。
[0028]图1A示出了根据示例的具有实现自适应波束形成器的控制器和麦克风的车辆座舱的示意图。
[0029]图1B示出了根据示例的实现自适应波束形成器和语音活动检测器并且从麦克风接收麦克风信号的控制器的示本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种自适应波束形成系统，包括：设置在车辆座舱各处的多个麦克风，所述多个麦克风中的每个麦克风都生成麦克风信号，其中所述车辆座舱限定多个乘坐位置；语音活动检测器，所述语音活动检测器被配置为：当至少坐在所述多个乘坐位置中的目标座位中的用户在说话时进行检测；和自适应波束形成器，所述自适应波束形成器被配置为：从所述多个麦克风接收所述麦克风信号，并且根据自适应波束形成算法，基于所述麦克风信号和噪声相干矩阵，生成目标乘坐位置处的声学信号的估计，其中当根据所述语音活动检测器，坐在所述目标乘坐位置中的所述用户在说话时，停止更新所述噪声相干矩阵。2.根据权利要求1所述的系统，其中根据用户选择来选择所述目标座位。3.根据权利要求1所述的系统，其中所述目标座位根据所述多个乘坐位置中所述语音活动检测器检测到用户正在说话的那个乘坐位置而被选择。4.根据权利要求1所述的系统，其中所述自适应波束形成器被进一步配置为：当根据所述语音活动检测器，坐在所述多个乘坐位置中的任一个乘坐位置中的用户在说话时，停止更新所述噪声相干矩阵。5.根据权利要求1所述的系统，其中所述自适应波束形成器被进一步配置为：计算多个噪声相干矩阵，所述多个噪声相干矩阵中的每个噪声相干矩阵都表示所述多个乘坐位置中的相应的相关联乘坐位置处的噪声条件，其中当根据所述语音活动检测器，坐在所述相关联乘坐位置中的用户在说话时，所述多个噪声相干矩阵中的每个噪声相干矩阵被停止更新。6.根据权利要求1所述的系统，其中所述自适应波束形成器被进一步配置为：当根据所述语音活动检测器，坐在所述目标乘坐位置中的所述用户在说话并且坐在第二目标乘坐位置中的所述用户在说话时，生成所述第二目标乘坐位置处的第二声学信号的估计，其中所述声学信号和所述第二声学信号的所述估计相加在一起。7.根据权利要求1所述的系统，其中所述自适应波束形成器被进一步配置为：当根据所述语音活动检测器，坐在所述目标乘坐位置中的所述用户在说话并且坐在第二目标乘坐位置中的所述用户在说话时，根据第二自适应波束形成算法，生成所述声学信号和所述第二目标乘坐位置处的第二声学信号的估计。8.根据权利要求7所述的系统，其中所述第二自适应波束形成算法是线性约束最小方差波束形成算法。9.一种自适应波束形成系统，包括：设置在车辆座舱各处的多个麦克风，所述多个麦克风中的每个麦克风都生成麦克风信号，其中所述车辆座舱限定多个乘坐位置；语音活动检测器，所述语音活动检测器被配置为：当坐在所述多个乘坐位置中的目标乘坐位置中的用户在说话时进行检测；和自适应波束形成器，所述自适应波束形成器被配置为：从所述多个麦克风接收所述麦克风信号，并且根据自适应波束形成算法，基于所述麦克风信号以及第一噪声相干矩阵和第二噪声相干矩阵中的一者，生成所述目标乘坐位置处的声学信号的估计，其中所述第一噪声相干矩阵是通过将第一先前计算的噪声相干矩阵与第一新计算的
噪声相干矩阵递归地求和来计算的，其中所述第一先前计算的噪声相干矩阵的加权比所述第一新计算的噪声相干矩阵更重，其中在所述语音活动检测器检测到坐在所述目标乘坐位置中的所述用户在说话时，使用所述第一噪声相干矩阵来更...

【专利技术属性】
技术研发人员：E，
申请(专利权)人：伯斯有限公司，
类型：发明
国别省市：