基于三麦克风定向声音收录的头部佩带装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于三麦克风定向声音收录的头部佩带装置，包括设置有三个麦克风模块的正面框架和信号合成模块，当所述头部佩带装置佩带于用户头部时，其中两个麦克风模块位于同一水平面，另一麦克风模块位于上方或下方，以构成以一个等腰三角形，该等腰三角形的顶角指向用户的口部。信号合成模块用于获取并处理三个麦克风模块所产生的声音信号，增强来自所述口部方向的声音，得到第一声音信号。该第一声音信号用于与用户前方特定区域的第二声音信号进行处理以增强第二声音信号。本发明专利技术能够有效地分离和增强用户及对面说话人的声音，适用于有听力障碍人士或实时语言翻译的场合。合。合。

【技术实现步骤摘要】
基于三麦克风定向声音收录的头部佩带装置


[0001]本专利技术涉及定向收音装置，特别是适于佩带于头部的定向收音装置，例如具有收音/放音功能的眼镜，其能够为听障人士提供定向声音收录后进行播放或语音识别。

技术介绍

[0002]具有录音功能的头部佩带装置已不鲜见。为了便于携带，现有技术中存在把录音元件集成在各种随身物件中，例如手表、手机、耳机、头盔、眼镜等。其中，将录音元件储集成在眼镜中的方案具有良好的便携性和录音方向的可控性。例如在公告号为US7792552B2的美国专利中提出了一种用于无线通信的眼镜。如图1所示，其包括前框架1和位于前框架1的两侧的两个可弯折支臂，即左支臂2和右支臂3。左支臂2和右支臂3弯折后与前框架1折叠在一起。前框架则用于保持两个镜片。在前框架1的位于两个镜片的中部位置设有一个麦克风4，该麦克风4用于录音。然而，由于该眼镜仅采用一个麦克风，无法实现声音的定向收录，也无法进行有效的环境噪音去除，这使得其录音质量低下，不便于对声音进行处理来提高音质，也不利于后续进行高级操作(例如语音识别等)。
[0003]为了增强录音的质量，提高方向性，公布号为CN114339524A的中国专利申请提出一种头戴设备，其前框架上设置三个或四个麦克风，分别参见图2和图3，当采用三个麦克风时，两个麦克风构成通话麦克风组以进行降噪处理，当采用四个麦克风时，则可实现左右立体声录音模式。
[0004]然而，上述现有的眼镜或头戴装置方案均无法实现定向收音，特别是特定说话人的定向声音收录，因此对于有定向收音需求的场合并不适用。例如对于听力障碍人士来说，其主要需求是能够听见和听清对面说话人的语音，而不需要重现自己的说话声，同时也应当尽可能使得环境噪声对语音的影响降到最低。再例如对于需要实时翻译语音的场合，需要实时地高质量的收录对面说话人的声音。但现有的具有收音功能的眼镜或头戴装置仍无法实现这一点，因此，如果能实现一种能够满足听障人士或实时翻译需求的头部佩带装置及其相应的收音方法，将使得具有收音功能的眼镜或头戴装置提供极大的便利性和实用性。

技术实现思路

[0005]本专利技术旨在解决现有的具有收音功能的头戴装置不能满足听力障碍人士或实时语音翻译的需求，无法实现定向收音或特定说话人收音的问题。
[0006]为了解决上述技术问题，本发提出一种基于三麦克风定向声音收录的头部佩带装置，包括正面框架，当该头部佩带装置佩带于用户头部时，该正面框架面向用户脸部的前方，该正面框架中设置有第一麦克风模块、第二麦克风模块和第三麦克风模块，当所述头部佩带装置佩带于用户头部时，该第二麦克风模块和第三麦克风模块位于同一水平面，第一麦克风模块位于第二麦克风模块和第三麦克风模块连线的上方或下方，三个麦克风模块构成以第一麦克风模块为顶角的等腰三角形，该等腰三角形的顶角指向用户的口部；所述头
部佩带装置还包括信号合成模块，该信号合成模块用于获取第一麦克风模块、第二麦克风模块和第三麦克风模块所产生的声音信号，对所述第一麦克风模块、第二麦克风模块和第三麦克风模块所产生的声音信号进行处理，以增强来自所述口部方向的声音，得到第一声音信号。
[0007]根据本专利技术的优选实施方式，所述信号合成模块还用于对所述第二麦克风模块和第三麦克风模块所产生的声音信号进行处理，以增强来自所述用户脸部的前方特定区域的声音，得到第二声音信号。
[0008]根据本专利技术的优选实施方式，所述信号合成模块还用于对所述第一声音信号和第二声音信号进行处理，以去除第二声音信号中的第一声音部分，作为输出信号。
[0009]根据本专利技术的优选实施方式，所述对所述第二麦克风模块和第三麦克风模块所产生的声音信号进行处理，以增强来自所述用户脸部的前方特定区域的声音，得到第二声音信号的步骤包括：将第二麦克风模块和第三麦克风模块所产生的声音信号相加除以二得到信号d(n)，相减除以二得到信号x(n)，n表示时刻序号；将信号x(n)通过一个自适应滤波器处理后得到信号y(n)；信号d(n)减去信号y(n)得到增强后的输出信号e(n)作为所述第二声音信号，同时将该信号e(n)再使用输入到自适应滤波器的参数更新模块更新自适应滤波器参数。
[0010]根据本专利技术的优选实施方式，所述头部佩带装置是眼镜，其包括位于正面框架两侧的两个眼镜腿，其中，所述正面框架用于固定两个镜片，以及位于该两个镜片之间的第一麦克风模块、第二麦克风模块和第三麦克风模块，所述信号合成模块位于所述正面框架或所述眼镜腿中。
[0011]根据本专利技术的优选实施方式，所述头部佩带装置还包括声音播放模块，其用于根据输出信号向用户播放声音。
[0012]根据本专利技术的优选实施方式，所述声音播放模块位于所述眼镜腿的靠近所述用户的耳部的部分，并电性连接至所述信号合成模块以接收所述输出信号。
[0013]根据本专利技术的优选实施方式，所述头部佩带装置还包括语音识别模块，其用于对所述输出信号进行语音识别，以将声音信号转换为文字信息。
[0014]根据本专利技术的优选实施方式，所述头部佩带装置还包括信息显示模块，其用于显示所述文字信息。
[0015]根据本专利技术的优选实施方式，所述语音识别模块还用于将识别后的文字信息转换成用户指定语言的文字信息，并发送到所述信息显示模块进行显示。
[0016]根据本专利技术的优选实施方式，所述信息显示模块为视网膜投射装置，其用于将所述文字信息投射到用户的视网膜上。
[0017]根据本专利技术的优选实施方式，所述语音识别模块还用于将识别后的文字信息转换成用户指定语言的文字信息，再将该转换后的文字信息转换成声音信号，发送到所述声音播放模块进行播放。
[0018]根据本专利技术的优选实施方式，第一麦克风模块和第二麦克风模块构成第一通道，第一麦克风模块和第三麦克风模块构成第二通道；
[0019]所述信号合成模块用于：获取第一麦克风模块、第二麦克风模块和第三麦克风模块所产生的声音信号；分别计算所述第一通道和第二通道的延时相减波束形成信号，其包
括第一通道前向形成信号、第一通道后向形成信号、第二通道前向形成信号和第二通道后向形成信号；对各所述延时相减波束形成信号划分成预定数量的频谱子带信号，计算同一通道的前向形成信号和后向形成信号的各相同频谱子带的信号能量E
fij
和E
bij
，f表示前向，b表示后向，i为通道序号，j为频谱子带序号；根据前向形成信号和后向形成信号的频谱子带信号的能量计算相对能量统计参数；根据所述相对能量统计参数对第一通道前向形成信号和第二通道前向形成信号的各频谱子带信号赋予第一增益G
1ij
，其中i为通道序号，j为频谱子带序号；计算第一通道前向形成信号和第二通道前向形成信号衰减到稳态噪声能量等级时的第二增益G
2ij
，其中i为通道序号，j为频谱子带序号；对于第一通道前向形成信号和第二通道前向形成信号的各频谱子带信号，比较第一增益G
1ij
和第二增益G
2ij...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于三麦克风定向声音收录的头部佩带装置，包括正面框架，当该头部佩带装置佩带于用户头部时，该正面框架面向用户脸部的前方，其特征在于：该正面框架中设置有第一麦克风模块、第二麦克风模块和第三麦克风模块，当所述头部佩带装置佩带于用户头部时，该第二麦克风模块和第三麦克风模块位于同一水平面，第一麦克风模块位于第二麦克风模块和第三麦克风模块连线的上方或下方，三个麦克风模块构成以第一麦克风模块为顶角的等腰三角形，该等腰三角形的顶角指向用户的口部；所述头部佩带装置还包括信号合成模块，该信号合成模块用于获取第一麦克风模块、第二麦克风模块和第三麦克风模块所产生的声音信号，对所述第一麦克风模块、第二麦克风模块和第三麦克风模块所产生的声音信号进行处理，以增强来自所述口部方向的声音，得到第一声音信号。2.如权利要求1所述的头部佩带装置，其特征在于，所述信号合成模块还用于对所述第二麦克风模块和第三麦克风模块所产生的声音信号进行处理，以增强来自所述用户脸部的前方特定区域的声音，得到第二声音信号。3.如权利要求2所述的头部佩带装置，其特征在于，所述信号合成模块还用于对所述第一声音信号和第二声音信号进行处理，以去除第二声音信号中的第一声音部分，作为输出信号。4.如权利要求2所述的头部佩带装置，其特征在于，所述对所述第二麦克风模块和第三麦克风模块所产生的声音信号进行处理，以增强来自所述用户脸部的前方特定区域的声音，得到第二声音信号的步骤包括：将第二麦克风模块和第三麦克风模块所产生的声音信号相加除以二得到信号d(n)，相减除以二得到信号x(n)，n表示时刻序号；将信号x(n)通过一个自适应滤波器处理后得到信号y(n)；信号d(n)减去信号y(n)得到增强后的输出信号e(n)作为所述第二声音信号，同时将该信号e(n)再使用输入到自适应滤波器的参数更新模块更新自适应滤波器参数。5.如权利要求3所述的头部佩带装置，其特征在于，所述头部佩带装置是眼镜，其包括位于正面框架两侧的两个眼镜腿，其中，所述正面框架用于固定两个镜片，以及位于该两个镜片之间的第一麦克风模块、第二麦克风模块和第三麦克风模块，所述信号合成模块位于所述正面框架或所述眼镜腿中。6.如权利要求5所述的头部佩带装置，其特征在于，所述头部佩带装置还包括声音播放模块，其用于根据输出信号向用户播放声音。7.如权利要求6所述的头部佩带装置，其特征在于，所述声音播放模块位于所述眼镜腿的靠近所述用户的耳部的部分，并电性连接至所述信号合成模块以接收所述输出信号。8.如权利要求5所述的头部佩带装置，其特征在于，所述头部佩带装置还包括语音识别模块，其用于对所述输出信号进行语音识别，以将声音信号转换为文字信息。9.如权利要求8所述的头部佩带装置，其特征在于，所述头部佩带装置还包括信息显示模块，其用于显示所述文字信息。10.如权利要求9所述的头部佩带装置，其特征在于，所述语音识别模块还用于将识别后的文字信息转换成用户指定语言的文字信息，并发送到所述信息显示模块进行显示。
11.如权利要求10所述的头部佩带装置，其特征在于，所述信息显示...

【专利技术属性】
技术研发人员：周玉军，刘志，
申请(专利权)人：深圳黄鹂智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：