传声器装置制造方法及图纸

本公开内容涉及一种传声器装置和相关的计算机实现的方法。传声器装置包括主传声器阵列、自适应波束形成器、固定波束形成器和分析器。分析器被配置为根据固定波束成形器和自适应波束成形器的输出来确定第一相对分数。该第一相对分数指示自适应波束成形器和固定波束成形器之间的差值。成形器之间的差值。成形器之间的差值。

【技术实现步骤摘要】
传声器装置


[0001]本公开内容涉及一种传声器装置(microphone apparatus，麦克风装置)和相关的计算机实现的方法。

技术介绍

[0002]在传统的传声器装置中，包括以没有方向灵敏度地方式捕获声音(即，均等地捕获来自所有方向的声音)的传声器阵列的情况并不少见。然而，出于许多目的，不具有方向灵敏度是不太合适的。例如，在传声器应该拾取用户的语音的通话过程中，没有方向灵敏度会导致用户周围的环境产生的声音同样被传声器拾取。环境产生的声音可能会混淆或以其他方式干扰，使用户的语音难以理解。尤其当传声器远离嘴巴时成为问题，例如见于入耳式耳机(earbud)、头戴式耳机(headset)和免提电话(speakerphone)中。
[0003]为了克服与没有方向灵敏度相关的问题，波束成形是一种普遍应用的技术。波束成形是一种进一步处理由传声器阵列拾取的音频信号的技术。波束成形依赖于以下事实，即，由传声器阵列周围空间中的声源所产生的声波对于传声器阵列的不同传声器将有不同的入射时间，因此，不同传声器所拾取的声波的相位将彼此不同。因此，通过过滤音频信号，以及组合音频信号，可以实现具有方向灵敏度的新音频信号。因此，波束成形可用于将音频信号集中在声源的方向上。此外，波束成形可以通过补偿传声器的错误定位，帮助缓解因传声器装置的不良放置而产生的问题。然而，即使使用波束成形，传声器相对于声源的正确放置仍然是获得高质量音频信号的重要参数，无论是为了补偿距离与信噪比，传声器被校准为特定位置，还是由于传声器阵列的几何形状。
[0004]US 7,346,176 B1公开了错误定位的补偿的示例，其公开了检测传声器装置是否相对于声源定位错误，并对这种错误定位进行自动补偿的系统和方法。位置估计电路确定传声器装置是否被错误定位。控制器有助于对错误定位的自动补偿。
[0005]EP 3007170 A1中公开了另一个示例，其公开了一种用于优化头戴式耳机中的噪音消除的方法，该头戴式耳机包括头戴式受话器和包括至少第一传声器和第二传声器的传声器单元，该方法包括：从至少第一传声器生成至少第一音频信号，其中第一音频信号包括来自头戴式耳机用户的语音部分和来自周围环境的噪声部分；从至少第二传声器生成至少第二音频信号，其中第二音频信号包括来自头戴式耳机用户的语音部分和来自周围环境的噪声部分；通过对第一音频信号的至少一部分和第二音频信号的至少一部分进行滤波和求和，产生噪音消除输出，并且其中滤波被自适应地配置为不断地最小化噪音消除输出的功率，并且其中滤波被自适应地配置为不断地提供至少噪音消除输出的语音部分的振幅频谱，该语音部分与从至少一个传声器中生成的基准音频信号的语音部分对应。
[0006]US 2013/297305 A1公开了一种非空间语音检测系统，该系统包括多个传声器，传声器的输出被提供给固定波束成形器。自适应波束成形器用于接收多个传声器的输出，并且一个或多个处理器用于处理来自固定波束成形器的输出，并且通过使用利用协方差矩阵的算法从噪声中识别语音。
[0007]US 2010/177908 A1描述了一种音频信号处理技术，其中自适应波束成形器根据从预滤波器收到的估计处理来自传声器的输入信号。自适应波束成形器可以根据估计，通过幅值域目标函数或对数幅值域目标函数，为每一帧计算其参数(例如，权重)。预滤波器可以包括时间不变波束成形器和/或非线性空间滤波器，和/或可以包括光谱滤波器。计算出的参数可以根据约束条件进行调整，该约束条件可以有选择地只在所需时间应用。
[0008]WO 2018/127447 A1公开了一种用于捕获音频的装置，该装置包括与传声器阵列耦接的第一波束成形器，并被布置用于生成第一波束成形音频输出。
[0009]然而，传声器的正确定位以及如何实现，或者如何补偿不当的定位，仍然是关键问题，仍有改进的空间。

技术实现思路

[0010]本公开的目的是提供一种改进的传声器装置，它克服了或至少减轻了现有技术的问题。本公开的这些和其他目的是通过独立权利要求中定义和以下
技术实现思路
中解释的公开内容来实现的。本公开的进一步目的是通过从属权利要求中定义的实施方式和公开内容的具体实施方式中实现的。
[0011]根据本公开的第一方面，提供了一种传声器装置，包括：主传声器阵列、自适应波束形成器、固定波束形成器和分析器，其中，主传声器阵列包括：第一传声器，适于提供表示在第一传声器入口处的声音的第一输入音频信号；第二传声器，适于提供表示在第二传声器入口处的声音的第二输入音频信号，其中，第一传声器入口与第二传声器入口在空间上分离，并且其中，主传声器阵列被配置为：
[0012]·
提供包括第一输入音频信号和第二输入音频信号作为分量的主输入向量，
[0013]其中，自适应波束成形器被配置为：
[0014]·
基于主输入向量，提供第一定向音频信号，其中，第一定向音频信号的方向灵敏度被选择以优化语音质量，
[0015]其中，固定波束成形器被配置为：
[0016]·
基于主输入向量，提供第二定向音频信号，其中，第二定向音频信号的方向灵敏度是预先确定的，
[0017]并且其中，分析器被配置为：
[0018]·
基于第一定向音频信号和第二定向音频信号，确定指示第一定向音频信号和第二定向音频信号之间差异的第一相对分数，其中，第一相对分数给出关于自适应波束成形器和固定波束成形器之间的方向灵敏度未对准的信息，以及
[0019]·
输出第一相对分数，用于控制第一输入音频信号和第二输入音频信号的进一步处理，或者用于确定传声器装置的错误定位。
[0020]因此，第一相对分数给出了关于自适应波束成形器和固定波束成形器之间的波束灵敏度的未对准的信息。关于未对准的信息可用于控制音频信号的进一步处理，或者可用于确定传声器装置的错误定位。因此，通过拥有相对分数，传声器装置的错误定位可以通过处理得到补偿，或者可以通过正确定位传声器装置来纠正。
[0021]传声器装置可以被配置为由用户佩戴。传声器装置可以布置在用户的耳朵处、用户的耳朵上、用户的耳朵上方、用户的耳朵里、用户的耳道里、用户的耳朵后和/或用户的耳
廓里，也就是说，传声器装置被配置为佩戴在用户的耳朵处。
[0022]传声器装置可以被配置为被用户佩戴在每只耳朵上，例如，一对入耳式耳机或带有两个耳罩的头戴式耳机。在传声器装置将被佩戴在两只耳朵上的实施方式中，将被佩戴在每只耳朵上的组件可以被连接，例如无线连接和/或通过电线和/或通过带子连接。用于佩戴在每只耳朵上的部件可以是基本相同的或者彼此不同的。
[0023]传声器装置可以是可听的，如头戴式耳机、头戴式受话器、入耳式受话器、入耳式耳机、助听器、非处方(OTC)听力设备、听力保护设备、通适型(one
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size
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fits
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all)传声器装置、定制传声器装置或其他可头部佩戴的传本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种传声器装置(1)，包括：主传声器阵列(10)、自适应波束成形器(20)、固定波束成形器(30)和分析器(40)，其中，所述主传声器阵列(10)包括：第一传声器(11)，适于提供表示在第一传声器入口处的声音的第一输入音频信号；第二传声器(12)，适于提供表示在第二传声器入口处的声音的第二输入音频信号，其中，所述第一传声器入口与所述第二传声器入口在空间上分离，并且其中，所述主传声器阵列(10)被配置为：
·
提供包括所述第一输入音频信号和所述第二输入音频信号作为分量的主输入向量，其中，所述自适应波束成形器(20)被配置为：
·
基于所述主输入向量，提供第一定向音频信号，其中，所述第一定向音频信号的方向灵敏度被选择以优化语音质量，其中，所述固定波束成形器(30)被配置为：
·
基于所述主输入向量，提供第二定向音频信号，其中，所述第二定向音频信号的方向灵敏度是预先确定的，并且其中，所述分析器被配置为：
·
基于所述第一定向音频信号和所述第二定向音频信号，确定指示所述第一定向音频信号和所述第二定向音频信号之间差异的第一相对分数，其中，所述第一相对分数给出关于所述自适应波束成形器(20)和所述固定波束成形器(30)之间的方向灵敏度的未对准的信息，以及
·
输出所述第一相对分数，用于控制所述第一输入音频信号和所述第二输入音频信号的进一步处理，或者用于确定所述传声器装置(1)的错误定位。2.根据权利要求1所述的传声器装置，其中，所述第一传声器(11)和所述第二传声器(12)是全向传声器。3.根据前述任一项权利要求所述的传声器装置，其中，基于所述第一传声器(11)和/或所述第二传声器(12)的预期位置，预先确定所述第二定向音频信号的方向灵敏度。4.根据前述任一项权利要求所述的传声器装置，还包括：语音检测器(50)，被配置为：
·
基于所述主输入向量，提供语音概率信号，所述语音概率信号指示所述第一输入音频信号和/或所述第二输入音频信号中的语音概率，并且，其中，所述自适应波束成形器(20)进一步被配置为：
·
基于所述语音概率信号和所述主输入向量，提供所述第一定向音频信号。5.根据前述任一项权利要求所述的传声器装置，还包括：信号路径选择器(60)，并且其中，所述分析器(40)进一步被配置为：
·
将所述第一相对分数与第一阈值进行比较，并且
·
如果所述第一相对分数超过第一阈值，则提供第一通过信号，并且其中，所述信号路径选择器(60)被配置为：响应于所述第一通过信号被提供，
·
传递所述第一定向音频信号用于进一步处理，以提供待传输的音频信号，并且
·
阻止对所述第二定向音频信号进一步处理。6.根据前述任一项权利要求所述的传声器装置，还包括：信号路径选择器(60)，并且其中，所述分析器进一步被配置为：
·
将所述第一相对分数与第一阈值进行比较，并且
·
如果所述第一相对分数不超过第一阈值，则提供第二通过信号，并且其中，所述信号路径选择器(60)被配置为：响应于所述第二通过信号被提供，

【专利技术属性】
技术研发人员：克莱门茨，
申请(专利权)人：GN奥迪欧有限公司，
类型：发明
国别省市：