本申请涉及一种双重全向传声器阵列校准系统，包括第一传声器和第二传声器的传声器阵列；耦接到所述第二传声器的输出的第一滤波器，其中，所述第一滤波器模拟所述第一传声器对噪声信号的响应；耦接到所述第一传声器的输出的第二滤波器，其中，所述第二滤波器模拟所述第二传声器对所述噪声信号的响应；以及耦接到所述第一滤波器和所述第二滤波器的处理器。通过该系统，包括机械滤波器的传声器可以相对于彼此在振幅和相位两者上被准确地校准。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
在此的公开通常涉及噪声抑制系统。尤其是，本公开涉及用于在声学应用中使用的噪声抑制系统、装置以及方法的校准。
技术介绍
传统的自适应噪声抑制算法已经存在一段时间。这些传统的算法已经使用两个以上的传声器来对(干扰的)噪声区域以及(希望的)用户的语音两者进行采样。然后，使用自适应滤波器(诸如Haykin&Widrow，ISBN#0471215708, Wiley, 2002中描述的最小均方(Least-Mean-Squares ),还可以使用任何自适应或者固定的系统识别算法)以及用于过滤来自有用信号的噪声的关系来确定传声器之间的噪声关系。当前用于语音通信系统的最传统的噪声抑制系统是基于首先在1970年代开发的单个传声器频谱相减技术，并且该技术例如由S.F.博耳(S.F.Boll)在1979年，第113-120页，IEEETrans.0n ASSP,“使用频谱相减的语音中的噪声的抑制(Suppression of AcousticNoise inSpeech using Spectral Subtraction”中所描述。这些技术已经在过去数年里被改良，但是操作的基本原理保持相同。例如，参见麦克劳林(McLaughlin)等人的美国专利第5，687，243号，以及Vilmur等人的美国专利第4，811，404号。还有对多传声器噪声抑制系统的许多努力，诸如西尔弗伯格(SiIverberg)等人的美国专利第5，406，622号以及布拉德利(Bradley)等人的美国专利第5，463，694号中概述的那些。多传声器系统因种种原因没有非常成功，最引人注目的是不良的噪声消除性能和/或显著的语音失真。起初，传统的多传声器系统试图通过将系统的零讯号“引导”到最强的噪声源来增加用户的语音的信噪比(SNR)。这个方法被限制在由可用零讯号的数目去除的噪声源的数目中。由加利福尼亚州旧金山的AliphCom在2006年12月介绍的Jawbone耳机(称为“Jawbone”)是使用一对物理定向传声器(而不是全向传声器)来减少环境噪音的第一个已知的商品。支持Jawbone的技术当前在伯内特(Burnett)的美国专利第7，246，058号和/或美国专利申请第10/400，282、10/667，207和/或10/769，302号中的一个或多个中被描述。通常，多传声器技术利用基于声学的语音活动检测器(VAD)来确定背景噪声特性，其中，“声音”通常被理 解为包含人的浊音、清音、或者浊音和清音的组合。Jawbone通过使用基于传感器的传声器改进了这个，以构造使用直接检测的用户的面颊中的语音振动的VAD信号。这允许Jawbone在用户没有产生语音时积极地去除噪声。Jawbone应用例如还使用一对全向传声器来构造两种虚拟的传声器，这两种虚拟的传声器被用于去除语音中的噪声。这个结构需要校准全向传声器，也就是说，当暴露于相同的声学的区域时，它们两者都尽可能同样的响应。此外，为了在有风的环境中更好地起作用，全向传声器并入机械的高通滤波器，具有在大约100赫兹和大约400赫兹之间变化的3-dB频率。引用结合这个说明书中提及的每个专利、专利申请和/或公报通过引用其内容到相同的程度被结合在此，就好像每个单独的专利、专利申请和/或公报被具体地和个别地表明以通过引用被结合。附图说明图1a和图1b显示实施例中用于最差情况的350Hz的3_dB频率的连续时间RC滤波器响应以及离散时间模型。图2显示实施例中用于测试这个技术的三个头戴式耳机的校准滤波器阿尔法(α )的幅度响应。图3显示实施例中用于测试这个技术的三个头戴式耳机的校准滤波器阿尔法的相位响应。峰值位置以及幅度被显示在表I中。图4显示实施例中来自图2的校准滤波器的幅度响应(实线)以及RC滤波器差异模型结果(虚线)。RC滤波器响应已经被偏移恒定增益(对6AB5、6C93和90B9分别是+1.75、+0.25和-3.25dB)并且非常好地与观察的响应匹配。图5显示实施例中来自图3的校准滤波器的相位响应(实线)以及RC滤波器差异模型结果(虚线)。在IOOOHz以下的一些范围内，RC滤波器的相位响应非常类似。注意，在IkHz以上具有极小幅度响应差异的头戴式耳机6C83具有非常大的相位差。正如所料，头戴式耳机6AB5和90B9具有趋向于零度的相位响应，但是由于未知的原因，90B9却不会趋向于零度。图6显示实施例中使用用于每个支路的标准增益目标的校准流程。延迟“d”是阿尔法滤波器的采样中的线性相位延迟。阿尔法滤波器可以是线性相位或者最小相位。图7显示实施例中用于头戴式耳机90B9的最初的OpO2以及补偿模型响应。损失是在IOOHz处的3.3dB，在200Hz处的1.1dB以及在300Hz处的0.4dB。图8显示实施例中用于头戴式耳机6AB5的最初的OpO2以及补偿模型响应。损失是在IOOHz处的6.4dB，在200Hz处的2.7dB以及在300Hz处的1.3dB。图9显示实施例中用于头戴式耳机6C83的最初的OpO2以及补偿模型响应。损失是在IOOHz处的9.4dB，在200Hz处的4.7dB以及在300Hz处的2.6dB。图10显示实施例中用于三个不同的头戴式耳机的补偿O1以及O2响应。在IOOHz处，在头戴式耳机90B9和6C83之间有7.0dB差异。图11显示实施例中，在补偿之前采用工厂校准(实线)和补偿之后(虚线)，对于三个头戴式耳机的校准 滤波器的幅度响应。除了 DC附近以外，有少许改变，其中，响应如预期地被降低。图12显示实施例中，使用工厂校准(实线)和补偿的艾利佛(Aliph)校准(虚线)，对于三个头戴式耳机的校准相位响应。仅仅低于500Hz的相位是这个测试所关心的；似乎与频率成正比的相位的添加用于所有补偿波形。作为最差的执行者的头戴式耳机90B9的最大值已经显著地从12+度减少到5度以下。在500Hz以下具有极小相位的头戴式耳机6AB5已经被增加，并且因而主张低于5度的相位响应应当没有被调节。头戴式耳机6C83中的最大值已经从-12.5度下跌到-8度。图13显示实施例中，使用工厂校准(实线)、艾利佛(Aliph)校准(点线)以及补偿艾利佛校准(虚线)，对于三个头戴式耳机的校准相位响应。在IkHz以下，头戴式耳机6AB5和6C83在工厂校准以及艾利佛校准中有显著的不一致一这很可能是6AB5的相位增加以及6C83的相位较少地减少的原因。不清楚为什么在工厂和艾利佛的校准对于这两种传声器变化——可以是在工厂或者艾利佛或者两者的传声器位移或者校准误差。对于头戴式耳机90B9的校准很好地适合，并且导致相位差显著地下跌一强调对准确的和可重复的校准的需要。图14是实施例中校准算法的流程图。顶部流程在第一个三秒激励(three-secondexcitation)上被执行并且产生用于每个传声器HP滤波器的模型。中间流程计算校正Oihat和O2hat的组合的振幅响应所需的低通滤波器。最终流程计算阿尔法滤波器。图15是实施例中在正常操作期间的校准滤波器的流程图。图16显示实施例中使用v4 (实线)和v5 (虚线)的六个测试头戴式耳机的幅度响应。在DC处的“闪光”已经被排除，通过响应，将IkHz的标准化差异本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：格雷戈里·C·伯内特，
申请(专利权)人：艾利佛有限公司，
类型：
国别省市：
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