包括多个音频传感器的设备及其操作方法技术

提供了一种操作设备的方法，所述设备包括多个音频传感器并被配置为使得当多个音频传感器中的第一音频传感器与设备的用户接触时，多个音频传感器中的第二音频传感器与空气接触，所述方法包括从多个音频传感器获得代表用户的语音的相应的音频信号；以及分析相应的音频信号以确定多个音频传感器中的哪一个（若有的话）与设备的用户接触。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】包括多个音频传感器的设备及其操作方法
本专利技术涉及一种包括诸如麦克风之类的多个音频传感器的设备及其操作方法，并且尤其涉及一种配置为使得当多个音频传感器中的第一音频传感器与设备的用户接触时，所述多个传感器中的第二传感器与空气接触的设备。
技术介绍
移动设备经常用在听觉上恶劣的环境（即存在许多背景噪声的环境）中。除了移动设备的用户在双向通信期间能够听到远端方（far-endparty）的问题之外，困难的是获得代表用户语音的“干净”（即没有噪声或噪声基本上降低）的音频信号。在捕捉的信噪比（SNR）较小的环境中，在可以利用“乐音”假象（artifact）使近端语音信号（即由移动设备中的麦克风获得的信号）失真之前，传统的语音处理算法仅仅可以执行有限量的噪声抑制。公知的是，与使用诸如麦克风（即与通过空气产生声音的对象相分离的麦克风）之类的空气-传导（AC）传感器获得的音频信号相比，使用诸如骨-传导（BC）或接触麦克风（即与产生声音的对象物理接触的麦克风）之类的接触传感器获得的音频信号相对不受背景噪声的影响，因为由BC麦克风所测量的声音振动是通过用户的身体传播，而不是如用普通的AC麦克风那样通过空气传播，所述普通的AC麦克风除了捕捉期望的音频信号之外也拾取背景噪声。此外，使用BC麦克风获得的音频信号的强度通常比使用AC麦克风获得的音频信号的强度高得多。所以，已经考虑将BC麦克风用于可能在嘈杂的环境中使用的设备。图1示出了在相同嘈杂的环境中使用BC麦克风获得的音频信号相对于使用AC麦克风获得的音频信号的高SNR特性。在图1中，纵轴示出了音频信号的幅值。然而，使用BC麦克风获得语音的问题在于其质量和清晰度通常比使用AC麦克风获得的语音的质量和清晰度低得多。清晰度的这种降低一般源自骨头和组织的滤波特性，其可以严重地衰减音频信号的高频成分。使用BC麦克风获得的语音的质量和清晰度取决于其在用户上的具体位置。麦克风设置得离在喉咙和颈部区域周围的喉头和声带越近，所得到的BC音频信号的质量和强度越好。此外，由于BC麦克风与产生声音的对象物理接触，所以得到的信号与AC音频信号相比具有更高的SNR，该AC音频信号也拾取背景噪声。然而，虽然使用在颈部区域中或在颈部区域周围设置的BC麦克风获得的语音将具有高得多的强度，但是信号的清晰度仍将非常低，其归因于通过在颈部区域中或在颈部区域周围的骨头和软组织对声门信号进行的滤波以及声道传送功能的缺失。使用BC麦克风获得的音频信号的特性也取决于BC麦克风的壳体（即它是否与环境中的背景噪声屏蔽开了）以及用于建立与用户的身体的接触而施加至BC麦克风的压力。所以，已经开发了旨在改进从BC麦克风获得的语音的清晰度的滤波或语音增强方法，但是这些方法通常需要存在干净的语音参考信号，从而构建均衡滤波器以应用于来自BC麦克风的音频信号，或者需要使用来自AC麦克风的干净的音频信号来训练特定于用户的模型。存在旨在使用来自BC麦克风的语音信号的特性来改进从AC麦克风中获得的语音的清晰度的替代的方法。
技术实现思路
移动个人应急响应系统（MPERS）包括用户佩戴的垂饰或类似的设备，其包括用于使用户能够在紧急情况下与保健提供者或应急服务联络。因为这些设备可能必须用在嘈杂的环境中，期望提供一种给出来自所述用户的可能的最佳语音的设备，所以已经考虑在这些设备中使用BC麦克风和AC麦克风。然而，因为垂饰可以相对于所述用户自由地移动（例如，通过转动），所以经过一段时间，与用户接触的特定麦克风可能改变（即麦克风可能在这一刻是BC麦克风，而在下一刻是AC麦克风）。也可能是，在给定的时刻，没有麦克风与用户接触（即所有的麦克风都是AC麦克风）。这导致在设备2中的随后的电路处理所述音频信号从而产生增强后的音频信号的问题，因为具体的处理操作通常针对特定的（即BC或AC）音频信号执行。所以，需要一种克服该问题的设备及其操作方法。根据本专利技术的第一方案，提供了一种操作设备的方法，所述设备包括多个音频传感器，并且被配置为使得当多个音频传感器中的第一音频传感器与设备的用户接触时，多个音频传感器中的第二音频传感器与空气接触，所述方法包括：从多个音频传感器获得代表用户的语音的相应的音频信号；以及分析所述相应的音频信号以确定多个音频传感器中的哪一个（若有的话）与设备的用户接触。优选地，分析的步骤包括分析每个音频信号的频谱特性。更优选地，分析的步骤包括分析所述相应的音频信号在阈值频率以上的功率。如果音频传感器的相应的音频信号在所述阈值频率以上的所述功率比来自另一个音频传感器的音频信号在所述阈值频率以上的功率小预定量以上，则可以确定所述音频传感器与所述设备的所述用户接触。在一个具体的实施例中，分析的步骤包括：将N点傅里叶变换应用于每个音频信号；针对每个经傅里叶变换的音频信号，确定关于在阈值频率以下的功率频谱的信息；根据所确定的信息使来自两个传感器的所述经傅里叶变换的音频信号相对于彼此归一化；以及比较归一化的经傅里叶变换的音频信号在所述阈值频率以上的功率频谱，以确定所述多个音频传感器中的哪一个音频传感器（若有的话）与所述设备的所述用户接触。在一种实施方式中，确定信息的步骤包括：针对每个所述经傅里叶变换的音频信号，确定在所述阈值频率以下的所述功率频谱中的最大波峰值；但是在替代的实施方式中，确定信息的步骤包括：针对每个所述经傅里叶变换的音频信号，对所述阈值频率以下的所述功率频谱进行求和。如果音频传感器的相应的经傅里叶变换的音频信号在所述阈值频率以上的功率频谱比来自另一个音频传感器的经傅里叶变换的音频信号在所述阈值频率以上的功率频谱小预定量以上，则可以确定所述音频传感器与所述设备的所述用户接触。如果所述经傅里叶变换的音频信号在所述阈值频率以上的功率频谱相差预定量以下，则可以确定没有音频传感器与所述设备的所述用户接触。优选地，所述方法进一步包括以下步骤：将所述音频信号提供给电路，该电路处理所述音频信号以根据分析步骤的结果产生代表所述用户的所述语音的输出音频信号。根据本专利技术的第二方案，提供了一种设备，包括：多个音频传感器，布置在所述设备中，使得当所述多个音频传感器中的第一音频传感器与所述设备的用户接触时，所述多个音频传感器中的第二音频传感器与空气接触；以及电路，其被配置为：从所述多个音频传感器获得代表用户的语音的相应的音频信号；并且分析所述相应的音频信号以确定所述多个音频传感器中的哪一个音频传感器（若有的话）与所述设备的所述用户接触。优选地，所述电路被配置为分析所述相应的音频信号在阈值频率以上的功率。在具体的实施例中，所述电路被配置为通过以下步骤分析所述相应的音频信号：将N点傅里叶变换应用于每个音频信号；针对每个经傅里叶变换的音频信号，确定关于在阈值频率以下的功率频谱的信息；根据所确定的信息使来自两个传感器的所述经傅里叶变换的音频信号相对于彼此归一化；以及比较归一化的经傅里叶变换的音频信号在所述阈值频率以上的功率频谱，以确定所述多个音频传感器中的哪一个音频传感器（若有的话）与所述设备的所述用户接触。优选地所述设备进一步包括：处理电路，用于接收所述音频信号，并且用于处理所述音频信号以产生代表所述用户的所述语音的输出音频信号。根据本专利技术的第三方案，提供了一种包括计算机可读代本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.11.24 EP 10192400.91.一种操作设备的方法，所述设备包括多个音频传感器，并且被配置为使得当所述多个音频传感器中的第一音频传感器与所述设备的用户接触时，所述多个音频传感器中的第二音频传感器与空气接触，其中，所述第一音频传感器充当骨-传导或接触音频传感器，并且所述第二音频传感器充当空气-传导音频传感器，所述方法包括：从所述多个音频传感器获得代表用户的语音的相应的音频信号(101)；以及分析所述相应的音频信号以确定所述多个音频传感器中的哪一个音频传感器，若有的话，与所述设备的所述用户接触(103、105)。2.根据权利要求1所述的方法，其中，分析的步骤(103、105)包括分析每个所述音频信号的频谱特性。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，分析的步骤(103、105)包括分析所述相应的音频信号在阈值频率以上的功率。4.根据权利要求3所述的方法，其中，如果音频传感器的相应的音频信号在所述阈值频率以上的所述功率比来自另一个音频传感器的音频信号在所述阈值频率以上的功率小预定量以上，则确定所述音频传感器与所述设备的所述用户接触。5.根据权利要求1、2和4中的任意一项所述的方法，其中分析的步骤(103，105)包括：将N点傅里叶变换应用于每个音频信号(113)；针对每个经傅里叶变换的音频信号，确定关于在阈值频率以下的功率频谱的信息(113)；根据所确定的信息使来自两个传感器的所述经傅里叶变换的音频信号相对于彼此归一化(115)；以及比较归一化的经傅里叶变换的音频信号在所述阈值频率以上的功率频谱，以确定所述多个音频传感器中的哪一个音频传感器，若有的话，与所述设备的所述用户接触(117)。6.根据权利要求5所述的方法，其中确定信息的步骤包括：针对每个所述经傅里叶变换的音频信号，确定在所述阈值频率以下的所述功率频谱中的最大波峰值(115)。7.根据权利要求5所述的方法，其中确定信息的步骤包括：针对每个所述经傅里叶变换的音频信号，对所述阈值频率以下的所述功率频谱进行求和(115)。8.根据权利要求5所述的方法，其中，如果音频传感器的相应的经傅里叶变换的音频信号在所述阈值频率以上的功率频谱比来自另一个音频传感器的经傅里叶变换的音频信号在所述阈值频率以上的功率频谱小预定量以上，则确定所述音频传感器与所述设备的所述用户接触。9.根据权利要求5所述的方法，其中，如果所述经傅里叶变换的音频信号在所述阈值频率以上的功率频谱相差预定量以下，则确定没有音频传感器与所述设备的所述用户接触。10.根据权利要求1、2和4中的任意一项所述的方法，进一步包括以下步骤：将所述音频信号提供给电路，该电路处理所述音频信号以根据分析步骤的结果产生代表所述用户的所述语音的输出音频信号。11.一种包括多个音频传感器(4、6)的设备(2)，其中所述多个音频传感器(4、6)被布置在所述设备(2)中，使得当所述多个音频传感器(4、6)中的第一音频传感器(4、6)与所述设备(2)的用户接触时，所述多个音频传感器(4、6)中的第二音频传感器(4、6)与空气接触，其中，所述第一音频传感器充当骨-传导或接触音频传感器，并且所述第二音频传感器充当空气-传导音频传感器，所述设备还包括：电路(7)，其被配置为：从所述多个音频传感器(4、6)获得代表用户的语音的相应的音频信号；并且分析所述相应的音频信号以确定所述多个音频传感器(4、6)中的哪一个音频传感器，若有的话，与所述设备(2)的所述用户接触。12.根据权利要求11所述的设备(2)，其中，所述电路(7)被配置为分析所述相应的音频信号在阈值频率以上的功率。13.根据权利要求11或12所述的设备(2)，其中，所述电路(7)被配置为通过以下步骤分析所述相应的音频信号：将N点傅里叶变换应用于每个音频信号；针对每个经傅里叶变换的音频信号，确定关于在阈值频率以下的功率频谱的信息...

【专利技术属性】
技术研发人员：P·克基基安，W·A·M·A·M·范登敦根，
申请(专利权)人：皇家飞利浦电子股份有限公司，
类型：
国别省市：