包括多個音頻傳感器的設備及其操作方法技術

提供了一種操作設備的方法，所述設備包括多個音頻傳感器并被配置為使得當多個音頻傳感器中的第一音頻傳感器與設備的用戶接觸時，多個音頻傳感器中的第二音頻傳感器與空氣接觸，所述方法包括從多個音頻傳感器獲得代表用戶的語音的相應的音頻信號；以及分析相應的音頻信號以確定多個音頻傳感器中的哪一個（若有的話）與設備的用戶接觸。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】包括多個音頻傳感器的設備及其操作方法
本專利技術涉及一種包括諸如麥克風之類的多個音頻傳感器的設備及其操作方法，并且尤其涉及一種配置為使得當多個音頻傳感器中的第一音頻傳感器與設備的用戶接觸時，所述多個傳感器中的第二傳感器與空氣接觸的設備。
技術介紹
移動設備經常用在聽覺上惡劣的環境（即存在許多背景噪聲的環境）中。除了移動設備的用戶在雙向通信期間能夠聽到遠端方（far-endparty）的問題之外，困難的是獲得代表用戶語音的“干凈”（即沒有噪聲或噪聲基本上降低）的音頻信號。在捕捉的信噪比（SNR）較小的環境中，在可以利用“樂音”假象（artifact）使近端語音信號（即由移動設備中的麥克風獲得的信號）失真之前，傳統的語音處理算法僅僅可以執行有限量的噪聲抑制。公知的是，與使用諸如麥克風（即與通過空氣產生聲音的對象相分離的麥克風）之類的空氣-傳導（AC）傳感器獲得的音頻信號相比，使用諸如骨-傳導（BC）或接觸麥克風（即與產生聲音的對象物理接觸的麥克風）之類的接觸傳感器獲得的音頻信號相對不受背景噪聲的影響，因為由BC麥克風所測量的聲音振動是通過用戶的身體傳播，而不是如用普通的AC麥克風那樣通過空氣傳播，所述普通的AC麥克風除了捕捉期望的音頻信號之外也拾取背景噪聲。此外，使用BC麥克風獲得的音頻信號的強度通常比使用AC麥克風獲得的音頻信號的強度高得多。所以，已經考慮將BC麥克風用于可能在嘈雜的環境中使用的設備。圖1示出了在相同嘈雜的環境中使用BC麥克風獲得的音頻信號相對于使用AC麥克風獲得的音頻信號的高SNR特性。在圖1中，縱軸示出了音頻信號的幅值。然而，使用BC麥克風獲得語音的問題在于其質量和清晰度通常比使用AC麥克風獲得的語音的質量和清晰度低得多。清晰度的這種降低一般源自骨頭和組織的濾波特性，其可以嚴重地衰減音頻信號的高頻成分。使用BC麥克風獲得的語音的質量和清晰度取決于其在用戶上的具體位置。麥克風設置得離在喉嚨和頸部區域周圍的喉頭和聲帶越近，所得到的BC音頻信號的質量和強度越好。此外，由于BC麥克風與產生聲音的對象物理接觸，所以得到的信號與AC音頻信號相比具有更高的SNR，該AC音頻信號也拾取背景噪聲。然而，雖然使用在頸部區域中或在頸部區域周圍設置的BC麥克風獲得的語音將具有高得多的強度，但是信號的清晰度仍將非常低，其歸因于通過在頸部區域中或在頸部區域周圍的骨頭和軟組織對聲門信號進行的濾波以及聲道傳送功能的缺失。使用BC麥克風獲得的音頻信號的特性也取決于BC麥克風的殼體（即它是否與環境中的背景噪聲屏蔽開了）以及用于建立與用戶的身體的接觸而施加至BC麥克風的壓力。所以，已經開發了旨在改進從BC麥克風獲得的語音的清晰度的濾波或語音增強方法，但是這些方法通常需要存在干凈的語音參考信號，從而構建均衡濾波器以應用于來自BC麥克風的音頻信號，或者需要使用來自AC麥克風的干凈的音頻信號來訓練特定于用戶的模型。存在旨在使用來自BC麥克風的語音信號的特性來改進從AC麥克風中獲得的語音的清晰度的替代的方法。
技術實現思路
移動個人應急響應系統（MPERS）包括用戶佩戴的垂飾或類似的設備，其包括用于使用戶能夠在緊急情況下與保健提供者或應急服務聯絡。因為這些設備可能必須用在嘈雜的環境中，期望提供一種給出來自所述用戶的可能的最佳語音的設備，所以已經考慮在這些設備中使用BC麥克風和AC麥克風。然而，因為垂飾可以相對于所述用戶自由地移動（例如，通過轉動），所以經過一段時間，與用戶接觸的特定麥克風可能改變（即麥克風可能在這一刻是BC麥克風，而在下一刻是AC麥克風）。也可能是，在給定的時刻，沒有麥克風與用戶接觸（即所有的麥克風都是AC麥克風）。這導致在設備2中的隨后的電路處理所述音頻信號從而產生增強后的音頻信號的問題，因為具體的處理操作通常針對特定的（即BC或AC）音頻信號執行。所以，需要一種克服該問題的設備及其操作方法。根據本專利技術的第一方案，提供了一種操作設備的方法，所述設備包括多個音頻傳感器，并且被配置為使得當多個音頻傳感器中的第一音頻傳感器與設備的用戶接觸時，多個音頻傳感器中的第二音頻傳感器與空氣接觸，所述方法包括：從多個音頻傳感器獲得代表用戶的語音的相應的音頻信號；以及分析所述相應的音頻信號以確定多個音頻傳感器中的哪一個（若有的話）與設備的用戶接觸。優選地，分析的步驟包括分析每個音頻信號的頻譜特性。更優選地，分析的步驟包括分析所述相應的音頻信號在閾值頻率以上的功率。如果音頻傳感器的相應的音頻信號在所述閾值頻率以上的所述功率比來自另一個音頻傳感器的音頻信號在所述閾值頻率以上的功率小預定量以上，則可以確定所述音頻傳感器與所述設備的所述用戶接觸。在一個具體的實施例中，分析的步驟包括：將N點傅里葉變換應用于每個音頻信號；針對每個經傅里葉變換的音頻信號，確定關于在閾值頻率以下的功率頻譜的信息；根據所確定的信息使來自兩個傳感器的所述經傅里葉變換的音頻信號相對于彼此歸一化；以及比較歸一化的經傅里葉變換的音頻信號在所述閾值頻率以上的功率頻譜，以確定所述多個音頻傳感器中的哪一個音頻傳感器（若有的話）與所述設備的所述用戶接觸。在一種實施方式中，確定信息的步驟包括：針對每個所述經傅里葉變換的音頻信號，確定在所述閾值頻率以下的所述功率頻譜中的最大波峰值；但是在替代的實施方式中，確定信息的步驟包括：針對每個所述經傅里葉變換的音頻信號，對所述閾值頻率以下的所述功率頻譜進行求和。如果音頻傳感器的相應的經傅里葉變換的音頻信號在所述閾值頻率以上的功率頻譜比來自另一個音頻傳感器的經傅里葉變換的音頻信號在所述閾值頻率以上的功率頻譜小預定量以上，則可以確定所述音頻傳感器與所述設備的所述用戶接觸。如果所述經傅里葉變換的音頻信號在所述閾值頻率以上的功率頻譜相差預定量以下，則可以確定沒有音頻傳感器與所述設備的所述用戶接觸。優選地，所述方法進一步包括以下步驟：將所述音頻信號提供給電路，該電路處理所述音頻信號以根據分析步驟的結果產生代表所述用戶的所述語音的輸出音頻信號。根據本專利技術的第二方案，提供了一種設備，包括：多個音頻傳感器，布置在所述設備中，使得當所述多個音頻傳感器中的第一音頻傳感器與所述設備的用戶接觸時，所述多個音頻傳感器中的第二音頻傳感器與空氣接觸；以及電路，其被配置為：從所述多個音頻傳感器獲得代表用戶的語音的相應的音頻信號；并且分析所述相應的音頻信號以確定所述多個音頻傳感器中的哪一個音頻傳感器（若有的話）與所述設備的所述用戶接觸。優選地，所述電路被配置為分析所述相應的音頻信號在閾值頻率以上的功率。在具體的實施例中，所述電路被配置為通過以下步驟分析所述相應的音頻信號：將N點傅里葉變換應用于每個音頻信號；針對每個經傅里葉變換的音頻信號，確定關于在閾值頻率以下的功率頻譜的信息；根據所確定的信息使來自兩個傳感器的所述經傅里葉變換的音頻信號相對于彼此歸一化；以及比較歸一化的經傅里葉變換的音頻信號在所述閾值頻率以上的功率頻譜，以確定所述多個音頻傳感器中的哪一個音頻傳感器（若有的話）與所述設備的所述用戶接觸。優選地所述設備進一步包括：處理電路，用于接收所述音頻信號，并且用于處理所述音頻信號以產生代表所述用戶的所述語音的輸出音頻信號。根據本專利技術的第三方案，提供了一種包括計算機可讀代本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2010.11.24 EP 10192400.91.一種操作設備的方法，所述設備包括多個音頻傳感器，并且被配置為使得當所述多個音頻傳感器中的第一音頻傳感器與所述設備的用戶接觸時，所述多個音頻傳感器中的第二音頻傳感器與空氣接觸，其中，所述第一音頻傳感器充當骨-傳導或接觸音頻傳感器，并且所述第二音頻傳感器充當空氣-傳導音頻傳感器，所述方法包括：從所述多個音頻傳感器獲得代表用戶的語音的相應的音頻信號(101)；以及分析所述相應的音頻信號以確定所述多個音頻傳感器中的哪一個音頻傳感器，若有的話，與所述設備的所述用戶接觸(103、105)。2.根據權利要求1所述的方法，其中，分析的步驟(103、105)包括分析每個所述音頻信號的頻譜特性。3.根據權利要求1或2所述的方法，其中，分析的步驟(103、105)包括分析所述相應的音頻信號在閾值頻率以上的功率。4.根據權利要求3所述的方法，其中，如果音頻傳感器的相應的音頻信號在所述閾值頻率以上的所述功率比來自另一個音頻傳感器的音頻信號在所述閾值頻率以上的功率小預定量以上，則確定所述音頻傳感器與所述設備的所述用戶接觸。5.根據權利要求1、2和4中的任意一項所述的方法，其中分析的步驟(103，105)包括：將N點傅里葉變換應用于每個音頻信號(113)；針對每個經傅里葉變換的音頻信號，確定關于在閾值頻率以下的功率頻譜的信息(113)；根據所確定的信息使來自兩個傳感器的所述經傅里葉變換的音頻信號相對于彼此歸一化(115)；以及比較歸一化的經傅里葉變換的音頻信號在所述閾值頻率以上的功率頻譜，以確定所述多個音頻傳感器中的哪一個音頻傳感器，若有的話，與所述設備的所述用戶接觸(117)。6.根據權利要求5所述的方法，其中確定信息的步驟包括：針對每個所述經傅里葉變換的音頻信號，確定在所述閾值頻率以下的所述功率頻譜中的最大波峰值(115)。7.根據權利要求5所述的方法，其中確定信息的步驟包括：針對每個所述經傅里葉變換的音頻信號，對所述閾值頻率以下的所述功率頻譜進行求和(115)。8.根據權利要求5所述的方法，其中，如果音頻傳感器的相應的經傅里葉變換的音頻信號在所述閾值頻率以上的功率頻譜比來自另一個音頻傳感器的經傅里葉變換的音頻信號在所述閾值頻率以上的功率頻譜小預定量以上，則確定所述音頻傳感器與所述設備的所述用戶接觸。9.根據權利要求5所述的方法，其中，如果所述經傅里葉變換的音頻信號在所述閾值頻率以上的功率頻譜相差預定量以下，則確定沒有音頻傳感器與所述設備的所述用戶接觸。10.根據權利要求1、2和4中的任意一項所述的方法，進一步包括以下步驟：將所述音頻信號提供給電路，該電路處理所述音頻信號以根據分析步驟的結果產生代表所述用戶的所述語音的輸出音頻信號。11.一種包括多個音頻傳感器(4、6)的設備(2)，其中所述多個音頻傳感器(4、6)被布置在所述設備(2)中，使得當所述多個音頻傳感器(4、6)中的第一音頻傳感器(4、6)與所述設備(2)的用戶接觸時，所述多個音頻傳感器(4、6)中的第二音頻傳感器(4、6)與空氣接觸，其中，所述第一音頻傳感器充當骨-傳導或接觸音頻傳感器，并且所述第二音頻傳感器充當空氣-傳導音頻傳感器，所述設備還包括：電路(7)，其被配置為：從所述多個音頻傳感器(4、6)獲得代表用戶的語音的相應的音頻信號；并且分析所述相應的音頻信號以確定所述多個音頻傳感器(4、6)中的哪一個音頻傳感器，若有的話，與所述設備(2)的所述用戶接觸。12.根據權利要求11所述的設備(2)，其中，所述電路(7)被配置為分析所述相應的音頻信號在閾值頻率以上的功率。13.根據權利要求11或12所述的設備(2)，其中，所述電路(7)被配置為通過以下步驟分析所述相應的音頻信號：將N點傅里葉變換應用于每個音頻信號；針對每個經傅里葉變換的音頻信號，確定關于在閾值頻率以下的功率頻譜的信息...

【專利技術屬性】
技術研發人員：P·克基基安，W·A·M·A·M·范登敦根，
申請(專利權)人：皇家飛利浦電子股份有限公司，
類型：
國別省市：