專(zhuān)利名稱(chēng)：用于多麥克風(fēng)位置選擇性處理的系統(tǒng)、方法、設(shè)備和計(jì)算機(jī)可讀媒體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及信號(hào)處理。
背景技術(shù)：
先前在安靜的辦公室或家庭環(huán)境中進(jìn)行的許多活動(dòng)現(xiàn)今是在聲響可變的情形(如汽車(chē)、街道或咖啡館)中執(zhí)行。舉例來(lái)說(shuō)，一個(gè)人可能需要使用話音通信通道與另一個(gè)人通信。所述通道可(例如)由移動(dòng)無(wú)線手持機(jī)或頭戴式耳機(jī)(headset)、對(duì)講機(jī)、雙向無(wú)線電、車(chē)載套件(car-kit)或另一通信裝置提供。因此，在用戶由其它人包圍的環(huán)境(具有在人們趨向于聚集的地方通常遇到的種類(lèi)的噪聲內(nèi)容)中使用便攜式音頻感測(cè)裝置(例如，智能電話、手持機(jī)及/或頭戴式耳機(jī))發(fā)生大量的話音通信。此噪聲趨向于使在電話對(duì)話的遠(yuǎn)端的用戶分心或受到干擾。此外，許多標(biāo)準(zhǔn)自動(dòng)化商業(yè)交易(例如，賬戶結(jié)余或股票報(bào)價(jià)檢查)采用以話音辨識(shí)為基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)查詢(xún)，且干擾性噪聲可能顯著地妨礙這些系統(tǒng)的準(zhǔn)確度。對(duì)于通信發(fā)生于有噪聲環(huán)境中的應(yīng)用來(lái)說(shuō)，可能需要分離所要的語(yǔ)音信號(hào)與背景噪聲?？蓪⒃肼暥x為干擾所要信號(hào)或以其它方式使所要信號(hào)降級(jí)的所有信號(hào)的組合。背景噪聲可包含在聲環(huán)境(例如其它人的背景對(duì)話)內(nèi)產(chǎn)生的眾多噪聲信號(hào)，以及從所要信號(hào)及/或其它信號(hào)中的任一者產(chǎn)生的反射及回響。除非分離所要的語(yǔ)音信號(hào)與背景噪聲，否則可能難以可靠及有效地使用所要的語(yǔ)音信號(hào)。在一個(gè)特定實(shí)例中，在有噪聲環(huán)境中產(chǎn)生語(yǔ)音信號(hào)，且使用語(yǔ)音處理方法來(lái)分離語(yǔ)音信號(hào)與環(huán)境噪聲。在移動(dòng)環(huán)境中遇到的噪聲可包含多種不同分量，例如競(jìng)爭(zhēng)的講話者、音樂(lè)、混串音(babble)、街道噪聲及/或機(jī)場(chǎng)噪聲。因?yàn)榇嗽肼暤奶卣魍ǔＪ遣环€(wěn)定的且接近于用戶自己的頻率特征，所以可能難以使用傳統(tǒng)的單麥克風(fēng)或固定式射束成形型方法來(lái)模型化所述噪聲。單麥克風(fēng)噪聲降低技術(shù)通常需要顯著的參數(shù)調(diào)整來(lái)實(shí)現(xiàn)最佳性能。舉例來(lái)說(shuō)，在這些狀況下可能無(wú)法直接獲得合適的噪聲參考，且可能有必須間接地導(dǎo)出噪聲參考。因此，可能需要以多麥克風(fēng)為基礎(chǔ)的高級(jí)信號(hào)處理來(lái)支持將移動(dòng)裝置用于有噪聲環(huán)境中的話音通信。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)一般配置的音頻信號(hào)處理的方法包含計(jì)算由第一對(duì)麥克風(fēng)接收的第一聲音分量相對(duì)于所述第一對(duì)麥克風(fēng)的到達(dá)方向的第一指示；以及計(jì)算由第二對(duì)麥克風(fēng)接收的第二聲音分量相對(duì)于所述第二對(duì)麥克風(fēng)的到達(dá)方向的第二指示。此方法還包含基于所述第一和第二方向指示而控制音頻信號(hào)的增益以產(chǎn)生輸出信號(hào)。在此方法中，所述第一對(duì)的麥克風(fēng)位于用戶的頭的中間矢狀面的第一側(cè)，所述第二對(duì)的麥克風(fēng)位于所述中間矢狀面的與所述第一側(cè)相對(duì)的第二側(cè)，且所述第一對(duì)與所述第二對(duì)分離至少10厘米。還揭示具有有形特征的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)媒體(例如，非暫時(shí)性媒體)，所述有形特征致使讀取所述特征的機(jī)器執(zhí)行此方法。根據(jù)一般配置的用于音頻信號(hào)處理的設(shè)備包含用于計(jì)算由第一對(duì)麥克風(fēng)接收的第一聲音分量相對(duì)于所述第一對(duì)麥克風(fēng)的到達(dá)方向的第一指示的裝置；以及用于計(jì)算由第二對(duì)麥克風(fēng)接收的第二聲音分量相對(duì)于所述第二對(duì)麥克風(fēng)的到達(dá)方向的第二指不的裝置。此設(shè)備還包含用于基于所述第一和第二方向指示而控制音頻信號(hào)的增益的裝置。在此設(shè)備中，所述第一對(duì)的麥克風(fēng)位于用戶的頭的中間矢狀面的第一側(cè)，所述第二對(duì)的麥克風(fēng)位于所述中間矢狀面的與所述第一側(cè)相對(duì)的第二側(cè)，且所述第一對(duì)與所述第二對(duì)分離至少10厘米。根據(jù)一般配置的用于音頻信號(hào)處理的設(shè)備包含第一對(duì)麥克風(fēng)，其經(jīng)配置以在所 述設(shè)備的使用期間位于用戶的頭的中間矢狀面的第一側(cè)；以及第二對(duì)麥克風(fēng)，其經(jīng)配置以在所述設(shè)備的所述使用期間位于所述中間矢狀面的與所述第一側(cè)相對(duì)的第二側(cè)。在此設(shè)備中，所述第一對(duì)經(jīng)配置以在所述設(shè)備的所述使用期間與所述第二對(duì)分離至少10厘米。此設(shè)備還包含第一方向指示計(jì)算器，其經(jīng)配置以計(jì)算由所述第一對(duì)麥克風(fēng)接收的第一聲音分量相對(duì)于所述第一對(duì)麥克風(fēng)的到達(dá)方向的第一指示；以及第二方向指示計(jì)算器，其經(jīng)配置以計(jì)算由所述第二對(duì)麥克風(fēng)接收的第二聲音分量相對(duì)于所述第二對(duì)麥克風(fēng)的到達(dá)方向的第二指示。此設(shè)備還包含增益控制模塊，其經(jīng)配置以基于所述第一和第二方向指示而控制音頻信號(hào)的增益。


圖1和2展示用于話音通信的頭戴式耳機(jī)DlOO的典型使用情況的俯視圖。圖3A展示根據(jù)一般配置的系統(tǒng)SlOO的框圖。圖3B展示在系統(tǒng)SlOO的使用期間麥克風(fēng)ML10、ML20、MR10和MR20的相對(duì)放置的實(shí)例。圖4A展示耳杯ECRlO的水平橫截面。圖4B展示耳杯ECR20的水平橫截面。圖4C展示耳杯ECRlO的實(shí)施方案ECR12的水平橫截面。圖5A和5B分別展示系統(tǒng)SlOO作為一對(duì)頭戴受話器的實(shí)施方案的典型使用情況的俯視圖和正視圖。圖6A展示在用戶的頭的冠狀面中相對(duì)于正交于用戶的頭的中間矢狀面的線的各種角范圍的實(shí)例。圖6B展示在正交于中間矢狀面和冠狀面的橫向平面中相對(duì)于正交于用戶的頭的中間矢狀面的線的各種角范圍的實(shí)例。圖7A展示麥克風(fēng)對(duì)ML10、ML20和MR10、MR20的放置的實(shí)例。圖7B展示麥克風(fēng)對(duì)ML10、ML20和MR10、MR20的放置的實(shí)例。
圖8A展示陣列R100R的實(shí)施方案R200R的框圖。圖8B展示陣列R200R的實(shí)施方案R210R的框圖。圖9A展示設(shè)備AlOO的實(shí)施方案AllO的框圖。圖9B展示設(shè)備AllO的實(shí)施方案A120的框圖。圖1OA和IOB展示其中方向計(jì)算器DClOR指示源相對(duì)于麥克風(fēng)對(duì)MRlO和MR20的到達(dá)方向(DOA)的實(shí)例。 圖1OC展示不對(duì)稱(chēng)陣列的射束圖案的實(shí)例。圖1lA展示方向指示計(jì)算器DClOR的實(shí)施方案DC20R的實(shí)例的框圖。圖1lB展示方向指示計(jì)算器DClOR的實(shí)施方案DC30R的框圖。圖12和13展示射束成形器射束圖案的實(shí)例。圖14說(shuō)明DOA估計(jì)的反向投射方法。圖15A和15B展示計(jì)算器DC12R的實(shí)施方案的基于扇區(qū)的應(yīng)用的俯視圖。圖16A到16D展示方向性掩蔽函數(shù)的個(gè)別實(shí)例。圖17展示不同的兩組三個(gè)方向性掩蔽函數(shù)的實(shí)例。圖18展示將如圖17所示的一組三個(gè)方向性掩蔽函數(shù)應(yīng)用于同一多通道音頻信號(hào)的結(jié)果的量值對(duì)時(shí)間的繪圖。圖19展示麥克風(fēng)對(duì)MR10、MR20的典型使用情況的實(shí)例。圖20A到20C展示說(shuō)明在噪聲減少模式中系統(tǒng)的操作原理的俯視圖。圖21A到21C展示說(shuō)明在噪聲減少模式中系統(tǒng)的操作原理的俯視圖。圖22A到22C展示說(shuō)明在噪聲減少模式中系統(tǒng)的操作原理的俯視圖。圖23A到23C展示說(shuō)明在噪聲減少模式中系統(tǒng)的操作原理的俯視圖。圖24A展示設(shè)備A120的實(shí)施方案A130的框圖。圖24B到24C和26B到26D展示麥克風(fēng)MClO的放置的額外實(shí)例。圖25A展示安裝在模擬器上的系統(tǒng)SlOO的實(shí)施方案的正視圖。圖25B和26A分別在模擬器的左側(cè)視圖中展示麥克風(fēng)放置和定向的實(shí)例。圖27展示設(shè)備AllO的實(shí)施方案A140的框圖。圖28展示設(shè)備AllO的實(shí)施方案A210的框圖。圖29A到29C展示說(shuō)明在助聽(tīng)器模式中系統(tǒng)的操作原理的俯視圖。圖30A到30C展示說(shuō)明在助聽(tīng)器模式中系統(tǒng)的操作原理的俯視圖。圖31A到31C展示說(shuō)明在助聽(tīng)器模式中系統(tǒng)的操作原理的俯視圖。圖32展示測(cè)試布置的實(shí)例。圖33展示在助聽(tīng)器模式中的此測(cè)試的結(jié)果。圖34展示設(shè)備A210的實(shí)施方案A220的框圖。圖35展示設(shè)備AllO和A210的實(shí)施方案A300的框圖。圖36A展示根據(jù)一般配置的方法NlOO的流程圖。圖36B展示根據(jù)一般配置的方法N200的流程圖。圖37展示根據(jù)一般配置的方法N300的流程圖。圖38A展示根據(jù)一般配置的方法MlOO的流程圖。圖38B展示根據(jù)一般配置的設(shè)備MF100的框圖。
圖39展示包含系統(tǒng)SlOO的實(shí)施方案的通信裝置DlO的框圖。
具體實(shí)施例方式由便攜式感測(cè)裝置感測(cè)的聲信號(hào)可含有從不同的源(例如，所要的聲源，例如用戶的嘴，和一個(gè)或一個(gè)以上干擾源)接收的分量。可能希望在時(shí)間和/或頻率上分離所接收信號(hào)中的這些分量。舉例來(lái)說(shuō)，可能希望區(qū)別用戶的話音與擴(kuò)散背景噪聲和其它方向性聲音。圖1和2展示用于話音通信(例如，Bluetooth 頭戴式耳機(jī))的頭戴式耳機(jī)DlOO的典型使用情況的俯視圖，頭戴式耳機(jī)DlOO包含雙麥克風(fēng)陣列MClO和MC20且佩戴于用戶的耳朵上。大體上，此陣列可用以支持具有不同到達(dá)方向的信號(hào)分量之間的區(qū)分。然而，到 達(dá)方向的指示可能不足以區(qū)別從遠(yuǎn)離的源接收但在同一方向上的干擾聲。替代地或另外，可能希望根據(jù)裝置與源(例如，所要的源，例如用戶的嘴，或干擾源，例如另一揚(yáng)聲器)之間的距離來(lái)區(qū)分信號(hào)分量。然而，便攜式音頻感測(cè)裝置的尺寸通常太小而無(wú)法允許足夠大的麥克風(fēng)間距來(lái)支持有效的聲測(cè)距。而且，從麥克風(fēng)陣列獲得范圍信息的方法通常取決于麥克風(fēng)之間的測(cè)量增益差，且獲取可靠的增益差測(cè)量值通常需要執(zhí)行和維持麥克風(fēng)相對(duì)于彼此的增益響應(yīng)的校準(zhǔn)。描述一種基于四麥克風(fēng)頭戴式耳機(jī)的范圍選擇性聲成像系統(tǒng)。所提出的系統(tǒng)包含兩個(gè)側(cè)邊安裝的麥克風(fēng)陣列(例如，若干對(duì))且使用來(lái)自每一陣列的方向性信息來(lái)界定用戶的嘴周?chē)挠傻竭_(dá)方向(DOA)和范圍限定的區(qū)。當(dāng)使用相位差來(lái)指示到達(dá)方向時(shí)，此系統(tǒng)可經(jīng)配置以根據(jù)范圍來(lái)分離信號(hào)分量，而不需要校準(zhǔn)相對(duì)于彼此的麥克風(fēng)增益。用于此系統(tǒng)的應(yīng)用的實(shí)例包含從背景噪聲提取用戶的話音和/或在用戶的前方、后方和/或任一側(cè)成像不同的空間區(qū)。除非由其上下文明確限制，否則本文中使用術(shù)語(yǔ)“信號(hào)”來(lái)指示其普通意義中的任一者，包含在電線、總線或其它傳輸媒體上表達(dá)的存儲(chǔ)器位置(或存儲(chǔ)器位置集合)的狀態(tài)。除非由其上下文明確限制，否則本文中使用術(shù)語(yǔ)“產(chǎn)生”來(lái)指示其普通意義中的任一者，例如計(jì)算或以另外方式產(chǎn)生。除非由其上下文明確限制，否則本文中使用術(shù)語(yǔ)“計(jì)算”來(lái)指示其普通意義中的任一者，例如運(yùn)算、估計(jì)、平滑和/或從多個(gè)值中進(jìn)行選擇。除非由其上下文明確限制，否則使用術(shù)語(yǔ)“獲得”來(lái)指示其普通意義中的任一者，例如計(jì)算、導(dǎo)出、接收(例如，從外部裝置)和/或檢索(例如，從存儲(chǔ)元件陣列)。除非由其上下文明確限制，否則使用術(shù)語(yǔ)“選擇”來(lái)指示其普通意義中的任一者，例如識(shí)別、指示、應(yīng)用和/或使用兩者或兩者以上的集合中的至少一者且少于全部。在術(shù)語(yǔ)“包括”用于本描述和權(quán)利要求書(shū)中的情況下，其不排除其它元件或操作。術(shù)語(yǔ)“基于”(如在“A基于B”中)用以指示其普通意義中的任一者，包含如下情況(i) “從…導(dǎo)出”(例如，“B是A的前體”)，(ii) “至少基于”(例如，“A至少基于B”)，以及如果在特定上下文中適當(dāng)?shù)脑挘?iii) “等于”(例如，“A等于B”)。類(lèi)似地，使用術(shù)語(yǔ)“響應(yīng)于”來(lái)指示其普通意義中的任一者，包含“至少響應(yīng)于”。對(duì)多麥克風(fēng)音頻感測(cè)裝置的麥克風(fēng)的“位置”的參考指示所述麥克風(fēng)的聲學(xué)敏感面的中心的位置，除非上下文另外指示。根據(jù)特定上下文，術(shù)語(yǔ)“通道”有時(shí)用以指示信號(hào)路徑且在其它時(shí)候用以指示由此路徑載運(yùn)的信號(hào)。除非另外指示，否則術(shù)語(yǔ)“系列”用以指示兩個(gè)或兩個(gè)以上項(xiàng)目的序列。術(shù)語(yǔ)“對(duì)數(shù)”用以指示以十為基數(shù)的對(duì)數(shù)，但此運(yùn)算向其它基數(shù)的擴(kuò)展屬于本發(fā)明的范圍內(nèi)。術(shù)語(yǔ)“頻率分量”用以指示信號(hào)的一組頻率或頻帶當(dāng)中的一者，例如所述信號(hào)的頻域表示(例如，如由快速傅立葉變換產(chǎn)生)或所述信號(hào)的子帶(例如，巴克(Bark)尺度或梅爾(mel)尺度子帶)的樣本。除非另外指出，否則對(duì)具有特定特征的設(shè)備的操作的任何揭示內(nèi)容還明確地既定揭示具有類(lèi)似特征的方法(且反之亦然)，且對(duì)根據(jù)特定配置的設(shè)備的操作的任何揭示內(nèi)容還明確地既定揭示根據(jù)類(lèi)似配置的方法(且反之亦然)。術(shù)語(yǔ)“配置”可參考由其特定上下文指示的方法、設(shè)備和/或系統(tǒng)來(lái)使用。一般地且可互換地使用術(shù)語(yǔ)“方法”、“過(guò)程”、“程序”和“技術(shù)”，除非特定上下文另外指示。也一般地且可互換地使用術(shù)語(yǔ)“設(shè)備”和“裝置”，除非特定上下文另外指示。術(shù)語(yǔ)“元件”和“模塊”通常用以指示較大配置的一部分。除非由其上下文明確限制，否則本文中使用術(shù)語(yǔ)“系統(tǒng)”來(lái)指示其普通意義中的任一者，包含“交互以用于共同目的的一組元件”。一個(gè)文檔的一部分以引用的方式的任何并入也應(yīng)理解為并入了在所述部分內(nèi)參考的術(shù)語(yǔ)或變量的定義(其中這些定義在所述文檔的其它地方出現(xiàn))以及在所并入的部分中參考的任何圖式。 術(shù)語(yǔ)“譯碼器”、“編解碼器”和“譯碼系統(tǒng)”可互換使用以表示包含至少一個(gè)編碼器和一對(duì)應(yīng)解碼器的系統(tǒng)，所述編碼器經(jīng)配置以接收和編碼音頻信號(hào)的幀(可能在一個(gè)或一個(gè)以上預(yù)處理操作之后，例如感知加權(quán)和/或其它濾波操作)，所述解碼器經(jīng)配置以產(chǎn)生所述幀的經(jīng)解碼表示。此編碼器和解碼器通常部署于通信鏈路的相對(duì)終端處。為了支持全雙工通信，通常在此鏈路的每一端處部署編碼器和解碼器兩者的實(shí)例。在本描述中，術(shù)語(yǔ)“經(jīng)感測(cè)音頻信號(hào)”表示經(jīng)由一個(gè)或一個(gè)以上麥克風(fēng)接收的信號(hào)，且術(shù)語(yǔ)“經(jīng)再生音頻信號(hào)”表示根據(jù)從存儲(chǔ)裝置檢索和/或經(jīng)由到另一裝置的有線或無(wú)線連接接收的信息而再生的信號(hào)。例如通信或重放裝置等音頻再生裝置可經(jīng)配置以將經(jīng)再生音頻信號(hào)輸出到所述裝置的一個(gè)或一個(gè)以上揚(yáng)聲器。替代地，此裝置可經(jīng)配置以將經(jīng)再生音頻信號(hào)輸出到經(jīng)由電線或無(wú)線地耦合到所述裝置的聽(tīng)筒、其它頭戴式耳機(jī)或外部揚(yáng)聲器。參考用于例如電話等話音通信的收發(fā)器應(yīng)用，經(jīng)感測(cè)音頻信號(hào)是將由收發(fā)器發(fā)射的近端信號(hào)，且經(jīng)再生音頻信號(hào)是由收發(fā)器(例如，經(jīng)由無(wú)線通信鏈路)接收的遠(yuǎn)端信號(hào)。參考例如經(jīng)記錄音樂(lè)、視頻或話音(例如，經(jīng)MP3編碼的音樂(lè)文件、電影、視頻剪輯、音頻書(shū)籍、播客)的重放或此類(lèi)內(nèi)容的流式傳輸?shù)纫苿?dòng)音頻再生應(yīng)用，經(jīng)再生音頻信號(hào)是正在重放或流式傳輸?shù)囊纛l信號(hào)。圖3A展示根據(jù)一般配置的系統(tǒng)SlOO的框圖，系統(tǒng)SlOO包含麥克風(fēng)陣列的左實(shí)例R100L和右實(shí)例R100R。系統(tǒng)SlOO還包含設(shè)備A100，其經(jīng)配置以基于來(lái)自由左麥克風(fēng)陣列R100L產(chǎn)生的多通道信號(hào)SL10、SL20的信息和來(lái)自由右麥克風(fēng)陣列R100R產(chǎn)生的多通道信號(hào)SR10、SR20的信息而處理輸入音頻信號(hào)SIlO以產(chǎn)生輸出音頻信號(hào)S010。系統(tǒng)SlOO可經(jīng)實(shí)施以使得設(shè)備AlOO經(jīng)由電線或其它導(dǎo)電路徑耦合到麥克風(fēng)ML10、ML20、MRlO和MR20中的每一者。替代地，系統(tǒng)SlOO可經(jīng)實(shí)施以使得設(shè)備AlOO以導(dǎo)電方式稱(chēng)合到麥克風(fēng)對(duì)中的一者(例如，與此麥克風(fēng)對(duì)位于同一耳杯內(nèi))且無(wú)線地稱(chēng)合到另一麥克風(fēng)對(duì)。替代地，系統(tǒng)SlOO可經(jīng)實(shí)施以使得設(shè)備AlOO無(wú)線地耦合到麥克風(fēng)ML10、ML20.MR10和MR20(例如，使得設(shè)備AlOO實(shí)施于便攜式音頻感測(cè)裝置內(nèi)，例如手持機(jī)、智能電話或者膝上型或平板計(jì)算機(jī))。
麥克風(fēng)ML10、ML20、MR10和MR20中的每一者可具有全向、雙向或單向(例如，心形線)的響應(yīng)?？捎糜邴溈孙L(fēng)ML10、ML20、MR10和MR20中的每一者的各種類(lèi)型的麥克風(fēng)包含(不限于)壓電麥克風(fēng)、動(dòng)態(tài)麥克風(fēng)和駐極體麥克風(fēng)。圖3B展示在系統(tǒng)SlOO的使用期間麥克風(fēng)的相對(duì)放置的實(shí)例。在此實(shí)例中，左麥克風(fēng)陣列的麥克風(fēng)MLlO和ML20位于用戶的頭的左側(cè)，且右麥克風(fēng)陣列的麥克風(fēng)MRlO和MR20位于用戶的頭的右側(cè)?？赡芟Ｍㄏ螓溈孙L(fēng)陣列以使得其軸線是在用戶的前方方向的側(cè)邊，如圖3B所示。雖然每一麥克風(fēng)陣列通常佩戴于用戶的相應(yīng)耳朵上，但還可能每一陣列的一個(gè)或一個(gè)以上麥克風(fēng)佩戴于不同位置中，例如在用戶的肩部。舉例來(lái)說(shuō)，每一麥克風(fēng)陣列可經(jīng)配置以佩戴于用戶的相應(yīng)肩部上?？赡芟Ｍ恳畸溈孙L(fēng)陣列的麥克風(fēng)之間(例如，MLlO與ML20之間，和MRlO與MR20之間)的間距處于從約2到約4厘米(或甚至高達(dá)5到6厘米)的范圍內(nèi)?？赡芟Ｍ谘b置的使用期間左麥克風(fēng)陣列與右麥克風(fēng)陣列之間的間距至少等于耳間距離(即，在用戶的耳道的開(kāi)口之間在空間上沿著直線的距離)。舉例來(lái)說(shuō)，可能希望每一陣列的內(nèi)部麥克風(fēng)之間(即，麥克風(fēng)MLlO與MR10)的距離大于或等于12、13、14、15、16、17、18、19、20、21或22 厘米。此類(lèi)麥克風(fēng)放置可提供在所要的到達(dá)方向范圍上的滿意程度的噪聲減少性能。系統(tǒng)SlOO可經(jīng)實(shí)施以包含一對(duì)頭戴受話器，例如一對(duì)耳杯，其由將佩戴于用戶的頭上的帶接合。圖4A展示耳杯的右側(cè)實(shí)例ECRlO的水平橫截面，其包含麥克風(fēng)MRlO和MR20以及經(jīng)布置以對(duì)用戶的耳朵產(chǎn)生聲信號(hào)(例如，來(lái)自無(wú)線地或經(jīng)由到媒體重放或流式傳輸裝置的繩接收的信號(hào))的揚(yáng)聲器LSR10?？赡芟Ｍ果溈孙L(fēng)與通過(guò)耳杯的結(jié)構(gòu)從揚(yáng)聲器接收機(jī)械振動(dòng)相絕緣。耳杯ECRlO可經(jīng)配置為壓耳式(即，在使用期間擱置于用戶的耳朵上而不包圍耳朵)或繞耳式(即，在使用期間包圍用戶的耳朵)。在耳杯ECRlO的其它實(shí)施方案中，外部麥克風(fēng)MR20可安裝在從耳杯延伸遠(yuǎn)離用戶的頭的吊桿或其它突出部上。系統(tǒng)SlOO可經(jīng)實(shí)施以針對(duì)用戶的每一耳朵包含此耳杯的實(shí)例。舉例來(lái)說(shuō)，圖5A和5B分別展示系統(tǒng)SlOO作為一對(duì)頭戴受話器的實(shí)施方案的典型使用情況的俯視圖和正視圖，所述系統(tǒng)SlOO還包含耳杯ECRlO的左實(shí)例ECLlO和帶BDlO。圖4B展示耳杯ECR20的水平橫截面，其中麥克風(fēng)MRlO和MR20沿著耳杯外殼的彎曲部分安置。在此特定實(shí)例中，麥克風(fēng)定向于遠(yuǎn)離用戶的頭的中間矢狀面的稍微不同的方向上(如圖5A和5B所示)。耳杯ECR20還可經(jīng)實(shí)施以使得一個(gè)(例如MR10)或兩個(gè)麥克風(fēng)在使用期間定向于與用戶的頭的中間矢狀面平行的方向上(例如，如圖4A中)，或使得兩個(gè)麥克風(fēng)在使用期間定向于朝向或遠(yuǎn)離此平面的同一小角度(例如，不大于45度)。(將了解，本文描述的各種右側(cè)耳杯的左側(cè)實(shí)例是類(lèi)似地配置。)圖4C展示耳杯ECRlO的實(shí)施方案ECR12的水平橫截面，其包含經(jīng)導(dǎo)向以接收環(huán)境聲的第三麥克風(fēng)MR30。還可能陣列R100L和R100R中的一者或兩者包含兩個(gè)以上麥克風(fēng)?？赡芟Ｍ谙到y(tǒng)的使用期間，麥克風(fēng)對(duì)ML10、ML20的軸線(B卩，穿過(guò)所述對(duì)中的每一麥克風(fēng)的敏感表面的中心的線)大體上正交于用戶的頭的中間矢狀面。類(lèi)似地，可能希望在系統(tǒng)的使用期間，麥克風(fēng)對(duì)MR10、MR20的軸線大體上正交于用戶的頭的中間矢狀面?？赡芟Ｍ渲孟到y(tǒng)SlOO (例如)以使得麥克風(fēng)對(duì)ML10、ML20的軸線和麥克風(fēng)對(duì)MR10、MR20的軸線中的每一者在系統(tǒng)的使用期間與用戶的頭的中間矢狀面的正交向不超過(guò)15、20、25、30或45度。圖6A展示在用戶的頭的冠狀面中的各種此類(lèi)范圍的實(shí)例，且圖6B展示在正交于中間矢狀面和冠狀面的橫向平面中的相同范圍的實(shí)例。應(yīng)注意，可允許角度的此范圍的正負(fù)界限無(wú)需相同。舉例來(lái)說(shuō)，系統(tǒng)SlOO可經(jīng)實(shí)施以使得麥克風(fēng)對(duì)ML10、ML20的軸線和麥克風(fēng)對(duì)MR10、MR20的軸線中的每一者在系統(tǒng)的使用期間在用戶的頭的冠狀面中與用戶的頭的中間矢狀面的正交向不超過(guò)正15度且不超過(guò)負(fù)30度。替代地或另外，系統(tǒng)SlOO可經(jīng)實(shí)施以使得麥克風(fēng)對(duì)ML10、ML20的軸線和麥克風(fēng)對(duì)MR10、MR20的軸線中的每一者在系統(tǒng)的使用期間在用戶的頭的橫向平面中與用戶的頭的中間矢狀面的正交向不超過(guò)正30度且不超過(guò)負(fù)15度。圖7A展示麥克風(fēng)對(duì)MRlO、MR20在耳杯ECRlO上的放置的三個(gè)實(shí)例(其中每一放置由虛線橢圓指示)和麥克風(fēng)對(duì)ML10、ML20在耳杯ECLlO上的放置的對(duì)應(yīng)實(shí)例。這些麥克風(fēng)對(duì)中的每一者在使用期間也可根據(jù)上述間距和正交性約束中的任一者而佩戴于用戶身 體的另一部分上。圖7A展示麥克風(fēng)對(duì)MR10、MR20的此類(lèi)替代放置的兩個(gè)實(shí)例(即，在用戶的肩部和在用戶胸部的上部部分上)和麥克風(fēng)對(duì)ML10、ML20的放置的對(duì)應(yīng)實(shí)例。在此類(lèi)情況下，每一麥克風(fēng)對(duì)可附加到用戶的衣服上(例如，使用Velcix/或類(lèi)似的可裝卸式扣件)。圖7B展示圖7A所示的放置的實(shí)例，其中每一對(duì)的軸線在用戶的頭的冠狀面中具有從用戶的頭的中間矢狀面的正交向的稍微負(fù)傾斜。其中麥克風(fēng)ML10、ML20、MRlO和MR20可根據(jù)上述間距和正交性約束中的任一者安裝的系統(tǒng)SlOO的其它實(shí)施方案包含例如在頭盔上的圓形布置。舉例來(lái)說(shuō)，內(nèi)部麥克風(fēng)ML10、MRlO可安裝在此頭盔的帽檐上。在如本文描述的多麥克風(fēng)音頻感測(cè)裝置的操作期間，麥克風(fēng)陣列RlOO的每一實(shí)例產(chǎn)生多通道信號(hào)，其中每一通道是基于麥克風(fēng)中的對(duì)應(yīng)一者對(duì)聲環(huán)境的響應(yīng)。一個(gè)麥克風(fēng)可比另一麥克風(fēng)更直接地接收特定聲音，使得對(duì)應(yīng)通道彼此不同，從而共同提供比使用單個(gè)麥克風(fēng)進(jìn)行俘獲的情況更完整的對(duì)聲環(huán)境的表示?？赡芟Ｍ嚵袑?duì)由麥克風(fēng)產(chǎn)生的信號(hào)執(zhí)行一個(gè)或一個(gè)以上處理操作以產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的多通道信號(hào)。舉例來(lái)說(shuō)，圖8A展示陣列R100R的實(shí)施方案R200R的框圖，所述實(shí)施方案R200R包含經(jīng)配置以執(zhí)行一個(gè)或一個(gè)以上此操作的音頻預(yù)處理級(jí)AP10，所述一個(gè)或一個(gè)以上此操作可包含(不限于)阻抗匹配、模/數(shù)轉(zhuǎn)換、增益控制和/或在模擬域和/或數(shù)字域中的濾波，從而產(chǎn)生多通道信號(hào)，其中每一通道是基于對(duì)應(yīng)麥克風(fēng)對(duì)聲信號(hào)的響應(yīng)。陣列R100L可類(lèi)似地實(shí)施。圖8B展示陣列R200R的實(shí)施方案R210R的框圖。陣列R210R包含音頻預(yù)處理級(jí)APlO的實(shí)施方案AP20，所述實(shí)施方案AP20包含模擬預(yù)處理級(jí)PlOa和PlOb。在一個(gè)實(shí)例中，級(jí)PlOa和PlOb各自經(jīng)配置以對(duì)相對(duì)應(yīng)的麥克風(fēng)信號(hào)執(zhí)行高通濾波操作(例如，截止頻率為50Hz、IOOHz或200Hz)。陣列R100L可類(lèi)似地實(shí)施?？赡芟Ｍ嚵蠷100L和R100R中的每一者將對(duì)應(yīng)的多通道信號(hào)產(chǎn)生為數(shù)字信號(hào)(也就是說(shuō)，樣本序列)。舉例來(lái)說(shuō)，陣列R210R包含各自經(jīng)布置以對(duì)相對(duì)應(yīng)的模擬通道進(jìn)行取樣的模/數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)ClOa和ClOb。聲應(yīng)用的典型取樣速率包含8kHz、12kHz、16kHz和在約8kHz到約16kHz的范圍中的其它頻率，但也可使用高達(dá)約44.1kHz、48kHz或192kHz的取樣速率。在此特定實(shí)例中，陣列R210R還包含各自經(jīng)配置以對(duì)相對(duì)應(yīng)的經(jīng)數(shù)字化通道執(zhí)行一個(gè)或一個(gè)以上預(yù)處理操作(例如，回音消除、噪聲減少和/或譜成形)以產(chǎn)生多通道信號(hào)MCSlOR的對(duì)應(yīng)通道SR10、SR20的數(shù)字預(yù)處理級(jí)P20a和P20b。陣列R100L可類(lèi)似地實(shí)施。圖9A展示設(shè)備AlOO的實(shí)施方案Al 10的框圖，實(shí)施方案Al 10包含方向指示計(jì)算器的實(shí)例DClOL和DC10R。計(jì)算器DLlOL計(jì)算由左麥克風(fēng)陣列R100L產(chǎn)生的多通道信號(hào)(包含左通道SLlO和SL20)的方向指示DI10L，且計(jì)算器DLlOR計(jì)算由右麥克風(fēng)陣列R100R產(chǎn)生的多通道信號(hào)(包含右通道SRlO和SR20)的方向指示DI10R。方向指示DIIOL和DIIOR中的每一者指示對(duì)應(yīng)多通道信號(hào)的聲音分量相對(duì)于對(duì)應(yīng)陣列的到達(dá)方向(DOA)。取決于計(jì)算器DClOL和DClOR的特定實(shí)施方案，方向指示符可指示相對(duì)于內(nèi)部麥克風(fēng)的位置、相對(duì)于外部麥克風(fēng)的位置或相對(duì)于位于這些位置之間的對(duì)應(yīng)陣列軸線上的另一參考點(diǎn)(例如，麥克風(fēng)位置之間的中點(diǎn))的D0A。方向指示的實(shí)例包含增益差或比率、到達(dá)時(shí)間差、相位差以及相位差與頻率之間的比率。設(shè)備AllO還包含增益控制模塊GC10，其經(jīng)配置以根據(jù)方向指示DIlOL和DIlOR的值來(lái)控制輸入音頻信號(hào)SIlO的增·
Mo方向指示計(jì)算器DClOL和DClOR中的每一者可經(jīng)配置以將對(duì)應(yīng)多通道信號(hào)處理為一系列片段。舉例來(lái)說(shuō)，方向指示計(jì)算器DClOL和DClOR中的每一者可經(jīng)配置以計(jì)算對(duì)應(yīng)多通道信號(hào)的一系列片段中的每一者的方向指示符。典型的片段長(zhǎng)度的范圍是從約5或10毫秒到約40或50毫秒，且片段可重疊(例如，與鄰近片段重疊25%或50%)或不重疊。在一個(gè)特定實(shí)例中，將多通道信號(hào)劃分為一系列不重疊的片段或“幀”，每一者具有10毫秒的長(zhǎng)度。在另一特定實(shí)例中，每一幀具有20毫秒的長(zhǎng)度。由DOA估計(jì)操作處理的片段也可為由不同音頻處理操作處理的較大片段的片段(即，“子幀”)，或反之亦然。計(jì)算器DClOL和DClOR可經(jīng)配置以執(zhí)行若干不同DOA估計(jì)技術(shù)中的任一者或一者以上以產(chǎn)生方向指示?？深A(yù)期產(chǎn)生具有類(lèi)似空間分辨率的源DOA的估計(jì)的用于DOA估計(jì)的技術(shù)包含基于增益差的方法和基于相位差的方法。基于交叉相關(guān)的方法(例如，計(jì)算多通道信號(hào)的通道之間的滯后，且使用所述滯后作為到達(dá)時(shí)間差以確定D0A)也可在一些情況中有用。如本文描述，方向計(jì)算器DClOL和DClOR可經(jīng)實(shí)施以在時(shí)域中或在頻域中(例如，變換域，例如FFT、DCT或MDCT域)對(duì)相對(duì)應(yīng)的多通道信號(hào)執(zhí)行DOA估計(jì)。圖9B展示設(shè)備AllO的實(shí)施方案A120的框圖，實(shí)施方案A120包含變換模塊的四個(gè)實(shí)例XM10L、XM20L、XMlOR和XM20R，其各自經(jīng)配置以計(jì)算對(duì)應(yīng)通道的頻率變換，例如快速傅立葉變換(FFT)或經(jīng)修改離散余弦變換(MDCT)。設(shè)備A120還包含方向指示計(jì)算器DClOL和DClOR分別的實(shí)施方案DC12L和DC12R，其經(jīng)配置以接收對(duì)應(yīng)通道且在變換域中對(duì)其進(jìn)行操作。基于增益差的方法基于信號(hào)的增益之間的差來(lái)估計(jì)D0A，所述增益是基于多通道信號(hào)的通道。舉例來(lái)說(shuō)，計(jì)算器DClOL和DClOR的此類(lèi)實(shí)施方案可經(jīng)配置以基于多通道信號(hào)的不同通道的增益之間的差(例如，量值或能量的差)來(lái)估計(jì)D0A。多通道信號(hào)的片段的增益的量度可在時(shí)域中或在頻域中(例如，變換域，例如FFT、DCT或MDCT域)計(jì)算。此類(lèi)增益量度的實(shí)例包含(不限于)以下各項(xiàng)總量值(例如，樣本值的絕對(duì)值的和)、平均量值(例如，每樣本)、RMS振幅、中值量值、峰值量值、峰值能量、總能量(例如，樣本值的平方和)以及平均能量(例如，每樣本)。為了以增益差技術(shù)獲得準(zhǔn)確結(jié)果，可能希望相對(duì)于彼此校準(zhǔn)兩個(gè)麥克風(fēng)通道的響應(yīng)?？赡芟Ｍ麑?duì)多通道信號(hào)應(yīng)用低通濾波以使得增益量度的計(jì)算限于多通道信號(hào)的音頻頻率分量。
方向計(jì)算器DClOL和DClOR可經(jīng)實(shí)施以將增益之間的差計(jì)算為在對(duì)數(shù)域(例如，以分貝為單位的值)中每一通道的對(duì)應(yīng)增益量度值之間的差，或等效地計(jì)算為在線性域中的增益量度值之間的比率。對(duì)于經(jīng)校準(zhǔn)的麥克風(fēng)對(duì)，可采取零的增益差以指示源與每一麥克風(fēng)是等距的(即，位于所述對(duì)的邊射方向上)，可采取具有大的正值的增益差以指示源較靠近一個(gè)麥克風(fēng)(即，位于所述對(duì)的一個(gè)端射方向上)，且可采取具有大的負(fù)值的增益差以指示源較靠近另一麥克風(fēng)(即，位于所述對(duì)的另一端射方向上)。圖1OA展示其中方向計(jì)算器DClOR通過(guò)根據(jù)片段η的增益差⑶[η]與增益差閾值 Υ之間的關(guān)系的狀態(tài)選擇三個(gè)空間扇區(qū)(即，端射扇區(qū)1、邊射扇區(qū)2和端射扇區(qū)3)當(dāng)中的一者來(lái)估計(jì)源相對(duì)于麥克風(fēng)對(duì)MRlO和MR20的DOA的實(shí)例。圖1OB展示其中方向計(jì)算器DClOR通過(guò)根據(jù)增益差⑶[η]與第一增益差閾值Tu之間的關(guān)系的狀態(tài)以及增益差⑶[η]與第二增益差閾值IY2之間的關(guān)系的狀態(tài)選擇五個(gè)空間扇區(qū)當(dāng)中的 一者來(lái)估計(jì)源相對(duì)于麥克風(fēng)對(duì)MRlO和MR20的DOA的實(shí)例。在另一實(shí)例中，方向計(jì)算器DClOL和DClOR經(jīng)實(shí)施以使用基于增益差的方法來(lái)估計(jì)源的D0A，所述方法是基于從多通道信號(hào)(例如，從多通道信號(hào)的音頻頻率分量)產(chǎn)生的射束之間的增益差。計(jì)算器DClOL和DClOR的此類(lèi)實(shí)施方案可經(jīng)配置以使用一組固定濾波器來(lái)產(chǎn)生跨越所要方向范圍(例如，以10度增量、30度增量或45度增量的180度)的對(duì)應(yīng)一組射束。在一個(gè)實(shí)例中，此方法將固定濾波器中的每一者應(yīng)用于多通道信號(hào)且將DOA(例如，對(duì)于每一片段)估計(jì)為展現(xiàn)最高輸出能量的射束的探視方向。圖1lA展示方向指示計(jì)算器DClOR的此實(shí)施方案DC20R的實(shí)例的框圖，實(shí)施方案DC20R包含固定濾波器BF10a、BF10b和BFlOn，其經(jīng)布置以對(duì)多通道信號(hào)SlO進(jìn)行濾波以產(chǎn)生相應(yīng)射束B(niǎo)10a、B10b和BlOn。計(jì)算器DC20R還包含比較器CM10，其經(jīng)配置以根據(jù)具有最大能量的射束產(chǎn)生方向指示DI10R?？捎靡援a(chǎn)生固定濾波器的射束成形方法的實(shí)例包含一般化旁瓣消除(GSC)、最小方差失真響應(yīng)(MVDR)和線性約束最小方差(LCMV)射束成形器?？捎靡援a(chǎn)生固定濾波器的射束產(chǎn)生方法的其它實(shí)例包含盲源分離(BSS)方法，例如獨(dú)立分量分析(ICA)和獨(dú)立向量分析(IVA)，其通過(guò)朝向干擾點(diǎn)源導(dǎo)引空射束來(lái)操作。圖12和13分別展示在1500Hz和2300Hz下三個(gè)麥克風(fēng)的陣列(虛線)和四個(gè)麥克風(fēng)的陣列(實(shí)線)的射束成形器射束圖案的實(shí)例。在這些圖中，左上方繪圖A展示具有約60度的探視方向的射束成形器的圖案，中下方繪圖B展示具有約90度的探視方向的射束成形器的圖案，且右上方繪圖C展示具有約120度的探視方向的射束成形器的圖案。通過(guò)以線性陣列布置的三個(gè)或四個(gè)麥克風(fēng)(例如，鄰近麥克風(fēng)之間的間距為約3. 5cm)的射束成形可用以獲得約10到20度的空間帶寬辨別。圖1OC展示不對(duì)稱(chēng)陣列的射束圖案的實(shí)例。在又一實(shí)例中，方向計(jì)算器DClOL和DClOR經(jīng)實(shí)施以使用基于增益差的方法估計(jì)源的D0A，所述方法是基于從多通道信號(hào)產(chǎn)生(例如，使用如上所述的射束成形或BSS方法)的射束的通道之間的增益差，從而產(chǎn)生多通道輸出。舉例來(lái)說(shuō)，固定濾波器可經(jīng)配置以通過(guò)將從特定方向或源(例如，探視方向)到達(dá)的能量集中到一個(gè)輸出通道中和/或?qū)牧硪环较蚧蛟吹竭_(dá)的能量集中到一不同輸出通道中而產(chǎn)生此射束。在此情況下，基于增益差的方法可經(jīng)實(shí)施以將DOA估計(jì)為在其輸出通道之間具有最大能量差的射束的探視方向。圖1lB展示方向指示計(jì)算器DClOR的實(shí)施方案DC30R的框圖，實(shí)施方案DC30R包含固定濾波器BF20a、BF20b和BF20n，其經(jīng)布置以對(duì)多通道信號(hào)SlO進(jìn)行濾波以產(chǎn)生相應(yīng)射束，所述射束具有信號(hào)通道B20as、B20bs和B20ns (例如，對(duì)應(yīng)于相應(yīng)探視方向)和噪聲通道B20an、B20bn和B20nn。計(jì)算器DC30R還包含計(jì)算器CL20a、CL20b和CL20n，其經(jīng)布置以針對(duì)每一射束計(jì)算信噪比(SNR);以及比較器CM20，其經(jīng)配置以根據(jù)具有最大SNR的射束產(chǎn)生方向指示DI10R。方向指示計(jì)算器DClOL和DClOR還可經(jīng)實(shí)施以通過(guò)直接使用BSS解混矩陣W和麥克風(fēng)間距來(lái)獲得DOA估計(jì)。此技術(shù)可包含通過(guò)如下方式估計(jì)源DOA (例如，針對(duì)每一源-麥克風(fēng)對(duì))使用經(jīng)分離源信號(hào)的反向投射，使用解混矩陣W的逆(例如，Moore-Penrose偽逆)，之后是對(duì)反向投射的數(shù)據(jù)的單個(gè)源DOA估計(jì)。此DOA估計(jì)方法對(duì)麥克風(fēng)增益響應(yīng)校準(zhǔn)中的誤差通常是穩(wěn)健的。BSS解混矩陣W應(yīng)用于m個(gè)麥克風(fēng)信號(hào)X1到XM，且待反向投射的源信號(hào)Yj是選自矩陣W的輸出當(dāng)中。每一源-麥克風(fēng)對(duì)的DOA可使用例如GCC-PHAT或SRP-PHAT等技術(shù)根據(jù)反向投射信號(hào)來(lái)計(jì)算。最大似然和/或多信號(hào)分類(lèi)(MUSIC)算法也可應(yīng)用于反向投射信號(hào)以用于源定位。圖14中說(shuō)明上文描述的反向投射方法。替代地，方向計(jì)算器DClOL和DClOR可經(jīng)實(shí)施以使用基于相位差的方法估計(jì)源的 D0A，所述方法是基于多通道信號(hào)的不同通道的相位之間的差。此類(lèi)方法包含基于多通道信號(hào)(例如，多通道信號(hào)的音頻頻率分量)的交叉功率譜相位(CPSP)的技術(shù)，所述CPSP可通過(guò)將交叉功率譜密度向量的每一元素按其量值正規(guī)化來(lái)計(jì)算。此類(lèi)技術(shù)的實(shí)例包含一般化交叉相關(guān)相位變換(GCC-PHAT)和導(dǎo)向式響應(yīng)功率相位變換(SRP-PHAT)，其通常以到達(dá)時(shí)間差的形式產(chǎn)生估計(jì)D0A。方向指示計(jì)算器DClOL和DClOR的基于相位差的實(shí)施方案的一個(gè)潛在優(yōu)點(diǎn)是其對(duì)麥克風(fēng)的增益響應(yīng)之間的失配通常是穩(wěn)健的。其它基于相位差的方法包含針對(duì)待檢查的多個(gè)頻率分量中的每一者估計(jì)每一通道中的相位。在一個(gè)實(shí)例中，方向指示計(jì)算器DC12L和DC12R經(jīng)配置以將頻率分量的相位估計(jì)為所述頻率分量的FFT系數(shù)的虛數(shù)項(xiàng)與所述頻率分量的FFT系數(shù)的實(shí)數(shù)項(xiàng)的比率的逆正切(也稱(chēng)為反正切)?？赡芟Ｍ渲么擞?jì)算器以通過(guò)如下方式計(jì)算待檢查的每一頻率分量的相位差從所述頻率分量在另一(例如，次要)通道中的估計(jì)相位減去所述頻率分量在主要通道中的估計(jì)相位。在此情況下，主要通道可為預(yù)期具有最高信噪比的通道，例如對(duì)應(yīng)于在裝置的典型使用期間預(yù)期最直接地接收用戶的話音的麥克風(fēng)的通道。DOA估計(jì)方法可能不必考慮信號(hào)的整個(gè)帶寬上的相位差。對(duì)于例如寬帶范圍(例如，O到8000Hz)中的許多頻帶，相位估計(jì)可為不實(shí)際的或不必要的。在極低頻率下所接收波形的相位關(guān)系的實(shí)際評(píng)價(jià)通常需要變換器之間的對(duì)應(yīng)大的間距。因此，麥克風(fēng)之間的最大可用間距可建立頻率下限。另一方面，麥克風(fēng)之間的距離不應(yīng)超過(guò)最小波長(zhǎng)的一半，以便避免空間混疊。例如，8千赫取樣速率給出從O到4千赫的帶寬。4kHz信號(hào)的波長(zhǎng)為約8. 5厘米，因此在此情況下，鄰近麥克風(fēng)之間的間距不應(yīng)超過(guò)約4厘米。麥克風(fēng)通道可經(jīng)低通濾波以便移除可能帶來(lái)空間混疊的頻率?？赡芟Ｍ诙嗤ǖ佬盘?hào)的有限音頻頻率范圍(例如，語(yǔ)音信號(hào)的預(yù)期頻率范圍)上執(zhí)行DOA估計(jì)。在一個(gè)此實(shí)例中，方向指示計(jì)算器DC12L和DC12R經(jīng)配置以針對(duì)700Hz到2000Hz的頻率范圍計(jì)算相位差，所述頻率范圍可預(yù)期包含用戶話音的大多數(shù)能量。對(duì)于4千赫帶寬信號(hào)的128點(diǎn)FFT，700到2000Hz的范圍大致對(duì)應(yīng)于從第10樣本到第32樣本的23個(gè)頻率樣本。在另外實(shí)例中，此計(jì)算器經(jīng)配置以在從約50、100、200、300或500Hz的下限延伸到約700、1000、1200、1500或2000Hz的上限(這些下限和上限的25種組合中的每一者是明確預(yù)期和揭示的)的頻率范圍上計(jì)算相位差。有話音的語(yǔ)音(例如，元音聲音)的能量譜趨向于在音調(diào)頻率的諧波處具有局部峰值。另一方面，背景噪聲的能量譜趨向于相對(duì)未經(jīng)結(jié)構(gòu)化。因此，可預(yù)期在音調(diào)頻率的諧波處的輸入通道的分量具有比其它分量高的信噪比(SNR)。可能希望配置方向指示計(jì)算器DC12L和DC12R以?xún)H考慮對(duì)應(yīng)于多倍的估計(jì)音調(diào)頻率的相位差。舉例來(lái)說(shuō)，可能希望至少25%、50%或75%(可能全部)計(jì)算出的相位差對(duì)應(yīng)于多倍的估計(jì)音調(diào)頻率，或?yàn)閷?duì)應(yīng)于此些分量的方向指示符比其它方向指示符更重地加權(quán)。典型音調(diào)頻率的范圍為男性說(shuō)話者的約70Hz到IOOHz到女性說(shuō)話者的約150Hz到200Hz，且在包含語(yǔ)音編碼及/或解碼的應(yīng)用(例如，使用包含音調(diào)估計(jì)的編解碼器的話音通信，所述音調(diào)估計(jì)例如碼激勵(lì)線性預(yù)測(cè)(CELP)及原型波形內(nèi)插(PWI))中，將通常已可獲得音調(diào)頻率的當(dāng)前估計(jì)(例如，呈音調(diào)周期或“音調(diào)滯后”的估計(jì)的形式)。同一原理也可應(yīng)用于其它所要諧波信號(hào)。相反，可能希望配置方·向指示計(jì)算器DC12L和DC12R以忽略對(duì)應(yīng)于已知干擾源的頻率分量，所述干擾源例如聲調(diào)信號(hào)(例如，鬧鐘、電話鈴聲和其它電子警報(bào))。方向指示計(jì)算器DC12L和DC12R可經(jīng)實(shí)施以針對(duì)多個(gè)計(jì)算出的相位差中的每一者計(jì)算DOA的對(duì)應(yīng)指示。在一個(gè)實(shí)例中，將每一頻率分量的DOA Θ i的指示計(jì)算為估計(jì)相位差
αΑφ
Δφ與頻率fi之間的比率A (例如，^=γ)。替代地，可將DOA Qi的指示計(jì)算為量^^
的逆余弦(也稱(chēng)為反余弦)，其中c表示聲速(大約340米/秒)，d表示麥克風(fēng)之間的距離,Δφ;表示兩個(gè)麥克風(fēng)的對(duì)應(yīng)相位估計(jì)之間的弧度差，且^為所述相位估計(jì)所對(duì)應(yīng)的頻率分量(例如，對(duì)應(yīng)的FFT樣本的頻率，或?qū)?yīng)的子帶的中心或邊緣頻率)。替代地，可將到達(dá)
方向Qi的指示計(jì)算為量^L的反余弦，其中Xi表示頻率分量&的波長(zhǎng)。
α2π在另一實(shí)例中，方向指示計(jì)算器DC12L和DC12R經(jīng)實(shí)施以針對(duì)多個(gè)計(jì)算出的相位差中的每一者將DOA的指示計(jì)算為多通道信號(hào)的對(duì)應(yīng)頻率分量的到達(dá)時(shí)間延遲τ i (例
如，以秒為單位)。舉例來(lái)說(shuō)，此方法可經(jīng)配置以使用例如?；颚? 的表達(dá)式，參
■ c2/r 2^
考主要麥克風(fēng)來(lái)估計(jì)次要麥克風(fēng)處的到達(dá)時(shí)間延遲Ti。在這些實(shí)例中，值Ti=O指示從邊射方向到達(dá)的信號(hào)，τ i的大的正值指示從參考端射方向到達(dá)的信號(hào)，且τ i的大的負(fù)值指示從另一端射方向到達(dá)的信號(hào)。在計(jì)算值^的過(guò)程中，可能希望使用被認(rèn)為適合于特定應(yīng)用的時(shí)間單位，例如取樣周期(例如，針對(duì)8kHz的取樣速率為125微秒的單位)或一秒的分?jǐn)?shù)(例如，10_3、10_4、10_5或10_6秒)。應(yīng)注意，還可通過(guò)在時(shí)域中使每一通道的頻率分量4交叉相關(guān)來(lái)計(jì)算到達(dá)時(shí)間延遲方向指示計(jì)算器DC12L和DC12R可經(jīng)實(shí)施以通過(guò)如下方式執(zhí)行基于相位差的方法將一幀(或子帶)的DOA指示為對(duì)應(yīng)頻率分量的DOA指示符的平均值(例如，均值、中值或模式)。替代地，此類(lèi)計(jì)算器可經(jīng)實(shí)施以通過(guò)如下方式來(lái)指示一幀(或子帶)的D0A:將所要DOA覆蓋范圍劃分為多個(gè)區(qū)間(例如，針對(duì)O到180度的范圍的3、4、5、6、7、8、9、10、11或12個(gè)區(qū)間的固定方案)，且確定值屬于每一區(qū)間內(nèi)的對(duì)應(yīng)頻率分量的DOA指示符的數(shù)目(即，區(qū)間群體)。對(duì)于其中區(qū)間具有不相等帶寬的情況，可能希望此計(jì)算器通過(guò)將每一區(qū)間群體按對(duì)應(yīng)帶寬進(jìn)行正規(guī)化來(lái)計(jì)算區(qū)間群體值?？蓪⑺吹腄OA指示為對(duì)應(yīng)于具有最高群體值的區(qū)間的方向，或指示為對(duì)應(yīng)于當(dāng)前群體值具有最大對(duì)比度的區(qū)間(例如，按最大相對(duì)量值與所述區(qū)間的群體值的長(zhǎng)期時(shí)間平均值不同)的方向。計(jì)算器DC12L和DC12R的類(lèi)似實(shí)施方案使用一組方向性掩蔽函數(shù)來(lái)將所要的DOA覆蓋范圍劃分為多個(gè)空間扇區(qū)(例如，針對(duì)O到180度的范圍的3、4、5、6、7、8、9、10、11或12個(gè)扇區(qū))。用于鄰近扇區(qū)的方向性掩蔽函數(shù)可重疊或不重疊，且方向性掩蔽函數(shù)的分布可為線性的或非線性的。方向性掩蔽函數(shù)可經(jīng)實(shí)施以使得止帶與通帶之間的一或多個(gè)轉(zhuǎn)變的銳度在操作期間根據(jù)一個(gè)或一個(gè)以上因數(shù)(例如，信噪比(SNR)、噪聲底限等)的值而為可選擇的和/或可變的。舉例來(lái)說(shuō)，可能希望計(jì)算器在SNR較低時(shí)使用較窄的通帶。所述扇區(qū)可具有彼此相同的角寬度(例如，以度或弧度為單位)，或扇區(qū)中的兩者或兩者以上(可能全部)可具有彼此不同的寬度。圖15A展示計(jì)算器DC12R的此實(shí)施方案的應(yīng)用的俯視圖，其中將一組三個(gè)重疊扇區(qū)應(yīng)用于對(duì)應(yīng)于麥克風(fēng)MRlO和MR20的通道對(duì)以用于相對(duì)于麥克風(fēng)MRlO的位置的基于相位差的DOA指示。圖15B展示計(jì)算器DC12R的此實(shí)施方案的應(yīng)用的俯視圖，其中將一組五個(gè)扇區(qū)(其中每一扇區(qū)處的箭頭指示扇區(qū)的中心處的D0A)應(yīng)用于對(duì)應(yīng)于麥克風(fēng)MRlO和MR20的通道對(duì)以用于相對(duì)于麥克風(fēng)對(duì)MR10、MR20的軸線的中點(diǎn)的基于相位差的DOA指示。圖16A到16D展示方向性掩蔽函數(shù)的個(gè)別實(shí)例，且圖17展示不同的兩組(線性對(duì)彎曲分布)三個(gè)方向性掩蔽函數(shù)的實(shí)例。在這些實(shí)例中，每一片段的掩蔽函數(shù)的輸出是基于正在檢查的頻率分量的對(duì)應(yīng)相位差的通過(guò)值的和。舉例來(lái)說(shuō)，計(jì)算器DC12L和DC12R的此類(lèi)實(shí)施方案可經(jīng)配置以通過(guò)相對(duì)于掩蔽函數(shù)的最大可能值將所述和正規(guī)化來(lái)計(jì)算輸出。當(dāng)然，掩蔽函數(shù)的響應(yīng)也可依據(jù)時(shí)間延遲τ或比率r而非方向Θ來(lái)表達(dá)?？深A(yù)期麥克風(fēng)陣列將接收來(lái)自不同方向的不同量的環(huán)境噪聲。圖18展示將如圖17所示的一組三個(gè)方向性掩蔽函數(shù)應(yīng)用于同一多通道音頻信號(hào)的結(jié)果的量值對(duì)時(shí)間(以幀為單位)的繪圖?？梢?jiàn)，各種掩蔽函數(shù)對(duì)此信號(hào)的平均響應(yīng)顯著不同?？赡芟Ｍ渲糜?jì)算器DC12L和DC12R的使用此類(lèi)掩蔽函數(shù)來(lái)將相應(yīng)檢測(cè)閾值應(yīng)用于每一掩蔽函數(shù)的輸出的實(shí)施方案，使得對(duì)應(yīng)于所述扇區(qū)的DOA不被選擇為片段的DOA的指示，除非掩蔽函數(shù)輸出高于(替代地，不小于)對(duì)應(yīng)的檢測(cè)閾值。將多通道信號(hào)的“方向相干性”界定為信號(hào)的各種頻率分量從同一方向到達(dá)的程
度。對(duì)于理想的方向上相干的通道對(duì)，
權(quán)利要求
1.一種音頻信號(hào)處理的方法，所述方法包括計(jì)算由第一對(duì)麥克風(fēng)接收的第一聲音分量相對(duì)于所述第一對(duì)麥克風(fēng)的到達(dá)方向的第一指示；計(jì)算由與所述第一對(duì)分離的第二對(duì)麥克風(fēng)接收的第二聲音分量相對(duì)于所述第二對(duì)麥克風(fēng)的到達(dá)方向的第二指示；基于所述第一和第二方向指示而控制音頻信號(hào)的增益以產(chǎn)生輸出信號(hào)，其中所述第一對(duì)的麥克風(fēng)位于用戶的頭的中間矢狀面的第一側(cè)，且其中所述第二對(duì)的麥克風(fēng)位于所述中間矢狀面的與所述第一側(cè)相對(duì)的第二側(cè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的音頻信號(hào)處理的方法，其中所述音頻信號(hào)包含來(lái)自由所述第一和第二對(duì)當(dāng)中的至少一個(gè)麥克風(fēng)產(chǎn)生的信號(hào)的音頻頻率能量。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的音頻信號(hào)處理的方法，其中所述音頻信號(hào)包含來(lái)自由話音麥克風(fēng)產(chǎn)生的信號(hào)的音頻頻率能量，且其中所述話音麥克風(fēng)位于所述用戶的頭的冠狀面中，所述冠狀面比所述第一和第二麥克風(fēng)對(duì)中的每一對(duì)的至少一個(gè)麥克風(fēng)更靠近所述用戶的話音的中心出口點(diǎn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的音頻信號(hào)處理的方法，其中所述方法包括基于所述輸出信號(hào)的音頻頻率能量而計(jì)算多個(gè)線性預(yù)測(cè)譯碼濾波器系數(shù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的音頻信號(hào)處理的方法，其中所述計(jì)算所述第一方向指示包含針對(duì)基于由所述第一對(duì)麥克風(fēng)產(chǎn)生的信號(hào)的多通道信號(hào)的多個(gè)不同頻率分量當(dāng)中的每一者計(jì)算所述多通道信號(hào)的第一通道中的頻率分量的相位與所述多通道信號(hào)的第二通道中的頻率分量的相位之間的差。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的音頻信號(hào)處理的方法，其中所述第一對(duì)的所述麥克風(fēng)的位置是沿著第一軸線，且其中所述第二對(duì)的所述麥克風(fēng)的位置是沿著第二軸線，且其中所述第一和第二軸線當(dāng)中的每一者與正交于所述中間矢狀面的線的平行向不超過(guò)45度。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的音頻信號(hào)處理的方法，其中所述第一和第二軸線當(dāng)中的每一者與正交于所述中間矢狀面的線的平行向不超過(guò)30度。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的音頻信號(hào)處理的方法，其中所述第一和第二軸線當(dāng)中的每一者與正交于所述中間矢狀面的線的平行向不超過(guò)20度。
9.根據(jù)權(quán)利要求1到8中任一權(quán)利要求所述的音頻信號(hào)處理的方法，其中所述控制所述增益包括確定所述第一方向指示和所述第二方向指示兩者指示與所述中間矢狀面相交的到達(dá)方向。
10.根據(jù)權(quán)利要求1到8中任一權(quán)利要求所述的音頻信號(hào)處理的方法，其中所述控制所述增益包括除非所述第一方向指示和所述第二方向指示兩者指示與所述中間矢狀面相交的到達(dá)方向，否則衰減所述音頻信號(hào)。
11.根據(jù)權(quán)利要求1到8中任一權(quán)利要求所述的音頻信號(hào)處理的方法，其中所述控制所述增益包括響應(yīng)于所述第一和第二方向指示當(dāng)中的至少一者指示遠(yuǎn)離所述中間矢狀面的對(duì)應(yīng)到達(dá)方向而衰減所述音頻信號(hào)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的音頻信號(hào)處理的方法，其中所述方法包括響應(yīng)于所述第一方向指示和所述第二方向指示兩者指示與所述中間矢狀面相交的對(duì)應(yīng)到達(dá)方向而衰減第二音頻信號(hào)，且其中所述第二音頻信號(hào)包含來(lái)自由所述第一和第二對(duì)當(dāng)中的至少一個(gè)麥克風(fēng)產(chǎn)生的信號(hào)的音頻頻率能量。
13.根據(jù)權(quán)利要求1到8中任一權(quán)利要求所述的音頻信號(hào)處理的方法，其中所述控制所述增益包括響應(yīng)于所述第一方向指示和所述第二方向指示兩者指示與所述中間矢狀面相交的對(duì)應(yīng)到達(dá)方向而衰減所述音頻信號(hào)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的音頻信號(hào)處理的方法，其中所述方法包括將基于所述輸出信號(hào)的信號(hào)與經(jīng)再生音頻信號(hào)進(jìn)行混合以產(chǎn)生經(jīng)混合信號(hào)，以及驅(qū)動(dòng)佩戴于所述用戶的耳朵上且指向所述用戶的對(duì)應(yīng)鼓膜的揚(yáng)聲器以產(chǎn)生基于所述經(jīng)混合信號(hào)的聲信號(hào)。
15.根據(jù)權(quán)利要求1到8中任一權(quán)利要求所述的音頻信號(hào)處理的方法，其中所述方法包含驅(qū)動(dòng)佩戴于所述用戶的耳朵上且指向所述用戶的對(duì)應(yīng)鼓膜的揚(yáng)聲器以產(chǎn)生基于所述輸出信號(hào)的聲信號(hào)。
16.根據(jù)權(quán)利要求1到8中任一權(quán)利要求所述的音頻信號(hào)處理的方法，其中所述第一對(duì)與所述第二對(duì)分離至少10厘米。
17.一種用于音頻信號(hào)處理的設(shè)備，所述設(shè)備包括用于計(jì)算由第一對(duì)麥克風(fēng)接收的第一聲音分量相對(duì)于所述第一對(duì)麥克風(fēng)的到達(dá)方向的第一指示的裝置；用于計(jì)算由與所述第一對(duì)分離的第二對(duì)麥克風(fēng)接收的第二聲音分量相對(duì)于所述第二對(duì)麥克風(fēng)的到達(dá)方向的第二指示的裝置；以及用于基于所述第一和第二方向指示而控制音頻信號(hào)的增益的裝置，其中所述第一對(duì)的麥克風(fēng)位于用戶的頭的中間矢狀面的第一側(cè)，且其中所述第二對(duì)的麥克風(fēng)位于所述中間矢狀面的與所述第一側(cè)相對(duì)的第二側(cè)。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的用于音頻信號(hào)處理的設(shè)備，其中所述音頻信號(hào)包含來(lái)自由所述第一和第二對(duì)當(dāng)中的至少一個(gè)麥克風(fēng)產(chǎn)生的信號(hào)的音頻頻率能量。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的用于音頻信號(hào)處理的設(shè)備，其中所述音頻信號(hào)包含來(lái)自由話音麥克風(fēng)產(chǎn)生的信號(hào)的音頻頻率能量，且其中所述話音麥克風(fēng)位于所述用戶的頭的冠狀面中，所述冠狀面比所述第一和第二麥克風(fēng)對(duì)中的每一對(duì)的至少一個(gè)麥克風(fēng)更靠近所述用戶的話音的中心出口點(diǎn)。
20.根據(jù)權(quán)利要求17所述的用于音頻信號(hào)處理的設(shè)備，其中所述設(shè)備包括用于基于輸出信號(hào)的音頻頻率能量而計(jì)算多個(gè)線性預(yù)測(cè)譯碼濾波器系數(shù)的裝置。
21.根據(jù)權(quán)利要求17所述的用于音頻信號(hào)處理的設(shè)備，其中所述用于計(jì)算所述第一方向指示的裝置包含用于針對(duì)基于由所述第一對(duì)麥克風(fēng)產(chǎn)生的信號(hào)的多通道信號(hào)的多個(gè)不同頻率分量當(dāng)中的每一者計(jì)算所述多通道信號(hào)的第一通道中的頻率分量的相位與所述多通道信號(hào)的第二通道中的頻率分量的相位之間的差的裝置。
22.根據(jù)權(quán)利要求17所述的用于音頻信號(hào)處理的設(shè)備，其中所述第一對(duì)的所述麥克風(fēng)的位置是沿著第一軸線，且其中所述第二對(duì)的所述麥克風(fēng)的位置是沿著第二軸線，且其中所述第一和第二軸線當(dāng)中的每一者與正交于所述中間矢狀面的線的平行向不超過(guò)45度。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的用于音頻信號(hào)處理的設(shè)備，其中所述第一和第二軸線當(dāng)中的每一者與正交于所述中間矢狀面的線的平行向不超過(guò)30度。
24.根據(jù)權(quán)利要求22所述的用于音頻信號(hào)處理的設(shè)備，其中所述第一和第二軸線當(dāng)中的每一者與正交于所述中間矢狀面的線的平行向不超過(guò)20度。
25.根據(jù)權(quán)利要求17到24中任一權(quán)利要求所述的用于音頻信號(hào)處理的設(shè)備，其中所述用于控制所述增益的裝置包括用于確定所述第一方向指示和所述第二方向指示兩者指示與所述中間矢狀面相交的到達(dá)方向的裝置。
26.根據(jù)權(quán)利要求17到24中任一權(quán)利要求所述的用于音頻信號(hào)處理的設(shè)備，其中所述用于控制所述增益的裝置包括用于除非所述第一方向指示和所述第二方向指示兩者指示與所述中間矢狀面相交的到達(dá)方向否則衰減所述音頻信號(hào)的裝置。
27.根據(jù)權(quán)利要求17到24中任一權(quán)利要求所述的用于音頻信號(hào)處理的設(shè)備，其中所述用于控制所述增益的裝置包括用于響應(yīng)于所述第一和第二方向指示當(dāng)中的至少一者指示遠(yuǎn)離所述中間矢狀面的對(duì)應(yīng)到達(dá)方向而衰減所述音頻信號(hào)的裝置。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的用于音頻信號(hào)處理的設(shè)備，其中所述設(shè)備包括用于響應(yīng)于所述第一方向指示和所述第二方向指示兩者指示與所述中間矢狀面相交的對(duì)應(yīng)到達(dá)方向而衰減第二音頻信號(hào)的裝置，且其中所述第二音頻信號(hào)包含來(lái)自由所述第一和第二對(duì)當(dāng)中的至少一個(gè)麥克風(fēng)產(chǎn)生的信號(hào)的音頻頻率能量。
29.根據(jù)權(quán)利要求17到24中任一權(quán)利要求所述的用于音頻信號(hào)處理的設(shè)備，其中所述用于控制所述增益的裝置包括用于響應(yīng)于所述第一方向指示和所述第二方向指示兩者指示與所述中間矢狀面相交的對(duì)應(yīng)到達(dá)方向而衰減所述音頻信號(hào)的裝置。
30.根據(jù)權(quán)利要求29所述的用于音頻信號(hào)處理的設(shè)備，其中所述設(shè)備包括用于將基于所述輸出信號(hào)的信號(hào)與經(jīng)再生音頻信號(hào)進(jìn)行混合以產(chǎn)生經(jīng)混合信號(hào)的裝置，以及用于驅(qū)動(dòng)佩戴于所述用戶的耳朵上且指向所述用戶的對(duì)應(yīng)鼓膜的揚(yáng)聲器以產(chǎn)生基于所述經(jīng)混合信號(hào)的聲信號(hào)的裝置。
31.根據(jù)權(quán)利要求17到24中任一權(quán)利要求所述的用于音頻信號(hào)處理的設(shè)備，其中所述設(shè)備包含用于驅(qū)動(dòng)佩戴于所述用戶的耳朵上且指向所述用戶的對(duì)應(yīng)鼓膜的揚(yáng)聲器以產(chǎn)生基于所述輸出信號(hào)的聲信號(hào)的裝置。
32.根據(jù)權(quán)利要求17到24中任一權(quán)利要求所述的用于音頻信號(hào)處理的設(shè)備，其中所述第一對(duì)與所述第二對(duì)分離至少10厘米。
33.一種用于音頻信號(hào)處理的設(shè)備，所述設(shè)備包括第一對(duì)麥克風(fēng)，其經(jīng)配置以在所述設(shè)備的使用期間位于用戶的頭的中間矢狀面的第一側(cè)；第二對(duì)麥克風(fēng)，其與所述第一對(duì)分離且經(jīng)配置以在所述設(shè)備的所述使用期間位于所述中間矢狀面的與所述第一側(cè)相對(duì)的第二側(cè)；第一方向指示計(jì)算器，其經(jīng)配置以計(jì)算由所述第一對(duì)麥克風(fēng)接收的第一聲音分量相對(duì)于所述第一對(duì)麥克風(fēng)的到達(dá)方向的第一指不;第二方向指示計(jì)算器，其經(jīng)配置以計(jì)算由所述第二對(duì)麥克風(fēng)接收的第二聲音分量相對(duì)于所述第二對(duì)麥克風(fēng)的到達(dá)方向的第二指示；以及增益控制模塊，其經(jīng)配置以基于所述第一和第二方向指示而控制音頻信號(hào)的增益。
34.根據(jù)權(quán)利要求33所述的用于音頻信號(hào)處理的設(shè)備，其中所述音頻信號(hào)包含來(lái)自由所述第一和第二對(duì)當(dāng)中的至少一個(gè)麥克風(fēng)產(chǎn)生的信號(hào)的音頻頻率能量。
35.根據(jù)權(quán)利要求33所述的用于音頻信號(hào)處理的設(shè)備，其中所述音頻信號(hào)包含來(lái)自由話音麥克風(fēng)產(chǎn)生的信號(hào)的音頻頻率能量，且其中所述話音麥克風(fēng)位于所述用戶的頭的冠狀面中，所述冠狀面比所述第一和第二麥克風(fēng)對(duì)中的每一對(duì)的至少一個(gè)麥克風(fēng)更靠近所述用戶的話音的中心出口點(diǎn)。
36.根據(jù)權(quán)利要求33所述的用于音頻信號(hào)處理的設(shè)備，其中所述設(shè)備包括分析模塊， 所述分析模塊經(jīng)配置以基于輸出信號(hào)的音頻頻率能量而計(jì)算多個(gè)線性預(yù)測(cè)譯碼濾波器系數(shù)。
37.根據(jù)權(quán)利要求33所述的用于音頻信號(hào)處理的設(shè)備，其中所述第一方向指示計(jì)算器經(jīng)配置以針對(duì)基于由所述第一對(duì)麥克風(fēng)產(chǎn)生的信號(hào)的多通道信號(hào)的多個(gè)不同頻率分量當(dāng)中的每一者計(jì)算所述多通道信號(hào)的第一通道中的頻率分量的相位與所述多通道信號(hào)的第二通道中的頻率分量的相位之間的差。
38.根據(jù)權(quán)利要求33所述的用于音頻信號(hào)處理的設(shè)備，其中所述第一對(duì)的所述麥克風(fēng)的位置是沿著第一軸線，且其中所述第二對(duì)的所述麥克風(fēng)的位置是沿著第二軸線，且其中所述第一和第二軸線當(dāng)中的每一者與正交于所述中間矢狀面的線的平行向不超過(guò)45度。
39.根據(jù)權(quán)利要求38所述的用于音頻信號(hào)處理的設(shè)備，其中所述第一和第二軸線當(dāng)中的每一者與正交于所述中間矢狀面的線的平行向不超過(guò)30度。
40.根據(jù)權(quán)利要求38所述的用于音頻信號(hào)處理的設(shè)備，其中所述第一和第二軸線當(dāng)中的每一者與正交于所述中間矢狀面的線的平行向不超過(guò)20度。
41.根據(jù)權(quán)利要求33到40中任一權(quán)利要求所述的用于音頻信號(hào)處理的設(shè)備，其中所述增益控制模塊經(jīng)配置以確定所述第一方向指示和所述第二方向指示兩者指示與所述中間矢狀面相交的到達(dá)方向。
42.根據(jù)權(quán)利要求33到40中任一權(quán)利要求所述的用于音頻信號(hào)處理的設(shè)備，其中所述增益控制模塊經(jīng)配置以除非所述第一方向指示和所述第二方向指示兩者指示與所述中間矢狀面相交的到達(dá)方向否則衰減所述音頻信號(hào)。
43.根據(jù)權(quán)利要求33到40中任一權(quán)利要求所述的用于音頻信號(hào)處理的設(shè)備，其中所述增益控制模塊經(jīng)配置以響應(yīng)于所述第一和第二方向指示當(dāng)中的至少一者指示遠(yuǎn)離所述中間矢狀面的對(duì)應(yīng)到達(dá)方向而衰減所述音頻信號(hào)。
44.根據(jù)權(quán)利要求43所述的用于音頻信號(hào)處理的設(shè)備，其中所述設(shè)備包括第二增益控制模塊，所述第二增益控制模塊經(jīng)配置以響應(yīng)于所述第一方向指示和所述第二方向指示兩者指示與所述中間矢狀面相交的對(duì)應(yīng)到達(dá)方向而衰減第二音頻信號(hào)，且其中所述第二音頻信號(hào)包含來(lái)自由所述第一和第二對(duì)當(dāng)中的至少一個(gè)麥克風(fēng)產(chǎn)生的信號(hào)的音頻頻率能量。
45.根據(jù)權(quán)利要求33到40中任一權(quán)利要求所述的用于音頻信號(hào)處理的設(shè)備，其中所述增益控制模塊經(jīng)配置以響應(yīng)于所述第一方向指示和所述第二方向指示兩者指示與所述中間矢狀面相交的對(duì)應(yīng)到達(dá)方向而衰減所述音頻信號(hào)。
46.根據(jù)權(quán)利要求45所述的用于音頻信號(hào)處理的設(shè)備，其中所述設(shè)備包括混合器，其經(jīng)配置以將基于所述輸出信號(hào)的信號(hào)與經(jīng)再生音頻信號(hào)進(jìn)行混合以產(chǎn)生經(jīng)混合信號(hào)，以及音頻輸出級(jí)，其經(jīng)配置以驅(qū)動(dòng)佩戴于所述用戶的耳朵上且指向所述用戶的對(duì)應(yīng)鼓膜的揚(yáng)聲器以產(chǎn)生基于所述經(jīng)混合信號(hào)的聲信號(hào)。
47.根據(jù)權(quán)利要求33到40中任一權(quán)利要求所述的用于音頻信號(hào)處理的設(shè)備，其中所述設(shè)備包含音頻輸出級(jí)，所述音頻輸出級(jí)經(jīng)配置以驅(qū)動(dòng)佩戴于所述用戶的耳朵上且指向所述用戶的對(duì)應(yīng)鼓膜的揚(yáng)聲器以產(chǎn)生基于所述輸出信號(hào)的聲信號(hào)。
48.根據(jù)權(quán)利要求33到40中任一權(quán)利要求所述的用于音頻信號(hào)處理的設(shè)備，其中所述第一對(duì)經(jīng)配置以在所述設(shè)備的所述使用期間與所述第二對(duì)分離至少10厘米。
49.一種具有有形特征的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)媒體，所述有形特征在由機(jī)器讀取時(shí)致使所述機(jī)器執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求1到16中任一權(quán)利要求所述的方法。
全文摘要
一種多麥克風(fēng)系統(tǒng)執(zhí)行聲信號(hào)的位置選擇性處理，其中源位置由相對(duì)于位于用戶的頭的中間矢狀面的相對(duì)側(cè)的麥克風(fēng)對(duì)的到達(dá)方向指示。
文檔編號(hào)H04R5/033GK103026733SQ201180036598
公開(kāi)日2013年4月3日 申請(qǐng)日期2011年7月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月26日
發(fā)明者埃里克·維瑟, 伊恩·埃爾納恩·劉 申請(qǐng)人:高通股份有限公司