用于使用可聽聲音和超聲進(jìn)行源定位的系統(tǒng)、方法、設(shè)備和計(jì)算機(jī)可讀媒體的制作方法
【專利摘要】信號(hào)處理方法包含基于來(lái)自所反射超聲信號(hào)的信息而計(jì)算范圍?；谒鲇?jì)算的范圍，選擇多個(gè)到達(dá)方向DOA估計(jì)操作當(dāng)中的一者。所述方法還包含執(zhí)行所述選定操作以計(jì)算多通道信號(hào)的聲頻分量的估計(jì)到達(dá)方向DOA。DOA估計(jì)操作的實(shí)例包含基于所述多通道信號(hào)的通道之間的相位差的操作以及基于以所述多通道信號(hào)的通道為基礎(chǔ)的信號(hào)之間的增益差的操作。
【專利說(shuō)明】用于使用可聽聲音和超聲進(jìn)行源定位的系統(tǒng)、方法、設(shè)備和計(jì)算機(jī)可讀媒體
[0001]依據(jù)35U.S.C.§119主張優(yōu)先權(quán)
[0002]本專利申請(qǐng)案主張2011年3月3日申請(qǐng)且轉(zhuǎn)讓給本受讓人的題目為“使用可聽聲音和超聲的穩(wěn)健多麥克風(fēng)跟蹤系統(tǒng)(ROBUST MULTIMICROPHONE TRACKING SYSTEM USINGAUDIBLE SOUND AND ULTRASOUND) ” 的第 61 / 448，950 號(hào)臨時(shí)申請(qǐng)案的優(yōu)先權(quán)。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本發(fā)明涉及信號(hào)處理。
【背景技術(shù)】
[0004]對(duì)于其中話音記錄(例如，用于通信)在有噪聲的環(huán)境中發(fā)生的應(yīng)用，可能需要分離所要語(yǔ)音信號(hào)與背景噪聲。噪聲可定義為干擾所要 信號(hào)或以另外方式使所要信號(hào)降級(jí)的所有信號(hào)的組合。背景噪聲可包含在聲環(huán)境內(nèi)產(chǎn)生的許多噪聲信號(hào)，例如其他人的背景對(duì)話，以及從所要信號(hào)和/或其它信號(hào)中的任一者產(chǎn)生的反射和混響。除非所要語(yǔ)音信號(hào)與背景噪聲分離，否則可能難以可靠且有效地利用所要語(yǔ)音信號(hào)。
[0005]在典型使用環(huán)境中遇到的聲噪聲可包含多種不同分量，例如音樂(lè)、來(lái)自干擾源(例如，電視機(jī)、收音機(jī)、競(jìng)爭(zhēng)的講話者)的聲音、多路重合噪聲、街道噪聲和/或機(jī)場(chǎng)噪聲。由于此類噪聲通常是非靜態(tài)的且可能具有接近于用戶自身話音的頻譜的平均頻譜，因此可能難以使用傳統(tǒng)的單麥克風(fēng)或固定波束成形類型方法來(lái)建模。因此，可能需要使用基于多麥克風(fēng)的信號(hào)處理技術(shù)，例如空間選擇性處理，以支持在有噪聲的環(huán)境中的語(yǔ)音分量的分離。
[0006]在用于話音記錄的一些應(yīng)用中，用戶的嘴相對(duì)于麥克風(fēng)的位置可能在使用期間改變。舉例來(lái)說(shuō)，用于話音通信的應(yīng)用正在演進(jìn)超越傳統(tǒng)的電話而包含其中在使用期間用戶的嘴位于遠(yuǎn)離音頻感測(cè)裝置某一距離處的情形。此些情形的實(shí)例包含IP話音(VoIP)電話，其使用嵌入在膝上型計(jì)算機(jī)或平板計(jì)算機(jī)中的麥克風(fēng)(且可能使用網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī))。在此些情況下，用戶的嘴相對(duì)于裝置的移動(dòng)可顯著影響空間選擇性處理操作的性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]根據(jù)一般配置的信號(hào)處理方法包含基于來(lái)自超聲信號(hào)的反射的信息估計(jì)發(fā)聲對(duì)象的范圍。此方法包含基于估計(jì)的第一范圍而選擇多個(gè)到達(dá)方向估計(jì)操作當(dāng)中的一者，以及執(zhí)行所述選定到達(dá)方向估計(jì)操作以基于來(lái)自多通道信號(hào)的聲頻分量的信息而計(jì)算所述聲頻分量的到達(dá)方向的估計(jì)。還揭示具有有形特征的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)媒體，所述有形特征致使讀取所述特征的機(jī)器執(zhí)行此方法。
[0008]根據(jù)另一一般配置的用于信號(hào)處理的設(shè)備包含:用于基于來(lái)自超聲信號(hào)的反射的信息估計(jì)發(fā)聲對(duì)象的范圍的裝置；用于基于估計(jì)的第一范圍而選擇多個(gè)到達(dá)方向估計(jì)操作當(dāng)中的一者的裝置；以及用于執(zhí)行所述選定到達(dá)方向估計(jì)操作以基于來(lái)自多通道信號(hào)的聲頻分量的信息而計(jì)算所述聲頻分量的到達(dá)方向的估計(jì)的裝置。
[0009]根據(jù)另一一般配置的用于信號(hào)處理的設(shè)備包含:范圍估計(jì)器，其經(jīng)配置以基于來(lái)自超聲信號(hào)的反射的信息估計(jì)發(fā)聲對(duì)象的范圍；比較器，其經(jīng)配置以基于估計(jì)的第一范圍而選擇多個(gè)到達(dá)方向估計(jì)操作當(dāng)中的一者；以及方向計(jì)算器，其經(jīng)配置以執(zhí)行所述選定到達(dá)方向估計(jì)操作以基于來(lái)自多通道信號(hào)的聲頻分量的信息而計(jì)算所述聲頻分量的到達(dá)方向的估計(jì)。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1A展示多麥克風(fēng)音頻感測(cè)裝置DlO的框圖。
[0011]圖1B展示裝置DlO的應(yīng)用的實(shí)例。
[0012]圖1C展示其中到達(dá)方向和范圍與所要源ASl相關(guān)聯(lián)的實(shí)例。
[0013]圖1D展示裝置DlO的實(shí)施方案D20的框圖。
[0014]圖2A展示裝置DlO的四麥克風(fēng)實(shí)施方案D12的應(yīng)用的實(shí)例。
[0015]圖2B展示根據(jù)一般配置的方法MlOO的流程圖。
[0016]圖3A和3B展示基于增益差的DOA估計(jì)方法的實(shí)例。
[0017]圖3C展示不對(duì)稱陣列的波束模式的實(shí)例。
[0018]圖4和5展示波束成形器波束模式的實(shí)例。
[0019]圖6A和6B展示經(jīng)布置以基于多通道信號(hào)而產(chǎn)生波束的固定濾波器的實(shí)例。
[0020]圖7展示裝置D20的三麥克風(fēng)實(shí)施方案D22的應(yīng)用的俯視圖。
[0021]圖8A到8D展示方向掩蔽函數(shù)的個(gè)別實(shí)例。
[0022]圖9展示兩組三個(gè)方向掩蔽函數(shù)的實(shí)例。
[0023]圖10展示將如圖9所示的一組三個(gè)方向掩蔽函數(shù)應(yīng)用于同一多通道音頻信號(hào)的結(jié)果。
[0024]圖11到14展示與裝置D20的四麥克風(fēng)實(shí)施方案D24 —起使用的基于扇區(qū)的DOA估計(jì)方法的實(shí)例。
[0025]圖15A到15D說(shuō)明方法MlOO的應(yīng)用的實(shí)例。
[0026]圖16A展示具有不同上升和下降閾值的狀態(tài)轉(zhuǎn)變的繪圖。
[0027]圖16B展示音頻感測(cè)裝置D20的實(shí)施方案的實(shí)例的一部分。
[0028]圖17展示音頻感測(cè)裝置D20的實(shí)施方案的實(shí)例的一部分。
[0029]圖18展示產(chǎn)生測(cè)距脈沖的多個(gè)回聲的環(huán)境的實(shí)例。
[0030]圖19展示包含多個(gè)回聲的檢測(cè)到的信號(hào)的記錄的繪圖。
[0031]圖20展示圖19的信號(hào)和對(duì)應(yīng)譜圖。
[0032]圖21A展示由超聲檢測(cè)器UDlO產(chǎn)生的信號(hào)的繪圖。
[0033]圖21B說(shuō)明范圍模糊性。
[0034]圖22A到22C展示使用來(lái)自多個(gè)超聲檢測(cè)器的測(cè)距結(jié)果的DOA估計(jì)的應(yīng)用的實(shí)例。
[0035]圖23A和23B展示在兩個(gè)不同時(shí)間A和B的典型使用情形。
[0036]圖24到26展示在不同連續(xù)時(shí)間的三通道超聲記錄的實(shí)例。
[0037]圖27A展示根據(jù)一般配置的設(shè)備AlOO的框圖。[0038]圖27B展示設(shè)備AlOO的實(shí)施方案AllO的應(yīng)用的框圖。
[0039]圖28A展示設(shè)備AlOO的實(shí)施方案A120的框圖。
[0040]圖28B展示設(shè)備AlOO的實(shí)施方案A130的應(yīng)用的框圖。
[0041]圖29A展示設(shè)備AlOO的實(shí)施方案A140的框圖。
[0042]圖29B展示超聲范圍估計(jì)器100的實(shí)施方案120的框圖。
[0043]圖30A展示設(shè)備AlOO的實(shí)施方案A150的框圖。
[0044]圖30B展示根據(jù)一般配置的設(shè)備MF100的框圖。
[0045]圖31展示設(shè)備AlOO的實(shí)施方案A160的框圖。
[0046]圖32A展示麥克風(fēng)陣列的實(shí)例RlOO的框圖。
[0047]圖32B展示陣列RlOO的實(shí)施方案RllO的框圖。
[0048]圖33A展示音頻感測(cè)裝置D20的實(shí)施方案DlOO的框圖。
[0049]圖33B展示通信裝置D200的框圖。
[0050]圖34A和34B展示裝置DlOO的便攜式計(jì)算實(shí)施方案D700的不同視圖。
[0051]圖34C和34D展示裝置DlOO的便攜式計(jì)算實(shí)施方案D710的不同視圖。
[0052]圖35展示多麥克風(fēng)音頻感測(cè)裝置DlOO的便攜式實(shí)施方案D800的圖。
[0053]圖36A到36D展示會(huì)議裝置的若干實(shí)例的俯視圖。
[0054]圖37說(shuō)明用于DOA估計(jì)的背投影技術(shù)。
【具體實(shí)施方式】
[0055]本描述包含對(duì)使用超聲測(cè)距來(lái)配置用于估計(jì)聲頻分量的到達(dá)方向的操作的系統(tǒng)、方法和設(shè)備的揭示。此操作可提供較準(zhǔn)確的源定位以支持方向選擇性音頻處理操作的較好性能。
[0056]除非通過(guò)上下文明確限制，否則本文使用術(shù)語(yǔ)“信號(hào)”來(lái)指示其任何普通意義，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)。除非通過(guò)上下文明確限制，否則本文使用術(shù)語(yǔ)“產(chǎn)生”來(lái)指示其任何普通意義，例如計(jì)算或以其它方式制作。除非通過(guò)上下文明確限制，否則本文使用術(shù)語(yǔ)“計(jì)算”來(lái)指示其任何普通意義，例如計(jì)算、評(píng)估、估計(jì)和/或從多個(gè)值進(jìn)行選擇。除非通過(guò)上下文明確限制，否則本文使用術(shù)語(yǔ)“獲得”來(lái)指示其任何普通意義，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)。除非通過(guò)上下文明確限制，否則本文使用術(shù)語(yǔ)“選擇”來(lái)指示其任何普通意義，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。當(dāng)在本描述和權(quán)利要求書中使用術(shù)語(yǔ)“包括”的情況下，其并不排除其它元件或操作。術(shù)語(yǔ)“基于”(如“A基于B”中)用以指示其任何普通意義，包含以下情況:⑴“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”)，且在特定上下文中適當(dāng)?shù)那闆r下，(iii) “等于”(例如，“A等于B”)。類似地，術(shù)語(yǔ)“響應(yīng)于”用以指示其任何普通意義，包含“至少響應(yīng)于”。
[0057]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，有時(shí)使用術(shù)語(yǔ)“通道”來(lái)指示信號(hào)路徑且在其它時(shí)用以指示由此路徑載運(yùn)的信號(hào)。除非另外指示，否則使用術(shù)語(yǔ)“串聯(lián)”來(lái)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10為底的對(duì)數(shù)，但此運(yùn)算向其它底數(shù)的擴(kuò)展在本發(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，例如信號(hào)的頻域表示的樣本(例如，如通過(guò)快速傅立葉變換所產(chǎn)生)或信號(hào)的子帶(例如，巴克(Bark)尺度或梅爾(mel)尺度子帶)。
[0058]除非另外指示，否則具有特定特征的設(shè)備的操作的任何揭示也明確地既定揭示具有類似特征的方法(且反之亦然)，且根據(jù)特定配置的設(shè)備的操作的任何揭示也明確地既定揭示根據(jù)類似配置的方法(且反之亦然)。術(shù)語(yǔ)“配置”可參考如其特定上下文所指示的方法、設(shè)備和/或系統(tǒng)來(lái)使用。術(shù)語(yǔ)“方法”、“過(guò)程”、“程序”和“技術(shù)”一般地且可互換地使用，除非特定上下文另外指示。術(shù)語(yǔ)“設(shè)備”和“裝置”也一般地且可互換地使用，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。除非通過(guò)上下文明確限制，否則本文使用術(shù)語(yǔ)“系統(tǒng)”來(lái)指示其任何普通意義，包含“進(jìn)行交互以服務(wù)于共同目的的元件的群組”。以引用方式對(duì)文獻(xiàn)的一部分的任何并入均應(yīng)理解為將所述部分內(nèi)提及的術(shù)語(yǔ)或變量的定義(其中此些定義出現(xiàn)在所述文獻(xiàn)中的其它地方)并入，以及將所并入部分中提及的任何圖式并入。
[0059]近場(chǎng)可定義為距聲音接收器(例如，麥克風(fēng)陣列)小于一個(gè)波長(zhǎng)的空間區(qū)。在此定義下，到所述區(qū)的邊界的距離與頻率成反比變化。在例如兩百、七百和兩千赫茲的頻率下，到單波長(zhǎng)邊界的距離分別是約170、49和17厘米。改為考慮近場(chǎng)/遠(yuǎn)場(chǎng)邊界處于距麥克風(fēng)陣列的特定距離處(例如，距陣列的麥克風(fēng)或距陣列的質(zhì)心50厘米，或者距陣列的麥克風(fēng)或距陣列的質(zhì)心I米或1.5米)可為有用的。
[0060]多麥克風(fēng)裝置可經(jīng)配置以執(zhí)行空間選擇性處理操作以從空間中的一個(gè)或一個(gè)以上源接收聲信號(hào)(例如，接收來(lái)自裝置的用戶的語(yǔ)音)，同時(shí)抑制從其它方向到達(dá)的聲音。圖1A展示多麥克風(fēng)裝置DlO的實(shí)例，其包含兩個(gè)麥克風(fēng)MClO和MC20的陣列。在裝置DlO的其它實(shí)例中，麥克風(fēng)陣列可包含兩個(gè)以上麥克風(fēng)(例如，三個(gè)、四個(gè)或更多)。在此些情況下，麥克風(fēng)可以線性或二維或三維模式安置，且陣列中的鄰近麥克風(fēng)之間的間距可為均勻的或不均勻的。
[0061]圖1B展示其中裝置DlO經(jīng)配置以相對(duì)于從其它方向到達(dá)的聲音增強(qiáng)從包含可聽聲音源ASl的方向的區(qū)(也稱為“拾取區(qū)”)到達(dá)的聲音的應(yīng)用的實(shí)例。源ASl (例如，裝置的用戶)可能隨著時(shí)間而從一個(gè)位置移動(dòng)到另一位置，且可能需要基于源的當(dāng)前位置來(lái)調(diào)適空間選擇性處理操作。裝置DlO還可經(jīng)實(shí)施以增強(qiáng)從多個(gè)所要源到達(dá)的聲音，所述多個(gè)所要源可位于空間中的各種不同位置處。
[0062]圖1D展示裝置DlO的實(shí)施方案D20的實(shí)例，其可經(jīng)配置以執(zhí)行如本文描述的方法MlOO的實(shí)施方案。裝置D20包含超聲發(fā)射器UElO和超聲檢測(cè)器UD10。如下文描述，可能需要將檢測(cè)器mno實(shí)施為麥克風(fēng)(例如，作為麥克風(fēng)陣列中的另一麥克風(fēng))?？山?jīng)配置以包含裝置DlO或D20的實(shí)例的音頻感測(cè)裝置的實(shí)例包含機(jī)頂盒、游戲控制臺(tái)、智能電話以及膝上型計(jì)算機(jī)和平板計(jì)算機(jī)。
[0063]圖2A展示裝置DlO的四麥克風(fēng)實(shí)施方案D12的應(yīng)用的實(shí)例，其中空間選擇性處理操作經(jīng)配置以增強(qiáng)從多個(gè)不同拾取區(qū)1、2、3中在裝置前方的一者到達(dá)的聲音且抑制從在當(dāng)前選擇的區(qū)之外的方向到達(dá)的聲音?？赡苄枰渲么搜b置以根據(jù)所要揚(yáng)聲器的估計(jì)的當(dāng)前位置選擇當(dāng)前拾取區(qū)。在圖2A中所示的實(shí)例中，空間選擇性處理操作是響應(yīng)于說(shuō)話者的話音從區(qū)I到區(qū)2的估計(jì)到達(dá)方向的改變而進(jìn)行調(diào)適。[0064]可能需要配置裝置DlO以估計(jì)由多麥克風(fēng)陣列從方向聲音源(例如，可聽源ASl)接收的聲音分量的到達(dá)方向。此DOA估計(jì)可例如有用于支持響應(yīng)于所要源的移動(dòng)對(duì)空間選擇性處理操作的調(diào)適。裝置DlO可經(jīng)配置以執(zhí)行若干不同技術(shù)中的任一者或一者以上以估計(jì)到達(dá)方向(DOA)?？深A(yù)期以相似空間分辨率產(chǎn)生源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)間差來(lái)確定D0A)在一些情況下也可為有用的。
[0065]DOA估計(jì)操作可經(jīng)配置以針對(duì)多通道信號(hào)的一系列片段中的每一者產(chǎn)生DOA估計(jì)。典型的片段長(zhǎng)度范圍是從約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片段或“幀”，其各自具有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。通過(guò)DOA估計(jì)操作處理的片段也可為通過(guò)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。
[0066]基于增益差的方法基于信號(hào)增益之間的差而估計(jì)D0A，所述信號(hào)增益是基于多通道信號(hào)的通道。舉例來(lái)說(shuō)，此方法可經(jīng)實(shí)施以基于多通道信號(hào)的不同通道的增益之間的差(例如，量值或能量的差)而估計(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(例如，變換域，例如FFT、DCT或MDCT域)中計(jì)算。此增益量度的實(shí)例包含(不限于)以下各項(xiàng):總量值(例如，樣本值的絕對(duì)值總和)、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)，和平均能量(例如，每樣本)。為了以增益差技術(shù)獲得準(zhǔn)確結(jié)果，可能需要相對(duì)于彼此來(lái)校準(zhǔn)兩個(gè)麥克風(fēng)通道的響應(yīng)?？赡苄枰獙⒌屯V波器應(yīng)用于多通道信號(hào)以使得對(duì)增益量度的計(jì)算限于多通道信號(hào)的聲頻分量。
[0067]增益之間的差可經(jīng)計(jì)算為在對(duì)數(shù)域中每一通道的對(duì)應(yīng)增益測(cè)量值(例如，以分貝為單位的值)之間的差，或等效地為在線性域中的增益測(cè)量值之間的比率。在一些情況下，針對(duì)一幀(例如，針對(duì)每一幀或針對(duì)偶然幀)計(jì)算單個(gè)差。在其它情況下，可針對(duì)幀的若干頻率分量(例如，子帶或FFT頻率區(qū)間)中的每一者計(jì)算差。
[0068]對(duì)于經(jīng)校準(zhǔn)麥克風(fēng)對(duì)，可取為O的增益差來(lái)指示源與每一麥克風(fēng)等距(即，位于所述對(duì)的邊射方向)，可取具有大的正值的增益差來(lái)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)，且可取具有大的負(fù)值的增益差來(lái)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)。圖3A展示其中源相對(duì)于裝置DlO的DOA是通過(guò)根據(jù)片段η的增益差⑶[η]與增益差閾值IY之間的關(guān)系狀態(tài)選擇端射區(qū)1、邊射區(qū)2和端射區(qū)3當(dāng)中的一者來(lái)估計(jì)的實(shí)例。圖3Β展示其中源相對(duì)于裝置DlO的DOA是通過(guò)根據(jù)增益差GD[n]與第一增益差閾值Tu之間的關(guān)系狀態(tài)以及增益差GD[n]與第二增益差閾值IY2之間的關(guān)系狀態(tài)來(lái)選擇5個(gè)區(qū)當(dāng)中的一者來(lái)估計(jì)的實(shí)例。
[0069]在另一實(shí)例中，基于增益差的方法基于從多通道信號(hào)(例如，從多通道信號(hào)的聲頻分量)產(chǎn)生的波束之間的增益差來(lái)估計(jì)D0A。此方法可經(jīng)實(shí)施以使用一組固定濾波器產(chǎn)生一組對(duì)應(yīng)波束，其跨越所要的方向范圍(例如，180度，以10度為增量)。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，針對(duì)每一片段)估計(jì)為展現(xiàn)最高輸出能量的波束的看視方向。圖6A展示包含固定濾波器BFlOa、BFlOb和BFlOn的此配置的實(shí)例，所述固定濾波器經(jīng)布置以對(duì)多通道信號(hào)Sio進(jìn)行濾波以產(chǎn)生相應(yīng)波束BlOa、BlOb和BlOn?？捎靡援a(chǎn)生固定濾波器的波束成形方法的實(shí)例包含一般化旁瓣消除(GSC)、最小方差無(wú)失真響應(yīng)(MVDR)和線性約束最小方差(LCMV)波束成形器。可用以產(chǎn)生固定濾波器的波束產(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)向空波束而操作。
[0070]圖4和5分別展示在1500Hz和2300Hz下三麥克風(fēng)陣列(虛線)和四麥克風(fēng)陣列(實(shí)線)的波束成形器波束模式的實(shí)例。在這些圖中，左上方繪圖A展示具有約60度的看視方向的波束成形器的模式，中下方繪圖B展示具有約90度的看視方向的波束成形器的模式，且右上方繪圖C展示具有約120度的看視方向的波束成形器的模式。具有以線性陣列(例如，鄰近麥克風(fēng)之間的間距為約3.5cm)布置的三個(gè)或四個(gè)麥克風(fēng)的波束成形可用以獲得約10到20度的空間帶寬鑒別。圖3C展示不對(duì)稱陣列的波束模式的實(shí)例。
[0071]在又一實(shí)例中，基于增益差的方法基于從多通道信號(hào)(例如，使用如上所述的波束成形或BSS方法)產(chǎn)生的波束的通道之間的增益差來(lái)估計(jì)DOA以產(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，看視方向)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)的能量集中到不同輸出通道中來(lái)產(chǎn)生此波束。圖6B展示包含固定濾波器BF20a、BF20b和BF20n的此配置的實(shí)例，所述固定濾波器經(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)波束，所述波束具有信號(hào)通道B20as、B20bs和B20ns (例如，對(duì)應(yīng)于相應(yīng)看視方向)和噪聲通道B20an、B20bn和B20nn。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波束的看視方向。
[0072]DOA估計(jì)也可通過(guò)直接使用BSS非混合矩陣W和麥克風(fēng)間距來(lái)獲得。此技術(shù)可包含通過(guò)使用經(jīng)分離源信號(hào)的背投影、使用非混合矩陣W的逆(例如，摩爾-彭羅斯(Moore-Penrose)偽逆)，之后是基于背投影數(shù)據(jù)的單個(gè)源DOA估計(jì)，來(lái)估計(jì)源D0A(例如，針對(duì)每一源-麥克風(fēng)對(duì))。此DOA估計(jì)方法通常對(duì)麥克風(fēng)增益響應(yīng)校準(zhǔn)中的誤差是穩(wěn)健的。將BSS非混合矩陣W應(yīng)用于m個(gè)麥克風(fēng)信號(hào)X1到XM，且從矩陣W的輸出當(dāng)中選擇待進(jìn)行背投影的源信號(hào)Y”可使用例如GCC-PHAT或SRP-PHAT等技術(shù)根據(jù)背投影信號(hào)計(jì)算每一源-麥克風(fēng)對(duì)的D0A。最大似然和/或多信號(hào)分類(MUSIC)算法也可應(yīng)用于背投影信號(hào)以用于源定位。在圖37中說(shuō)明上述背投影方法。
[0073]基于相位差的方法基于多通道信號(hào)的不同通道的相位之間的差而估計(jì)D0A。此些方法包含基于多通道信號(hào)(例如，多通道信號(hào)的聲頻分量)的交叉功率譜相位(CPSP)的技術(shù)，所述CPSP可通過(guò)使交叉功率譜密度向量的每一元素按其量值正規(guī)化來(lái)加以計(jì)算。此些技術(shù)的實(shí)例包含具有相位變換的一般化交叉相關(guān)(GCC-PHAT)和導(dǎo)向響應(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)DOA?；谙辔徊畹姆椒ǖ囊粋€(gè)潛在優(yōu)點(diǎn)是其通常對(duì)麥克風(fēng)的增益響應(yīng)之間的失配是穩(wěn)健的。
[0074]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，將頻率分量的相位估計(jì)為頻率分量的FFT系數(shù)的虛數(shù)項(xiàng)與頻率分量的FFT系數(shù)的實(shí)數(shù)項(xiàng)的比率的逆正切(也稱為反正切)?？赡苄枰槍?duì)待檢查的每一頻率分量通過(guò)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)相位來(lái)計(jì)算相位差Δφ。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)期最直接接收用戶話音的麥克風(fēng)的通道。
[0075]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。在極低頻率下對(duì)接收的波形的相位關(guān)系的實(shí)際評(píng)估通常要求變換器之間的對(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界。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引起空間混疊的頻率。
[0076]可能需要在多通道信號(hào)的有限聲頻范圍(例如，語(yǔ)音信號(hào)的預(yù)期頻率范圍)上執(zhí)行DOA估計(jì)?；谙辔坏腄OA估計(jì)方法的一個(gè)此實(shí)例經(jīng)配置以計(jì)算針對(duì)700Hz到2000Hz的頻率范圍的相位差，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樣本這23個(gè)頻率樣本。在另外實(shí)例中，此方法經(jīng)配置以在從為約50、100、200、300或500Hz的下界到為約700、1000、1200、1500或2000Hz的上界的頻率范圍上計(jì)算相位差(明確地預(yù)期和揭示這些下界和上界的25種組合中的每一者)。
[0077]濁音語(yǔ)音(例如，元音聲音)的能量譜往往在音調(diào)頻率的諧波處具有局部峰值。另一方面，背景噪聲的能量譜往往相對(duì)未經(jīng)結(jié)構(gòu)化。因此，音調(diào)頻率的諧波處的輸入通道的分量可預(yù)期具有比其它分量高的信噪比(SNR)?？赡苄枰渲肈OA估計(jì)方法以利于對(duì)應(yīng)于估計(jì)音調(diào)頻率的倍數(shù)的相位差。舉例來(lái)說(shuō)，可能需要計(jì)算的相位差中的至少25%、50%或75% (可能全部)對(duì)應(yīng)于估計(jì)音調(diào)頻率的倍數(shù)，或?qū)?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)頻率范圍是從男性說(shuō)話者的約70到IOOHz到女性說(shuō)話者的約150到200Hz，且音調(diào)頻率的當(dāng)前估計(jì)(例如，以音調(diào)周期或“音調(diào)滯后”的估計(jì)的形式)在包含語(yǔ)音編碼和/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，例如碼激勵(lì)線性預(yù)測(cè)(CELP)和原型波形內(nèi)插(PWI))中將通常已經(jīng)可用。相同原理也可應(yīng)用于其它所要諧波信號(hào)。相反，可能需要配置DOA估計(jì)方法以忽略對(duì)應(yīng)于已知干擾者的頻率分量，例如音調(diào)信號(hào)(例如，鬧鐘、電話鈴聲和其它電子警報(bào))。
[0078]DOA估計(jì)方法可經(jīng)配置以針對(duì)多個(gè)所計(jì)算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Δ與與頻率fi之間
的比率A(例如
【權(quán)利要求】
1.一種信號(hào)處理的方法,所述方法包括: 基于來(lái)自第一超聲信號(hào)的第一反射的信息，估計(jì)發(fā)聲對(duì)象的第一范圍； 基于所述估計(jì)的第一范圍，選擇多個(gè)到達(dá)方向估計(jì)操作當(dāng)中的一者；以及 執(zhí)行所述選定到達(dá)方向估計(jì)操作以基于來(lái)自多通道信號(hào)的聲頻分量的信息而計(jì)算所述聲頻分量的到達(dá)方向的估計(jì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述多通道信號(hào)的第一通道是基于由第一檢測(cè)器產(chǎn)生的信號(hào)，且所述多通道信號(hào)的第二通道是基于由第二檢測(cè)器產(chǎn)生的信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中所述估計(jì)所述第一范圍包含計(jì)算所述第一超聲信號(hào)到所述第一檢測(cè)器的飛行時(shí)間，且其中來(lái)自所述第一超聲信號(hào)的所述第一反射的所述信息包含所述計(jì)算的所述第一超聲信號(hào)到所述第一檢測(cè)器的飛行時(shí)間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述估計(jì)所述第一范圍包含計(jì)算所述第一超聲信號(hào)到第一檢測(cè)器的飛行時(shí)間，且其中來(lái)自所述第一超聲信號(hào)的所述第一反射的所述信息包含所述計(jì)算的所述第一超聲信號(hào)到所述第一檢測(cè)器的飛行時(shí)間，且 其中所述估計(jì)所述第一范圍包含計(jì)算所述第一超聲信號(hào)到第二檢測(cè)器的飛行時(shí)間，且其中來(lái)自所述第一超聲信號(hào)的所述第一反射的所述信息包含所述計(jì)算的所述第一超聲信號(hào)到所述第二檢測(cè)器的飛行時(shí) 間。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中所述多通道信號(hào)的所述聲頻分量是基于由所述第一和第二檢測(cè)器產(chǎn)生的信號(hào)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中所述方法包括基于所述計(jì)算的所述第一超聲信號(hào)到所述第一和第二檢測(cè)器的飛行時(shí)間而計(jì)算所述聲頻分量的到達(dá)方向的第二估計(jì)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中所述方法包括根據(jù)相對(duì)加權(quán)來(lái)組合所述計(jì)算的到達(dá)方向的估計(jì)和所述計(jì)算的第二估計(jì)以獲得到達(dá)方向的組合估計(jì)， 其中所述相對(duì)加權(quán)是基于所述聲頻分量的等級(jí)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中所述相對(duì)加權(quán)是基于所述計(jì)算的到達(dá)方向的估計(jì)與所述計(jì)算的第二估計(jì)之間的差。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中所述方法包含計(jì)算第二超聲信號(hào)到所述第一檢測(cè)器的飛行時(shí)間，且 其中所述相對(duì)加權(quán)是基于所述第一和第二超聲信號(hào)到所述第一檢測(cè)器的所述飛行時(shí)間之間的差。
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中所述方法包括: 基于來(lái)自所述第一超聲信號(hào)的第二反射的信息，估計(jì)第二范圍； 基于來(lái)自在所述第一超聲信號(hào)之后發(fā)射的第二超聲信號(hào)的第一反射的信息，估計(jì)第三范圍； 基于來(lái)自所述第二超聲信號(hào)的第二反射的信息，估計(jì)第四范圍； 基于(A)所述第一與第三范圍之間的差與(B)所述第二與第四范圍之間的差之間的關(guān)系，選擇所述第三和第四范圍當(dāng)中的一者； 基于所述選定范圍，執(zhí)行所述多個(gè)到達(dá)方向估計(jì)操作當(dāng)中的一者的第二選擇；以及 執(zhí)行由所述第二選擇選定的所述到達(dá)方向估計(jì)操作以基于來(lái)自所述聲頻分量的信息而計(jì)算所述聲頻分量的所述到達(dá)方向的第二估計(jì)。
11.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中所述方法包括: 計(jì)算第二超聲信號(hào)到所述第一檢測(cè)器的飛行時(shí)間和所述第二超聲信號(hào)到所述第二檢測(cè)器的飛行時(shí)間； 檢測(cè)(A)所述第一超聲信號(hào)到所述第一檢測(cè)器的所述飛行時(shí)間與所述第二超聲信號(hào)到所述第一檢測(cè)器的所述飛行時(shí)間之間的差不超過(guò)第二閾值，且(B)所述第二超聲信號(hào)的所述第二飛行時(shí)間不同于所述第一超聲信號(hào)的所述第二飛行時(shí)間；以及 響應(yīng)于所述檢測(cè)，基于所述第二超聲信號(hào)的所述第二飛行時(shí)間而更新所述估計(jì)的第一范圍。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述方法包含: 基于所述聲頻分量的所述到達(dá)方向的所述估計(jì)，將圖像的一部分選擇為聚焦窗口 ；以及 基于所述發(fā)聲對(duì)象的所述估計(jì)的第一范圍且基于來(lái)自所述聚焦窗口的信息，執(zhí)行相機(jī)聚焦操作。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述多個(gè)到達(dá)方向估計(jì)操作當(dāng)中的至少一者包含基于所述聲頻分量的通道之間的增益差而計(jì)算所述估計(jì)。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述多個(gè)到達(dá)方向估計(jì)操作當(dāng)中的至少一者包含基于從所述聲頻分量產(chǎn)生的波束的通道之間的增益差而計(jì)算所述估計(jì)。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述 的方法，其中所述多個(gè)到達(dá)方向估計(jì)操作當(dāng)中的至少一者包含基于從所述聲頻分量產(chǎn)生的波束之間的增益差而計(jì)算所述估計(jì)。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述多個(gè)到達(dá)方向估計(jì)操作當(dāng)中的至少一者包含基于所述聲頻分量的通道之間的相位差而計(jì)算所述估計(jì)。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述選擇多個(gè)到達(dá)方向估計(jì)操作當(dāng)中的一者包括: 將所述估計(jì)的第一范圍與閾值進(jìn)行比較； 如果所述估計(jì)的第一范圍小于所述閾值，那么選擇所述多個(gè)到達(dá)方向估計(jì)操作當(dāng)中的第一者；以及 如果所述估計(jì)的第一范圍大于所述閾值，那么選擇所述多個(gè)到達(dá)方向估計(jì)操作當(dāng)中的第二者。
18.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述聲頻分量包含由所述發(fā)聲對(duì)象發(fā)射的聲音。
19.一種用于信號(hào)處理的設(shè)備，所述設(shè)備包括: 用于基于來(lái)自第一超聲信號(hào)的第一反射的信息估計(jì)發(fā)聲對(duì)象的第一范圍的裝置； 用于基于所述估計(jì)的第一范圍選擇多個(gè)到達(dá)方向估計(jì)操作當(dāng)中的一者的裝置；以及用于執(zhí)行所述選定到達(dá)方向估計(jì)操作以基于來(lái)自多通道信號(hào)的聲頻分量的信息而計(jì)算所述聲頻分量的到達(dá)方向的估計(jì)的裝置。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的設(shè)備，其中所述多通道信號(hào)的第一通道是基于由第一檢測(cè)器產(chǎn)生的信號(hào)，且所述多通道信號(hào)的第二通道是基于由第二檢測(cè)器產(chǎn)生的信號(hào)。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的設(shè)備，其中所述用于估計(jì)所述第一范圍的裝置包含用于計(jì)算所述第一超聲信號(hào)到所述第一檢測(cè)器的飛行時(shí)間的裝置，且其中來(lái)自所述第一超聲信號(hào)的所述第一反射的所述信息包含所述計(jì)算的所述第一超聲信號(hào)到所述第一檢測(cè)器的飛行時(shí)間。
22.根據(jù)權(quán)利要求19所述的設(shè)備，其中所述用于估計(jì)所述第一范圍的裝置包含用于計(jì)算所述第一超聲信號(hào)到第一檢測(cè)器的飛行時(shí)間的裝置，且其中來(lái)自所述第一超聲信號(hào)的所述第一反射的所述信息包含所述計(jì)算的所述第一超聲信號(hào)到所述第一檢測(cè)器的飛行時(shí)間，且 其中所述用于估計(jì)所述第一范圍的裝置包含用于計(jì)算所述第一超聲信號(hào)到第二檢測(cè)器的飛行時(shí)間的裝置，且其中來(lái)自所述第一超聲信號(hào)的所述第一反射的所述信息包含所述計(jì)算的所述第一超聲信號(hào)到所述第二檢測(cè)器的飛行時(shí)間。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的設(shè)備，其中所述多通道信號(hào)的所述聲頻分量是基于由所述第一和第二檢測(cè)器產(chǎn)生的信號(hào)。
24.根據(jù)權(quán)利要求22所述的設(shè)備，其中所述設(shè)備包括用于基于所述計(jì)算的所述第一超聲信號(hào)到所述第一和第二檢測(cè)器的飛行時(shí)間而計(jì)算所述聲頻分量的到達(dá)方向的第二估計(jì)的裝置。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的設(shè)備，其中所述設(shè)備包括用于根據(jù)相對(duì)加權(quán)來(lái)組合所述計(jì)算的到達(dá)方向的估計(jì)和所述計(jì)算的第二估計(jì)以獲得到達(dá)方向的組合估計(jì)的裝置， 其中所述相對(duì)加權(quán)是基于所述聲頻分量的等級(jí)。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的設(shè)備，其中所述相對(duì)加權(quán)是基于所述計(jì)算的到達(dá)方向的估 計(jì)與所述計(jì)算的第二估計(jì)之間的差。
27.根據(jù)權(quán)利要求25所·述的設(shè)備，其中所述設(shè)備包含用于計(jì)算第二超聲信號(hào)到所述第一檢測(cè)器的飛行時(shí)間的裝置，且 其中所述相對(duì)加權(quán)是基于所述第一和第二超聲信號(hào)到所述第一檢測(cè)器的所述飛行時(shí)間之間的差。
28.根據(jù)權(quán)利要求20所述的設(shè)備，其中所述設(shè)備包括: 用于基于來(lái)自所述第一超聲信號(hào)的第二反射的信息估計(jì)第二范圍的裝置； 用于基于來(lái)自在所述第一超聲信號(hào)之后發(fā)射的第二超聲信號(hào)的第一反射的信息估計(jì)第三范圍的裝置； 用于基于來(lái)自所述第二超聲信號(hào)的第二反射的信息估計(jì)第四范圍的裝置； 用于基于(A)所述第一與第三范圍之間的差與(B)所述第二與第四范圍之間的差之間的關(guān)系選擇所述第三和第四范圍當(dāng)中的一者的裝置； 用于基于所述選定范圍執(zhí)行所述多個(gè)到達(dá)方向估計(jì)操作當(dāng)中的一者的第二選擇的裝置；以及 用于執(zhí)行由所述第二選擇選定的所述到達(dá)方向估計(jì)操作以基于來(lái)自所述聲頻分量的信息而計(jì)算所述聲頻分量的所述到達(dá)方向的第二估計(jì)的裝置。
29.根據(jù)權(quán)利要求20所述的設(shè)備，其中所述設(shè)備包括: 用于計(jì)算第二超聲信號(hào)到所述第一檢測(cè)器的飛行時(shí)間和所述第二超聲信號(hào)到所述第二檢測(cè)器的飛行時(shí)間的裝置； 用于檢測(cè)(A)所述第一超聲信號(hào)到所述第一檢測(cè)器的所述飛行時(shí)間與所述第二超聲信號(hào)到所述第一檢測(cè)器的所述飛行時(shí)間之間的差不超過(guò)第二閾值且(B)所述第二超聲信號(hào)的所述第二飛行時(shí)間不同于所述第一超聲信號(hào)的所述第二飛行時(shí)間的裝置；以及用于響應(yīng)于所述檢測(cè)基于所述第二超聲信號(hào)的所述第二飛行時(shí)間而更新所述估計(jì)的第一范圍的裝置。
30.根據(jù)權(quán)利要求19所述的設(shè)備，其中所述多個(gè)到達(dá)方向估計(jì)操作當(dāng)中的至少一者包含基于所述聲頻分量的通道之間的增益差而計(jì)算所述估計(jì)。
31.根據(jù)權(quán)利要求19所述的設(shè)備，其中所述多個(gè)到達(dá)方向估計(jì)操作當(dāng)中的至少一者包含基于從所述聲頻分量產(chǎn)生的波束的通道之間的增益差而計(jì)算所述估計(jì)。
32.根據(jù)權(quán)利要求19所述的設(shè)備，其中所述多個(gè)到達(dá)方向估計(jì)操作當(dāng)中的至少一者包含基于從所述聲頻分量產(chǎn)生的波束之間的增益差而計(jì)算所述估計(jì)。
33.根據(jù)權(quán)利要求19所述的設(shè)備，其中所述多個(gè)到達(dá)方向估計(jì)操作當(dāng)中的至少一者包含基于所述聲頻分量的通道之間的相位差而計(jì)算所述估計(jì)。
34.根據(jù)權(quán)利要求19所述的設(shè)備，其中所述用于選擇多個(gè)到達(dá)方向估計(jì)操作當(dāng)中的一者的裝置包括: 用于將所述估計(jì)的第一范圍與閾值進(jìn)行比較的裝置； 用于在所述估計(jì)的第一范圍小于所述閾值的情況下選擇所述多個(gè)到達(dá)方向估計(jì)操作當(dāng)中的第一者的裝置；以及 用于在所述估計(jì)的第一范圍大于所述閾值的情況下選擇所述多個(gè)到達(dá)方向估計(jì)操作當(dāng)中的第二者的裝置。
35.根據(jù)權(quán)利要求19所述的設(shè)備，其中所述聲頻分量包含由所述發(fā)聲對(duì)象發(fā)射的聲 曰?
36.一種用于信號(hào)處理的設(shè)備，所述設(shè)備包括: 范圍估計(jì)器，其經(jīng)配置以基于來(lái)自第一超聲信號(hào)的第一反射的信息估計(jì)發(fā)聲對(duì)象的第一范圍； 比較器，其經(jīng)配置以基于所述估計(jì)的第一范圍選擇多個(gè)到達(dá)方向估計(jì)操作當(dāng)中的一者；以及 方向計(jì)算器，其經(jīng)配置以執(zhí)行所述選定到達(dá)方向估計(jì)操作以基于來(lái)自多通道信號(hào)的聲頻分量的信息而計(jì)算所述聲頻分量的到達(dá)方向的估計(jì)。
37.根據(jù)權(quán)利要求36所述的設(shè)備，其中所述多通道信號(hào)的第一通道是基于由第一檢測(cè)器產(chǎn)生的信號(hào)，且所述多通道信號(hào)的第二通道是基于由第二檢測(cè)器產(chǎn)生的信號(hào)。
38.根據(jù)權(quán)利要求37所述的設(shè)備，其中所述范圍估計(jì)器經(jīng)配置以計(jì)算所述第一超聲信號(hào)到所述第一檢測(cè)器的飛行時(shí)間，且其中來(lái)自所述第一超聲信號(hào)的所述第一反射的所述信息包含所述計(jì)算的所述第一超聲信號(hào)到所述第一檢測(cè)器的飛行時(shí)間。
39.根據(jù)權(quán)利要求36所述的設(shè)備，其中所述范圍估計(jì)器經(jīng)配置以計(jì)算所述第一超聲信號(hào)到第一檢測(cè)器的飛行時(shí)間，且其中來(lái)自所述第一超聲信號(hào)的所述第一反射的所述信息包含所述計(jì)算的所述第一超聲信號(hào)到所述第一檢測(cè)器的飛行時(shí)間，且 其中所述范圍估計(jì)器經(jīng)配置以計(jì)算所述第一超聲信號(hào)到第二檢測(cè)器的飛行時(shí)間，且其中來(lái)自所述第一超聲信號(hào)的所述第一反射的所述信息包含所述計(jì)算的所述第一超聲信號(hào)到所述第二檢測(cè)器的飛行時(shí)間。
40.根據(jù)權(quán)利要求39所述的設(shè)備，其中所述多通道信號(hào)的所述聲頻分量是基于由所述第一和第二檢測(cè)器產(chǎn)生的信號(hào)。
41.根據(jù)權(quán)利要求39所述的設(shè)備，其中所述設(shè)備包括第二方向計(jì)算器，所述第二方向計(jì)算器經(jīng)配置以基于所述計(jì)算的所述第一超聲信號(hào)到所述第一和第二檢測(cè)器的飛行時(shí)間而計(jì)算所述聲頻分量的到達(dá)方向的第二估計(jì)。
42.根據(jù)權(quán)利要求41所述的設(shè)備，其中所述設(shè)備包括組合器，所述組合器經(jīng)配置以根據(jù)相對(duì)加權(quán)來(lái)組合所述計(jì)算的到達(dá)方向的估計(jì)和所述計(jì)算的第二估計(jì)以獲得到達(dá)方向的組合估計(jì)， 其中所述相對(duì)加權(quán)是基于所述聲頻分量的等級(jí)。
43.根據(jù)權(quán)利要求42所述的設(shè)備，其中所述相對(duì)加權(quán)是基于所述計(jì)算的到達(dá)方向的估計(jì)與所述計(jì)算的第二估計(jì)之間的差。
44.根據(jù)權(quán)利要求42所述的設(shè)備，其中所述范圍估計(jì)器經(jīng)配置以指示第二超聲信號(hào)到所述第一檢測(cè)器的飛行時(shí)間，且 其中所述相對(duì)加權(quán)是基于所述第一和第二超聲信號(hào)到所述第一檢測(cè)器的所述飛行時(shí)間之間的差。
45.根據(jù)權(quán)利要求37所述的設(shè)備，其中所述范圍估計(jì)器經(jīng)配置以: 基于來(lái)自所述第一超聲信號(hào)的第二反射的信息估計(jì)第二范圍； 基于來(lái)自在所述第一超聲信號(hào)之后發(fā)射的第二超聲信號(hào)的第一反射的信息估計(jì)第三范圍；以及 基于來(lái)自所述第二超聲信號(hào)的第二反射的信息估計(jì)第四范圍，且 其中所述設(shè)備包括: 選擇器，其經(jīng)配置以基于(A)所述第一與第三范圍之間的差與(B)所述第二與第四范圍之間的差之間的關(guān)系選擇所述第三和第四范圍當(dāng)中的一者； 第二比較器，其經(jīng)配置以基于所述選定范圍執(zhí)行所述多個(gè)到達(dá)方向估計(jì)操作當(dāng)中的一者的第二選擇；以及 第二方向計(jì)算器，其經(jīng)配置以執(zhí)行由所述第二比較器選定的所述到達(dá)方向估計(jì)操作以基于來(lái)自所述聲頻分量的信息而計(jì)算所述聲頻分量的所述到達(dá)方向的第二估計(jì)。
46.根據(jù)權(quán)利要求37所述的設(shè)備，其中所述范圍估計(jì)器經(jīng)配置以計(jì)算第二超聲信號(hào)到所述第一檢測(cè)器的飛行時(shí)間和所述第二超聲信號(hào)到所述第二檢測(cè)器的飛行時(shí)間；且 其中所述設(shè)備包括第二比較器，所述第二比較器經(jīng)配置以檢測(cè)(A)所述第一超聲信號(hào)到所述第一檢測(cè)器的所述飛行時(shí)間與所述第二超聲信號(hào)到所述第一檢測(cè)器的所述飛行時(shí)間之間的差不超過(guò)第二閾值且(B)所述第二超聲信號(hào)的所述第二飛行時(shí)間不同于所述第一超聲信號(hào)的所述第二飛行時(shí)間，且 其中所述范圍估計(jì)器經(jīng)配置以響應(yīng)于所述檢測(cè)基于所述第二超聲信號(hào)的所述第二飛行時(shí)間而更新所述估計(jì)的第一范圍。
47.根據(jù)權(quán)利要求36所述的設(shè)備，其中所述多個(gè)到達(dá)方向估計(jì)操作當(dāng)中的至少一者包含基于所述聲頻分量的通道之間的增益差而計(jì)算所述估計(jì)。
48.根據(jù)權(quán)利要求36所述的設(shè)備，其中所述多個(gè)到達(dá)方向估計(jì)操作當(dāng)中的至少一者包含基于從所述聲頻分量產(chǎn)生的波束的通道之間的增益差而計(jì)算所述估計(jì)。
49.根據(jù)權(quán)利要求36所述的設(shè)備，其中所述多個(gè)到達(dá)方向估計(jì)操作當(dāng)中的至少一者包含基于從所述聲頻分量產(chǎn)生的波束之間的增益差而計(jì)算所述估計(jì)。
50.根據(jù)權(quán)利要求36所述的設(shè)備，其中所述多個(gè)到達(dá)方向估計(jì)操作當(dāng)中的至少一者包含基于所述聲頻分量的通道之間的相位差而計(jì)算所述估計(jì)。
51.根據(jù)權(quán)利要求36所述的設(shè)備，其中所述比較器經(jīng)配置以將所述估計(jì)的第一范圍與閾值進(jìn)行比較，在所述估計(jì)的第一范圍小于所述閾值的情況下選擇所述多個(gè)到達(dá)方向估計(jì)操作當(dāng)中的第一者，且在所述估計(jì)的第一范圍大于所述閾值的情況下選擇所述多個(gè)到達(dá)方向估計(jì)操作當(dāng)中的第二者。
52.根據(jù)權(quán)利要求36所述的設(shè)備，其中所述聲頻分量包含由所述發(fā)聲對(duì)象發(fā)射的聲曰?
53.一種通信裝置，其包含根據(jù)權(quán)利要求36所述的設(shè)備。
54.一種具有有形特征的非暫時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)媒體，所述特征致使讀取所述特征的機(jī)器: 基于來(lái)自第一超聲信號(hào)的第一反射的信息估計(jì)發(fā)聲對(duì)象的第一范圍； 基于所述估計(jì)的第一范圍選擇多個(gè)到達(dá)方向估計(jì)操作當(dāng)中的一者；以及執(zhí)行所述選定到達(dá)方向估計(jì)操作以基于來(lái)自多通道信號(hào)的聲頻分量的信息而計(jì)算所述聲頻分量的到達(dá)方向的 估計(jì)。
55.根據(jù)權(quán)利要求54所述的媒體，其中所述多個(gè)到達(dá)方向估計(jì)操作當(dāng)中的至少一者包含基于所述聲頻分量的通道之間的增益差而計(jì)算所述估計(jì)。
56.根據(jù)權(quán)利要求54所述的媒體，其中所述多個(gè)到達(dá)方向估計(jì)操作當(dāng)中的至少一者包含基于從所述聲頻分量產(chǎn)生的波束的通道之間的增益差而計(jì)算所述估計(jì)。
57.根據(jù)權(quán)利要求54所述的媒體，其中所述多個(gè)到達(dá)方向估計(jì)操作當(dāng)中的至少一者包含基于從所述聲頻分量產(chǎn)生的波束之間的增益差而計(jì)算所述估計(jì)。
58.根據(jù)權(quán)利要求54所述的媒體，其中所述多個(gè)到達(dá)方向估計(jì)操作當(dāng)中的至少一者包含基于所述聲頻分量的通道之間的相位差而計(jì)算所述估計(jì)。
59.根據(jù)權(quán)利要求54所述的媒體，其中所述選擇多個(gè)到達(dá)方向估計(jì)操作當(dāng)中的一者包括: 將所述估計(jì)的第一范圍與閾值進(jìn)行比較； 如果所述估計(jì)的第一范圍小于所述閾值，那么選擇所述多個(gè)到達(dá)方向估計(jì)操作當(dāng)中的第一者；以及 如果所述估計(jì)的第一范圍大于所述閾值，那么選擇所述多個(gè)到達(dá)方向估計(jì)操作當(dāng)中的第二者。
【文檔編號(hào)】G01S7/521GK103443649SQ201280014845
【公開日】2013年12月11日 申請(qǐng)日期:2012年2月27日 優(yōu)先權(quán)日:2011年3月3日
【發(fā)明者】埃里克·維瑟, 布賴恩·莫邁爾 申請(qǐng)人:高通股份有限公司