1.本發(fā)明涉及揚(yáng)聲器系統(tǒng)，如在功率受限情形下工作的揚(yáng)聲器系統(tǒng)。本發(fā)明尤其涉及包括揚(yáng)聲器單元、均衡單元和用戶接口的揚(yáng)聲器系統(tǒng)。優(yōu)選地，揚(yáng)聲器為喇叭擴(kuò)音器的一部分或者是喇叭擴(kuò)音器。
2.本發(fā)明的教導(dǎo)例如可用在下述應(yīng)用中：免提電話系統(tǒng)、移動電話、遠(yuǎn)程會議系統(tǒng)(如喇叭擴(kuò)音器)、耳機(jī)、耳麥、廣播系統(tǒng)、游戲設(shè)備、卡拉ok系統(tǒng)、教室放大系統(tǒng)等。


背景技術(shù)：

3.在遠(yuǎn)程通信中，進(jìn)入的語音信號經(jīng)常具有欠佳的頻率含量/頻譜。
4.壞的傳聲器、臟的傳聲器入口、拙劣設(shè)計的傳聲器、不當(dāng)使用的傳聲器(例如耳麥吊桿傳聲器放在下巴下方、以欠佳的角度握持移動電話、bt(藍(lán)牙)耳麥指向向下而不是朝向嘴巴等)、嘈雜的環(huán)境、風(fēng)噪和隨后的降噪、受損的通信通道、窄帶通道、壞的編解碼器等等均是對聽音努力或/或語音可懂度具有大或小的負(fù)面影響的因素，因為它們引入了信號的非平濾波。同樣，講話者可具有不利的振幅響應(yīng)，例如在提到實現(xiàn)最佳的語音可懂度時具有太少的中間和高頻含量。
5.由于誤解以及需要更高的努力來理解說了什么，上面描述的損害的結(jié)果可能是差的會話體驗。
6.同樣，在接收端的環(huán)境中的噪聲和干擾也可影響語音可懂度。
7.在圖1中，示出了通信通道并標(biāo)示了在哪些地方可能發(fā)生降級。


技術(shù)實現(xiàn)要素：

8.上面提出的問題的具體解決方案是基于信號的頻率含量動態(tài)校正頻率響應(yīng)。提出了一種在呼叫期間動態(tài)改善上述缺陷的方法。
9.本發(fā)明的一方面是提供一種用于基于音頻輸入信號的頻率含量動態(tài)校正頻率響應(yīng)的方法、設(shè)備和系統(tǒng)，其單獨或結(jié)合緩解、減輕或消除上面提及的現(xiàn)有技術(shù)中的一個或多個不足。
10.根據(jù)一方面，一種用于動態(tài)語音均衡的方法，包括：接收輸入信號，根據(jù)頻率處理所述輸入信號，根據(jù)均衡函數(shù)提供均衡的電音頻信號，其中所述均衡函數(shù)至少包括執(zhí)行器部分，其配置成將第一補(bǔ)償濾波器動態(tài)應(yīng)用于所接收的輸入信號、將第二補(bǔ)償濾波器動態(tài)應(yīng)用于所接收的輸入信號、傳輸可由用戶感知為聲音的表示所述電聲輸入信號或其處理后版本的輸出信號。第二補(bǔ)償濾波器可以是透明濾波器。
11.語音可通過例如調(diào)制指數(shù)、頻率響應(yīng)、波峰因數(shù)清楚地表征。經(jīng)帶寬有限的通道如軟件電話的通信和/或經(jīng)電話或數(shù)據(jù)的話音，所傳輸?shù)恼Z音中的頻譜信息經(jīng)常失真。如將在此描述的，通過利用“理想的”或者逼近理想的語音的知識，可能至少部分校正失真的信息。這樣的算法的一個目標(biāo)在于增加可懂度和/或感知的聲音質(zhì)量。
12.在此描述的方法和/或喇叭擴(kuò)音器的一個版本包括語音分析模塊和隨頻率而變的
調(diào)節(jié)。語音分析模塊可提供信息如是否存在語音。在其它版本中，語音分析模塊通過將傳入的信號與語音的已知特性進(jìn)行比較而分析傳入的語音，可能地，分析與語音的那些已知特性的偏差。語音可使用傳入的語音的頻譜與一個或多個存儲的(如參考)語音頻譜如平均或理想化的語音頻譜進(jìn)行比較。分析可基于分析傳入的語音的頻譜形狀進(jìn)行。傳入的語音可使用人工智能進(jìn)行分析?；诒容^，可確定一個或多個校正如一組校正。確定的或估計的校正則可應(yīng)用于傳入的語音以得到改善的或處理后的傳入語音信號。
13.語音的分析可按頻帶進(jìn)行劃分，例如第一分析通路為高頻通路，第二分析通路為低頻通路。頻帶可劃分高頻通路和低頻通路，這可被確定為高頻濾波器的截止頻率與用于相應(yīng)高頻分析通路的低頻濾波器之間的間隔。在一例子中，低頻通路可分析低于500hz的信號。
14.在這里描述的分析模塊中，低通濾波器之后可以是能量估計器。這將確定傳入的語音的低頻范圍如低于500hz的能量。在這里描述的分析模塊中，高通濾波器之后可以是能量估計器。該部分將確定傳入的語音的高頻范圍如高于2000hz的能量。
15.可提供映射器模塊，其利用來自“理想語音”的在前知識或者語音特性來映射上面提及的兩個高和低頻能量估計量之間的關(guān)系以計算為改善傳入的語音信號而將應(yīng)用的估計的校正。簡單的例子可以是，高和低估計器之間的關(guān)系表明傳入信號缺少高于給定頻率如高于2000hz的能量，因此，校正可包括在上頻率范圍中向信號添加對應(yīng)的能量以更好地匹配“理想語音”從而提供校正的語音信號。
16.隨頻率而變的調(diào)節(jié)可實施在具有兩個輸入的模塊中：1)傳入的受損語音，和2)為增加傳入的語音的質(zhì)量估計的校正。該隨頻率而變的調(diào)節(jié)模塊可實施自適應(yīng)校正功能，如自適應(yīng)濾波器，其應(yīng)用從語音分析模塊接收的校正并輸出改善的語音信號用于進(jìn)一步處理或者呈現(xiàn)給用戶。
17.自適應(yīng)濾波器可使用兩個濾波器建立：濾波器1和濾波器2。這些濾波器可具有不同的頻率響應(yīng)。輸出濾波器1和濾波器2可被加權(quán)并加在一起以形成校正的例如合乎需要的輸出。如果例如濾波器2具有幾乎平坦的響應(yīng)，及濾波器1具有類似的響應(yīng)，除了增加的高于給定頻率如2000hz的提升之外，則通過使濾波器1的權(quán)重高于濾波器2，可能提升上頻率。自然地，該提升可通過選擇不同的濾波器及通過選擇適當(dāng)?shù)臋?quán)重進(jìn)行調(diào)節(jié)。因此，在所描述的配置中使用兩個靜態(tài)濾波器，可能使用單一標(biāo)量控制自適應(yīng)濾波器的輸出。上面的例子自然地縮放到n個濾波器，然而，在這樣的結(jié)構(gòu)中添加許多濾波器可能不是最有效率的實現(xiàn)所需自由度的方式。對于本說明書中描述的應(yīng)用，兩個濾波器通常產(chǎn)生可接受的結(jié)果。
18.在一方面，本發(fā)明提供喇叭擴(kuò)音器(也稱為揚(yáng)聲電話)的運(yùn)行方法，其中喇叭擴(kuò)音器可包括傳聲器系統(tǒng)、輸出系統(tǒng)和通信系統(tǒng)，其中通信系統(tǒng)可配置成與遠(yuǎn)端講話者通信。喇叭擴(kuò)音器可配置成經(jīng)通信系統(tǒng)接收信號。喇叭擴(kuò)音器可配置成分析所接收的信號以確定該信號是否包括語音。如果該信號包括語音，則該信號通過隨頻率而變的處理進(jìn)行處理。語音分析模塊可配置成執(zhí)行該信號是否包括語音的分析。語音分析模塊可包括低頻處理通路和高頻處理通路。低頻處理通路和高頻處理通路中的每一個包括相應(yīng)的低或高通濾波器。此外，低和高頻濾波通路中的每一個可包括能量估計器，配置成提供來自相應(yīng)低或高通濾波器的能量的估計量或度量。估計或測得的能量水平可被提供給映射模塊，其配置成相對于語音如理想語音、語音頻譜圖表征相應(yīng)的信號。表征可包括下述之一或多個：直接比較、相
關(guān)計算、差計算、換算。低頻通路可具有500hz的截止頻率，例如在400-600hz的范圍中。高頻通路可具有2000hz的截止頻率，例如在1500-2500hz的范圍中。
19.當(dāng)在輸入信號中識別到語音信號且已確定需要校正或改善時，信號可經(jīng)歷隨頻率而變的調(diào)節(jié)，例如自適應(yīng)隨頻率而變的調(diào)節(jié)。隨頻率而變的調(diào)節(jié)可經(jīng)至少第一濾波器和第二濾波器實現(xiàn)。第一濾波器可具有不同于第二濾波器的頻率分布圖。第一濾波器和第二濾波器優(yōu)選在同一頻率范圍中工作，例如至少實質(zhì)上在同一頻率范圍內(nèi)或者至少部分重疊的頻率范圍。第一濾波器的輸出和第二濾波器的輸出可進(jìn)行組合如求和。第一和第二濾波器輸出的組合或求和可被加權(quán)。濾波器分量的組合的權(quán)重可以是1。加權(quán)可以是隨頻率而變的加權(quán)，使得來自第一和第二濾波器的一個頻率窗口不會具有與不同頻率窗口相同的權(quán)重分布。
20.本發(fā)明提供配置成執(zhí)行上述方法的喇叭擴(kuò)音器。這樣的喇叭擴(kuò)音器至少包括配置成接收通信信號的通信單元、用于處理通信信號的處理器和配置成基于處理后的通信信號提供信號的輸出變換器。該喇叭擴(kuò)音器可配置成執(zhí)行結(jié)合上述方法提及的步驟。喇叭擴(kuò)音器可包括本發(fā)明中公開的任何或所有另外的特征。
21.在一方面，補(bǔ)償濾波器針對最壞情形的受損信號應(yīng)用補(bǔ)償，透明濾波器針對最好情形的受損信號應(yīng)用補(bǔ)償。
22.在一方面，本發(fā)明方法包括分別基于第一和第二動態(tài)權(quán)重混合來自補(bǔ)償濾波器的第一輸出信號和來自透明濾波器的第二輸出信號。
23.在一方面，本發(fā)明方法包括持續(xù)分別更新第一和第二動態(tài)權(quán)重。
24.在一方面，高質(zhì)量的語音通道將具有透明濾波器輸出的高權(quán)重，低質(zhì)量的語音通道將具有來自補(bǔ)償濾波器的輸出的高權(quán)重，中等受損的語音通道可能對二者均使用0.5的權(quán)重。
25.均衡函數(shù)可包括分析部分，配置成確定混合權(quán)重及將第一濾波器應(yīng)用于所接收的輸入信號和/或?qū)⒌诙V波器應(yīng)用于所接收的輸入信號。
26.分析部分可包括用于混合權(quán)重和更新每一輸入信號的權(quán)重的映射函數(shù)。
27.根據(jù)另一方面，提供一種揚(yáng)聲器系統(tǒng)或者聽力裝置，其包括：用于接收表示時間和頻率變化的聲音信號的、具有第一動態(tài)范圍的電平的音頻輸入信號并提供電音頻輸入信號的輸入單元，電輸入信號包括目標(biāo)信號和/或噪聲信號；用于根據(jù)頻率修改所述輸入音頻信號并根據(jù)均衡函數(shù)提供均衡的電音頻信號的處理單元。有利地，輸入單元從遠(yuǎn)處的聲源如遠(yuǎn)端講話者接收音頻信號。均衡函數(shù)至少包括執(zhí)行器部分，其包括動態(tài)地應(yīng)用于所接收的輸入信號的補(bǔ)償濾波器和動態(tài)地應(yīng)用于所接收的輸入信號的透明濾波器。揚(yáng)聲器系統(tǒng)還包括輸出單元，用于提供可由用戶感知為聲音的、表示所述電聲輸入信號或其處理后版本的輸出信號。
28.此外，提供制造的物品如通信裝置，其包括上面描述的、下面詳細(xì)描述的和圖中所示的揚(yáng)聲器系統(tǒng)。
29.制造的物品可實施通信裝置，其包括：
[0030]-第一傳聲器信號通路，包括
[0031]
??
傳聲器單元；
[0032]
??
第一信號處理單元；及
[0033]
??
發(fā)射器單元；
[0034]
上述單元彼此連接并配置成傳輸源自傳聲器單元拾取的輸入聲音的處理后的信號；及
[0035]-第二揚(yáng)聲器信號通路，包括
[0036]
??
接收器單元；
[0037]
??
第二信號處理單元；及
[0038]
??
揚(yáng)聲器單元；
[0039]
這些單元彼此連接并配置成提供源自接收器單元接收的信號的聲學(xué)聲音信號。
[0040]
從而可實施包括根據(jù)本發(fā)明的揚(yáng)聲器系統(tǒng)的喇叭擴(kuò)音器(也稱為揚(yáng)聲電話)或耳麥。
[0041]
通信裝置可包括到交換網(wǎng)絡(luò)的至少一音頻接口及到音頻傳輸裝置的至少一音頻接口。(單向)音頻傳輸裝置可以是音樂播放器或提供音頻信號的任何其它娛樂裝置。通信裝置(的揚(yáng)聲器系統(tǒng))可配置成在經(jīng)音頻接口連接到(單向)音頻傳輸裝置時進(jìn)入或處于第一全帶寬模式。通信裝置(的揚(yáng)聲器系統(tǒng))可配置成在經(jīng)音頻接口連接到通信裝置以經(jīng)交換網(wǎng)絡(luò)建立到另一通信裝置的(雙向)連接時進(jìn)入或處于第二有線帶寬模式。作為備選，這樣的模式變化可經(jīng)通信裝置的用戶接口啟動。
[0042]
通信裝置可包括喇叭擴(kuò)音器或移動(如蜂窩)電話(例如智能電話)或耳麥或助聽器。
[0043]
制造的物品可包括或者可以是耳機(jī)或游戲裝置。
[0044]
揚(yáng)聲器系統(tǒng)例如可用在電話會議中，其中音頻網(wǎng)關(guān)可以是經(jīng)第一通信鏈路連接到因特網(wǎng)或電話網(wǎng)絡(luò)的筆記本電腦或另一類型的計算機(jī)裝置或智能電話。
[0045]
在一方面，還提供包括上面描述的和圖中所示的揚(yáng)聲器系統(tǒng)的耳麥或耳機(jī)。
[0046]
根據(jù)本發(fā)明的揚(yáng)聲器系統(tǒng)一般可應(yīng)用于包括具有傳遞函數(shù)的特定電聲系統(tǒng)(包括揚(yáng)聲器和與揚(yáng)聲器通信的機(jī)械部分)的任何設(shè)備或系統(tǒng)，其(在特定聲音輸出時)展現(xiàn)低頻和/或高頻急降(如圖3c中針對揚(yáng)聲器單元示意性示出的)。應(yīng)用根據(jù)本發(fā)明的揚(yáng)聲器系統(tǒng)可有利地貢獻(xiàn)于到環(huán)境的聲音輸出的低和/或高頻分量損失(例如由于泄漏引起)的補(bǔ)償。
[0047]
在耳麥或耳機(jī)中，急降主要由電聲系統(tǒng)(包括a、揚(yáng)聲器設(shè)計和b、耳杯/耳墊/耳塞/耳件設(shè)計)確定。
[0048]
耳機(jī)或耳麥可以是開放型(指與環(huán)境交換一定量或大量聲音)。耳機(jī)或耳麥可以是封閉型(指目標(biāo)在于限制與環(huán)境的聲音交換)。
[0049]
術(shù)語開放在本說明書中指周圍環(huán)境與耳朵/耳道/耳膜和耳麥或耳機(jī)的覆蓋或阻擋耳朵/耳道的耳杯/耳墊/耳塞所限制的空間之間的相當(dāng)高的聲學(xué)泄漏。在封閉型耳機(jī)或耳麥中，泄漏將(實質(zhì)上)低于開放型(但一定的泄漏將通常存在，這種泄漏可通過根據(jù)本發(fā)明的揚(yáng)聲器系統(tǒng)補(bǔ)償)。
[0050]
耳機(jī)或耳麥可包括主動噪聲消除系統(tǒng)。
[0051]
在另一方面，提供上面描述的、附圖中圖示的揚(yáng)聲器系統(tǒng)在喇叭擴(kuò)音器或移動(如蜂窩)電話(如智能電話)或游戲設(shè)備或耳機(jī)或耳麥或助聽器中的應(yīng)用。
[0052]
通信裝置可以是便攜裝置，例如包括本地能源如電池例如可再充電電池的裝置。助聽裝置可以是低功率裝置，術(shù)語“低功率裝置”在本說明書中意為其能量預(yù)算受到限制的
裝置，例如因為其是例如包括能源的便攜裝置，在不進(jìn)行更換或再充電的情形下，該能源的持續(xù)時間有限(有限的持續(xù)時間例如為小時或天級)。
[0053]
通信裝置可包括模數(shù)轉(zhuǎn)換器(adc)以使用預(yù)定采樣速率如20khz使模擬輸入數(shù)字化。通信裝置可包括數(shù)模轉(zhuǎn)換器(dac)，以將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為模擬輸出信號，例如用于經(jīng)輸出變換器呈現(xiàn)給用戶。
[0054]
通信裝置考慮的、從最小頻率f
min
到最大頻率f
max
的頻率范圍包括從20hz到20khz的典型人聽頻范圍的一部分，例如從20hz到12khz的范圍的一部分。
[0055]
通信裝置可包括話音檢測器(vd)，用于確定輸入信號(在給定時間點)是否包括話音信號。這樣的檢測器可幫助確定適當(dāng)?shù)膿P(yáng)聲器系統(tǒng)運(yùn)行模式。話音檢測器可輸出存在話音的概率或者可輸出是否存在話音的二元決定。
[0056]
通信裝置可包括聲學(xué)(和/或機(jī)械)反饋抑制系統(tǒng)。通信裝置還可包括用于所涉及應(yīng)用的其它有關(guān)功能如壓縮、降噪等。
[0057]
通信裝置可包括移動電話或喇叭擴(kuò)音器。通信裝置可包括或者可以是聽音裝置，例如娛樂設(shè)備、音樂播放器、助聽器、聽力儀器、耳麥、耳機(jī)、耳朵保護(hù)裝置或其組合。
[0058]
當(dāng)揚(yáng)聲器系統(tǒng)為耳機(jī)時，本發(fā)明的優(yōu)點之一在于包括語音或音樂的音頻信號或者任何聲音均能容易地在位于用戶/佩戴者的相應(yīng)耳朵處的通信單元的兩個輸出變換器之間分布。
[0059]
經(jīng)通信鏈路傳輸?shù)囊纛l信號可包括來自連接到第一通信鏈路的另一端的另一音頻網(wǎng)關(guān)設(shè)備的一個或多個用戶即來自遠(yuǎn)處或遠(yuǎn)端講話者的語音。作為備選或另外，音頻信號可包括音樂。在該例子中，音樂則可在通信單元上同時播放。
[0060]
聽力裝置可以是或包括適于改善或增強(qiáng)用戶的聽覺能力的助聽器，其通過從用戶環(huán)境接收聲信號、產(chǎn)生對應(yīng)的音頻信號、可能修改該音頻信號、及將可能已修改的音頻信號作為可聽見的信號提供給用戶的至少一只耳朵而實現(xiàn)?！奥犃ρb置”還可，或者作為備選，指適于以電子方式接收音頻信號的裝置如可聽戴設(shè)備、耳麥或耳機(jī)，其可能修改音頻信號及將可能已修改的音頻信號作為可聽見的信號提供給用戶的至少一只耳朵?？陕犚姷男盘柨梢韵率鲂问教峁狠椛涞接脩敉舛鷥?nèi)的聲信號、作為機(jī)械振動通過用戶頭部的骨結(jié)構(gòu)和/或通過用戶中耳的部分傳到用戶內(nèi)耳的聲信號、或者直接或間接傳到用戶的耳蝸神經(jīng)和/或聽覺皮層的電信號。
[0061]
聽力裝置可適于以任何已知的方式佩戴。這可包括：
[0062]
i)將聽力裝置的單元安排在耳后(具有將空傳聲信號導(dǎo)入耳道的管或者具有設(shè)置成靠近耳道或位于耳道中的接收器/揚(yáng)聲器)，如耳后型助聽器；和/或
[0063]
ii)將聽力裝置整個或部分設(shè)置在用戶的耳廓和/或耳道中，如耳內(nèi)式助聽器或耳道式/深耳道式助聽器；或
[0064]
iii)將聽力裝置的單元設(shè)置成連接到植入到顱骨內(nèi)的固定裝置，如骨錨式助聽器或者耳蝸植入件；或
[0065]
iv)將聽力裝置單元設(shè)置為整個或部分植入的單元，如骨錨式助聽器或耳蝸植入件；或
[0066]
v)將耳杯設(shè)置在用戶的一只或兩只耳朵處，使得聲音可被輻射到用戶的相應(yīng)耳道內(nèi)。
[0067]
在本發(fā)明實施在喇叭擴(kuò)音器中的情形下，前述喇叭擴(kuò)音器將包括喇叭擴(kuò)音器殼體、輸出變換器、輸入變換器和處理器。
[0068]“聽力系統(tǒng)”指包括一個或兩個聽力裝置的系統(tǒng)?！半p耳聽力系統(tǒng)”指包括兩個聽力裝置的系統(tǒng)，其中這些聽力裝置適于協(xié)同地向用戶的兩只耳朵提供聽得見的信號。聽力系統(tǒng)或雙耳聽力系統(tǒng)還可包括與至少一聽力裝置通信的輔助裝置，該輔助裝置影響聽力裝置的運(yùn)行和/或受益于聽力裝置的功能。在至少一聽力裝置和輔助裝置之間建立有線或無線通信鏈路以使信息(如控制和狀態(tài)信號，可能音頻信號)能在其間進(jìn)行交換。輔助裝置可至少包括下述之一：遙控器、遠(yuǎn)程傳聲器、音頻網(wǎng)關(guān)設(shè)備、移動電話、廣播系統(tǒng)、汽車音頻系統(tǒng)、音樂播放器或其組合。音頻網(wǎng)關(guān)設(shè)備適于如從娛樂裝置例如tv或音樂播放器，從電話裝置例如移動電話，或從計算機(jī)例如pc接收多個音頻信號。音頻網(wǎng)關(guān)設(shè)備還適于選擇和/或組合所接收音頻信號(或信號組合)中的適當(dāng)信號以傳給至少一聽力裝置。遙控器適于控制至少一聽力裝置的功能和運(yùn)行。遙控器的功能可實施在智能電話或另一電子設(shè)備中，該智能電話/電子設(shè)備可能運(yùn)行控制至少一聽力裝置的功能的應(yīng)用程序。
[0069]
一般地，聽力裝置包括：
[0070]
i)用于從用戶周圍接收聲信號并提供對應(yīng)的輸入音頻信號的輸入單元如傳聲器；和/或
[0071]
ii)用于以電子方式接收輸入音頻信號的接收單元。
[0072]
聽力裝置還包括用于處理輸入音頻信號的信號處理單元及用于根據(jù)處理后的音頻信號將聽得見的信號提供給用戶的輸出單元。
[0073]
輸入單元可包括多個輸入傳聲器，例如用于提供隨方向而變的音頻信號處理。前述定向傳聲器系統(tǒng)適于增強(qiáng)用戶環(huán)境中的多個聲源中的目標(biāo)聲源。在一方面，該定向系統(tǒng)適于檢測(如自適應(yīng)檢測)傳聲器信號的特定部分源自哪一方向。這可使用傳統(tǒng)已知的方法實現(xiàn)。信號處理單元可包括適于將隨頻率而變的增益施加到輸入音頻信號的放大器。信號處理單元還可適于提供其它適宜的功能如壓縮、降噪等。輸出單元可包括輸出變換器，例如用于經(jīng)皮或透皮將空氣傳播的聲信號提供到顱骨的揚(yáng)聲器/接收器或者用于提供結(jié)構(gòu)或液體傳播的聲信號的振動器。在一些聽力裝置中，輸出單元可包括一個或多個用于提供電信號的輸出電極，例如在耳蝸植入件中。
附圖說明
[0074]
本發(fā)明的各個方面將從下面結(jié)合附圖進(jìn)行的詳細(xì)描述得以最佳地理解。為清晰起見，這些附圖均為示意性及簡化的圖，它們只給出了對于理解本發(fā)明所必要的細(xì)節(jié)，而省略其他細(xì)節(jié)。在整個說明書中，同樣的附圖標(biāo)記用于同樣或?qū)?yīng)的部分。每一方面的各個特征可與其他方面的任何或所有特征組合。這些及其他方面、特征和/或技術(shù)效果將從下面的圖示明顯看出并結(jié)合其闡明，其中：
[0075]
圖1示出了具有振幅響應(yīng)降級的通信通道；
[0076]
圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的聽力裝置/揚(yáng)聲器系統(tǒng)；
[0077]
圖3示出了用于根據(jù)本發(fā)明的揚(yáng)聲器系統(tǒng)的動態(tài)語音均衡器；
[0078]
圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的動態(tài)語音均衡的簡化框圖；
[0079]
圖5a-5b示出了包括根據(jù)本發(fā)明的揚(yáng)聲器系統(tǒng)的喇叭擴(kuò)音器或耳麥的兩個應(yīng)用；
[0080]
圖6示出了包括根據(jù)本發(fā)明的揚(yáng)聲器系統(tǒng)的喇叭擴(kuò)音器或耳麥；
[0081]
圖7示出了可有利地包括根據(jù)本發(fā)明的揚(yáng)聲器系統(tǒng)的喇叭擴(kuò)音器的截面圖。
[0082]
通過下面給出的詳細(xì)描述，本發(fā)明進(jìn)一步的適用范圍將顯而易見。然而，應(yīng)當(dāng)理解，在詳細(xì)描述和具體例子表明本發(fā)明優(yōu)選實施例的同時，它們僅為說明目的給出。對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，基于下面的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其它實施方式將顯而易見。
具體實施方式
[0083]
下面結(jié)合附圖提出的具體描述用作多種不同配置的描述。具體描述包括用于提供多個不同概念的徹底理解的具體細(xì)節(jié)。然而，對本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見的是，這些概念可在沒有這些具體細(xì)節(jié)的情形下實施。裝置和方法的幾個方面通過多個不同的塊、功能單元、模塊、元件、電路、步驟、處理、算法等(統(tǒng)稱為“元素”)進(jìn)行描述。根據(jù)特定應(yīng)用、設(shè)計限制或其他原因，這些元素可使用電子硬件、計算機(jī)程序或其任何組合實施。
[0084]
電子硬件可包括微機(jī)電系統(tǒng)(mems)、(例如專用)集成電路、微處理器、微控制器、數(shù)字信號處理器(dsp)、現(xiàn)場可編程門陣列(fpga)、可編程邏輯器件(pld)、選通邏輯、分立硬件電路、印刷電路板(pcb)(如柔性pcb)、及配置成執(zhí)行本說明書中描述的多個不同功能的其它適當(dāng)硬件，例如用于感測和/或記錄環(huán)境、裝置、用戶等的物理性質(zhì)的傳感器。計算機(jī)程序應(yīng)廣義地解釋為指令、指令集、代碼、代碼段、程序代碼、程序、子程序、軟件模塊、應(yīng)用、軟件應(yīng)用、軟件包、例程、子例程、對象、可執(zhí)行、執(zhí)行線程、程序、函數(shù)等，無論是稱為軟件、固件、中間件、微碼、硬件描述語言還是其他名稱。
[0085]
一般地，聽力裝置包括i)用于接收來自用戶周圍的聲信號和/或用戶自我話音并提供對應(yīng)的輸入音頻信號的輸入單元如傳聲器；和/或ii)用于以電子方式接收輸入音頻信號的接收單元。聽力裝置還包括用于處理輸入音頻信號的信號處理單元及用于根據(jù)處理后的音頻信號將聽得見的信號提供給用戶的輸出單元。
[0086]
在遠(yuǎn)程通信中，進(jìn)入的語音信號經(jīng)常具有欠佳的頻率含量/頻譜。提出了一種在呼叫期間動態(tài)改善該缺陷的方法。
[0087]
壞的傳聲器、臟的傳聲器入口、拙劣設(shè)計的傳聲器、不當(dāng)使用的傳聲器(例如耳麥吊桿傳聲器放在下巴下方、以欠佳的角度握持移動電話、bt耳麥指向向下而不是朝向嘴巴等)、嘈雜的環(huán)境、風(fēng)噪和隨后的降噪、受損的通信通道、窄帶通道、壞的編解碼器等等均是對聽音努力或/或語音可懂度具有大或小的負(fù)面影響的因素，因為它們引入了信號的非平濾波。
[0088]
同樣，講話者可具有不利的振幅響應(yīng)，例如在提到實現(xiàn)最佳的語音可懂度時具有太少的中間和高頻含量。
[0089]
由于誤解以及需要更高的努力來理解說了什么，上面描述的損害的結(jié)果可能是差的會話體驗。
[0090]
同樣，在接收端的環(huán)境中的噪聲和干擾也可影響語音可懂度。
[0091]
圖1示出了通信通道，其中標(biāo)示了可能發(fā)生降級的地方。
[0092]
圖2示出了揚(yáng)聲器系統(tǒng)10，包括基于輸入信號in提供電輸入音頻信號12(ein)的輸入單元11(iu)。輸入信號in例如可以是來自環(huán)境的聲信號(在該情形下，輸入單元iu包括傳聲器)或者可以是從揚(yáng)聲器系統(tǒng)的部件或從另一裝置例如經(jīng)數(shù)據(jù)通信通道或電話連接接收
的電信號或者其組合。輸入單元iu包括音頻接口。輸入信號in(在其為電信號的情形下)可以是模擬信號(如來自音頻插口接口的音頻信號)或數(shù)字信號(如來自usb音頻接口的音頻信號)。輸入單元11(iu)例如可包括模數(shù)轉(zhuǎn)換器(adc)以將模擬電信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字電信號(使用適當(dāng)?shù)囊纛l采樣頻率，如20khz)。揚(yáng)聲器系統(tǒng)10還包括處理單元13，其包括動態(tài)語音均衡單元100(eq)，用于根據(jù)頻率修改電輸入音頻信號12(ein)(或其處理后的版本)并根據(jù)預(yù)定的動態(tài)語音均衡函數(shù)提供處理后的電音頻信號14(eineq)。動態(tài)語音均衡單元100(eq)在圖3中進(jìn)一步描述。揚(yáng)聲器系統(tǒng)10還包括揚(yáng)聲器單元15(spk)，用于將處理后的電音頻信號eineq轉(zhuǎn)換為聲學(xué)輸出聲音信號out。作為備選，揚(yáng)聲器單元14可以是骨錨式助聽器的機(jī)械振動器。在揚(yáng)聲器系統(tǒng)10的特定運(yùn)行模式下，處理單元13配置成將特定動態(tài)語音均衡函數(shù)應(yīng)用于電輸入音頻信號。揚(yáng)聲器系統(tǒng)10包括動態(tài)語音均衡單元100，其指明將應(yīng)用于輸入音頻信號12的預(yù)定隨頻率而變的增益w1,w2(如衰減)。
[0093]
圖3示出了動態(tài)語音均衡函數(shù)100或算法，其基于聲輸入音頻信號12的頻率含量動態(tài)校正頻率響應(yīng)。該算法通過在必要時必要程度地將補(bǔ)償濾波器111動態(tài)地應(yīng)用于傳入的聲學(xué)音頻信號12而增強(qiáng)語音可懂度。
[0094]
該算法分為執(zhí)行器部分110和分析部分120。在執(zhí)行器部分110中，音頻輸入信號12被使得通過補(bǔ)償濾波器111和透明濾波器112。補(bǔ)償濾波器111針對最差情形的受損信號應(yīng)用補(bǔ)償。透明濾波器112的輸出112a計劃針對最好情形的信號。透明濾波器112不需要必須透明。兩個輸出111a,112a用動態(tài)權(quán)重w1,w2混合在一起，動態(tài)權(quán)重通過分析部分120(針對每一輸入樣本)持續(xù)進(jìn)行更新。高質(zhì)量的語音通道將具有透明濾波器輸出112a的高權(quán)重，低質(zhì)量的語音通道將具有來自補(bǔ)償濾波器的輸出111a的高權(quán)重，中等受損的語音通道可能對二者均使用0.5的權(quán)重。
[0095]
音頻輸入信號12同樣被導(dǎo)入確定混合權(quán)重w1,w2的分析部分120。在分析部分120中，音頻信號12至少通過第一濾波器121和第二濾波器122進(jìn)行濾波。濾波器121,122可以是任何類型。在一例子中，第一濾波器121為低通濾波器(lp)，第二濾波器122為高通濾波器(hp)。第二濾波器122的平均能量除以第一濾波器121的平均能量，相除結(jié)果同樣為平均值并被導(dǎo)入映射函數(shù)125。映射函數(shù)輸出(126)混合權(quán)重w1,w2，其針對每一輸入樣本進(jìn)行更新?？蛇x擇成僅在音頻信號中檢測到語音時調(diào)用映射函數(shù)125，以避免基于非語音信號的補(bǔ)償。
[0096]
在此描述的算法預(yù)期通過在必要時必要程度地將補(bǔ)償濾波器動態(tài)地應(yīng)用于音頻信號而增強(qiáng)語音可懂度。該算法可分為執(zhí)行器部分和分析部分。在執(zhí)行器部分中，音頻輸入可被使得通過補(bǔ)償濾波器和透明濾波器。補(bǔ)償濾波器可配置成針對最差情形的受損信號應(yīng)用補(bǔ)償。透明濾波器的輸出可計劃針對最好情形的信號。透明濾波器不需要必須透明，可應(yīng)用其它設(shè)置。兩個輸出可用通過分析部分(針對每一輸入樣本)持續(xù)更新的動態(tài)權(quán)重混合在一起。高質(zhì)量的語音通道將具有透明濾波器輸出的高權(quán)重，低質(zhì)量的語音通道將具有來自補(bǔ)償濾波器的輸出的高權(quán)重，中等受損的語音通道可能對二者均使用0.5的權(quán)重。
[0097]
音頻輸入可被導(dǎo)入確定混合權(quán)重的分析部分，例如連續(xù)地或斷續(xù)地和/或可調(diào)整地。在分析部分中，音頻信號可通過兩個濾波器進(jìn)行濾波，其在此稱為lp和hp。濾波器原則上可以是任何類型。在一例子中，它們?yōu)榈屯V波器和高通濾波器。hp濾波器的平均能量除以lp濾波器的平均能量，相除結(jié)果可同樣進(jìn)行平均并被導(dǎo)入映射函數(shù)。映射函數(shù)可輸出混
合權(quán)重并可針對每一輸入樣本進(jìn)行更新，或者針對多個樣本的時間段，例如針對每第五個樣本，等等。可選擇成僅在音頻信號中檢測到語音時啟用映射函數(shù)，這有助于避免基于非語音信號的補(bǔ)償。
[0098]
圖4示出了用于動態(tài)語音均衡的方法s100，包括：步驟s10，接收聲輸入信號12；步驟s20，通過使用用于增強(qiáng)語音可懂度的、至少包括執(zhí)行器部分110的動態(tài)語音均衡函數(shù)100處理所述聲輸入信號。該方法還包括步驟s30，基于處理后的輸入信號傳輸輸出信號。
[0099]
處理還包括步驟s21，動態(tài)地將補(bǔ)償濾波器111應(yīng)用于接收到的聲輸入信號，及步驟s22，動態(tài)地將透明濾波器112應(yīng)用于接收到的輸入信號。
[0100]
圖5a示出了包括到其它裝置的兩個有線或無線音頻接口的通信裝置cd(如喇叭擴(kuò)音器)，其它裝置為：a)無線電話cellph(如移動電話，例如智能電話，圖5a)或單向音頻傳輸裝置(圖5b中的音樂播放器)；及b)計算機(jī)pc(如個人計算機(jī))。到計算機(jī)pc的音頻接口可以是無線或有線接口，例如包括線纜和usb連接器的usb(音頻)接口，用于將通信裝置連接到計算機(jī)并使雙向音頻能在通信裝置cd和計算機(jī)之間交換。到無線電話cellph的音頻接口可包括用于將通信裝置直接連接到無線電話并使雙向音頻能在通信裝置和無線電話之間交換的線纜和電話連接器phcon。通信裝置cd包括多個啟動元件(b1,b2,b3)如按鈕(或作為備選，觸敏顯示器)，從而使能控制通信裝置和/或與通信裝置連接的裝置的功能。啟動元件之一(如b1)可配置成使無線電話cellph連接到通信裝置(摘機(jī)、應(yīng)答呼叫)和/或與其斷開連接(掛機(jī)、結(jié)束呼叫)。啟動元件之一(如b2)可配置成使用戶能控制揚(yáng)聲器輸出的音量。啟動元件之一(如b3)可配置成使用戶能控制通信裝置的揚(yáng)聲器系統(tǒng)的運(yùn)行模式。
[0101]
圖5a中所示的場合為通信裝置cd附近的用戶u1,u2與兩個(不同)遠(yuǎn)程位置處的用戶ru1,ru2,ru3之間的遠(yuǎn)程會議。遠(yuǎn)程用戶ru1經(jīng)無線電話cellph和到網(wǎng)絡(luò)net的無線連接wl1連接到通信裝置cd。遠(yuǎn)程用戶ru2,ru3經(jīng)計算機(jī)pc和到網(wǎng)絡(luò)net的有線連接wi1連接到通信裝置cd。
[0102]
圖5b示出了不同于圖5a的場合。圖5b示出了來自連接到通信裝置cd的多個不同音頻傳輸裝置(音樂播放器和pc)的音頻信號的接收(及非必須地，混合)。通信裝置cd包括分別體現(xiàn)在i/o單元iu1/ou1和iu2/ou2中的兩個(雙向)音頻接口。
[0103]
圖5b的通信裝置包括揚(yáng)聲器信號通路ssp、傳聲器信號通路msp、和用于動態(tài)控制兩個信號通路的信號處理的控制單元cont。揚(yáng)聲器信號通路ssp包括用于從連接的裝置接收電信號并將其提供為電接收的輸入信號s-in1,s-in2的接收器單元iu1,iu2、用于處理(包括動態(tài)語音均衡)電接收的輸入信號s-in1,s-in2并提供處理后的輸出信號s-out的ssp信號處理單元13a、及在運(yùn)行時彼此連接并配置成將處理后的輸出信號s-out轉(zhuǎn)換為源自接收器單元iu1,iu2接收的信號的聲學(xué)聲音信號os的揚(yáng)聲器單元15。揚(yáng)聲器信號通路ssp還包括用于選擇兩個輸入音頻信號之一(或?qū)⑺鼈冞M(jìn)行混合)并將所得信號s-in提供給ssp信號處理單元13a的選擇器-混合單元sel-mix。傳聲器信號通路msp包括用于將聲學(xué)輸入聲音is轉(zhuǎn)換為電傳聲器輸入信號m-in的傳聲器單元mic、用于處理電傳聲器輸入信號m-in并提供處理后的輸出信號m-out的msp信號處理單元13b、及在運(yùn)行時彼此連接并配置成將源自傳聲器單元mic拾取的輸入聲音is的處理后的信號m-out傳給連接的裝置的相應(yīng)發(fā)射器單元ou1,ou2。控制單元cont配置成動態(tài)控制ssp信號處理單元和msp信號處理單元(分別為13a和13b)的處理，包括模式選擇和ssp通路中的均衡。
[0104]
揚(yáng)聲器信號通路ssp分為兩個iu1,iu2，用于從相應(yīng)音頻裝置(音樂播放器和pc)接收輸入信號。同樣，傳聲器信號通路msp分為兩個ou1,ou2，用于將輸出信號傳給相應(yīng)音頻裝置(音樂播放器(不緊密相關(guān))和pc)。通信裝置(單元iu1,iu2和ou1,ou2)和兩個音頻裝置(在此為音樂播放器和pc)之間的單向和雙向音頻連接可分別經(jīng)有線或無線連接建立。
[0105]
圖6示出了包括根據(jù)本發(fā)明的揚(yáng)聲器系統(tǒng)的通信裝置cd(在此為喇叭擴(kuò)音器或耳麥)，其單元和功能與結(jié)合圖5a-5b所述的一樣(因而可表示相應(yīng)運(yùn)行模式，其中有利地應(yīng)用根據(jù)本發(fā)明的隨動態(tài)語音而變的均衡)。
[0106]
在圖6中，音頻接口包括在i/o控制單元i/o-cnt中，其從連接到相應(yīng)音頻接口的裝置接收輸入信號并將輸出信號傳給連接的裝置，如果適宜。在聽音模式下，其中音樂或其它寬帶音頻信號從音頻傳輸裝置(音樂播放器和pc)之一或兩個接收，假設(shè)沒有音頻信號從通信裝置cd傳到連接的音頻傳輸裝置。該聽音模式因此可等同于先前描述的模式。i/o控制單元i/o-cnt連接到功率控制單元pwr-c和電池bat。功率控制單元pwr-c從i/o控制單元i/o-cnt接收信號，從而使能檢測來自音頻接口的可能電源信號，如果這樣的電源存在，開始可再充電電池bat的再充電，如果適宜。其還將控制信號chc提供給控制單元，從而表明當(dāng)前電源是否基于遠(yuǎn)程源(如經(jīng)音頻接口或經(jīng)干線供電接收)或者當(dāng)前是否使用本機(jī)能源bat。前述信息可在控制單元cont中用于決定適當(dāng)?shù)倪\(yùn)行模式，也關(guān)于隨動態(tài)語音而變的均衡。對于電池模式和對于外部電源模式，可定義特定的一組隨語音而變的均衡函數(shù)，及用于實施相應(yīng)均衡函數(shù)的適當(dāng)參數(shù)集可保存在通信裝置中。
[0107]
圖6示出了可有利地包括根據(jù)本發(fā)明的揚(yáng)聲器系統(tǒng)的喇叭擴(kuò)音器cd。喇叭擴(kuò)音器包括居中定位的揚(yáng)聲器單元(未示出)。喇叭擴(kuò)音器cd還包括居中定位的啟動元件(按鈕)形式的用戶接口ui(未示出)，例如用于改變裝置的運(yùn)行模式(或用于啟動開或關(guān)狀態(tài)等)。
[0108]
當(dāng)由對應(yīng)的過程適當(dāng)代替時，上面描述的、“具體實施方式”中詳細(xì)描述的及權(quán)利要求中限定的裝置的結(jié)構(gòu)特征可與本發(fā)明方法的步驟結(jié)合。
[0109]
除非明確指出，在此所用的單數(shù)形式“一”、“該”的含義均包括復(fù)數(shù)形式(即具有“至少一”的意思)。應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步理解，說明書中使用的術(shù)語“具有”、“包括”和/或“包含”表明存在所述的特征、整數(shù)、步驟、操作、元件和/或部件，但不排除存在或增加一個或多個其他特征、整數(shù)、步驟、操作、元件、部件和/或其組合。應(yīng)當(dāng)理解，除非明確指出，當(dāng)元件被稱為“連接”或“耦合”到另一元件時，可以是直接連接或耦合到其他元件，也可以存在中間插入元件。如在此所用的術(shù)語“和/或”包括一個或多個列舉的相關(guān)項目的任何及所有組合。除非明確指出，在此公開的任何方法的步驟不必須精確按所公開的順序執(zhí)行。
[0110]
應(yīng)意識到，本說明書中提及“一實施例”或“實施例”或“方面”或者“可”包括的特征意為結(jié)合該實施例描述的特定特征、結(jié)構(gòu)或特性包括在本發(fā)明的至少一實施方式中。此外，特定特征、結(jié)構(gòu)或特性可在本發(fā)明的一個或多個實施方式中適當(dāng)組合。提供前面的描述是為了使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠?qū)嵤┰诖嗣枋龅母鱾€方面。各種修改對本領(lǐng)域技術(shù)人員將顯而易見，及在此定義的一般原理可應(yīng)用于其他方面。
[0111]
權(quán)利要求不限于在此所示的各個方面，而是包含與權(quán)利要求語言一致的全部范圍，其中除非明確指出，以單數(shù)形式提及的元件不意指“一個及只有一個”，而是指“一個或多個”。除非明確指出，術(shù)語“一些”指一個或多個。
[0112]
本發(fā)明的范圍應(yīng)依據(jù)權(quán)利要求進(jìn)行判斷。