專利名稱：使用遠(yuǎn)程位置麥克風(fēng)進(jìn)行語(yǔ)音激活控制的超聲成像系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及超聲成像系統(tǒng)的操作員控制，更具體地說(shuō)，涉及使用遠(yuǎn)
離系統(tǒng)的操作員的麥克風(fēng)對(duì)超聲成像系統(tǒng)進(jìn)行語(yǔ)音控制。
背景技術(shù)：
最近幾年來(lái)，語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)的開(kāi)發(fā)已經(jīng)發(fā)展到了當(dāng)用戶以音頻方式 控制它們的超聲系統(tǒng)時(shí)超聲系統(tǒng)的免提控制將變得很有效的地步。包括本 申請(qǐng)的受讓人在內(nèi)的多家超聲系統(tǒng)制造商已經(jīng)開(kāi)發(fā)并展示了樣機(jī)語(yǔ)音控制 超聲系統(tǒng)。在美國(guó)專利No. 5,544,654中描述了一個(gè)這樣的系統(tǒng)，在此通過(guò) 引用方式將其并入。在美國(guó)專利No. 5,544,654描述的系統(tǒng)中，麥克風(fēng)連接 到個(gè)人計(jì)算機(jī)，個(gè)人計(jì)算機(jī)解釋語(yǔ)音命令并且向超聲系統(tǒng)發(fā)出相對(duì)應(yīng)的命 令信號(hào)。雖然此申請(qǐng)中示出的麥克風(fēng)是耳機(jī)麥克風(fēng)，但是此專利預(yù)料到， 可以使用由聲譜儀工作者或者其它操作員佩戴的其它麥克風(fēng)甚至安裝在個(gè) 人計(jì)算機(jī)或者超聲機(jī)上的"遠(yuǎn)談(far-talk)"麥克風(fēng)。
在美國(guó)專利No. 6,743,175和美國(guó)專利申請(qǐng)公開(kāi)No. 2003/0068011和 2005/0054922中描述了其它的語(yǔ)音控制超聲成像系統(tǒng)，其全部在此通過(guò)引 用方式并入。對(duì)于美國(guó)專利No. 5,544,654中描述的方法，主要存在兩點(diǎn)局限性。 使用由聲譜儀工作者佩戴的麥克風(fēng)的第一方法限制聲譜儀工作者到超聲成 像系統(tǒng)，因?yàn)殡娎|把麥克風(fēng)連接到成像系統(tǒng)。電纜的長(zhǎng)度限制了聲譜儀工 作者能夠離開(kāi)成像系統(tǒng)的距離。當(dāng)然，電纜長(zhǎng)度可以增加，但是這樣做的 結(jié)果會(huì)惡化電纜抓牢或者巻繞對(duì)象或者纏結(jié)的問(wèn)題。美國(guó)專利No. 5,544,654提出的使用"遠(yuǎn)談"麥克風(fēng)的其它方法具有 使聲譜儀工作者不必物理連接到超聲成像系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)。然而，對(duì)于今天的 語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)來(lái)說(shuō)，這完全是不實(shí)際的。如在本領(lǐng)域中能夠容易地理解， 任意語(yǔ)音識(shí)別系統(tǒng)的準(zhǔn)確度在很大程度上取決于輸入到語(yǔ)音識(shí)別系統(tǒng)的音頻信號(hào)的質(zhì)量。即使中等差的信噪比通常也會(huì)使語(yǔ)音識(shí)別成為不可用的。 "遠(yuǎn)談"麥克風(fēng)的使用可能在諸如無(wú)回聲房間等非常安靜的受控環(huán)境中能 提供具有合適信噪比的音頻信號(hào)。但是在存在多個(gè)噪聲源的醫(yī)院實(shí)驗(yàn)室或 者手術(shù)間或者其它醫(yī)學(xué)環(huán)境中，這肯定無(wú)法提供足夠質(zhì)量的音頻信號(hào)?？?以試圖開(kāi)發(fā)過(guò)濾軟件來(lái)篩除噪聲源。在醫(yī)院環(huán)境中可以預(yù)期到一些噪聲源， 譬如設(shè)備噪聲、空調(diào)和加熱噪聲、背景談話和街道噪聲。因此可能的噪聲 源在數(shù)量上是非常多的，它們?cè)诒举|(zhì)上是千變?nèi)f化的，故而使得過(guò)濾非常 實(shí)際。還有， 一些噪聲源是諸如通過(guò)發(fā)聲系統(tǒng)的呼叫的語(yǔ)音，在沒(méi)有使語(yǔ) 音識(shí)別系統(tǒng)不可用的情況下，不能對(duì)其進(jìn)行過(guò)濾。因此需要一種不要求聲譜儀工作者佩戴麥克風(fēng)就能提供足夠質(zhì)量的 音頻輸入信號(hào)以確保目前存在的語(yǔ)音識(shí)別能力所具有的準(zhǔn)確度的語(yǔ)音控制 超聲成像系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
提供超聲圖像的系統(tǒng)和方法包括確定語(yǔ)音命令方向的方向跟蹤麥克 風(fēng)。然后，方向跟蹤麥克風(fēng)提供與有選擇地從確定方向接收的聲音相對(duì)應(yīng) 的音頻信號(hào)。音頻信號(hào)被提供給語(yǔ)音識(shí)別系統(tǒng)，其解釋音頻信號(hào)以檢測(cè)語(yǔ) 音命令。然后，語(yǔ)音識(shí)別系統(tǒng)生成與檢測(cè)語(yǔ)音命令相對(duì)應(yīng)的命令信號(hào)，并 且向超聲成像系統(tǒng)提供命令信號(hào)。根據(jù)命令信號(hào)對(duì)超聲成像系統(tǒng)的操作進(jìn) 行控制。優(yōu)選地，超聲成像系統(tǒng)包括具有顯示屏的顯示器。在此情況下， 優(yōu)選地，方向跟蹤麥克風(fēng)安裝在顯示器上，以及，在顯示屏所面向的同一 方向上，方向跟蹤麥克風(fēng)是有選擇地敏感的。語(yǔ)音識(shí)別系統(tǒng)可以基于硬件 或者軟件，可以是獨(dú)立單元或者是超聲成像系統(tǒng)的組成部分。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例的語(yǔ)音控制超聲成像系統(tǒng)的系統(tǒng)方框 圖。圖2是說(shuō)明為什么使用遠(yuǎn)場(chǎng)麥克風(fēng)的傳統(tǒng)的語(yǔ)音控制成像系統(tǒng)不能
夠提供足夠質(zhì)量的音頻信號(hào)以確保語(yǔ)音識(shí)別的準(zhǔn)確度的示意圖。圖3是說(shuō)明為什么根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例使用方向跟蹤麥克風(fēng)的語(yǔ)音控制成像系統(tǒng)能夠提供足夠質(zhì)量的音頻信號(hào)以確保語(yǔ)音識(shí)別的準(zhǔn)確度的 示意圖。圖4是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例能夠用于圖1的語(yǔ)音控制超聲成像系
統(tǒng)的方向跟蹤麥克風(fēng)的方框圖。圖5是根據(jù)本發(fā)明的另一示例能夠用于圖1的語(yǔ)音控制超聲成像系 統(tǒng)的方向跟蹤麥克風(fēng)的方框圖。圖6是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例的超聲成像系統(tǒng)的軸測(cè)圖。圖7是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例能夠在圖6的超聲成像系統(tǒng)中使用的
電部件的方框圖。圖8是根據(jù)本發(fā)明的另一示例能夠在圖6的超聲成像系統(tǒng)中使用的 電部件的方框圖。
具體實(shí)施例方式在圖1中示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例的語(yǔ)音控制超聲成像系統(tǒng)10 的基本組件。方向跟蹤麥克風(fēng)14用于提供來(lái)自一個(gè)或多個(gè)聲譜儀S,、 S2、 S3的音頻信號(hào)。來(lái)自麥克風(fēng)14的音頻信號(hào)被施加給語(yǔ)音識(shí)別系統(tǒng)18。語(yǔ)音 識(shí)別系統(tǒng)18基于音頻信號(hào)而解釋語(yǔ)音命令，然后向超聲成像系統(tǒng)20發(fā)出 相對(duì)應(yīng)的命令信號(hào)。然后，超聲成像系統(tǒng)20執(zhí)行語(yǔ)音命令所要求的操作。
雖然它們可能不一定位于相對(duì)于系統(tǒng)20的同一方向，但是這里假定 聲譜儀S,、 S2、 S3位于超聲成像系統(tǒng)20聽(tīng)得見(jiàn)的附近。定向麥克風(fēng)14使 用下述多種技術(shù)之一，迅速地跟蹤來(lái)自任意聲譜儀S,、 S2、 S3的語(yǔ)音命令。 一旦麥克風(fēng)14確定了音頻源的方向，它就馬上有選擇地僅僅來(lái)自該方向的 聲學(xué)輸入做出響應(yīng)。麥克風(fēng)14還能通過(guò)改變其有選擇地對(duì)聲學(xué)輸入做出響 應(yīng)的方向，來(lái)跟蹤音頻源的任意移動(dòng)。麥克風(fēng)能快速地(優(yōu)選在幾毫秒內(nèi)) 執(zhí)行這些功能，因此語(yǔ)音識(shí)別系統(tǒng)18能夠解釋包括命令的初始部分在內(nèi)的 全部語(yǔ)音命令。語(yǔ)音識(shí)別系統(tǒng)18可以是獨(dú)立的電子單元、運(yùn)行傳統(tǒng)的或者專門開(kāi)發(fā) 的語(yǔ)音識(shí)別應(yīng)用的個(gè)人計(jì)算機(jī)、嵌入超聲成像系統(tǒng)20中的電子線路、運(yùn)行 傳統(tǒng)或者專門開(kāi)發(fā)的語(yǔ)音識(shí)別應(yīng)用的成像系統(tǒng)20中的處理器、或者一些其 它類型的語(yǔ)音識(shí)別系統(tǒng)。具有這樣的語(yǔ)音識(shí)別能力的系統(tǒng)是傳統(tǒng)的，可以從各種商業(yè)渠道獲得，其在一些之前引用的專利和專利申請(qǐng)中進(jìn)行了描述。與圖2所示的傳統(tǒng)方法相比，圖3說(shuō)明方向跟蹤麥克風(fēng)14能夠提供 足夠質(zhì)量的音頻信號(hào)以確保目前存在的語(yǔ)音識(shí)別能力所具有的準(zhǔn)確度的方 式。首先，參考圖2，美國(guó)專利No. 5,544,654中描述的傳統(tǒng)的"遠(yuǎn)談"麥 克風(fēng)30連接到具有語(yǔ)音命令識(shí)別能力的超聲成像系統(tǒng)(未顯示出)。聲譜 儀S和三個(gè)噪聲源N,、 N2、 N3位于麥克風(fēng)30可聽(tīng)得到的范圍內(nèi)。麥克風(fēng) 30可能具有各向同性，或者，可能稍微具有方向性。在這兩種情況下，麥 克風(fēng)30都能夠從聲譜儀S中收集語(yǔ)音命令，但是它還收集來(lái)自噪聲源N,、 N2、 N3的聲音。結(jié)果，麥克風(fēng)30施加給語(yǔ)音識(shí)別系統(tǒng)的音頻信號(hào)的信噪比 所具有的質(zhì)量不足以確保語(yǔ)音命令的準(zhǔn)確識(shí)別。與圖2中示出的使用遠(yuǎn)談麥克風(fēng)30形成對(duì)比，因?yàn)閳D3所示的原因， 方向跟蹤麥克風(fēng)14能夠提供足夠質(zhì)量的音頻信號(hào)以確保語(yǔ)音命令的準(zhǔn)確識(shí) 別。如圖3所示，用于系統(tǒng)IO (圖l)的方向跟蹤麥克風(fēng)14具有非常好的 定向靈敏度。結(jié)果， 一旦確定來(lái)自聲譜儀S的語(yǔ)音命令的方向，麥克風(fēng)14 就馬上僅僅接收來(lái)自聲譜儀S的聲音。值得注意的是，麥克風(fēng)14對(duì)來(lái)自噪 聲源N,、 N2、 N3的聲音基本上不敏感。結(jié)果，來(lái)自麥克風(fēng)14的音頻信號(hào) 基本上與來(lái)自聲譜儀工作者S佩戴的麥克風(fēng)的音頻信號(hào)具有相同的質(zhì)量。
圖4中示出能夠用作系統(tǒng)10中的方向跟蹤麥克風(fēng)14的方向跟蹤麥 克風(fēng)40的一個(gè)示例。單向麥克風(fēng)42A、 42B、 42c…42n排成一列，因此它們 對(duì)多個(gè)相應(yīng)方向內(nèi)的聲學(xué)輸入敏感。每個(gè)麥克風(fēng)42A、 42B、 42c…42N產(chǎn)生 相應(yīng)的音頻信號(hào)A、 B、 C…N。將所有音頻信號(hào)A、 B、 C…N施加到比較 器44上，同時(shí)將每個(gè)音頻信號(hào)A、 B、 C…N施加到相應(yīng)的開(kāi)關(guān)46A、 46B、 46c... 46n上。幵失46a、 46B、 46c... 46N的輸出端相互連接在一起，然后連 接到方向跟蹤麥克風(fēng)40的輸出端48。開(kāi)關(guān)46八、46B、 46c…46n的操作由 比較器44相應(yīng)的輸出進(jìn)行控制。在操作過(guò)程中，比較器44比較來(lái)自單向麥克風(fēng)42A、 42B、 42C...42N 的所有信號(hào)A、 B、 C…N的幅度，然后確定這些信號(hào)A、 B、 C..N中哪一 個(gè)的幅度最大。然后，比較器44向相對(duì)應(yīng)的開(kāi)關(guān)46A、 46B、 46c…46n瑜出 控制信號(hào)，從而將具有最大幅度的音頻信號(hào)連接到輸出端48。
方向跟蹤麥克風(fēng)40的操作基于如下假設(shè)聲譜儀的語(yǔ)音命令將比單向麥克風(fēng)42A、 42B、 42c... 42N附近的任何噪聲源都響亮。該假設(shè)一般是正 確的。然而，當(dāng)超聲成像系統(tǒng)將用于噪聲嚴(yán)重的環(huán)境時(shí)，比較器44可以采 用諸如過(guò)濾等處理技術(shù)，以便使所述比較對(duì)語(yǔ)音命令更敏感，而對(duì)噪聲源 的敏感度較低。圖5示出能夠用作系統(tǒng)10中的方向跟蹤麥克風(fēng)14的方向跟蹤麥克 風(fēng)50的另一示例。使用全向的或者稍微定向的麥克風(fēng)54A、 54B、 54C...54N 的線性陣列52。所有麥克風(fēng)54A、 54B、 54。..5^接收語(yǔ)音命令和麥克風(fēng)附 近的任意噪聲。每個(gè)麥克風(fēng)54A、 54B、 54c... 5 的音頻信號(hào)輸出都被施加 到各自的延返単元56a、 56b、 56c...56n，延遲單元使各個(gè)麥克風(fēng)54a、 54b、 54c... 54N的音頻信號(hào)延遲，相應(yīng)的延遲值是從延遲控制單元58那里接收的。 延遲控制單元58接收來(lái)自麥克風(fēng)54A、 54B、 54(3...54N的所有音頻信號(hào)。將 延返単元56a、 56B、 56c…56N的各個(gè)輸出施加到累加電路60上，從而生成 輸出端62處的合成音頻信號(hào)。在操作過(guò)程中，延遲控制單元58使用來(lái)自麥克風(fēng)54A、 54B、 54c... 54N 的信號(hào)來(lái)確定語(yǔ)音命令的方向。然后，延遲控制單元58使用傳統(tǒng)的相控陣 (phased-array)技術(shù)來(lái)設(shè)置每個(gè)延遲單元56A、 56B、 56c... 56N的延遲，以 便有選擇地從確定方向接收聲音。當(dāng)然，語(yǔ)音命令源可以移動(dòng)，于是，可 以從不同方向接收語(yǔ)音命令。在此情況下，延遲控制單元58迅速確定語(yǔ)音 命令源的移動(dòng)方向或者新語(yǔ)音命令的方向，然后生成適當(dāng)?shù)难舆t控制信號(hào)， 以將陣列52的聲學(xué)方位響應(yīng)引導(dǎo)到語(yǔ)音命令的方向上。
在方向跟蹤麥克風(fēng)50的其它示例中，延遲控制單元58不僅確定語(yǔ) 音命令的方向，而且還使用常規(guī)處理技術(shù)來(lái)確定源自陣列52的語(yǔ)音命令的 距離。然后，延遲控制單元58使用傳統(tǒng)的相控陣技術(shù)設(shè)置每個(gè)延遲單元56A、 56B、 56c…56w的延遲，以便有選擇地從所確定距離以及方向接收聲音。
圖6示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例的超聲成像系統(tǒng)70。系統(tǒng)70包括機(jī) 箱72，后者包含系統(tǒng)70的大部分電子線路。機(jī)箱72安裝在大車74上，而 具有顯示屏78的顯示器76安裝在機(jī)箱72上。顯示器76通過(guò)關(guān)節(jié)臂80支 撐在機(jī)箱72上，從而允許顯示器76實(shí)際上處于任意位置以及允許屏幕78 實(shí)際上面向任意方向。因此，在檢查期間，聲譜儀工作者或者其它醫(yī)務(wù)人 員不需要位于機(jī)箱72的前方。然而，聲譜儀工作者和可能的其它醫(yī)務(wù)人員實(shí)際上處于任意位置的可能性，對(duì)包括在機(jī)箱72內(nèi)的語(yǔ)音命令識(shí)別系統(tǒng)84 提出了挑戰(zhàn)。系統(tǒng)70通過(guò)將方向跟蹤麥克風(fēng)90放置在面向顯示屏78所面 向的同一方向的顯示器76上，來(lái)解決該挑戰(zhàn)。方向跟蹤麥克風(fēng)90安裝在 這個(gè)位置上基于以下假設(shè)檢查中涉及的聲譜儀工作者和任意其它醫(yī)務(wù)人 員將始終位于屏幕78的觀察位置。因此，方向跟蹤麥克風(fēng)90通常將始終 面向聲譜儀工作者和任意其它醫(yī)務(wù)人員的觀看和使用系統(tǒng)的方向。然后， 麥克風(fēng)90每次從屏幕78的前方區(qū)域，有選擇地從單個(gè)方向接收語(yǔ)音命令， 如上所述。方向跟蹤麥克風(fēng)90可以是圖4中示出的方向跟蹤麥克風(fēng)40、圖 5中示出的方向跟蹤麥克風(fēng)50、或者根據(jù)本發(fā)明的一些其它示例的方向跟 蹤麥克風(fēng)。另外參考圖6，超聲成像探頭(未顯示出) 一般插入機(jī)箱72上的三 個(gè)連接器92之一。雖然系統(tǒng)70能夠由語(yǔ)音命令進(jìn)行控制，但是，機(jī)箱72 還包括包含鍵盤的控制面板94,以允許聲譜儀工作者手動(dòng)操作超聲成像系 統(tǒng)70以及輸入所管理的有關(guān)病人或者正在進(jìn)行的檢査的類型的信息。在控 制面板94的后部是觸摸屏顯示器96，其顯示的可編程軟鍵盤用于在控制系 統(tǒng)10的操作時(shí)補(bǔ)充語(yǔ)音命令識(shí)別系統(tǒng)84。圖7中說(shuō)明用于圖6的超聲成像系統(tǒng)70的電部件的一個(gè)示例。包括 陣列傳感器112的超聲探頭110在波束形成器114的控制之下進(jìn)行操作，其 使陣列傳感器將超聲波束傳入病人體中并且接收返回的回聲信號(hào)。接收回 聲信號(hào)通過(guò)連接到信號(hào)處理器116的波束形成器114形成相干的回聲信號(hào) 的接收波束。信號(hào)處理器使用相干的回聲信號(hào)執(zhí)行諸如過(guò)濾、解調(diào)、檢測(cè)、 或者多普勒估計(jì)等功能。處理過(guò)的回聲信號(hào)耦合到圖像處理器U8，其中它 們被處理以形成二維或者三維圖像格式的諸如B型或者M(jìn)型圖像信號(hào)或者 顏色或者光譜多普勒?qǐng)D像信號(hào)等圖像信息。然后，圖像信息耦合到顯示器 76 (圖6)，從而在屏幕78上顯示圖像。波束形成器114和超聲系統(tǒng)的處理 器116、 118的功能由系統(tǒng)控制器122控制，所述系統(tǒng)控制器122控制以及 調(diào)整這些元件的功能，包括初始化以及改變它們的操作狀態(tài)，因此顯示裝 置將按照超聲系統(tǒng)操作員的意愿，顯示信息類型。在傳統(tǒng)的超聲成像系統(tǒng)中，系統(tǒng)控制器112僅僅從控制面板94 (圖 6)和觸摸屏顯示器96中接收操作員發(fā)出的控制命令。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例，控制面板94和觸摸屏顯示器96由命令多路復(fù)用器(mux) 126耦合 到系統(tǒng)控制器122。命令復(fù)用器126使能系統(tǒng)控制器122從任意的控制面板 94、觸摸屏顯示器96、或者語(yǔ)音控制器130中接收輸入信號(hào)。命令復(fù)用器 126還可以復(fù)用來(lái)自諸如腳踏開(kāi)關(guān)(未顯示出)等其它控制設(shè)備的輸入信號(hào)。 語(yǔ)音控制器130包括語(yǔ)音識(shí)別處理器134，其通過(guò)產(chǎn)生表示聽(tīng)得見(jiàn)的信息的 數(shù)字輸出信號(hào)，從而響應(yīng)來(lái)自方向跟蹤麥克風(fēng)90的語(yǔ)音輸入。方向跟蹤麥 克風(fēng)90可以是圖4中示出的方向跟蹤麥克風(fēng)40、圖5中示出的方向跟蹤麥 克風(fēng)50、或者根據(jù)本發(fā)明的一些其它示例的方向跟蹤麥克風(fēng)。
命令編碼器138把語(yǔ)音識(shí)別處理器134的數(shù)字輸出信號(hào)轉(zhuǎn)換為由系 統(tǒng)控制器122可用的數(shù)字命令信號(hào)。語(yǔ)音識(shí)別處理器134和命令編碼器138 可以合并成單個(gè)單元，以用于接收音頻輸入信號(hào)以及產(chǎn)生作為輸出信號(hào)的 超聲系統(tǒng)控制信號(hào)。命令復(fù)用器126有選擇地響應(yīng)來(lái)自控制面板94、觸摸 屏顯示器96、語(yǔ)音控制器130或者兩者的信號(hào)，并且將信號(hào)耦合到系統(tǒng)控 制器122。系統(tǒng)控制器122通過(guò)實(shí)現(xiàn)改變到超聲系統(tǒng)的當(dāng)前狀態(tài)，諸如改變 方式或者在顯示器上顯示新的或者不同的消息，來(lái)響應(yīng)這些輸入。
圖8說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的另一示例的超聲成像系統(tǒng)70的電部件。超聲 成像系統(tǒng)70包括用電纜154連接到傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的超聲信號(hào)通道160的超聲成 像探頭150。如在本領(lǐng)所熟知的那樣，超聲信號(hào)通道160包括把電信號(hào)耦合 到探頭150上的發(fā)送器(未顯示出)、從探頭150接收與超聲回波相對(duì)應(yīng)的 電信號(hào)的獲取單元(未顯示出)、處理來(lái)自獲取單元的信號(hào)以執(zhí)行各種功能 (諸如隔離來(lái)自具體深度的返回信號(hào)或者隔離來(lái)自流過(guò)脈管的血的返回信 號(hào))的信號(hào)處理單元(未顯示出)、以及轉(zhuǎn)換來(lái)自信號(hào)處理單元的信號(hào)以便 它們適合于由顯示器76使用的掃描轉(zhuǎn)換器(未顯示出)。在該示例中超聲 信號(hào)通道160能夠處理B型(結(jié)構(gòu)上)和多普勒信號(hào)兩者，以產(chǎn)生各種B 型和多普勒容積圖像，包括光譜多普勒容積圖像。超聲信號(hào)通道160還包 括與處理單元170交互的控制模塊164，其控制上述單元的操作。當(dāng)然，超 聲信號(hào)通道160可以包括除如上所述那些之外的組件，以及，在適當(dāng)?shù)那?況下，可以省略如上所述的一些組件。處理單元170包括多個(gè)組件，譬如包括中央處理單元("CPU") 174、 隨機(jī)存取存儲(chǔ)器("RAM") 176、以及只讀存儲(chǔ)器("ROM") 178。如本領(lǐng)域所熟知的那樣，ROM178存儲(chǔ)由CPU174執(zhí)行的指令程序、以及由CPU 174使用的初始化數(shù)據(jù)。RAM 176提供由CPU 174使用的數(shù)據(jù)與指令的暫 存器。處理單元170與用于永久存儲(chǔ)數(shù)據(jù)(諸如與系統(tǒng)70獲取的超聲圖像 相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù))的諸如磁盤驅(qū)動(dòng)180的大容量存儲(chǔ)裝置交互。然而，這樣 的圖像數(shù)據(jù)首先存儲(chǔ)到與在超聲信號(hào)通道160和處理單元170之間延伸的 信號(hào)通道186相耦合的圖像存儲(chǔ)裝置184中。優(yōu)選地，磁盤驅(qū)動(dòng)180還存 儲(chǔ)協(xié)議，可以調(diào)用并且初始化協(xié)議，以指導(dǎo)聲譜儀工作者進(jìn)行各種超聲檢 查。處理單元170還與控制面板94和觸摸屏顯示器96交互。根據(jù)本發(fā) 明的一個(gè)示例，系統(tǒng)70還包括從方向跟蹤麥克風(fēng)90接收模擬音頻信號(hào)的 模/數(shù)("A/D")轉(zhuǎn)換器190。 A/D轉(zhuǎn)換器190數(shù)字化音頻信號(hào)，以提供數(shù)字 形式的經(jīng)過(guò)總線194傳遞到處理單元170的周期性樣本。處理單元從ROM 178或者磁盤存儲(chǔ)器180接收指令，用于傳統(tǒng)的或者以后開(kāi)發(fā)的由CPU 174 執(zhí)行的語(yǔ)音識(shí)別應(yīng)用。語(yǔ)音識(shí)別應(yīng)用解釋語(yǔ)音命令以及使處理單元170把 相對(duì)應(yīng)的命令信號(hào)施加到超聲信號(hào)通道160的控制模塊164中。
權(quán)利要求
1、一種用于提供超聲圖像的系統(tǒng)，包括方向跟蹤麥克風(fēng)，用于確定語(yǔ)音命令的方向，以及，提供與有選擇地從所確定的方向接收的聲音相對(duì)應(yīng)的音頻信號(hào)；耦合到所述方向跟蹤麥克風(fēng)的語(yǔ)音識(shí)別系統(tǒng)，所述語(yǔ)音識(shí)別系統(tǒng)從所述方向跟蹤麥克風(fēng)中接收所述音頻信號(hào)，解釋所述音頻信號(hào)以檢測(cè)語(yǔ)音命令，以及，提供與所述檢測(cè)語(yǔ)音命令相對(duì)應(yīng)的命令信號(hào)；耦合到所述語(yǔ)音識(shí)別系統(tǒng)的超聲成像系統(tǒng)，所述超聲成像系統(tǒng)從所述語(yǔ)音識(shí)別系統(tǒng)中接收所述命令信號(hào)，以及，根據(jù)所述命令信號(hào)控制所述超聲成像系統(tǒng)。
2、 權(quán)利要求l的系統(tǒng)，其中，所述語(yǔ)音識(shí)別系統(tǒng)包括 處理器；由所述處理器執(zhí)行的語(yǔ)音識(shí)別程序。
3、 權(quán)利要求2的系統(tǒng)，其中，所述處理器是所述超聲成像系統(tǒng)的組成 部分，用于控制所述超聲成像系統(tǒng)的操作。
4、 權(quán)利要求l的系統(tǒng)，其中，所述超聲成像系統(tǒng)包括具有顯示屏的顯 不器，其中，所述方向跟蹤麥克風(fēng)安裝在所述顯示器上，并且，有選擇地在 所述顯示屏所面向的同一方向上敏感。
5、 權(quán)利要求l的系統(tǒng)，其中，所述方向跟蹤麥克風(fēng)還用于確定來(lái)自所 述方向跟蹤麥克風(fēng)的語(yǔ)音命令的距離，以及，有選擇地從所確定的距離接 收聲音。
6、 權(quán)利要求l的系統(tǒng)，其中，所述方向跟蹤麥克風(fēng)包括相控陣方向跟 蹤麥克風(fēng)。
7、 權(quán)利要求6的系統(tǒng)，其中，所述方向跟蹤麥克風(fēng)包括 多個(gè)麥克風(fēng)，其中的每個(gè)麥克風(fēng)都具有包括多個(gè)方向的聲學(xué)敏感度圖案，從所述多個(gè)方向能夠預(yù)期語(yǔ)音命令，其中的每個(gè)麥克風(fēng)都各自提供與 由所述麥克風(fēng)接收的聲音相對(duì)應(yīng)的音頻信號(hào)；多個(gè)延遲單元，其中的每個(gè)延遲單元都具有耦合到一個(gè)相應(yīng)麥克風(fēng)以 便從所述麥克風(fēng)接收所述音頻信號(hào)的輸入端，其中的每個(gè)延遲單元都用于 通過(guò)延遲所述音頻信號(hào)來(lái)產(chǎn)生延遲音頻信號(hào)，其延遲量與施加到所述延遲 單元的控制端上的延遲值相對(duì)應(yīng)；一個(gè)延遲控制單元，耦合到所述麥克風(fēng)以便從所述麥克風(fēng)接收所述音 頻信號(hào)，所述延遲控制單元基于所述接收音頻信號(hào)確定語(yǔ)音命令的方向， 以及，施加所述延遲值到所述延遲單元的所述控制端上，以使所述麥克風(fēng) 整體上在所確定的方向有選擇地敏感；一個(gè)加法器，被連接以從所述延遲單元接收所述延遲音頻信號(hào)，以及， 將所述延遲音頻信號(hào)合并成合成音頻信號(hào)。
8、 權(quán)利要求l的系統(tǒng)，其中，所述方向跟蹤麥克風(fēng)基于由所述方向跟 蹤麥克風(fēng)接收的聲音的幅度而執(zhí)行它的方向跟蹤功能。
9、 權(quán)利要求8的系統(tǒng)，其中，所述方向跟蹤麥克風(fēng)包括 多個(gè)單向麥克風(fēng)，具有在不同方向延伸的聲學(xué)敏感度圖案，其中的每個(gè)單向麥克風(fēng)都用于提供與由所述單向麥克風(fēng)接收的聲音相對(duì)應(yīng)的音頻信 號(hào)；多個(gè)開(kāi)關(guān)，其中的每個(gè)開(kāi)關(guān)都具有輸入端、輸出端和控制端，其中每 個(gè)開(kāi)關(guān)的輸入端耦合到來(lái)自相應(yīng)單向麥克風(fēng)的音頻信號(hào)，它的輸出端耦合 到公共輸出端，其中的每個(gè)開(kāi)關(guān)一旦在它的控制端接收到控制信號(hào)就把它 的輸入端連接到它的輸出端；一個(gè)比較器，從所述單向放大器接收所述音頻信號(hào)，所述比較器比較 從所述多個(gè)單向麥克風(fēng)接收的所述音頻信號(hào)的幅度，以及，識(shí)別具有最大 幅度的音頻信號(hào)是從哪一個(gè)單向麥克風(fēng)提供的，所述比較器還施加所述控制信號(hào)到一個(gè)開(kāi)關(guān)的控制端上，所述開(kāi)關(guān)的輸入端耦合到所識(shí)別的單向麥 克風(fēng)。
10、 權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中，所述方向跟蹤麥克風(fēng)用于確定語(yǔ)音命 令的方向，以及，用于在所述語(yǔ)音命令開(kāi)始的幾毫秒內(nèi)提供與有選擇地從 所確定的方向接收的聲音相對(duì)應(yīng)的音頻信號(hào)。
11、 權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中，所述方向跟蹤麥克風(fēng)還包括使所述麥 克風(fēng)的方向跟蹤功能有選擇地響應(yīng)語(yǔ)音聲音的處理器。
12、 權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中，所述語(yǔ)音識(shí)別系統(tǒng)是所述超聲成像系 統(tǒng)的一個(gè)組成部分。
13、 一種用于對(duì)超聲成像系統(tǒng)的操作進(jìn)行控制的方法，包括確定語(yǔ)音命令的方向；有選擇地從所確定的方向接收含有所述語(yǔ)音命令的聲音； 基于所述接收語(yǔ)音命令，識(shí)別超聲成像系統(tǒng)命令； 在所述超聲成像系統(tǒng)中執(zhí)行與所識(shí)別的超聲成像系統(tǒng)命令相對(duì)應(yīng)的操作。
14、 權(quán)利要求13的方法，其中，基于所述接收語(yǔ)音命令識(shí)別超聲成像 系統(tǒng)命令的動(dòng)作是由所述超聲成像系統(tǒng)執(zhí)行的。
15、 權(quán)利要求13的方法，其中，所述超聲成像系統(tǒng)包括具有顯示屏的 顯示器，其中所述方法還包括確定所述顯示屏所面向的方向；有選擇地從所確定的方向接收含有所述語(yǔ)音命令的聲音；
16、 權(quán)利要求13的方法，還包括 確定語(yǔ)音命令的距離；有選擇地從所確定的距離接收含有所述語(yǔ)音命令的聲音。
17、 權(quán)利要求13的方法，其中，確定語(yǔ)音命令的方向以及有選擇地從所確定的方向接收聲音的動(dòng)作包括-在多個(gè)位置接收聲音，所述聲音是在所述各位置從相對(duì)寬的角度接收 的，所沐相對(duì)簾的角麼句,衽能敏預(yù)朋剎誤咅僉杏的多個(gè)方向.基于在所述各位置接收的語(yǔ)音命令的聲音，確定所述語(yǔ)音命令的方向； 通過(guò)將在所述各位置接收的所述語(yǔ)音命令的所述聲音延遲相應(yīng)的延遲量，從而提供延遲聲音，所述延遲量使從所確定的方向接收的所述延遲聲音具有相干性；對(duì)所述延遲聲音求和，以提供用于識(shí)別超聲成像系統(tǒng)命令的合成聲音。
18、 權(quán)利要求13的方法，其中，確定語(yǔ)音命令的方向以及有選擇地從 所確定的方向接收聲音的動(dòng)作包括在多個(gè)位置接收聲音，所述聲音是在所述位置從向不同方向延伸的相對(duì)窄的角度接收的；確定在哪個(gè)位置所述接收聲音最響亮；使用在所確定的位置接收的所述語(yǔ)音命令來(lái)識(shí)別超聲成像系統(tǒng)命令。
19、 權(quán)利要求13的方法，其中，確定語(yǔ)音命令的方向以及有選擇地從 所確定的方向接收所述語(yǔ)音命令的動(dòng)作包括確定所述語(yǔ)音命令的方向；在所述語(yǔ)音命令開(kāi)始的幾毫秒內(nèi)有選擇地從所確定的方向接收所述語(yǔ) 音命令。
全文摘要
超聲成像系統(tǒng)(20)，包括能確定語(yǔ)音命令方向并且使麥克風(fēng)有選擇地從所確定方向接收聲學(xué)輸入的方向跟蹤麥克風(fēng)(14)。然后，語(yǔ)音識(shí)別(18)解釋語(yǔ)音命令，相應(yīng)地控制超聲成像系統(tǒng)的操作。例如，方向跟蹤麥克風(fēng)可以從多個(gè)全向麥克風(fēng)當(dāng)中選擇用以接收最響亮信號(hào)的一個(gè)或者選擇由多個(gè)單向麥克風(fēng)組成的相控陣。
文檔編號(hào)G01S15/89GK101427154SQ200680034606
公開(kāi)日2009年5月6日 申請(qǐng)日期2006年9月15日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月21日
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