專利名稱：聲音輸入裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種聲音輸入裝置。
背景技術：
在電話通話、語音識別或者語音記錄的過程中，最好僅對目標 語音(用戶的語音)進行采集。然而，聲音輸入裝置的使用環(huán)境可能 包括目標語音以外的聲音，比如背景噪音。于是，已經開發(fā)了能夠去 除噪音的聲音輸入裝置。
已知用于在包含噪音的使用環(huán)境中去除背景噪音的技術。 一種 技術使用具有高指向性的麥克風來去除噪音。另一種技術通過利用聲 波的到達時間差以及后續(xù)的信號處理來識別到達聲波的方向以去除 噪音。
近年來，電子裝置的尺寸不斷縮小，而用于縮小聲音輸入裝置
尺寸的技術正變得越來越重要。在JP-A-7-312638、 JP-A-9-331377和 JP-A-2001-186241中公開了上述技術思想。
圖11圖示了一種差動麥克風的頻率響應。其水平軸表示頻率 (kHz)，垂直軸表示輸出聲壓值(分貝)。標號1002是表示假設在 聲源與差動麥克風的距離大約是25ram (在近講聲音輸入裝置中，聲 源被設定在說話者的位置上的情況)的情況下，該差動麥克風的頻率 與輸出值(分貝)之間關系的函數圖。標號1004是表示假設在聲源 與差動麥克風的距離大約是1000mm (噪音與近講聲音輸入裝置的距 離足夠遠)的情況下，該差動麥克風的頻率與輸出值(分貝)之間關 系的函數圖。
盡管己知差動麥克風能提供對遠處噪音抑制的效果，如標號 1002和1004所示，差動麥克風的敏感度在髙頻范圍會提高。這樣， 來自差動麥克風的噪音的高頻分量很可能得到加重。講話者語音或者噪音的高頻分量趨于加重，會產生不自然的聽覺效果或令人厭煩 (nagging)的聲音質量。

發(fā)明內容
因此本發(fā)明的一個有利方面是提供一種在保持差動麥克風的特 性的同時提供容易聽清的(easy-to-he虹)聲音信號的聲音輸入裝置。
根據本發(fā)明的一個方面提供了一種聲音輸入裝置，其包括差 動麥克風、檢測器和控制器，其中差動麥克風被構造來接收包含噪音 的聲音并生成對應于該聲音的第一信號；檢測器被構造來檢測噪音并 且生成對應于檢測到的噪音的第二信號；以及控制器被構造來基于第 二信號對抑制第一信號的高頻分量和改變第一信號中要被抑制的頻 帶這兩個操作中的至少一個進行控制。
控制器基于檢測器的測量結果與預定閾值之間的比較結果，可 以控制對從差動麥克風輸出的差動信號中高于預定頻率的頻率分量 進行抑制的開啟/關閉。
控制器基于檢測器的測量結果與預定閾值之間的比較結果可以 控制改變要被抑制的頻帶。
根據本發(fā)明，在環(huán)境噪音低于預定水平或者高頻噪音低的情況 下不對從差動麥克風輸出的差動信號中的高于預定頻率的頻率分量 進行抑制，而在環(huán)境噪音超過預定水平的情況下對高于預定頻率的頻 率分量進行抑制。因此可以提供一種聲音輸入裝置，該裝置能夠在保 持差動麥克風的特性的同時提供容易聽清的聲音信號，即， 一種能夠 在安靜的環(huán)境中加重高頻帶以使得語音清晰、并且在高噪音環(huán)境中抑 制背景噪音高頻帶上的加重以提高SNR (信噪比)的聲音輸入裝置。
根據本發(fā)明的另一個方面，提供了一種聲音輸入裝置，包括 麥克風、信息接收器和控制器，其中麥克風被構造來接收包括噪音的 聲音并且產生對應于該聲音的信號；信息接收器被構造來接收與所述 噪音相關的信息；以及控制器被構造來基于所述信息對抑制該信號的 高頻分量和改變該信號中要被抑制的頻帶這兩個操作中的至少一個 進行控制。通過來自諸如布置在聲音輸入裝置上的按鈕或開關之類的操作 部件的操作輸入可以接受所述信息。例如，當感覺到環(huán)境嘈雜時，用 戶可以開啟噪音抑制模式，在噪音抑制模式下從差動麥克風輸出的差 動信號中高于預定頻率的頻率分量會得到抑制。
根據本發(fā)明，用戶可以依據周圍環(huán)境來輸入噪音抑制模式信息。 于是可以提供一種聲音輸入裝置，該裝置能夠在保持差動麥克風的特 性的同時提供容易聽清的聲音信號，即， 一種能夠在安靜的環(huán)境中加 重高頻帶以使得語音清晰、并且在高噪音環(huán)境中抑制背景噪音高頻帶 上的加重以提高SNR (信噪比)的聲音輸入裝置。
控制器可以包括低通濾波器，其被構造來抑制高頻分量。 控制器基于所述信息可以控制信號是否通過低通濾波器。 控制器可以包括多個被構造來抑制高頻分量的低通濾波器，每 個低通濾波器都與不同的頻帶相關。
另外，控制器基于所述信息可以改變信號將要經過的低通濾波器。
控制器可以包括被構造來抑制高頻分量的低通濾波器。 并且，控制器基于所述信息可以改變低通濾波器的截止頻率。 能夠改變截止頻率的低通濾波器可以通過使用這樣的低通濾波 器實現，即能夠基于檢測器的測量結果或者噪音抑制模式信息來可變 地控制電阻并改變低通濾波器的阻值的低通濾波器。
控制器可以包括具有一階截止特性的低通濾波器來抑制高頻分
控制器可以包括一種低通濾波器，該低通濾波器的截止頻率處 于1 kHz以上且5 kHz以下的范圍內。
檢測器可以包括被構造來改變差動麥克風的延遲平衡以產生第 二信號的發(fā)生器。
在差動信號是基于兩個麥克風的輸入信號而產生的情況下，通 過將延遲賦給一個麥克風的輸入信號，可以改變差動麥克風的延遲平 衡。
在差動信號是基于單個麥克風的輸入信號而產生的情況下，可以重置麥克風以改變延遲平衡。
檢測器可以通過參考第一信號來生成第二信號。
差動麥克風可以包括第一麥克風、第二麥克風以及差動信號
發(fā)生器，其中第一麥克風具有第一振動膜；第二麥克風具有第二振動
膜；以及差動信號發(fā)生器被構造來生成表示第一麥克風獲得的第一電 壓信號與第二麥克風獲得的第二電壓信號的差值的差動信號。
檢測器可以包括第一單元和第二單元，其中第一單元被構造 來把用于噪音檢測的延遲賦給第二電壓信號；以及第二單元被構造來 基于已被第一單元賦給了延遲的第二電壓信號與第一電壓信號的差 值來生成第二信號。
所述延遲可以被設置為一個時間周期，通過用第一和第二振動 膜的中心之間的距離除以音速來得到所述時間周期。
該聲音輸入裝置還可以包括揚聲器和聲級控制器，其中揚聲 器被構造來輸出聲音信息；以及聲級控制器被構造來基于第二信號控
制揚聲器的聲級。
在噪音水平高于預定水平時可以升高揚聲器的聲級。在噪音水 平低于預定水平時可以降低揚聲器的聲級。


參考附圖對實施例進行詳細說明，其中
圖1圖示了一種聲音輸入裝置；
圖2圖示了一種差動信號抑制控制器；
圖3圖示了這種差動信號抑制控制器；
圖4圖示了一種差動麥克風；
圖5圖示了一種噪音測量部件；
圖6圖示了這種噪音測量部件；
圖7圖示了差動麥克風的指向性；
圖8圖示了差動麥克風的指向性；
圖9是示出了開啟/關閉差動信號抑制控制器中的低通濾波器的 示例操作的流程8圖io是示出了根據噪音測量結果來控制揚聲器聲級的示例操作
的流程圖11圖示了差動麥克風的頻率響應； 圖12圖示了差動麥克風的頻率響應； 圖13圖示了差動麥克風的頻率響應； 圖14圖示了一種聲音輸入裝置； 圖15圖示了一種聲音輸入裝置；
圖16是示出了切換差動信號抑制控制器中的低通濾波器的截止 頻率的示例操作的流程圖17示出了假設低通濾波器的截止頻率變化時麥克風和濾波器 的整體特性。
具體實施例方式
現參照附圖來對應用了本發(fā)明的實施例進行說明。注意本發(fā)明 不限于下文描述的實施例。本發(fā)明包括下述實施例的任意組合。 圖1圖示了根據此實施例的聲音輸入裝置的構造。 根據此實施例的聲音輸入裝置700包括差動麥克風710。差動麥 克風710基于輸入至兩個聲音接收部件的聲音信號來生成并輸出差 動信號730。該差動信號可以基于來自多個麥克風的輸入信號產生， 或者基于輸入至單個麥克風的振動膜的前表面和后表面的聲壓的差 值而產生。
根據此實施例的聲音輸入裝置700包括噪音測量部件740。噪音 測量部件740測量差動麥克風周圍的噪音并輸出測量結果750。噪音 測量部件740可以例如通過使用采集噪音的麥克風(例如全向性麥克 風)來采集聲音并對噪音頻譜進行數字檢測以測量噪音的幅值。
根據此實施例的聲音輸入裝置700包括差動信號抑制控制器 760。差動信號抑制控制器760基于噪音測量部件740的測量結果來 抑制從差動麥克風710輸出的差動信號730中高于預定頻率的頻率分 量。例如，噪音測量部件740的測量結果750可以同預定閾值進行比 較，并且基于比較結果，可以控制對從差動麥克風710輸出的差動信號730中高于預定頻率的頻率分量進行抑制的開啟/關閉。
使用低通濾波器可以對差動信號730中高于預定頻率的頻率分
量進行抑制。低通濾波器可以是具有一階截止特性的濾波器。如圖
13所示，差動信號的高頻范圍以一階特性升髙(20dB/dec)。利用
具有反向特性的一階低通濾波器來削弱高頻范圍能夠使差動信號的 頻率響應保持平坦，從而避免了不自然的聽覺效果。
可以將低通濾波器的截止頻率設置為lkHz (含)到5kHz (含)
之間的任意值。
為低通濾波器設置極低的截止頻率會導致壓抑的聲音，而設置 極高的截止頻率會產生令人厭煩的高頻噪音。優(yōu)選的是根據麥克風之 間的距離將截止頻率設置為一個最優(yōu)值。最優(yōu)的截止頻率取決于麥克 風之間的距離。在麥克風之間的距離約為5 mm的情況下，低通濾波 器的截止頻率優(yōu)選設置為1.5 kHz (含)到3 kHz (含)范圍內的值。
圖12圖示了在低通濾波器被設置在圖11中的差動麥克風的后 續(xù)級的情況下所獲得的頻率響應。水平軸表示頻率(kHz)，豎直軸 表示輸出值(分貝)。標號1002'是表示假設在聲源與差動麥克風的 距離大約為25mm (假設在近講聲音輸入裝置中，聲源處于講話者位 置的情況下)的情況下，該差動麥克風的頻率與輸出值(分貝)之間 的關系的函數圖。標號1004'是表示假設在聲源與差動麥克風的距離 大約為1000mra (噪音與近講聲源輸入裝置的距離足夠遠)的情況下， 差動麥克風的頻率與輸出值(分貝)之間關系的函數圖。
如標號1002'和1004'所示，通過在差動麥克風的后續(xù)級設置 低通濾波器，可以抑制附近講話者和背景噪音的高音加重。
圖13圖示了差動麥克風的頻率響應。水平軸表示頻率，豎直軸 表示增益。標號1010是表示頻率與處在假設的講話者位置的差動麥 克風的增益之間關系的曲線，并且表示處在距離第一麥克風712-1 和第二麥克風712-2約25 rara處的頻率響應。標號1012是表示頻率 與己經通過設置在差動麥克風后續(xù)級中的低通濾波器的差動麥克風 的增益之間關系的曲線。
盡管第一麥克風712-1和第二麥克風712-2均表現出平坦的頻率響應，但如標號1010所示，差動信號的高頻范圍在l kHz附近開
始以一階特性(20dB/dec)上升。用具有反向特性的一階低通濾波器 來削弱高頻范圍使得差動信號的頻率響應保持平坦，從而避免了不自 然的聽覺效果。
隨著年齡增長，人耳會表現出高音敏感度降低的趨勢，因此加 重的高音會依據環(huán)境給出更清晰的聲音。
在這個實施例中，基于噪音測量部件740的測量結果，可以開 啟/關閉對輸出自差動麥克風710的差動信號中高于預定頻率的頻率 分量的抑制，或者改變要抑制的頻帶。在環(huán)境噪音低于預定水平或者 高頻噪音低的情況下，在低通濾波器關閉的情況下(即差動信號不通 過低通濾波器的情況)輸出差動信號。在環(huán)境噪音高于預定水平的情 況下(在環(huán)境噪音水平無論高頻或低頻均很高的情況下)，在低通濾 波器開啟的情況下(在差動信號通過低通濾波器的情況下)輸出差動 信號。因此可以提供這樣一種聲音輸入裝置，該裝置能夠在保持差動 麥克風的特性的同時提供容易聽清的聲音信號，也即， 一種能夠在安 靜的環(huán)境中加重髙頻帶以使得語音清晰、并且在高噪音環(huán)境中抑制背 景噪音在高頻帶上的加重從而可以提高SNR (信噪比)的聲音輸入裝 置。
圖2和圖3圖示了根據此實施例的聲音輸入裝置的示例構造。 差動信號抑制控制器760可以包括用于對從差動麥克風710輸 出的差動信號730中高于預定頻率的頻率分量進行抑制的濾波器。差 動信號抑制控制器760可以將噪音測量部件740的測量結果750同預 定閾值進行比較，并確定存在/不存在噪音或者噪音高/低，并且在確 定噪音存在或者高時，可以抑制差動信號中高于預定頻率的頻率分
例如，如圖2所示，差動信號抑制控制器760可以包括低通濾 波器770、切換控制信號生成部件764以及切換部件762，其中低通 濾波器770用于去除差動信號730的高頻分量；切換控制信號生成部 件764根據噪音測量部件740的測量結果750來生成并輸出用于切換 差動信號730輸出路徑的切換控制信號766;以及切換部件762用于切換差動信號730的輸出路徑以使得差動信號730通過低通濾波器 770或者將該低通濾波器旁路。切換部件762可以是(例如)開關電 路或者選擇器電路。
差動信號抑制控制器760將噪音測量部件740的測量結果同一 個或多個參考值進行比較，并且基于比較結果來改變從差動麥克風 710輸出的差動信號730中將要被高頻抑制的頻帶。
例如，如圖3所示，差動信號抑制控制器760可以包括多個濾 波器(在此示例中為第一低通濾波器772和第二低通濾波器774)、 切換控制信號生成部件764以及切換部件762，其中所述的多個濾波 器具有不同的截止頻帶，用于抑制差動信號730中高于預定頻率的頻 率分量；切換控制信號生成部件764根據噪音測量部件740的測量結 果生成并輸出用于切換差動信號730的輸出路徑的切換控制信號 766;切換部件762用于切換差動信號730的輸出路徑以使得差動信 號730經過第一低通濾波器772或者第二低通濾波器774。切換部件 762可以是(例如)開關電路或者選擇器電路。
在使用能夠改變截止頻率的低通濾波器的情況下，基于切換控 制信號766，可以進行控制，來改變低通濾波器的截止頻率。在使用 電阻和電容構成低通濾波器的情況下，通過改變電阻值可以容易地改 變截止頻率。
例如，可以提供具有1.5 kHz的截止頻率的第一低通濾波器772 和具有10 kHz的截止頻率的第二低通濾波器774，并且根據噪音水 平可以選擇這些低通濾波器中的一個。在高噪音的環(huán)境中，可以使用 具有較低截止頻率的第一低通濾波器772來抑制遠處的噪音和令人 厭煩的高音加重的背景噪音。在噪音較低的環(huán)境中，可以使用具有較 髙截止頻率的第二低通濾波器774來提供高音加重的特性。在噪音較 低的環(huán)境中背景噪音的高頻帶能量較低，使得所述高音加重的特性不 會令人厭煩。講話者語音的高音被加重，于是彌補了人耳隨著年齡增 長高音敏感度將下降的問題，提供了清晰的語音。
可以進行如下安排在噪音高于預定閾值的情況下使用第一低 通濾波器772，在噪音低于預定閾值的情況下使用第二低通濾波器774。
圖4圖示了一種根據本實施例的聲音輸入裝置的差動麥克風的 示例構造。
差動麥克風710可以包括具有第一振動膜的第一麥克風712-1、 具有第二振動膜的第二麥克風712-2以及差動信號生成部件714。差 動信號生成部件714基于第一電壓信號S1和第二電壓信號S2來生成 通過第一麥克風712-1獲取的第一電壓信號Sl與通過第二麥克風 712-2獲取的第二電壓信號S2的差動信號。
通過這種構造，可以認為表示通過第一和第二麥克風獲取的第 一和第二電壓信號之間的差值的差動信號是表示去除了噪音分量的 輸入語音的信號。根據本發(fā)明，可以提供一種能夠用生成差動信號的 簡單構造來實現去除噪音特性的聲音輸入裝置。
在該聲音輸入裝置中，差動信號生成部件生成差動信號而無需 執(zhí)行諸如傅立葉分析處理之類的分析處理。這降低了差動信號生成部 件的信號處理工作量，并且允許通過使用極為簡單的電路來低成本地 生成差動信號。
差動信號生成部件714可以輸入通過第一麥克風712-1獲取的 第一電壓信號S1，以預定的放大系數(增益)放大信號S1，并基于 以預定增益放大后的第一電壓信號Sl'與通過第二麥克風712-2獲 取的第二電壓信號S2之間的差值來生成并輸出差動信號730。
差動信號生成部件714可以將預定的延遲賦給通過第一麥克風 712-1獲取的第一電壓信號Sl和通過第二麥克風712-2獲得的第二 電壓信號S2中的至少一個，并且基于第一電壓信號與第二電壓信號 (其中至少一個被賦給了延遲)之間的差值來生成并輸出差動信號。
麥克風是一種將聲信號轉換成電信號的電聲轉換器。第一和第 二麥克風712-1和712-2可以是分別將第一和第二振動膜(振膜)的 振動作為電壓信號輸出的轉換器。
第一和第二麥克風712-1和712-2中的每一個的工作機制不受 特別的限制。第一和第二麥克風中的每一個均可以是包含振動膜的電 容麥克風。當接收到聲波時會振動的振動膜(薄膜)是導電的并且形成電極的一端。電容麥克風的一個電極相對振動膜布置。振動膜和電 極構成電容。當聲波進入時，振動膜振動，改變了振動膜與電極之間 的間隙，從而改變了振動膜與電極之間的電容值。通過輸出電容值的 變化(例如作為電壓的變化)，可以將進入電容麥克風的聲波轉換成 電信號?？梢詰糜诒景l(fā)明的麥克風不限于電容麥克風。任何公知的 麥克風均可應用。例如電動麥克風、電磁麥克風或者壓電(晶體)麥
克風都可以用作第一和第二麥克風712-1和712-2。
第一和第二麥克風712-1和712-2中的每一個均可以是硅麥克 風(Si麥克風)，其具有由硅制成的第一和第二振動膜。使用硅麥 克風可使第一和第二麥克風712-1和712-2尺寸小、性能高。在這種 情況下，可以在單個半導體基片上實現第一和第二麥克風712-1和 712-2?？梢詫⒌谝缓偷诙溈孙L712-1和712-2實現為所謂的MEMS (微機電系統(tǒng))。例如可以以彼此中心的距離為5.2 mm或更小的方 式布置第一和第二振動膜12、 22。
根據本發(fā)明的聲音輸入裝置對第一和第二振動膜的方向定向沒 有特別的限定。
圖5圖示了一種根據本實施例的聲音輸入裝置的噪音測量部件 的示例構造。
噪音測量部件740對差動麥克風周圍的噪音進行測量，并基于 第一麥克風712-1獲取的第一電壓信號和第二麥克風712-2獲取的第 二電壓信號中的至少一個來輸出噪音測量結果信號750。
差動信號抑制控制器760基于噪音測量結果信號750來控制抑 制從差動麥克風710輸出的差動信號中高于預定頻率的頻率分量。
通過這種方法，根據第一麥克風712-1獲取的第一電壓信號和 第二麥克風712-2獲取的第二電壓信號來測量差動麥克風周圍的噪 音。于是不必提供分離的麥克風來測量噪聲。
圖6圖示了一種根據此實施例的聲音輸入裝置的噪音測量部件 的示例構造。
噪音測量部件740可以包括噪音檢測延遲部件742和噪音測量 結果信號生成部件746，其中噪音檢測延遲部件742將用于噪音檢測
14的延遲賦給第二麥克風712-2獲取的第二電壓信號；以及噪音測量結
果信號生成部件746用于獲得已被噪音檢測延遲部件742賦給了用于 噪音檢測的預定延遲的第二電壓信號744與通過第一麥克風712-1 獲取的第一電壓信號Sl之間的差值，并且基于該差值生成噪音測量 結果信號750。
通過這種構造，可以控制差動麥克風的指向性來檢測講話者語 音之外的環(huán)境噪音的狀態(tài)，并且基于檢測到的噪音水平，控制對從差 動麥克風輸出的差動信號中高于預定頻率的頻率分量進行抑制的開 啟/關閉、或者控制要被抑制的頻帶的變化。
圖7和圖8圖示了差動麥克風的指向性。
圖7表示兩個沒有發(fā)生相移的麥克風Ml和M2的指向性。圓形 區(qū)域810-1和810-2表示根據麥克風Ml、 M2的輸出之間的差值而得 到的指向性。假設連接麥克風Ml和M2的直線方向處在0度和180 度的角度上，并且垂直于連接麥克風Ml和M2的直線方向的方向為 90度和270度，則可以發(fā)現麥克風M1、 M2具有雙向指向性，在O度 和180度的方向上表現出最大敏感度、而在90度和270度的方向上 敏感度為零。
在麥克風M1、 M2所捕獲的信號之一被賦給了延遲的情況下，指 向性會發(fā)生變化。例如，在將一個對應于麥克風間隙d除以音速c 所得的時間的延遲賦給麥克風M2的輸出時，表示麥克風M1、 M2的指 向性的區(qū)域示出圖8中標號820所示的心形指向性。在這種情況下， 可以實現一個對O度的講話者方向不敏感的(零)指向性。這使得有 可能選擇性地去除講話者的語音并只捕獲環(huán)境聲音(環(huán)境噪音)。
例如，在麥克風間隙d為5 mm的情況下，假設音速為340 m/s， 則應當設置14.7 ns的延遲量。
這樣，可以將用于噪音檢測的延遲742設置為用第一和第二振 膜的中心之間的距離除以音速而得到的時間。例如，可以把對應于用 麥克風間隙d除以音速c所得的時間的延遲賦給第二麥克風712-2 獲取的第二電壓信號，并且基于計算得到的已賦給了延遲的第二電壓 信號744與通過第一麥克風712-1獲取的第一電壓信號Sl之間的差值，可以生成噪音測量結果信號750。通過設置延遲量、獲得聲音輸 入裝置的心形指向性、以及將講話者的位置設置為靠近零指向性的位 置，可以提供易于去除講話者的語音并只捕獲環(huán)境噪音的指向性，這 是一種噪音檢測的有利方法。
用于噪音檢測的延遲不必是用第一和第二振膜中心間的距離 (參見圖7中的d)除以音速所得的時間。當把在指向性不敏感的方 向成功地設置為講話者的方向，甚至在講話者的方向不處在零度時， 都可以提供適用于噪音檢測的特性，即具有能夠去除講話者的語音并 只捕獲環(huán)境噪音的指向性。例如，可以設置延遲來獲得超心形指向性 以去除講話者的語音。
圖9是示出了開啟/關閉差動信號抑制控制器中的低通濾波器的 示例性操作的流程圖。
在從噪音測量部件輸出的噪音測量結果信號低于預定閾值 (LTH)的情況下(步驟S110)，關閉低通濾波器(步驟S112)。在 噪音測量結果信號不低于預定閾值(LTH)的情況下(步驟S110)， 開啟低通濾波器(步驟S114)。開啟低通濾波器指的是輸出經過低 通濾波器的信號。關閉低通濾波器指的是輸出未經過低通濾波器的信
號
圖16是示出了切換差動信號抑制控制器中的低通濾波器截止頻 率的示例性操作的流程圖。
在從噪音測量部件輸出的噪音測量結果信號低于預定閾值 (LTH)的情況下(步驟S130)，將低通濾波器的截止頻率fc設置 為大值(例如，fh=10 kHz)(步驟S132)。在噪音測量結果信號 不低于預定閾值(LTH)的情況下(步驟S130)，將低通濾波器的截 止頻率fc設置為小值(例如，fl = 1.5 kHz)(步驟S134)。
圖17示出了當低通濾波器的截止頻率fc變化時麥克風和濾波 器的整體特性。實線示出了差動麥克風的頻率響應。在低通濾波器的 截止頻率fc設置為fl ( = 1.5 kHz)的情況下，差動麥克風的高頻 帶被抑制，表現出虛線所示的幾乎平坦的特性。在低通濾波器的截止 頻率fc設置為fh ( = 10 kHz)的情況下，要抑制的頻帶上移并產生如下特性，即增益在1. 5 kHz和10 kHz之間上升并且在10 kHz附近 變?yōu)槠教?，如長短點劃線所示。
如圖14所示，包括用于輸出聲音信息的揚聲器的聲音輸入裝置 可以包括聲級控制器770，聲級控制器770用于根據噪音測量結果信 號750控制揚聲器780的聲級。
圖IO是示出了通過噪音檢測來控制揚聲器聲級的示例操作的流程圖。
在從噪音測量部件輸出的噪音測量結果信號低于預定閾值 (LTH)的情況下(步驟S120)，將揚聲器的聲級設置為第一個值(步 驟S122)。在從噪音測量部件輸出的噪音測量結果信號不低于預定 閾值(LTH)的情況下(步驟S120)，揚聲器的聲級被設置為大于第 一個值的第二個值(步驟S124)。
在從噪音測量部件輸出的噪音測量結果信號低于預定閾值
(LTH)的情況下，降低揚聲器的聲級。在從噪音測量部件輸出的噪 音測量結果信號不低于預定閾值(LTH)的情況下，提高揚聲器的聲 級。
圖15圖示了另一種根據本實施例的聲音輸入裝置的構造。 根據本實施例的聲音輸入裝置700'包括差動麥克風710。差動
麥克風710基于從差動麥克風(兩個麥克風)輸入的信號生成并輸出
差動信號730。
基于噪音測量結果而對開啟/關閉低通濾波器、改變截止頻率fc 或揚聲器的聲級所進行的控制，不只可以使用單個閾值LTH進行，也 可以使用多個閾值用滯后來進行。例如可以構造成當輸出的噪音測 量結果信號低于閾值LTH1時開啟第一模式(低通濾波器關閉)，當 輸出的噪音測量結果信號髙于閾值LTH2時開啟第二模式(低通濾波 器開啟)。 .
根據此實施例的聲音輸入裝置700'包括噪音抑制模式信息接受 部件790。噪音抑制模式信息接受部件790接受與差動麥克風的噪音 抑制有關的關于模式設置/改變的噪音抑制模式信息。通過諸如布置 在聲音輸入裝置上的按鈕或開關之類的操作部件的操作輸入可以接
17受所述噪音抑制模式信息。
根據本實施例的聲音輸入裝置700'包括差動信號抑制控制器
760'。差動信號抑制控制器760'基于噪音抑制模式信息792可以控制 對從差動麥克風710輸出的差動信號中高于預定頻率的頻率分量進 行抑制的開啟/關閉。例如，在噪音抑制模式信息792指示第一模式 (例如噪音抑制開啟模式，高噪音環(huán)境模式)時，可以抑制從差動麥 克風710輸出的差動信號730中高于預定頻率的頻率分量。在噪音抑 制模式信息792指示第二模式(例如噪音抑制關閉模式，安靜環(huán)境模 式)時，不對從差動麥克風710輸出的差動信號730中高于預定頻率 的頻率分量進行抑制。
差動信號抑制控制器760'基于噪音抑制模式信息792可以對改 變從差動麥克風710輸出的差動信號中被抑制的頻帶(控制在具有不 同截止頻率的低通濾波器之間進行切換)進行控制。例如，可以使用 具有1. 5 kHz或更高截止頻率的第一低通濾波器和具有10 kHz截止 頻率的第二低通濾波器，在噪音抑制模式信息792指示第一模式(例 如噪音抑制開啟模式，高噪音環(huán)境模式)的情況下，使從差動麥克風 710輸出的差動信號730經過第一低通濾波器以抑制高于1. 5 kHz的 頻率分量，并且在噪音抑制模式信息792指示第二模式(例如噪音抑 制關閉模式，安靜環(huán)境模式)的情況下，使從差動麥克風710輸出的 差動信號730經過第二低通濾波器以抑制高于10 kHz的頻率分量。
在高噪音的環(huán)境下，可以使用具有較低截止頻率的第一低通濾 波器來抑制遠處的噪音和令人厭煩的高音加重的背景噪音。在低噪音 的環(huán)境中，可以使用具有較高截止頻率的第二低通濾波器來提供高音 加重的特性。在噪音較低的環(huán)境中背景噪音的高頻帶能量較低，因此 所述高音加重的特性不會令人厭煩。講話者語音的高音被加重，于是 彌補了人耳隨著年齡增長高音敏感度將下降的問題，提供了清晰的語
音
本發(fā)明不限于上述實施例，可以對其進行各種修改。本發(fā)明本 質上包括與前述實施例中所描述的構造相同的構造(在特征、方法和 結果方面相同的構造或者在目標與效果方面相同的構造)。本發(fā)明包括將在任意一個上述實施例中描述的構造中非本質的部分用另一部 分代替所得到的構造。本發(fā)明包含與任意一個前述構造具有相同技術 效果的構造或者能夠實現與任意一個前述構造相同的目的的構造。本 發(fā)明包括將公知技術添加到任意一個前述構造中的構造。
權利要求
1. 一種聲音輸入裝置，其包括差動麥克風，其被構造來接收包含噪音的聲音并生成對應于該聲音的第一信號；檢測器，其被構造來檢測噪音并且生成對應于檢測到的噪音的第二信號；和控制器，其被構造來基于第二信號對抑制第一信號的高頻分量和改變第一信號中要被抑制的頻帶這兩個操作中的至少一個進行控制。
2. —種聲音輸入裝置，其包括麥克風，其被構造來接收包括噪音的聲音并且生成對應于該聲 音的信號；信息接收器，其被構造來接收與所述噪音相關的信息；以及 控制器，其被構造來基于所述信息對抑制該信號的高頻分量和改變該信號中要被抑制的頻帶這兩個操作中的至少一個進行控制。
3. 如權利要求2所述的聲音輸入裝置，其中 所述控制器包括被構造來抑制高頻分量的低通濾波器；以及 所述控制器基于所述信息來控制信號是否經過低通濾波器。
4. 如權利要求2所述的聲音輸入裝置，其中 所述控制器包括多個被構造為抑制高頻分量的低通濾波器，每個低通濾波器都與不同的頻帶相關；以及所述控制器基于所述信息來改變信號將要經過的低通濾波器。
5. 如權利要求2所述的聲音輸入裝置，其中 所述控制器包括被構造為抑制高頻分量的低通濾波器；以及 所述控制器基于所述信息來改變低通濾波器的截止頻率。
6.如權利要求2所述的聲音輸入裝置，其中所述控制器包括具有一階截止特性的低通濾波器來抑制高頻分
7. 如權利要求2所述的聲音輸入裝置，其中所述控制器包括低通濾波器，該低通濾波器的截止頻率處于1 kHz以上且5 kHz以下的范圍內。
8. 如權利要求1所述的聲音輸入裝置，其中所述檢測器包括被構造來改變所述差動麥克風的延遲平衡以產 生第二信號的發(fā)生器。
9. 如權利要求1所述的聲音輸入裝置，其中 所述檢測器通過參考第一信號來生成第二信號。
10. 如權利要求1所述的聲音輸入裝置，其中 所述差動麥克風包括第一麥克風，其具有第一振動膜； 第二麥克風，其具有第二振動膜；以及差動信號發(fā)生器，其被構造來生成差動信號，該差動信號表示 通過所述第一麥克風獲取的第一電壓信號與通過所述第二麥克風獲 取的第二電壓信號之間的差值；所述檢測器包括第一單元，其被構造來把用于噪音檢測的延遲賦給第二電壓信 號；以及第二單元，其被構造來基于已被第一單元賦給了延遲的第二電 壓信號與第一電壓信號之間的差值來生成第二信號。
11. 如權利要求IO所述的聲音輸入裝置，其中所述延遲被設置為用第一和第二振動膜的中心之間的距離除以 聲速得到的時間周期。
12.如權利要求1所述的聲音輸入裝置，還包括 揚聲器，其被構造來輸出聲音信息；以及聲級控制器，其被構造來基于第二信號控制所述揚聲器的聲級。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種聲音輸入裝置。該聲音輸入裝置包括差動麥克風、檢測器和控制器。其中，差動麥克風被構造來接收包含噪音的聲音并生成對應于該聲音的第一信號；檢測器被構造來檢測噪音并且生成對應于檢測到的噪音的第二信號；以及控制器被構造來基于第二信號對抑制第一信號的高頻分量和改變第一信號中要被抑制的頻帶這兩個操作中的至少一個進行控制。
文檔編號H04R29/00GK101453684SQ20081018454
公開日2009年6月10日 申請日期2008年12月8日 優(yōu)先權日2007年12月7日
發(fā)明者前田重雄, 堀邊隆介, 小野雅敏, 杉山精, 豬田岳司, 田中史記, 福岡敏美, 高野陸男 申請人:船井電機株式會社;株式會社船井電機新應用技術研究所