專(zhuān)利名稱(chēng)：適于實(shí)時(shí)通信從而在音頻流中提供空間信息的聽(tīng)音系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請(qǐng)涉及在將音頻信號(hào)無(wú)線(電磁)傳播給雙耳聽(tīng)音系統(tǒng)的聽(tīng)音裝置時(shí)增強(qiáng)用戶對(duì)音頻信號(hào)的感知的方法。本申請(qǐng)尤其涉及佩戴雙耳聽(tīng)音系統(tǒng)的人對(duì)聲源定位的感知。本申請(qǐng)還涉及方法及音頻處理系統(tǒng)。本申請(qǐng)還涉及包括處理器和程序代碼的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，程序代碼使得處理器執(zhí)行本發(fā)明方法的至少部分步驟，及涉及保存程序代碼的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)。本發(fā)明例如可用在將音頻信號(hào)同時(shí)聲傳播和無(wú)線傳給音頻接收裝置的應(yīng)用中，例如用在助聽(tīng)器、耳機(jī)、耳塞、有源耳朵保護(hù)系統(tǒng)、安全系統(tǒng)、教室放大系統(tǒng)等中。
背景技術(shù)：
到佩戴聽(tīng)音裝置的人的音頻流在一些情形下與具有物理位置的裝置(如電視機(jī))有關(guān)，其中流傳輸?shù)囊纛l也通過(guò)聲學(xué)方式呈現(xiàn)(例如通過(guò)電視機(jī)中的揚(yáng)聲器)。然而，當(dāng)人接收無(wú)線傳輸?shù)囊纛l信號(hào)時(shí)，沒(méi)有與人相對(duì)于音頻信號(hào)源自其的音頻源的物理位置有關(guān)的方向提示(cue)傳給該人。WO 2010/133246A1總體上涉及聽(tīng)音系統(tǒng)中的信號(hào)增強(qiáng)。該發(fā)明的實(shí)施例涉及處理聲傳播的和無(wú)線傳輸?shù)囊纛l信號(hào)之間的時(shí)延差。該發(fā)明的實(shí)施例涉及處理音頻信號(hào)，音頻信號(hào)伴隨將由觀看者同時(shí)感知的、人或場(chǎng)景的視頻圖像或真實(shí)(“現(xiàn)場(chǎng)”)圖像。想法是，除了聲傳播的音頻信號(hào)之外，還將音頻信號(hào)從音頻源如電視機(jī)或有線或無(wú)線傳聲器(流)傳輸給音頻接收器如助聽(tīng)器。WO 2011/015675A2涉及用于提供助聽(tīng)系統(tǒng)的系統(tǒng)，用于將無(wú)線RF音頻信號(hào)從至少一音頻信號(hào)源傳給用戶的耳級(jí)接收器，其中目標(biāo)在于實(shí)現(xiàn)接近自然的聽(tīng)覺(jué)效果。在實(shí)施例中，傳輸單元的成角定位通過(guò)使用關(guān)于右耳和左耳接收器單元的相應(yīng)傳輸單元測(cè)量RF信號(hào)的到達(dá)時(shí)間及另外測(cè)量講話者話音產(chǎn)生的聲音的到達(dá)時(shí)間進(jìn)行估計(jì)。

發(fā)明內(nèi)容
在如

圖1-3中所示的實(shí)時(shí)通信場(chǎng)合，希望將包括表明講話者相對(duì)于音頻傳輸裝置的空間方向的提示的流傳輸?shù)囊纛l呈現(xiàn)給聽(tīng)者，以保持關(guān)于音頻源和聽(tīng)者的相對(duì)位置的正常方向信息。本申請(qǐng)的目標(biāo)在于提供用于將空間信息提供給流傳輸給雙耳聽(tīng)音系統(tǒng)的一對(duì)聽(tīng)音裝置的音頻信號(hào)的方案。因而，當(dāng)聽(tīng)者繞著走或轉(zhuǎn)動(dòng)頭部時(shí)，希望在所呈現(xiàn)的流中提供音頻傳輸裝置的相對(duì)空間位置。這些空間提示可有利地在系統(tǒng)的特殊模式下用于用戶，例如可由用戶選擇，或根據(jù)當(dāng)前聲環(huán)境自動(dòng)選擇。還希望以使聽(tīng)力受損人員的理解容易及使更容易與附近的人同時(shí)會(huì)話的方式呈現(xiàn)音頻流。本申請(qǐng)的目標(biāo)由所附權(quán)利要求限定的及下面描述的發(fā)明實(shí)現(xiàn)。
雙耳聽(tīng)首系統(tǒng)在本申請(qǐng)的一方面，本申請(qǐng)的目標(biāo)由包括適于分別位于用戶左耳和右耳之處或之中的第一和第二聽(tīng)音裝置的雙耳聽(tīng)音系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，雙耳聽(tīng)音系統(tǒng)適于接收a)包括音頻源的目標(biāo)信號(hào)的無(wú)線傳輸?shù)男盘?hào)；及10由從音頻源分別到第一和第二聽(tīng)音裝置的相應(yīng)第一和第二聲傳播通路修改的、包括目標(biāo)信號(hào)的聲傳播的信號(hào)，第一和第二聽(tīng)音裝置中的每一個(gè)包括輸入變換器，用于將所接收的傳播的第一和第二聲信號(hào)分別在第一和第二聽(tīng)音裝置中轉(zhuǎn)換為第一和第二傳播的電信號(hào)，每一所接收的傳播的聲信號(hào)包括目標(biāo)信號(hào)及可能包括來(lái)自環(huán)境的其它聲音；第一和第二聽(tīng)音裝置中的每一個(gè)包括無(wú)線接收器，用于接收無(wú)線傳輸?shù)男盘?hào)及用于分別在第一和第二聽(tīng)音裝置中從無(wú)線接收的信號(hào)取回包括目標(biāo)音頻信號(hào)的第一和第二流傳輸?shù)哪繕?biāo)音頻信號(hào)；第一和第二聽(tīng)音裝置中的每一個(gè)包括對(duì)準(zhǔn)單元，用于使第一和第二流傳輸?shù)哪繕?biāo)音頻信號(hào)分別在第一和第二聽(tīng)音裝置中與第一和第二傳播的電信號(hào)對(duì)準(zhǔn)，以分別在第一和第二聽(tīng)音裝置中提供第一和第二對(duì)準(zhǔn)的流傳輸?shù)哪繕?biāo)音頻信號(hào)。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于其向無(wú)線傳輸?shù)囊纛l信號(hào)提供空間提示。在本說(shuō)明書(shū)中，與流傳輸?shù)哪繕?biāo)音頻信號(hào)和傳播的電信號(hào)有關(guān)的術(shù)語(yǔ)“對(duì)準(zhǔn)”意為“時(shí)間對(duì)準(zhǔn)”，對(duì)準(zhǔn)的目標(biāo)在于第一和第二聽(tīng)音裝置處的聲傳播的信號(hào)之間的到達(dá)時(shí)間差(Δ Tac=Tac, rTac,2)在第一和第二聽(tīng)音裝置中(同時(shí))接收的流傳輸?shù)哪繕?biāo)音頻信號(hào)呈現(xiàn)給用戶之前傳給流傳輸?shù)哪繕?biāo)音頻信號(hào)。如果在兩只耳朵/兩個(gè)聽(tīng)音裝置處無(wú)線傳輸?shù)男盘?hào)在聲傳播的信號(hào)之前“到達(dá)”(如圖3b中所示)，僅需要在兩個(gè)聽(tīng)音裝置中適當(dāng)?shù)匮舆t無(wú)線接收的信號(hào)(即不必在兩個(gè)聽(tīng)音裝置之間交換信息)以提供空間提示(左和右聽(tīng)音裝置中的時(shí)延分別為(Tacurft-TradJ和(Tac^ight-T；adi。)，如果需要，可能在兩個(gè)聽(tīng)音裝置中具有額外的同一預(yù)定時(shí)延(ATex))。在本說(shuō)明書(shū)中，術(shù)語(yǔ)“到達(dá)”意為“提供為聽(tīng)音裝置中的(相當(dāng)?shù)?電信號(hào)”。在實(shí)施例中，第一和第二聽(tīng)音裝置的對(duì)準(zhǔn)單元適于決定無(wú)線傳輸?shù)男盘?hào)是否在聲傳播的信號(hào)之前“到達(dá)”，稱(chēng) 為WLbAC準(zhǔn)則。在實(shí)施例中，第一和第二聽(tīng)音裝置適于交換關(guān)于WLbAC準(zhǔn)則是否在相應(yīng)聽(tīng)音裝置中得以滿足的信息。在實(shí)施例中，如果WLbAC準(zhǔn)則在兩個(gè)裝置中均得以滿足，第一和第二聽(tīng)音裝置適于獨(dú)立運(yùn)行。從而第一和第二聽(tīng)音裝置之間的數(shù)據(jù)交換可最小化到WLbAC準(zhǔn)則在兩個(gè)聽(tīng)音裝置中不被同時(shí)滿足的情形。在實(shí)施例中，第一和第二聽(tīng)音裝置的對(duì)準(zhǔn)單元適于將相應(yīng)的對(duì)準(zhǔn)的流傳輸?shù)哪繕?biāo)音頻信號(hào)提供為輸出信號(hào)。在實(shí)施例中，第一和第二聽(tīng)音裝置的對(duì)準(zhǔn)單元適于將相應(yīng)的傳播的電信號(hào)提供為輸出信號(hào)。在實(shí)施例中，雙耳聽(tīng)音系統(tǒng)的聽(tīng)音裝置(如第一和第二聽(tīng)音裝置)包括用于將輸出信號(hào)呈現(xiàn)給用戶的輸出變換器，例如將對(duì)準(zhǔn)的流傳輸?shù)哪繕?biāo)音頻信號(hào)或源自其的信號(hào)(如進(jìn)一步處理后的版本)呈現(xiàn)給用戶。在實(shí)施例中，聽(tīng)音裝置包括用于將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為用戶感知為聲信號(hào)的刺激的輸出變換器。在實(shí)施例中，輸出變換器包括多個(gè)耳蝸植入電極或骨導(dǎo)式聽(tīng)力裝置的振動(dòng)器。在實(shí)施例中，輸出變換器包括用于將刺激作為聲信號(hào)提供給用戶的接收器(揚(yáng)聲器)。在實(shí)施例中，雙耳聽(tīng)音系統(tǒng)的第一和第二聽(tīng)音裝置包括存儲(chǔ)器，用戶(或標(biāo)準(zhǔn)用戶)的頭部相關(guān)傳遞函數(shù)(HRTF)的模型保存在該存儲(chǔ)器中。在實(shí)施例中，頭部相關(guān)傳遞函數(shù)在對(duì)準(zhǔn)的流傳輸?shù)哪繕?biāo)音頻信號(hào)或源自其的信號(hào)呈現(xiàn)給用戶之前應(yīng)用于這些信號(hào)。這具有將隨頻率而變的空間提示添加到無(wú)線接收的音頻信號(hào)的優(yōu)點(diǎn)。在實(shí)施例中，雙耳聽(tīng)音系統(tǒng)的第一和第二聽(tīng)音裝置包括用于將傳播的電信號(hào)和對(duì)準(zhǔn)的流傳輸?shù)哪繕?biāo)音頻信號(hào)中的任一個(gè)選擇為輸出信號(hào)的選擇器單元。在實(shí)施例中，雙耳聽(tīng)音系統(tǒng)的第一和第二聽(tīng)音裝置包括用于混合傳播的電信號(hào)和對(duì)準(zhǔn)的流傳輸?shù)哪繕?biāo)音頻信號(hào)并將混合的對(duì)準(zhǔn)的信號(hào)提供為輸出信號(hào)的混合單元。在實(shí)施例中，對(duì)準(zhǔn)的流傳輸?shù)哪繕?biāo)音頻信號(hào)與傳播的電信號(hào)的衰減后的版本混合(例如相加)。這具有將將房間環(huán)境在流傳輸?shù)哪繕?biāo)音頻信號(hào)呈現(xiàn)給用戶之前添加到該信號(hào)的優(yōu)點(diǎn)。所需的到達(dá)方向(DOA)信息可使用到左和右耳的聲通路之間的時(shí)延差獲得。在圖1-3中所示的情形下，DOA估計(jì)問(wèn)題變得非常簡(jiǎn)單，因?yàn)閮蓚€(gè)聽(tīng)力儀器均有權(quán)使用無(wú)線電通路發(fā)送的公共參考信號(hào)(源)。因而，DOA參數(shù)通過(guò)將來(lái)自無(wú)線電通路的信號(hào)與來(lái)自兩個(gè)HI中的聲通路的信號(hào)關(guān)聯(lián)、得到兩個(gè)雙路時(shí)延差、之后減去這兩個(gè)數(shù)字而獲得。應(yīng)強(qiáng)調(diào)的是，(無(wú)線電通路)有權(quán)使用源信號(hào)使得DOA估計(jì)在回響環(huán)境和多個(gè)講話人的環(huán)境中均非常魯棒(不是盲DOA問(wèn)題)。流傳輸?shù)囊纛l信號(hào)優(yōu)選還應(yīng)與來(lái)自聲輸入的信號(hào)時(shí)間同步。優(yōu)選地，無(wú)線接收的信號(hào)的呈現(xiàn)在第一(如左)和第二 (如右)聽(tīng)音裝置中同步(優(yōu)選具有少于10 μ S的靜態(tài)計(jì)時(shí)偏移)。約100 μ S的計(jì)時(shí)偏移對(duì)應(yīng)于10度空間偏移(O度為正前方)，及約700 μ s的計(jì)時(shí)偏移對(duì)應(yīng)于90度的空間偏移(在水平面中)。換言之，優(yōu)選第一和第二聽(tīng)音裝置的時(shí)鐘同步，使得第一和第二聽(tīng)音裝置中確定的、流傳輸?shù)哪繕?biāo)音頻信號(hào)和傳播的電信號(hào)之間的時(shí)延差(分別為Λ Tleft=Tacueft-Tradi。和ATright=T ac, right ^radi
有同樣的絕對(duì)基礎(chǔ)時(shí)鐘(例如，第一和第二聽(tīng)音裝置中的Tradi。對(duì)應(yīng)于同一時(shí)間點(diǎn)，如無(wú)線電時(shí)間信號(hào)(例如DCF77或MSF或來(lái)自移動(dòng)電話的時(shí)間信號(hào))確定的時(shí)間點(diǎn)，或兩個(gè)聽(tīng)音裝置之間經(jīng)其間的連接建立的同步時(shí)鐘)。優(yōu)選地，第一和第二聽(tīng)音裝置中的每一個(gè)適于確定第一、第二流傳輸?shù)哪繕?biāo)音頻信號(hào)分別與第一、第二傳播的電信號(hào)的到達(dá)時(shí)間之間的時(shí)延。在實(shí)施例中，時(shí)延差在相應(yīng)聽(tīng)音裝置的對(duì)準(zhǔn)單元中確定。在實(shí)施例中，第一和第二聽(tīng)音裝置中的時(shí)延差基于子頻帶分析在頻域確定。從而準(zhǔn)確度得以很大提高(例如參見(jiàn)[Wang et al.，2006]或US 2009/052703A1 )。在時(shí)域，數(shù)字信號(hào)x(n-k)表示信號(hào)X (η)在k時(shí)刻的時(shí)延,其中η為時(shí)間指數(shù)。在頻域,前述時(shí)延表示為X(o)e_>k，其中Χ(ω)為X (η)的傅里葉變換及ω為角頻率(2 π f)。在實(shí)施例中，時(shí)延差使用交叉相關(guān)算法確定，其中時(shí)延可確定為兩個(gè)信號(hào)X和y之間的交叉相關(guān)Rxy的最大時(shí)期。在實(shí)施例中，雙耳聽(tīng)音系統(tǒng)適于在第一和第二聽(tīng)音裝置之間建立(耳間)通信鏈路以使得信息(如控制和狀態(tài)信號(hào)(如傳播的信號(hào)和流傳輸?shù)男盘?hào)之間的滯后信息)，可能及音頻信號(hào))可在其間進(jìn)行交換或從一聽(tīng)音裝置轉(zhuǎn)發(fā)給另一聽(tīng)音裝置。在實(shí)施例中，時(shí)延差在一個(gè)或多個(gè)預(yù)定的、預(yù)期將出現(xiàn)方向提示的頻率范圍(關(guān)鍵頻帶)中確定。從而可簡(jiǎn)化計(jì)算。在實(shí)施例中，耳間時(shí)延(ITD)在每一關(guān)鍵頻帶內(nèi)確定。在實(shí)施例中，雙耳聽(tīng)音系統(tǒng)還包括輔助裝置。在實(shí)施例中，該系統(tǒng)適于在聽(tīng)音裝置之一(或兩個(gè))和輔助裝置之間建立通信鏈路以使得信息(如控制和狀態(tài)信號(hào)，可能及音頻信號(hào))可在其間進(jìn)行交換或從其中之一轉(zhuǎn)發(fā)給另一個(gè)。在實(shí)施例中，輔助裝置用作無(wú)線傳輸?shù)男盘?hào)的發(fā)射器和雙耳聽(tīng)音系統(tǒng)的聽(tīng)音裝置之間的中間裝置，在該情形下，輔助裝置適于接收包括目標(biāo)信號(hào)的無(wú)線傳輸?shù)男盘?hào)并將其(或至少流傳輸?shù)哪繕?biāo)音頻信號(hào))傳給或轉(zhuǎn)播
給第一和第二聽(tīng)音裝置。在實(shí)施例中，第一和第二聽(tīng)音裝置包括用于從相應(yīng)另一聽(tīng)音裝置和/或從輔助裝置接收無(wú)線傳輸?shù)男盘?hào)的天線和收發(fā)器電路(輔助裝置不同于傳輸包括目標(biāo)音頻信號(hào)的信號(hào)的裝置)。在實(shí)施例中，聽(tīng)音裝置適于從來(lái)自雙耳聽(tīng)音系統(tǒng)的另一聽(tīng)音裝置或來(lái)自輔助裝置的無(wú)線接收的信號(hào)取回音頻信號(hào)、控制信號(hào)、信息信號(hào)和聽(tīng)音裝置的處理參數(shù)中的一個(gè)或多個(gè)。在實(shí)施例中，輔助裝置包括音頻網(wǎng)關(guān)設(shè)備，其適于接收多個(gè)音頻信號(hào)(如從娛樂(lè)裝置例如電視機(jī)或音樂(lè)播放器、電話裝置例如移動(dòng)電話、或計(jì)算機(jī)例如PC)并適于使用戶能選擇和/或組合所接收的音頻信號(hào)(或信號(hào)組合)中的適當(dāng)信號(hào)以傳給聽(tīng)音裝置。在實(shí)施例中，輔助裝置包括用于控制雙耳聽(tīng)音系統(tǒng)的聽(tīng)音裝置的遙控器。在實(shí)施例中，聽(tīng)音裝置和/或輔助裝置為便攜式裝置，例如包括本地能源如電池例如可再充電電池的裝置。在實(shí)施例中，聽(tīng)音裝置適于處理輸入音頻信號(hào)以向用戶提供增強(qiáng)的輸出信號(hào)。在實(shí)施例中，聽(tīng)音裝置適于提供隨頻率而變的增益以補(bǔ)償用戶的聽(tīng)力損失。在實(shí)施例中，聽(tīng)音裝置包括用于處理輸入信號(hào)并提供增強(qiáng)的輸出信號(hào)的信號(hào)處理單元。在實(shí)施例中，聽(tīng)音裝置包括助聽(tīng)器、耳機(jī)、耳麥、有源耳朵保護(hù)系統(tǒng)或其組合。數(shù)字助聽(tīng)器的各個(gè)方面在[Schaub; 2008]中描述。在實(shí)施例中，聽(tīng)音裝置的輸入變換器包括適于分離佩戴聽(tīng)音裝置的用戶的局部環(huán)境中的兩個(gè)以上聲源的定向傳聲器系統(tǒng)。在實(shí)施例中，定向系統(tǒng)適于檢測(cè)(如自適應(yīng)檢測(cè))聲輸入信號(hào)的特定部分源自哪一方向。這可以多種不同的方式實(shí)現(xiàn)，例如US 5，473，701、WO 99/09786A1 或 EP 2088802A1 中描述的方式。在實(shí)施例中，聽(tīng)音裝置包括用于衰減進(jìn)入佩戴聽(tīng)音裝置的用戶的耳道的聲傳播的聲音的元件(例如通過(guò)聽(tīng)音裝置和耳道壁之間的孔或其它開(kāi)口)。聲傳播的聲音可通過(guò)機(jī)械裝置而被阻止到達(dá)用戶的耳鼓(或至少在到達(dá)用戶耳鼓之前衰減)。作為備選，有源電子裝置可用于該目的(例如參見(jiàn)W02005/052911A1)。在實(shí)施例中，第一和第二聽(tīng)音裝置(和/或輔助裝置)的無(wú)線接收器中的每一個(gè)包括用于接收無(wú)線傳輸?shù)男盘?hào)的天線和收發(fā)器電路。在實(shí)施例中，聽(tīng)音裝置(和/或輔助裝置)包括用于解調(diào)無(wú)線接收的信號(hào)以從無(wú)線接收的信號(hào)取回流傳輸?shù)哪繕?biāo)音頻信號(hào)的解調(diào)電路。在實(shí)施例中，聽(tīng)音裝置(和/或輔助裝置)還適于取回例如用于設(shè)置運(yùn)行參數(shù)(如音量)的控制信號(hào)、信息信號(hào)(如時(shí)延差)、和/或聽(tīng)音裝置的處理參數(shù)?？偟膩?lái)說(shuō)，發(fā)射目標(biāo)(音頻)信號(hào)的發(fā)射器和聽(tīng)音裝置的接收器(和/或輔助裝置，和/或第一和第二聽(tīng)音裝置之間，和/或輔助裝置和聽(tīng)音裝置之間)建立的無(wú)線鏈路可以是任何類(lèi)型。在實(shí)施例中，無(wú)線鏈路為基于近場(chǎng)通信的鏈路，例如基于系統(tǒng)的發(fā)射器和接收器部分的天線線圈之間的感應(yīng)耦合的感應(yīng)鏈路。在另一實(shí)施例中，無(wú)線鏈路基于遠(yuǎn)場(chǎng)電磁輻射。在實(shí)施例中，無(wú)線鏈路包括從傳輸目標(biāo)(音頻)信號(hào)的發(fā)射器到中間裝置的第一無(wú)線鏈路和從中間裝置到雙耳聽(tīng)音系統(tǒng)的聽(tīng)音裝置之一或兩個(gè)的第二無(wú)線鏈路。在實(shí)施例中，第一和第二無(wú)線鏈路分別基于不同的方案，例如分別基于遠(yuǎn)場(chǎng)和近場(chǎng)通信。在實(shí)施例中，經(jīng)無(wú)線鏈路的通信根據(jù)特定調(diào)制方案進(jìn)行安排，例如模擬調(diào)制方案，如FM (調(diào)頻)或AM (調(diào)幅)或PM (調(diào)相)，或數(shù)字調(diào)制方案，如ASK (幅移鍵控)如開(kāi)-關(guān)鍵控、FSK (頻移鍵控)、PSK (相移鍵控)或QAM (正交調(diào)幅)。在實(shí)施例中，無(wú)線鏈路(包括服務(wù)于包括目標(biāo)信號(hào)的傳輸?shù)男盘?hào)的鏈路)基于某些類(lèi)的調(diào)制，優(yōu)選在高于100kHz、低于70GHz的頻率下調(diào)制，例如位于從50MHz到70GHz的范圍中，例如高于300MHz，例如在高于300MHz的ISM范圍中，例如在900MHz的范圍中，或在
2.4GHz的范圍中或在5.8GHz的范圍中或在60GHz的范圍中。在實(shí)施例中，聽(tīng)音裝置包括輸入變換器(傳聲器系統(tǒng)和/或直接電輸入(如無(wú)線接收器))和輸出變換器之間的正向或信號(hào)通路。在實(shí)施例中，信號(hào)處理單兀位于正向通路中。在實(shí)施例中，聽(tīng)音裝置包括具有用于分析輸入信號(hào)的功能件的分析通路(如確定插入在流傳輸?shù)哪繕?biāo)音頻信號(hào)中的方向提示，例如確定信號(hào)的適當(dāng)對(duì)準(zhǔn)時(shí)延以使取回的流傳輸?shù)哪繕?biāo)音頻信號(hào)與聲傳播的電信號(hào)(包括目標(biāo)音頻信號(hào))對(duì)準(zhǔn)，確定輸入信號(hào)的電平、調(diào)制、信號(hào)類(lèi)型、聲反饋估計(jì)量等)。在實(shí)施例中，分析通路和/或信號(hào)通路的部分或所有信號(hào)處理在頻域進(jìn)行。在實(shí)施例中，分析通路和/或信號(hào)通路的部分或所有信號(hào)處理在時(shí)域進(jìn)行。在實(shí)施例中，表示聲信號(hào)的模擬電信號(hào)在模數(shù)(AD)轉(zhuǎn)換過(guò)程中轉(zhuǎn)換為數(shù)字音頻信號(hào)，其中模擬信號(hào)以預(yù)定采樣頻率或采樣速率fs進(jìn)行采樣，4例如在從8kHz到40kHz的范圍中(適應(yīng)應(yīng)用的特定需要)以在離散的時(shí)間點(diǎn)tn (或η)提供數(shù)字樣本xn (或χ[η])，每一音頻樣本通過(guò)預(yù)定的Ns比特表示聲信號(hào)在&時(shí)的值，Ns例如在從I到16比特的范圍中。數(shù)字樣本X具有l(wèi)/fs的時(shí)間長(zhǎng)度，如50 μ S，對(duì)于fs=20kHz。在實(shí)施例中，多個(gè)音頻樣本按時(shí)間幀安排。在實(shí)施例中，一時(shí)間幀包括64個(gè)音頻數(shù)據(jù)樣本。根據(jù)實(shí)際應(yīng)用可使用其它幀長(zhǎng)度。在實(shí)施例中，聽(tīng)音裝置包括模數(shù)(AD)轉(zhuǎn)換器以按預(yù)定的采樣速率如20kHz對(duì)模擬輸入進(jìn)行數(shù)字化。在實(shí)施例中，聽(tīng)音裝置包括數(shù)模(DA)轉(zhuǎn)換器以將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬輸出信號(hào)，例如用于經(jīng)輸出變換器呈現(xiàn)給用戶。在實(shí)施例中，對(duì)準(zhǔn)單元包括用于保存數(shù)字化音頻信號(hào)的音頻信號(hào)時(shí)間序列(如多個(gè)時(shí)間幀(例如I和100之間，或100以上))的存儲(chǔ)器(緩沖器)，例如對(duì)應(yīng)于預(yù)定時(shí)間，預(yù)定時(shí)間例如大于預(yù)期應(yīng)用涉及的聲和無(wú)線傳播的信號(hào)之間的、估計(jì)的最大時(shí)延差(處理和傳播時(shí)延)。在實(shí)施例中，聲傳播的信號(hào)的時(shí)間序列保存在存儲(chǔ)器中。在實(shí)施例中，從無(wú)線接收的信號(hào)取回的流傳輸?shù)哪繕?biāo)音頻信號(hào)的時(shí)間序列保存在存儲(chǔ)器中。在實(shí)施例中，對(duì)準(zhǔn)單元包括用于確定兩個(gè)輸入信號(hào)(在此為流傳輸?shù)哪繕?biāo)音頻信號(hào)和輸入變換器拾取的聲傳播的信號(hào)或源自其的信號(hào))之間相關(guān)的相關(guān)測(cè)量單元。通常，給相關(guān)測(cè)量單元的輸入信號(hào)中的至少一個(gè)被臨時(shí)保存。流傳輸?shù)哪繕?biāo)音頻信號(hào)和輸入變換器拾取的聲傳播的信號(hào)之間的相關(guān)在本說(shuō)明書(shū)中包括兩個(gè)信號(hào)(或源自其的信號(hào))的電表示之間的數(shù)學(xué)相關(guān)。在實(shí)施例中，相關(guān)基于流傳輸?shù)哪繕?biāo)音頻信號(hào)X和聲傳播的信號(hào)y之間的交叉相關(guān)Rxy的計(jì)算或估計(jì):
權(quán)利要求
1.一種雙耳聽(tīng)音系統(tǒng)，包括適于分別位于用戶左耳和右耳之處或之中的第一和第二聽(tīng)音裝置，所述雙耳聽(tīng)音系統(tǒng)適于接收a)包括音頻源的目標(biāo)信號(hào)的無(wú)線傳輸?shù)男盘?hào)；及10包括由從音頻源到第一和第二聽(tīng)音裝置的相應(yīng)第一和第二聲傳播通路修改的目標(biāo)信號(hào)的聲傳播的信號(hào)，其中 -第一和第二聽(tīng)音裝置中的每一個(gè)包括輸入變換器，用于將所接收的傳播的第一和第二聲信號(hào)分別在第一和第二聽(tīng)音裝置中轉(zhuǎn)換為第一和第二傳播的電信號(hào)，每一所接收的傳播的聲信號(hào)包括目標(biāo)信號(hào)及可能包括來(lái)自環(huán)境的其它聲音； -第一和第二聽(tīng)音裝置中的每一個(gè)包括無(wú)線接收器，用于接收無(wú)線傳輸?shù)男盘?hào)及用于分別在第一和第二聽(tīng)音裝置中從無(wú)線接收的信號(hào)取回包括目標(biāo)音頻信號(hào)的第一和第二流傳輸?shù)哪繕?biāo)音頻信號(hào)； -第一和第二聽(tīng)音裝置中的每一個(gè)包括對(duì)準(zhǔn)單元，用于使第一和第二流傳輸?shù)哪繕?biāo)音頻信號(hào)分別在第一和第二聽(tīng)音裝置中與第一和第二傳播的電信號(hào)對(duì)準(zhǔn)，以分別在第一和第二聽(tīng)音裝置中提供第一和第二對(duì)準(zhǔn)的流傳輸?shù)哪繕?biāo)音頻信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的雙耳聽(tīng)音系統(tǒng)，其中第一和第二聽(tīng)音裝置中的每一個(gè)包括聽(tīng)力儀器、耳機(jī)、耳麥、有源耳朵保護(hù)裝置或其組合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的雙耳聽(tīng)音系統(tǒng)，適于在第一和第二聽(tīng)音裝置之間建立通信鏈路。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的雙耳聽(tīng)音系統(tǒng)，其中所述對(duì)準(zhǔn)單元包括用于保存音頻信號(hào)的時(shí)間序列的存儲(chǔ)器或緩沖器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的雙耳聽(tīng)音系統(tǒng)，其中所述對(duì)準(zhǔn)單元包括用于提供兩個(gè)輸入信號(hào)之間相關(guān)的相關(guān)估計(jì)量表示的相關(guān)測(cè)量單元。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的雙耳聽(tīng)音系統(tǒng)，其中第一和第二聽(tīng)音裝置中的每一個(gè)適于分別確定第一、第二流傳輸?shù)哪繕?biāo)音頻信號(hào)和第一、第二傳播的電信號(hào)的到達(dá)時(shí)間之間的時(shí)延。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的雙耳聽(tīng)音系統(tǒng)，其中第一和第二聽(tīng)音裝置中的時(shí)延或時(shí)延差基于子頻帶分析在頻域確定。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的雙耳聽(tīng)音系統(tǒng)，其中所述時(shí)延差在一個(gè)或多個(gè)預(yù)先確定的、預(yù)期將出現(xiàn)方向提示的頻率范圍中確定。
9.根據(jù)權(quán)利要求3的雙耳聽(tīng)音系統(tǒng)，其中第一和第二聽(tīng)音裝置的對(duì)準(zhǔn)單元適于決定無(wú)線傳輸?shù)男盘?hào)是否在聲傳播的信號(hào)之前到達(dá)相應(yīng)聽(tīng)音裝置，并適于將前述信息通信給對(duì)側(cè)聽(tīng)音裝置。
10.在包括適于位于用戶左耳和右耳之處或之中的第一和第二聽(tīng)音裝置的雙耳聽(tīng)音系統(tǒng)中增強(qiáng)音頻信號(hào)的方法，所述方法包括: -將目標(biāo)信號(hào)從聲源沿第一和第二聲傳播通路聲傳播給第一和第二聽(tīng)音裝置，從而在第一和第二聽(tīng)音裝置處分別提供第一和第二傳播的聲信號(hào)，第一和第二傳播的聲信號(hào)中的每一個(gè)包括由從聲源分別到第一和第二聽(tīng)音裝置的相應(yīng)第一和第二聲傳播通路修改的目標(biāo)信號(hào)連同來(lái)自環(huán)境的其它可能聲音； -將所接收的傳播的第 一和第二聲信號(hào)分別在第一和第二聽(tīng)音裝置中轉(zhuǎn)換為第一和第二傳播的電信號(hào)； -將包括目標(biāo)音頻信號(hào)的信號(hào)無(wú)線傳輸給第一和第二聽(tīng)音裝置； -在第一和第二聽(tīng)音裝置中接收無(wú)線傳輸?shù)男盘?hào)；-在第一和第二聽(tīng)音裝置中從包括目標(biāo)音頻信號(hào)的無(wú)線接收的信號(hào)取回第一和第二流傳輸?shù)哪繕?biāo)音頻信號(hào)；及 -使第一流傳輸?shù)哪繕?biāo)音頻信號(hào)在第一聽(tīng)音裝置中與第一傳播的電信號(hào)對(duì)準(zhǔn)以提供第一對(duì)準(zhǔn)的流傳輸?shù)哪繕?biāo)音頻信號(hào)，使第二流傳輸?shù)哪繕?biāo)音頻信號(hào)在第二聽(tīng)音裝置中與第二傳播的電信號(hào)對(duì)準(zhǔn)以提供第二對(duì)準(zhǔn)的流傳輸?shù)哪繕?biāo)音頻信號(hào)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的方法，包括通過(guò)使第一流傳輸?shù)哪繕?biāo)音頻信號(hào)和第一傳播的電信號(hào)之間的交叉相關(guān)最大化而使第一流傳輸?shù)哪繕?biāo)音頻信號(hào)在第一聽(tīng)音裝置中與第一傳播的電信號(hào)對(duì)準(zhǔn)以提供第一對(duì)準(zhǔn)的流傳輸?shù)哪繕?biāo)音頻信號(hào)。
12.根據(jù)權(quán)利要求10的方法，包括緩沖第一流傳輸?shù)哪繕?biāo)音頻信號(hào)和第一傳播的電信號(hào)中的至少一個(gè)。
13.根據(jù)權(quán)利要求10的方法，包括確定定義第二流傳輸?shù)哪繕?biāo)音頻信號(hào)和第二傳播的電信號(hào)到達(dá)第二聽(tīng)音裝置之間的時(shí)間差的第二計(jì)時(shí)信息，并將第二計(jì)時(shí)信息傳給第一聽(tīng)音裝置；及確定定義第一流傳輸?shù)哪繕?biāo)音頻信號(hào)和第一傳播的電信號(hào)到達(dá)第一聽(tīng)音裝置之間的時(shí)間差的第一計(jì)時(shí)信息，并將第一計(jì)時(shí)信息傳給第二聽(tīng)音裝置。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的方法,包括確定第一和第二傳播的電信號(hào)分別到達(dá)第一和第二聽(tīng)音裝置的時(shí)間差。
15.根據(jù)權(quán)利要求10的方法，包括: a)將頭部相關(guān)傳遞函數(shù)的模型保存在第一聽(tīng)音裝置中，頭部相關(guān)傳遞函數(shù)是與聲源所成角度的函數(shù)； b)基于第一和第二傳播的電信號(hào)分別到達(dá)第一和第二聽(tīng)音裝置的時(shí)間差或基于源自其的參數(shù)計(jì)算第一聽(tīng)音裝置的頭部相關(guān)傳遞函數(shù)的貢獻(xiàn)；及 c)將第一聽(tīng)音裝置的頭部相關(guān)傳遞函數(shù)的貢獻(xiàn)應(yīng)用于第一流傳輸?shù)哪繕?biāo)音頻信號(hào)以提供增強(qiáng)的第一流傳輸?shù)囊纛l信號(hào)。
16.根據(jù)權(quán)利要求10的方法，包括將源自第一對(duì)準(zhǔn)的流傳輸?shù)囊纛l信號(hào)的電信號(hào)轉(zhuǎn)換為可由用戶感知為聲信號(hào)的輸出信號(hào)。
17.根據(jù)權(quán)利要求10的方法，包括將第一或第二傳播的電信號(hào)的衰減版分別與第一或第二對(duì)準(zhǔn)的流傳輸?shù)哪繕?biāo)音頻信號(hào)混合以將混合后的對(duì)準(zhǔn)的信號(hào)提供為輸出信號(hào)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了適于實(shí)時(shí)通信從而在音頻流中提供空間信息的聽(tīng)音系統(tǒng)，包括第一和第二聽(tīng)音裝置，所述聽(tīng)音系統(tǒng)適于接收包括音頻源的目標(biāo)信號(hào)的無(wú)線傳輸?shù)男盘?hào)及包括由從音頻源到第一和第二聽(tīng)音裝置的相應(yīng)第一和第二聲傳播通路修改的目標(biāo)信號(hào)的聲傳播的信號(hào)，第一和第二聽(tīng)音裝置中的每一個(gè)包括對(duì)準(zhǔn)單元，用于使第一和第二流傳輸?shù)哪繕?biāo)音頻信號(hào)分別在第一和第二聽(tīng)音裝置中與第一和第二傳播的電信號(hào)對(duì)準(zhǔn)，以分別在第一和第二聽(tīng)音裝置中提供第一和第二對(duì)準(zhǔn)的流傳輸?shù)哪繕?biāo)音頻信號(hào)。本發(fā)明使能向流傳輸給一對(duì)聽(tīng)音裝置的音頻信號(hào)提供空間信息。本發(fā)明可用在包括音頻信號(hào)同時(shí)聲傳播及無(wú)線傳輸給音頻接收裝置的應(yīng)用中。
文檔編號(hào)H04R25/00GK103118321SQ201210395079
公開(kāi)日2013年5月22日 申請(qǐng)日期2012年10月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月17日
發(fā)明者P·S·K·漢森 申請(qǐng)人:奧迪康有限公司