本說明書涉及可安裝在聽力保護耳機上的聲音捕捉和重現(xiàn)裝置，以及從兩個麥克風(fēng)獲取一個或多個聲學(xué)信號的組合的起源的方法。
背景技術(shù)：
：包括聽力保護器(包括佩戴在用戶耳朵上的保護耳罩)的聽力保護裝置是眾所周知的，并且具有多種應(yīng)用，包括工業(yè)應(yīng)用和軍事應(yīng)用。聽力保護裝置、聽力保護耳機和耳機在通篇中可互換使用。聽力保護裝置的一個常見缺點是：此類裝置減弱了用戶辨別聲源起始位置的能力。這種概念可被理解為空間情境意識。外耳(即，耳廓)改善雙耳聽力的空間線索，并增強大腦處理這些線索以及定位聲音的能力。當(dāng)佩戴耳機時，外耳被覆蓋，導(dǎo)致外耳功能失真。無論是在工業(yè)應(yīng)用中還是軍事應(yīng)用中，對聲源空間位置的這類測定對于用戶的情境意識都很重要。對聽力保護裝置佩戴者而言，需要增強對聲學(xué)信號的性質(zhì)和位置的測定。技術(shù)實現(xiàn)要素：在一個方面，本說明書涉及聲音捕捉和重現(xiàn)裝置。聲音捕捉和重現(xiàn)裝置包括定位于兩個區(qū)域處的兩個麥克風(fēng)和處理器。處理器被配置成接收來自定位于兩個區(qū)域處的兩個麥克風(fēng)的一個或多個聲學(xué)信號，在兩個麥克風(fēng)之間比較所述一個或多個聲學(xué)信號，并相對于裝置取向定量地測定所述一個或多個聲學(xué)信號的起源。處理器可被配置成同步接收來自兩個麥克風(fēng)的一個或多個信號。處理器還可被配置成對所述一個或多個聲學(xué)信號進行分類。聲音捕捉和重現(xiàn)裝置還可包括能夠提供輸出以用于測定裝置取向的方向傳感器。處理器還可被配置成從方向傳感器接收輸出以測定裝置取向。另外，裝置可包括分別在三個或四個區(qū)域處的三個或可能四個麥克風(fēng)。在另一個實施方案中，裝置可包括多于四個麥克風(fēng)。在一個實施方案中，裝置將佩戴在用戶的頭上。在另一方面，本說明書涉及從兩個麥克風(fēng)獲取一個或多個聲學(xué)信號的組合的起源的方法。該方法包括以下步驟：捕捉一個或多個聲學(xué)信號，在兩個麥克風(fēng)之間比較一個或多個聲學(xué)信號，以及相對于裝置取向定量地測定所述一個或多個聲學(xué)信號的起源。該方法還可包括對所述一個或多個聲學(xué)信號進行分類和/或測定裝置取向的步驟。附圖說明圖1為根據(jù)本說明書的聲音捕捉和重現(xiàn)裝置的透視圖。圖2為根據(jù)本說明書的裝置的框圖。圖3a至圖3c為根據(jù)本說明書的聲音捕捉和重現(xiàn)裝置的透視圖。圖4為從兩個麥克風(fēng)獲取一個或多個聲學(xué)信號的組合的起源的方法的流程圖。圖5示出了用于表征波矢量的坐標(biāo)系。圖6為示出了獲取聲學(xué)信號的起源的方法的流程圖。圖7為實現(xiàn)用于測定聲學(xué)信號位置的廣義互相關(guān)函數(shù)估計的子系統(tǒng)的框圖。圖8為基于波達時間差的輸入估計聲學(xué)信號的來波方向角的互相關(guān)函數(shù)的框圖。圖9為示出了不同麥克風(fēng)組合的實際與估計的來波角的曲線圖。附圖未必按照比例繪制。附圖中使用的相似數(shù)字指示相似的部件。然而，應(yīng)當(dāng)理解，在給定附圖中使用數(shù)字指示部件并非旨在限制另一附圖中用相同數(shù)字標(biāo)記的部件。具體實施方式在以下優(yōu)選實施方案的具體描述中參考了附圖，這些附圖示出了可實踐本發(fā)明的具體實施方案。示出的實施方案并非旨在囊括根據(jù)本發(fā)明的所有實施方案。應(yīng)當(dāng)理解，在不脫離本發(fā)明范圍的情況下，可利用其他實施方案，并且可進行結(jié)構(gòu)性或邏輯性的修改。因此不能認為以下的具體實施方式具有限制意義，并且本發(fā)明的范圍由所附的權(quán)利要求限定。除非另外指出，否則說明書和權(quán)利要求書中使用的表達特征尺寸、數(shù)量和物理特性的所有數(shù)字均應(yīng)理解為在所有情況下均由術(shù)語“約”修飾。因此，除非有相反的說明，否則在前述說明書和所附權(quán)利要求書中列出的數(shù)值參數(shù)均為近似值，這些近似值可根據(jù)本領(lǐng)域的技術(shù)人員利用本文所公開的教導(dǎo)內(nèi)容來尋求獲得的期望性能而變化。除非本文內(nèi)容以其它方式明確指定，否則本說明書和所附權(quán)利要求中使用的單數(shù)形式“一個”、“一種”和“所述”涵蓋具有多個指代物的實施方案。除非本文內(nèi)容以其它方式明確指定，否則本說明書和所附權(quán)利要求書中使用的術(shù)語“或”一般以其包括“和/或”的意義使用。若在本文使用空間相關(guān)的術(shù)語，包括但不限于“近側(cè)”、“遠側(cè)”、“下部”、“上部”、“下方”、“下面”、“上面”、和“在頂部上”，則用于方便描述一個或多個元件相對于另一個元件的空間關(guān)系。除了圖中示出的或本文所述的具體取向外，此類空間相關(guān)術(shù)語還涵蓋裝置在使用或操作時的不同取向。例如，如果圖中所描繪的對象翻轉(zhuǎn)或倒轉(zhuǎn)，則先前描述為在其他元件下面或下方的部分就應(yīng)當(dāng)在這些其他元件上面或在其頂部上。如本文所用，例如當(dāng)元件、部件或?qū)颖幻枋鰹榕c另一元件、部件或?qū)有纬伞耙恢陆缑妗保蛟凇捌渖稀?、“連接到其”、“與其耦合”、“堆疊其上”或“與其接觸”，則可為直接在其上、直接連接到其、直接與其耦合、直接堆疊其上或直接與其接觸，或者例如居間的元件、部件或?qū)涌稍谔囟ㄔ?、部件或?qū)由?，或連接到、耦合到或接觸特定元件、部件或?qū)?。例如，?dāng)元件、部件或?qū)永绫环Q為“直接位于”另一元件“上”、“直接連接到”另一元件、“直接與”另一元件“耦合”或“直接與”另一元件“接觸”時，不存在居間的元件、部件或?qū)?。如上所述，由于覆蓋了外耳和其幫助大腦處理聲音定位的空間線索的能力，目前使用的耳機存在減弱用戶辨別聲源起始位置的能力的常見缺點。因此，對聽力保護裝置的佩戴者而言，需要增強對聲學(xué)信號測定和定位。本說明書提供對該需求的解決方案和增強聽力保護裝置用戶的空間情境意識的裝置。圖1提供根據(jù)本說明書的聲音捕捉和重現(xiàn)裝置100的透視圖。如圖1所示，在一個實施方案中，聲音捕捉和重現(xiàn)裝置可佩戴在用戶的頭上，例如，作為具有提供在用戶耳朵上的保護耳罩的聽力保護裝置的一部分。如在本公開通篇中所用，重現(xiàn)可指聲源位置信息(諸如，聽覺、視覺和觸覺反饋)的重現(xiàn)。聲音捕捉和重現(xiàn)裝置100包括至少兩個麥克風(fēng)。該裝置包括定位在裝置112的第一區(qū)域中的第一麥克風(fēng)102。另外，該裝置包括定位在裝置114的第二區(qū)域中的第二麥克風(fēng)104。第一麥克風(fēng)102和第二麥克風(fēng)104通常定位在兩個區(qū)域(112,114)處，這兩個區(qū)域?qū)τ诰_地測定一個或多個聲學(xué)信號的起源是最佳的。可用作第一麥克風(fēng)102和第二麥克風(fēng)104的示例性麥克風(fēng)為來自加利福尼亞州圣何塞市的應(yīng)美盛公司(invensenseofsanjose,ca)的inmp401mems麥克風(fēng)。聲音捕捉和重現(xiàn)裝置100還包括處理器106，該處理器可定位于保護耳罩內(nèi)、裝置的頭環(huán)中或者另一適當(dāng)位置中。處理器106被配置成使用從麥克風(fēng)102,104獲取的輸入來執(zhí)行多種功能。處理器被配置成接收來自兩個麥克風(fēng)(第一麥克風(fēng)102和第二麥克風(fēng)104)的一個或多個聲學(xué)信號，并且在兩個麥克風(fēng)之間比較所述一個或多個聲學(xué)信號。利用這種比較，處理器106能夠相對于裝置取向定量地測定關(guān)于所述一個或多個聲學(xué)信號的起源的信息。對聲學(xué)信號的這種定量測定(包括計算起源)可包括例如測量信號的方位角、仰角、距離或空間坐標(biāo)?？赏ㄟ^參考圖2中的框圖獲得對系統(tǒng)的更好理解。處理器106可包括例如一個或多個通用微處理器、專門設(shè)計的處理器、專用集成電路(asic)、現(xiàn)場可編程門陣列(fpga)、離散邏輯的集合和/或能夠執(zhí)行本文所述技術(shù)的任何類型的處理裝置。在一些實施方案中，處理器106(或本文所述的任何其他處理器)可被描述為計算裝置。在一些實施方案中，存儲器108可被配置成存儲程序指令(例如，軟件指令)，所述程序指令也由處理器106執(zhí)行，以實現(xiàn)本文所述的過程或方法。在其他實施方案中，本文所述的過程或方法可由處理器106的專門編程的電路執(zhí)行。在一些實施方案中，處理器106因此可被配置成執(zhí)行用于獲取本文所述一個或多個聲學(xué)信號的組合的起源的技術(shù)。處理器106(或本文所述的任何其他處理器)可包括一個或多個處理器。處理器還可包括存儲器108。存儲器108存儲信息。在一些實施方案中，存儲器108可存儲用于執(zhí)行本文所述的方法或過程的指令。在一些實施方案中，聲音信號數(shù)據(jù)可預(yù)先存儲在存儲器108中。來自聲音信號的一種或多種特性，例如類別、相位、幅度等，可存儲為材料特性數(shù)據(jù)。存儲器108可包括任何易失性或非易失性存儲元件。示例可包括隨機存取存儲器(ram)(諸如同步動態(tài)隨機存取存儲器(sdram))、只讀存儲器(rom)、非易失性隨機存取存儲器(nvram)、電可擦可編程只讀存儲器(eeprom)和閃存。示例還可包括硬盤、磁帶、磁性或光學(xué)數(shù)據(jù)存儲介質(zhì)以及全息數(shù)據(jù)存儲介質(zhì)。在一些實施方案中，處理器106可被配置成同步接收來自兩個麥克風(fēng)的一個或多個聲學(xué)信號。采集同步的聲學(xué)信號允許準(zhǔn)確快速的分析，因為處理器106在測定聲源起源之前使數(shù)據(jù)對齊或相關(guān)所需的時間和資源被最小化。同步化維護數(shù)據(jù)完整性、一致性和格式，從而允許進行可重復(fù)得采集、獲得一致的比較結(jié)果以及進行精確的計算。所述一個或多個聲學(xué)信號可在頻率、幅度、相位或波長方面同步。在一些實施方案中，在處理器106同步接收聲學(xué)信號的情況下，該處理器可同時接收這些信號，而在其他實施方案中，該處理器將依次接收信號。同時接收的優(yōu)點在于，可在采集和傳送到處理器106時立即開始用于測定聲源起源的方法。在至少一個實施方案中，處理器106還可被配置成對所接收的一個或多個聲學(xué)信號進行分類。對聲學(xué)信號或信號進行分類可包括辨別信號是否屬于一種或多種類別，包括：背景噪聲、語音和脈沖聲音。在一個實施方案中，處理器可被配置成以成對方式基于分類在兩個麥克風(fēng)之間比較一個或多個聲學(xué)信號，如圖7中進一步所述。本說明書的聲音捕捉和重現(xiàn)裝置100還可包括輸入/輸出裝置112和用戶界面114，以提供關(guān)于聲源位置的視覺反饋、聽覺反饋、觸覺反饋或觸感反饋。在反饋為聽覺反饋的情況下，提供關(guān)于聲源位置的視覺反饋、聽覺反饋、觸覺反饋或觸感反饋的裝置可為揚聲器。在反饋為視覺的情況下，反饋可為例如位于用戶視野中的閃爍的燈。輸入/輸出裝置112可包括被配置成從用戶或其他裝置輸入信息或者輸出信息到用戶或其他裝置的一個或多個裝置。在一些實施方案中，輸入/輸出裝置112可呈現(xiàn)用戶界面114，其中用戶可為聲音捕捉和重現(xiàn)裝置定義操作并設(shè)置類別。例如，用戶界面114可包括用于向用戶呈現(xiàn)視覺信息的顯示屏幕。在一些實施方案中，顯示屏幕包括觸敏顯示器。在一些實施方案中，用戶界面114可包括用于向用戶呈現(xiàn)信息的一種或多種不同類型的裝置。用戶界面114可包括例如任何數(shù)量的視覺(例如，顯示裝置、燈等)、聽覺(例如，一個或多個揚聲器)和/或觸感(例如，鍵盤、觸摸屏或鼠標(biāo))反饋裝置。在一些實施方案中，輸入/輸出裝置112可表示顯示屏幕(例如，液晶顯示器或發(fā)光二極管顯示器)和/或打印機(例如，印刷裝置或用于輸出指令到印刷裝置的部件)中的一者或多者。在一些實施方案中，輸入/輸出裝置112可被配置成接受或接收程序指令(例如，軟件指令)，所述程序指令由處理器106執(zhí)行，以實現(xiàn)本文所述的實施方案。聲音捕捉和重現(xiàn)裝置100還可包括其他部件以及所示部件(包括處理器106、存儲器108)中任一者的功能，并且輸入/輸出裝置112可跨多個部件和單獨的裝置(例如，計算機)分布。聲音捕捉和重現(xiàn)裝置100可連接為工作站、臺式計算裝置、筆記本計算機、平板計算機，移動計算裝置或任何其他合適的計算裝置或計算裝置的集合。聲音捕捉和重現(xiàn)裝置100可在本地網(wǎng)絡(luò)上操作或者托管在云計算環(huán)境中。聲音捕捉和重現(xiàn)裝置可另外包括方向傳感器110。方向傳感器110能夠提供輸出，用于測定相對于操作裝置所處的環(huán)境的裝置取向。盡管方向傳感器110可安裝在保護耳罩上，但也可安裝在聲音捕捉和重現(xiàn)裝置上的任何適當(dāng)位置處(例如，在保護耳罩之間的頭環(huán)上)，該位置使該方向傳感器可正確地測定裝置取向。在一個實施方案中，方向傳感器110可包括加速度計。在另一個實施方案中，方向傳感器110可包括陀螺儀。另選地，方向傳感器110可包括指南針。在一些實施方案中，這些元件的組合或全部三個可構(gòu)成取向。在一些實施方案中，方向傳感器110將能夠提供用于定位的參考點。方向傳感器110的示例可包括來自加利福尼亞州圣何塞市的應(yīng)美盛公司(invensenseofsanjose,ca)的itg-3200三軸數(shù)字輸出陀螺儀(itg-3200triple-axisdigital-outputgyroscope)、來自馬薩諸塞州諾伍德的亞德諾半導(dǎo)體公司(analogdevicesofnorwood,ma)的adxl345三軸加速度計(adxl345triple-axisaccelerometer)或者來自新澤西州莫里斯維爾的霍尼韋爾公司(honeywellofmorrisville,nj)的hmc5883l三軸數(shù)字式磁力計(hmc5883ltripleaxisdigitalmagnetometer)。通信接口116可為網(wǎng)絡(luò)接口卡，諸如以太網(wǎng)卡、光收發(fā)器、射頻收發(fā)器或者可發(fā)送和接收信息的任何其他類型的裝置。此類通信接口的其他示例可包括移動計算裝置中的藍牙、3g、4g和wifi無線電，以及usb。在一些示例中，聲音捕捉和記錄裝置100利用通信接口116與外部裝置諸如移動計算裝置、移動電話、工作站、服務(wù)器或者其他聯(lián)網(wǎng)的計算裝置進行無線通信。如本文所述，通信接口116可被配置成接收如處理器106所指示的聲音信號類別、更新和配置設(shè)定。在本說明書的聲音捕捉和重現(xiàn)裝置100定位于具有保護耳罩的耳機上的情況下，麥克風(fēng)102,104(以及，在適用情況下，可能的其他麥克風(fēng))可集成有聲音控制能力。聲音控制能力可包括對由麥克風(fēng)102和104接收的聲音進行濾波、放大、衰減的能力。另外，保護耳罩可具有至少一定的無源降噪或消音能力，以及從外部設(shè)置在聽力保護裝置上的麥克風(fēng)、設(shè)置在保護耳罩中的揚聲器和用于放大由麥克風(fēng)接收的聲學(xué)信號并將信號傳遞到揚聲器上的放大器，諸如在共同擁有和轉(zhuǎn)讓的pct公開no.wo2006/058319中所述，該公開據(jù)此全文以引用方式并入本文中。在此類實施方案中，揚聲器能夠不傳輸由麥克風(fēng)接收的高于一定分貝級或聲壓級或者對應(yīng)于脈沖事件(例如，槍聲或嘈雜的機械噪聲)的信號。聲音捕捉和重現(xiàn)裝置100可包括將信息饋送到處理器106的多于兩個麥克風(fēng)。例如，裝置可包括位于第三區(qū)域118處的第三麥克風(fēng)107，其中這三個區(qū)域112、114和118中的每一者得到了最佳定位，以最有效地測定聲學(xué)信號定位。在此類情況下，處理器106將接收并在所有三個麥克風(fēng)之間比較聲學(xué)信號。另選地，裝置可包括最佳定位在四個區(qū)域處的四個麥克風(fēng)，其中處理器接收并在所有四個麥克風(fēng)之間比較聲學(xué)信號。事實上，該裝置可包括任何其他合適數(shù)量的麥克風(fēng)，例如五個、六個、七個、八個或更多個，因為更大數(shù)量的麥克風(fēng)將有助于更準(zhǔn)確地定位聲音的位置。在一些實施方案中，本文所述的麥克風(fēng)可包括全向性麥克風(fēng)(即，從所有方向獲取聲音的麥克風(fēng))。然而，為了有助于聲源定位和改善麥克風(fēng)之間的信號差異，可使用定向麥克風(fēng)，或者可在給定麥克風(fēng)區(qū)域附近添加機械特征結(jié)構(gòu)以集中或者擴散來自特定方向的聲音。圖3a至圖3c表示一種實施方案，其具有在第一保護耳罩109上的第一麥克風(fēng)102、第二麥克風(fēng)104和第三麥克風(fēng)107，在第二保護耳罩119上的第四麥克風(fēng)122、第五麥克風(fēng)124和第六麥克風(fēng)127，以及在連接第一保護耳罩和第二保護耳罩的頭環(huán)上的第七麥克風(fēng)128。在另一方面，本說明書涉及從兩個麥克風(fēng)獲取一個或多個聲學(xué)信號的組合的起源的方法。如圖4中的流程圖所示，該方法包括以下步驟：捕捉一個或多個聲學(xué)信號(301)、比較來自兩個麥克風(fēng)的一個或多個聲學(xué)信號(302)，以及相對于裝置取向定量地測定所述一個或多個聲學(xué)信號的起源(303)。在一些實施方案中，可使用處理器(諸如，上述處理器106)來執(zhí)行比較信號和定量測定其起源的步驟。盡管在圖4中未示出，但是該方法可包括對所述一個或多個聲學(xué)信號進行分類的另一步驟，諸如以上述方式和參考圖7。該方法還可包括使用例如方向傳感器110來測定裝置取向的步驟。另外，該方法可為從三個、四個、五個或更多個麥克風(fēng)獲取一個或多個聲學(xué)信號的組合的起源的方法，在這種情況下，由處理器比較來自麥克風(fēng)中每一個的聲音信號。處理器憑其能夠通過比較來自不同位置處的不同麥克風(fēng)的聲學(xué)信號或信號來定位聲音的數(shù)學(xué)方法涉及使用處理器比較從兩個或更多個麥克風(fēng)接收的聲學(xué)信號的相移。為了進一步詳細地用數(shù)學(xué)方法描述系統(tǒng)的功能，我們可引入以下表1中定義的元素：表1符號定義r[x,y,z]a(r,t)聲波幅度k波矢量ri[kx,ky,kz]a(ri,t)位置ri處的聲波幅度xi(t)麥克風(fēng)i處的聲波的時間序列τij麥克風(fēng)i和麥克風(fēng)j之間的波達時間差f傅里葉變換算符d麥克風(fēng)位置差異從位于球面坐標(biāo)處的源以任意方向進入的波的公式由公式1給出，公式1：a(r，t)＝a0e-i(kr+ωt)其中k為波矢量，其為波數(shù)到在空間中以任意方向傳播的波的延伸。讓每個麥克風(fēng)(以i標(biāo)記)的位置由表示其笛卡爾坐標(biāo)的矢量ri＝[xi，yi，zi]表示。圖5中提供了此類坐標(biāo)系的圖示。然后，每個麥克風(fēng)所測量的波由公式2給出，公式2：到達不同麥克風(fēng)的聲波相對于彼此延遲。兩個麥克風(fēng)(以i和j標(biāo)記)之間的相位差由公式3給出，公式3：τij＝kt(ri-rj)如果我們有n麥克風(fēng)陣列，就有n(n-1)/2個麥克風(fēng)對。公式4：r(τ)＝∫xi(t+τ)xi(t)dt公式5：公式6：τij＝argmaxτ|r(τ)|公式7：公式8：τ12＝kt(r1-r2)公式9：τn(n-1)＝kt(rn-rn-1)公式10：τ＝dk公式11：k＝(dtd)-1dtτ公式12：公式13：公式14：公式15：方位角：公式16：仰角：如果兩個或更多個麥克風(fēng)共線，則公式10簡化為標(biāo)量方程，其解為：公式17：聲源的模糊角度將為：公式18：如果麥克風(fēng)非共面，則觀察到唯一k。三個麥克風(fēng)總是共面。也可存在多于三個麥克風(fēng)，但是它們都位于單個平面上。在此類情況下，該系統(tǒng)可解，但是將得到變量k的多個解。那么，該解將意味著聲源位于由麥克風(fēng)限定的平面的任一側(cè)上的特定角度處。解將為：公式19：k＝(dtd)-1dtτ公式20：公式21：公式22：公式23：方位角：公式24：仰角：θ不確定。由至少4個麥克風(fēng)和至少一個與其他麥克風(fēng)不在同一平面內(nèi)的麥克風(fēng)組成的系統(tǒng)將導(dǎo)致公式中存在三個變量。然而，任意三個麥克風(fēng)限定一個平面。為了克服這個問題，需要來自第四非平面麥克風(fēng)的信息，使得det(dtd)≠0，這就是說d為非奇異的。這樣，在數(shù)學(xué)上，用于明確地魯棒計算3d角度的優(yōu)選模式將包括至少四個麥克風(fēng)，如公式10至公式16所示。圖6中示出了流程圖，該流程圖示出了如上所述獲取聲學(xué)信號的起源的方法。實施例實施例1：申請人創(chuàng)造了作為聽力保護裝置的一部分的聲音捕捉和重現(xiàn)裝置，該聽力保護裝置包括兩個保護耳罩和連接保護耳罩的頭環(huán)。分別在兩個保護耳罩上以三角形布置排列三個來自加利福尼亞州圣何塞市的應(yīng)美盛公司(invensenseofsanjose,ca)的inmp401mems麥克風(fēng)。另外，將兩個來自加利福尼亞州圣何塞市的應(yīng)美盛公司(invensenseofsanjose,ca)的inmp401mems麥克風(fēng)定位在頭環(huán)上。每個麥克風(fēng)的坐標(biāo)和位置提供于表2中：表2：麥克風(fēng)坐標(biāo)其中：lf＝左前，lt＝左上，lb＝左后，rf＝右前，rt＝右上，rb＝右后，tf＝頂前，tb＝頂后。八麥克風(fēng)陣列提供了執(zhí)行測量子集和確定哪些麥克風(fēng)配置具有良好定位性能的靈活性。將麥克風(fēng)陣列耳機布置在來自丹麥霍特的g.r.a.s聲音與振動公司(g.r.a.ssoundandvibrationofholte,denmark)的45bbkemar頭和軀干非裝配人體模型(45bbkemarhead&torso,non-configuredmanikin)上。將來自馬薩諸塞州弗雷明漢的博士公司(offramingham，ma)的soundlink無線揚聲器定位于距離約5m處以用作聲源。保持45bbkemar頭和軀干非裝配人體模型(45bbkemarhead&torso,non-configuredmanikin)和聲源之間的仰角恒定在0度或者接近0度。在測試期間，45bbkemar頭和軀干非裝配人體模型(45bbkemarhead&torso,non-configuredmanikin)的頭沿著0至360度的方位角旋轉(zhuǎn)。麥克風(fēng)連接到來自德克薩斯州奧斯汀的美國國家儀器公司(nationalinstrumentsofaustin,tx)的niusb-6366daq模塊。使用八個不同的麥克風(fēng)通道同時進行聲音信號的采集，每個通道具有100khz的采樣率。labview(來自德克薩斯州奧斯汀的美國國家儀器公司(nationalinstruments,austin,tx))軟件被用作用從通道采集和后處理聲學(xué)信號的接口。在后處理期間，labview軟件計算了成對的廣義互相關(guān)函數(shù)(gcc)并確定了gcc的全局最大峰值，以確定波達時間差(tdoa)。然后，將tdoa傳遞到過程塊中，該過程塊實現(xiàn)了用于估計聲波在麥克風(fēng)陣列處的來波角的方法。圖6提供用于測定聲學(xué)信號的起源的方法的更詳細示例的框圖。該示例的輸入由記錄在多個麥克風(fēng)處的空氣聲波引起的聲壓變化組成。通過使用同步的模數(shù)轉(zhuǎn)換器(adc)將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。adc可集成到麥克風(fēng)中或者在麥克風(fēng)換能器系統(tǒng)外部。adc均通過同步信號同步。來自這些多個通道的信號被多路復(fù)用以在嵌入式處理器、數(shù)字信號處理器或計算系統(tǒng)上進行處理。同步信號和多路復(fù)用信號被成對處理，以便例如計算角度廣義互相關(guān)函數(shù)。圖7中示出了廣義互相關(guān)函數(shù)。將廣義互相關(guān)函數(shù)(gcc)輸入到發(fā)現(xiàn)gcc的全局最大峰值的子系統(tǒng)中以計算波達時間差。然后將信號的到達時差傳遞到處理器中，該處理器實現(xiàn)用于估計在麥克風(fēng)陣列處的聲波的來波角的方法，如圖8中所示。最后階段涉及實現(xiàn)聽覺或視覺顯示系統(tǒng)的處理器，用于提醒用戶聲源的方向。圖8示出了使用廣義互相關(guān)函數(shù)的框圖，該函數(shù)將波達時間差作為輸入并估計來波方向角。將成對的波達時間差和麥克風(fēng)坐標(biāo)輸入到使用諸如圖8所示的算法計算聲波的來波角的子系統(tǒng)中?；趎(n-1)/2個成對的波達時間差構(gòu)建波達時間距離的矩陣，其中n為麥克風(fēng)的數(shù)量。實施例2：按照實施例1和上文所公開的方法，申請人測試了多種不同的麥克風(fēng)數(shù)量和位置組合。在圖9中以曲線圖示出了測試的結(jié)果，該曲線圖繪出了使用不同麥克風(fēng)組合的情況下實際來波角與估計來波角的關(guān)系?；谒镜慕Y(jié)果，與八個麥克風(fēng)的情況相比，在耳機的每一側(cè)(lf-lt和rf-rb)上具有非對稱布置的四麥克風(fēng)配置提供了良好的結(jié)果。確定的是，用于方位定位的另一種良好布置包括在耳機的一側(cè)上(例如，在一個保護耳罩上)布置三個麥克風(fēng)并在耳機的頭環(huán)頂部上或相對側(cè)上布置一個麥克風(fēng)。這種布置在最小化幾何校準(zhǔn)(即，麥克風(fēng)之間的固定距離)方面提供了優(yōu)勢，因為大多數(shù)麥克風(fēng)定位在一側(cè)上。雖然本文已舉例說明并描述了具體實施方案，但本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，在不脫離本公開的范圍的情況下，可用各種替代形式和/或等同形式的具體實施來代替所示出的和所描述的具體實施方案。本申請旨在涵蓋本文所討論的具體實施方案的任何改型或變型。因此，本公開旨在僅受權(quán)利要求及其等同形式的限制。當(dāng)前第1頁12