[發明專利]組合話筒和耳機的音頻頭戴式耳機

有效

• 申請號: 201210124682.8
• 申請日: 2012-04-25
• 公開（公告）號: CN102761643B
• 公開（公告）日: 2017-04-12
• 發明（設計）人: M·赫夫;G·懷特
• 申請（專利權）人: 鸚鵡無人機股份有限公司
• 主分類號: H04M1/60
• 分類號: H04M1/60;H04M9/08;G10L21/02
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司31100
• 代理人: 張欣

技術領域

本發明涉及組合的話筒和耳機類型的音頻頭戴式耳機，特別是用于“免提”電話系統的且具有用于對近旁語音信號降噪的裝置。

背景技術

這樣的頭戴式耳機除了還有聽取來自該頭戴式耳機所連接的設備的音頻源(如，音樂)，還可被特別用于諸如“免提”電話功能之類的通信功能。

在通信功能中，其中一個困難是確保耳機所獲取的信號(即，代表近旁講話者(頭戴式耳機的佩戴者)的語音的信號)能充分易于理解。

頭戴式耳機可被用在噪雜的環境中(地鐵、繁忙的街道、列車等)，從而話筒不僅獲取來自頭戴式耳機的佩戴者的語音，還獲取了來自周圍環境的干擾噪聲。

可通過頭戴式耳機保護佩戴者免于這些噪聲干擾，特別如果該頭戴式耳機是包含將耳朵與外界隔離的封閉式耳機的類型的話，且如果該頭戴式耳機被設置有“有源噪聲控制”的話更是如此。反之，遠處聆聽者(如，位于通信頻道另一端的那一方)將忍受由話筒所獲取的干擾噪聲，這些噪聲重疊在來自近旁講話者(頭戴式耳機的佩戴者)的語音信號上并干擾該語音信號。

特別地，對于理解發音至為重要的特定語音峰段經常被淹沒在日常環境中通常會遇到的噪聲分量中，這些分量的大部分集中在低頻處。

發明內容

在這樣的境況下，本發明的主要問題是提供有效的噪聲降低，能使所傳遞給遠處講話者的發音信號真正代表了近旁講話者所發出的語音，該信號已經被從中去除了來自存在于近旁講話者環境中的外部噪聲的干擾分量。

這個問題的一個重要方面是需要回放自然且易于理解的語音信號，即，沒有被扭曲且具有沒有由降噪處理削減的頻率范圍的信號。

本發明所基于的理念之一在于通過施加在頭戴式耳機佩戴者的臉頰或鬢角上的生理學傳感器的方式來獲取特定的發音振動，從而得到與語音內容相關的新的信息。然后使用這個信息來降噪以及還用于下面所述的各種輔助功能，特別是用于計算動態過濾器的截止頻率。

當人正在發出發音聲(即，產生伴有聲帶振動的語音分量)時，變化從聲帶傳遞至咽、口和鼻腔，在此處其被調制、放大、以及清楚地表達。口、軟腭、咽、竇、以及鼻腔形成發音聲的共振箱，且由于上述器官壁是柔性的，它們依序振動且這個振動由內骨導傳輸且從臉頰和鬢角可察覺到。

通過其特別性質，來自臉頰和來自鬢角的這樣的發音振動表現出由來自周圍的噪聲基本無法破壞的特性：在外部噪聲存在時，臉頰或鬢角的組織基本不振動，且無論外部噪聲的頻譜組成如何皆是如此。

本發明取決于通過直接施加到臉頰或鬢角的生理學傳感器而獲取這樣的發音振動的概率。自然，以此方式被獲取的信號沒有合適地發出“語音”，因為語音并非僅由發音聲組成(假設語音包括不是源于聲帶的分量)：例如，來自喉嚨且從口產生的聲音具有的頻率內容更為豐富。進一步，內骨導和通過皮膚的通道具有過濾特定發音分量的效果。

無論如何，信號真正代表所發音的發音內容，且可被有效地用于降低噪聲和/或用于各種其他功能。

進一步，由于作為傳播直到鬢角的振動的結果而發生的過濾，由生理學傳感器所獲取的信號僅對于低頻是有用的。然而，一般在日常環境(街道、地鐵、列車...)中所遇到的噪聲大部分被集中在低頻，所以對于降噪方面，擁有一款傳遞自然地沒有源自噪聲的干擾分量的低頻信號(這對于常規話筒而言是不可能的)的可用的生理學傳感器，是有相當優勢的。

更準確地，本發明提出通過使用組合的話筒和耳機的頭戴式耳機來執行對近旁語音信號的降噪，該頭戴式耳機包含：以常規方式由頭帶連接在一起的聽筒，且每一個聽筒具有容納于被提供有圍繞耳朵的墊片的外殼中用于音頻信號的聲音再現的轉換器，以及適于獲取頭戴式耳機的佩戴者的語音的至少一個話筒。

本發明的特定方式中，這個組合話筒和耳機的頭戴式耳機包括用于對由頭戴式耳機的佩戴者發出的鄰近語音信號進行降噪的裝置，該裝置包括：結合在圍繞耳朵的墊片中且位于其中適于與頭戴式耳機的佩戴者的臉頰或鬢角相接觸的區域中的生理學傳感器，從而生理學傳感器被耦合至臉頰或鬢角，并獲取由內骨導傳輸的非聲學發音振動，該生理學傳感器傳遞第一語音信號；話筒組，包括適于獲取由空氣從頭戴式耳機佩戴者的口發出的聲學發音振動的話筒(多個)，這個話筒組傳遞第二語音信號；用于降噪第二語音信號的裝置；以及用于組合該第一和第二語音信號的混合并輸出代表頭戴式耳機佩戴者發出的語音的第三語音信號的混合裝置。