[發明專利]用于融合麥克風信號的方法和系統

有效

• 申請號: 201680052065.8
• 申請日: 2016-08-23
• 公開（公告）號: CN108028049B
• 公開（公告）日: 2021-11-02
• 發明（設計）人: K-C·彥;托馬斯·E·米勒;M·賽義德
• 申請（專利權）人: 美商樓氏電子有限公司
• 主分類號: G10L21/0216
• 分類號: G10L21/0216;H04R3/00
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 呂俊剛;李艷芳

提供了用于融合麥克風信號的系統和方法。示例方法開始于接收表示分別由內部麥克風和外部麥克風捕獲的聲音的第一信號和第二信號。第二信號包括至少話音分量。第一信號和話音分量由至少人體組織修改。處理第一信號和第二信號，以獲得噪聲估計。將第一信號與第二信號對齊。基于噪聲估計混合第二信號和已對齊的第一信號，以生成增強話音信號。內部麥克風位于耳道內部并被密封以便與耳道外部的聲學信號隔離。外部麥克風位于耳道外部。系統和方法的處理、混合以及對齊的所有部分都可以在頻域中基于子帶執行。

技術領域

本申請總體涉及音頻處理，并且更具體地，涉及用于融合麥克風信號的系統和方法。

背景技術

智能電話、平板電腦以及其它移動裝置的激增已經從根本上改變了人們訪問信息和通信的方式。人們現在在各種各樣的地點(諸如擁擠的酒吧、繁忙的城市街道以及有風的戶外)打電話，在這些地點中，不利的聲學狀況對話音通信的質量提出嚴重的挑戰。另外，話音命令已經變成與應用中的電子裝置交互的重要方法，在應用中，用戶必須將他們的眼睛和手保持在諸如例如駕駛的主任務上。隨著電子裝置變得越來越緊湊，話音命令可能變成與電子裝置交互的優選方法。然而，盡管存在語音技術的新發展，但在嘈雜狀況下識別話音依然困難。因此，減輕噪聲的影響對于話音通信的質量和話音識別的性能這兩者是重要的。

因為耳機在使用時提供免手持便利性和私密性，所以它們是電話終端和音樂播放器的自然延伸。與其它免手持選擇相比，耳機表示麥克風可以被放置在靠近用戶的嘴附近的位置處的選擇，在用戶的嘴與麥克風之間具有受約束幾何結構。這產生具有更佳信噪比(SNR)且在應用基于多麥克風的噪聲降低時控制更簡單的麥克風信號。然而，在與傳統耳機使用進行比較時，耳機麥克風離用戶的嘴較遠。因此，耳機不提供由用戶的手和電話聽筒的體積提供的噪聲屏蔽效應。由于對精細且隱密的耳機的需要，耳機在近年變得更小且更輕，該問題變得甚至更具有挑戰性。

在用戶戴耳機時，自然使用戶的耳道屏蔽外部聲學環境。如果耳機向耳道提供緊密的聲學密封，則被放置在耳道內部的麥克風(內部麥克風)將與外部環境聲學地隔離，使得將顯著衰減環境噪聲。另外，在被密封的耳道內部的麥克風無風振效果。另一方面，因為用戶的話音被困于耳道內部，所以它可以借助用戶頭部中的各種組織來傳導到達耳道。由此，由內部麥克風拾取的信號與在用戶耳道外部的麥克風(外部麥克風)相比應具有遠遠更高的SNR。

然而，內部麥克風信號擺脫不了組織。首先，身體傳導的話音往往使其高頻內容嚴重衰減，由此與借助空氣傳導的話音相比具有遠遠更窄的有效帶寬。此外，在身體傳導話音被密封在耳道內部時，它在耳道內部形成駐波。因此，由內部麥克風拾取的話音經常聽起來模糊不清且起回聲，同時缺乏由外部麥克風拾取的話音的自然音色。而且，有效帶寬和駐波圖案跨不同用戶和耳機適配狀況顯著變化。最后，如果揚聲器也位于同一耳道中，則由揚聲器形成的聲音也將被內部麥克風拾取。即使通過聲學回聲消除(AEC)，揚聲器與內部麥克風之間的緊密耦合也在AEC之后經常導致嚴重的話音失真。

過去已經嘗試了其它努力以利用內部麥克風信號的獨特特性用于優秀噪聲降低性能。然而，跨不同用戶和不同使用狀況保持一致性能依然具有挑戰性。

發明內容

提供本發明內容以按簡化形式介紹下面在具體實施方式中進一步描述的概念的選擇。本發明內容不旨在識別所要求保護主題的關鍵特征或必要特征，也不旨在用作確定所要求保護主題的范圍的幫助。

根據所描述技術的一個方面，提供了一種用于融合麥克風信號的示例方法。在各種實施方式中，該方法包括以下步驟：接收第一信號和第二信號。第一信號包括至少話音分量。第二信號包括由至少人體組織修改的話音分量。該方法還包括以下步驟：處理第一信號，以獲得第一噪聲估計。該方法還包括以下步驟：將第二信號與第一信號對齊。該方法中還包括以下步驟：至少基于第一噪聲估計，混合第一信號和已對齊的第二信號，以生成增強話音信號。在一些實施方式中，該方法包括以下步驟：處理第二信號，以獲得第二噪聲估計，并且混合至少基于第一噪聲估計和第二噪聲估計。