[发明专利]自动环境声学识别

说明书

技术领域

本发明涉及一种提取环境声学响应测量的系统以及一种提取所述声学响应的方法。

背景技术

听觉显示是通过声音向用户提供信息的人-机界面。这些特别适用于其中用户不被允许或者不能够看显示器的应用。一个示例是基于头戴受话器(headphone)的导航系统，所述基于头戴受话器的导航系统传递可听的导航指令。所述指令看起来像是来自适当的物理位置或方向，例如商业上可以看起来像是来自于具体的商店。这种系统适用于帮助盲人。

头戴受话器系统是众所周知的。在典型的系统中，将一对扩音器(loudspeaker)安装到带子上以便将扩音器戴到用户耳朵附近。封闭式头戴受话器系统通过在每一个用户耳朵周围提供封闭式罩来设法减小环境噪声，并且通常用于喧闹的环境或者噪音抵消系统中。开放式头戴受话器不包括这种罩子。在本申请中使用的术语“头戴受话器”包括耳机系统，在所述耳机系统中将扩音器与用户的耳朵紧密相关，例如将其安装到用户的耳朵上或耳朵中。

已经建议使用头戴式受话器来产生虚拟或者合成的声学环境。在对声音进行虚拟化使得收听者将这些声音感知为如同来自于实际环境的情况下，可以将所述系统称作增音逼真音频(ARA)系统。

在产生这种虚拟或合成环境的系统中，头戴式受话器不会简单地再现声音源的声音，而是利用例如自然环境的回响(reverberation)、回音和其他特征产生合成的环境。这可以使用户感知到形象化的声音，因此用于按照自然方式感知声音，并且不会感知到所述声音发源于用户的头部内部。具体地，回响在头戴式受话器上播放虚拟声音源的形象化时起到相当重要的作用。在其中实际和虚拟源的声学性质必须非常类似的ARA系统中，环境的精确再现特别重要。

在等人于2003年3月22日至25日在阿姆斯特丹，AES 114th会议中提出的“Techniques and applications of wearable augmentedreality audio”提供了对于这种概念的发展。这里提出了多种选项的有益看法。具体地，所述文献提出了产生与用户实际存在的环境相对应的环境。这可以在播放期间增加了真实感。

然而，仍然需要可以传递这种音频环境的方便、实际便携的系统。

另外，这种系统需要与所产生的音频环境有关的数据。用于获得与室内声学有关数据的传统方式是在扩音器上回放已知的信号，并且测量所接收到的信号。通过参考信号对测量信号的去卷积给出了室内脉冲响应。

已经试图在不产生声音的情况下对来自已记录数据的回响时间进行估计，但是这些并不是特别精确，并且不会产生诸如室内脉冲响应之类的附加数据。

发明内容

根据本发明，提出了一种根据权利要求1所述的头戴式受话器系统和根据权利要求9所述的方法。

发明人已经认识到提供实际音频环境的特别难点在于获得与用户所占据的音频环境有关的数据。可以在非常广泛的音频环境中使用头戴式受话器系统。

根据本发明的系统避免了需要用测试信号来驱动扩音器以产生用于确定环境的脉冲响应的合适声音的需要。相反，将用户的语音用作参考信号。然后可以将来自一对麦克风(一个外部一个内部)的信号用于计算所述室内脉冲响应。

可以使用归一化的最小均方自适应滤波器来进行这种计算。

所述系统可以包括双耳定位单元，所述双耳定位单元包括声音输入，用于接受输入声音信号，并且用于利用处理过的立体声信号驱动所述扩音器，其中根据所述输入声音信号和环境的声学响应导出所述处理过的声音信号。

所述双耳定位单元可以配置用于通过将所述输入声音系统与室内脉冲响应进行卷积来产生所述处理过的声音信号。

在实施例中，所述输入声音信号是立体声声音信号，并且所述处理过的声音信号也是立体声声音信号。

可以通过将输入声音系统与所述室内脉冲响应进行卷积来计算所述处理过的声音，来执行所述处理。这样，将所述输入声音处理为匹配用户环境的听觉性质。

附图说明

为了更好的理解本发明，现在将参考附图只作为示例描述本发明的实施例，其中：

图1示出了本发明实施例的示意图；

图2示出了自适应滤波器；

图3示出了在本发明实施例中使用的自适应滤波器；以及

图4示出了在本发明的替代实施例中使用的自适应滤波器。

具体实施方式