[发明专利]用于测定声学信号起源的可安装的声音捕捉和重现装置

说明书

技术领域

本说明书涉及可安装在听力保护耳机上的声音捕捉和重现装置，以及从两个麦克风获取一个或多个声学信号的组合的起源的方法。

背景技术

包括听力保护器(包括佩戴在用户耳朵上的保护耳罩)的听力保护装置是众所周知的，并且具有多种应用，包括工业应用和军事应用。听力保护装置、听力保护耳机和耳机在通篇中可互换使用。听力保护装置的一个常见缺点是：此类装置减弱了用户辨别声源起始位置的能力。这种概念可被理解为空间情境意识。外耳(即，耳廓)改善双耳听力的空间线索，并增强大脑处理这些线索以及定位声音的能力。当佩戴耳机时，外耳被覆盖，导致外耳功能失真。无论是在工业应用中还是军事应用中，对声源空间位置的这类测定对于用户的情境意识都很重要。对听力保护装置佩戴者而言，需要增强对声学信号的性质和位置的测定。

发明内容

在一个方面，本说明书涉及声音捕捉和重现装置。声音捕捉和重现装置包括定位于两个区域处的两个麦克风和处理器。处理器被配置成接收来自定位于两个区域处的两个麦克风的一个或多个声学信号，在两个麦克风之间比较所述一个或多个声学信号，并相对于装置取向定量地测定所述一个或多个声学信号的起源。处理器可被配置成同步接收来自两个麦克风的一个或多个信号。处理器还可被配置成对所述一个或多个声学信号进行分类。声音捕捉和重现装置还可包括能够提供输出以用于测定装置取向的方向传感器。处理器还可被配置成从方向传感器接收输出以测定装置取向。另外，装置可包括分别在三个或四个区域处的三个或可能四个麦克风。在另一个实施方案中，装置可包括多于四个麦克风。在一个实施方案中，装置将佩戴在用户的头上。

在另一方面，本说明书涉及从两个麦克风获取一个或多个声学信号的组合的起源的方法。该方法包括以下步骤：捕捉一个或多个声学信号，在两个麦克风之间比较一个或多个声学信号，以及相对于装置取向定量地测定所述一个或多个声学信号的起源。该方法还可包括对所述一个或多个声学信号进行分类和/或测定装置取向的步骤。

附图说明

图1为根据本说明书的声音捕捉和重现装置的透视图。

图2为根据本说明书的装置的框图。

图3A至图3C为根据本说明书的声音捕捉和重现装置的透视图。

图4为从两个麦克风获取一个或多个声学信号的组合的起源的方法的流程图。

图5示出了用于表征波矢量的坐标系。

图6为示出了获取声学信号的起源的方法的流程图。

图7为实现用于测定声学信号位置的广义互相关函数估计的子系统的框图。

图8为基于波达时间差的输入估计声学信号的来波方向角的互相关函数的框图。

图9为示出了不同麦克风组合的实际与估计的来波角的曲线图。

附图未必按照比例绘制。附图中使用的相似数字指示相似的部件。然而，应当理解，在给定附图中使用数字指示部件并非旨在限制另一附图中用相同数字标记的部件。

具体实施方式

在以下优选实施方案的具体描述中参考了附图，这些附图示出了可实践本发明的具体实施方案。示出的实施方案并非旨在囊括根据本发明的所有实施方案。应当理解，在不脱离本发明范围的情况下，可利用其他实施方案，并且可进行结构性或逻辑性的修改。因此不能认为以下的具体实施方式具有限制意义，并且本发明的范围由所附的权利要求限定。

除非另外指出，否则说明书和权利要求书中使用的表达特征尺寸、数量和物理特性的所有数字均应理解为在所有情况下均由术语“约”修饰。因此，除非有相反的说明，否则在前述说明书和所附权利要求书中列出的数值参数均为近似值，这些近似值可根据本领域的技术人员利用本文所公开的教导内容来寻求获得的期望性能而变化。

除非本文内容以其它方式明确指定，否则本说明书和所附权利要求中使用的单数形式“一个”、“一种”和“所述”涵盖具有多个指代物的实施方案。除非本文内容以其它方式明确指定，否则本说明书和所附权利要求书中使用的术语“或”一般以其包括“和/或”的意义使用。

若在本文使用空间相关的术语，包括但不限于“近侧”、“远侧”、“下部”、“上部”、“下方”、“下面”、“上面”、和“在顶部上”，则用于方便描述一个或多个元件相对于另一个元件的空间关系。除了图中示出的或本文所述的具体取向外，此类空间相关术语还涵盖装置在使用或操作时的不同取向。例如，如果图中所描绘的对象翻转或倒转，则先前描述为在其他元件下面或下方的部分就应当在这些其他元件上面或在其顶部上。