[发明专利]双耳波束形成麦克风阵列

说明书

包括两个波束形成滤波器的双耳波束形成器可以通信地耦合到麦克风阵列以生成两个波束形成输出，一个用于左耳并且另一个用于右耳。波束形成滤波器可以这样配置，使得它们彼此正交以使双耳输出中的白噪声分量基本上不相关并且双耳输出中的期望的信号分量高度相关。从而使得，人类听觉系统可以更好地从白噪声中分离期望的信号并可以提高期望的信号的可懂度。

技术领域

本公开涉及麦克风阵列，具体地，涉及双耳波束形成麦克风阵列。

背景技术

麦克风阵列已被用于大范围的应用中，包括例如助听器、智能耳机、智能扬声器、语音通信、自动语音识别(ASR)、人机界面等。麦克风阵列的性能在很大程度上取决于它在有噪声和/或混响环境中提取感兴趣的信号的能力。由此，已经开发了很多技术来最大化感兴趣的信号的增益并抑制噪声、干扰和/或反射的影响。一种这样的技术称为波束形成，其根据信号源和麦克风的空间配置对接收到的信号进行滤波，以专注于源自特定位置的声音。然而，在实际情况下，传统的具有高增益的波束形成器缺乏处理噪声放大(例如，在特定频率范围内的白噪声放大)的能力。

附图说明

在附图的图中以示例而非限制的方式示出了本公开。

图1为示出根据本公开的实施方式的可以在其中配置示例麦克风阵列系统以进行操作的环境的简化图。

图2为示出根据本公开的实施方式的示例麦克风阵列系统的简化框图

图3为示出感兴趣的信号和噪声信号之间不同相位关系以及这样的相位关系对感兴趣的信号的模糊性的影响的图。

图4为示出根据本公开的实施方式的可以在其中配置示例双耳波束形成器以进行操作的环境的简化图。

图5为示出可以由包括两个正交波束形成滤波器的示例双耳波束形成器执行的方法的流程图。

图6为示出结合期望的信号和白噪声信号的本文所描述的示例双耳波束形成器与传统波束形成器的仿真输出耳间相干性的线图。

图7为示出根据本公开的实施方式的示例计算机系统的框图。

具体实施方式

图1为示出了可以在其中配置麦克风阵列102以进行操作的环境100的简化框图。麦克风阵列102可以与一个或多个应用相关联，所述应用包括例如助听器、智能耳机、智能扬声器、语音通信、自动语音识别(ASR)、人机接口等。环境100可以包括多个音频信号源。这些音频信号可以包括感兴趣的信号104(例如，语音信号)、噪声信号106(例如，漫射噪声)、干扰信号108、白噪声信号110(例如，从麦克风阵列102本身生成的噪声)和/或类似信号。所述麦克风阵列102可以包括被配置为串联操作的多个(例如，M个)麦克风(例如，声学传感器)。该麦克风可放置在平台上(例如，直线或曲线平台(cursive platform))，以便从它们各自的源/位置接收所述信号104、106、108和/或110。例如，可以根据彼此特定的几何关系来布置麦克风(例如，沿着线、在同一平面表面上、在三维空间中彼此之间以特定距离隔开等)。麦克风阵列102中的每个麦克风可以在特定时间相对于参考点(例如，麦克风阵列102中的参考麦克风位置)以特定入射角捕获源自源的音频信号的版本。可以记录声音捕获的时间，以便确定每个麦克风相对于参考点的时间延迟。所捕获的音频信号可以被转换成一个或多个电子信号以用于进一步处理。

麦克风阵列102可以包括或是以通信的方式耦合一个处理装置，例如数字信号处理器(DSP)或中央处理单元(CPU)。所述处理装置可以被配置为处理(例如，滤波)从麦克风阵列102接收的信号，并生成具有某些特性(例如，降噪、语音增强、声源分离、去混响，等)的音频输出112。例如，处理装置可以被配置为对经由麦克风阵列102接收的信号进行滤波，使得感兴趣的信号104可以被提取和/或增强，而其他信号(例如，信号106、108和/或110)可以被抑制以最小化它们可能对感兴趣的信号的不利影响。