[发明专利]智能面罩和智能面罩系统

说明书

提供了智能面罩和智能面罩系统。一种智能面罩包括具有后框架和前覆盖物的主体。后框架和前覆盖物各自包括开口，当佩戴时，该开口与面罩佩戴者的嘴巴对齐。前覆盖物和后框架可以是彼此可拆分的，或者是单件的。主体中设有麦克风以及扬声器。位于主体中的处理器连接到麦克风和扬声器，并且被配置为增强面罩佩戴者的语音。特别地，处理器接收表示佩戴者的所讲话语的变换的音频信号，处理音频信号以增强语音，并且然后将增强的语音输出到扬声器。这有助于其他人更好地理解面罩佩戴者正在说什么。

技术领域

本公开涉及智能面罩和智能面罩系统。

背景技术

面罩（诸如面部覆盖物、外科面罩、N95面罩等）是帮助减少细菌和传染病传播的简单且有效的方式。这些面罩困住在佩戴者打喷嚏、咳嗽或说话时释放的飞沫。它们还可以保护面罩佩戴者的鼻子和嘴巴免于接触来自其他个体的呼吸道飞沫。这些面罩也用来过滤出空气中的大颗粒。

面罩佩戴者的一个痛点是面罩引起的言语交流退化。语音通常被压抑，音量被降低，并且可懂度严重减弱。这通常使听者难以理解面罩佩戴者正在说什么。面罩佩戴者可能需要比正常情况更响亮地讲话，以保持听者的响度水平。然而，可能没有改进语音可懂度，并且几种声音仍然难以被感知。

发明内容

根据实施例，一种智能面罩包括具有后框架和前覆盖物的主体。后框架限定中心开口和围绕该中心开口的边界，该边界提供被配置为接合可替换过滤器的表面。前覆盖物至少部分可移除地附接到后框架，前覆盖物限定当前覆盖物附接到后框架时与后框架的中心开口对齐的中心开口，前覆盖物进一步限定围绕中心开口的边界，其中前覆盖物的边界的至少一部分被配置为可移除地附接到后框架的边界，以使得能够替换过滤器。该智能面罩还包括麦克风，该麦克风嵌入后框架中并被配置为从面罩佩戴者接收话语；嵌入前覆盖物中的扬声器；以及位于主体中并耦合到麦克风和扬声器以及存储器的处理器，该处理器被编程为（i）接收表示话语的信号，（ii）执行存储在存储器中的语音增强模型以增强话语，以及（iii）输出信号以使得扬声器基于话语的增强而输出声音。

根据实施例，一种智能面罩包括：主体，其具有被配置为在该智能面罩被佩戴时接触佩戴者的后框架，以及被配置为覆盖后框架的前覆盖物，其中后框架和前覆盖物协作以保持可替换的过滤器；接近传感器，其固定在主体内并被配置为检测对象远离接近传感器的距离；固定在主体内的光源；以及嵌入主体内并耦合到接近传感器和光源的处理器，其中处理器被配置为响应于检测到的距离小于距离阈值而使得光源发射颜色。

根据实施例，一种用于增强面罩佩戴者的语音的系统包括：面罩主体，其包括后框架和前覆盖物，后框架包括第一边界，该第一边界限定佩戴时与面罩佩戴者的嘴巴对齐的第一开口，前覆盖物包括第二边界，该第二边界限定与第一开口对齐的第二开口，其中后框架和前覆盖物协作以限定用于收容可替换过滤器的容器；麦克风，其附接到面罩主体并被配置为从面罩佩戴者接收话语；附接到面罩主体的扬声器；存储器，其被容纳在面罩主体内并包含根据多个声学模型训练的语音增强模型；以及容纳在面罩主体内的处理器。处理器被编程为从麦克风接收话语，采用语音增强模型通过估计偏离话语的背景噪声频谱来处理话语，移除背景噪声频谱，并且在移除背景噪声频谱的情况下经由扬声器输出增强话语。

附图说明

图1是图示了根据实施例的智能面罩和相关联系统的示意图。

图2是图示为根据实施例的声音进入、被处理和被送出智能面罩的流程图的图。

图3是根据实施例的智能标记的主体的分解透视图。

图4是根据实施例的智能面罩的前视图（即，智能面罩背离佩戴者的一侧）。

图5是根据实施例的智能面罩的后视图（即，智能面罩面向佩戴者的一侧）。

具体实施方式