[发明专利]自动声学切换

说明书

本公开涉及自动声学切换。本发明公开了用于仅基于声学分析在可穿戴音频输出设备的通信模式之间自动转换的系统和方法。音频输出设备可以在三种电声模式中的一种电声模式下操作。在透明模式下，音频输出设备可以传递附近用户的语音信号。在对等模式下，音频输出设备可以建立到另一音频输出设备的直接低延时射频(RF)链路。在电话模式下，音频输出设备可以使用联网的电话与另一音频输出设备通信。所公开的方法和系统对音频输出设备的本地佩戴者的近场语音信号和远程通话者的远场语音信号执行声学分析以确定音频输出设备要使用的最佳模式，并且随着佩戴者之间的声学环境改变而在模式之间无缝地转换。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2021年2月26日提交的美国临时申请第63/154,651号的权益，其公开内容以引用的方式全文并入本文。

技术领域

本公开涉及音频通信领域，包括数字信号处理方法，该数字信号处理方法被设计成自动识别并在适应改变的声学环境的各种电声通信模式之间转换。还描述了其他方面。

背景技术

音频输出设备(包括可穿戴音频输出设备，诸如头戴式耳机、耳塞、耳机等)广泛用于使用各种电声通信模式向用户提供音频输出。可穿戴音频输出设备可在电话模式下与电话配对或在透明模式下操作，该透明模式允许用户穿过音频输出设备听到环境声音，从而促进与附近说话者的通信而不需要移除音频输出设备。

发明内容

公开了用于仅基于声学分析在可穿戴音频输出设备的通信模式之间自动转换的方法和系统的方面。当由使用音频输出设备进行通信的用户佩戴时，音频输出设备可以在三种电声模式中的一种电声模式下操作。在透明模式下，音频输出设备可以传递附近用户的语音信号。在对等模式下，音频输出设备可以在射频(RF)链路的通信范围内建立到另一音频输出设备的直接低延时RF链路。在电话模式下，音频输出设备可以使用联网的电话与另一音频输出设备通信。所公开的方法和系统对音频输出设备的本地佩戴者的近场语音信号和远程通话者的远场语音信号执行声学分析以确定音频输出设备的最佳模式，并且随着音频输出设备的本地佩戴者与远程通话者之间的声学环境改变而在模式之间无缝地转换。

在一个方面，该方法可以处理由音频输出设备的一个或多个麦克风捕获的近场和远场语音信号以估计声学环境的参数。在一个方面，本地佩戴者的音频输出设备和远程通话者的音频输出设备可以往复地估计环境的声学参数。两个音频输出设备可以各自基于其相应的近场和远场语音信号来估计声学参数和其变化率。两个音频输出设备可以例如通过对等模式的直接RF链路交换估计的声学参数以增加估计的声学参数的置信度。实际上，两个音频输出设备可以充当分布式、非锁相的麦克风阵列以执行对声学参数的往复估计以确定用于在音频输出设备的两个佩戴者之间进行通信的电声模式。在一个方面，如果另一音频输出设备没有处理能力、具有处理限制或想要节省电力，则仅一个音频输出设备可以估计声学参数和其变化率。

该方法可以处理估计的声学参数以确定是否有可能允许音频输出设备的佩戴者在透明模式下进行通信，诸如当佩戴者在彼此的可听范围内以进行面对面会话时。该方法可以进一步处理所估计的声学参数以生成远程通话者的空间化元数据。在一个方面，当远场语音信号太弱时，诸如当两个佩戴者之间的距离超过可听通信范围时，本地佩戴者的音频输出设备可以与远程通话者的音频输出设备在对等模式下建立直接低延时RF链路，以电磁地接收远场语音信号。该方法可以使用空间化元数据来重新空间化通过直接RF链路接收的远场语音信号，以具有空间地模拟远程通话者的水平和感知到达方向。来自直接RF链路的空间化远场语音信号可用于增强由麦克风声学接收的远场语音信号。在一个方面，该方法可以将由麦克风声学接收的远场语音信号与来自RF链路的空间化远场语音信号相加以改善远场语音信号的信噪比(SNR)。在一个方面，本地佩戴者的音频输出设备可以在对等模式下经由音频输出设备的扬声器向用户输出增强的远场语音信号。