用于对多信道信号进行基于相位的处理的系统、方法及设备
2019-11-22

用于对多信道信号进行基于相位的处理的系统、方法及设备

本发明揭示对多信道信号进行基于相位的处理及包括接近性检测的应用。

或者,任务T200可以类似方式配置以将多信道信号的选定区段的每一信道i在时域中、在频域中或在另一变换域中的电平Q计算为所述区段在所述信道中的振幅、量值或能量的度量。举例来说,任务T200可经配置以将区段的信道的电平L计算为所述区段在所述信道中的时域样本值的平方和,或计算为所述区段在所述信道中的频域样本值的平方和,或计算为所述区段在所述信道中的PSD。由任务T300处理的区段还可为由由不同操作处理的较大区段的区段(即,"子帧"),或反之亦然。

如上文所述,图2展示在相对于用户嘴巴的标准定向中的戴在用户耳朵上的头戴式耳机的俯视图。图15及图16展示如图14B中所展示的应用于此应用的来源选择区边界的俯视图及侧视图。

对阵列R100所产生的多信道信号的操作(例如,SSP操作)的性能可取决于阵列信道的响应特性彼此匹配的良好程度。举例来说,信道的电平有可能归因于以下各项而不同:相应麦克风的响应特性的差异、相应预处理级的增益电平的差异,及/或信道的电路噪声电平的差异。在此种情况下,除非可补偿信道响应特性之间的失配(也被称作"信道响应不平衡"),否则所得多信道信号不可提供声环境的准确表示。

为了增加此些方案对装置-用户保持模式的改变的稳健性及/或加快收敛时间,可能希望限制装置周围的空间拾取区以提供更快速的初始噪声减少响应。此方法可经配置以利用麦克风之间的相位与增益关系来通过参照某些角方向(例如,相对于装置的参考方向,例如麦克风阵列的轴线)进行辨别及/或辨别来自近场源的信号分量与来自远场源的信号分量来界定有限空间拾取区。通过使音频装置周围的选择区在所要说话者方向上总是展现出基线初始噪声减少,可实现对所要用户相对于音频装置的空间改变以及环境噪声的快速改变的高度稳健性。

任务T1122针对不同频率分量(也称作"频段")中的每一者来计算(例如,估计)麦克风信道的相位。举例来说,对于待检查的每一频率分量来说,任务T1122可经配置以将所述相位估计为对应FFT系数的虚数项与所述FFT系数的实数项的比率的逆正切(也称作反正切(arctangent))。

通过组合来自经平衡多信道信号的增益差异与基于相位的方向信息,可选择麦克风阵列周围的可监视到信号的存在的可调整空间区。基于增益的及/或方向性的边界可经设定以为不同子任务界定较窄或较宽的拾取区。举例来说,可设定较窄边界以检测所要话音活动,而在选定区域上的较宽边界可用以实现例如噪声减少的目的。相位相关的准确性及增益差异评估趋向于随SNR减小而减小,且可希望相应地调整阈值及/或决策以控制假警报率。

任务T300可经配置以使用所述所观察到的不平衡作为对应频率分量的经更新增益因子值。或者,任务T300可经配置以使用所述所观察到的不平衡来更新所述增益因子的对应先前值。在此种情况下,任务T300可经配置以根据例如下式的表达式来计算经更新的值:

图21A展示根据一般配置的设备A100的框图。设备A100包括相位差计算器100,其经配置以从多信道信号的信道S10-1及S10-2获得多个相位差(例如,如本文中参考任务T100所描述)。设备A100还包括电平计算器200,其经配置以计算所述多信道信号的第一信道及第二信道的电平(例如,如本文中参考任务T200所描述)。设备A100还包括增益因子计算器300,其经配置以更新增益因子值(例如,如本文中参考任务T300所描述)。设备A100还包括增益控制元件400,其经配置以通过基于所述经更新的增益因子值相对于所述第一信道更改所述第二信道的振幅来产生经处理的多信道信号(例如,如本文中参考任务T400所描述)。

在替代实施方案中,任务Τ310经配置以将方向指示符中的每一者计算为所述多信道信号的对应频率分量fi的到达时间延迟τi(例如,以秒为单位)。任务Τ310可经配置以使用例如

增益因子更新任务T300可包括使用来自计算出的相位差的信息来指示所述多信道信号的预期在每一信道中具有相同电平的频率分量及/或区段(例如,预期通过相应麦克风信道实现相等响应的频率分量及/或区段,在本文中也称作"声平衡部分")及基于来自所述部分的信息来计算一个或一个以上增益因子值。可预期,从在阵列R100的宽面方向上的来源接收到的声音分量将通过麦克风MC10及MC20实现相等响应。相反,可预期,从在阵列R100的任一端射方向上的近场源接收到的声音分量将致使麦克风具有比另一麦克风高的输出电平(即,将为"声不平衡")。因此,可希望配置任务T300以使用在任务T100中计算出的相位差来确定所述多信道信号的对应频率分量是声平衡或是声不平衡的。

任务T302还包括子任务T320,其对由任务T310产生的方向指示符分等级。任务T320可经配置以通过针对待检查的每一频率分量将方向指示符的值转换或映射到以振幅、量值或通过/失败为标度的对应值(也称作"遮蔽分数")来对方向指示符分等级。举例来说,任务T320可经配置以使用方向遮蔽函数来将每一方向指示符的值映射到一遮蔽分数,所述遮蔽分数指示所指示的方向是否落在遮蔽函数的通带内(及/或所落入的程度)。(在此上下文中,术语"通带"指代遮蔽函数所通过的到达方向的范围。)各个频率分量的遮蔽分数集合可被视为向量。任务T320可经配置以串行地及/或并行地对各个方向指示符分等级。

对阵列R100所产生的多信道信号的操作(例如,SSP操作)的性能可取决于阵列信道的响应特性彼此匹配的良好程度。举例来说,信道的电平有可能归因于以下各项而不同:相应麦克风的响应特性的差异、相应预处理级的增益电平的差异,及/或信道的电路噪声电平的差异。在此种情况下,除非可补偿信道响应特性之间的失配(也被称作"信道响应不平衡"),否则所得多信道信号不可提供声环境的准确表示。