处理信号的方法和系统的制作方法

专利名称：处理信号的方法和系统的制作方法
处理信号的方法和系统相关申请的交叉引用本申请要求通过引用全部并入本文的于2008年5月22日递交的美国序列号为 61/055，176 (且名禾尔为“Method and Apparatus for Reducing AmbientNoise for Mobile Devices by Using Combination of Auditory Signal,Microphones and Bone Conduction Speakers”)的益处。
背景技术：
移动电话变得非常普遍，人们在各种嘈杂环境中使用它。在嘈杂环境中，麦克风拾 取与环境噪音结合的用户的语音信号。在环境噪音非常高的情况中，远端的信号接收器接 收质量下降的语音，且在极端情况中语音不能被理解。在近端，由于环境噪音，在某些情况 下用户不能听清楚远端的说话语音。有不同的技术和产品降低环境噪音的影响。一些是在近端用户的沉默期间使用单 个麦克风，环境噪音被估计，且用于在说话期间降噪。其他的技术使用两个麦克风，其中一个被设计为拾取与环境噪音结合的语音。第 二个被设计为主要拾取环境噪音。现有技术不够有效且需要大量的计算。存在对处理信号的简单并有效的装置的需 要。发明概述一种用于处理声音的系统，该系统包括(a)处理器，其设置为处理由第一麦克风 在检测时刻检测到的第一输入信号、由第二麦克风在检测时刻检测到的第二输入信号，以 及由骨传导麦克风在检测时刻检测到的第三输入信号，以产生响应于第一、第二和第三输 入信号的校正后的信号；以及(b)通信接口，其设置为向外部系统提供校正后的信号。一种用于处理声音的方法，该方法包括(a)处理由第一麦克风在检测时刻检测 到的第一输入信号、由第二麦克风在检测时刻检测到的第二输入信号，以及由骨传导麦克 风在检测时刻检测到的第三输入信号，以产生响应于第一、第二和第三输入信号的校正后 的信号；以及(b)向外部系统提供校正后的信号。一种用于处理声音的系统，该系统包括(a)处理器，其设置为处理由第一麦克风 在检测时刻检测到的第一输入信号以及由至少部分地置于用户耳内的第二麦克风在检测 时刻检测到的第二输入信号，以产生响应于第一和第二输入信号的校正后的信号；以及 (b)通信接口，其用于向外部系统提供校正后的信号。一种用于处理声音的方法，该方法包括(a)处理由第一麦克风在检测时刻检测 到的第一输入信号以及由至少部分地置于用户耳内的第二麦克风在检测时刻检测到的第 二输入信号，以产生响应于第一和第二输入信号的校正后的信号；以及(b)向外部系统提 供校正后的信号。附图的简要描述在本说明书的结束部分具体指出了被作为本发明的主题并清楚地要求了保护范 围。但是，本发明关于操作的组织和方法这两者，连同其对象、特征和优势，都可在连同附图一起阅读时通过参考以下的详细描述来很好地理解，在附图中

图1示出了依照本发明的实施方式的用于处理信号的系统；图2A示出了依照本发明的实施方式的检测器；图2B示出了依照本发明的实施方式的检测器；图3示出了依照本发明的实施方式的处理器和相应的过程；图4示出了依照本发明的实施方式的系统；图5示出了依照本发明的实施方式的处理器和相应的处理过程；图6示出了依照本发明的实施方式的处理器和相应的处理过程；图7示出了依照本发明的实施方式的用于处理信号的系统；图8示出了匪SE估计的曲线图；图9示出了依照本发明的实施方式的用于处理声音的系统；图10示出了依照本发明的实施方式的用于处理声音的方法；图11示出了依照本发明的实施方式的用于处理声音的系统；图12示出了依照本发明的实施方式的用于处理声音的方法；应认识到为了说明的简单和清楚起见，图中示出的元件不一定按比例绘制。例如， 为了清楚，一些元件的尺寸相对于其他元件可能被放大。另外，在被认为适当的地方，参考 标号可在图中重复以指示相应的或相似的元件。本发明的详细描述在以下的详细描述中，大量的具体细节被阐明以便提供对本发明的全面理解。但 是，本领域技术人员应理解本发明可在没有这些具体细节的情况下被实践。在其他情况下， 被熟知的方法、程序和部件未被详细描述以便不使本发明难以理解。本文所公开的系统和方法可根据其一些实现方式被用于例如通过使用声音信号、 麦克风、和骨传导扬声器或骨传导麦克风的组合来降低移动电话设备的环境噪音。也可实 现其他的用途(一些用途作为例子被提供)。根据若干实现方式，本文所公开的系统和方法利用多个麦克风收集语音和环境噪 音。根据本发明的实施方式，为了降低实现的成本和/或复杂度，一些麦克风可能不是专用 麦克风，而是也可能使用扬声器作为麦克风。必须注意到本文所公开的系统和方法可推广到使用与结合附图描述的不同的扬 声器或麦克风的配置或数量一例如，以便改进降噪一而不超出本发明的范围。图1示出了依照本发明的实施方式的用于处理信号的系统100。系统100可在例 如移动电话中实现，用于降低在近端、蓝牙头戴耳机、有线头戴耳机，等等中的环境噪音。系统100是可在电话通信过程中执行在远端的环境噪音降低的系统。系统100可 包括以下部件中的一些或全部。框150是在移动电话中普遍使用的带有存储器160的信号 处理器例如DSP或ARM。DSP通过接口 140接收多个麦克风信息。接口 140可方便地作为 将信号数字化并输入到信号处理器150的模数转换设备，而且其由将从信号处理器150接 收的适当的语音信号传送到相关的扬声器的数模转换模块组成。在信号处理器150中，信 号处理器处理多信道麦克风，如关于图3 (和系统300)所描述。被降噪信号输入到170，在 此处语音通过数字调制解调器被压缩并发送到远端用户。根据本发明的实施方式，信号处理器150和170可被组合到一个框中。
110包括一个或多个骨传导麦克风，其可以是专用骨传导麦克风或也被用作麦克 风的骨传导扬声器。被适当放大的模拟信号被输入到140。120包括用户插入耳孔的一个或多个“入耳”扬声器，或其他类型的扬声器。这些 扬声器可通常用于听远端用户或由系统100或另一个系统播放的音乐。根据本发明的实施 方式，这些“入耳”扬声器可被用作麦克风收集在耳孔中被听到的信号。被适当放大的模拟 信号被输入到140。130包括一个或多个麦克风(例如，移动电话用于拾取用户的语音的麦克风)。被 适当放大的模拟信号被输入到140。根据本发明的实施方式，对于远端和对近端用户的噪音的消除处理可由以下等式 来表示，假设我们仅使用以下的3个输入1. “入耳”扬声器2.标准麦克风3.骨传导麦克风在标准麦克风M1 (η)中检测到的信号可由下式描述M1 (n) = s (η) +d (η) + (η)其中s (η)是远端用户产生的语音d(n)是近端的环境噪音H1(Ii)是拾音设备的噪音由麦克风120 (例如，用作拾取通过骨传播的用户语音的麦克风的扬声器)检测的 信号M2 (η)遵守以下的等式M2 (η) = α (η) (η) + β (η) *d (η)+η2 (η)其中α (η)是语音在其通过骨传播的过程中受到的滤波，β (η)是增益或降低由 “入耳”扬声器检测的环境噪音的量的滤波器。η2(η)是拾音设备的噪音。应注意到在本公 开全文中，符号*表示卷积运算。必须注意到由于“入耳”插头堵塞耳孔的事实，在这样的实现方式中，由近端用户 产生并通过骨传播的语音信号受到将语音的低频增加15-20db的阻塞效应的影响。这意味 着 α >> 1。另外，“入耳”扬声器明显地阻塞了环境噪音，即意味着β (η) << 1。这与使用两 个麦克风的标准系统不同。可附接到用户的颅骨的骨传导麦克风110可通过骨的振动拾取用户的语音。骨传 导麦克风不易于对环境噪音敏感，因此M3 (η) = χ (η) *s (η)+η3 (η)其中χ (η)是模仿骨传导麦克风特性的低通滤波器，且113 (η)是拾音设备的噪音。 因此M1 (n) = s (η) +d (η) + (η)M2 (η) = α (η) (η) + β (η) *d (η)+η2 (η)M3 (η) = χ (η) *s (η)+η3 (η)根据本发明的实施方式，处理器150设置为估计原始语音s(n)和环境噪音d(n)，其中估计分别由 (η)和5 (η)表示。根据本发明的实施方式， (η)是(可能在压缩后)被发送到远端用户的信号。根据以下讨论的本发明的实施方式，^ (η)可用于降低近端用户的耳孔内的噪
曰°根据本发明的实施方式，用户可使用在每侧的耳中都减去^ (η)的立体声体头戴 耳机。这样的消除是很有效的。降低了本地用户的环境噪音的系统关于图4被描述。在ηι = η2 = 0 的情况M1 (η) = s (η) +d (η)M2 (η) = α (η) (η) + β (n)*d(n)M3 (η) = χ (n)*s(n)在理想的情况下，M3(η)的测量不是必要的，且 (η)可被计算
(η) =[Μ2 (η) -β (η) *Μι (η) ]*inv ( α (η) -β (η))其中α (η)和β (η)可在校准期间被计算。在x (η)的宽度较宽并覆盖所有的语
音频率范围的情况下
5 (n) =M3 (η) *inv ( ^ (η))在！^ 和叫不为零的情况下^⑷能够由各种已知的匪SE(最小均方误差)技 术来估计。根据本发明的实施方式，一种用于由处理器150计算f (η)和J (η)的可选方式 被公开。使 (η)由下式估计
f (n) =hi (η) sitM1 (η) +h2 (η) *Μ2 (η) +h3 (η) *Μ3 (η)使表达式e (η)作为估计误差，即下式
e (η) (η) -s (η)因此均方误差J是J = E (e2)J = Elth1 (n) ^M1 (η) +h2 (η) *Μ2 (η) +h3 (η) *Μ3 (η) _s (η) ]2}其中E{}是均值算子因此3j/5hi=2e (η) Mi (η)其中，在我们的情况中i = 1、2、3遵照该式能够通过关于图3所描述的适应过程计算hi (η)、h2 (η)、h3 (η)。必须注意到在适应过程期间有近端用户沉默即s(n) = 0的时间段，在这个时间 段期间滤波器中的一个(例如Ii1 (η))需要冻结，否则该适应将以不期望出现的解Ii1 (η)= h2(n) = h3(η) = 0 结束。
为了防止沉默期间的适应，可使用语音检测机制。有不同的机制能够被使用。在 本发明的不同实现方式中，我们呈现了可被(一起或单独地)实现的两个不同机制。在使用“入耳”扬声器的情况中，人们可分析M2 (η)在低频上的能量，如果能量高， 其表示用户正在说话，这个表示是由于明显增强通过骨传播的语音的低频的阻塞效应。这 样的实现方式结合图2Α被讨论。在使用骨传导麦克风或扬声器的情况中能够使用可选的方式。这个设备检测语音 的低通形式且几乎不检测环境噪音。因此，通过检测M3(Ii)的能量或通过分析其每个频率 的谱幅，人们可判定用户是否正在说话。这样的实现方式结合图2Β被讨论。图2Α示出了依照本发明的实施方式的检测器200。检测器200可依照本发明的实 施方式在系统100中实现(且可以是或不是处理器150的一部分)。检测器200是通过使 用LPF (低通滤波器)对M2 (η)滤波来计算M2 (η)的低频能量(例如T毫秒的每个语音帧) 的检测器。如果能量在预先限定的阈值以上，则帧被声明作为语音帧，否则其被声明作为沉 默帧，且其输出是1或0。当该帧为语音帧时，其输出为1。这个过程能够由DSP150实现。图2Β示出了依照本发明的实施方式的检测器250。检测器250可依照本发明的 实施方式在系统100中实现(且可以是或不是处理器150的一部分)。检测器250是计算 M3(Ii)的能量(例如，T毫秒的每个语音帧)的检测器，如果这个帧的能量在预先限定的阈 值以上，则帧被声明为语音帧，否则其被声明为沉默帧，且其输出是1或0。当该帧为语音帧 时，其输出为1。这个过程能够由DSP 150实现。s (η)和d(n)的估计由信号处理器150实现，且其实现方式结合图3被呈现。图3示出了依照本发明的实施方式的处理器300以及相应的过程。处理器300可 被用作例如处理器150、处理器450、处理器750或处理器950。这个相应的过程可在方法 1100中实现。处理器300的部件可被分为两个主要框301和305。框301用于估计信号 5 ( η )和J ( η )。M1 (η)被输入到310，M2 (η)被输入到320，且M3 (η)被输入到330，三个滤 波器输出的和是 (η),其中Hk(Z)是hk(n)(k= 1、3)的Z变换。多路复用器(Mux)350选 择f (η)的最终估计，其取决于所处理的帧是语音帧还是沉默帧。在其是语音帧的情况下， (η) =S (η)，否则^ (η) 二 0。这个帧是语音帧还是沉默帧的判定如200或250中所描 述的那样计算。框305是更新滤波器Ill (n)、h2 (η)、h3(n)的值的框。适应过程基于 3J/3hi=2e (η) Mi,! = 1、2、3，因此需要计算估计误差。适当的误差由mux 355选择。 在语音帧中，误差通过使用滤波器340来计算，其为e (η) χ (η) (η) -M3 (η)在沉默帧中，误差信号是 (η)。必须注意到也能够依照本发明的实施方式使用语音/沉默帧的切换以改变310、 320和330中的适应权重(步长)。300中的所有过程可在DSP处理器150、450和/或950中实现。图4示出了依照本发明的实施方式的系统400。除了用于远端用户的环境噪音的 消除之外，系统400还用于例如通过使用立体声骨传导扬声器或“入耳”立体声头戴耳机消 除本地用户的环境噪音。
依照本发明的实施方式，系统400执行电话通话过程中的远端和近端中的环境噪 音的降低。框450是在大多数移动电话中普遍使用的带有存储器460的信号处理器，例如 DSP或ARM。DSP通过接口 440接收多个麦克风信息。440由将信号数字化并将其输入到450 的模数转换设备组成，而且其由将适当的语音信号从450传送到相关的扬声器的数模转换 模块组成。在450中，信号处理器处理多信道麦克风，如关于300和500所描述的那样。被 降噪信号被输入到470，其中语音还通过数字调制解调器被压缩并发送到远端用户。被估计 的环境噪音也通过440被引入到立体声“入耳”扬声器。用户需要使用立体声头戴耳机以 便降低两耳中的环境噪音。如果人们选择使用立体声骨传导扬声器，则装置将通过440支 持它。410包括一个或多个骨传导麦克风，其能够是专用的骨传导麦克风或是也被用作 麦克风的骨传导扬声器。被适当放大的模拟信号被输入到440。420包括一个或多个麦克风(根据本发明的实施方式，其可能是用户插入到耳孔 的“入耳”麦克风，和/或扬声器或被用作麦克风的扬声器)。根据这种其中用户将这些扬 声器/麦克风插入到耳孔的本发明的实施方式，一般用于听远端用户的语音且其用于为远 端用户消除近处的环境噪音。被适当放大的模拟信号被输入到440。430包括一个或多个麦克风，例如移动电话用来拾取用户的语音的麦克风，被适当 放大的模拟信号被输入到440。对于远端用户和对于近端用户的噪音消除过程可通过以下等式来表示，假定我们 使用以下的3个输入1. “入耳”扬声器2.标准麦克风3.骨传导麦克风根据本发明的实施方式，处理器450用于估计s(n)和d (η)，其估计分别用及(η) 和J (η)表示。§ (η)是被传送到远端的信号。d (η)用于降低远端用户的耳孔内的噪音。依照本发明的实施方式，用户将使用立体声“入耳”头戴耳机以用于更加有效的消 除。图5示出了依照本发明的实施方式的处理器500以及相应的处理过程。处理器 500可被实现为处理器450、750和/或950的一部分，但是这不必一定是这样。相应的过 程可在方法100中实现。500的处理可用于消除近端用户的环境噪音。输出处理器300是 § ( η )md ( η )，那些信号被用作输入500。依照本发明的实施方式，滤波器505被用于处理信号，且可模仿耳孔中的信号的 效果。据此j (η)通过自适应滤波器W1 (ζ) 510。滤波器505可方便地被更新以使得W1 (Z) S (Z) - β (Ζ)，因此
M2 (η) = (η) *s (η) +P (η) *d (η) -β (η) (η)十η2 (η)如果々(η)*d (η) =β (η) (η),那么
M2 (η) = α (η) *s (η)+η2 (η)其意味着用户听不到环境噪音并只听到其自己的语音。如果用户想消除其自己的 声音，能够从那个信号中减去该声音。必须注意到如果用户使用立体声头戴耳机，他将听不到两耳中的环境噪音。如果 由于一些原因S(Z)在两耳中不相同的话。这个过程能够被执行两次，每耳一次。这个适应过程可通过计算在530中的ed (η)
ed (η) =M2 (η) - (η) (η)ed (η)被用于更新510。根据本发明的实施方式，语音指示器/检测器(像200或250)用于调整适应权重。为了改进W1 (ζ)的转换，适应输入j (η)通过S (ζ)的估计520被滤波。这个方法 在文献中已被熟知，并被称为FxLMS方法。人们可使用复杂的方案以减小环境噪音，见600。图6示出了依照本发明的实施方式的处理器600以及相应的处理过程。处理器 600可被实现为处理器450和/或950的一部分，但这不必一定是这样。相应的过程可在方 法1000中被实现。600的处理是与500相似的过程，只是带有改进在(n) (η)的估 计的额外循环。图7示出了依照本发明的实施方式的用于处理信号的系统700。如果仅使用两个 麦克风来代替3个麦克风，系统700可依照本发明的实施方式被实现为可用的低成本装置。 低成本装置由以下的麦克风组成1. “入耳”扬声器2.标准麦克风系统700执行例如有噪音的电话通话过程中的对远端和本地端的环境噪音的降 噪。框750是一般在移动电话中使用的带有存储器760的信号处理器例如DSP或ARM。DSP 通过接口 740接收两个麦克风信息。740由将信号数字化并将其输入到750的模数转换设 备组成，而且其由将从750发送的适当的语音信号传送到相关的扬声器的数模转换模块组 成。在750中，信号处理器如300和500中所描述的那样处理多信道麦克风，而仅用两个麦 克风。被降噪的信号被输入到770中，其中语音还通过数字调制解调器压缩并发送到远端 用户。720包括一个或多个“入耳”麦克风(依照本发明的实施方式，其可以是扬声器或 用户插入到耳孔的扬声器，其一般用于听远端用户语音或音乐)。根据本发明的实施方式， 这样的“入耳”扬声器可被用作麦克风以收集耳孔内的信号，以及我们通过这些扬声器为远 端用户引入消除信号。被适当放大的模拟信号被输入到740。730包括一个或多个标准麦克风，例如由移动电话用来拾取用户的语音的麦克风。 被适当放大的模拟信号被输入到740。对于远端用户和近端用户的噪音的消除过程能够由以下的等式表示，假定我们仅 使用以下的2个输入1. “入耳”扬声器2.标准麦克风
在标准的麦克风M1 (η)中检测的信号能够由下式描述M1 (n) = s (n)+d (η)+ (η)其中s (η)是由远端用户产生的语音d(n)是近端的环境噪音H1(Ii)是拾音设备的噪音由“入耳”扬声器(其可用作麦克风以拾取通过骨传播的用户的语音)检测的信 号^⑷遵守以下的等式M2 (η) = α (η) (η) + β (η) *d (η)+η2 (η)其中α (η)是语音在其通过骨传播期间所经过的滤波器，β (η)是增益或降低透 入耳孔的环境噪音的量的滤波器，以及H2是拾音设备的噪音。方便地，由于“入耳”扬声器堵塞耳孔的事实，由近端用户产生并通过骨传播的语 音信号受到将语音的低频增加15_20db的阻塞效应的影响。这意味着α >> 1。另外，“入耳”扬声器明显地阻塞了环境噪音，因此β (η) << 1。这与使用两个麦克风的标准系统不同。这个事实使我们具有优于标准的两个麦克 风装置好性能。图8示出了匪SE估计的曲线图800。曲线图800描绘了对于β = Odb、S/N(语 音对噪音)比为30dB、和S/D(语音对干扰)比为OdB的匪SE对比α的曲线。如所见，对 于α < 0db，MMSE在-30db的范围内，但是如果α > 3db，MMSE总是比α < Odb时小， 如果α接近20db，则MMSE接近_45db，其提供了与标准的方法相比明显的改进。必须注意到100、400、700、900、1100中描述的系统可用于标准的头戴耳机而代替 “入耳”扬声器，在这种情况下α和β的值是不同的，且消除过程不那么有效。根据本发明的实施方式，本发明公开了通过使用“入耳”扬声器、标准麦克风和骨 传导扬声器或麦克风的组合消除对于远端用户的环境噪音的装置。根据本发明的一方面，本发明公开了通过使用“入耳”扬声器、标准麦克风、和骨传 导扬声器或骨传导麦克风的组合消除对于远端用户和/或对于近端用户的环境噪音的装 置。根据本发明的一方面，本发明公开了通过使用带有或不带有置于耳内的内置麦克 风的“入耳”扬声器和标准的外部麦克风的组合消除对于远端用户的环境噪音的装置。根据本发明的一方面，本发明公开了通过使用带有或不带有置于耳内的内置麦克 风的“入耳”扬声器和标准的外部麦克风的组合以消除对于远端用户和/或对于近端用户 的环境噪音的装置。根据本发明的一方面，本发明公开了通过分析“入耳”语音信号检测到用户沉默的 检测器。根据本发明的一方面，本发明公开了通过分析由骨传导麦克风或骨传导扬声器检 测的语音而检测到的用户沉默的检测器。依照本发明的一些实施方式，该分析可通过计算 信号的能量或通过分析每个频带的功率幅度来实现。根据本发明的一方面，本发明公开了改变了噪音消除过程的适应参数的机制，且 其取决于近端用户是在说话还是处于沉默状态。
根据本发明的一方面，本发明公开了使用骨扬声器，使其同时作为麦克风和扬声
ο根据本发明的一方面，本发明公开了使用“入耳”扬声器，使其同时作为麦克风和
扬声器。参考本文所提供的本发明的方面，注意到在引用“入耳”麦克风的地方，本发明还 能够使用代替“入耳”扬声器的标准头戴扬声器以及本领域中已知的其他的扬声器来实现。方便地，在近端，用户能够决定他是否需要消除环境噪音d和其自己的语音。方便地，在近端，用户能够决定他是否仅需要消除环境噪音d的一部分。图9示出了依照本发明的实施方式的用于处理声音的系统900。注意到系统900 的不同实施方式可实现系统100、300、400、500和600的不同的实施方式，且系统900的不 同部件可实现这些系统的不同功能，或者这些系统的部件(类似部件中的任一个一例如， 代替处理器150的处理器950-或其他部件)的不同功能。而且注意到，根据本发明的若 干实施方式，即使未被明确详述，系统900可实现方法1000或本文所公开的其他方法。系统900包括处理器950，该处理器950设置为处理由第一麦克风在检测时刻检测 的第一输入信号、由第二麦克风在检测时刻检测到的第二输入信号，以及由骨传导麦克风 在检测时刻检测到的第三输入信号，以产生响应于第一、第二和第三输入信号的校正后的 信号。注意到，方便地，检测时刻是短长度的。参考其中数字信号被处理的实施方式，注 意到检测时刻可包括若干声音样本，且还可包括仅一个来自每个麦克风的样本。注意到系统900可包括或可不包括前述的麦克风，因为一个或多个麦克风可--通 过有线连接或无线连接一连接到系统900。例如，根据本发明的实施方式，第一麦克风可以 是作为系统900操作的蜂窝电话的常规麦克风，同时第二麦克风可以是插入到蜂窝电话的 头戴耳机的扬声器，同时骨传导麦克风可向蜂窝电话无线地发送信息。麦克风被标示为第一麦克风930、第二麦克风920和骨传导麦克风910。但是，如 以前所述，不一定任何麦克风都包括在系统900中，且特别地，一些麦克风方便地在处理器 950所在的系统900的包装物的外部。麦克风可通过一个或多个中间接口 940连接到处理 器950。中间接口可以预先处理或可不预先处理由任何麦克风提供的任何信号。注意到，根据本发明的不同实施方式，系统900可以是合并到具有其他功能的系 统(例如，蜂窝电话、PDA、计算机、车载系统、头盔，等等)中的独立系统，且可以是增强另一 个系统的功能的附加系统。系统900的部件和功能还可被分配在可彼此交互的两个或多个 系统之间。根据本发明的实施方式，系统900还包括存储器960，其可由处理器950利用(例 如，用于存储临时信息、可执行代表、校准值，等等)。系统900还包括通信接口 970，其设置为向外部系统提供校正后的信号。例如，外 部系统可以是另一个蜂窝电话(或更精确地，是蜂窝网络接入设备)、步话机、基于计算机 的电话软件、(例如专用的通信设备的)另一个芯片，等等。根据本发明的实施方式，第二输入信号由至少部分地置于用户的耳内的第二麦克 风检测。根据本发明的实施方式，第二输入信号响应于在耳孔内被修改的声音信号，以使得 声音信号的较低频率在耳孔中被放大。这样的修改可由例如阻塞引起。
对于助听设备，阻塞是被熟知的现象(也被称为阻塞效应)。在助听器中这个效应 降低了设备的性能[例如，Mark Ross, PhD 的"The iOcclusionEffect' -what it is, and what to do about it", Hearing Loss(Jan/Feb 2004)，http://www. hearinRresearch. orR/Pr. Ross/occlusion, html。根据本发明的实施方式，阻塞效应被用于改进由第二麦克 风检测的信噪比。为了解释阻塞效应，从上述参考文献中引用以下内容。“当一些物体(如不通气的耳模)完全填充耳孔的外部时发生阻塞效应。其作用 是将人自己声音的骨传导的声音振动限制在耳模末端和鼓膜之间的空间内。一般地，当人 们谈话(或咀嚼)时这些振动通过开放的耳孔逸出，并且人们没有意识到它们的存在。但 是当耳孔被耳模挡住时，振动被反射回到鼓膜并增加其自己声音的响度知觉。与完全开放 的耳孔相比，阻塞效应可在耳孔内增强20dB或更多的低频(通常在500Hz以下)声压。”根据本发明的实施方式，所使用的至少一个第二麦克风中的一个或多个是关闭用 户的耳中气孔(air canal)的“入耳”麦克风(其还可以是扬声器)，其产生了对用户说话 声音的阻塞效应。因此，根据本发明的实施方式，耳蜗接收从骨骼直接到达的声音和(由于 阻塞效应的)低频增强形式的声音叠加，其可以被轻微延迟。根据本发明的实施方式，检测 时刻足够长以使被延迟的版本被检测到。可选地，根据本发明的实施方式，处理器还设置为 处理由第二麦克风在被检测时刻之前的一个时刻所检测的经过的第二信号，以用于产生校 正后的信号。根据本发明的实施方式，第二麦克风也是用于向用户提供声音(其可由系统900 或另一个系统提供)的(例如，头戴耳机装置的)扬声器。根据本发明的这种实施方式，由 第二麦克风进行的检测和声音提供可至少部分地同时发生，或以交替的方式发生，这取决 于例如所使用的麦克风/扬声器的类型。根据本发明的实施方式，系统900还包括连接到处理器950的第二麦克风接口 (其可以是接口 940的一部分，但不必一定是这样)，用于从第二麦克风接收第二输入信号， 其中第二麦克风接口还用于向被用作第二麦克风的扬声器提供声音信号。根据本发明的实施方式，系统900还包括连接到处理器950的骨传导麦克风接口 (其可以是接口 940的一部分，但不必一定是这样)，用于从第三麦克风接收第三输入信号， 其中骨传导麦克风接口还用于向被用作骨传导麦克风的骨传导扬声器提供可骨传导的声 音信号。根据本发明的实施方式，第二麦克风被包括在堵塞耳孔以防止环境声音进入的耳 塞中。堵塞不一定是完全堵塞，而也可能是环境噪音的实质降低。而且，这种实质上的堵塞 对于在耳孔中反射声音信号是有用的，因此有助于阻塞。根据本发明的实施方式，处理器950还设置为通过对卷积i (H)=Il1 (η) *Μι (η) +h2 (η) *M2 (η) +h3 (η) *M3 (η)求和来确定关于检测时刻 η 的校正后的信号左(η),其中M1(Ii)代表检测时刻的第一输入信号，Μ2(η)代表检测时刻的 第二输入信号，M3(Ii)代表在检测时刻的第三输入信号，且hjri)、h2 (η)和、(11)是校准函 数。这样的实现方式结合例如图1到图6被讨论。根据本发明的实施方式，处理器950还设置为响应在检测时刻之前的一个过去时 刻对输入信号的处理而更新至少一个校准函数。这样的实现方式结合例如图1到图6被讨 论。
根据本发明的实施方式，处理器950设置为选择性地对于检测到用户说话的至少 一个过去时刻更新至少一个校准函数。这样的实现方式结合例如图1到图6被讨论。检测 说话时刻/帧结合例如图2A到图2B被讨论。注意到，处理器950(或系统900的其他处理器/语音检测器)可用于检测用户 说话。这可通过例如分析第一、第二和/或第三输入信号中的一个或多个输入信号的音 量的方式实现。根据本发明的实施方式，处理器950(或系统900的专用处理器)还设置 为通过分析第一、第二和第三输入信号中的至少一个输入信号中说话的频谱(speaking spectrum)的方式检测过去时刻的用户说话。注意到，人说话可通常由独特的频谱(和/或 节奏，或本领域中已知的其他参数)来表征，且这样的参数可用于确定人是否在说话。这还 可用于在用户说话和其他的背景通话之间进行区分。而且，注意到，处理器950(或专用的 处理器)可被训练为检测一个或多个个体用户说话。根据本发明的实施方式，处理器950设置为响应误差函数g (η)更新至少一个校 准函数，该误差函数g (η)关于检测时刻η的值由下式确定e (n) =7 (ri) (η) -M3 (η)其中 ( η )是H1 (ζ)、H2 (ζ)和H3(Z)的和，其中Hi(Z)是相应的校准函数Iii (η)的 Z变换。这样的实现方式结合例如图1到图6被讨论。根据本发明的实施方式，处理器950还设置为响应于均方误差函数J关于校准函 数hi (η)、误差函数6 (η)以及相应输入信号Mi (η)的偏导数而更新校准函数hi (η)。这样 的实现方式结合例如图1到图6被讨论。根据本发明的实施方式，处理器950还设置为处理由多个骨传导麦克风检测到的
声音信号。根据本发明的实施方式，移动通信设备(根据本发明的实施方式，特别是在其包 装物中)包括处理器950，该移动通信设备还包括第一麦克风。这样的设备可以是例如蜂窝 电话、蓝牙头戴耳机、有线头戴耳机，等等。根据本发明的实施方式，系统900包括第一麦克风930、其设置为转换气载声音信 号用于提供第一输入信号。根据本发明的实施方式，系统900包括第三麦克风910，其设置为转换来自用户骨 骼的骨载声音信号用于提供第三输入信号。根据本发明的实施方式，处理器950还设置为确定环境噪音估计信号(d (η)), 其中系统900还包括接口(未示出)用于向用户提供音频信号，该音频信号响应环境噪音 估计信号被处理用于降低对用户的环境噪音干扰。也就是说，用户可接收其中已降低了环 境噪音的干扰的(例如，用户的语音、另外一方的语音、mp3播放器，等等的)声音信号。这 样的实现方式结合例如图1到图6被讨论。注意到，如果第二麦克风也是扬声器，相同的接 口可用于向第二麦克风提供信号/从第二麦克风接收信号两种情况。根据本发明的实施方式，处理器950还设置为处理音频信号以响应环境噪音估计 信号，用于降低环境噪音对用户的干扰，其中音频信号的处理还响应于由系统的用户选择 的消除级别。根据本发明的实施方式，消除级别可属于环境噪音的消除(例如，用户可能希 望保留一些环境噪音)、用户说话的消除(例如，用户可能希望更多地接收他说话的回声)， 或者这两者。
根据本发明的实施方式，处理器950还设置为处理通过骨传导扬声器被提供给用 户的音频信号，以响应环境噪音信号和响应至少一个骨传导性相关的参数。这样的实现方 式结合例如图1到图6 (且尤其是结合图5和图6)被讨论。根据本发明的实施方式，处理器950还设置为更新自适应降噪滤波器W1(Z)，其被 处理器950使用以处理被提供给用户的音频信号，以响应第二输入信号，其中自适应降噪 滤波器W1 (ζ)对应于用户耳孔内的声音的估计音频转换。这样的实现方式结合例如图1到 图6(且尤其是结合图5和图6)被讨论。图10示出了依照本发明的实施方式的用于处理声音的方法1000。注意到方法 1000可由系统例如系统900(其可以是例如蜂窝电话)实现。即使未被明确地详述，系统 900以及系统100、300、400、500和600的不同的实施方式可由方法1000的相应的实施方式实现。方法1000可方便地以阶段1010、1020和1030开始，S卩，通过在检测时刻由第一麦 克风检测第一输入信号(1010)、在检测时刻由第二麦克风检测第二输入信号(1020)，以及 在检测时刻由骨传导麦克风检测第三声音信号(1030)。参考在先前的图中阐明的例子，阶 段1010可由第一麦克风930实现，阶段1020可由第二麦克风920实现，阶段1013可由骨 传导麦克风910实现。方法1000可方便地以由处理器接收第一、第二和第三输入信号的阶段1040开始。 参考先前的图中所阐明的例子，阶段1040可由处理器例如处理器950 (方便地，其是硬件处 理器和/或DSP处理器)实现。方法1000在阶段1050继续(或开始)，在该阶段1050中处理由第一麦克风在检 测时刻检测的第一输入信号、由第二麦克风在检测时刻检测的第二输入信号以及由骨传导 麦克风在检测时刻检测的第三输入信号，以产生响应于第一、第二和第三输入信号的校正 后的信号。参考先前的图中所阐明的例子，阶段1050可由处理器例如处理器950(方便地， 其可以是硬件处理器和/或DSP处理器)实现。在阶段1050后跟随向外部系统提供校正后的信号的阶段1060。参考先前的图中 所阐明的例子，阶段1060可由通信接口例如通信接口 970 (方便地，其是硬件通信接口)实 现。根据本发明的实施方式，处理响应于由至少部分地置于用户耳内的第二麦克风检 测到的第二输入信号。这样的实现方式结合例如图1到图6被讨论。根据本发明的实施方式，处理响应于由第二麦克风从在耳孔中被修改的声音信号 转换的第二输入信号，以使得声音信号的较低频率在耳孔中被放大。这样的实现方式结合 例如图1到图6被讨论。根据本发明的实施方式，处理响应于由被包括在耳塞中堵塞耳孔以防止环境声音 进入的第二麦克风所检测到的第二输入信号。这样的实现方式结合例如图1到图6被讨论。根据本发明的实施方式，处理包括通过对卷积i (Ii)=Ii1 (η) *Μι (η) +h2 (η) *M2 (η) +h3 (η) *M3 ( η)求和来确定关于检测时刻η的校正后的信号
5 (η),其中M1 (η)代表检测时刻的第一输入信号，M2(η)代表检测时刻的第二输入信号， M3(Ii)代表在检测时刻的第三输入信号，且Ii1 (n)、Ii2 (η)和Ii3(η)是校准函数。这样的实现 方式结合例如图1到图6被讨论。
根据本发明的实施方式，通过响应在检测时刻之前的一个过去时刻对输入信号的 处理而更新至少一个校准函数的方式在之前执行处理。这样的实现方式结合例如图1到图 6被讨论。根据本发明的实施方式，关于检测到用户说话的过去时刻，更新被选择性地实现。 这样的实现方式结合例如图1到图6被讨论。注意到，方法100还可包括检测用户说话。这可通过例如分析第一、第二和/或第 三输入信号中的一个或多个的音量来实现。根据本发明的实施方式，方法1000还包括通过 分析第一、第二和第三输入信号中的至少一个输入信号中说话的频谱来检测在过去时刻的 用户说话。注意到，人说话通常可用独特的频谱(和/或节奏，或本领域中已知的其他参 数)来表征，且这样的参数可用于确定人是否在说话。这还可用于在用户说话和其他的背 景通话之间进行区分。而且注意到，检测可响应关于检测一个或多个个体用户说话的训练 fn息ο根据本发明的实施方式，更新响应于误差函数S (η),关于检测时刻η的该误差函 m (η)的值被确定， ( η )是H1 (ζ)、H2 (Z)和H3(Z)的和，其中Hi (ζ)是相应的校准函数 比(η)的Z变换。这样的实现方式结合例如图1到图6被讨论。根据本发明的实施方式，校准函数的更新响应于关于校准函数Iii (η)、误差函数 S (η)以及各个输入信号Mi (η)的均方误差函数J的偏导数。根据本发明的实施方式，方法1000还包括向被用作第二麦克风的扬声器提供声 音信号。这样的实现方式结合例如图1到图6被讨论。根据本发明的实施方式，方法1000还包括向被用作骨传导麦克风的骨传导扬声 器提供可骨传导的声音信号。这样的实现方式结合例如图1到图6被讨论。根据本发明的实施方式，处理包括处理由多个骨传导麦克风检测的声音信号。这 样的实现方式结合例如图1到图6被讨论。根据本发明的实施方式，处理由被包括在还包括第一麦克风的移动通信设备中的 处理器实现。这样的实现方式结合例如图1到图6被讨论。根据本发明的实施方式，处理还包括确定环境噪音估计信号，且处理被提供给用 户的音频信号以响应环境噪音估计信号，用于降低对用户的环境噪音干扰。这样的实现方 式结合例如图1到图6被讨论。根据本发明的实施方式，被提供给用户用于降低环境噪音干扰的音频信号的处理 还响应于由系统的用户选择的消除级别。消除级别可属于例如环境噪音的消除(例如，用 户可能希望保留一些环境噪音)、用户说话的消除(例如，用户可能希望更多地接收他说话 的回声)，或者这两者。根据本发明的实施方式，方法1000还包括处理通过骨传导扬声器被提供给用户 的音频信号，以响应环境噪音估计信号并响应至少一个骨传导性相关的参数。这样的实现 方式结合例如图1到图6被讨论。根据本发明的实施方式，对被提供给用户用于降低环境噪音干扰的音频信号的处 理包括更新与用户的耳孔内声音的估计音频转换对应的自适应降噪滤波器W1(Z),以响应 第二输入信号。这样的实现方式结合例如图1到图6被讨论。图11示出了依照本发明的实施方式的用于处理声音的系统1100。注意到，系统1100的不同实施方式可实现系统700的不同实施方式，且系统1100的不同部件可实现系统 700或其部件(类似部件中的任一个一例如代替750的处理器1150-或其他部件)的不 同功能。而且注意到，根据本发明的若干实施方式，即使未被明确详述，系统1100可实现方 法1200或本文中所公开的其他方法。系统1100包括处理器1150，该处理器1150设置为处理由第一麦克风在检测时刻 检测到的第一输入信号，和处理由至少部分地置于用户耳内的第二麦克风在检测时刻检测 到的第二输入信号，以产生响应于第一和第二输入信号的校正后的信号。注意到，方便地，检测时刻是短长度的。参考其中数字信号被处理的实施方式，注 意到检测时刻可包括声音的若干样本，且还可包括仅一个来自每个麦克风的样本。注意到，系统1100可包括或可不包括前述的麦克风，因为一个或多个麦克风 可--通过有线连接或无线连接--连接到系统1100。例如，根据本发明的实施方式，第一麦 克风可以是作为系统1100操作的蜂窝电话的常规麦克风，同时第二麦克风可以是插入到 蜂窝电话的头戴耳机的扬声器。这样的实现方式结合例如图7被讨论。麦克风被标示为第一麦克风1130以及第二“入耳”麦克风1120。但是，如前所述， 不一定任何的麦克风都被包括在系统1100中，且特别地，一些麦克风方便地在处理器1150 所存在的系统1100的包装物的外部。麦克风可通过一个或多个中间接口 1140连接到处理 器1150。中间接口可预处理或可不预处理由任何麦克风提供的任何信号。注意到，根据本发明的不同实施方式，系统1100可以是合并到具有其他功能的系 统(例如，蜂窝电话、PDA、计算机、车载系统、头盔，等等)中的独立系统，且可以是增强另一 个系统的功能的附加系统。系统1100的部件和功能还可被分配在可彼此交互的两个或多 个系统之间。根据本发明的实施方式，系统1100还包括存储器1160、其可由处理器1150利用 (例如，用于存储临时信息、可执行代码、校准值，等等)。系统1100还包括通信接口 1170，其设置为向外部系统提供校正后的信号。例如， 外部系统可以是另一个蜂窝电话(或更精确地，是蜂窝网络接入设备)、步话机、基于计算 机的电话软件、(例如专用的通信设备的)另一个芯片，等等。方便地，第二输入信号由至少部分地置于用户耳内的第二麦克风检测。根据本发 明的实施方式，第二输入信号响应于在耳孔内被修改的声音信号，以使得声音信号的较低 频率在耳孔中被放大。这样的修改可由例如阻塞引起。这样的实现方式结合例如图7被讨 论。根据本发明的实施方式，所使用的至少一个第二麦克风中的一个或多个是关闭用 户耳中的气孔的“入耳”麦克风(其还可能是扬声器)，其产生了对用户说话声音的阻塞效 应。因此，根据本发明的实施方式，耳蜗接收从骨骼直接到达的声音和(由于阻塞效应的) 低频增强形式的声音叠加，其可以被轻微延迟。根据本发明的实施方式，检测时刻足够长以 使被延迟的版本被检测到。可选地，根据本发明的实施方式，处理器还设置为处理由第二 麦克风在被检测的时刻之前的一个时刻所检测的经过的第二信号，以用于产生校正后的信 号。这样的实现方式结合例如图7被讨论。根据本发明的实施方式，第二麦克风还是用于向用户提供声音(其可由系统1100 或另一个系统提供)的(例如头戴耳机装置)扬声器。根据本发明的这种实施方式，由第二麦克风进行的检测和声音提供可至少部分地同时发生，或以交替的方式发生，这取决于 例如所使用的麦克风/扬声器的类型。这样的实现方式结合例如图7被讨论。根据本发明的实施方式，系统1100还包括连接到处理器1150的第二麦克风接口 (其可以是接口 1140的一部分，但不必一定是这样)，用于从第二麦克风接收第二输入信 号，其中第二麦克风接口还用于向被用作第二麦克风的扬声器提供声音信号。这样的实现 方式结合例如图7被讨论。系统1100包括通信接口 1170，用于向外部系统提供校正后的信号。根据本发明的实施方式，第一输入信号和第二输入信号两者反映响应于用户语音 信号和环境噪音信号的信号的叠加，其中与第一声音信号相比，第二输入信号实质上较多 地响应于用户语音信号且实质上较少地响应于环境噪音信号。这样的实现方式结合例如图 7被讨论。根据本发明的实施方式，处理器1150还设置为确定环境噪音估计信号，其中系统 1100还包括用于向用户提供音频信号的接口，该音频信号被处理以响应环境噪音估计信 号，用于降低对用户的环境噪音干扰。这样的实现方式结合例如图7被讨论。图12示出了依照本发明的实施方式的用于处理声音的方法1200。注意到，方法 1200可由系统例如系统1100(其可以是例如蜂窝电话)实现。即使未被明确详述，系统700 和900的不同实施方式可由系统1000的相应实施方式实现。方便地，方法1200可以开始于由第一麦克风在检测时刻检测第一输入信号；和/ 或由第二麦克风在检测时刻检测第二输入信号。参考先前的图中阐明的例子，检测可由第 一或第二麦克风1130、1120中的至少一个麦克风实现。方便地，方法1200可继续由处理器接收第一和第二输入信号。参考先前的图中阐 明的例子，可由处理器例如处理器1150 (方便地，其是硬件处理器和/或DSP处理器)来实 现接收。方法1200继续进行(或开始于)阶段1250，在该阶段1250中处理由第一麦克风 在检测时刻检测的第一输入信号以及由至少部分地位于用户的耳内的第二麦克风在检测 时刻检测第二输入信号，以产生响应于第一、第二和第三输入信号的校正后信号。参考先前 的图中所阐明的例子，阶段1250可由处理器例如处理器1150(方便地，其可以是硬件处理 器和/或DSP处理器)实现。阶段1250后跟随向外部系统提供校正后的信号的阶段1260。参考先前图中阐明 的例子，阶段1250可由通信接口例如通信接口 1170(方便地，为硬件通信接口)实现。根据本发明的实施方式，阶段1250包括处理第一输入信号和第二输入信号，其中 第一输入信号和第二输入信号两者反映响应于用户语音信号和环境噪音信号的信号的叠 加，其中与第一声音信号相比，第二输入信号实质上较多地响应于用户语音信号且实质上 较少地响应于环境噪音信号。根据本发明的实施方式，阶段1250还包括确定环境噪音估计信号，以及处理被提 供给用户的声音信号以响应环境噪音估计信号，用于降低对用户的环境噪音干扰。虽然本文示出并描述了本发明的某些特征，本领域技术人员现可作出很多的修 改、替代、改变和等效形式。因此，应理解所附的权利要求意图覆盖落进本发明的真实精神 范围内的所有这样的修改和改变。
权利要求
1.一种用于处理声音的系统，所述系统包括处理器，该处理器设置为处理由第一麦克风在检测时刻检测到的第一输入信号、由第 二麦克风在所述检测时刻检测到的第二输入信号，以及由骨传导麦克风在所述检测时刻检 测到的第三输入信号，以产生响应于所述第一输入信号、所述第二输入信号和所述第三输 入信号的校正后的信号；以及通信接口，该通信接口设置为向外部系统提供所述校正后的信号。
2.如权利要求1所述的系统，其中所述第二输入信号由至少部分地置于用户的耳内的 所述第二麦克风检测。
3.如权利要求2所述的系统，其中所述第二输入信号响应于一声音信号，该声音信号 在耳孔内被修改，使得所述声音信号的较低频率在所述耳孔内被放大。
4.如权利要求2所述的系统，其中所述第二麦克风被包括在耳塞内，该耳塞堵塞所述 耳孔以防止环境声音进入。
5.如权利要求1所述的系统，其中所述处理器还设置为通过对卷积5 (n) =h! (η) hsM1 (η) + h2 (η) * M2 (η) + h3 (η) * M3 (η)求和来确定关 于检测时刻η的所述校正后的信号々(11)，其中礼(1!)代表在所述检测时刻的所述第一输 入信号，M2(n)代表在所述检测时刻的所述第二输入信号，M3(n)代表在所述检测时刻的所 述第三输入信号，且Ii1 (n)、Ii2 (η)和t!3(n)是校准函数。
6.如权利要求5所述的系统，其中所述处理器还设置为响应在所述检测时刻之前的一 过去时刻对输入信号的处理而更新至少一个校准函数。
7.如权利要求6所述的系统，其中所述处理器还设置为对于检测到用户说话的至少一 个过去时刻来选择性地更新所述至少一个校准函数。
8.如权利要求7所述的系统，其中所述处理器还设置为通过分析至少一个输入信号的 说话的频谱的方式检测所述过去时刻的用户说话。
9.如权利要求6所述的系统，其中所述处理器设置为响应误差函数g(n) 更新所述至少一个校准函数，该误差函数5 (η)关于所述检测时刻η的值由 e (η) -χ (η) (η) -M3 (η)确定，其中安(η )是氏(ζ)、Η2(ζ)和 H3(Z)的和，其中 Hi(Z)是相应的校准函数Iii (η)的Z变换。
10.如权利要求6所述的系统，其中所述处理器还设置为响应于均方误差函数J关于所 述校准函数Iii (η)、关于所述误差函数S (η)以及关于相应输入信号Mi (η)的偏导数而更新 校准函数Iii (η)。
11.如权利要求1所述的系统，还包括耦合到所述处理器的第二麦克风接口，用于从所 述第二麦克风接收所述第二输入信号，其中所述第二麦克风接口还用于向被用作所述第二 麦克风的扬声器提供声音信号。
12.如权利要求1所述的系统，还包括耦合到所述处理器的骨传导麦克风接口，用于从 所述第三麦克风接收所述第三输入信号，其中所述骨传导麦克风接口还用于向被用作所述 骨传导麦克风的骨传导扬声器提供可骨传导的声音信号。
13.如权利要求1所述的系统，其中所述处理器还设置为处理由多个骨传导麦克风检 测到的声音信号。
14.如权利要求1所述的系统，其中所述处理器被包括在一移动通信设备中，该移动通 信设备还包括所述第一麦克风。
15.如权利要求1所述的系统，还包括所述第一麦克风，该第一麦克风设置为转换气载 声音信号以提供所述第一输入信号。
16.如权利要求1所述的系统，还包括第三麦克风，该第三麦克风设置为转换来自用户 骨骼的骨载声音信号以提供所述第三输入信号。
17.如权利要求1所述的系统，其中所述处理器还设置为确定环境噪音估计信号，其中 所述系统还包括向用户提供音频信号的接口，所述音频信号响应于所述环境噪音估计信号 而被处理，用于降低对所述用户的环境噪音干扰。
18.如权利要求17所述的系统，其中所述处理器还设置为处理通过骨传导扬声器被提 供给所述用户的所述音频信号，以响应所述环境噪音估计信号以及响应至少一个骨传导性 相关的参数。
19.如权利要求17所述的系统，其中所述处理器还设置为响应于所述第二输入信号而 更新自适应降噪滤波器W1 (ζ)，该自适应降噪滤波器W1 (ζ)被所述处理器用于处理被提供给 所述用户的所述音频信号，其中所述自适应降噪滤波器W1 (ζ)对应于所述用户的耳孔内的 声音的估计的音频转换。
20.如权利要求17所述的系统，其中所述处理器还设置为处理音频信号，以响应所述 环境噪音信号，用于降低对所述用户的环境噪音干扰，其中对所述音频信号的处理还响应 于由所述系统的用户选择的消除级别。
21.一种用于处理声音的方法，所述方法包括处理由第一麦克风在检测时刻检测到的第一输入信号、由第二麦克风在所述检测时刻 检测到的第二输入信号，以及由骨传导麦克风在所述检测时刻检测到的第三输入信号，以 产生响应于所述第一输入信号、所述第二输入信号和所述第三输入信号的校正后的信号； 以及向外部系统提供所述校正后的信号。
22.如权利要求21所述的方法，其中所述处理响应于由至少部分地置于用户耳内的所 述第二麦克风检测到的所述第二输入信号。
23.如权利要求22所述的方法，其中所述处理响应于由所述第二麦克风从一声音信号 转换的所述第二输入信号，所述声音信号在所述耳孔内被修改，以使得所述声音信号的较 低频率在所述耳孔内被放大。
24.如权利要求22所述的方法，其中所述处理响应于由被包括在耳塞内的所述第二麦 克风检测到的所述第二输入信号，所述耳塞堵塞所述耳孔以防止环境声音进入。
25.如权利要求21所述的方法，其中所述处理包括通过对卷积左(η) =hi (η) *Mj (η) +h2 (η) *M2 (η) +h3 (η) *M3 ( η)求和来确定关于检测时 刻η的所述校正后的信号左(η),其中Μ 代表在所述检测时刻的所述第一输入信号， Μ2(η)代表在所述检测时刻的所述第二输入信号，Μ3(η)代表在所述检测时刻的所述第三输 入信号，且Ii1 (n)、Il2 (η)和t!3(n)是校准函数。
26.如权利要求25所述的方法，其中所述处理后于通过响应在所述检测时刻之前的一 个过去时刻对输入信号的处理而更新至少一个校准函数。
27.如权利要求沈所述的方法，其中所述更新对于检测到用户说话的过去时刻被选择 性地实现。
28.如权利要求27所述的方法，还包括通过分析至少一个输入信号的说话的频谱来检 测所述过去时刻的用户说话。
29.如权利要求沈所述的方法，其中所述更新响应于误差函数3(η),该误差函数 e (η)关于所述检测时刻η的值由(η) (η) (η) -Μ3(η)确定，其中玄(η)是H1(Z)^2 (ζ)和H3(Z)的和，其中Hi(Z)是相应的校准函数Iii (η)的Z变换。
30.如权利要求沈所述的方法，其中对校准函数Iii(η)的所述更新响应于均方误差函 数J关于所述校准函数Iii (η)、关于所述误差函数e~ (η)以及关于各个输入信号Mi (η)的偏导数。
31.如权利要求21所述的方法，还包括向被用作所述第二麦克风的扬声器提供声音信号。
32.如权利要求21所述的方法，还包括向被用作所述骨传导麦克风的骨传导扬声器提 供可骨传导的声音信号。
33.如权利要求21所述的方法，其中所述处理包括处理通过多个骨传导麦克风检测到的声音信号。
34.如权利要求21所述的方法，其中所述处理由被包括在移动通信设备中的处理器实 现，该移动通信设备还包括所述第一麦克风。
35.如权利要求21所述的方法，其中所述处理还包括确定环境噪音估计信号，以及处 理被提供给所述用户的音频信号以响应所述环境噪音估计信号，用于降低对所述用户的环 境噪音干扰。
36.如权利要求35所述的方法，还包括处理通过骨传导扬声器被提供给所述用户的音 频信号，以响应所述环境噪音估计信号以及响应至少一个骨传导性相关的参数。
37.如权利要求35所述的方法，其中处理被提供给所述用户的音频信号用于降低环境 噪音干扰的步骤包括响应于所述第二输入信号而更新自适应降噪滤波器W1 (ζ)，该自适应 降噪滤波器Wl (ζ)对应于所述用户的耳孔内的声音的估计的音频转换。
38.如权利要求35所述的方法，其中处理被提供给所述用户的音频信号用于降低环境 噪音干扰的步骤还响应于由所述系统的用户选择的消除级别。
39.一种用于处理声音的系统，所述系统包括处理器，该处理器设置为处理由第一麦克风在检测时刻检测到的第一输入信号，以及 由至少部分地置于用户的耳内的第二麦克风在所述检测时刻检测到的第二输入信号，以产 生响应于所述第一输入信号和所述第二输入信号的校正后的信号；以及 通信接口，该通信接口用于向外部系统提供所述校正后的信号。
40.如权利要求39所述的系统，其中所述第一输入信号和所述第二输入信号两者反映 响应于用户语音信号和环境噪音信号的信号的叠加，其中与所述第一声音信号相比，所述 第二输入信号实质上较多地响应于所述用户语音信号且实质上较少地响应于所述环境噪 音信号。
41.如权利要求39所述的系统，其中所述处理器还设置为确定环境噪音估计信号，其 中所述系统还包括用于向所述用户提供音频信号的接口，所述音频信号响应所述环境噪音估计信号而被处理，用于降低对所述用户的环境噪音干扰。
42.一种用于处理声音的方法，所述方法包括处理由第一麦克风在检测时刻检测到的第一输入信号，以及由至少部分地置于用户的 耳内的第二麦克风在所述检测时刻检测到的第二输入信号，以产生响应于所述第一输入信 号和所述第二输入信号的校正后的信号；以及向外部系统提供所述校正后的信号。
43.如权利要求42所述的方法，其中所述处理包括处理所述第一输入信号和所述第二 输入信号，其中所述第一输入信号和所述第二输入信号两者反映响应于用户语音信号和环 境噪音信号的信号的叠加，其中与所述第一声音信号相比，所述第二输入信号实质上较多 地响应于所述用户语音信号且较少地响应于所述环境噪音信号。
44.如权利要求42所述的方法，其中所述处理还包括确定环境噪音估计信号，以及处 理被提供给所述用户的音频信号，以响应所述环境噪音估计信号，用于降低对所述用户的 环境噪音干扰。
全文摘要
一种用于处理声音的系统，所述系统包括(a)处理器，设置为处理由第一麦克风在检测时刻检测到的第一输入信号、由第二麦克风在检测时刻检测到的第二输入信号，以及由骨传导麦克风在检测时刻检测到的第三输入信号，以产生响应于第一、第二和第三输入信号的校正后的信号；以及(b)通信接口，其设置为向外部系统提供校正后的信号。
文档编号H04R25/00GK102084668SQ200980121447
公开日2011年6月1日 申请日期2009年5月24日 优先权日2008年5月22日
发明者乌里·耶胡达, 阿里·海曼 申请人:伯恩同通信有限公司