用移动平台进行的可变波束成形的制作方法
【专利说明】用移动平台进行的可变波束成形
[0001]本发明专利申请是国际申请号为PCT/US2012/021340，国际申请日为2012年1月13日，进入中国国家阶段的申请号为201280005335.1，名称为“用移动平台进行的可变波束成形”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
[0002]本申请涉及用移动平台进行的可变波束成形。
【背景技术】
[0003]诸如膝上型计算机、桌面计算机之类的当前计算机以及智能电话和平板计算机不具有容易地加入除了呼叫中的主用户之外的人员(若其他人位于房间中的不同位置处)的能力，即使在该设备包括定向话筒或话筒阵列的情况下亦是如此。简单地放大房间中的所有声源通常会产生大量不希望的背景噪声。希望参与电话或视频电话呼叫的个人通常被要求物理地移动并且坐在话筒附近或者相机前面。因此，可能坐着的或者舒适地休息的、但是希望在呼叫上说几句话的人被迫移动靠近话筒和/或相机或者将不能清楚地听见或看见。
[0004]虽然使用话筒阵列的波束成形技术是已知的(诸如高噪声抑制技术)并且能够在语音呼叫(网际协议上语音(V0IP)等)期间减少分心的环境噪声和比特率要求，但是这些技术一般依赖基于若干基于时间、空间、频率和振幅的线索来尝试标识单个说话者的波束转向算法，该算法会在说话者之间快速切换期间导致衰减并且阻止诸如所描述的这种多个说话者情景。另外，在较差的信噪比(SNR)状况下，抵达方向标识任务会变得困难，从而导致语音消声、背景噪声调制和其他假象。另外，在诸如计算机平板电脑或智能电话之类的移动设备的情况下，设备有可能在通话期间移动，从而使抵达方向标识任务甚至变得更加困难。
[0005]因此，开发一种系统以使得用户能够以最小的努力将房间中的其他人加入在电话或视频电话通话(或其他此类应用)中将是有益的。
【发明内容】
[0006]—种移动平台包括话筒阵列并且实现波束成形以放大或抑制来自声源方向的音频信息。该移动平台进一步包括被用于检测移动平台的移动的取向传感器，该移动被用于在移动平台关于声源移动时调整波束成形以继续放大或抑制来自声源方向的音频信息。声源方向可通过用户输入来提供。例如，移动平台可指向声源以标识声源方向。补充地或替换地，声源的位置可使用话筒阵列来标识并向用户显示。用户可随后使用例如触摸屏显示器来标识声源方向。当移动平台关于声源移动时，取向传感器检测该移动。波束成形被实现的方向可随后基于移动平台的如由取向传感器检测的测得移动来调整。因此，可在期望的声源方向上连续地实现波束成形，而不管移动平台关于声源的移动。来自相机的图像或视频可类似地基于来自取向传感器的数据来控制。
【附图说明】
[0007]图1A和1B分别解说了移动平台的正面和背面。
[0008]图2A和2B解说了具有关于两个声源的不同取向而同时连续地实现关于这两个声源的波束成形的移动平台。
[0009]图2C解说了执行波束成形而不补偿移动平台关于声源的移动的移动平台。
[0010]图3解说了在移动平台关于声源移动时实现波束成形的流程图。
[0011]图4A、4B和4C解说了通过将移动平台指向声源来指示声源方向。
[0012]图5解说了使用触摸屏显示器上的图形用户界面来指示声源方向。
[0013]图6解说了诸如图1中所解说的话筒阵列的音频响应与方向的关系。
[0014]图7解说了响应于移动平台关于声源的移动而控制相机。
[0015]图8解说了能够基于来自取向传感器的数据来调整执行波束成形的方向的移动平台的框图。
【具体实施方式】
[0016]图1A和1B分别解说了移动平台100的正面和背面，该移动平台100可以是诸如蜂窝电话、智能电话、平板计算机、或可以具有电话或视频电话能力的其他无线通信设备之类的任何便携式电子设备。移动平台100包括外壳101、可以是触摸屏显示器的显示器102、以及耳机扬声器104和两个扩音器106L和106R。移动平台100还包括话筒108A、108B、108C、108D和108E的阵列(有时统称为话筒阵列108)以及连接至话筒阵列108的波束成形系统(例如，话筒阵列控制器192)，该波束成形系统可实现波束成形以抑制或放大来自特定方向的声音。在美国专利申请序列号12/605，158和12/796,566中描述了波束成形，这两个申请已转让给本申请受让人并且由此通过援引全部纳入于此。话筒可以例如是压电式微机电系统(MEMS)类型话筒。移动平台100还包括取向传感器110，诸如与3轴陀螺仪和/或数字罗盘耦合的3轴加速计。使用取向传感器，移动平台100可在其关于声源移动时使所形成的波束转向以放大或抑制声源。所形成的抑制(即，拒绝)声源的波束有时可被称为空波束，而放大声源的波束有时在本文中可被简称为波束。然而，应当理解，除非另外专门指出，术语“波束”和“波束成形”既可被用于表示放大，也可被用于表示抑制(即，“空波束”和“空波束成形”)。
[0017]移动平台100还可包括无线收发机112和一个或多个相机，诸如移动平台100的正面上的相机114和移动平台100的背面上的相机116(图1B中示出)。应当理解，若希望，则可改变个体元件的精确位置和数目。例如，话筒阵列108可包括附加的或较少的话筒，这些话筒可定位在移动平台100的不同位置处，诸如外壳101的侧面上。
[0018]如本文中所使用的，移动平台是指任何便携式电子设备，诸如，蜂窝电话、智能电话、平板计算机、或其他无线通信设备、个人通信系统(PCS)设备、个人导航设备(PND)、个人信息管理器(PM)、个人数字助理(PDA)、或者其他合适的移动设备。移动平台可以能够传送和接收无线通信。术语“移动平台”还旨在包括诸如藉由短程无线、红外、有线连接、或其他连接与个人导航设备(PND)通信的设备，不管卫星信号接收、辅助数据接收、和/或与位置有关的处理是发生在该设备处还是在PND处。另外，“移动平台”旨在包括所有能够(诸如经由因特网、W1-F1、或其它网络)与服务器通信的设备，包括无线通信设备、计算机等，而不管卫星信号接收、辅助数据接收、和/或与位置有关的处理是发生在该设备处、服务器处、还是与网络相关联的另一设备处。以上的任何可操作的组合也被认为是“移动平台”。
[0019]另外，移动平台100可经由收发机112诸如通过蜂窝塔台和从无线通信接入点接入任何无线通信网络(诸如无线广域网(WWAN)、无线局域网(WLAN)、无线个域网(WPAN)等或其任何组合)。术语“网络”和“系统”常被可互换地使用。WWAN可以是码分多址(CDMA)网络、时分多址(TDMA)网络、频分多址(FDMA)网络、正交频分多址(0FDMA)网络、单载波频分多址(SC-FDMA)网络、长期演进(LTE)等等。CDMA网络可实现诸如cdma2000、宽带CDMA(W-CDMA)等一种或多种无线电接入技术(RAT)。cdma2000包括IS-95、IS-2000和IS-856标准。TDMA网络可实现全球移动通信系统(GSM)、数字高级移动电话系统(D-AMPS)、或其它某种RAT。GSM和W-CDMA在来自名为“第三代伙伴项目”(3GPP)的联盟的文献中描述。Cdma2000在来自名为“第三代伙伴项目2”(3GPP2)的联