仿生听力耳麦的制作方法
【技术领域】
[0001] 本申请涉及一种仿生听力耳麦，其增强外部源的定向声，同时抑制扩散声。
【背景技术】
[0002] 仿生听力涉及被设计来增强对音乐与语音的感知的电子设备。常见的仿生听力设 备包括人工耳蜗、助听器和向听力受损的人提供听觉的其它设备。目前，许多耳机包括抗噪 特征，其阻挡或抑制对用户收听从连接到耳机的外部设备播放的音频的注意力或能力具有 破坏性的外部噪音。这些抗噪特征通常抑制所有的外部声，其包括扩散声和定向声二者）， 并且还有效帮助听力受损的耳机佩戴者。
【发明内容】
[0003] 本公开的一个或多个实施方案涉及一种包括一对耳机的耳麦，所述耳机对包括具 有左扬声器的左耳机和具有右扬声器的右耳机。所述麦克风阵列对可包括与左耳机整合的 左麦克风阵列和与右耳机整合的右麦克风阵列。所述麦克风阵列对中的每个可至少包括用 于从外部源接收外部音频的前麦克风和后麦克风。所述耳麦还可包括被配置来接收与外部 音频相关联的左和右麦克风阵列信号的数字信号处理器。数字信号处理器还可被配置来： 从左和右麦克风阵列信号中的每个产生定向信号对；抑制来自所述定向信号对的扩散声； 将头部相关传输函数（HRTF)对的参数化模型应用到每一对定向信号；以及使来自HRTF对 中的每一对的HTRF输出信号相加，以产生左耳机输出信号和右耳机输出信号。
[0004] 所述耳机对可重播来自电子音频源的音频内容。每一对定向信号可包括前和后指 向的波束信号。数字信号处理器可使用共同掩码将降噪应用到定向信号对，以抑制不相关 的信号分量。
[0005] 左麦克风阵列信号可至少包括左前麦克风信号矢量和左后麦克风信号矢量。此 外，数字信号处理器可从左前和左后麦克风信号矢量计算左心型信号对。进一步地，数字信 号处理器可基于左心型信号对和左麦克风阵列信号计算实值的时间相关和频率相关的掩 码，并且将时间相关和频率相关的掩码乘以相应的左前和左后麦克风信号矢量，以获取左 前和左后指向的波束信号。
[0006] 右麦克风阵列信号至少包括右前麦克风信号矢量和右后麦克风信号矢量。此外， 数字信号可从右前和右后麦克风信号矢量计算右心型信号对。进一步地，数字信号处理器 可基于右心型信号对和右麦克风阵列信号计算实值的时间相关和频率相关的掩码，并且将 时间相关和频率相关的掩码乘以相应的右如和右后麦克风彳目号矢量，以获取右如和右后指 向的波束信号。
[0007] 本公开的一个或多个额外实施方案涉及一种用于增强来自耳麦外部的音频源的 定向声的方法。耳麦可包括具有左麦克风阵列的左耳机和具有右麦克风阵列的右耳机。所 述方法可包括接收与外部音频源对应的一对麦克风阵列信号。所述麦克风阵列信号对可包 括左麦克风阵列信号和右麦克风阵列信号。所述方法还可包括：从所述麦克风阵列信号对 中的每个产生定向信号对，以及抑制来自定向信号对的扩散信号分量。所述方法还可包括 将头部相关传输函数（HRTF)对的参数化模型应用到每对定向信号，并且使来自HRTF对中 的每一对的HTRF输出信号相加，以产生左耳机输出信号和右耳机输出信号。
[0008] 抑制来自定向信号对的扩散信号分量可包括：使用共同掩码将降噪应用到定向信 号对来抑制不相关的信号分量。
[0009] 左麦克风阵列信号可至少包括左前麦克风信号矢量和左后麦克风信号矢量。从 左麦克风阵列信号产生定向信号对可包括：从左前和左后麦克风信号矢量计算左心型信号 对。其还可包括：基于所述左心型信号对和左麦克风阵列信号来计算实值的时间相关和 频率相关的掩码；以及将时间相关和频率相关的掩码乘以相应的左如和左后麦克风彳目号矢 量，以获取左前和左后指向的波束信号。
[0010] 右麦克风阵列信号可至少包括右前麦克风信号矢量和右后麦克风信号矢量。从 右麦克风阵列信号产生定向信号对可包括：从右前和右后麦克风信号矢量计算右心型信号 对。其还可包括：基于所述右心型信号对和右麦克风阵列信号来计算实值的时间相关和 频率相关的掩码；以及将时间相关和频率相关的掩码乘以相应的右如和右后麦克风彳目号矢 量，以获取右前和右后指向的波束信号。
[0011] 抑制来自定向信号对的扩散信号分量可包括：使用共同掩码将降噪应用到定向信 号对来抑制不相关的信号分量。
[0012] 本公开的再一个或多个额外实施方案涉及一种用于增强来自耳麦外部的音频源 的定向声的方法。耳麦可包括具有左麦克风阵列的左耳机和具有右麦克风阵列的右耳机。 每个麦克风阵列可至少包括前麦克风和后麦克风。对于每个麦克风阵列，所述方法可包括 接收与外部音频源对应的麦克风阵列信号。所述麦克风阵列信号可至少包括与前麦克风对 应的前麦克风信号矢量和与后麦克风对应的后麦克风信号矢量。所述方法还可包括：从所 述前和后麦克风信号矢量计算朝前指向的波束信号和朝后指向的波束信号；以及将降噪掩 码应用到朝前指向和朝后指向的波束信号，以抑制不相关的信号分量并获取降噪的朝前指 向的波束信号和降噪的朝后指向的波束信号。所述方法还可包括：将前头部相关传输函数 (HRTF)对应用到降噪的朝前指向的波束信号，以获取前直接的HRTF输出信号和前非直接 的HRTF输出信号；以及将后HRTF对应用到降噪的朝后指向的波束信号，以获取后直接的 HRTF输出信号和后非直接的HRTF输出信号。进一步地，所述方法可包括：使前直接的HRTF 输出信号和后直接的HRTF输出信号相加，以获取第一耳机信号的至少一部分；以及使前非 直接的HRTF输出信号和后非直接的HRTF输出信号相加，以获取第二耳机信号的至少一部 分。
[0013] 所述方法还可包括：使与左麦克风阵列相关联的第一耳机信号和与右麦克风阵列 相关联的第二耳机信号相加，以形成左耳机输出信号；以及使与右麦克风阵列相关联的第 一耳机信号和与左麦克风阵列相关联的第二耳机信号相加，以形成右耳机输出信号。
[0014] 从所述前和后麦克风信号矢量计算朝前指向的波束信号和朝后指向的波束信号 可包括：从所述前和后麦克风信号矢量计算心型信号对。其还可包括：基于所述心型信号 对和麦克风阵列信号来计算实值的时间相关和频率相关的掩码；以及将时间相关和频率 相关的掩码乘以相应的前和后麦克风信号矢量，以获取朝前指向和朝后指向的指向波束信 号。
[0015] 所述时间相关和频率相关的掩码可被计算为通过时间平均法计算出的前和后麦 克风信号矢量的标准化交叉谱密度的绝对值。此外，还可使用非线性映射来修改时间相关 和频率相关的掩码以缩小或加大朝前指向和朝后指向的波束信号。
【附图说明】
[0016] 图1是根据本公开的一个或多个实施方案的示出由人佩戴的示例性仿生听力耳 麦的环境视图；
[0017] 图2是根据本公开的一个或多个实施方案的仿生听力耳麦的简化示例性示意图；
[0018] 图3是根据本公开的一个或多个实施方案的示例性信号处理框图；
[0019] 图4是根据本公开的一个或多个实施方案的另一示例性信号处理框图；
[0020] 图5是根据本公开的一个或多个实施方案的麦克风阵列信号处理方法的简化示 例性处理流程图；
[0021] 图6是根据本公开的一个或多个实施方案的麦克风阵列信号处理方法的另一简 化示例性处理流程图。
【具体实施方式】
[0022] 在以下【具体实施方式】中，参考形成其部分的附图。在图示中，类似的符号通常识别 类似的组件，除非文中另有明确指定。图示中示出的将实例划分为功能块、模块或单元不被 理解为指示这些功能块、模块或单元必须被实施为物理上独立的单元。示出或描述的功能 块、模块或单元被实施为独立的单元、电路、芯片、功能、模块或电路元件。一个或多个功能 块或单元还可在共同电路、芯片、电路元件或单元中实施。
[0023] 在【具体实施方式】、图示和权利要求书中描述的说明性实施方案并不意图限制。在 不脱离本文呈现的主题的精神或范围的情况下，可利用其它实施方案，且可做出其它改变。 将容易理解，如在本文中一