[发明专利]组合话筒和耳机的音频头戴式耳机

说明书

技术领域

本发明涉及组合的话筒和耳机类型的音频头戴式耳机，特别是用于“免提”电话系统的且具有用于对近旁语音信号降噪的装置。

背景技术

这样的头戴式耳机除了还有听取来自该头戴式耳机所连接的设备的音频源(如，音乐)，还可被特别用于诸如“免提”电话功能之类的通信功能。

在通信功能中，其中一个困难是确保耳机所获取的信号(即，代表近旁讲话者(头戴式耳机的佩戴者)的语音的信号)能充分易于理解。

头戴式耳机可被用在噪杂的环境中(地铁、繁忙的街道、列车等)，从而话筒不仅获取来自头戴式耳机的佩戴者的语音，还获取了来自周围环境的干扰噪声。

可通过头戴式耳机保护佩戴者免于这些噪声干扰，特别如果该头戴式耳机是包含将耳朵与外界隔离的封闭式耳机的类型的话，且如果该头戴式耳机被设置有“有源噪声控制”的话更是如此。反之，远处聆听者(如，位于通信频道另一端的那一方)将忍受由话筒所获取的干扰噪声，这些噪声重叠在来自近旁讲话者(头戴式耳机的佩戴者)的语音信号上并干扰该语音信号。

特别地，对于理解发音至为重要的特定语音峰段经常被淹没在日常环境中通常会遇到的噪声分量中，这些分量的大部分集中在低频处。

发明内容

在这样的境况下，本发明的主要问题是提供有效的噪声降低，能使所传递给远处讲话者的发音信号真正代表了近旁讲话者所发出的语音，该信号已经被从中去除了来自存在于近旁讲话者环境中的外部噪声的干扰分量。

这个问题的一个重要方面是需要回放自然且易于理解的语音信号，即，没有被扭曲且具有没有由降噪处理削减的频率范围的信号。

本发明所基于的理念之一在于通过施加在头戴式耳机佩戴者的脸颊或鬓角上的生理学传感器的方式来获取特定的发音振动，从而得到与语音内容相关的新的信息。然后使用这个信息来降噪以及还用于下面所述的各种辅助功能，特别是用于计算动态过滤器的截止频率。

当人正在发出发音声(即，产生伴有声带振动的语音分量)时，变化从声带传递至咽、口和鼻腔，在此处其被调制、放大、以及清楚地表达。口、软腭、咽、窦、以及鼻腔形成发音声的共振箱，且由于上述器官壁是柔性的，它们依序振动且这个振动由内骨导传输且从脸颊和鬓角可察觉到。

通过其特别性质，来自脸颊和来自鬓角的这样的发音振动表现出由来自周围的噪声基本无法破坏的特性：在外部噪声存在时，脸颊或鬓角的组织基本不振动，且无论外部噪声的频谱组成如何皆是如此。

本发明取决于通过直接施加到脸颊或鬓角的生理学传感器而获取这样的发音振动的概率。自然，以此方式被获取的信号没有合适地发出“语音”，因为语音并非仅由发音声组成(假设语音包括不是源于声带的分量)：例如，来自喉咙且从口产生的声音具有的频率内容更为丰富。进一步，内骨导和通过皮肤的通道具有过滤特定发音分量的效果。

无论如何，信号真正代表所发音的发音内容，且可被有效地用于降低噪声和/或用于各种其他功能。

进一步，由于作为传播直到鬓角的振动的结果而发生的过滤，由生理学传感器所获取的信号仅对于低频是有用的。然而，一般在日常环境(街道、地铁、列车...)中所遇到的噪声大部分被集中在低频，所以对于降噪方面，拥有一款传递自然地没有源自噪声的干扰分量的低频信号(这对于常规话筒而言是不可能的)的可用的生理学传感器，是有相当优势的。

更准确地，本发明提出通过使用组合的话筒和耳机的头戴式耳机来执行对近旁语音信号的降噪，该头戴式耳机包含：以常规方式由头带连接在一起的听筒，且每一个听筒具有容纳于被提供有围绕耳朵的垫片的外壳中用于音频信号的声音再现的转换器，以及适于获取头戴式耳机的佩戴者的语音的至少一个话筒。

本发明的特定方式中，这个组合话筒和耳机的头戴式耳机包括用于对由头戴式耳机的佩戴者发出的邻近语音信号进行降噪的装置，该装置包括：结合在围绕耳朵的垫片中且位于其中适于与头戴式耳机的佩戴者的脸颊或鬓角相接触的区域中的生理学传感器，从而生理学传感器被耦合至脸颊或鬓角，并获取由内骨导传输的非声学发音振动，该生理学传感器传递第一语音信号；话筒组，包括适于获取由空气从头戴式耳机佩戴者的口发出的声学发音振动的话筒(多个)，这个话筒组传递第二语音信号；用于降噪第二语音信号的装置；以及用于组合该第一和第二语音信号的混合并输出代表头戴式耳机佩戴者发出的语音的第三语音信号的混合装置。