[发明专利]在掩蔽语音区域中掩蔽再现语音的语音再现设备

说明书

本发明涉及一种用于基于接收的语音信号再现语音的语音再现设备，使得再现的语音在清晰语音区域中是可理解的，而在掩蔽语音区域中是不可理解的，该语音再现系统包括：音频处理模块，配置为接收语音信号；语音扬声器集合，配置为基于一个或多个语音扬声器信号再现语音；和掩蔽声音扬声器集合，配置为基于一个或多个掩蔽声音扬声器信号产生掩蔽声音，其中所述掩蔽声音在所述掩蔽语音区域中掩蔽所述语音；其中所述音频处理模块包括配置为基于所述语音信号的频谱和/或时间特性产生一个或多个分析信号的语音信号分析模块；其中所述音频处理模块包括配置为基于一个或多个分析信号产生一个或多个掩蔽声音信号的掩蔽声音发生器。

技术领域

本发明涉及语音再现和再现语音的掩蔽。背景技术

背景技术

不同的情形提出了语音掩蔽的应用，以下给出三个示例：

1.共享的办公空间，每个员工在理解其他人的会话时，可能会从其分配的任务中分散注意力，而无论这些会话是经由电话还是直接进行。在这种情况下，语音掩蔽系统可以通过抑制语音理解来增加工作的舒适度。此外，可能需要保持会话内容保密(即，增加语音私密性)，语音掩蔽系统显然可以有助于实现这一点。

2.车内场景，一个人在进行可能要保密的会话，而同时在车厢内有代驾驾驶员，而两者之间没有物理屏障。在这种情况下，主要目标应当是保持会话的保密性，而驾驶员的舒适性则不那么重要，只要他不分散注意力。

3.诊室，经常有允许与接待员进行免提通信的设备。在紧急情况下：接待员可能需要提及与使用该设备的患者有关的详细信息，而同时另一位患者正在接受治疗。在这种情况下，可以使用语音掩蔽系统来确保保密性。接受治疗的患者可能接受这种掩蔽，因为他们期望医生对他们自身的绝对保密。

用于增加工作舒适度的语音掩蔽系统是本领域公知的。然而，这样的系统对提供语音私密性是低效的。大多数已知系统主要是为了提高工作舒适度，但是语音私密性被认为是次要的。

当仅考虑由电信设备再现的声场时，也可以通过波束成形或多区域再现将再现限制到清晰语音区域。然而，除了需要大量的必要扬声器之外，这种系统永远不会实现实现足够级别的语音私密性，这是因为在掩蔽语音区域中实现的绝对声压级仍然远在人类听力阈值之上。主动噪声消除/控制方法同样如此，可能不仅消除任何再现的信号，还消除本地人类讲话者。此外，这些技术需要使用可能的多个麦克风，并且必要的自适应滤波是已知具有挑战性的任务[4]。最终，主动噪声控制仅成功地用于低频声源或简单场景，如通风管道[4]。

广泛使用的方法是产生不能与语音(被掩蔽方)区分(即，在感知上分离)的掩蔽声音(掩蔽器)，使得在存在掩蔽声音的同时抑制对语音的理解。术语声音掩蔽通常用于这样的系统，这是因为通常在特定区域中播放某种掩蔽器声音。一种方法是再现类似空调的背景噪声。该噪音覆盖了语音，并有助于使其呈现为不可理解。虽然可以通过播放非常大声的掩蔽声音来实现这种掩蔽，但是声音掩蔽技术意在以尽可能低的声级使用适当的掩蔽器。

通常使用白噪声或粉红噪声，在低播放级别下白噪声或粉红噪声对于掩蔽语音不能非常高效地达到可以实现语音私密性的程度。下面总结先前提出的增强感应噪声的掩蔽效果的方法。

在文献[12]中，作者引述了具有不明显的特性和频谱的声音(例如风或波浪声)适合实现语音私密性。该文档还陈述，如果收听者能够定位声音的起源位置则声音就会更具侵入性。已经发现掩蔽噪声的均匀不可定位分布在一些场景下是有利的。因此，[12]提出使用多个去相关噪声源来产生漫射、均匀、离域的声音空间。

已经发现，如果掩蔽声音的级别对应于例如周围环境特性或者应该被掩蔽的讲话者语音的级别自适应地变化(参见例如[10]，[5])，则是有利的。此外，除了级别自适应之外，掩蔽器的谱特性的自动适应已知是有益的(参见例如[11]，[5])。[6]在这方面提出：自适应声音掩蔽系统和方法将不期望的声音分成时间块并估计频谱和功率级，并且连续地产生具有匹配的频谱和功率级的白噪声以掩蔽不期望的声音。