[发明专利]基于情景的周围声音增强和声学噪声消除

说明书

本公开涉及基于情景的周围声音增强和声学噪声消除。本发明公开了一种音频系统，其具有周围声音增强功能，其中具有扬声器的触耳式音频设备将输入音频信号的数字处理版本转换成声音。所述音频系统还具有声学噪声消除(ANC)功能，所述声学噪声消除功能可能以各种方式与所述声音增强功能组合，并且可以响应于语音活动检测。也描述了其他方面并要求对其他方面进行保护。

本申请是申请日为2020年5月29日、发明名称为“基于情景的周围声音增强和声学噪声消除”的中国专利申请202010472896.9的分案申请。

本非临时专利申请要求2019年5月31日提交的美国临时申请62/855,333的较早提交日期的权益。

技术领域

这里，本公开的一个方面涉及用于根据设备用户的情景来自动控制触耳式听力设备(诸如耳机或移动电话听筒)如何再现周围声音的数字音频信号处理技术。也描述了其他方面。

背景技术

称为触耳式听力设备的消费者电子设备(诸如耳机和移动电话听筒)在各种不同的周围声音环境中使用并且由用户很频繁佩戴和随后移除。这些设备的用户的收听体验可能受变化的周围声音环境的影响。

发明内容

这里，本公开的一个方面涉及一种具有周围声音增强功能(这里也称为透明操作模式)的音频系统，其中具有一个或多个扬声器的触耳式音频设备将输入音频信号的数字处理版本转换成声音。在一个方面中，由于可以根据用户的存储听力曲线的放大，因此与用户在没有设备抵靠其耳朵的情况下听到周围声音相比，所再现的周围声音可以是更嘈杂的。当周围声音增强功能处于活动状态时，输入音频信号包含从设备中的一个或多个麦克风拾取的周围或环境声音；在“播放”情况下，输入音频信号是还包含程序音频(诸如音乐、电话呼叫期间的远端用户的语音、或虚拟助手程序的语音)的组合信号。当周围声音增强功能处于未活动状态时，输入音频信号可以包含程序音频，但没有拾取的周围声音。

在一个方面中，在根据可能或可能不根据用户的听力曲线设置的频率相关“透明度”增益来再现周围声音时，数字处理器(被配置为周围声音环境分析器或噪声曲线分析器)检测到周围声音从安静变为嘈杂(例如，其声压级升高到高于阈值)。作为响应，处理器减小透明度增益(其中这种减小可能或可能不根据用户的听力曲线)。在某些情况下，所再现的周围声音的级别的这种自动减小可以减小失真或维持舒适的声音级别，诸如当用户进入显著更嘈杂的声音环境(例如，餐厅或社交俱乐部)时。如果触耳式设备可以产生抗噪声以用于声学噪声消除(ANC)，则在该情况下，处理器可以响应于检测到周围声音从安静变为嘈杂而在低频带(其中ANC更有效)中提高所产生的抗噪声的级别。这可以减轻低频带中的遮挡效应。而且，频率相关透明度增益的减小可以限于ANC不太有效的高频带。由于大部分的抗噪声在低频带而不是高频带中，因此提高抗噪声不会降低高频带。因此，在高频带中的再现的周围声音听起来太嘈杂，但用于减小频率相关透明度增益。周围声音增强功能的这种自动控制可以产生更期望的用户体验，因为音频系统自动适应变化的周围声音环境，以及触耳式音频设备(例如为耳机或移动电话听筒)的频繁穿脱。

在另一个方面中，处理器响应于检测到较嘈杂的周围声音环境，开始产生抗噪声或提高在低频带中产生的现有抗噪声的级别，而不必减小高频带中的透明度增益(用于再现周围声音)。

在又一方面中，(根据用户的听力曲线)再现周围声音，其中高频带中的增益多于低频带中的增益，同时产生抗噪声，该抗噪声在低频带中的级别大于其在高频带中的级别。

这里，本公开的另一个方面是如何在周围声音增强期间控制ANC以便改善言语在周围声音环境中的可理解性。在该方面中，当再现周围声音(其可能或可能不根据用户的听力曲线)时，处理器检测周围声音中的言语。只要没有检测到言语，就继续产生抗噪声(同时再现周围声音)，但每当检测到言语时，抗噪声级别就降低。这有助于使言语(其存在于再现的周围声音中)更容易听见或更可理解。这种响应(在言语间隔期间降低抗噪声并且在非言语期间提高抗噪声)可以快速起作用，例如，可以在每个音频帧的基础上以及在每个频率窗口的基础上变化并且可以符合心理声学。