智能周圍聲音監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】提供了用于將周圍背景聲音突然插入一副耳機(jī)的系統(tǒng)和方法。該系統(tǒng)監(jiān)控周圍聲音環(huán)境并且將周圍聲音環(huán)境與預(yù)設(shè)的一組聲音特性（例如，頻率特征、振幅和持續(xù)時間）進(jìn)行比較，從而檢測重要的或關(guān)鍵的背景聲音（例如，警報、喇叭、直接口頭傳信、啼哭的嬰兒、門鈴、電話等）。當(dāng)檢測到關(guān)鍵背景聲音時，系統(tǒng)將通知信號或周圍背景的一部分突然插入到音頻流中，從而警告用戶在其緊鄰處發(fā)生的可能重要的聲音或者事件。
【專利說明】智能周圍聲音監(jiān)控系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明一般涉及音頻設(shè)備，尤其涉及與耳機(jī)一起使用的系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]人們每天都要經(jīng)受不同幅值的各種噪聲，這些噪聲源以多種方式影響人的生活品質(zhì):從簡單的煩擾到噪聲誘發(fā)的疲勞，甚至是聽力損失。普通的噪聲源包括那些與行駛有關(guān)的噪聲源(例如，地下鐵道列車、摩托車、飛機(jī)發(fā)動機(jī)和風(fēng)噪聲等)以及那些與一個人的職業(yè)有關(guān)的噪聲(例如，工廠裝備、鏈鋸、氣鉆、割草機(jī)、修整樹籬機(jī)等)。
[0003]為了幫助在提供娛樂源的同時減輕背景噪聲，許多人通過一副耳機(jī)聽音樂或其它音頻節(jié)目。不幸的是，如果用戶在每天生活中不能聽到通常所依賴的各種聽覺提示和警告(例如，警告聲明、汽笛、警報、汽車?yán)?、吠犬?，則耳機(jī)的使用也會帶來問題，甚至是危險的情況。因此，所需要的是一種為其用戶提供與耳機(jī)相關(guān)聯(lián)的益處而不具有其固有缺陷和限制的系統(tǒng)。本發(fā)明提供了這樣的系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]提供了一種與一副耳機(jī)一起使用的智能周圍聲音環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)，所述系統(tǒng)監(jiān)控用戶的周圍聲音環(huán)境并且每當(dāng)在背景中存在關(guān)鍵聲音時通知用戶，從而確保用戶知道他或她的環(huán)境，即使耳機(jī)是噪聲消除式耳機(jī)或者與iPod ?、MP3播放器、CD/DVD播放器、手機(jī)、計算機(jī)或其它音頻源耦合。為了確定關(guān)鍵背景聲音，系統(tǒng)內(nèi)的處理器(例如，DSP)將周圍聲音環(huán)境與預(yù)設(shè)的一組聲音特性進(jìn)行比較，其中關(guān)鍵背景聲音是被確定為與預(yù)設(shè)的一組聲音特性匹配的那些聲音。一旦識別出關(guān)鍵背景聲音，音頻通知信號輸出到耳機(jī)，其中音頻通知信號可以是簡單的警報信號(例如，嘟嘟響或其它可區(qū)分音調(diào))或者可以由實(shí)際的背景環(huán)境或?qū)嶋H的背景環(huán)境的一部分構(gòu)成。在耳機(jī)與音頻源耦合的系統(tǒng)中，每當(dāng)周圍聲音監(jiān)控系統(tǒng)輸出音頻通知信號時，來自音頻源的輸出可暫時中止或者音頻源的音量可暫時減小，從而相對于音頻源輸出突出關(guān)鍵背景聲音。
[0005]在一個方案中，預(yù)設(shè)的一組聲音特性包括至少一個頻率特征(signature)。頻率特征通常對應(yīng)于可聽頻率帶，例如，具有1500Hz或更小的帶范圍的頻率帶。預(yù)設(shè)的一組聲音特性還可以包括聲音振幅，在該情況下，系統(tǒng)可被配置成，如果對應(yīng)于關(guān)鍵背景聲音的聲級超過預(yù)設(shè)的聲音振幅，則僅將音頻通知信號輸出到耳機(jī)。預(yù)設(shè)的一組聲音特性還可以包括聲音持續(xù)時間，在該情況下，系統(tǒng)可被配置成，如果對應(yīng)于關(guān)鍵背景聲音的時間段超過預(yù)設(shè)的聲音持續(xù)時間，則僅將音頻通知信號輸出到耳機(jī)。包括在預(yù)設(shè)的一組聲音特性中的各種特性可利用一個或多個用戶可達(dá)開關(guān)(例如，按鈕開關(guān)、滑動開關(guān)、旋轉(zhuǎn)開關(guān)和觸摸屏軟按鈕)來輸入。
[0006]在本發(fā)明的另一方案中，提供了一種將周圍背景聲音突然插入到一副耳機(jī)中的方法，所述方法包括以下步驟:監(jiān)控用戶的周圍聲音環(huán)境；將所述周圍聲音環(huán)境與預(yù)設(shè)的一組聲音特性進(jìn)行比較；識別周圍聲音環(huán)境與預(yù)設(shè)的一組聲音特性匹配的關(guān)鍵背景聲音；以及每當(dāng)識別出關(guān)鍵背景聲音時，將用戶周圍環(huán)境的至少一部分(例如，關(guān)鍵背景聲音)突然插入到一副耳機(jī)中。在一些實(shí)例中，僅當(dāng)關(guān)鍵背景聲音的聲級超過預(yù)設(shè)的聲級時，或者當(dāng)對應(yīng)于關(guān)鍵背景聲音的時間段超過預(yù)設(shè)的聲音持續(xù)時間時，才執(zhí)行將周圍環(huán)境突然插入到耳機(jī)中的步驟。所述方法可另外包括如下步驟:識別用戶的周圍聲音環(huán)境內(nèi)的周圍噪聲，以及響應(yīng)于所識別出的周圍噪聲而產(chǎn)生噪聲消除信號。所述方法可另外包括在耳機(jī)上傳送來自音頻源的音頻流的步驟，其中，每當(dāng)系統(tǒng)將周圍環(huán)境突然插入到耳機(jī)中時，音頻流的傳送可暫時中止或者音頻流的音量可暫時減小。
[0007]通過參照說明書的其余部分和附圖能夠?qū)崿F(xiàn)對本發(fā)明的本質(zhì)和優(yōu)點(diǎn)的進(jìn)一步理解。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1提供了本發(fā)明的周圍聲音監(jiān)控系統(tǒng)的概觀；
[0009]圖2提供了依照本發(fā)明的數(shù)字式周圍聲音監(jiān)控系統(tǒng)的概觀；
[0010]圖3示出了用于確定監(jiān)控的周圍環(huán)境是否包含任何關(guān)鍵聲音的一個過程；
[0011]圖4示出了基于圖3所示的過程的一個過程，其被修改為除了使用頻率之外還使用音量作為將關(guān)鍵聲音與背景噪聲區(qū)分開的方式；
[0012]圖5示出了基于圖3所示的過程的一個過程，其被修改為除了使用頻率之外還使用聲音持續(xù)時間作為將關(guān)鍵聲音與背景噪聲區(qū)分開的方式；
[0013]圖6示出了基于頻率、持續(xù)時間和振幅的聲音識別過程；
[0014]圖7示出了圖6所示的聲音識別過程的微小修改；
[0015]圖8示出了其中監(jiān)控系統(tǒng)與耳機(jī)分離的本發(fā)明的周圍聲音監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)施例；
[0016]圖9示出了與圖8所示的實(shí)施例相關(guān)聯(lián)的主要部件；
[0017]圖10示出了圖9所示的實(shí)施例的可選配置；以及
[0018]圖11示出了圖9所示的實(shí)施例的可選配置。
【具體實(shí)施方式】
[0019]本發(fā)明通過提供周圍聲音監(jiān)控系統(tǒng)而克服了與各種不同類型的聲音隔離耳機(jī)中的任一種相關(guān)聯(lián)的問題，所述周圍聲音監(jiān)控系統(tǒng)允許用戶獲知其環(huán)境中的選擇聲音，如果不帶耳機(jī)就能聽到該聲音。如本文所使用的，術(shù)語“耳機(jī)”是指可用于例如復(fù)制音樂或其它聽覺節(jié)目的各種公知的聽覺設(shè)備中的任一種，這種設(shè)備包括但不限于耳塞、入耳式耳機(jī)、入耳式監(jiān)控器、頭戴式受話器/耳機(jī)、耳戴式受話器/耳機(jī)、夾式受話器/耳機(jī)和頸后式受話器/耳機(jī)。另外，如下文進(jìn)一步說明的，本發(fā)明還可與聲音衰減式耳機(jī)和耳塞一起使用，無論聲音衰減是否是由于被動的、主動的或被動和主動組合的噪聲消除引起的。
[0020]圖1提供了與本發(fā)明相關(guān)聯(lián)的主要部件的示意圖。系統(tǒng)100利用麥克風(fēng)101來監(jiān)控用戶的周圍聲音環(huán)境。盡可能接近用戶的耳朵安裝麥克風(fēng)101，從而確保麥克風(fēng)101所接收到的聲音表不用戶的周圍聲音環(huán)境。因此，在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，麥克風(fēng)101安裝到耳機(jī)中，例如，集成到耳機(jī)耳杯(earcup)、耳機(jī)或入耳式耳機(jī)聽筒或者頭帶中的一個中。在其它實(shí)施例中，麥克風(fēng)101集成到耳機(jī)線中。在另外的實(shí)施例中，系統(tǒng)100使用集成到便攜式或其它設(shè)備(諸如iPod? MP3播放器、CD/DVD播放器、手機(jī)、平板式/膝上型/筆記本/臺式計算機(jī)、智能手機(jī)等)中的麥克風(fēng)101。應(yīng)當(dāng)理解的是，盡管在圖示中示出了單個麥克風(fēng)，但是本發(fā)明還可使用多個麥克風(fēng)，例如集成到兩個耳杯中的一對麥克風(fēng)。另外，盡管麥克風(fēng)101顯示為有線耳機(jī)，但系統(tǒng)還可以使用無線耳機(jī)。
[0021]麥克風(fēng)101所接收到的聲音由聲音處理器103處理以確定麥克風(fēng)101所檢測到的任意聲音是否應(yīng)基于一組預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)被分類為關(guān)鍵的。被視為關(guān)鍵的聲音通過耳機(jī)105進(jìn)行廣播?？商娲?，如果檢測到關(guān)鍵聲音，則系統(tǒng)可被配置成將警告指示(例如一系列嘟嘟響)發(fā)送給用戶，從而向用戶表明他們應(yīng)當(dāng)移除其耳機(jī)以使他們可以聽到關(guān)鍵聲音。
[0022]圖2示出了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。如圖所示，在系統(tǒng)200中，最初使用模擬-數(shù)字(A/D)轉(zhuǎn)換器201將麥克風(fēng)101所拾取的聲音數(shù)字化。表不檢測到的聲音的數(shù)字信號隨后被傳遞到數(shù)字信號處理器(DSP)203。盡管DSP是優(yōu)選的，但本發(fā)明優(yōu)選地使用的DSP算法還可利用諸如在平板式計算機(jī)、智能手機(jī)或膝上型計算機(jī)中所通常使用的那些多用途處理器或微處理器來執(zhí)行。如下文詳細(xì)說明的，DSP 203使用DSP算法以基于預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)來確定是否將檢測到的任意聲音分類為關(guān)鍵的。然后，被分類為關(guān)鍵的聲音傳遞通過數(shù)字-模擬(D/A)轉(zhuǎn)換器107并且通過耳機(jī)105廣播?？商娲兀⑶胰缰八岬降?，一旦關(guān)鍵聲音被檢測到，系統(tǒng)還可被配置成將警告指示發(fā)送給用戶，從而警告用戶已經(jīng)識別出關(guān)鍵聲音。
[0023]圖3示出了與應(yīng)用于麥克風(fēng)101所檢測到的聲音上的優(yōu)選為DSP算法的算法相關(guān)聯(lián)的主要步驟。在來自用戶周圍環(huán)境的聲音被麥克風(fēng)101檢測到并且優(yōu)選地經(jīng)過數(shù)字化(步驟301)之后，將聲音與和被視為關(guān)鍵的聲音相關(guān)聯(lián)的一個或多個預(yù)設(shè)聲音特征進(jìn)行比較(步驟303)。注意的是，如本文所使用的關(guān)鍵聲音僅指代用戶希望聽到或者被通知的任何聲音，并且因此不限于從安全角度而言重要的聲音。例如，盡管預(yù)設(shè)的聲音特征可對應(yīng)于警報或汽笛聲，但是預(yù)設(shè)的聲音特征還可對應(yīng)于人的語音、電話鈴聲、啼哭的嬰兒、犬吠聲、喇叭聲或任何其它聲音。注意的是，預(yù)設(shè)的聲音特征可由系統(tǒng)制造商、第三方提供商或用戶來預(yù)先設(shè)定。預(yù)設(shè)的聲音特征也可以被學(xué)習(xí)，從而允許系統(tǒng)在類似但是不同的聲音特征之間進(jìn)行區(qū)分。例如，通過使用學(xué)習(xí)函數(shù)來分析聲音并且隨后使用經(jīng)分析的聲音進(jìn)行預(yù)設(shè)，系統(tǒng)能夠在不同的語音(例如，配偶和其他人)、不同的鈴聲音調(diào)(例如，用戶的電話和其它電話)、不同的犬(例如，用戶的犬和其它犬)等等之間進(jìn)行區(qū)分。
[0024]本發(fā)明可以使用不同復(fù)雜度的各種聲音識別算法中的任一種。由于聲音識別算法是本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的，所以本文不提供詳細(xì)的說明。在本發(fā)明的最簡單配置中，一旦DSP 203檢測到監(jiān)控的聲音和預(yù)設(shè)的聲音特征之間的匹配(步驟305)，系統(tǒng)就執(zhí)行預(yù)設(shè)的響應(yīng)，諸如經(jīng)由耳機(jī)105將檢測到的聲音或通知音調(diào)傳遞給用戶(步驟307)。只要用戶正在使用耳機(jī)105，檢測和監(jiān)控過程就繼續(xù)(步驟309和311);可替代地，直至用戶結(jié)束監(jiān)控過程。
[0025]檢測算法可以使用各種特性來識別來自周圍環(huán)境的預(yù)設(shè)聲音特征。例如，系統(tǒng)可以使用頻譜和對應(yīng)的聲級(也稱為聲音振幅)兩者來將從普通背景聲音中區(qū)分出關(guān)鍵聲音。這與人經(jīng)常使用聲級來確定與特定聲音相關(guān)聯(lián)的緊急情況的方式極為相似。例如，警報音量能夠用于確定警報或汽笛聲的接近度以及因此確定緊急程度。類似地，語音的音量能夠用于從可針對聽者的語音中區(qū)分出普通背景語音(即，背景顫動聲)。圖4示出了圖3所示的過程的修改，其中除了頻率特征之外，還使用聲級。如圖所示，DSP 203將監(jiān)控聲音與預(yù)設(shè)的頻率特征進(jìn)行比較(步驟401)并且一旦已檢測到匹配(步驟403)，則DSP將檢測到的聲音的振幅與預(yù)設(shè)的聲級進(jìn)行比較(步驟405)。預(yù)設(shè)的聲級可以為簡單的基準(zhǔn)水平，超過該基準(zhǔn)水平的聲音被假設(shè)為關(guān)鍵的。可替代地，預(yù)設(shè)的聲級可以基于麥克風(fēng)101所檢測到的平均水平或背景聲級。應(yīng)用該算法，一旦監(jiān)控聲音被確定為與預(yù)設(shè)的頻率特征匹配(步驟403)并且具有大于預(yù)設(shè)水平的振幅(步驟407)，則系統(tǒng)執(zhí)行預(yù)設(shè)的響應(yīng)(步驟307)。
[0026]聲音持續(xù)時間是系統(tǒng)可用于確定檢測到的聲音是否應(yīng)當(dāng)被視為關(guān)鍵的另一主要度量。聲音持續(xù)時間幫助DSP在可匹配預(yù)設(shè)的聲音特征(例如，打鼾聲)的短持續(xù)時間聲音之間與相似的、更重要的聲音(例如，空中服務(wù)人員詢問用戶問題或提供指示、警報等)進(jìn)行區(qū)分。圖3和圖4的算法的該改變示于圖5中。如圖所示，一旦DSP 203檢測到監(jiān)控聲音和預(yù)設(shè)的頻率特征之間的匹配(步驟403)，則DSP將檢測到的聲音的持續(xù)時間與預(yù)設(shè)的時間(例如0.5秒、I秒、5秒，等等)進(jìn)行比較(步驟501)。應(yīng)用該算法，一旦監(jiān)控聲音被確定為與預(yù)設(shè)的頻率特征匹配(步驟403)并且具有大于預(yù)設(shè)時間段的持續(xù)時間(步驟503)，則系統(tǒng)執(zhí)行預(yù)設(shè)的響應(yīng)(步驟307)。
[0027]將理解的是，頻率特征、振幅和持續(xù)時間可以以不同于圖3-5中所示的其它組合以及其它次序應(yīng)用。例如，圖6示出了其中將頻譜、振幅和持續(xù)時間全部用來確定是否將聲音分類為關(guān)鍵的過程。圖7使用了相同的標(biāo)準(zhǔn)，但是按不同的次序。
[0028]如上所述，一般地，當(dāng)系統(tǒng)100/200確定出背景包括聽者應(yīng)當(dāng)獲知的關(guān)鍵聲音時，系統(tǒng)能夠?qū)⑼ㄖ?警報信號發(fā)送給用戶，或者經(jīng)由耳機(jī)105將背景聲音傳遞到用戶。在前者的情況下，通知(即，警報)信號可以為區(qū)分性的音調(diào)，例如嘟嘟響、一系列嘟嘟響、或者被設(shè)計為引起用戶注意的一些其它的聲音效果。通知/警報的意圖是通知用戶環(huán)視四周并且獲知其周圍環(huán)境，可能如果認(rèn)為必要的話甚至移除其耳機(jī)。在背景聲音被傳遞到用戶的可選情況下，可以多種方式配置系統(tǒng)。例如，一旦背景聲音被確定為關(guān)鍵的，麥克風(fēng)101所檢測到的任何聲音可經(jīng)由耳機(jī)105傳遞到用戶?？蛇x地，系統(tǒng)100/200可使用濾波器僅將窄帶頻率傳遞給用戶，該帶包含關(guān)鍵聲音。例如，如果關(guān)鍵聲音位于2500Hz和3500Hz之間，則該范圍外的頻率可被過濾出。在耳機(jī)105不僅僅為聲音衰減式耳機(jī)而是耦合至音頻源的實(shí)施例中，在優(yōu)選的實(shí)施例中，系統(tǒng)被配置成:當(dāng)關(guān)鍵聲音被傳遞給用戶時，自動地降低音量或者完全地抑制來自音頻源的信號，從而使關(guān)鍵聲音突出于用戶的音頻源。優(yōu)選地，系統(tǒng)將背景聲音傳遞到用戶的時間長度也是可配置的。典型地，在背景聲音不再被視為關(guān)鍵的之后，系統(tǒng)被配置成終止將背景聲音傳遞給用戶?？蛇x地，在初始關(guān)鍵事件被檢測到之后，或者在關(guān)鍵事件停止之后，系統(tǒng)可被配置成在預(yù)設(shè)時間段內(nèi)將背景聲音傳遞給用戶(例如，30秒、I分鐘、3分鐘等)。
[0029]如上所述，本發(fā)明的各個方案和特征可被配置成對于特性用戶或用戶段來優(yōu)化性能。系統(tǒng)配置可通過制造商來執(zhí)行，從而允許制造商提供具有不同能力和功能的不同模型?？蛇x地，系統(tǒng)的一些或全部的方面可由用戶配置。例如，如果系統(tǒng)被集成到一套耳戴式耳機(jī)中，則可經(jīng)由嵌置在一個或兩個耳機(jī)耳杯中的各種開關(guān)類型中的任一種(例如、按鈕、滑動開關(guān)、旋轉(zhuǎn)開關(guān)等)來調(diào)節(jié)用戶可配置參數(shù)?？蛇x地，用于調(diào)節(jié)用戶可配置參數(shù)的開關(guān)可嵌置到通過掛繩附接至耳機(jī)的小殼體中或集成到耳機(jī)的音頻電纜中。如果耳機(jī)由可能不具有容納提供用戶可調(diào)節(jié)性所必需的開關(guān)的足夠空間的入耳式耳機(jī)或耳塞構(gòu)成，則該后一種配置尤其有用?？蛇x地，用于調(diào)節(jié)用戶可配置參數(shù)的開關(guān)可經(jīng)由軟件/計算機(jī)接口而可達(dá)，不管處理不是本地的(例如，在與耳機(jī)相關(guān)聯(lián)的硬件內(nèi))或遠(yuǎn)程地(例如，基于云的系統(tǒng))，該配置都是有用的。
[0030]將理解的是，如果本發(fā)明的周圍聲音監(jiān)控系統(tǒng)是用戶可配置的或者至少部分地是用戶可配置的，則優(yōu)選地控制被簡化以提升用戶體驗(yàn)。例如，盡管可向用戶提供用于系統(tǒng)監(jiān)控的各種頻帶(例如，1000至2000Hz、2000至3500Hz等)，但在至少一個實(shí)施例中，將給予用戶對于用戶而言比不同的頻率更易于關(guān)聯(lián)的描述項(xiàng)。示例性的描述項(xiàng)包括“啼哭的嬰兒”、“語音”、“警報”、“喇叭”和“吠犬”。應(yīng)當(dāng)理解的是，這些僅為可用于描述對于特定用戶和/或用戶段而言感興趣的不同頻帶或聲音特征的可能的項(xiàng)的示例。類似地，關(guān)鍵聲音振幅可在從“柔和”到“高聲”的范圍內(nèi)呈現(xiàn)給用戶，并且持續(xù)時間可在從“短”到“長”的范圍內(nèi)呈現(xiàn)給用戶。
[0031]除了將本發(fā)明的周圍聲音監(jiān)控系統(tǒng)直接地或在安裝到掛繩或音頻電纜的殼體中集成到一副耳機(jī)中之外，系統(tǒng)還可被配置為單獨(dú)式設(shè)備。將系統(tǒng)配置為具有其自身殼體的單獨(dú)式設(shè)備提供了更大的靈活性，例如，允許用戶在多個耳機(jī)之間切換設(shè)備或者替換一副耳機(jī)而不必替換周圍聲音監(jiān)控系統(tǒng)。該實(shí)施例圖示在圖8中，其中耳機(jī)801被插入到周圍聲音監(jiān)控系統(tǒng)803的插孔中。然后，將周圍聲音監(jiān)控系統(tǒng)803插入或以其它方式耦合至音頻源805。在優(yōu)選的實(shí)施例中，聲音監(jiān)控系統(tǒng)803包括一個或多個開關(guān)807，其允許用戶配置系統(tǒng)的操作，如上所述。
[0032]諸如圖8所示的獨(dú)立式聲音監(jiān)控系統(tǒng)可以多種方式進(jìn)行配置。例如如圖9所示，在一種配置中，來自源805的輸出未受影響地且未經(jīng)處理地傳遞通過聲音監(jiān)控系統(tǒng)900。當(dāng)DSP901檢測到關(guān)鍵聲音時，根據(jù)預(yù)設(shè)的系統(tǒng)規(guī)則，通知/警報信號或背景聲音被添加到來自源805的輸出的頂部。因此，例如，如果用戶正在聽特定歌曲，則通知/警報信號或背景聲音將被添加到該歌曲(即，在用戶選擇項(xiàng)的頂部播放)。圖10示出了源805的輸出傳遞通過DSP 1001的可選配置。典型地，為了使來自源805的信號傳遞通過DSP 1001，必須首先將信號數(shù)字化，但是顯然這取決于來自源805的輸出。圖10假設(shè)來自源805的輸出為模擬信號，因此來自源805的信號路徑顯示為首先傳遞通過A/D轉(zhuǎn)換器201，然后DSP 1001，然后D/A轉(zhuǎn)換器205。在該實(shí)施例中，只要系統(tǒng)1000沒檢測到關(guān)鍵聲音，DSP 1001就不改變來自源805的信號。然而，當(dāng)檢測到關(guān)鍵聲音時，DSP 1001減小來自源805的信號的振幅，同時將通知/警報信號或關(guān)鍵背景聲音添加到音頻流而到達(dá)用戶。該方法通過確保來自源805的輸出不壓過關(guān)鍵聲音，來確保檢測到的關(guān)鍵聲音不會未被用戶聽到或不被用戶注意。圖11示出了實(shí)現(xiàn)該相同目標(biāo)的另一配置。在該實(shí)施例中，除了用于檢測所監(jiān)控的背景中的關(guān)鍵聲音之外，DSP 1101 (或其它處理器)還控制開關(guān)1103。只要未檢測到關(guān)鍵聲音，DSP1101就控制開關(guān)1103以允許來自源805的信號未經(jīng)處理地傳遞到耳機(jī)801。當(dāng)檢測到關(guān)鍵聲音時，DSP 1101控制開關(guān)1103以將通知/警報信號(或背景聲音，這取決于配置)傳遞到耳機(jī)801。開關(guān)1103可被設(shè)計為傳遞一個信號或另一個信號(即，音頻源信號或來自周圍聲音監(jiān)控系統(tǒng)的信號)。可選地，開關(guān)1103可被設(shè)計為使得當(dāng)來自周圍聲音監(jiān)控系統(tǒng)的信號路徑被選擇時，來自源805的衰減信號也被傳遞到耳機(jī)801，優(yōu)選地通過將固定的或用戶可調(diào)節(jié)的電阻插入來自源805的信號線來提供信號衰減。
[0033]在圖8-11所示的系統(tǒng)中，示出周圍聲音監(jiān)控系統(tǒng)與音頻源分離。然而，在本發(fā)明的至少一個優(yōu)選實(shí)施例中，這兩個部件組合到單個設(shè)備中。該實(shí)施例利用嵌入到常用于聽音樂的許多部件中的處理能力和麥克風(fēng)兩者，這些部件包括專用音樂播放器以及諸如手機(jī)/智能手機(jī)、個人數(shù)據(jù)助理(PDA)、游戲系統(tǒng)和計算機(jī)(例如，平板式、膝上型、筆記本、超級本和臺式計算機(jī))的多功能設(shè)備。對于這些設(shè)備中的大多數(shù)設(shè)備，簡單的應(yīng)用程序能夠被下載到設(shè)備中以使其能夠執(zhí)行本發(fā)明的功能。在不包括內(nèi)置麥克風(fēng)的那些設(shè)備中，例如，一些臺式計算機(jī)，可將麥克風(fēng)耦合至設(shè)備。
[0034]如之前所提到的，本發(fā)明的周圍聲音監(jiān)控系統(tǒng)能夠同等地應(yīng)用于簡單的聲音隔離耳機(jī)以及那些想要耦合至音頻源(例如，MP3/⑶/DVD播放器，等)的耳機(jī)。在前者的情況下，本發(fā)明可與被動式或主動式聲音隔離耳機(jī)一起使用。如果聲音隔離耳機(jī)是主動式的，優(yōu)選地本發(fā)明的系統(tǒng)使用與主動式噪聲消除系統(tǒng)所需的那些部件相同的部件，其被簡單地修改從而也執(zhí)行如上文詳細(xì)說明的本發(fā)明的功能。然而，如果聲音隔離耳機(jī)是被動式的，則將理解的是耳機(jī)必須被修改以不僅包括麥克風(fēng)(例如，麥克風(fēng)101)，而且包括必要的處理器和相關(guān)硬件(例如，A/D轉(zhuǎn)換器、DSP和D/A轉(zhuǎn)換器)以及驅(qū)動器。盡管可以使用膜片式驅(qū)動器或電樞式驅(qū)動器，但是典型的是，選擇基于由隔離系統(tǒng)的類型對系統(tǒng)所施加的尺寸和重量約束。例如，在典型的耳戴式耳機(jī)樣式中，存在大量可用于集成本發(fā)明的整個周圍聲音監(jiān)控系統(tǒng)的空間，其中所述周圍聲音監(jiān)控系統(tǒng)包括一個或多個驅(qū)動器(即，典型地每個耳機(jī)套件有一個驅(qū)動器或者每個耳朵有一個驅(qū)動器)。在存在非常限的空間的耳塞設(shè)計中，周圍聲音監(jiān)控系統(tǒng)通常包含于經(jīng)由掛繩和/或音頻電纜附接至耳塞的殼體內(nèi)，在耳塞中優(yōu)選地使用微型電樞式驅(qū)動器。
[0035]應(yīng)當(dāng)注意的是，多個圖上使用的相同的元件標(biāo)記指代相同的部件或相同功能的部件。另外，附圖僅意在圖示而非限制本發(fā)明的范圍并且不應(yīng)被視為按比例進(jìn)行繪制。
[0036]已經(jīng)通過一般術(shù)語描述了系統(tǒng)和方法作為理解本發(fā)明細(xì)節(jié)的輔助手段。在一些實(shí)例中，沒有具體地示出或詳細(xì)地描述公知的結(jié)構(gòu)、材料和/或操作以避免使本發(fā)明的方案變得不清晰。在其它實(shí)例中，為了提供對本發(fā)明的全面理解，給出了具體的細(xì)節(jié)。相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識到，本發(fā)明可以其它具體形式具體實(shí)施，例如，適用于特定的系統(tǒng)或裝置或情形或材料或部件，而不偏離其精神或?qū)嵸|(zhì)特性。因此，本文的公開和描述意在示例而非限制本發(fā)明的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種周圍聲音監(jiān)控系統(tǒng)，包括: 麥克風(fēng)，所述麥克風(fēng)監(jiān)控周圍聲音環(huán)境； 一副耳機(jī)；以及 處理器，所述處理器接收來自所述麥克風(fēng)的麥克風(fēng)輸出，其中所述處理器將所述麥克風(fēng)輸出與預(yù)設(shè)的一組聲音特性進(jìn)行比較并且識別出在所述周圍聲音環(huán)境內(nèi)的關(guān)鍵背景聲音，所述關(guān)鍵背景聲音對應(yīng)于所述麥克風(fēng)輸出和所述預(yù)設(shè)的一組聲音特性之間的匹配，其中僅當(dāng)識別出所述關(guān)鍵背景聲音時所述處理器將音頻通知輸出到所述一副耳機(jī)，其中所述預(yù)設(shè)的一組聲音特性包括至少一個頻率特征，并且其中，所述音頻通知選自由警報信號和所述周圍聲音環(huán)境的至少一部分構(gòu)成的組。
2.如權(quán)利要求1所述的周圍聲音監(jiān)控系統(tǒng)，還包括至少一個用戶可達(dá)開關(guān)，其中所述至少一個頻率特征是用戶能夠經(jīng)由所述至少一個用戶可達(dá)開關(guān)選擇的，并且其中所述至少一個用戶可達(dá)開關(guān)選自由按鈕開關(guān)、滑動開關(guān)、旋轉(zhuǎn)開關(guān)和觸摸屏軟按鈕構(gòu)成的組。
3.如權(quán)利要求1-2所述的周圍聲音監(jiān)控系統(tǒng)，還包括介于所述麥克風(fēng)和所述處理器之間的模擬-數(shù)字(A/D)轉(zhuǎn)換器，以及介于所述處理器和所述一副耳機(jī)之間的數(shù)字-模擬(D/A)轉(zhuǎn)換器。
4.如權(quán)利要求1-3所述的周圍聲音監(jiān)控系統(tǒng)，其中所述至少一個頻率特征對應(yīng)于具有小于1500Hz的頻帶范圍的可聽頻率帶。
5.如權(quán)利要求1-4所述的周圍聲音監(jiān)控系統(tǒng)，其中所述預(yù)設(shè)的一組聲音特性還包括聲音振幅，并且其中，當(dāng)對應(yīng)于所述關(guān)鍵背景聲音的周圍聲級超過所述聲音振幅時，所述處理器將所述音頻通知輸出到所述一副耳機(jī)。
6.如權(quán)利要求1、3和4所述的周圍聲音監(jiān)控系統(tǒng)，還包括至少一個用戶可達(dá)開關(guān)，其中所述預(yù)設(shè)的一組聲音特性還包括用戶能夠經(jīng)由所述至少一個用戶可達(dá)開關(guān)選擇的聲音振幅，并且其中，所述至少一個用戶可達(dá)開關(guān)選自由按鈕開關(guān)、滑動開關(guān)、旋轉(zhuǎn)開關(guān)和觸摸屏軟按鈕構(gòu)成的組。
7.如權(quán)利要求1-6所述的周圍聲音監(jiān)控系統(tǒng)，其中所述預(yù)設(shè)的一組聲音特性還包括聲音持續(xù)時間，并且其中，當(dāng)對應(yīng)于所述關(guān)鍵背景聲音的時間段超過所述聲音持續(xù)時間時，所述處理器將所述音頻通知輸出到所述一副耳機(jī)。
8.如權(quán)利要求1以及3-5所述的周圍聲音監(jiān)控系統(tǒng)，還包括至少一個用戶可達(dá)開關(guān)，其中所述預(yù)設(shè)的一組聲音特性還包括用戶能夠經(jīng)由所述至少一個用戶可達(dá)開關(guān)選擇的聲音持續(xù)時間，并且其中，所述至少一個用戶可達(dá)開關(guān)選自由按鈕開關(guān)、滑動開關(guān)、旋轉(zhuǎn)開關(guān)和觸摸屏軟按鈕構(gòu)成的組。
9.如權(quán)利要求1-8所述的周圍聲音監(jiān)控系統(tǒng)，還包括主動噪聲消除系統(tǒng)。
10.如權(quán)利要求1-9所述的周圍聲音監(jiān)控系統(tǒng)，其中所述一副耳機(jī)能夠耦合至音頻源，其中所述一副耳機(jī)被配置成基于來自所述音頻源的輸出來輸出音頻流，并且其中，當(dāng)所述處理器將所述音頻通知輸出到所述一副耳機(jī)時，所述音頻源暫時中止。
11.如權(quán)利要求1-9所述的周圍聲音監(jiān)控系統(tǒng)，其中所述一副耳機(jī)能夠耦合至音頻源，其中所述一副耳機(jī)被配置成基于來自所述音頻源的輸出來輸出音頻流，并且其中，當(dāng)所述處理器將所述音頻通知輸出到所述一副耳機(jī)時，對應(yīng)于所述音頻源的音量減小。
12.—種將周圍背景聲音突然插入到一副耳機(jī)中的方法，所述方法包括以下步驟:監(jiān)控周圍聲音環(huán)境； 將所述周圍聲音環(huán)境與預(yù)設(shè)的一組聲音特性進(jìn)行比較，其中所述預(yù)設(shè)的一組聲音特性包括至少一個頻率特征； 識別關(guān)鍵背景聲音，其中所述關(guān)鍵背景聲音對應(yīng)于所述周圍聲音環(huán)境和所述預(yù)設(shè)的一組聲音特性之間的匹配；以及 當(dāng)識別出所述關(guān)鍵背景聲音時，將所述周圍聲音環(huán)境的至少一部分突然插入到所述一副耳機(jī)中。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其中當(dāng)對應(yīng)于所述關(guān)鍵背景聲音的周圍聲級超過預(yù)設(shè)的聲音振幅時，或者當(dāng)對應(yīng)于所述關(guān)鍵背景聲音的時間段超過預(yù)設(shè)的聲音持續(xù)時間時，執(zhí)行所述突然插入步驟。
14.如權(quán)利要求12-13所述的方法，還包括以下步驟:識別所述周圍聲音環(huán)境內(nèi)的周圍噪聲，以及響應(yīng)于所述周圍噪聲而產(chǎn)生噪聲消除信號，其中所述噪聲消除信號在所述一副耳機(jī)上傳送。
15.如權(quán)利要求12-14所述的方法，還包括以下步驟:在所述一副耳機(jī)上傳送來自音頻源的音頻流，以及每當(dāng)執(zhí)行所述突然插入步驟時暫時中止所述傳送步驟或降低對應(yīng)于所述音頻流的音頻音量。。
【文檔編號】H04R3/04GK103581803SQ201310341747
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年8月7日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月9日
【發(fā)明者】J·S·安德森 申請人:羅技?xì)W洲公司