專利名稱：聲音信號處理設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種根據(jù)目標(biāo)裝置的姿態(tài)從聲音信號的一個處理切換到另一個處理的聲音信號處理設(shè)備。
背景技術(shù)：
已經(jīng)提出了進(jìn)行諸如聲音采集或聲音發(fā)射之類的各種聲音信號處理的多種裝置。 在這些裝置之中，存在一種具有聲音發(fā)射和采集功能的聲音通信裝置，其對目標(biāo)裝置側(cè)的聲音進(jìn)行采集，將采集的聲音傳輸?shù)綄Ψ窖b置，并從該對方裝置發(fā)射聲音信號。上述聲音通信裝置的一個示例是具有主體和接收器的固定電話。并且，該主體包括聲音采集麥克風(fēng)和聲音發(fā)射揚(yáng)聲器，并且能夠以免提方式進(jìn)行通話。但是，在這些裝置中，當(dāng)在通話(聲音通信)期間主體或接收器發(fā)生移動或者與其它物體碰撞時，就會采集到由于移動或碰撞而產(chǎn)生的噪聲，并且將噪聲傳輸?shù)綄Ψ窖b置。作為上述問題的一個解決方案，專利文獻(xiàn)1公開了這樣一種技術(shù)，其中，在具有主體和接收器的固定電話中，主體對接收器被放回主體時產(chǎn)生的撞擊進(jìn)行檢測，并進(jìn)行靜音處理以便不傳輸撞擊聲音?，F(xiàn)有技術(shù)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1 日本專利No. 4125815

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的問題然而，在專利文獻(xiàn)1的技術(shù)中，接收器放回主體時的撞擊是由與具有麥克風(fēng)的接收器不同的所述主體來檢測的，提供了兩個包括接收器和主體的部件，因而除非這些部件以給定強(qiáng)度互相碰撞，否則不能保證實(shí)現(xiàn)靜音處理。由于此原因，該技術(shù)不適用于其中將操作部分和聲音采集麥克風(fēng)集中布置在單個主體中的一體式聲音通信裝置。順便地說，上述一體式聲音通信裝置中的一種根據(jù)主體的姿態(tài)來改變操作模式。 在該聲音通信裝置中，主體必須有意地移動，并且主體根據(jù)移動情況而產(chǎn)生撞擊。而且，當(dāng)聲音通信裝置尺寸較小時，主體可能由于來自外界的意外接觸而移動或掉落。由于該原因， 這種類型的聲音通信裝置必須由其自身來檢測其姿態(tài)和移動的變化，并進(jìn)行靜音處理。因此，本發(fā)明的一個目的是實(shí)現(xiàn)一種能夠由其自身檢測其姿態(tài)或移動的變化以在場合需要時對聲音采集信號執(zhí)行靜音處理的聲音通信裝置。解決問題的手段根據(jù)本發(fā)明，提供了一種聲音信號處理設(shè)備，包括聲音采集器，構(gòu)造為從環(huán)境采集聲音，并構(gòu)造為產(chǎn)生聲音采集信號；信號控制器，構(gòu)造為基于所述聲音采集信號產(chǎn)生聲音信號；外殼；檢測器，構(gòu)造為檢測所述外殼的姿態(tài)；和選擇器，構(gòu)造為基于所檢測到的姿態(tài)輸出聲音信號和無聲信號中的一個。
所述檢測器可以包括構(gòu)造為對彼此正交的三個方向上的加速度進(jìn)行測量的加速度傳感器。如果當(dāng)所述外殼處于基本姿態(tài)時所述加速度傳感器在垂直方向上的輸出電平與當(dāng)所述外殼未處于基本姿態(tài)時所述加速度傳感器在對應(yīng)于基本姿態(tài)下的垂直方向的方向上的輸出電平之間的差低于給定電平，則所述選擇器可以輸出所述聲音信號，并且如果所述差為給定電平或更高電平，則所述選擇器可以輸出所述無聲信號。如果所述加速度傳感器的輸出電平的時間變化率低于給定水平，則所述選擇器可以輸出所述聲音信號，并且如果所述時間變化率為給定水平或更高水平，則所述選擇器可以輸出所述無聲信號。所述選擇器可以以給定定時間隔對選擇聲音信號的輸出進(jìn)行確定，并且，如果在選擇了無聲信號的輸出之后，對選擇不輸出無聲信號的確定持續(xù)了給定時間段，則所述選擇器可以輸出所述聲音信號。所述檢測器可以檢測所述外殼的運(yùn)動。當(dāng)所述外殼處于第一姿態(tài)時，所述檢測器輸出第一方向上的第一輸出電平。當(dāng)所述外殼處于不是第一姿態(tài)的第二姿態(tài)時，所述檢測器輸出第二方向上的第二輸出電平，并且所述第二方向?qū)?yīng)于當(dāng)所述外殼處于第一姿態(tài)時的所述第一方向。如果所述第一輸出電平與所述第二輸出電平之間的差低于給定電平，則所述選擇器可以輸出所述聲音信號，而如果所述差為給定電平或更高電平，則所述選擇器可以輸出所述無聲信號。如果所述檢測器的輸出電平的時間變化率低于給定水平，則所述選擇器可以輸出所述聲音信號，而如果所述時間變化率為所述給定水平或更高，則所述選擇器可以輸出所述無聲信號。


圖1(A)、圖1(B)、圖I(C)和圖I(D)是圖示出根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例的聲音發(fā)射和采集裝置的外觀的示圖。圖2是圖示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的聲音發(fā)射和采集裝置的電路框圖。圖3(A)和圖3(B)是圖示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的聲音發(fā)射和采集裝置的使用的示圖。圖4(A)、圖4(B)和圖4(C)是圖示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的聲音發(fā)射和采集裝置的姿態(tài)檢測原理的示圖。圖5是在根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的聲音發(fā)射和采集裝置中的靜音處理的流程圖。圖6是在根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的聲音發(fā)射和采集裝置中的靜音處理的流程圖。
具體實(shí)施例方式將參照附圖描述根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例的聲音發(fā)射和采集裝置。在該實(shí)施例中， 將以發(fā)射和采集聲音的聲音發(fā)射和采集裝置1作為聲音信號處理設(shè)備的例子進(jìn)行說明。圖1 (A)是圖示出根據(jù)本實(shí)施例的聲音發(fā)射和采集裝置1的外觀的透視圖，圖1 (B) 是聲音發(fā)射和采集裝置ι的主視圖。圖1(c)是聲音發(fā)射和采集裝置1的頂視圖，圖I(D) 是從聲音發(fā)射和采集裝置1右面2R側(cè)看去的其側(cè)視圖。圖2是圖示出根據(jù)本實(shí)施例的聲音發(fā)射和采集裝置1的電路框圖。圖3(A)和圖3(B)是圖示出根據(jù)本實(shí)施例的聲音發(fā)射和采集裝置1的使用的示圖。圖3(A)是作為基本姿態(tài)的垂直姿態(tài)的外觀透視圖，圖3(B)是水平姿態(tài)的外觀透視圖。圖4(A)、圖4(B)和圖4(C)是圖示出根據(jù)本實(shí)施例的聲音發(fā)射和采集裝置1的姿態(tài)檢測原理的示圖。圖5和圖6是在根據(jù)本實(shí)施例的聲音發(fā)射和采集裝置 1中的靜音處理的流程圖。聲音發(fā)射和采集裝置1包括立方體的外殼2。外殼2包括兩個揚(yáng)聲器SPl和SP2 以及三個麥克風(fēng)MIC1、MIC2和MIC3，如圖I(A)至圖I(D)所示。而且，外殼2內(nèi)部包括加速度傳感器11，用于檢測三個正交軸線(Sx、Sy、Sz)方向上的加速度 、 、和az。另外，盡管在圖KA)至圖I(D)中沒有示出，但外殼2內(nèi)部還包括用于實(shí)現(xiàn)圖2所示電路的電路模塊。兩個揚(yáng)聲器SPl和SP2沿縱向布置在外殼2的正面2F中。在該情況下，將揚(yáng)聲器 SPl和SP2安裝為使得與外殼2的正面2F正交的方向與聲音發(fā)射的中心方向匹配。每一個都具有單指向性的多個麥克風(fēng)MIC1、MIC2和MIC3布置在外殼2的頂面2U 上。將麥克風(fēng)MIC1、MIC2和MIC3布置為使得其振動表面(聲音接收表面)與頂面2U正交。將麥克風(fēng)MIC1、MIC2和MIC3布置為使得各個振動表面面向麥克風(fēng)MIC1、MIC2和MIC3 所包圍的內(nèi)部區(qū)域。通過每一個都由樹脂之類制成的剛性體所形成的各個麥克風(fēng)支撐框3來固定這些麥克風(fēng)MIC1、MIC2和MIC3彼此的相對位置。然后通過各個麥克風(fēng)框支撐部件4將麥克風(fēng)支撐框3固定到外殼2的頂面2U。另外，將麥克風(fēng)MIC1、MIC2和MIC3布置為使得由振動表面彼此形成的夾角的每一個都成為120°，并且將這些麥克風(fēng)布置為使得各振動表面盡可能地相互接近。結(jié)果，麥克風(fēng)MICl的聲音采集靈敏度最大的方向Dml (最大聲音采集靈敏度方向)、麥克風(fēng)MIC2的聲音采集靈敏度最大的最大聲音采集靈敏度方向Dm2、和麥克風(fēng)MIC3的聲音采集靈敏度最大的最大聲音采集靈敏度方向Dm3被設(shè)置為在由各麥克風(fēng)包圍的內(nèi)部區(qū)域的中心處彼此相交。在該情況下，將麥克風(fēng)MICl、MIC2和MIC3安裝為使得麥克風(fēng)MIC3的最大聲音采集靈敏度方向Dm3與揚(yáng)聲器SPl和SP2的聲音發(fā)射中心方向Dhl和Dh2(即與外殼2的正面2F 正交的方向)匹配。采用上述構(gòu)造，麥克風(fēng)MIC3以這樣的單指向性來采集聲音其中外殼2的正面2F 與最大聲音采集靈敏度方向Dm3匹配。麥克風(fēng)MICl以這樣的單指向性來采集聲音其中從頂面2U看去時，相對于最大聲音采集靈敏度方向Dm3逆時針地形成120°的方向與最大聲音采集靈敏度方向Dml匹配。S卩，麥克風(fēng)MICl以外殼2的左后方(其為外殼2的左面2L 側(cè)的背面2B側(cè))為最大靈敏度來采集聲音。另外，麥克風(fēng)MIC2以這樣的單指向性來采集聲音其中從頂面2U看去時，相對于最大聲音采集靈敏度方向Dm3順時針地形成120°的方向與最大聲音采集靈敏度方向Dm2匹配。即，麥克風(fēng)MIC2以外殼2的右后方(其為外殼 2的右面2R側(cè)的背面2B側(cè))為最大靈敏度來采集聲音。通過使用具有如此設(shè)置最大聲音采集靈敏度方向Dml、Dm2和Dm3的位置關(guān)系的單指向性的麥克風(fēng)MIC1、MIC2和MIC3，可以從聲音發(fā)射和采集裝置1的所有方向采集聲音。聲音發(fā)射和采集裝置1可以例如以如下狀態(tài)來放置在桌子上其中如此配備了揚(yáng)聲器SPl和SP2以及麥克風(fēng)MIC1、MIC2和MIC3的外殼2被安裝為使得頂面2U面向垂直向
5上方向并且底面2D面向垂直向下方向以作為基本姿態(tài)，如圖I(A)至圖I(D)所示。加速度傳感器11是能夠檢測如圖4(A)至圖4(C)所示的相互正交的方向、Sy 方向和&方向上的加速度ax、ay、和~的傳感器元件。以Sy方向平行于基本姿態(tài)中的垂直方向(正視圖中的縱向)、&c方向平行于基本姿態(tài)中的寬度方向(正視圖中的橫向方向)、 以及&方向平行于基本姿態(tài)中的深度方向的方式，來將加速度傳感器11固定到外殼2。在該情況下，加速度傳感器11位于外殼2內(nèi)的靠近頂面2U的給定位置處。加速度傳感器11 的安裝位置不限于如圖I(A)至圖I(D)所示的位置。接下來將參照附圖描述根據(jù)本實(shí)施例的聲音發(fā)射和采集裝置1的電路構(gòu)造。在聲音發(fā)射和采集裝置1的外殼2內(nèi)部配備了電路模塊。該電路模塊包括圖2中所示的除麥克風(fēng)MIC1、MIC2和MIC3以及揚(yáng)聲器SPl和SP2以外的控制器10、存儲器12、聲音采集控制器13、靜音控制器14、聲音發(fā)射控制器15、I/F(接口單元)16、和連接這些功能單元的電路。這些電路全部由控制器10控制。如上所述的加速度傳感器11以給定的時間間隔來根據(jù)外殼2的姿態(tài)檢測三個加速度ax、 、和az，并將加速度ax、 、和~輸出至控制器10。控制器10根據(jù)從加速度傳感器11輸入的加速度ax、ay、和~來檢測外殼2的姿態(tài)或移動狀態(tài)，并且使靜音控制器14進(jìn)行靜音控制。控制器10參考外殼2的作為基本姿態(tài)的垂直姿態(tài)來檢測加速度ax、ay、和~相對于垂直方向的傾斜角度Θ。傾斜角度θ的檢測如下執(zhí)行。如圖4㈧所示，在基本姿態(tài)的情況下，在加速度傳感器11中，僅僅加速度ay為實(shí)質(zhì)上不為“0”的給定值，而加速度 和~實(shí)質(zhì)為“0”。另一方面，如圖4(B)所示，當(dāng)外殼2 相對于基本姿態(tài)從垂直方向傾斜給定角度θ時，加速度\保持實(shí)質(zhì)為“0”，但是加速度\ 根據(jù)傾斜角度θ而增加到實(shí)質(zhì)不為“0”的給定水平，并且加速度 盡管實(shí)質(zhì)不為“0”，但其根據(jù)傾斜角度θ而減小。控制器10匯編這些加速度ax、ay、az與傾斜角度θ之間關(guān)系(例如，在基本姿態(tài)中的垂直方向上的加速度 與傾斜角度θ之間的關(guān)系)的數(shù)據(jù)庫，并預(yù)先在存儲器12中存儲該數(shù)據(jù)庫。然后，控制器10基于獲取的加速度ax、ay、az參考存儲器12中存儲的數(shù)據(jù)庫來計(jì)算傾斜角度Θ。如果傾斜角度θ是給定值或更高值，則控制器10使靜音控制器14 進(jìn)行靜音控制。在利用傾斜角度θ進(jìn)行靜音控制的同時，控制器10還檢測外殼2的快速移動。快速移動的檢測如下執(zhí)行。如圖4(A)所示，當(dāng)外殼2在基本姿態(tài)中沒有移動時，在加速度傳感器11中，僅僅加速度 為實(shí)質(zhì)上不為“0”的給定值，而加速度 和~實(shí)質(zhì)為“0”。另一方面，如圖4(C) 所示，當(dāng)外殼2在保持基本姿態(tài)的同時(并且在更廣泛的意義上而言，在傾斜角度θ小于用于靜音控制的給定角度的同時)在坐標(biāo)的+方向上以及在&坐標(biāo)的+方向上快速移動時，加速度 幾乎不變，而加速度\和\根據(jù)移動速度快速變?yōu)閷?shí)質(zhì)不為“0”的值?？刂破?0將順序輸入的加速度ax、ay和~存儲在存儲器12中達(dá)給定周期，并且還將加速度ax、ay和\的時間變化率的閾值存儲在存儲器12中。然后，控制器10在每次控制器10獲取加速度ax、ay和\時讀取之前的加速度ax、ay和az，計(jì)算加速度的時間變化率a,x、a.y和，并且確定各時間變化率是否為各自的閾值或者更高值。
如果加速度ax、ay和az的時間變化率&Δχ、a.y和 Δζ為閾值或更高值，則控制器 10使靜音控制器14進(jìn)行靜音控制?？刂破?0以給定定時間隔連續(xù)進(jìn)行靜音控制，除非在已經(jīng)進(jìn)行一次靜音控制之后用于進(jìn)行靜音控制的條件持續(xù)了給定時間長度，才取消靜音控制。于是，當(dāng)控制器10檢測到已從加速度傳感器11輸入的ax、ay和az在相對長的特定時間內(nèi)或更長時間內(nèi)沒有動態(tài)改變時，控制器10基于這些靜態(tài)ax、ay和az的水平關(guān)系 (level relationship)來確定外殼是基本姿態(tài)還是水平姿態(tài)。例如，在如圖1 (A)至圖I(D) 以及圖3(A)所示的作為基本姿態(tài)的垂直姿態(tài)的情況下，加速度ay為實(shí)質(zhì)上不為“0”的給定值，但加速度ax和az實(shí)質(zhì)為“0”。因此，如果控制器10檢測到這些加速度的關(guān)系持續(xù)了給定時間，則控制器10確定外殼2處于作為基本姿態(tài)的垂直姿態(tài)。另一方面，在如圖3(B) 所示的水平姿態(tài)的情況下，加速度ax為實(shí)質(zhì)上不為“0”的給定值，但加速度ay和az實(shí)質(zhì)為 “0”。因此，如果控制器10檢測到這些加速度的關(guān)系持續(xù)了給定時間，則控制器10確定外殼2處于水平姿態(tài)。于是，控制器10根據(jù)如此檢測到的姿態(tài)來命令聲音發(fā)射控制器15進(jìn)行聲音發(fā)射控制。麥克風(fēng)MICl產(chǎn)生符合其自身指向性的聲音采集信號Scl，并將該信號輸出到聲音采集控制器13。麥克風(fēng)MIC2產(chǎn)生符合其自身指向性的聲音采集信號Sc2，并將該信號輸出到聲音采集控制器13。麥克風(fēng)MIC3產(chǎn)生符合其自身指向性的聲音采集信號Sc3,并將該信號輸出到聲音采集控制器13。聲音采集控制器13基于聲音采集指向性控制參數(shù)來將從各個麥克風(fēng)MIC1、MIC2 和MIC3輸入的聲音采集信號進(jìn)行組合，以產(chǎn)生指向性控制聲音采集信號Ss。例如在如圖 3 (A)所示的垂直姿態(tài)為基本姿態(tài)的情況下采用該處理，聲音采集控制器13產(chǎn)生在外殼2的正面方向上具有高靈敏度的指向性控制聲音采集信號Ss，或者產(chǎn)生在外殼2的整個周圍具有均勻靈敏度的指向性控制聲音采集信號Ss?？梢愿鶕?jù)所需的聲音采集規(guī)范來適當(dāng)設(shè)置指向性控制聲音采集信號Ss的指向性。如此產(chǎn)生的指向性控制聲音采集信號Ss被輸出到靜音控制器14。如果控制器10沒有進(jìn)行靜音控制，則靜音控制器14將輸入的指向性控制聲音采集信號Ss以其原樣輸出到I/F 16。另一方面，如果控制器10進(jìn)行靜音控制，則靜音控制器 14不輸出所輸入的指向性控制聲音采集信號Ss。即，如果進(jìn)行了靜音控制，則靜音控制器 14用作向I/F 16輸出虛擬無聲信號Sm。聲音發(fā)射控制器15基于來自控制器10的進(jìn)行聲音發(fā)射控制的命令來根據(jù)通過I/ F 16輸入的聲音發(fā)射信號Shul和Shu2產(chǎn)生揚(yáng)聲器聲音信號Shl和Sh2。聲音發(fā)射控制器 15將揚(yáng)聲器聲音信號Shl供給揚(yáng)聲器SPl，并將揚(yáng)聲器聲音信號Sh2供給揚(yáng)聲器SP2。例如， 如果聲音發(fā)射控制器15從控制器10接收到用于在基本姿態(tài)下的聲音發(fā)射控制的命令，則聲音發(fā)射控制器15將揚(yáng)聲器聲音信號Shl和Sh2供給揚(yáng)聲器SPl和SP2以使得如圖3(A) 所示從揚(yáng)聲器SPl和SP2同相地發(fā)射相同聲音。另一方面，如果聲音發(fā)射控制器15從控制器10接收到用于在水平姿態(tài)下的聲音發(fā)射控制的命令，則聲音發(fā)射控制器15將揚(yáng)聲器聲音信號Shl和Sh2供給揚(yáng)聲器SPl和SP2以使得如圖3 (B)所示從揚(yáng)聲器SPl和SP2發(fā)射不同聲音(例如，立體聲的L信號和R信號)。揚(yáng)聲器SPl響應(yīng)于揚(yáng)聲器聲音信號Shl而被驅(qū)動從而發(fā)射聲音，揚(yáng)聲器SP2響應(yīng)于揚(yáng)聲器聲音信號Sh2而被驅(qū)動從而發(fā)射聲音。采用上述構(gòu)造，聲音發(fā)射和采集裝置1在外殼2實(shí)質(zhì)處在基本姿態(tài)下沒有快速移動時給予基本姿態(tài)來輸出由麥克風(fēng)MIC1、MIC2和MIC3采集的聲音采集信號以及指向性控制聲音采集信號Ss，并且可以在外殼2傾斜或快速移動時輸出靜音信號(無聲信號)。結(jié)果，能夠防止輸出外殼2傾斜和傾覆時產(chǎn)生的撞擊聲、由于外殼2移動時底面2D與安裝表面之間的摩擦而產(chǎn)生的摩擦聲、和當(dāng)外殼與物體或人碰撞時產(chǎn)生的撞擊聲。而且，除非在已經(jīng)進(jìn)行了一次靜音控制之后用于進(jìn)行靜音控制的條件持續(xù)了給定時間，否則取消靜音控制。結(jié)果，以傾斜角度θ或更大角度傾斜的外殼2能夠返回基本姿態(tài)，或者在外殼移動已經(jīng)完成之后能夠再次自動輸出指向性控制聲音采集信號^。接下來將參照圖5和圖6給出上述靜音控制的描述。圖5圖示出針對傾斜的靜音控制的流程，圖6圖示出針對移動的靜音控制的流程。為簡化描述，下文將分別地描述針對傾斜的靜音控制處理和針對加速度改變的靜音控制處理。然而，這些靜音條件是通過邏輯相加來處理的。即，無聲信號Sm持續(xù)從靜音控制器14輸出，而同時在這些條件中任一個條件之下都進(jìn)行靜音控制，并且，如果這兩方面的條件都滿足靜音取消條件，則進(jìn)行靜音取消處理以輸出指向性控制聲音采集信號Ss。(基于相對垂直方向傾斜角度θ的靜音控制處理)控制器10每隔給定定時間隔(例如每隔20秒)就從加速度傳感器11獲取加速度 、 和~，并且計(jì)算相對于垂直方向的傾斜角度θ (SlOl)。在該情況下，控制器10計(jì)算傾斜角度θ并累計(jì)靜音取消計(jì)數(shù)值?？刂破?0將在S106中確定的為閾值或更高值的值設(shè)置為靜音取消計(jì)數(shù)值的初始值。如果控制器10確定相對于垂直方向的傾斜角度θ是傾斜閾值的角度(例如 45° )或更大的角度(S102中的是)，則控制器執(zhí)行靜音控制處理(S103)。同時，控制器10 重置靜音取消計(jì)數(shù)值，并啟動計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)(S104)。即，除非當(dāng)時進(jìn)行了靜音控制，否則控制器10進(jìn)行靜音控制處理，并且如果當(dāng)時進(jìn)行了靜音控制，則控制器10仍繼續(xù)靜音控制處理狀態(tài)。另一方面，如果控制器10確定相對于垂直方向的傾斜角度θ小于閾值角度(S102 中的否)，則控制器獲取靜音取消計(jì)數(shù)值(S105)。如果靜音取消計(jì)數(shù)值達(dá)到閾值(S106中的是)，控制器10控制不進(jìn)行靜音處理。即，如果此時進(jìn)行了靜音控制處理，則控制器10取消靜音控制處理，并且除非此時進(jìn)行了靜音控制處理，否則控制器10繼續(xù)靜音控制處理的取消狀態(tài)(S107)。另一方面，除非靜音取消計(jì)數(shù)值達(dá)到閾值，即除非從最近一次靜音開始經(jīng)過了給定時間(例如500毫秒)(S106中的否)，否則控制器10仍繼續(xù)靜音控制處理。(針對快速移動或傾覆的靜音控制處理)控制器10每隔給定定時間隔(例如每隔20秒)從加速度傳感器11順序地獲取加速度 、ay和ειζ，并且計(jì)算加速度 、ay和ειζ的時間變化率aAx、a.y和a,z(S201)。在該情況下，控制器10計(jì)算加速度 、 和~的時間變化率a,x、a,y和 ，并累計(jì)靜音取消計(jì)數(shù)值?？刂破?0將在S206中確定的為閾值或更高值的值設(shè)置為靜音取消計(jì)數(shù)值的初始值。如果控制器10確定加速度 、、和~的時間變化率a,x、a,y和中的任一個為給定閾值或更高值(S202中的是)，則控制器10執(zhí)行靜音控制處理(S20;3)。同時，控制器10重置靜音取消計(jì)數(shù)值，并啟動計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)(S204)。即，除非此時進(jìn)行了靜音控制，否則控制器10進(jìn)行靜音控制處理，并且如果此時進(jìn)行了靜音控制，則控制器10仍繼續(xù)靜音控制處理狀態(tài)。另一方面，如果控制器10確定所有加速度ax、ay和az的時間變化率a,x、a,y和
均低于給定閾值(S202中的否)，則控制器10獲取靜音取消計(jì)數(shù)值(S205)。如果靜音取消計(jì)數(shù)值達(dá)到閾值(S206中的是)，控制器10控制不進(jìn)行靜音處理。即，如果此時進(jìn)行了靜音控制處理，則控制器10取消靜音控制處理，并且除非此時進(jìn)行了靜音控制處理，否則控制器10繼續(xù)靜音控制處理的取消狀態(tài)(S207)。另一方面，除非靜音取消計(jì)數(shù)值達(dá)到閾值，即除非從最近一次靜音開始經(jīng)過了給定時間(例如500毫秒)(S206中的否)，否則控制器10仍繼續(xù)進(jìn)行靜音控制處理。采用上述處理，根據(jù)本實(shí)施例的聲音發(fā)射和采集裝置1能夠僅輸出僅對從處于基本姿態(tài)下的目標(biāo)裝置的周圍所采集的目標(biāo)聲音進(jìn)行采集的聲音采集信號，而不會輸出當(dāng)外殼傾斜、快速移動或傾覆時發(fā)生的噪聲。更詳細(xì)地說，通過使用根據(jù)上述實(shí)施例的聲音發(fā)射和采集裝置的構(gòu)造，由于在檢測到快速移動或傾覆時進(jìn)行靜音控制處理，因此不能將快速移動或傾覆的初始聲音靜音， 但是能夠?qū)A覆的外殼與外殼所處的桌面碰撞時發(fā)生的撞擊聲靜音。在這種情形下，如果在靜音控制器14中提供了對聲音采集信號(指向性控制聲音采集信號)進(jìn)行緩沖的存儲器，并且總是進(jìn)行將聲音采集信號延遲檢測時間并輸出該聲音采集信號的處理，那么也能夠?qū)⒊跏及l(fā)生的聲音靜音。在上面的描述中，將聲音發(fā)射和采集裝置作為示例進(jìn)行了說明。同樣，上述構(gòu)造還可以應(yīng)用到僅具有聲音采集功能的聲音采集裝置。此外，在上面的描述中，示出了其中在水平姿態(tài)情況下沒有采集聲音(即輸出無聲信號)的示例。然而，即使在水平姿態(tài)下也可以采集聲音。在該情況中，控制器10可以命令聲音采集控制器13在水平姿態(tài)下與上述聲音發(fā)射控制一起進(jìn)行給定的聲音采集控制。此外，在上面的描述中，將其中外殼朝向側(cè)面方向傾斜的情況作為示例進(jìn)行了說明。類似地，可以使用加速度ax、 和\將靜音控制處理應(yīng)用于其中外殼朝向正面方向或背面方向的情況。此外，在上面的描述中，將基本姿態(tài)中的水平移動的情況作為示例進(jìn)行了說明。類似地，可以將靜音控制處理應(yīng)用于包括垂直移動的情況。此外，在上面的描述中，將其中外殼為立方體的情況作為示例進(jìn)行了說明。然而， 外殼可以形成為其它構(gòu)造。另外，示出了其中加速度方向與正交于外殼的方向匹配的情況。 然而，本發(fā)明不特別限于該構(gòu)造，此外可以設(shè)計(jì)成檢測三個不平行的軸線方向上的加速度， 其中在這些軸線方向上可以形成彼此空間獨(dú)立的各矢量。此外，在上面的描述中，例示了其中根據(jù)基本姿態(tài)中的垂直方向上的加速度 與傾斜角度θ之間的關(guān)系來確定外殼的傾斜的例子。然而，如果提供了傾斜角度Θ，還可以得到其它加速度，例如加速度\和 ，并且可以根據(jù)加速度\和 與傾斜角度θ之間的關(guān)系來確定外殼的傾斜。此外，在上面的描述中，示出了其中使用加速度傳感器來檢測外殼的運(yùn)動、姿態(tài)或移動狀態(tài)的例子。然而，本發(fā)明不限于加速度傳感器，而是可以使用其它能夠檢測外殼的運(yùn)動、姿態(tài)變化和移動狀態(tài)的檢測裝置。例如，可以想到機(jī)械開關(guān)，其布置在外殼的側(cè)面外部以在外殼處于垂直姿態(tài)(例如圖3 (A))時輸出接通信號，并且在外殼處于水平姿態(tài)(例如圖3(B))時輸出斷開信號。該開關(guān)可以布置在外殼內(nèi)部，而不必限制于側(cè)面的外部。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，聲音信號處理設(shè)備包括聲音采集器、聲音采集信號控制器、姿態(tài)檢測器和聲音信號選擇器。聲音采集器采集來自目標(biāo)設(shè)備周圍的聲音，并產(chǎn)生聲音采集信號。聲音采集信號控制器基于聲音采集器的聲音采集信號來產(chǎn)生想要的聲音信號。 姿態(tài)檢測器固定到目標(biāo)設(shè)備的外殼，并檢測外殼的姿態(tài)。聲音信號選擇器基于檢測到的姿態(tài)選擇性地輸出聲音信號或無聲信號。當(dāng)外殼從基本姿態(tài)傾斜或者移動時，通過利用來自姿態(tài)檢測器的輸出值發(fā)生變化這一事實(shí)，來選擇是基于輸出值的變化來輸出基于聲音采集信號的聲音信號，還是替代聲音信號來輸出無聲信號。即，如果存在由外殼傾斜導(dǎo)致的傾覆或移動而引起外殼碰撞某物 (安裝表面或其它安裝體)從而產(chǎn)生撞擊聲的可能，并且撞擊聲包括在聲音采集信號中，那么不輸出基于該聲音采集信號的聲音信號，而輸出無聲信號。結(jié)果，包括撞擊聲的聲音信號沒有被傳輸?shù)脚c目標(biāo)設(shè)備通信的另一設(shè)備。此外，姿態(tài)檢測器可以包括對三個相互正交的方向上的加速度進(jìn)行測量的加速度傳感器。通過采用獲得正交的三維檢測數(shù)據(jù)的加速度傳感器來作為姿態(tài)檢測器，即使外殼 (設(shè)備)進(jìn)行了任何動作，也能夠檢測到其動作。此外，如果當(dāng)外殼處于基本姿態(tài)下時加速度傳感器在垂直方向上的輸出電平與當(dāng)外殼未處于基本姿態(tài)下時加速度傳感器在與基本姿態(tài)下的垂直方向相對應(yīng)的方向上的輸出電平之間的相對電平差低于給定電平，則聲音信號選擇器可以輸出聲音信號，而如果該電平差為給定電平或更高電平，則聲音信號選擇器輸出無聲信號。這具體地示出了當(dāng)外殼從基本姿態(tài)傾斜時的處理，并且觀察到當(dāng)外殼每次處于基本姿態(tài)下時加速度傳感器在對應(yīng)于垂直方向的方向上的輸出電平，從而使得能夠檢測到當(dāng)外殼處于基本姿態(tài)下時外殼相對于垂直方向的傾斜角度。例如，如果外殼傾斜45°，則基本姿態(tài)下的垂直方向相對于此時的垂直方向傾斜45°。因此，加速度傳感器在外殼傾斜45° 的狀態(tài)下在基本姿態(tài)的垂直方向上的輸出電平變成了通過將加速度傳感器在外殼處于基本姿態(tài)的狀態(tài)下在垂直方向上的輸出電平乘以cos45°而得到的輸出電平?？梢曰谳敵鲭娖降淖兓瘉頇z測外殼的傾斜角度。于是，當(dāng)檢測到外殼傾斜了給定角度或更大角度時， 即，當(dāng)從基本姿態(tài)傾覆的角度變成給定角度或更大角度時，將輸出切換到無聲信號。結(jié)果， 例如，在將外殼從基本姿態(tài)抬起然后水平放置之后，外殼被放置在桌上的情況下，即使當(dāng)外殼被放置在桌上時產(chǎn)生了撞擊聲，也不輸出包括該撞擊聲的聲音信號。此外，如果由加速度傳感器檢測的輸出電平的時間變化率低于給定水平(level)， 則聲音信號選擇器可以輸出聲音信號，如果該時間變化率為給定水平或更高水平，則輸出無聲信號。這具體地示出了當(dāng)外殼快速移動時的處理，并且觀察到加速度傳感器在每個方向上的輸出電平的時間變化率，從而使得能夠檢測到外殼的快速移動。例如，在靜止?fàn)顟B(tài)下加速度傳感器在水平方向上的輸出電平實(shí)質(zhì)為“0”，但是，如果有障礙物與外殼碰撞使得外殼快速移動，則加速度傳感器在水平方向上的輸出電平從實(shí)質(zhì)為“0”快速改變。即，在水平方向上的輸出電平的時間變化率變大。與障礙物的碰撞或者快速移動引起撞擊聲或者由于移動引起外殼與安裝表面之間的摩擦而產(chǎn)生的聲音。在此情形中，檢測到加速度傳感器在水平方向上的輸出電平的時間變化率增加了給定值或更大值，即，當(dāng)外殼快速移動時，將輸出切換到無聲信號。此外，當(dāng)外殼從基本姿態(tài)快速傾覆時，加速度傳感器的輸出電平快速變化。于是， 當(dāng)檢測到加速度傳感器在水平方向上的輸出電平的時間變化率由于傾覆而增大給定值或更大值時，將輸出切換到無聲信號。通過這種方式，不輸出包括了當(dāng)外殼快速移動或傾覆時引起的各種聲音在內(nèi)的聲音采集信號。更嚴(yán)格地說，由于在已經(jīng)檢測到快速運(yùn)動之后將輸出切換到無聲信號，所以不能防止包括在快速運(yùn)動的初始階段中發(fā)生的聲音在內(nèi)的聲音信號的輸出。但是，能夠防止包括在快速運(yùn)動的最后階段中產(chǎn)生的聲音(比如當(dāng)傾覆的外殼與外部物體碰撞時產(chǎn)生的撞擊聲)在內(nèi)的聲音信號的輸出。另外，如果聲音信號選擇器配備了緩沖存儲器和采用延遲來輸出聲音信號的單元，則也能夠防止輸出包括由快速運(yùn)動引起的初始聲音在內(nèi)的聲音信號。此外，聲音信號選擇器可以以給定定時間隔執(zhí)行對聲音信號的輸出選擇的確定。 如果在已經(jīng)選擇了輸出無聲信號之后將選擇不輸出無聲信號的確定持續(xù)了給定時間段，則聲音信號選擇器可以再次輸出聲音信號。這示出了用于在已經(jīng)將輸出切換到無聲信號之后再次將輸出切換到聲音信號的確定處理。通過使用該確定處理，當(dāng)進(jìn)入了在輸出切換到無聲信號之后傾覆或移動停止從而使得能夠輸出聲音信號的狀態(tài)時，輸出能夠自動地切換到聲音信號。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，在設(shè)備自身檢測到姿態(tài)的變化以及移動之后，可以在場合需要時對聲音采集信號執(zhí)行靜音處理。結(jié)果，能夠防止由設(shè)備的姿態(tài)變化或移動而引起的噪聲被傳輸?shù)綄Ψ窖b置或被發(fā)射。本發(fā)明基于2009年8月27日提交的日本專利申請No. 2009-196751，其內(nèi)容通過
引用結(jié)合于此。
權(quán)利要求
1.一種聲音信號處理設(shè)備，包括聲音采集器，其構(gòu)造為從環(huán)境采集聲音，并構(gòu)造為產(chǎn)生聲音采集信號；信號控制器，其構(gòu)造為基于所述聲音采集信號產(chǎn)生聲音信號；夕卜殼；檢測器，其構(gòu)造為檢測所述外殼的姿態(tài)；和選擇器，其構(gòu)造為基于所檢測到的姿態(tài)輸出聲音信號和無聲信號中的一個。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聲音信號處理設(shè)備，其中所述檢測器包括加速度傳感器，其構(gòu)造為對彼此正交的三個方向上的加速度進(jìn)行測量。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的聲音信號處理設(shè)備，其中如果當(dāng)所述外殼處于基本姿態(tài)時所述加速度傳感器在垂直方向上的輸出電平與當(dāng)所述外殼未處于基本姿態(tài)時所述加速度傳感器在對應(yīng)于所述基本姿態(tài)下的垂直方向的方向上的輸出電平之間的差低于給定電平，則所述選擇器輸出所述聲音信號，而如果所述差為給定電平或更高電平，則所述選擇器輸出所述無聲信號。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的聲音信號處理設(shè)備，其中如果所述加速度傳感器的輸出電平的時間變化率低于給定水平，則所述選擇器輸出所述聲音信號，而如果所述時間變化率為給定水平或更高水平，則所述選擇器輸出所述無聲信號。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聲音信號處理設(shè)備，其中所述選擇器以給定定時間隔對選擇聲音信號的輸出進(jìn)行確定，并且如果在選擇了輸出無聲信號之后，對選擇不輸出所述無聲信號的確定持續(xù)了給定時間段，則所述選擇器輸出所述聲音信號。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聲音信號處理設(shè)備，其中所述檢測器檢測所述外殼的運(yùn)動。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聲音信號處理設(shè)備，其中當(dāng)所述外殼處于第一姿態(tài)時，所述檢測器輸出第一方向上的第一輸出電平，當(dāng)所述外殼處于不是第一姿態(tài)的第二姿態(tài)時，所述檢測器輸出第二方向上的第二輸出電平，并且所述第二方向?qū)?yīng)于當(dāng)所述外殼處于第一姿態(tài)時的所述第一方向，以及如果所述第一輸出電平與所述第二輸出電平之間的差低于給定電平，則所述選擇器輸出所述聲音信號，而如果所述差為所述給定電平或更高電平，則所述選擇器輸出所述無聲信號。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聲音信號處理設(shè)備，其中如果所述檢測器的輸出電平的時間變化率低于給定水平，則所述選擇器輸出所述聲音信號，而如果所述時間變化率為所述給定水平或更高水平，則所述選擇器輸出所述無聲信號。
全文摘要
公開了一種聲音信號處理設(shè)備，其包括聲音采集單元，其從周圍環(huán)境采集聲音并產(chǎn)生聲音采集信號；信號控制單元，其基于所述聲音采集信號產(chǎn)生聲音信號；外殼；檢測單元，其檢測所述外殼的姿態(tài)；和選擇單元，其基于所檢測到的姿態(tài)輸出聲音信號和無聲信號中的一個。
文檔編號H04R3/00GK102484758SQ20108003789
公開日2012年5月30日 申請日期2010年8月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月27日
發(fā)明者富永聰 申請人:雅馬哈株式會社