用移動平臺進行的可變波束成形的制作方法
【專利說明】用移動平臺進行的可變波束成形
[0001]本發(fā)明專利申請是國際申請?zhí)枮镻CT/US2012/021340，國際申請日為2012年1月13日，進入中國國家階段的申請?zhí)枮?01280005335.1，名稱為“用移動平臺進行的可變波束成形”的發(fā)明專利申請的分案申請。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本申請涉及用移動平臺進行的可變波束成形。
【背景技術(shù)】
[0003]諸如膝上型計算機、桌面計算機之類的當前計算機以及智能電話和平板計算機不具有容易地加入除了呼叫中的主用戶之外的人員(若其他人位于房間中的不同位置處)的能力，即使在該設(shè)備包括定向話筒或話筒陣列的情況下亦是如此。簡單地放大房間中的所有聲源通常會產(chǎn)生大量不希望的背景噪聲。希望參與電話或視頻電話呼叫的個人通常被要求物理地移動并且坐在話筒附近或者相機前面。因此，可能坐著的或者舒適地休息的、但是希望在呼叫上說幾句話的人被迫移動靠近話筒和/或相機或者將不能清楚地聽見或看見。
[0004]雖然使用話筒陣列的波束成形技術(shù)是已知的(諸如高噪聲抑制技術(shù))并且能夠在語音呼叫(網(wǎng)際協(xié)議上語音(V0IP)等)期間減少分心的環(huán)境噪聲和比特率要求，但是這些技術(shù)一般依賴基于若干基于時間、空間、頻率和振幅的線索來嘗試標識單個說話者的波束轉(zhuǎn)向算法，該算法會在說話者之間快速切換期間導致衰減并且阻止諸如所描述的這種多個說話者情景。另外，在較差的信噪比(SNR)狀況下，抵達方向標識任務(wù)會變得困難，從而導致語音消聲、背景噪聲調(diào)制和其他假象。另外，在諸如計算機平板電腦或智能電話之類的移動設(shè)備的情況下，設(shè)備有可能在通話期間移動，從而使抵達方向標識任務(wù)甚至變得更加困難。
[0005]因此，開發(fā)一種系統(tǒng)以使得用戶能夠以最小的努力將房間中的其他人加入在電話或視頻電話通話(或其他此類應用)中將是有益的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]—種移動平臺包括話筒陣列并且實現(xiàn)波束成形以放大或抑制來自聲源方向的音頻信息。該移動平臺進一步包括被用于檢測移動平臺的移動的取向傳感器，該移動被用于在移動平臺關(guān)于聲源移動時調(diào)整波束成形以繼續(xù)放大或抑制來自聲源方向的音頻信息。聲源方向可通過用戶輸入來提供。例如，移動平臺可指向聲源以標識聲源方向。補充地或替換地，聲源的位置可使用話筒陣列來標識并向用戶顯示。用戶可隨后使用例如觸摸屏顯示器來標識聲源方向。當移動平臺關(guān)于聲源移動時，取向傳感器檢測該移動。波束成形被實現(xiàn)的方向可隨后基于移動平臺的如由取向傳感器檢測的測得移動來調(diào)整。因此，可在期望的聲源方向上連續(xù)地實現(xiàn)波束成形，而不管移動平臺關(guān)于聲源的移動。來自相機的圖像或視頻可類似地基于來自取向傳感器的數(shù)據(jù)來控制。
【附圖說明】
[0007]圖1A和1B分別解說了移動平臺的正面和背面。
[0008]圖2A和2B解說了具有關(guān)于兩個聲源的不同取向而同時連續(xù)地實現(xiàn)關(guān)于這兩個聲源的波束成形的移動平臺。
[0009]圖2C解說了執(zhí)行波束成形而不補償移動平臺關(guān)于聲源的移動的移動平臺。
[0010]圖3解說了在移動平臺關(guān)于聲源移動時實現(xiàn)波束成形的流程圖。
[0011]圖4A、4B和4C解說了通過將移動平臺指向聲源來指示聲源方向。
[0012]圖5解說了使用觸摸屏顯示器上的圖形用戶界面來指示聲源方向。
[0013]圖6解說了諸如圖1中所解說的話筒陣列的音頻響應與方向的關(guān)系。
[0014]圖7解說了響應于移動平臺關(guān)于聲源的移動而控制相機。
[0015]圖8解說了能夠基于來自取向傳感器的數(shù)據(jù)來調(diào)整執(zhí)行波束成形的方向的移動平臺的框圖。
【具體實施方式】
[0016]圖1A和1B分別解說了移動平臺100的正面和背面，該移動平臺100可以是諸如蜂窩電話、智能電話、平板計算機、或可以具有電話或視頻電話能力的其他無線通信設(shè)備之類的任何便攜式電子設(shè)備。移動平臺100包括外殼101、可以是觸摸屏顯示器的顯示器102、以及耳機揚聲器104和兩個擴音器106L和106R。移動平臺100還包括話筒108A、108B、108C、108D和108E的陣列(有時統(tǒng)稱為話筒陣列108)以及連接至話筒陣列108的波束成形系統(tǒng)(例如，話筒陣列控制器192)，該波束成形系統(tǒng)可實現(xiàn)波束成形以抑制或放大來自特定方向的聲音。在美國專利申請序列號12/605，158和12/796,566中描述了波束成形，這兩個申請已轉(zhuǎn)讓給本申請受讓人并且由此通過援引全部納入于此。話筒可以例如是壓電式微機電系統(tǒng)(MEMS)類型話筒。移動平臺100還包括取向傳感器110，諸如與3軸陀螺儀和/或數(shù)字羅盤耦合的3軸加速計。使用取向傳感器，移動平臺100可在其關(guān)于聲源移動時使所形成的波束轉(zhuǎn)向以放大或抑制聲源。所形成的抑制(即，拒絕)聲源的波束有時可被稱為空波束，而放大聲源的波束有時在本文中可被簡稱為波束。然而，應當理解，除非另外專門指出，術(shù)語“波束”和“波束成形”既可被用于表示放大，也可被用于表示抑制(即，“空波束”和“空波束成形”)。
[0017]移動平臺100還可包括無線收發(fā)機112和一個或多個相機，諸如移動平臺100的正面上的相機114和移動平臺100的背面上的相機116(圖1B中示出)。應當理解，若希望，則可改變個體元件的精確位置和數(shù)目。例如，話筒陣列108可包括附加的或較少的話筒，這些話筒可定位在移動平臺100的不同位置處，諸如外殼101的側(cè)面上。
[0018]如本文中所使用的，移動平臺是指任何便攜式電子設(shè)備，諸如，蜂窩電話、智能電話、平板計算機、或其他無線通信設(shè)備、個人通信系統(tǒng)(PCS)設(shè)備、個人導航設(shè)備(PND)、個人信息管理器(PM)、個人數(shù)字助理(PDA)、或者其他合適的移動設(shè)備。移動平臺可以能夠傳送和接收無線通信。術(shù)語“移動平臺”還旨在包括諸如藉由短程無線、紅外、有線連接、或其他連接與個人導航設(shè)備(PND)通信的設(shè)備，不管衛(wèi)星信號接收、輔助數(shù)據(jù)接收、和/或與位置有關(guān)的處理是發(fā)生在該設(shè)備處還是在PND處。另外，“移動平臺”旨在包括所有能夠(諸如經(jīng)由因特網(wǎng)、W1-F1、或其它網(wǎng)絡(luò))與服務(wù)器通信的設(shè)備，包括無線通信設(shè)備、計算機等，而不管衛(wèi)星信號接收、輔助數(shù)據(jù)接收、和/或與位置有關(guān)的處理是發(fā)生在該設(shè)備處、服務(wù)器處、還是與網(wǎng)絡(luò)相關(guān)聯(lián)的另一設(shè)備處。以上的任何可操作的組合也被認為是“移動平臺”。
[0019]另外，移動平臺100可經(jīng)由收發(fā)機112諸如通過蜂窩塔臺和從無線通信接入點接入任何無線通信網(wǎng)絡(luò)(諸如無線廣域網(wǎng)(WWAN)、無線局域網(wǎng)(WLAN)、無線個域網(wǎng)(WPAN)等或其任何組合)。術(shù)語“網(wǎng)絡(luò)”和“系統(tǒng)”常被可互換地使用。WWAN可以是碼分多址(CDMA)網(wǎng)絡(luò)、時分多址(TDMA)網(wǎng)絡(luò)、頻分多址(FDMA)網(wǎng)絡(luò)、正交頻分多址(0FDMA)網(wǎng)絡(luò)、單載波頻分多址(SC-FDMA)網(wǎng)絡(luò)、長期演進(LTE)等等。CDMA網(wǎng)絡(luò)可實現(xiàn)諸如cdma2000、寬帶CDMA(W-CDMA)等一種或多種無線電接入技術(shù)(RAT)。cdma2000包括IS-95、IS-2000和IS-856標準。TDMA網(wǎng)絡(luò)可實現(xiàn)全球移動通信系統(tǒng)(GSM)、數(shù)字高級移動電話系統(tǒng)(D-AMPS)、或其它某種RAT。GSM和W-CDMA在來自名為“第三代伙伴項目”(3GPP)的聯(lián)盟的文獻中描述。Cdma2000在來自名為“第三代伙伴項目2”(3GPP2)的聯(lián)