智能周?chē)曇舯O(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】提供了用于將周?chē)尘奥曇敉蝗徊迦胍桓倍鷻C(jī)的系統(tǒng)和方法。該系統(tǒng)監(jiān)控周?chē)曇舡h(huán)境并且將周?chē)曇舡h(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(shí)間）進(jìn)行比較，從而檢測(cè)重要的或關(guān)鍵的背景聲音（例如，警報(bào)、喇叭、直接口頭傳信、啼哭的嬰兒、門(mén)鈴、電話等）。當(dāng)檢測(cè)到關(guān)鍵背景聲音時(shí)，系統(tǒng)將通知信號(hào)或周?chē)尘暗囊徊糠滞蝗徊迦氲揭纛l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(shuō)明】智能周?chē)曇舯O(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(jiǎn)單的煩擾到噪聲誘發(fā)的疲勞，甚至是聽(tīng)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(chē)、摩托車(chē)、飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)和風(fēng)噪聲等)以及那些與一個(gè)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(shù)籬機(jī)等)。
[0003]為了幫助在提供娛樂(lè)源的同時(shí)減輕背景噪聲，許多人通過(guò)一副耳機(jī)聽(tīng)音樂(lè)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(tīng)到通常所依賴的各種聽(tīng)覺(jué)提示和警告(例如，警告聲明、汽笛、警報(bào)、汽車(chē)?yán)?、吠犬?，則耳機(jī)的使用也會(huì)帶來(lái)問(wèn)題，甚至是危險(xiǎn)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?chē)曇舡h(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)，所述系統(tǒng)監(jiān)控用戶的周?chē)曇舡h(huán)境并且每當(dāng)在背景中存在關(guān)鍵聲音時(shí)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(jì)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?chē)曇舡h(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(shí)別出關(guān)鍵背景聲音，音頻通知信號(hào)輸出到耳機(jī)，其中音頻通知信號(hào)可以是簡(jiǎn)單的警報(bào)信號(hào)(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?chē)曇舯O(jiān)控系統(tǒng)輸出音頻通知信號(hào)時(shí)，來(lái)自音頻源的輸出可暫時(shí)中止或者音頻源的音量可暫時(shí)減小，從而相對(duì)于音頻源輸出突出關(guān)鍵背景聲音。
[0005]在一個(gè)方案中，預(yù)設(shè)的一組聲音特性包括至少一個(gè)頻率特征(signature)。頻率特征通常對(duì)應(yīng)于可聽(tīng)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(duì)應(yīng)于關(guān)鍵背景聲音的聲級(jí)超過(guò)預(yù)設(shè)的聲音振幅，則僅將音頻通知信號(hào)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(shí)間，在該情況下，系統(tǒng)可被配置成，如果對(duì)應(yīng)于關(guān)鍵背景聲音的時(shí)間段超過(guò)預(yù)設(shè)的聲音持續(xù)時(shí)間，則僅將音頻通知信號(hào)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(gè)或多個(gè)用戶可達(dá)開(kāi)關(guān)(例如，按鈕開(kāi)關(guān)、滑動(dòng)開(kāi)關(guān)、旋轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)和觸摸屏軟按鈕)來(lái)輸入。
[0006]在本發(fā)明的另一方案中，提供了一種將周?chē)尘奥曇敉蝗徊迦氲揭桓倍鷻C(jī)中的方法，所述方法包括以下步驟:監(jiān)控用戶的周?chē)曇舡h(huán)境；將所述周?chē)曇舡h(huán)境與預(yù)設(shè)的一組聲音特性進(jìn)行比較；識(shí)別周?chē)曇舡h(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(shí)別出關(guān)鍵背景聲音時(shí)，將用戶周?chē)h(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(jí)超過(guò)預(yù)設(shè)的聲級(jí)時(shí)，或者當(dāng)對(duì)應(yīng)于關(guān)鍵背景聲音的時(shí)間段超過(guò)預(yù)設(shè)的聲音持續(xù)時(shí)間時(shí)，才執(zhí)行將周?chē)h(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(shí)別用戶的周?chē)曇舡h(huán)境內(nèi)的周?chē)肼?，以及響?yīng)于所識(shí)別出的周?chē)肼暥a(chǎn)生噪聲消除信號(hào)。所述方法可另外包括在耳機(jī)上傳送來(lái)自音頻源的音頻流的步驟，其中，每當(dāng)系統(tǒng)將周?chē)h(huán)境突然插入到耳機(jī)中時(shí)，音頻流的傳送可暫時(shí)中止或者音頻流的音量可暫時(shí)減小。
[0007]通過(guò)參照說(shuō)明書(shū)的其余部分和附圖能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)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(shuō)明】
[0008]圖1提供了本發(fā)明的周?chē)曇舯O(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?chē)曇舯O(jiān)控系統(tǒng)的概觀；
[0010]圖3示出了用于確定監(jiān)控的周?chē)h(huán)境是否包含任何關(guān)鍵聲音的一個(gè)過(guò)程；
[0011]圖4示出了基于圖3所示的過(guò)程的一個(gè)過(guò)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(kāi)的方式；
[0012]圖5示出了基于圖3所示的過(guò)程的一個(gè)過(guò)程，其被修改為除了使用頻率之外還使用聲音持續(xù)時(shí)間作為將關(guān)鍵聲音與背景噪聲區(qū)分開(kāi)的方式；
[0013]圖6示出了基于頻率、持續(xù)時(shí)間和振幅的聲音識(shí)別過(guò)程；
[0014]圖7示出了圖6所示的聲音識(shí)別過(guò)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?chē)曇舯O(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(guò)提供周?chē)曇舯O(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(wèn)題，所述周?chē)曇舯O(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(tīng)到該聲音。如本文所使用的，術(shù)語(yǔ)“耳機(jī)”是指可用于例如復(fù)制音樂(lè)或其它聽(tīng)覺(jué)節(jié)目的各種公知的聽(tīng)覺(jué)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(shuō)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(wú)論聲音衰減是否是由于被動(dòng)的、主動(dòng)的或被動(dòng)和主動(dòng)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(lái)監(jiān)控用戶的周?chē)曇舡h(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?chē)曇舡h(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(tīng)筒或者頭帶中的一個(gè)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(tái)式計(jì)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(gè)麥克風(fēng)，但是本發(fā)明還可使用多個(gè)麥克風(fēng)，例如集成到兩個(gè)耳杯中的一對(duì)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(wú)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(cè)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(guò)耳機(jī)105進(jìn)行廣播?？商娲兀绻麢z測(cè)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(tīng)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(cè)到的聲音的數(shù)字信號(hào)隨后被傳遞到數(shù)字信號(hào)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(jì)算機(jī)、智能手機(jī)或膝上型計(jì)算機(jī)中所通常使用的那些多用途處理器或微處理器來(lái)執(zhí)行。如下文詳細(xì)說(shuō)明的，DSP 203使用DSP算法以基于預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)來(lái)確定是否將檢測(cè)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(guò)數(shù)字-模擬(D/A)轉(zhuǎn)換器107并且通過(guò)耳機(jī)105廣播?？商娲?，并且如之前所提到的，一旦關(guān)鍵聲音被檢測(cè)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(shí)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(cè)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(lái)自用戶周?chē)h(huán)境的聲音被麥克風(fēng)101檢測(cè)到并且優(yōu)選地經(jīng)過(guò)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(gè)或多個(gè)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(tīng)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(duì)應(yīng)于警報(bào)或汽笛聲，但是預(yù)設(shè)的聲音特征還可對(duì)應(yīng)于人的語(yǔ)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(lái)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(guò)使用學(xué)習(xí)函數(shù)來(lái)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(yǔ)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(shí)別算法中的任一種。由于聲音識(shí)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(shuō)明。在本發(fā)明的最簡(jiǎn)單配置中，一旦DSP 203檢測(cè)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(cè)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(cè)和監(jiān)控過(guò)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(guò)程。
[0025]檢測(cè)算法可以使用各種特性來(lái)識(shí)別來(lái)自周?chē)h(huán)境的預(yù)設(shè)聲音特征。例如，系統(tǒng)可以使用頻譜和對(duì)應(yīng)的聲級(jí)(也稱為聲音振幅)兩者來(lái)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(jí)來(lái)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(bào)音量能夠用于確定警報(bào)或汽笛聲的接近度以及因此確定緊急程度。類似地，語(yǔ)音的音量能夠用于從可針對(duì)聽(tīng)者的語(yǔ)音中區(qū)分出普通背景語(yǔ)音(即，背景顫動(dòng)聲)。圖4示出了圖3所示的過(guò)程的修改，其中除了頻率特征之外，還使用聲級(jí)。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(cè)到匹配(步驟403)，則DSP將檢測(cè)到的聲音的振幅與預(yù)設(shè)的聲級(jí)進(jìn)行比較(步驟405)。預(yù)設(shè)的聲級(jí)可以為簡(jiǎn)單的基準(zhǔn)水平，超過(guò)該基準(zhǔn)水平的聲音被假設(shè)為關(guān)鍵的?？商娲?，預(yù)設(shè)的聲級(jí)可以基于麥克風(fēng)101所檢測(cè)到的平均水平或背景聲級(jí)。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(shí)間是系統(tǒng)可用于確定檢測(cè)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(shí)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(shí)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(wèn)用戶問(wèn)題或提供指示、警報(bào)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(cè)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(cè)到的聲音的持續(xù)時(shí)間與預(yù)設(shè)的時(shí)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(shí)間段的持續(xù)時(shí)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(shí)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(shí)間全部用來(lái)確定是否將聲音分類為關(guān)鍵的過(guò)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(tīng)者應(yīng)當(dāng)獲知的關(guān)鍵聲音時(shí)，系統(tǒng)能夠?qū)⑼ㄖ?警報(bào)信號(hào)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(bào))信號(hào)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(jì)為引起用戶注意的一些其它的聲音效果。通知/警報(bào)的意圖是通知用戶環(huán)視四周并且獲知其周?chē)h(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(cè)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(guò)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(shí)，自動(dòng)地降低音量或者完全地抑制來(lái)自音頻源的信號(hào)，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(shí)間長(zhǎng)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(cè)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(shí)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(gè)方案和特征可被配置成對(duì)于特性用戶或用戶段來(lái)優(yōu)化性能。系統(tǒng)配置可通過(guò)制造商來(lái)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(gè)或兩個(gè)耳機(jī)耳杯中的各種開(kāi)關(guān)類型中的任一種(例如、按鈕、滑動(dòng)開(kāi)關(guān)、旋轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)等)來(lái)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(kāi)關(guān)可嵌置到通過(guò)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(kāi)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。可選地，用于調(diào)節(jié)用戶可配置參數(shù)的開(kāi)關(guān)可經(jīng)由軟件/計(jì)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?chē)曇舯O(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(jiǎn)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(gè)實(shí)施例中，將給予用戶對(duì)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(yǔ)音”、“警報(bào)”、“喇叭”和“吠犬”。應(yīng)當(dāng)理解的是，這些僅為可用于描述對(duì)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(shí)間可在從“短”到“長(zhǎng)”的范圍內(nèi)呈現(xiàn)給用戶。
[0031]除了將本發(fā)明的周?chē)曇舯O(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(gè)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?chē)曇舯O(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?chē)曇舯O(jiān)控系統(tǒng)803的插孔中。然后，將周?chē)曇舯O(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(gè)或多個(gè)開(kāi)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(lái)自源805的輸出未受影響地且未經(jīng)處理地傳遞通過(guò)聲音監(jiān)控系統(tǒng)900。當(dāng)DSP901檢測(cè)到關(guān)鍵聲音時(shí)，根據(jù)預(yù)設(shè)的系統(tǒng)規(guī)則，通知/警報(bào)信號(hào)或背景聲音被添加到來(lái)自源805的輸出的頂部。因此，例如，如果用戶正在聽(tīng)特定歌曲，則通知/警報(bào)信號(hào)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(guò)DSP 1001的可選配置。典型地，為了使來(lái)自源805的信號(hào)傳遞通過(guò)DSP 1001，必須首先將信號(hào)數(shù)字化，但是顯然這取決于來(lái)自源805的輸出。圖10假設(shè)來(lái)自源805的輸出為模擬信號(hào)，因此來(lái)自源805的信號(hào)路徑顯示為首先傳遞通過(guò)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(méi)檢測(cè)到關(guān)鍵聲音，DSP 1001就不改變來(lái)自源805的信號(hào)。然而，當(dāng)檢測(cè)到關(guān)鍵聲音時(shí)，DSP 1001減小來(lái)自源805的信號(hào)的振幅，同時(shí)將通知/警報(bào)信號(hào)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(guò)確保來(lái)自源805的輸出不壓過(guò)關(guān)鍵聲音，來(lái)確保檢測(cè)到的關(guān)鍵聲音不會(huì)未被用戶聽(tīng)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(cè)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(kāi)關(guān)1103。只要未檢測(cè)到關(guān)鍵聲音，DSP1101就控制開(kāi)關(guān)1103以允許來(lái)自源805的信號(hào)未經(jīng)處理地傳遞到耳機(jī)801。當(dāng)檢測(cè)到關(guān)鍵聲音時(shí)，DSP 1101控制開(kāi)關(guān)1103以將通知/警報(bào)信號(hào)(或背景聲音，這取決于配置)傳遞到耳機(jī)801。開(kāi)關(guān)1103可被設(shè)計(jì)為傳遞一個(gè)信號(hào)或另一個(gè)信號(hào)(即，音頻源信號(hào)或來(lái)自周?chē)曇舯O(jiān)控系統(tǒng)的信號(hào))?？蛇x地，開(kāi)關(guān)1103可被設(shè)計(jì)為使得當(dāng)來(lái)自周?chē)曇舯O(jiān)控系統(tǒng)的信號(hào)路徑被選擇時(shí)，來(lái)自源805的衰減信號(hào)也被傳遞到耳機(jī)801，優(yōu)選地通過(guò)將固定的或用戶可調(diào)節(jié)的電阻插入來(lái)自源805的信號(hào)線來(lái)提供信號(hào)衰減。
[0033]在圖8-11所示的系統(tǒng)中，示出周?chē)曇舯O(jiān)控系統(tǒng)與音頻源分離。然而，在本發(fā)明的至少一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，這兩個(gè)部件組合到單個(gè)設(shè)備中。該實(shí)施例利用嵌入到常用于聽(tīng)音樂(lè)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(lè)播放器以及諸如手機(jī)/智能手機(jī)、個(gè)人數(shù)據(jù)助理(PDA)、游戲系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)(例如，平板式、膝上型、筆記本、超級(jí)本和臺(tái)式計(jì)算機(jī))的多功能設(shè)備。對(duì)于這些設(shè)備中的大多數(shù)設(shè)備，簡(jiǎn)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(tái)式計(jì)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?chē)曇舯O(jiān)控系統(tǒng)能夠同等地應(yīng)用于簡(jiǎn)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(dòng)式或主動(dòng)式聲音隔離耳機(jī)一起使用。如果聲音隔離耳機(jī)是主動(dòng)式的，優(yōu)選地本發(fā)明的系統(tǒng)使用與主動(dòng)式噪聲消除系統(tǒng)所需的那些部件相同的部件，其被簡(jiǎn)單地修改從而也執(zhí)行如上文詳細(xì)說(shuō)明的本發(fā)明的功能。然而，如果聲音隔離耳機(jī)是被動(dòng)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(dòng)器。盡管可以使用膜片式驅(qū)動(dòng)器或電樞式驅(qū)動(dòng)器，但是典型的是，選擇基于由隔離系統(tǒng)的類型對(duì)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(gè)周?chē)曇舯O(jiān)控系統(tǒng)的空間，其中所述周?chē)曇舯O(jiān)控系統(tǒng)包括一個(gè)或多個(gè)驅(qū)動(dòng)器(即，典型地每個(gè)耳機(jī)套件有一個(gè)驅(qū)動(dòng)器或者每個(gè)耳朵有一個(gè)驅(qū)動(dòng)器)。在存在非常限的空間的耳塞設(shè)計(jì)中，周?chē)曇舯O(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(dòng)器。
[0035]應(yīng)當(dāng)注意的是，多個(gè)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(guò)一般術(shù)語(yǔ)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(méi)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(duì)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(shí)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(kāi)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?chē)曇舯O(jiān)控系統(tǒng)，包括: 麥克風(fēng)，所述麥克風(fēng)監(jiān)控周?chē)曇舡h(huán)境； 一副耳機(jī)；以及 處理器，所述處理器接收來(lái)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(shí)別出在所述周?chē)曇舡h(huán)境內(nèi)的關(guān)鍵背景聲音，所述關(guān)鍵背景聲音對(duì)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(shí)別出所述關(guān)鍵背景聲音時(shí)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(gè)頻率特征，并且其中，所述音頻通知選自由警報(bào)信號(hào)和所述周?chē)曇舡h(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?chē)曇舯O(jiān)控系統(tǒng)，還包括至少一個(gè)用戶可達(dá)開(kāi)關(guān)，其中所述至少一個(gè)頻率特征是用戶能夠經(jīng)由所述至少一個(gè)用戶可達(dá)開(kāi)關(guān)選擇的，并且其中所述至少一個(gè)用戶可達(dá)開(kāi)關(guān)選自由按鈕開(kāi)關(guān)、滑動(dòng)開(kāi)關(guān)、旋轉(zhuǎn)開(kāi)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?chē)曇舯O(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?chē)曇舯O(jiān)控系統(tǒng)，其中所述至少一個(gè)頻率特征對(duì)應(yīng)于具有小于1500Hz的頻帶范圍的可聽(tīng)頻率帶。
5.如權(quán)利要求1-4所述的周?chē)曇舯O(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(duì)應(yīng)于所述關(guān)鍵背景聲音的周?chē)暭?jí)超過(guò)所述聲音振幅時(shí)，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?chē)曇舯O(jiān)控系統(tǒng)，還包括至少一個(gè)用戶可達(dá)開(kāi)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(gè)用戶可達(dá)開(kāi)關(guān)選擇的聲音振幅，并且其中，所述至少一個(gè)用戶可達(dá)開(kāi)關(guān)選自由按鈕開(kāi)關(guān)、滑動(dòng)開(kāi)關(guān)、旋轉(zhuǎn)開(kāi)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?chē)曇舯O(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(shí)間，并且其中，當(dāng)對(duì)應(yīng)于所述關(guān)鍵背景聲音的時(shí)間段超過(guò)所述聲音持續(xù)時(shí)間時(shí)，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?chē)曇舯O(jiān)控系統(tǒng)，還包括至少一個(gè)用戶可達(dá)開(kāi)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(gè)用戶可達(dá)開(kāi)關(guān)選擇的聲音持續(xù)時(shí)間，并且其中，所述至少一個(gè)用戶可達(dá)開(kāi)關(guān)選自由按鈕開(kāi)關(guān)、滑動(dòng)開(kāi)關(guān)、旋轉(zhuǎn)開(kāi)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?chē)曇舯O(jiān)控系統(tǒng)，還包括主動(dòng)噪聲消除系統(tǒng)。
10.如權(quán)利要求1-9所述的周?chē)曇舯O(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(lái)自所述音頻源的輸出來(lái)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(shí)，所述音頻源暫時(shí)中止。
11.如權(quán)利要求1-9所述的周?chē)曇舯O(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(lái)自所述音頻源的輸出來(lái)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(shí)，對(duì)應(yīng)于所述音頻源的音量減小。
12.—種將周?chē)尘奥曇敉蝗徊迦氲揭桓倍鷻C(jī)中的方法，所述方法包括以下步驟:監(jiān)控周?chē)曇舡h(huán)境； 將所述周?chē)曇舡h(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(gè)頻率特征； 識(shí)別關(guān)鍵背景聲音，其中所述關(guān)鍵背景聲音對(duì)應(yīng)于所述周?chē)曇舡h(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(shí)別出所述關(guān)鍵背景聲音時(shí)，將所述周?chē)曇舡h(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(duì)應(yīng)于所述關(guān)鍵背景聲音的周?chē)暭?jí)超過(guò)預(yù)設(shè)的聲音振幅時(shí)，或者當(dāng)對(duì)應(yīng)于所述關(guān)鍵背景聲音的時(shí)間段超過(guò)預(yù)設(shè)的聲音持續(xù)時(shí)間時(shí)，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(shí)別所述周?chē)曇舡h(huán)境內(nèi)的周?chē)肼?，以及響?yīng)于所述周?chē)肼暥a(chǎn)生噪聲消除信號(hào)，其中所述噪聲消除信號(hào)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(lái)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(shí)暫時(shí)中止所述傳送步驟或降低對(duì)應(yīng)于所述音頻流的音頻音量。。
【文檔編號(hào)】H04R3/04GK103581803SQ201310341747
【公開(kāi)日】2014年2月12日 申請(qǐng)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(qǐng)人:羅技?xì)W洲公司