CN104580753A - 用于估算声学噪音水平的方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于估算声学噪音水平的方法和系统。本发明可被有利地应用于包括多个音频通信设备，例如，电话、移动电话、耳机和耳机基站的系统中。本发明的目的是分别提供用于估算声学噪音水平的方法和用于估算声学噪音水平的系统，其使比现有技术更加有效地使用资源并且减小办公室和其他工作环境中的混乱。通过用于估算声学噪音水平的方法实现这个和其他目标，该方法包括：对于两个或多个音频通信设备的每个，接收来自周围环境空间的声学信号并通过相应的音频通信设备包括的麦克风提供对应的麦克风输出信号，且根据麦克风输出信号重复估算局部声学噪音水平；以及根据局部声学噪音水平重复估算周围环境空间中的声学噪音水平的依赖于位置的分布。

Description

用于估算声学噪音水平的方法和系统

技术领域

本发明涉及用于估算声学噪音水平的方法和系统。本发明可被有利地应用于包括多个音频通信设备，例如，电话、移动电话、耳机和耳机基站的系统中。

背景技术

噪音指示系统，“”是已知的，其可以与分布在例如，开放式办公室或工作间的一个房间或一套房间内的多个麦克风单元和位于同一房间或一套房间内的一个或多个显示单元一起装配。每个麦克风单元测量其位置处的声学噪音水平并且将测量的声学噪音水平传输至以符号形式显示当前噪音水平的一个或多个显示单元。噪音指示系统给出关于噪音水平的视觉反馈，从而，使办公室和工作间的工人意识到他们自己的噪音贡献，这通常可以有助于降低整体噪音水平。理想地，每个办公桌或工作位置应该配备有麦克风单元。在有很多工人的较大的房间里，麦克风单元可能因此使得噪音指示系统更昂贵，并且它们可能进一步促进桌面和工作台混乱。

利用电话网络和其他音频通信网络而使用的耳机已被知多年，它们典型地包括用于拾取佩戴者的语音的麦克风以及用于将声学输出信号提供至佩戴者的一个或两个耳朵的一个或两个听筒。由麦克风输出的音频信号典型地在连接在耳机和电话系统之间的开关板或基站放大，放大的信号被提供至电话系统的电话线。开关板或基站还可以在将从电话线接收的音频信号提供至耳机听筒或听筒之前，放大所述音频信号。一些已知的电话系统允许在所谓的会议呼叫中互连至少两方，使得一方或多方可以接收来自多个其他方的音频信号。

发明内容

本发明的目的是分别提供用于估算声学噪音水平的方法和用于估算声学噪音水平的系统，所述方法和系统使更加有效地使用资源并且减小办公室和其他工作环境中的混乱。

本发明的这个和其他目的通过独立权利要求中限定的本发明实现并且进一步在以下描述中被解释。本发明的进一步的目的通过在从属权利要求和本发明的详细说明中限定的实施方式实现。

在本文中，术语“音频通信网络”是指允许两个或多个用户(多方)通过电子装置彼此口头通信的网络。术语“音频通信设备”是指可以直接或间接连接至音频通信网络且包括适于拾取用户的语音和/或将一个或多个声学信号提供至用户的一个或多个声学换能器的设备，使得用户可以使用音频通信设备作为接口用于通过音频通信网络进行口头通信。术语“耳机”是指适于佩戴在用户的头上的音频通信设备。此外，当元件或实体被称作被“连接”或“耦接”至另一个元件或实体时，这包括直接连接(或耦接)以及通过中间元件或实体连接(或耦接)，否则，除非明确地说明。另外，除非明确地说明，当信号被称作由第一实体“提供”至第二实体时，这包括直接地或间接地以信号的原始形式传输信号和在原始信号到达第二实体处时修改原始信号和/或将所述信号转换为另一域和/或表示的任何直接或间接地传输，假设由第二实体接收的信号包括的信息对于第二实体执行关于所述信号的具体动作的足够的。

在本文中，单数形式的“一个(a)”、“一个(an)”、和“该(the)”意在也包括复数形式(即，具有“至少一个”的含义)，否则，除非明确地说明。相应地，术语“具有(has)”、“包括(include)”、“包括(comprise)”、“具有(having)”、“包括(including)”和“包括(comprising)”指定相应特征、操作、元件和/或组件的存在，但是不排除其他实体的存在或添加。术语“和/或”通常包括一个或多个相关的项的任何和所有组合。本文公开的任何方法的步骤或操作没有必要以公开的准确顺序进行，除非明确地说明。

附图说明

将通过结合优选实施方式并参照附图对本发明进行更加详细描述，其中：

图1示出耳机的实施方式，该耳机可以由本发明的实施方式使用或者被本发明的实施方式包括，

图2示出包括耳机和基站的音频通信设备的实施方式，该音频通信设备可以由本发明的实施方式使用或者被本发明的实施方式包括，

图3示出根据本发明的音频通信系统的第一实施方式，

图4示出根据本发明的音频通信系统的第二实施方式，

图5示出根据本发明的音频通信系统的第三实施方式，

图6示出根据本发明的方法的第一实施方式，

图7示出根据本发明的方法的第二实施方式，以及

图8示出由根据本发明的方法或系统的实施方式提供的视觉反馈的实例。

为了清楚起见，附图为示意性的且被简化，并且其仅示出理解本发明必不可少的细节，而其他细节可能被省略。实际的相同参考标号和/或名称用于相同或对应的部分。

具体实施方式

图1中示出的耳机1包括两个听筒2、机械地和电地连接听筒2的头带3以及枢轴附接至听筒2中的一个的麦克风臂4。麦克风臂4包括在麦克风臂4的远端6处的语音麦克风5和在麦克风臂4的近端8处的噪音麦克风7。每个听筒2包括用于将声学输出信号提供至耳机1的佩戴者的相应耳朵的驱动器9。具有麦克风臂4的听筒2进一步包括信号处理单元10和用于将耳机1直接地或，例如，通过基站21(见图2)连接至音频通信网络30(见图3)的接口单元11。另一个听筒2包括两个用户可操作的控制元件12，例如机械开关或电容性传感器，允许佩戴者例如打开或关闭耳机1、语音麦克风5和/或噪音麦克风7并且控制声学输出信号的音量。

语音麦克风5被布置为接收声学信号并且适于根据接收的声学信号提供语音麦克风输出信号。语音麦克风5优选布置为使得其位于接近佩戴者的嘴，例如，在嘴的2cm至4cm的距离内，当带上耳机1时，其因此可以在他或她说话时主要拾取佩戴者的语音。语音麦克风5优选地具有加强来自佩戴者的嘴的信号的方向特性。然而，语音麦克风5也可以拾取来自周围环境空间的声学信号，例如，在讲话停顿中。噪音麦克风7被布置为接收声学信号并且适于根据接收的声学信号提供噪音麦克风输出信号。噪音麦克风7优选布置为使得其比语音麦克风5位于远离佩戴者的嘴，例如，当带上耳机1时，在嘴的8cm至20cm的距离内。噪音麦克风7优选地具有抑制来自佩戴者的嘴的信号的方向特性。因此，噪音麦克风7甚至在佩戴者说话时可以拾取主要来自周围环境空间的声学信号。语音麦克风5和噪音麦克风7的任一个或每个可选地包括几个麦克风单元和/或几个麦克风入口，如本领域已知的连接以提供期望的方向特性。

信号处理单元10被连接以接收分别来自语音麦克风5和噪音麦克风7的语音和噪音麦克风输出信号并且适于根据麦克风输出信号经由接口单元11将语音音频信号提供至音频通信网络30。信号处理单元10例如可以使用来自噪音麦克风7的输出信号来减小来自语音麦克风5的输出信号中的噪音，使得语音音频信号包括佩戴者的语音的噪音减小表示。信号处理单元10被进一步连接以经由接口单元11接收来自音频通信网络30的听筒音频信号和根据听筒音频信号将驱动信号提供至每个驱动器9。信号处理单元10可以被进一步适于经由接口单元11响应于控制元件12的操作将状态信息，例如，电池充电水平和/或控制命令提供至基站21和/或音频通信网络30。听筒2、头带3和麦克风臂4优选地包括电导线(未示出)用于将信号处理单元10分别与麦克风5，7、驱动器9和控制元件12电连接。

接口单元11可包括例如，具有电话插塞(phone plug)(未示出)例如，3.5mm TRS电话连接器，或位于远端的用于将信号处理单元10电连接至基站21或音频通信网络30的USB插塞的电缆。可选地，接口单元11可包括用于将信号处理单元10无线连接至基站21或音频通信网络30的无线电收发器(未示出)，诸如，例如，蓝牙收发器、DECT收发器或Wi-Fi收发器或光学收发器。接口11可以适于建立与音频通信网络30的一方连接。

在一些实施方式中，耳机1可以仅包括一个听筒2，在这样的实施方式中，耳机1可选地佩戴在佩戴者的耳朵处、耳朵上或耳朵内。在一些实施方式中，噪音麦克风7可以不存在。在一些实施方式中，头带3可以被另一类型的佩戴设备取代，诸如，耳钩或颈带。在一些实施方式中，耳机1的两个听筒2可以彼此无线通信。在一些实施方式中，控制元件12可以不存在或者布置在耳机1的另一部分上或内。在一些实施方式中，可以将信号处理单元10布置在耳机1的另一部分上或内。在一些实施方式中，信号处理单元10可以不存在，而听筒或听筒2和麦克风5或麦克风5,7直接连接至接口单元11。在一些实施方式中，可以将接口单元11布置在耳机1的另一部分上或内。在一些实施方式中，麦克风臂4可以不存在，而麦克风5或麦克风5,7可以布置在耳机1的另一部分上或内。

图2中示出的音频通信设备包括如图1和上述的耳机1和基站21，基站21包括用于使耳机1放入的托架22、基部麦克风(base microphone)23、显示单元24、扬声器25、用于将基站21连接至耳机1的耳机接口单元26、用于将基站21连接至音频通信网络30的网络接口单元27、以及控制单元28。托架22的一部分可以具有适于毗接(about)耳机1的表面的形状，使得耳机1在没有使用时可以搁在托架22上。托架22可以进一步包括电连接器29用于当耳机1放入托架22中时将来自控制单元28的充电电流提供至耳机1和/或在控制单元28和耳机1之间提供通信信号。基部麦克风23被布置为拾取来自周围环境空间的声学信号并适于将对应的基部麦克风信号提供至控制单元28。显示单元24包括用于显示来自控制单元28的消息并接收对控制单元28的用户输入的触摸屏。扬声器25被布置为根据从控制单元28接收的音频输出信号向周围环境空间发出声学输出信号。

耳机接口单元26可以包括例如，电话插座(未示出)，例如，3.5mmTRS电话插口、或用于将控制单元28电连接至耳机1的USB插口。可选地，耳机接口单元26可包括用于将控制单元28经由无线连接20无线连接至耳机1的无线电收发器(未示出)，诸如，例如，蓝牙收发器、DECT收发器或Wi-Fi收发器、或光学收发器。网络接口单元27可包括例如，用于将控制单元28电连接至音频通信网络30的具有电话插塞(未示出)的电缆或USB插塞。可选地，网络接口单元27可包括用于将控制单元28无线连接至音频通信网络30的无线电收发器(未示出)，诸如，例如，蓝牙收发器、DECT收发器或Wi-Fi收发器、或光学收发器。网络接口单元27可以适于建立与音频通信网络30的一方连接。

基站21可以适于作为耳机1和音频通信网络30之间的接口，控制单元28可以适于接收来自耳机1的语音音频信号并且将其经由一方连接提供至音频通信网络30以及经由该一方连接接收来自音频通信网络30的听筒音频信号并且将听筒音频信号提供至耳机1。控制单元28可以适于在将信号分别转发至音频通信网络30和耳机1之前以任何已知方式修改语音音频信号和/或听筒音频输出信号。

可选地，或另外地，控制单元28可以适于接收来自基部麦克风23的基部麦克风信号并且根据基部麦克风信号将语音音频信号提供至音频通信网络30和/或根据从音频通信网络30接收的听筒音频信号将音频输出信号提供至扬声器25。例如，在耳机1放入或关闭时，基站21因此在其自身中可以作为音频通信设备操作。在一些实施方式中，基站21可以适于作为完全作为音频通信设备操作而无需耳机1；在这样的实施方式中，可以从基站21中省略托架22和耳机接口单元26。

控制单元28可以适于例如，响应于接收来自耳机1的状态消息诸如，例如，耳机电池充电水平和/或控制要求，响应于从音频通信网络30接收的消息，诸如，例如，来电的通知，和/或响应于接收显示单元24的触摸屏上的用户输入以控制显示单元24示出视觉信息消息。类似地，控制单元28可以适于例如，响应于从耳机1、音频通信网络30和/或触摸屏接收的消息控制扬声器25以发出音频信息消息，例如，语音消息和/或信号音调。

在一些实施方式中，基站21可以由例如，移动电话、台式计算机、膝上计算机或平板计算机组成或包括这些，这样的设备的嵌入式麦克风、显示单元、扬声器、耳机接口、网络接口和/或中央处理单元(CPU)可以用作基站21的对应单元23、24、25、26、27、28。任何这样的设备可以被包括在具有耳机1的音频通信设备中或，可选地，包括在没有耳机1的音频通信设备中。

在一些实施方式中，托架22可以不存在。在一些实施方式中，电连接器29可以由用于对耳机1充电的感应的或电容的收发器取代，耳机1可以包括用于接收充电电力的对应的接收机并对同样被耳机1包括的蓄电池(未示出)充电。在一些实施方式中，显示单元24和/或扬声器25可以不存在。

在图3中示出的音频通信系统中，音频通信网络30连接至由如图1所示和以上描述的耳机1组成的第一音频通信设备31、包括如图2所示和以上描述的耳机1和基站21的第二音频通信设备31以及多个另外的音频通信设备31，任何一个音频通信设备可以由例如，另外的耳机1、另外的具有耳机1和基站21的音频通信设备、另外的基站21、移动电话、台式计算机、膝上计算机或平板计算机组成或包括这些。音频通信设备1、21、31可以通过如上文进一步描述的有线的或无线的一方连接连接至音频通信网络30。音频通信网络30包括一个或多个通信信道33，每个将至少两个音频通信设备1、21、31彼此连接，使得连接的音频通信设备1、21、31可以经由音频通信网络30和相应的一方连接32彼此交换音频信号。每个通信信道33根据从一个或多个其他连接的音频通信设备1、21、31接收的相应的语音音频信号向所连接的音频通信设备1、21、31提供听筒音频信号。每个通信信道33可以将任何已知的信号处理(诸如，例如放大、频率滤波、降噪和回波抑制)应用至相应的声音音频信号。

具有监视屏35、噪音估算器36和两个或多个噪音输入37的声音分析器(sound analyzer)34被连接至音频通信网络30。音频通信网络30进一步包括两个或多个噪音通道(未示出)，每个将来自音频通信设备1、21、31的语音音频信号连接至声音分析器34的相应的噪音输入37。音频通信网络30的噪音通道可以是，例如，不用于其他通信的专用连接，或者它们可以是，例如，有事可切换以用作噪音通道，而在其他时侯作为通信信道33。噪音估算器36被优选地连接以经由相应的噪音输入37接收语音音频信号并且适于根据相应的接收的语音音频信号重复地估算两个或多个音频通信设备1、21、31的每个的局部声学噪音水平。噪音估算器36进一步优选地适于根据局部噪声噪音水平重复地估算周围环境空间中的声学噪音水平的依赖于位置的分布。噪音估算器36进一步优选地适于将估算的声学噪音水平的依赖于位置的分布提供至监视屏35以用于显示。监视屏35优选地放置在，例如，使用音频通信设备1、21、31的房间的墙上，使得显示的声学噪音水平的依赖于位置的分布可以作为对音频通信设备1、21、31的用户的视觉反馈。

在一些音频通信设备1、21、31中，麦克风或麦克风5、7、23可以位于非常接近用户的嘴。因此，用户的声音将被以高于设备1、21、31附近的其他人的声音的程度被拾取。为了避免这种效果引起估算的声学噪音水平的依赖于位置的分布中的不成比例的变化，一个或多个音频通信设备1、21、31的每个可以包括适于检测相应音频通信设备1、21、31的用户是否正在说话并将对应的语音活动信号提供至噪音估算器36的语音活动检测器(未示出)。可选地，噪音估算器36可以包括语音活动检测器并且语音活动检测器可以适于根据从相应的音频通信设备1、21、31接收的语音音频信号提供语音活动信号。噪音估算器36可以适于暂时降低语音活动信号指示用户正在讲话的那些音频通信设备1、21、31的估算的局部声学噪音水平。可选地，噪音估算器36可以以其他合适的方法，例如，通过暂时减小声学噪音水平的依赖于位置的分布的估算中的相应的局部声学噪音水平的加权暂时地减小来自相应麦克风输出信号对声学噪音水平的依赖于位置的分布的影响。

音频通信网络30可以适于在连接至音频通信网络30的音频通信设备1、21、31、声音分析器34和/或噪音估算器36之间传送消息，例如，状态消息。这样的消息可以包括，例如，如下文进一步描述的噪音水平消息和/或语音活动信号。

在一些实施方式中，第一音频通信设备1、31可以不存在。在一些实施方式中，第二音频通信设备31、1、21可以不存在。在一些实施方式中，监视屏35和噪音估算器36可以由通过合适的有线或无线连接，例如经由音频通信网络30直接或间接地连接的物理分离的设备包括。

图4中示出的音频通信系统与图3中示出的音频通信系统相似并且以相似的方式起作用，然而，具有以下描述的不同。再次，音频通信网络30通过相应的有线的或无线的一方连接32连接至多个音频通信设备31。然而，声音分析器34的噪音输入未经由音频通信网络30而是经由相应的有线的或无线的噪音信号连接41被连接至音频通信设备31。音频通信设备中的一个42未连接至声音分析器34，且音频通信系统可能包括连接至音频通信网络30而不是连接至声音分析器34的另外的音频通信设备42。

除了音频通信设备42之外，每个音频通信设备31适于根据来自于由音频通信设备31包括的麦克风5、7、23的麦克风输出信号经由相应的噪音信号连接将依赖于麦克风信号的噪音信号提供至声音分析器34。噪音估算器36优选地适于根据在相应的噪音输入37上接收的噪音信号重复地估算两个或多个音频通信设备31的每个的局部声学噪音水平。噪音估算器36进一步优选地适于如图3的上文进一步的描述估算周围环境空间中的声音噪音水平的依赖于位置的分布。

图5中示出的音频通信系统与图4中示出的音频通信系统相似并且以相似的方式起作用，然而，具有以下描述的不同。在图5中，音频通信网络30和音频通信设备31之间的直接一方连接32不存在。替代地，声音分析器34进一步包括经由相应的局部一方连接52连接至音频通信设备31和经由开关板连接(switch-board connection)53连接至音频通信网络30的开关板单元(switch-board unit)51。

开关板单元51适于用作本领域已知的开关板，该开关板将音频通信设备31连接至彼此和/或与音频通信网络30连接。开关板单元51可以，例如，包括IP电话服务器或任何其他已知类型的音频通信开关板。开关板单元51可优选地实现为允许音频通信设备31彼此、音频通信设备与开关板单元51自身和/或噪音估算器36交换音频信号和状态消息的数字开关板。

每个音频通信设备31优选地适于根据来自音频通信设备31包括的麦克风5、7、23的麦克风输出信号经由相应局部一方连接52将噪音信号提供至声音分析器34。开关板单元51优选地适于将噪音信号转发至噪音估算器36。噪音估算器36优选地适于根据从开关板单元51接收的相应的噪音信号重复地估算两个或多个音频通信设备31的每个的局部声学噪音水平。噪音估算器36进一步优选地适于如图3的上文进一步的描述地估算周围环境空间中的声学噪音水平的依赖于位置的分布。

在一些实施方式中，监视屏35、噪音估算器36和开关板单元51(以任何合适的组合)可以由通过合适的有线或无线连接，例如经由开关板单元51和/或经由音频通信网络30直接或间接地连接的两个或多个物理分离的设备包括。

在一些实施方式中，两个或多个音频通信设备31，例如，耳机1或具有基站21的耳机1可以以有线的或无线的专用网络(ad hoc network)(未示出)，诸如，例如，WiFi直接网络接合，至和/或自这些音频通信设备31的一些或所有无线连接可以至少部分地通过专用网络。

图6中示出的方法包括：对于两个或多个音频通信设备31中的每个，接收来自周围环境空间62的声学信号61并通过相应的音频通信设备31包括的麦克风5、7、23提供相应的麦克风输出信号63，且根据麦克风输出信号63重复估算局部声学噪音水平64；以及根据局部声学噪音水平64重复估算周围环境空间62的声学噪音水平的依赖于位置的分布。

方法的第一部分66，即，接收声学信号61并提供对应的麦克风输出信号63明显地由相应的音频通信设备31执行。方法的第二部分67，即，重复估算局部声学噪音水平64可以由如图3、图4和图5上文进一步的描述的噪音估算器36执行。方法的第三部分68，即，重复估算声学噪音水平的依赖于位置的分布65，可以优选地由噪音估算器36执行。

图7中示出的方法与图6中示出的方法相似，然而，方法的部分66、67、68的执行具有不同的分布。这里，方法的第一部分66和第二部分67由相应的音频通信设备31执行。因此，音频通信设备31的任何一个可以包括适于根据麦克风输出信号63重复估算局部声学噪音水平64的噪音水平估算器71以及进一步适于经由一方连接32将局部噪音水平信号，例如，作为状态消息提供至音频通信网络30的接口单元11或网络接口单元27(如图1和图2上述的进一步的描述)。接口单元11、27可以经由局部一方连接52交替地将局部噪音水平信号提供至开关板单元51。方法的第三部分68由噪音估算器36实施，该噪音估算器36优选地经由音频通信网络30、经由一方连接32和/或经由开关板单元51连接至两个或更多音频通信设备31。噪音估算器36适于根据局部噪音水平信号-并因此还根据局部声学噪音水平64重复地估算周围环境空间65中的声学噪音水平的依赖于位置的分布。

在包括耳机1而没有基站21的音频通信设备31(例如，如图1所示)中，噪音水平估算器71可优选地由耳机1的信号处理单元10包括。在包括耳机1和基站21的音频通信设备31(例如，如图2所示)中，噪音水平估算器71可由耳机1的信号处理单元10或基站21的控制单元28包括。在其他类型的音频通信设备31中，噪音水平估算器71可以由例如，相应的音频通信设备31包括CPU或其他适合的信号处理设备包括。在图6示出的方法中，一个或多个噪音水平估算器71可以由噪音估算器36包括。

图8中示出的图片81是如何表示至音频通信设备31的一个或多个用户的视觉反馈的实例。图片81包括办公室的简化图，房间具有表示桌子的位置或工作位置的多个矩形82。紧挨着一些矩形82，绿色区域83(在图中，绿色由粗的阴影线表示)被示出表示在房间的对应的部分中，噪音水平在预定噪音阈值以下。在相应设备用户的假定的位置处，示出带有微笑的绿色笑脸图标84，表示相应用户没有大声地说话而超过预定的噪音阈值。紧挨着其他矩形82，红色区域85(在图中，红颜色由细的阴影线表示)被示出表示在房间的对应的部分中，声学噪音水平64在预定噪音阈值以上。在相应设备用户的假定的位置处，示出红色的不赞成的脸图标86，表示相应用户正在大声地说话而超过预定的噪音阈值。区域83、85的每个的着色用作房间的对应的部分中的慢的平均声学噪音水平的视觉表示，而脸图标84、86的每个的着色和/或模仿用作在房间中的对应的位置处的立即或快速平均声学噪音水平的视觉表示。

在一些实施方式中，一个或多个区域83、85可以每个覆盖多于一张桌子或工作位置。在一些实施方式中，噪音估算器36使用5min与60min，更优选的10与30min，之间的范围的时间常数，根据估算的周围环境空间65中的声学噪音水平的依赖位置的分配确定慢的平均声学噪音水平。在一些实施方式中，噪音估算器36使用10min以下，更优选的5min以下或甚至1min以下范围的时间常数，根据估算的周围环境空间65中的声学噪音水平的依赖位置的分配确定即时或快速平均声学噪音水平。在一些实施方式中，使用低于5min，更优选低于1min的时间常数，根据由音频通信设备31提供的语音音频信号和/或麦克风信号63确定一个或多个即时或快速平均声学噪音水平。根据由音频通信设备31提供的语音音频信号和/或麦克风信号63确定即时或快速平均声学噪音水平可以优选由例如，耳机1的信号处理单元10或由基站21的控制单元28执行。在一些实施方式中，使用比用于使噪音水平下降的时间常数(例如，可以在1min至5min的范围内选择)短的用于使噪音水平上升的时间常数，例如，低于30s或低于10s来确定一个或多个即时或快速平均声学噪音水平。

反馈控制器(未示出)优选地分别根据慢的平均的和即时或快速平均声学噪音水平确定区域83、85的着色以及脸图标84、86的着色和/或模仿，并且当相应的噪音水平变化时和/或当噪音阈值变化时，反馈控制器优选重复更新图片81。反馈控制器优选由噪音估算器36包括并且将视频反馈信号提供至以上描述的监视屏35使得监视屏35可以显示图片81。可选地，或另外地，一个或多个基站21均可以包括反馈控制器，例如，由控制单元28包括，适于产生视频反馈信号并将视频反馈信号提供至相应基站21的显示单元24，使得显示单元24可以显示图片81或其一部分；在这种情况下，噪音估算器36优选地经由音频通信网络30和相应的一方连接32、经由相应的噪音信号连接41或经由开关板单元51和相应的局部一方连接52将慢的平均声学噪音水平和/或即时或快速平均声学噪音水平例如作为信号或消息提供至相应的基站21。

在一些实施方式中，除了或代替产生和提供视频反馈信号至监视屏35或显示单元24，反馈控制器可以直接或间接地将音频反馈信号提供至声输出换能器，例如，布置在房间内的传统的扬声器、基站21的扬声器25或耳机1的驱动器9，使得声学输出换能器25、9可以发出指示相应的局部声学噪音水平，或相应的即时或快速平均声学噪音水平何时超过噪音水平阈值的声学反馈信号。声学反馈信号可以包括例如恒定或间歇性的信号音调或语音消息。另外地，或可替换地，反馈控制器可以将类似的振动反馈信号提供至换能器(未示出)，诸如，适于将触觉反馈信号提供至耳机1的佩戴者或者另外的音频通信设备31的用户的振动器。

噪音估算器36可以包括用于视频、音频和/或振动反馈信号和/或用于慢的和即时或快速地平均声学噪音水平各个的噪音水平阈值。噪音估算器36可以根据一个或多个音频通信设备31的位置和/或时间，例如，根据例如由管理员或连接至音频通信系统的计算机上的用户在时间表和/或地图中键入的阈值，来控制一个或多个噪音水平阈值。

噪音估算器36可以包括用于存储音频通信系统中的两个或更多的音频通信设备31的设备位置的位置存储器(未示出)，并且噪音估算器36可以优选适于根据从位置存储器检索的设备位置估算周围环境空间中的声学噪音水平的依赖于位置的分布。设备位置可以例如，由管理员或在连接至音频通信系统的电脑上的用户键入。可选地，或另外地，一个或多个音频通信设备31可以包括定位设备(未示出)，例如，GPS接收机等，适于估算相应的音频通信设备31的位置并且提供对应的位置信号，相应的音频通信设备31可以适于将位置信号提供至噪音估算器36，优选地一起，以类似的方式和/或经由与语音音频信号和/或噪音水平信号相同的连接。噪音估算器36优选适于接收位置信号并且相应地更新位置存储器中的设备位置。

噪音估算器36可以包括位置估算器(未示出)，该位置估算器适于估算音频通信系统中两个或多个音频通信设备31的相对位置。位置估算器可以优选地根据从两个或多个音频通信设备31接收的噪音信号估算相对位置。位置估算器可以优选地确定用于两个或多个音频通信设备31的局部声学噪音水平64之间的随着时间的推移的相关性，根据确定的相关性估算两个或多个音频通信设备31之间的一个或多个距离并根据估算的距离估算相对位置。位置估算器可以因此利用噪音水平相关性通常随着麦克风5、7、23之间的距离减小而增加的效果。从位置之间的已知距离确定位置的相对地图的方法是本领域已知的，且任何这样的方法可以在位置估算器中实现。噪音估算器36优选地适于根据由位置估算器估算的位置更新位置存储器中的一个或多个设备位置。

在一些实施方式中，一个或多个音频通信设备31均可以包括测距单元(ranging unit)(未示出)，适于确定至至少一个其他音频通信设备31的距离。测距单元可以，例如，适于通过确定相应两个音频通信设备31之间的声学信号传播的时间延迟来确定距离。声学测距方法和系统在本领域是已知的，并且任何这样的方法可以在测距单元中实施。在一些实施方式中，两个或多个音频通信设备31的测距单元可以适于协作以确定相应的音频通信设备31之间的距离，例如，其中，测距单元中的一个传输声学测距信号而相应的其他测距单元确定声学测距信号的传播延迟。每个测距单元优选适于在例如，仅在耳机1没有被佩戴时或在其另外确定没有用户接近相应的音频通信设备31时传输声学测距信号。

噪音估算器36可以适于确定何时耳机1或另一个身体佩戴的音频通信设备31在房间内移动并相应地更新位置存储器中各个麦克风5、7、23的设备位置。反馈控制器可以适于基于新的设备位置更新视觉、声学和/或触觉反馈。噪音估算器36可以进一步适于根据检测到相应的耳机1或其他身体佩戴的音频通信设备31移动进入已设定另一个噪音水平阈值的房间的一部分中改变耳机1或其他身体佩戴的音频通信设备31的噪音水平阈值。

音频通信设备31和/或噪音估算器36可以将频率和/或依赖水平的滤波施加至噪音信号63和/或噪音水平信号64，例如以使信号适应正常音量感知和/或以避免包括声学噪音水平65的依赖于位置的分布中的已知的、稳定的噪音源。这样的滤波可以，例如使用通常使用的A-加权和/或标准响度曲线制造。

噪音水平估算器71可以单独估算两个或多个频率范围的声学噪音水平并且提供噪音水平信号作为依赖频率的信号。类似地，噪音估算器36可以估算声学噪音水平65的依赖于位置的分布作为依赖频率的分布。噪音估算器36可以将单个噪音水平阈值应用于不同的频率范围，并且阈值可以因此是依赖频率的。相对应地，例如，经由上述进一步描述的连接，音频通信设备31、噪音估算器36和/或噪音水平估算器71可以将用于音频通信设备31的依赖频率的噪音信号和/或噪音水平信号提供至一个或多个其他音频通信设备。

接收依赖频率的噪音信号和/或噪音水平信号的音频通信设备31可以适于根据接收的依赖频率的噪音信号和/或噪音水平信号将依赖时间和频率的滤波应用至提供至音频通信网络30的语音音频信号。可选地，或另外地，音频通信设备31可以将这样的滤波应用至提供至驱动器9和/或扬声器25的听筒音频信号。因此，音频通信设备31可以基于由位于附近的，例如，在相同的房间内的音频通信设备31确定的噪音信号或噪音频谱将噪音降低应用至从相应的设备31的用户拾取的信号或呈现至相应的设备31的用户信号。音频通信设备31可以，例如，使用接收的依赖频率的噪音信号和/或噪音水平信号以将例如，主动噪声消除(active noisecancelling)或维纳滤波(Wiener-filtering)应用至语音音频信号和/或听筒音频信号。

噪音估算器36和/或音频通信设备31可以进一步适于确定一个或多个接收的依赖频率的噪音信号和/或噪音水平信号的频谱内容并且根据确定的频谱内容识别噪音源或噪音源的类型。噪音估算器36可以适于将确定的频谱内容、识别的噪音源和/或识别的噪音源的类型的指示提供至一个或多个音频通信设备31。音频通信设备31可以适于根据确定的频谱内容、识别的噪音源和/或识别的噪音源的类型修改应用至语音音频信号和/或听筒音频信号的任何依赖时间和频率的滤波。可选地，或另外地，噪音估算器36可以修改一个或多个噪音阈值，和/或例如，用于确定慢的平均声学噪音水平和/或即时或快速的平均声学噪音水平的时间常数。

一个或多个音频通信设备31均可以包括一个或多个传感器，所述传感器适于感测相应的另外的环境参数，例如，气温、气压、二氧化碳水平、光水平、光谱或湿度，相应的设备参数，例如，设备31的高度或方位，和/或相应的生理参数，例如，用户的体温或心率，并且可以适于提供对应的传感器信号并且将这样的传感器信号提供至噪音估算器36。噪音估算器36可以使用这样的参数以向用户给出关于环境的更加详细的反馈和/或监测环境和/或音频通信设备31的用户以用于指示压力以及另外的不健康的或甚至危险的情况并将对应的反馈或警告提供至用户或监督人。

根据本发明的方法的有利的实施方式可以包括用于估算声学噪音水平的方法，该方法包括：66对于两个或多个音频通信设备1、21、31中的每个，接收来自周围环境空间62的声学信号61并67通过由相应的音频通信设备1、21、31包括的麦克风5、7、23提供对应的麦克风输出信号63，且67根据麦克风输出信号63重复估算局部声学噪音水平64；以及68根据局部声学噪音水平64重复估算周围环境空间65的声学噪音水平的依赖于位置的分布。

有利地，方法进一步包括：通过两个或多个音频通信设备1、21、31中的至少一个，根据麦克风63将音频输入信号提供至音频通信网络30。

有利地，方法进一步包括：通过两个或多个音频通信设备1、21、31中的至少一个，检测相应音频通信设备1、21、31的用户是否正在说话并且提供对应的语音活动信号；进一步根据语音活动信号估算声学噪音水平65的依赖于位置的分布，使得当语音活动信号指示用户正在说话时，暂时减小来自所述麦克风输出信号63的影响。

有利地，方法进一步包括：根据估算的声学噪音水平65的依赖于位置的分布和预定的噪音水平阈值将视觉，声学/或触觉反馈81提供至两个或多个音频通信设备1、21、31中的一个的至少一个用户。

有利地，方法进一步包括：根据时间和/或估算的声学噪音水平65的依赖于位置的分布确定噪音水平阈值。

有利地，通过相应的音频通信设备1、21、31估算至少一个局部声学噪音水平64。

有利地，通过相应的音频通信设备1、21、31提供视觉、声学和/或触觉反馈81。

有利地，方法进一步包括：自动估算所述两个或多个音频通信设备1、21、31中的至少一个的位置并使用至少一个估算的位置估算声学噪音水平65的依赖于位置的分布。

有利地，根据用于相应的音频通信设备1、21、31的局部声学噪音水平64和用于所述两个或多个音频通信设备1、21、31的至少另一个的局部声学噪音水平64估算所述两个或多个音频通信设备1、21、31中的至少一个的位置。

有利地，通过相应的音频通信设备1、21、31估算音频通信设备1、21、31中的至少一个的位置。

有利地，通过连接至所述两个或多个音频通信设备1、21、31的声音分析器34估算声学噪音水平65的依赖于位置的分布。

有利地，通过连接至所述两个或多个音频通信设备1、21、31的声音分析器34估算局部声学噪音水平64中的至少一个。

有利地，所述两个或多个音频通信设备1、21、31中的至少一个包括耳机1，以及其中，相应的耳机1包括所述麦克风5、7、23。

有利地，所述两个或多个音频通信设备1、21、31中的至少一个包括耳机1和基站21，以及其中，相应的基站21包括所述麦克风5、7、23。

根据本发明的系统的有利的实施方式可以包括用于估算声学噪音水平的系统，该系统包括两个或多个音频通信设备1、21、31并且适于执行根据任何前述权利要求的方法。

信号处理单元10、接口单元11、耳机接口单元26、网络接口单元27、控制单元28、噪音估算器36、开关板单元51、噪音水平估算器71以及音频通信系统的其他功能单元或电路被优选地实施为以数字信号操作的数字电路，但是其任何部分可以实现作为以模拟信号操作的模拟电路。必要时，这样的功能单元或电路可以包括模拟-数字和/或数字-模拟转换器。数字电路的功能块可以实现为硬件、固件或软件，或任何其他组合。数字电路可以以并行和/或以交错顺序进行多个功能模块的功能，功能模块可以以任何合适的方式分布在多个硬件单元(诸如，例如，信号处理器、微控制器和其他集成电路)中。

本文给出的详细说明和表示本发明的优选的实施方式的具体实例旨在使本领域的技术人员能够实施本发明并且因此主要看作本发明的示例。本领域的技术人员将能够容易进一步考虑本发明的应用以及在不偏离本发明的范围的情况下的来自本说明的有利的变化和修改。本文提到的任何这样的变化或修改意味着非限制本发明的范围。

本发明不局限于本文公开的实施方式，本发明在下文的权利要求中限定的主题内可以以其他方式体现。作为实例，可以任意组合描述的实施方式的特征，例如，为了使根据本发明的系统、设备和/或方法适应具体要求。

进一步期望地，当由对应的处理合适地取代时，本文公开的系统和/或设备的结构特征可以与方法结合。方法的实施方式通常具有与对应的系统和/或设备相同的优点。

权利要求中的任何参考标号和名称旨在非限制它们的范围。

Claims (15)

1.一种用于估算声学噪音水平的方法，所述方法包括：(66)对于两个或多个音频通信设备(1、21、31)中的每个，接收来自周围环境空间(62)的声学信号(61)并通过由相应的音频通信设备(1、21、31)包括的麦克风(5、7、23)提供对应的麦克风输出信号(63)，且(67)根据所述麦克风输出信号(63)重复估算局部声学噪音水平(64)；以及(68)根据所述局部声学噪音水平(64)重复估算周围环境空间(65)中的声学噪音水平的依赖于位置的分布。

2.根据权利要求1所述的方法，所述方法进一步包括：通过所述两个或多个音频通信设备(1、21、31)中的至少一个，根据所述麦克风输出信号(63)向音频通信网络(30)提供音频输入信号。

3.根据权利要求1或2所述的方法，所述方法进一步包括：通过所述两个或多个音频通信设备(1、21、31)中的至少一个，检测相应音频通信设备(1、21、31)的用户是否正在说话并且提供对应的语音活动信号；进一步根据所述语音活动信号估算声学噪音水平(65)的依赖于位置的分配，使得当所述语音活动信号表示所述用户正在说话时，暂时减小来自所述麦克风输出信号(63)的影响。

4.根据任何前述权利要求所述的方法，所述方法进一步包括：根据所估算的声学噪音水平(65)的依赖于位置的分布和预定的噪音水平阈值将视觉、声学和/或触觉反馈(81)提供至所述两个或多个音频通信设备(1、21、31)中的一个的至少一个用户。

5.根据权利要求4所述的方法，所述方法进一步包括：根据时间和/或所估算的声学噪音水平(65)的依赖于位置的分布确定所述噪音水平阈值。

6.根据任何前述权利要求所述的方法，其中，通过相应的音频通信设备(1、21、31)估算所述局部声学噪音水平(64)中的至少一个。

7.根据权利要求4至6中的任一项所述的方法，其中，通过相应的音频通信设备(1、21、31)提供视觉、声学和/或触觉反馈(81)。

8.根据任何前述权利要求所述的方法，所述方法进一步包括：自动估算所述两个或多个音频通信设备(1、21、31)中的至少一个的位置并使用至少一个估算的位置估算所述声学噪音水平(65)的依赖于位置的分布。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，根据用于相应的音频通信设备(1、21、31)的所述局部声学噪音水平(64)和用于所述两个或多个音频通信设备(1、21、31)中的至少另一个的所述局部声学噪音水平(64)估算所述两个或多个音频通信设备(1、21、31)中的至少一个的位置。

10.根据权利要求8或9所述的方法，其中，通过所述相应的音频通信设备(1、21、31)估算所述音频通信设备(1、21、31)中的至少一个的所述位置。

11.根据任何前述权利要求所述的方法，其中，通过连接至所述两个或多个音频通信设备(1、21、31)的声音分析器(34)估算所述声学噪音水平(65)的依赖于位置的分布。

12.根据任何前述权利要求所述的方法，其中，通过连接至所述两个或多个音频通信设备(1、21、31)的声音分析器(34)估算所述局部声学噪音水平(64)中的至少一个。

13.根据任何前述权利要求所述的方法，其中，所述两个或多个音频通信设备(1、21、31)中的至少一个包括耳机(1)，以及其中，相应的耳机(1)包括所述麦克风(5、7、23)。

14.根据任何前述权利要求所述的方法，其中，所述两个或多个音频通信设备(1、21、31)中的至少一个包括耳机(1)和基站(21)，以及其中，相应的基站(21)包括所述麦克风(5、7、23)。

15.一种用于估算声学噪音水平的系统，包括两个或多个音频通信设备(1、21、31)并且适于执行根据任何前述权利要求所述的方法。