CN105529996A - 基于讲话识别的自动音量控制 - Google Patents

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Abstract

公开了基于讲话识别的自动音量控制。一种娱乐系统(10)，其适用于交通工具(12)并被配置成控制该系统(10)的输出音量(24)，该娱乐系统(10)包括麦克风(28)和处理器(34)。麦克风(28)被配置成检测交通工具(12)的客舱(30)内的声音(20)，并输出指示该声音(20)的麦克风信号(32)。处理器(34)被配置成基于麦克风信号(32)和通过系统(10)正被输出的声音(20)所对应的输出信号(40)之间的差异来确定差异信号(38)，确定该差异信号(38)是否对应于人的讲话(26)，并且当该差异信号(38)对应于人的讲话(26)时减小系统(10)的输出音量(24)。

Description

基于讲话识别的自动音量控制
技术领域
本公开总体涉及娱乐系统，并且更具体地涉及被配置成当检测到人讲话时减小娱乐系统的输出音量的系统。
发明背景
已知被安装在汽车和其它交通工具中的娱乐系统，这类娱乐系统基于交通工具速度调整输出音量。然而，如果交通工具中的人们开始谈话或参与电话会谈，则输出音量可能过大。
发明内容
根据一个实施例，提供一种适用于交通工具中的娱乐系统。该系统被配置成控制该系统的输出音量。该系统包括麦克风和处理器。麦克风被配置成检测交通工具的客舱内的声音，并输出指示该声音的麦克风信号。处理器被配置成基于麦克风信号和通过该系统正被输出的声音所对应的输出信号之间的差来确定差异信号，确定该差异信号是否对应于人的讲话，并且当该差异信号对应于人的讲话时减小该系统的输出音量。
在另一实施例中，提供了一种用于控制适用于交通工具内的娱乐系统的输出音量的方法。该方法包括步骤：从被配置成检测交通工具的客舱内的声音的麦克风接收麦克风信号。该方法也包括步骤：基于麦克风信号和通过系统正被输出的声音所对应的输出信号之间的差异来确定差异信号。通过该系统正被输出的声音是以输出音量为特征。该方法也包括步骤：确定该差异信号是否对应于人的讲话。该方法也包括步骤：当该差异信号对应于人的讲话时减小该系统的输出音量。
在阅读优选实施例的下列详细描述后，进一步的特征和优势将更清楚地表现，这些优选实施例只是借助非限定例子和结合附图给出的。
附图说明
现在将参考附图借助示例来描述本发明，在附图中：
图1是根据一个实施例的配有娱乐系统的交通工具的剖视图；
图2是根据一个实施例的图1的系统的图；以及
图3是根据一个实施例的操作图1的系统的方法的流程图。
具体实施方式
图1示出一种适用于交通工具12中的娱乐系统(后面统称为系统10)的非限制性例子。总地来说，提供系统10以将诸如音乐或新闻广播之类的娱乐提供给交通工具12的操作人员14和/或乘客16。系统10包括一个或多个扬声器18，所述扬声器18响应于由扬声器18接收的电信号输出声音20。系统可包括控制单元22，所述控制单元22具有控制旋钮或其它装置以供操作人员14和/或乘客16从各种娱乐源(例如广播、预先录制的音乐等，参见图2的源54)作出选择并改变由系统10产生的声音20的输出音量24。
总地来说，本文描述的系统10被配置成基于检测到交通工具12的客舱30内的人的讲话26自动地改变或控制该系统10的输出音量24。在本文中，术语“人的声音”表示由交通工具12的占有者(例如操作人员14和/或乘客16)产生或发出的讲话声音，并排除由扬声器18发出的讲话声(例如新闻广播器的声音)，如在后面的描述中更为清楚的那样。
系统包括麦克风28，该麦克风28被配置成检测客舱30内的声音并输出指示由麦克风28检测到的声音的麦克风信号32。系统10包括处理器34，该处理器34可方便地位于控制单元22内。处理器34可以是微处理器或其它控制电路，例如包括用于处理数据的专用集成电路(ASIC)的模拟和/或数字控制电路，如本领域内技术人员应当熟知的那样。处理器34可包括存储器，其包括非易失性存储器，例如用于存储一个或多个例程、阈值和捕获的数据的电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)。可通过处理器34执行该一个或多个例程，以执行步骤来确定由处理器34接收的信号是否指示该系统10的输出音量24应当如本文描述的那样被调节。
图2进一步示出系统10的非限制性特征。处理器34可包括逆变器/求和器36，以使处理器34被配置成基于麦克风信号32和通过系统10的扬声器18正被输出的声音20所对应的输出信号40之间的差异来确定差异信号38。差异信号38将具有麦克风信号32的部分，这是由于声音20被除去，因此剩下的绝大部分是人的讲话26(如果有的话)以及来自交通工具12的噪声42，如本领域内技术人员将认识到的那样。噪声42可以由下列因素引起，但不限于此：来自交通工具12的引擎的噪声、当交通工具12行进通过环境时的风噪声、或者由与路面相互作用的交通工具轮胎引起的道路噪声。尽管处理器34的图示可能看上去更像是信号路径图，但是认为处理器34可以是或者包括被编程以模仿该信号路径图的通用微处理器。
处理器34可包括讲话/噪声检测器44，其被配置成确定差异信号38是否对应于人的讲话26。一旦与声音20对应的麦克风信号32的部分通过逆变器/求和器36被去除或抵消，讲话/噪声检测器44能够更容易地确定人的讲话26是否实际存在。如果讲话/噪声检测器44检测到人的讲话26，则讲话/噪声检测器44将控制信号46输出至自动音量控制48。如果控制信号指示讲话/噪声检测器44已检测到客舱30内的人的讲话26，则自动音量控制48减小输出信号40的量级。减小输出信号40以使输出音量减小了例如5分贝(5dB)或减小了一选定值以使人的讲话26例如比声音20高出3dB。如此，处理器34被配置成当差异信号38对应于人的讲话26时减小系统10的输出音量24。
人的讲话26的非限制性例子包括但不限于：操作人员14与乘客16之间的交谈、操作人员14与客舱30外的人(例如收费站工作人员)之间的交谈、或者操作人员14和/或乘客16与并非位于客舱30内的人之间的电话交谈。尽管差异信号38可包括噪声42，但存在通过已知的讲话识别算法使用的已知降噪技术。
在检测到人的讲话26之后，系统10或处理器34可进一步配置成在讲话/噪声检测器44指示人的讲话26已停止后一延迟的时间将输出音量24增加至之前的水平50(未示出)。例如，自动音量控制48可被配置成在控制信号46指示已检测到人的讲话26之前存储输出信号40的之前水平50，并且在控制信号指示目前没有检测到人的讲话之后，自动音量控制48可使控制信号40回到或将输出信号40增加回到在检测到人的讲话26之前存在的水平。为了避免输出音量24的频繁增加和减小，自动音量控制48可被配置成在使输出信号40回归到之前水平50或者由手动音量控制52的输出所指示的水平之前等待一延时，例如5秒(5s)。此外，当输出信号40增加时，它可缓慢地完成，因此不存在输出音量24的突然改变。
同样理想的是，如果例如当交通工具12经过或行进到大型卡车附近时或者交通工具空调的风扇转速增加时噪声42突然增加，则增加输出音量24。因此，系统10或处理器34可进一步配置成：如果差异信号38不对应于人的讲话38则确定差异信号38的差异量级56，并且当差异信号38不对应于人的讲话26并且差异量级56大于或增加超过一差异阈值58时增加系统10的输出音量24。差异量级56典型地是例如可通过讲话/噪声检测器44计算出并与差异阈值58进行比较的值，该差异阈值58可通过讲话/噪声检测器44或处理器34中的其它地方来存储。也考虑到如果噪声42的水平减小回到当最后一次调节手动音量控制52时的噪声水平相似的水平，则也可减小输出信号40的水平，即返回到之前的水平50。又考虑到，在每次由操作人员14或乘客16通过操作控制单元22上的音量控制旋钮而调节手动音量控制52从而作出输出音量24的改变时，可调节之前的水平50。
图3示出用于控制适用于交通工具12中的娱乐系统(系统10)的输出音量24的方法300的非限制性例子。如下面更详细描述的那样，系统10被配置成如果检测到人的讲话26则暂时地减小系统的输出音量24，并且如果客舱30内的噪声42的水平有过多的增加则有选择地暂时增加输出音量24。
步骤310，“接收麦克风信号”，可包括：提供被配置成检测交通工具12的客舱30内的声音的麦克风28，并从麦克风28接收麦克风信号32。
步骤320，“确定差异信号”，可包括基于麦克风信号32和通过系统10正被输出的声音20所对应的输出信号40之间的差异来确定差异信号38。通过系统10正被输出的声音20是以输出音量20作为特征，如本领域内技术人员将能理解的那样。
步骤330，“人的讲话被检测到？”，可包括确定差异信号38是否对应于人的讲话26。这种确定可包括：对差异信号38进行滤波以强调期望是人的讲话的差异信号谱的部分；并运用已知的讲话识别算法以检测人的讲话26。借助进一步的讨论并且不作为限制，系统10使用讲话/噪声检测器44以确定差异信号38是否包括人的讲话，但不必确定讲的是什么。也就是说，系统10不需要确定所讲的具体单词，只需要确定正在说某些话即可。如此，本领域内技术人员将认识到，用于检测正在说某些话的计算负担低于用于确定正在说什么话的计算负担。
步骤340，“减小输出音量”，可包括当差异信号38对应于人的讲话26时减小系统10的输出音量24。可通过自动音量控制来减小输出音量24，所述自动音量控制减小来自源54且经过自动音量控制48的信号的增益，即抵消由手动音量控制52施加的增益。
步骤350，“人的讲话停止？”，可包括讲话/噪声检测器输出控制信号46以指示在差异信号38中尚未检测到人的讲话26。进一步借助示例，一旦检测到人的声音26并且输出音量24已减小，则输出音量24保持被减小直到讲话/噪声检测器44确定人的讲话26已停止为止。
步骤360，“增加输出音量”，可包括在差异信号38指示人的讲话26已停止之后一延迟的时间将输出音量24增加至之前的水平50。延迟时间可以是存储在或布线在自动音量控制48中的变量。替代地，可通过讲话/噪声检测器44施加延迟时间。延迟时间可以是固定的，例如5秒(5s)，或者可根据人的讲话26中检测到的模式来调整。例如，如果人讲话的频繁的周期是与无人讲话相互间隔的，则可能是操作人员14或乘客16进行电话会谈，因此可将延迟时间增加至一较大值(例如30秒)，由此输出信号不增加至之前的水平50，直到电话交谈很可能已结束为止。
在系统10的一个例子中，处理器34可被配置成仅执行步骤310-360，因此一旦执行步骤360，方法300将循环回到步骤310。替代地，系统10也可被配置成如果噪声42增加超过某一阈值，例如因为引起噪声42增加的道路粗糙度增加或者交通工具12正在越过在道路的相邻车道中行驶的大卡车，则系统10也可被配置成暂时地增加输出音量24。步骤370-399示出响应于噪声42的水平的增加而暂时增大输出音量24的步骤。
步骤370，“检测到过多噪声？”，可包括如果差异信号38不对应于人的讲话26则确定差异信号38的差异量级56。差异量级56可一直通过讲话/噪声检测器44来计算，但差异量级46的有用性尤其有益于针对噪声42的水平的突然或暂时增加来调节输出音量24。
步骤380，“增加输出音量”，可包括当差异信号38不对应于人的讲话26并且差异量级56大于差异阈值58时增加系统10的输出音量24。作为示例而非限制，可增加输出音量24，由此声音20至少等于噪声42。考虑可根据噪声42的水平改变输出音量24的增加量。例如，如果当与环境噪声相比时输出音量24已经是相对较大的值并且噪声42增加，则输出音量的增加可以很小以避免使操作人员14和乘客16遭受过大的声压水平。然而，如果通过手动音量控制52将输出音量24设定为接近噪声水平，则噪声42的增加可响应于输出音量24中的等同增加。又如，当差异信号38不对应于人的讲话26时，系统10可检测在手动音量控制52调整的最近一次改变时的噪声42并使用噪声42与手动音量控制52设定之间的关系以增加或减小输出音量24以维持这种关系。又如，系统10可配置成当操作者14最近调节手动音量控制52时存储噪声42的水平，并经由自动音量控制48对输出信号40作出调整以维持噪声42和输出音量24之间的水平的一致差异。如此，可针对噪声的改变来补偿输出音量24，例如由于交通工具HVAC系统的鼓风速度的改变所产生的噪声的改变。
步骤390，“过大的噪声停止？”，可包括：通过讲话/噪声检测器44分析差异信号38以确定之前检测到的噪声42的增加已减弱；并提供控制信号46，该控制信号46指示自动音量控制应当回到之前的水平50。
步骤399，“减小输出音量”，可包括一旦噪声42减小则自动音量控制48就降低输出音量24，即没有步骤360所使用的延迟时间，由此输出音量24尽可能快地返回到操作人员14所希望的水平(例如由手动音量控制52指示)。
因此，提供了一种娱乐系统(系统10)、用于该系统10的处理器34以及操作该系统10的方法300。如果检测到声音20中不包含人的讲话26，这些暂时地减小输出音量24。可选择地，如果噪声42的水平增加超出差异阈值58，则这些暂时地增加输出音量24。一旦检测到造成增加或减小停止的条件，例如没有人的讲话或者噪声42返回到之前的噪声水平，则输出音量24返回到之前的水平50。
尽管已针对其优选实施例对本发明进行了描述，然而本发明不旨在如此限制，而是仅受后面权利要求书中给出的范围限制。

Claims (6)

1.一种适用于交通工具(12)的娱乐系统(10)，所述系统(10)被配置成控制所述系统(10)的输出音量(24)，所述系统(10)包括：
麦克风(28)，其被配置成检测所述交通工具(12)的客舱(30)内的声音(20)，并输出指示所述声音(20)的麦克风信号(32)；
处理器(34)，其被配置成基于所述麦克风信号(32)和通过所述系统(10)正被输出的声音(20)所对应的输出信号(40)之间的差异来确定差异信号(38)，确定所述差异信号(38)是否对应于人的讲话(26)，并且当所述差异信号(38)对应于人的讲话(26)时减小所述系统(10)的输出音量(24)。
2.如权利要求1所述的系统(10)，其特征在于，所述处理器(34)进一步配置成在所述差异信号(38)指示人的讲话(26)已停止后的一延迟时间将所述输出音量(24)增大至之前的水平(50)。
3.如权利要求1所述的系统(10)，其特征在于，所述处理器(34)被进一步配置成：如果差异信号(38)不对应于人的讲话(26)，则确定所述差异信号(38)的差异量级(56)，并且当所述差异信号(38)不对应于人的讲话(26)并且所述差异量级(56)大于差异阈值(58)时增加所述系统(10)的输出音量(24)。
4.一种控制适用于交通工具(12)的娱乐系统(10)的输出音量(24)的方法(300)，所述方法(300)包括步骤：
从被配置成检测所述交通工具(12)的客舱(30)内的声音(20)的麦克风(28)接收(310)麦克风信号(32)；
基于所述麦克风信号(32)和通过所述系统(10)正被输出的声音(20)所对应的输出信号(40)之间的差异来确定(320)差异信号(38)，其中通过所述系统(10)正被输出的声音(20)是由输出音量(24)表征；
确定(330)所述差异信号(38)是否对应于人的讲话(26)；以及
当所述差异信号(38)对应于人的讲话(26)时减小所述系统(10)的所述输出音量(24)。
5.如权利要求4所述的方法(300)，其特征在于，所述方法(300)进一步包括下列步骤：
在所述差异信号(38)指示人的讲话(26)已停止之后的一延迟时间，将所述输出音量(24)增加(360)至之前的水平(50)。
6.如权利要求4所述的方法(300)，其特征在于，所述方法(300)进一步包括下列步骤：
如果所述差异信号(38)不对应于人的讲话(26)，则确定(370)所述差异信号(38)的差异量级(56)；以及
当所述差异信号(38)不对应于人的讲话(26)并且所述差异量级(56)大于差异阈值(58)时，增加(380)所述系统(10)的所述输出音量(24)。
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