CN114245918A - 声学设备中的多用途麦克风 - Google Patents

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Abstract

本文件描述了一种方法，该方法包括：接收表示由设置在主动降噪(ANR)设备中的传感器捕获的音频的输入信号；由一个或多个处理设备确定该ANR设备在第一操作模式下操作；以及作为响应，将第一增益施加到该输入信号以生成第一放大输入信号。该方法还包括：由该一个或多个处理设备确定该ANR设备在不同于该第一操作模式的第二操作模式下操作；以及作为响应，将第二增益施加到该输入信号以生成第二放大输入信号，其中该第二增益与该第一增益不同。该方法进一步包括：处理该第一放大输入信号或该第二放大输入信号以生成输出信号，以及由声换能器基于该输出信号生成音频输出。

Description

声学设备中的多用途麦克风
技术领域
本说明书一般涉及包括多用途麦克风的声学设备。
背景技术
声学设备用于多种环境和各种目的，包括娱乐目的(诸如听音乐)、生产目的(诸如电话呼叫)以及专业目的(诸如航空通信或录音室监听)。不同的目的可能需要声学设备检测环境内的声音，诸如通过使用麦克风。例如，为了允许语音通信或语音识别，声学设备可以使用麦克风来检测环境内的用户语音。其它声学设备可以包括降噪或噪声消除特征，其抵消在环境中检测到的环境噪声。
发明内容
在一个方面本文件描述了一种方法，该方法包括：接收表示由设置在主动降噪(ANR)设备中的传感器捕获的音频的输入信号；由一个或多个处理设备确定ANR设备在第一操作模式下操作；以及作为响应，将第一增益施加到输入信号以生成第一放大输入信号。该方法还包括：由一个或多个处理设备确定ANR设备在不同于第一操作模式的第二操作模式下操作；以及作为响应，将第二增益施加到输入信号以生成第二放大输入信号，其中第二增益与第一增益不同。该方法进一步包括：处理第一放大输入信号或第二放大输入信号以生成输出信号，以及由声换能器基于输出信号生成音频输出。
在另一方面，本文件描述了自动降噪(ANR)设备，该ANR设备包括：用于捕获音频的一个或多个传感器；至少一个放大器，该至少一个放大器放大表示由一个或多个传感器捕获的音频的输入信号；以及控制器，该控制器包括一个或多个处理设备。控制器被配置为确定ANR设备在第一操作模式下操作，并且作为响应，将第一增益施加到输入信号以生成第一放大输入信号。控制器被进一步配置为确定ANR设备在不同于第一操作模式的第二操作模式下操作，并且作为响应，将不同于第一增益的第二增益施加到输入信号以生成第二放大输入信号，并且处理第一放大输入信号或第二放大输入信号以生成输出信号。ANR设备还包括声换能器，该声换能器用于基于输出信号生成音频输出。
在又另一方面，本文件描述了一个或多个非暂态机器可读存储设备，该一个或多个非暂态机器可读存储设备存储机器可读指令，该机器可读指令使一个或多个处理设备执行各种操作。这些操作包括：接收表示由设置在主动降噪(ANR)设备中的传感器捕获的音频的输入信号；确定ANR设备在第一操作模式下操作；以及作为响应，将第一增益施加到输入信号以生成第一放大输入信号。这些操作还包括：确定ANR设备在不同于第一操作模式的第二操作模式下操作；以及作为响应，将不同于第一增益的第二增益施加到输入信号以生成第二放大输入信号。这些操作还包括：处理第一放大输入信号或第二放大输入信号以生成输出信号；以及使声换能器基于输出信号生成音频输出。
上述方面的具体实施可以包括以下特征中的一个或多个。
ANR设备的第一操作模式可以包括语音通信模式，并且ANR设备的第二操作模式可以包括降噪模式。传感器可以包括ANR设备的麦克风。输出信号可以包括用于声换能器的驱动信号。可以使用至少一个补偿器处理第一放大输入信号或第二放大输入信号以生成用于声换能器的驱动信号。驱动信号可以包括抗噪声信号。可以接收表示由设置在ANR设备中的第二传感器捕获的音频的第二输入信号，并且可以将第二输入信号与第一放大输入信号或第二放大输入信号组合以产生组合输入信号。可以使用至少一个补偿器处理组合输入信号以生成用于ANR设备的输出信号。输出信号可以包括抗噪声信号。可以接收表示由设置在ANR设备中的第二传感器捕获的音频的第二输入信号，并且第二输入信号可以与第一放大输入信号或第二放大输入信号一同处理，以朝向ANR设备的用户的嘴部引导波束，从而生成主信号。另外，可以处理对应的放大输入信号和第二输入信号以朝向ANR设备的用户的嘴部引导零点，以生成参考信号，并且可以使用参考信号作为噪声参考来处理主信号，以生成用于ANR设备的输出信号。波束或零点可以使用以下各项中的一项来引导：近场波束形成技术或延迟相加波束形成技术。
这些和其它方面、特征和具体实施可以表示为方法、装置、系统、部件、程序产品、执行业务的方法、用于执行功能的装置或步骤，以及以其它方式表示，并且将从以下描述(包括权利要求书)中变得显而易见。
附图说明
图1为示例性耳机组的透视图。
图2为示例性耳机组的左侧视图。
图3和图4为示例性系统的框图，该示例性系统用于处理从多用途麦克风接收的信号。
图5为示例性系统的框图，该示例性系统用于实现波束形成过程。
图6为示例性过程的流程图，该示例性过程用于处理从多用途麦克风接收的信号。
图7为计算设备的示例的框图。
各种附图中相同的参考符号指示相同的元件。
具体实施方式
声学设备(诸如耳机、头戴式耳机或其它声学系统)可以包括涉及检测周围环境内的声音的各种特征。通常，使用包括在声学设备中的一个或多个麦克风来检测这些声音。由麦克风产生的声学信号由声学设备处理以实现各种特征。例如，在一些情况下，声学设备可以处理声学信号以隔离和检测用户的语音以便实现语音通信或语音识别特征。在一些情况下，声学设备可以处理声学信号以生成抗噪声信号以实现主动降噪(ANR)特征。包括在声学设备中的特征可以对由麦克风检测到的声学信号具有不同的信号水平要求。
本公开的各方面涉及具有一个或多个多用途麦克风的声学设备。每个多用途麦克风可以产生声学信号，这些声学信号可以被处理以实现声学设备的两个或更多个特征，诸如通信特征和ANR特征等。在一些情况下，声学设备可以确定该设备(或所连接的设备，诸如移动电话)的操作模式，并且可以基于操作模式调整施加于声学信号的增益或另一参数。以此方式，当与针对每个特征使用单独的麦克风的声学设备相比时，该声学设备可以根据单独特征的信号要求来优化声学信号的处理，同时降低声学设备的成本、功耗和空间要求。
我们广义地使用术语“多用途麦克风”来包括任何模拟麦克风、数字麦克风或包括在声学设备中并被配置为产生用于实现声学设备的两个或多个特征(包括但不限于通信特征和ANR特征)的声学信号的其他声学传感器。相反，我们有时使用术语“单一用途麦克风”或“专用麦克风”来指代被配置为产生用于实现声学设备的特定特征的声学信号的麦克风。
本文描述的技术可以包括头戴式耳机、耳机、助听器或其他个人声学设备，以及诸如可以应用于家庭、办公室或汽车环境的声学系统，或者在其中操作。在整个本公开中，术语“头戴式耳机”、“耳机”、“耳塞”和“耳机组”可互换使用，并且除非上下文另外明确指明，否则使用一个术语代替另一个术语并非意在作出区分。另外，根据本文公开的那些方面和示例适用于各种形状因子，诸如入耳式换能器或耳塞、贴耳式或包耳式耳机，或在耳朵附近佩戴的并且将声能辐射到耳朵中或朝向耳朵辐射的音频设备(包括佩戴在用户的头部或肩部上的裸耳式音频设备)等。
本文所公开的示例可通过有线或无线装置耦合到其他系统或被设置成与其他系统连接，或者可独立于任何其他系统或设备。本文所公开的示例可以与本文所公开的至少一个原理一致的任何方式与其他示例组合，并且对“示例”、“一些示例”、“另选的示例”、“各种示例”、“一个示例”等的引用不一定互相排斥，并且旨在指示所描述的特定特征、结构或特性可包括在至少一个示例中。本文中此类术语的出现未必全都指代相同的示例。
图1示出了一组耳机100，其包括两个听筒，即，右耳罩102和左耳罩104，该右耳罩和左耳罩分别耦合到右轭组件108和左轭组件110，并且由头带106互连。右耳罩102和左耳罩104分别包括右罩耳式耳垫112和左罩耳式耳垫114。虽然示例性耳机100被示出为具有听筒，这些听筒具有适配在用户耳部周围或之上的罩耳式耳垫，但在其他示例中，这些耳垫可位于耳部上，或者可包括突出到用户耳道的一部分中的耳塞部分，或者可包括另选的物理布置。如下文更详细讨论的，耳罩102、104中的任一者或两者可以包括一个或多个麦克风，其中的一些或全部可以是多用途麦克风。虽然图1所示的示例性耳机100包括两个听筒，但一些示例可仅包括仅用于头部的一侧的单个听筒。另外，虽然图1所示的耳机100包括头带106，但其他示例可包括不同支撑结构以保持一个或多个听筒(例如，耳罩、入耳式结构等)接近用户的耳部，例如耳塞可包括被配置为将耳塞保持在用户耳部的一部分内的形状和/或材料。
图2从左侧示出了耳机100并且示出了左耳罩104的细节，该左耳罩包括一对前麦克风202和后麦克风206，该对前麦克风可靠近耳罩的前边缘204，该后麦克风可靠近耳罩的后边缘208。右耳罩102可附加地或另选地具有类似的前麦克风和后麦克风的布置，但在示例中，这两个耳罩可在麦克风的数量或放置方面具有不同的布置。前麦克风202或后麦克风206或两者中的一些或全部可以是用于实现耳机100的两个或更多个特征的多用途麦克风。在一些情况下，前麦克风202中的一个前麦克风可以是多用途麦克风，并且剩余麦克风202、206中的每一个麦克风可以专用于耳机100的特定特征。
在各种示例中，耳机100可以具有更多、更少或没有前麦克风202，并且可以具有更多、更少或没有后麦克风206，只要耳机包括至少一个多用途麦克风即可。在一些情况下，耳机100可以包括右耳罩102或左耳罩104或两者内部的一个或多个多用途或专用麦克风。虽然在各个附图中示出了麦克风并且用附图标号(诸如附图标号202、206)标记麦克风，但在一些示例中，附图所示的可视元件可表示声学端口，声学信号进入其中以最终到达麦克风202、206，该麦克风可在内部并且从外部看不见。在示例中，麦克风202、206中的一个或多个麦克风可邻近声学端口的内部或者可远离声学端口一定距离，并且可包括声学端口和相关联的麦克风之间的声波导。
图3示出了示例性信号处理系统300，该示例性信号处理系统用于处理从多用途麦克风302接收的信号。多用途麦克风302可以是模拟麦克风、数字麦克风或被配置为产生表示声学设备周围环境中的声音的声学信号的另一声学传感器。例如，多用途麦克风302可以是耳机100的前麦克风202中的一个前麦克风。为了清楚起见，系统300用单个多用途麦克风302描绘。然而，在一些情况下，系统300可以包括两个或更多个多用途麦克风或至少一个多用途麦克风和一个或多个专用麦克风。例如，系统300可以包括与多用途麦克风302组合操作的两个或更多个多用途麦克风。此外，在一些示例中，系统(诸如耳机100)可以包括两个或更多个信号处理系统300，每个信号处理系统被配置为处理从一个或多个多用途麦克风接收的信号。
如图3所示，多用途麦克风302可以与放大器304耦合。放大器304可以将增益G施加到由多用途麦克风302产生的信号。例如，由放大器304施加的增益可以是模拟增益，并且放大器304可以是可变增益放大器(VGA)。
放大器304的输出可以耦合到开关306，该开关被配置为选择性地将放大器输出耦合到一个或多个数字信号处理器(DSP)308A-308C(统称为308)。开关306可以被实现为硬件开关、软件开关、硬件部件和软件部件两者的组合等。在一些情况下，基于来自用户的输入选择由开关306选择性地耦合到放大器输出的DSP 308。在一些情况下，由开关306选择性地耦合到放大器输出的DSP 308由声学设备自动选择。例如，选择一个或多个DSP 308可以基于时间、声学设备的位置、放大器输出的一个或多个特性等。
在一些情况下，信号处理系统300可以在开关306之前或之后包括一个或多个模数转换器(ADC)，以将放大器304的模拟输出转换成DSP 308的数字输入。在放大器304将数字增益施加到由多用途麦克风302产生的信号的情况下，可以在放大器304之前包括ADC。
DSP 308处理由多用途麦克风302产生的信号以产生对应的输出310A-310C(统称为310)。例如，可以处理信号以实现声学设备的一个或多个特征。在一些情况下，DSP 308中的每个DSP可以与声学设备的不同特征相关联。例如，DSP 308A可以实现声学设备的ANR特征，而DSP 308B可以实现声学设备的通信特征。在一些情况下，DSP 308中的一些或全部DSP可以组合，使得单个DSP实现声学设备的两个或更多个特征。此类DSP的示例在美国专利8,073,150和8,073,151中有所描述，这些专利全文以引用方式并入本文。
由DSP 308实现的声学设备的特征可以包括各种特征，诸如ANR特征、语音通信特征、“透讲”或“透听”特征等。下文提供对这些特征的进一步描述。
在一些情况下，含有信号处理系统300的声学设备可以是ANR系统，其中DSP 308中的一个或多个实现ANR特征。一般来讲，ANR系统可包括电声或机电系统，该电声或机电系统被配置为基于叠加原理来消除不期望的噪声(通常称为主噪声)中的至少一些。例如，ANR系统可以识别主噪声的波幅和相位，并产生波幅大致相等、相位相反的另一个信号(通常称为“抗噪声信号”)。然后可以将抗噪声信号与主要噪声组合，使得两者在期望的位置基本上被消除。如本文所用，术语“基本上消除”可以包括将“消除的”噪声降低到特定水平或可接受的容限内，并且不需要完全消除所有噪声。因此，信号处理设备300的一个或多个DSP 308可以通过处理主噪声信号(例如由多用途麦克风302产生的信号)以产生用于噪声消除的抗噪声信号(例如，一个或多个输出310)来实现声学设备的ANR特征。如本文所描述，ANC特征可用于衰减大范围的噪声信号，包括例如使用被动噪声控制系统可能不容易衰减的宽带噪声和/或低频噪声。
在一些情况下，含有信号处理系统300的声学设备可以实现一个或多个通信特征。具体地，在一些情况下，通信特征可以是语音通信特征。语音通信特征可以生成代表声学设备的用户或另一用户的语音的语音信号。语音信号可由声学设备本地使用或传递到耦合到声学设备的另一设备，诸如移动设备等。语音信号可以用于语音通信(诸如在电话呼叫中)，或者用于语音识别(诸如用于语音转文字或与虚拟个人助理交流)等。在一些情况下，通信特征可以生成表示除语音以外的声音(例如音乐)的信号，该信号也可以本地使用或传递到用于通信的另一设备，诸如在电话呼叫中。因此，信号处理设备300的一个或多个DSP 308可以通过处理由多用途麦克风302产生的信号以生成用于语音识别、通话目的等的语音信号或其它信号(例如，一个或多个输出310)来实现声学设备的通信特征。在一些情况下，实现通信特征还可以包括波束形成过程，该波束形成过程使用由一个或多个附加的多用途麦克风或专用麦克风捕获的信号。下文参考图5进一步详细地描述了波束形成过程。
在一些情况下，含有信号处理系统300的声学设备可以实现可以被称为“透讲”或“透听”模式的特征。同样，声学设备可以是ANR系统；然而，在这种模式中，由多用途麦克风302捕获的信号的至少一部分不被消除。在此模式中，麦克风(例如，多用途麦克风302)可用于检测用户可能想要听到的外部声音，并且声学设备可被配置为生成信号(例如，一个或多个输出310)，该信号传递这些声音以由换能器再现给用户。在一些具体实施中，由多个传感器(例如，一个或多个附加的多用途麦克风或专用麦克风)捕获的信号可以被用于(例如，使用波束形成过程)聚焦在例如用户的语音或环境声音的另一个来源。在一些具体实施中，声学设备可以允许包括透听模式的多模式操作，在透听模式中可以在至少一个频率范围内关闭或至少降低ANR功能，以允许相对宽频带的环境声音到达用户。在一些具体实施中，声学设备也可以用于形成穿过耳机的信号的频率响应。例如，信号处理系统300的一个或多个DSP 308可以用于将耳塞堵塞耳道的声学体验改变为环境声音(例如，用户自己的声音)对用户来说听起来更自然的体验。
上述声学设备的特征中的每个特征(例如，ANR特征、通信特征、“透讲”或“透听”特征等)可以具有不同的信号水平要求。例如，实现声学设备的通信特征可能需要比实现声学设备的ANR特征所需的信噪比(SNR)更高的信噪比。一般来讲，向声学信号施加增益会增加SNR；然而，随着增益增加，削波声学信号的可能性也增加。我们广泛地使用术语“削波”来描述当放大器被过度驱动时发生的波形失真。例如，当放大器尝试传递高于其最大能力的电压或电流(例如，以施加高增益值)时，可能发生声学信号的削波。因此，声学设备的各种特征的不同信号水平要求可以与在每个特征的实现中对削波的感知反感水平有关。例如，与声学设备的通信特征的实现相比，用户在ANR特征的实现中可能感知到削波更令人反感。这可能是因为在实现ANR特征时削波声学信号可以产生令用户感到不适或以其它方式不受用户欢迎的声学伪影(例如，声音噪声、尖叫声等)。
为了适应不同特征的不同信号要求，系统300可以确定声学设备(或所连接的设备)的操作模式，并且可以调整由放大器施加的增益(或另一参数)。例如，当实现其中削波不太令人反感的声学设备的通信特征时，可以向声学信号施加更高的增益以便增加SNR。相反，当实现其中削波更令人反感的声学设备的ANR特征时，可以将较低的增益施加于声学信号以实现高SNR，同时确保在声学设备的日常使用情况下削波不会过于频繁地发生。
在一些情况下，可以使用两个单独的DSP来分别实现ANR特征和通信特征。例如，再次参考图3，DSP 308A可以实现声学设备的ANR特征，而DSP 308B可以实现声学设备的通信特征。在此示例中，由放大器304施加的增益G可以根据声学设备的操作模式来修改。例如，在开关306选择性地将放大器输出耦合到DSP 308A以在ANR模式下操作声学设备的情况下，增益G可以被设置为适合于ANR特征的值，从而增加SNR，同时限制令人反感的削波发生。然而，在开关306选择性地将放大器输出耦合到DSP 308B以在通信模式下操作声学设备的情况下，增益G可以被设置为适合于通信特征的较高值，从而进一步增加SNR。
在另一示例中，同样，DSP 308A可以实现声学设备的ANR特征，而DSP 308B可以实现声学设备的通信特征。然而，在此示例中，增益G可以固定在适合于ANR特征的值处，从而增加SNR，同时限制令人反感的削波发生。因此，在开关306选择性地将放大器输出耦合到DSP 308A以在ANR模式中操作声学设备的情况下，削波被充分避免。然而，在开关选择性地将放大器输出耦合到DSP 308B以在通信模式下操作声学设备的情况下，DSP 308B可以施加附加的增益(例如，数字增益)以进一步增加用于通信操作的SNR。
如以上示例中所展示的，开关306的操作和/或由放大器304施加的增益G的调整可以对应于声学设备或所连接的设备的操作模式的确定。在一些情况下，确定声学设备的操作模式可以基于来自用户的一个或多个直接输入。在一些情况下，声学设备的操作模式可以基于时间、声学设备的位置、放大器输出的一个或多个特性、从麦克风接收的声学信号的分析等而自动确定。例如，如果所连接的设备正在运行视频会议应用或进行电话呼叫，则声学设备可以在通信模式下自动操作。在另一示例中，如果声学设备接收到指示用户正乘坐公共汽车的位置数据，则声学设备可以在ANR模式下自动操作。在又一示例中，如果从多用途麦克风302接收到的声学信号的分析指示存在人类语音和吵闹发动机噪声两者，则声学设备可以在“透讲”模式下自动操作，从而在将人类语音传递给用户的同时消除发动机噪声。
用于处理从多用途麦克风接收的信号的所描述的方法可以提供以下优点。通过在声学设备的多个特征的实现中使用单个麦克风，在维持设备的每个特征的最佳增益水平的同时减少了部件数量。这可以降低声学设备的成本和尺寸。它还可以允许在声学设备上包括可以改善性能(例如，前馈ANR性能)的附加麦克风。本文描述的方法还可以改善ANR设备的稳定性。
图4示出了示例性信号处理系统400，该示例性信号处理系统用于处理从多用途麦克风接收到的信号以实现ANR特征和通信特征。如同在信号处理系统300中一样，信号处理系统400包括与放大器404耦合的多用途麦克风402。放大器404可以将增益G2施加到由多用途麦克风402产生的信号。例如，由放大器404施加的增益可以是模拟增益，并且放大器404可以是可变增益放大器(VGA)。放大器404的输出耦合到开关406，该开关被配置为根据声学设备或所连接设备的操作模式将放大器输出选择性地耦合到一个或多个数字信号处理器(DSP)。具体地，开关406被配置为选择性地将放大器输出耦合到前馈补偿器408C以实现设备的ANR特征，或者将放大器输出选择性地耦合到通信DSP 410以实现设备的通信特征。如图所示，信号处理系统400当前被配置为在设备的ANR模式下操作。
在信号处理系统400中，从多用途麦克风402接收的信号与来自附加的麦克风和设备的信号组合以实现声学设备的ANR特征和通信特征。虽然图4是信号处理系统400的特定具体实施，但在一些情况下，可以包括一个或多个其它多用途麦克风或专用麦克风或两者，以实现声学设备的特征。
为了实现ANR特征，除了来自多用途麦克风402的信号之外，系统400还包括来自专用反馈麦克风414和专用前馈麦克风416的信号。信号处理系统400还可以包括来自声学设备或的所连接的设备的音频信号412(例如，来自电话的音频播放信号)，该音频信号旨在呈现给用户。音频信号由均衡补偿器Keq 408A处理，来自反馈麦克风414的信号由反馈补偿器Kfb408B处理，来自前馈麦克风416的信号由前馈补偿器Kff 408C。在一些情况下，前馈补偿器Kff 408C还可以包括平行透穿过滤器，以允许进行透听，如在美国专利第10,096,313号中所描述，该专利通过引用整体并入本文。补偿器的输出(统称为408)然后被组合以生成抗噪声信号，该抗噪声信号被传递以由换能器424输出。
在一些情况下，在由补偿器408处理之前，音频信号412中的一个或多个音频信号、来自反馈麦克风414的信号和来自前馈麦克风416的信号可以被放大。例如，放大器420可以在前馈补偿器408C处理来自前馈麦克风416的信号之前，将增益G1施加于该信号。
在一些情况下，音频信号412中的一个或多个音频信号、来自反馈麦克风414的信号和来自前馈麦克风416的信号可以在由补偿器408处理之前转换为数字信号。例如，信号处理系统400可以包括设置在补偿器408之前的一个或多个ADC。此外，在一些情况下，可以在换能器424之前包括数模转换器(DAC)，以将补偿器408的数字输出转换成模拟信号。
在一些情况下，补偿器408可以使用单独的DSP来实现，或者可以在单个DSP上实现。在一些情况下，实现补偿器408的一个或多个DSP可以包括在单个处理芯片428上，该单个处理芯片可以进一步包括ADC和/或DAC。
在多用途麦克风402的放大输出被选择性地耦合到前馈补偿器408C的情况下(例如，在声学设备的ANR操作模式中)，多用途麦克风可以有效地充当附加的前馈麦克风。在此类情况下，可以在由前馈补偿器408C处理之前将多用途麦克风402的放大输出与前馈麦克风416的放大输出组合(例如，求和)以生成抗噪声信号。使用多用途麦克风402作为附加的前馈麦克风可以具有降低前馈信号路径中所需的总增益的益处，从而在ANR系统中提供更多的净空并降低不稳定性的机会。如本文所用，术语净空包括电气部件(如补偿器408和换能器424)的信号处理能力和信号路径(如前馈信号路径或反馈信号路径)中的信号的最大水平之间的差。减小的信号路径增益还可以允许ANR系统更好地耐受非理想的麦克风位置，例如更靠近声学设备的耳罩的外围的麦克风位置，其中麦克风与换能器之间的耦合可能会很高。
为了实现通信特征，除了来自多用途麦克风402的信号之外，系统400还包括来自专用通信麦克风418的信号。通信麦克风418耦合到放大器422。放大器422可以将增益G3施加于由通信麦克风418产生的信号。然后，放大输出被传送，以便由输出语音信号426的通信DSP 410进行处理。在一些情况下，语音信号426被发送到处理芯片428，并且与来自补偿器408的输出相加用于在换能器424(例如，扬声器)处输出。在一些情况下，语音信号426可以被发送到一个或多个其它设备以进一步处理或用于由一个或多个其它换能器输出。
在一些情况下，来自通信麦克风418的信号可以在由通信DSP 410处理之前转换为数字信号。例如，信号处理系统400可以包括设置在通信DSP 410之前的一个或多个ADC。此外，在一些情况下，可以在通信DSP 410之后包括数模转换器(DAC)以将通信DSP 410的数字输出转换成模拟语音信号426。在一些情况下，通信DSP 410、ADC和/或DAC可以包括在处理芯片430上。
在多用途麦克风402的放大输出被选择性地耦合到通信DSP 410的情况下(例如，在声学设备的通信操作模式中)，多用途麦克风可以有效地充当附加的通信麦克风。在此类情况下，多用途麦克风402的放大输出可以被传递到通信DSP 410以用于与来自专用通信麦克风418的信号进行联合处理。例如，波束形成过程可以由通信DSP 410实现以优化用户语音的拾取。下文参考图5进一步详细描述波束形成。
在一些情况下，放大器420、404和420分别施加的增益G1、G2和G3可以彼此不同。在一些情况下，它们可以是相同的。在一些情况下，增益G1、G2和G3可以是固定的，并且在一些情况下，增益G1、G2和G3中的一个或多个增益可以是可变的(例如，使用可变增益放大器来调整)。
在一个示例中，信号处理系统400将类似增益施加到来自前馈麦克风416、多用途麦克风402和通信麦克风418中的每一者的信号(例如，使得G1≈G2≈G3)。在该示例中，由放大器420、404和422中的每个放大器施加的类似增益可以是模拟增益，该模拟增益足够低以适合于实现声学设备的ANR特征(例如，在防止频繁削波的同时增加SNR)。例如，在日常使用情况下，所施加的增益可以被设置为ANR系统所能容忍的最高值，而不会在声学设备中过于频繁地出现明显的削波。因此，在多用途麦克风402的放大输出耦合到前馈补偿器408C的情况下(例如，在声学设备的ANR模式中)，基本上避免了声学信号的令人反感的削波。然而，在多用途麦克风402的放大输出耦合到通信DSP 410的情况下(例如，在声学设备的通信模式中)，通信DSP 410可以被配置为提供附加的放大(例如，通过施加数字增益)以在削波不令人反感的情况下进一步增加SNR。
在另一示例中，信号处理系统400可以使用放大器420、404和422施加不同的增益。特别地，耦合到通信麦克风418的放大器422可以施加比放大器420施加的增益G1更高的增益G3。这可能是因为来自前馈麦克风416的声学信号的削波比来自通信麦克风418的声学信号的削波更令人反感。在此示例中，放大器404可以是可变增益放大器，其根据声学设备的操作模式调整所施加的增益G2的水平。例如，当声学设备在ANR模式下操作使得多用途麦克风402充当附加的前馈麦克风时，增益G2可以被设置为足够低的值以防止频繁削波。然而，当声学设备在通信模式下操作使得多用途麦克风402充当附加的通信麦克风时，增益G2可以增加到更高的值以进一步增加SNR。
虽然图3和4描绘了用于实现本文所描述的技术的部件的特定示例性布置，但是可以在不偏离本公开的范围的情况下使用其他部件和/或部件的布置。在一些具体实施中，沿着前馈路径的部件的布置可以依次包括模拟麦克风、放大器(例如，VGA)、模数转换器(ADC)、数字加法器、前馈补偿器和另一数字加法器。这类似于图4的前馈路径中描绘的顺序。在一些具体实施中，沿着前馈路径的部件的布置可以包括模拟麦克风、模拟加法器(在多个麦克风的情况下)、ADC、放大器(例如，VGA)和前馈补偿器。
如前所提及，在一些情况下，信号处理系统300、400可以使用波束形成来增强音频信号相对于背景噪声的分量。例如，波束形成过程可以在通信DSP 410上实现以产生语音信号426，该语音信号包括相对于背景噪声和其它讲话者增强的用户语音分量。图5是实现波束形成过程的示例性信号处理系统500的框图。一组多个麦克风502将声能转换为电子信号504并且将信号504提供给两个阵列处理器506、508中的每一个阵列处理器。例如，该组麦克风502可以对应于多用途麦克风402以及专用通信麦克风418。信号504可以是模拟形式。另选地，一个或多个模数转换器(ADC)(未示出)可首先转换麦克风输出，使得信号504可为数字形式。
阵列处理器506、508应用阵列处理技术(诸如相控阵列、延迟相加技术等)，并且可利用最小方差无失真响应(MVDR)和线性约束最小方差(LCMV)技术来调整该组麦克风502的响应性，以增强或拒绝来自各个方向的声学信号。波束形成增强来自特定方向或方向范围的声学信号，而零点引导减少或拒绝来自特定方向或方向范围的声学信号。
第一阵列处理器506是波束形成器，该波束形成器用于将该组麦克风502在用户的嘴部方向上(例如，指向耳罩的前面和略微下方)的声学响应最大化并且提供主信号510。由于波束形成阵列处理器506，主信号510包括由于用户语音而比任何单独的麦克风信号504更高的信号能量。
第二阵列处理器508朝向用户的嘴部引导零点并提供参考信号512。因为零点指向用户的嘴部，所以参考信号512包括由于用户语音而引起的最小(如果有的话)信号能量。因此，参考信号512基本上由由于背景噪声而引起的分量和并非由于用户语音而引起的声学源组成，即，参考信号512是与没有用户语音的声学环境相关的信号。
在某些示例中，阵列处理器506是在用户的嘴部方向上增强声学响应的超指向性近场波束形成器，并且阵列处理器508是在用户的嘴部方向上引导零点(即，减少声学响应)的延迟相加算法。
主信号510包括用户语音分量并且包括噪声分量(例如，背景、其他说话者等)，而参考信号512基本上仅包括噪声分量。如果参考信号512几乎与主信号510的噪声分量相同，则可通过简单地从主信号510中减去参考信号512来移除主信号510的噪声分量。然而，在实施过程中，主信号510和参考信号512的噪声分量不相同。相反，参考信号512可与主信号510的噪声分量相关，并且在此类情况下，可使用自适应过滤通过使用与噪声分量相关的参考信号512来从主信号510中移除至少一些噪声分量。
主信号510和参考信号512被提供给自适应滤波器514并由其接收，该自适应滤波器试图从主信号510中移除与用户语音不相关的分量。具体地，自适应滤波器514试图移除与参考信号512相关的分量。自适应滤波器可以被设计为去除与参考信号相关的分量。例如，某些示例包括归一化最小二乘均方(NLMS)自适应滤波器或递归最小二乘(RLS)自适应滤波器。自适应滤波器514的输出是语音估计信号516，其表示用户语音信号的近似值。
示例性自适应滤波器514可以包括结合了各种自适应技术(例如NLMS、RLS等)的各种类型。自适应滤波器通常包括数字滤波器，该数字滤波器接收与主信号的不需要分量相关的参考信号。数字滤波器尝试从参考信号中生成对主信号中不需要的分量的估计。根据定义，主信号的不需要的分量是噪声分量。数字滤波器对噪声分量的估计是噪声估计。如果数字滤波器产生良好的噪声估计，则可通过简单地减去噪声估计来有效地从主信号中移除噪声分量。另一方面，如果数字滤波器未生成对噪声分量的良好估计，则这种减法可能无效或者可能降低主信号，例如增加噪声。因此，自适应算法与数字滤波器并行操作，并且以例如改变权重或滤波器系数的形式对数字滤波器进行调节。在某些示例中，自适应算法可在已知仅具有噪声分量时(即，在用户不说话时)监测主信号，并且调整数字滤波器以生成与主信号匹配的噪声估计，此时该主信号仅包括噪声分量。
自适应算法可通过各种手段知道用户何时没有说话。在至少一个示例中，系统在触发语音增强之后强制执行暂停或静音时段。例如，用户可能需要按下按钮或说出唤醒命令，然后暂停，直到系统向用户指示其已准备好。在所需的暂停期间，自适应算法监测不包括任何用户语音的主信号，并且使滤波器适应于背景噪声。然后，当用户说话时，数字滤波器生成良好的噪声估计，将其从主信号中减去以生成语音估计，例如，语音估计信号516。
在一些示例中，自适应算法可基本上连续更新数字滤波器，并且可在检测到用户正在说话时冻结滤波器系数，例如暂停调整。另选地，自适应算法可被禁用，直到需要语音增强，然后仅在检测到用户不说话时更新滤波器系数。检测用户是否正在说话的系统的一些示例在2017年3月20日提交的标题为“SYSTEMS AND METHODS OF DETECTING SPEECHACTIVITY OF HEADPHONE USER(耳机用户语音活动检测的系统与方法)”的共同未决的美国专利申请号15/463,259中有所描述，该专利申请据此全文以引用方式并入本文。
在某些示例中，自适应滤波器所应用的权重和/或系数可通过并行或后台进程来建立或更新。例如，附加自适应滤波器可并行于自适应滤波器514操作，并且在后台中连续更新其系数，即，不影响图5的示例性系统500中所示的有源信号处理，直到附加自适应滤波器提供更好的语音估计信号。附加自适应滤波器可被称为后台或并行自适应滤波器，并且当并行自适应滤波器提供更好的语音估计时，可将并行自适应滤波器中使用的权重和/或系数复制到有源自适应滤波器，例如自适应滤波器514。
在某些示例中，可通过其他方法或通过除上文讨论那些之外的其他部件来导出参考信号诸如参考信号512。例如，可从对用户语音的响应性降低的一个或多个单独的麦克风(诸如后向麦克风)导出参考信号。另选地，可使用波束形成技术引导宽波束远离用户嘴部来从该组麦克风502导出参考信号，或者可在没有阵列或波束形成技术的情况下组合参考信号以对声学环境作出响应，而一般不考虑其中所包括的用户语音分量。
示例性系统500可有利地应用于声学设备(例如，耳机100)，以便以增强用户语音和降低背景噪声的方式拾取用户语音。例如，来自多用途麦克风402和专用通信麦克风418(图4)信号可由示例性系统500处理，以提供具有相对于背景噪声增强的语音分量的语音估计信号516，该语音分量表示来自用户(即，耳机100的佩戴者)的语音。如上所述，在某些示例中，阵列处理器506是在用户的嘴部方向上增强声学响应的超指向性近场波束形成器，并且阵列处理器508是在用户的嘴部方向上引导零点(即，减少声学响应)的延迟相加算法。示例性系统500示出了用于从一组麦克风502进行单耳语音增强的系统和方法。在一些情况下，系统500的变型至少包括麦克风的两个阵列(例如，右阵列和左阵列)的双耳处理、通过频谱处理进行的进一步话音增强以及通过子频带对信号进行的单独处理。
图6为示例性过程600的流程图，该示例性过程用于处理从多用途麦克风接收的信号。过程600的至少一部分可以使用一个或多个处理设备(例如参考图3描述的一个或多个DSP 308和/或参考图4描述的处理芯片428、430)来实现。过程600的操作包括接收表示由设置在ANR设备中的传感器捕获的音频的输入信号(602)。在一些具体实施中，ANR设备可以对应于参考图1和图2所描述的耳机100。在一些具体实施中，设置在ANR设备中的传感器可以对应于设置在耳机100中的麦克风，诸如前麦克风202和/或后麦克风206。在一些具体实施中，传感器还可对应于专用反馈麦克风(例如，反馈麦克风414)、专用前馈麦克风(例如，前馈麦克风416)、专用通信麦克风(例如，通信麦克风418)和/或多用途麦克风(例如，多用途麦克风302、402)。
过程600的操作还包括确定ANR设备在第一操作模式下操作(604)。例如，第一操作模式可以包括语音通信模式(也称为通信模式)，例如其中ANR设备用于电话呼叫的模式。过程600的操作还包括响应于确定ANR设备在第一操作模式下操作，将第一增益施加到输入信号以生成第一放大输入信号(606)。在一些具体实施中，第一增益可以由一个或多个放大器(诸如参考图3和图4描述的放大器304、420、404和422)施加。在一些具体实施中，第一增益可以至少部分地由DSP(诸如DSP 308和/或通信DSP 410)施加。在一些具体实施中，响应于确定ANR设备在第一操作模式下操作，可能施加或调整除第一增益之外的输入信号的一个或多个其它属性。
过程600的操作还包括确定ANR设备在与第一操作模式不同的第二操作模式下操作(608)。例如，第二操作模式可以包括降噪模式，例如其中ANR设备用于降低环境噪声的影响的模式。过程600的操作还包括响应于确定ANR设备在第二操作模式下操作，将第二增益施加于输入信号以生成第二放大输入信号(610)。在一些具体实施中，第二增益可以由一个或多个放大器(诸如参考图3和图4描述的放大器304、420、404和422)施加。在一些具体实施中，第二增益可以至少部分地由DSP(诸如DSP 308和/或通信DSP 410)施加。在一些具体实施中，响应于确定ANR设备在第二操作模式下操作，可能施加或调整除第二增益之外的输入信号的一个或多个其它属性。在一些具体实施中，与在ANR设备的语音通信模式中相比，在ANR设备的降噪模式中向输入信号施加的增益较低。
过程600的操作进一步包括处理第一放大输入信号或第二放大输入信号以生成输出信号(612)。在一些具体实施中，处理第一放大输入信号或第二放大输入信号可以包括接收表示由设置在ANR设备中的第二传感器捕获的音频的第二输入信号，组合放大输入信号和第二输入信号以产生组合输入信号，并且使用至少一个补偿器处理组合输入信号以生成用于ANR设备的输出信号。例如，放大的输入信号可以对应于由多用途麦克风402产生的放大信号，并且第二输入信号可以对应于专用前馈麦克风416。在一些具体实施中，处理第一放大输入信号或第二放大输入信号可以包括用一个或多个ANR补偿器(例如，补偿器408)处理对应的放大输入信号。在一些具体实施中，处理第一放大输入信号或第二放大输入信号可以包括用通信DSP 410处理设备。在一些具体实施中，处理第一放大输入信号或第二放大输入信号可以包括执行波束形成过程。在一些具体实施中，波束形成过程可以包括：接收表示由设置在ANR设备中的第二传感器捕获的音频的第二输入信号；处理第一放大输入信号或第二放大输入信号和第二输入信号以朝向ANR设备的用户的嘴部引导波束从而生成主信号；处理对应的放大输入信号和第二输入信号以朝向ANR设备的用户的嘴部引导零点从而生成参考信号；以及使用参考信号作为噪声参考处理主信号以生成用于ANR设备的输出信号。例如，在这种情况下，放大输入信号可以对应于由多用途麦克风402产生的放大信号，并且第二输入信号输入可以对应于由专用通信麦克风418产生的信号。在一些具体实施中，用于ANR设备的输出信号可以是抗噪声信号、近似于ANR设备的用户的语音的语音信号和/或两者的组合。在一些具体实施中，输出信号包括用于ANR设备的换能器(例如，换能器424)的驱动信号。
图7是示例性计算机系统700的框图，该示例性计算机系统可以用于执行上文描述的操作。例如，可以使用计算机系统700的至少部分来实现如上文参考图1、图3、图4和图5所描述的系统100、300、400和500中的任一个系统。系统700包括处理器710、存储器720、存储设备730和输入/输出设备740。部件710、720、730和740中的每个部件可以例如使用系统总线750互连。处理器710能够处理用于在系统700内执行的指令。在一个具体实施中，处理器710是单线程处理器。在另一具体实施中，处理器710是多线程处理器。处理器710能够处理存储在存储器720中或存储设备730上的指令。
存储器720存储系统700内的信息。在一个具体实施中，存储器720是计算机可读介质。在一个具体实施中，存储器720是易失性存储器单元。在另一具体实施中，存储器720是非易失性存储器单元。
存储设备730能够为系统700提供海量存储。在一个具体实施中，存储设备730是计算机可读介质。在各种不同的具体实施中，存储设备730可以包括例如硬盘设备、光盘设备、通过网络由多个计算设备共享的存储设备(例如，云存储设备)、或一些其它大容量存储设备。
输入/输出设备740为系统700提供输入/输出操作。在一个具体实施中，输入/输出设备740可以包括一个或多个网络接口设备(例如以太网卡)、串行通信设备(例如和RS-232端口)和/或无线接口设备(例如，和802.11卡)。在另一具体实施中，输入/输出设备可以包括驱动器设备，这些驱动器设备被配置为接收输入数据并将输出数据发送到其它输入/输出设备，例如键盘、打印机和显示设备760以及声换能器/扬声器770。
尽管在图7中已经描述了示例性处理系统，但是本说明书中描述的主题和功能操作的具体实施可以在其他类型的数字电子电路中实现，或者在计算机软件、固件或硬件(包括本说明书中公开的结构及其结构等同物，或者在它们中的一者或多者的组合)中实现。
本说明书结合系统和计算机程序部件使用术语“配置”。对于一个或多个计算机的系统来说，被配置为执行特定操作或动作，意味着系统上已经安装了在操作中使得系统执行这些操作或动作的软件、固件、硬件或它们的组合。对于一个或多个计算机程序来说，“被配置为”执行特定操作或动作，意味着该一个或多个程序包括指令，该指令在由数据处理装置执行时使得该装置执行操作或动作。
本说明书中描述的主题和功能操作的实施方案可在数字电子电路中、在有形地体现的计算机软件或固件中、在计算机硬件中(包括本说明书中公开的结构及其结构等同物)或在它们中的一者或多者的组合中实现。本说明书中描述的主题的具体实施可被实现为一个或多个计算机程序，即，在有形非暂态存储介质上编码的用于由数据处理装置执行或控制数据处理装置的操作的计算机程序指令的一个或多个模块。计算机存储介质可为机器可读存储设备、机器可读存储基板、随机或串行访问存储器设备或它们中的一者或多者的组合。另选地或除此之外，程序指令可以编码在人工生成的传播信号上，例如，机器生成的电信号、光学信号或电磁信号，该信号被生成以编码信息，以用于传输到合适的接收器装置从而供数据处理装置执行。
术语“数据处理装置”是指数据处理硬件，并且涵盖用于处理数据的所有类型的装置、设备和机器，包括例如可编程处理器、计算机或多个处理器或计算机。该装置还可为或还包括专用逻辑电路，例如FPGA(现场可编程门阵列)或ASIC(专用集成电路)。除了硬件之外，该装置还可任选地包括为计算机程序创建执行环境的代码，例如构成处理器固件、协议栈、数据库管理系统、操作系统或它们中的一者或多者的组合的代码。
计算机程序也可被称为或描述为程序、软件、软件应用程序、应用、模块、软件模块、脚本或代码，可用任何形式的编程语言编写，包括编译或解释语言，或说明性或过程语言，并且计算机程序可用任何形式部署，包括作为独立程序或作为模块、部件、子例程或适合在计算环境中使用的其他单元。程序可但不必对应于文件系统中的文件。程序可存储在保存其他程序或数据的文件的一部分中，例如存储在标记语言文档中的一个或多个脚本，存储在专用于所考虑的程序的单个文件中，或存储在多个协调文件中，例如存储一个或多个模块、子程序或代码的部分的文件中。计算机程序可被部署在一个计算机上或在一个站点或多个站点分布以及通过数据通信网络互联的多个计算机上执行。
本说明书中描述的过程和逻辑流可由执行一个或多个计算机程序的一个或多个可编程计算机执行，以通过对输入数据进行操作并生成输出来执行功能。过程和逻辑流程还可以由专用逻辑电路(例如，FPGA或ASIC)或由专用逻辑电路和一个或多个编程计算机的组合执行。
为了提供与用户的交互，本说明书中描述的主题的实施方案可以在计算机上实现，该计算机具有用于向用户显示信息的显示设备(例如，发光二极管(LED)或液晶显示器(LCD)监视器)以及通过其用户可以向计算机提供输入的键盘和指向设备(例如鼠标或轨迹球)。也可使用其它种类的设备来提供与用户的交互；例如，提供给用户的反馈可以是任何形式的感官反馈，例如，视觉反馈、听觉反馈或触觉反馈；并且可以以任何形式接收来自用户的输入，包括声学输入、语音输入或触觉输入。此外，计算机可以通过向用户使用的设备发送文档和从用户使用的设备接收文档来与用户交互；例如，通过响应于从web浏览器接收到的请求将网页发送到用户设备上的web浏览器。另外，计算机可以通过向个人设备(例如，正在运行消息传送应用程序的智能手机)发送文本消息或其它形式的消息并且从用户接收返回的响应消息来与用户交互。
本说明书中描述的主题的实施方案可以在计算系统中实现，该计算系统包括后端部件(例如，作为数据服务器)，或包括中间件部件(例如应用服务器)，或包括前端部件(例如，客户端计算机，该客户端计算机具有图形用户界面、web浏览器或应用，通过其用户可以与本说明书中描述的主题的具体实施交互)，或此类后端部件、中间件部件或前端部件中的一者或多者的任何组合。系统的部件可以通过数字数据通信的任何形式或介质(例如，通信网络)互连。通信网络的示例包括局域网(LAN)和广域网(WAN)(例如，互联网)。
计算系统可以包括客户端和服务器。客户端和服务器通常彼此远离并且通常通过通信网络交互。客户端和服务器的关系借助于在相应计算机上运行并且彼此具有客户端-服务器关系的计算机程序产生。在一些实施方案中，服务器将数据(例如，HTML页面)传输到用户设备，例如，为了向与充当客户端的设备交互的用户显示数据和从该用户接收用户输入。在用户设备处生成的数据(例如，用户交互的结果)，可以在服务器处从设备接收。
本文中未具体描述的其他实施方案和应用也在以下权利要求书的范围内。本文所述的不同实施方式的元件可组合以形成上文未具体阐述的其他实施方案。可从本文所述的结构去除一些元件而不会不利地影响它们的操作。此外，可将各种独立的元件组合到一个或多个单独的元件中以执行本文所述的功能。

Claims (20)

1.一种方法，所述方法包括：
接收表示由设置在主动降噪ANR设备中的传感器捕获的音频的输入信号；
由一个或多个处理设备确定所述ANR设备在第一操作模式下操作；
响应于确定所述ANR设备在所述第一操作模式下操作，将第一增益施加到所述输入信号以生成第一放大输入信号；
由所述一个或多个处理设备确定所述ANR设备在不同于所述第一操作模式的第二操作模式下操作；
响应于确定所述ANR设备在所述第二操作模式下操作，将第二增益施加到所述输入信号以生成第二放大输入信号，其中所述第二增益与所述第一增益不同；
处理所述第一放大输入信号或所述第二放大输入信号以生成输出信号；以及
由声换能器基于所述输出信号生成音频输出。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述ANR设备的所述第一操作模式包括语音通信模式。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述ANR设备的所述第二操作模式包括降噪模式。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述传感器包括所述ANR设备的麦克风。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述输出信号包括用于所述声换能器的驱动信号。
6.根据权利要求5所述的方法，包括：
使用至少一个补偿器处理所述第一放大输入信号或所述第二放大输入信号以生成用于所述声换能器的所述驱动信号，所述驱动信号包括抗噪声信号。
7.根据权利要求1所述的方法，包括：
接收表示由设置在所述ANR设备中的第二传感器捕获的音频的第二输入信号；
将所述第一放大输入信号或所述第二放大输入信号和所述第二输入信号组合以产生组合输入信号；以及
使用至少一个补偿器处理所述组合输入信号以生成用于所述ANR设备的所述输出信号，所述输出信号包括抗噪声信号。
8.根据权利要求1所述的方法，包括：
接收表示由设置在所述ANR设备中的第二传感器捕获的音频的第二输入信号；
处理所述第一放大输入信号或所述第二放大输入信号和所述第二输入信号以朝向所述ANR设备的用户的嘴部引导波束，从而生成主信号；
处理对应的放大输入信号和所述第二输入信号以朝向所述ANR设备的所述用户的所述嘴部引导零点，从而生成参考信号；以及
使用所述参考信号作为噪声参考来处理所述主信号，以生成用于所述ANR设备的所述输出信号。
9.根据权利要求8所述的方法，其中使用以下各项中的一项来对所述波束或零点进行引导：近场波束形成技术或延迟相加波束形成技术。
10.一种自动降噪ANR设备，所述ANR设备包括：
一个或多个传感器，所述一个或多个传感器用于捕获音频；
至少一个放大器，所述至少一个放大器放大表示由所述一个或多个传感器捕获的所述音频的输入信号；
控制器，所述控制器包括一个或多个处理设备，其中所述控制器被配置为：
确定所述ANR设备在第一操作模式下操作，
响应于确定所述ANR设备在所述第一操作模式下操作，将第一增益施加到所述输入信号以生成第一放大输入信号，
确定所述ANR设备在不同于所述第一操作模式的第二操作模式下操作，
响应于确定所述ANR设备在所述第二操作模式下操作，将第二增益施加到所述输入信号以生成第二放大输入信号，其中所述第二增益与所述第一增益不同，以及
处理所述第一放大输入信号或所述第二放大输入信号以生成输出信号；和
声换能器，所述声换能器用于基于所述输出信号生成音频输出。
11.根据权利要求10所述的系统，其中所述ANR设备的所述第一操作模式包括语音通信模式。
12.根据权利要求10所述的系统，其中所述ANR设备的所述第二操作模式包括降噪模式。
13.根据权利要求10所述的系统，其中所述传感器包括所述ANR设备的麦克风。
14.根据权利要求10所述的系统，其中所述输出信号包括用于所述声换能器的驱动信号。
15.根据权利要求14所述的系统，其中所述控制器包括至少一个补偿器，所述至少一个补偿器处理所述第一放大输入信号或所述第二放大输入信号以生成用于所述声换能器的所述驱动信号，所述驱动信号包括抗噪声信号。
16.根据权利要求10所述的系统，其中所述控制器被配置为：
接收表示由设置在所述ANR设备中的第二传感器捕获的音频的第二输入信号；
将所述第一放大输入信号或所述第二放大输入信号和所述第二输入信号组合以产生组合输入信号；以及
使用至少一个补偿器处理所述组合输入信号以生成用于所述ANR设备的所述输出信号，所述输出信号包括抗噪声信号。
17.根据权利要求10所述的系统，其中所述控制器被配置为：
接收表示由设置在所述ANR设备中的第二传感器捕获的音频的第二输入信号；
处理所述第一放大输入信号或所述第二放大输入信号和所述第二输入信号以朝向所述ANR设备的用户的嘴部引导波束，从而生成主信号；
处理对应的放大输入信号和所述第二输入信号以朝向所述ANR设备的所述用户的所述嘴部引导零点，从而生成参考信号；以及
使用所述参考信号作为噪声参考来处理所述主信号，以生成用于所述ANR设备的所述输出信号。
18.根据权利要求17所述的系统，其中使用以下各项中的一项来对所述波束或零点进行引导：近场波束形成技术或延迟相加波束形成技术。
19.一种或多种非暂态机器可读存储设备，所述一种或多种非暂态机器可读存储设备存储机器可读指令，所述机器可读指令使一个或多个处理设备执行操作，所述操作包括：
接收表示由设置在主动降噪ANR设备中的传感器捕获的音频的输入信号；
确定所述ANR设备在第一操作模式下操作；
响应于确定所述ANR设备在所述第一操作模式下操作，将第一增益施加到所述输入信号以生成第一放大输入信号；
确定所述ANR设备在不同于所述第一操作模式的第二操作模式下操作；
响应于确定所述ANR设备在所述第二操作模式下操作，将第二增益施加到所述输入信号以生成第二放大输入信号，其中所述第二增益与所述第一增益不同；
处理所述第一放大输入信号或所述第二放大输入信号以生成输出信号；以及
使声换能器基于所述输出信号生成音频输出。
20.根据权利要求19所述的一个或多个非暂态机器可读存储设备，其中所述ANR设备的所述第一操作模式包括语音通信模式，并且其中所述ANR设备的所述第二操作模式包括降噪模式。
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