CN116266892A - 用于抑制风噪声的系统、方法及听力设备 - Google Patents

Abstract

公开了一种用于抑制风噪声的系统、方法及听力设备。该系统包括第一和第二初级麦克风，其被配置成生成分别指示第一和第二初级音频信号的第一和第二初级电信号。该系统进一步包括被配置成生成指示次级音频信号的第一次级电信号的次级检测器。该系统包括信号处理器，该信号处理器包括被配置成基于第一初级电信号和第二初级电信号确定风强度的风强度模块、被配置成基于风强度确定噪声估计的风噪声模块，以及降噪模块，被配置成基于确定的噪声估计处理第一次级电信号以生成经噪声抑制。

Description

用于抑制风噪声的系统、方法及听力设备

技术领域

本公开涉及一种用于抑制风噪声的系统和方法。

背景技术

在各种环境中的通信应用，例如户外、汽车中通经常面临麦克风信号中不需要的风噪声分量的问题。诸如言语信号之类的感兴趣的信号可以会因风噪声而衰退，这又导致低质量的通信。在某些实现中，风噪声可以使远端接收者无法识别感兴趣的信号。

接收输入信号的输入麦克风反映瞬时风噪声水平。然而，即使有了这些信息，也很难减少施加在输入麦克风上的风噪声。因此，使用具有更好的信号对风的比率的替代输入是有益的。但是，即使替代输入信号中的信噪比更好，替代信号仍然可以包括噪声，并且消除该噪声是有益的。很难计算替代输入上的瞬时(更快的变化)噪声估计，并且需要可以执行此类计算的系统。

在现有技术中已知各种噪声抑制系统。WO 2011140110 A1公开了减少风对电子系统负面影响的系统和方法，包括使用接收第一信号的第一检测器和接收第二信号的第二检测器。当第一信号对应于言语语音时，耦接到第一检测器的语音活动检测器(VAD)生成VAD信号。与第二检测器耦接的风检测器将在第二检测器接收到的信号相关联，并从关联中得出风的度量，该度量表征风噪声，是与第二检测器中的气流和气压中的至少一者相对应的声学干扰。风检测器根据风指标控制第二检测器的配置。风检测器使用风指标来动态控制第一信号的混合和第二信号，以生成输出信号以进行传输。

然而，现有技术系统仍有改进的空间，例如，关于优化功耗、信号处理或实现鲁棒性更高的系统。因此，需要改进的用于抑制风噪声的系统来克服现有技术的问题。

发明内容

本公开的目的是提供改进的音频系统，该系统克服或至少减轻现有技术的问题。

本公开的实施例的另一目的是提供用于抑制声音信号中来自气压和/或气流的不良声学干扰的系统。

本公开的实施例的另一目的是提供用于抑制风噪声的系统，该系统提供了改进的音频信号。

本公开的实施例的进一步目的是提供用于风抑制的系统，从而提供具有改进的言语识别和言语清晰度的音频信号。

本公开的实施例的进一步目的是提供了包括降低风对听力设备的负面影响的系统的听力设备。

本公开的实施例的又一目的是提供了头戴式耳麦，该头戴式耳麦包括一种用于在头戴式耳麦用于音频通信时减少风的负面影响的系统。

本公开的实施例的另一目的是提供简单的信号处理，因此提供低功耗的简单噪声抑制系统。

在第一方面，本公开公开了用于抑制风噪声的系统。该系统包括第一初级麦克风，该麦克风配置成生成第一初级电信号，指示了第一初级音频信号。该系统还包括第二初级麦克风，该麦克风配置成生成第二初级电信号，指示第二初级音频信号。该系统进一步包括次级检测器，该次级检测器被配置成生成指示次级音频信号的第一次级电信号。该系统进一步包括信号处理器，该信号处理器配置成接收第一初级电信号、第二初级电信号和次级检测器的第一次级电信号。信号处理器包括风强度模块、风噪声模块和降噪模块。风强度模块被配置为基于第一初级电信号和第二初级电信号确定风强度。风噪声模块被配置为基于风强度确定噪声估计。降噪模块被配置为基于确定的噪声估计处理第一次级电信号以生成经噪声抑制的次级信号。

这种抑制风噪声的方案可以应用于听力设备，如耳塞和助听器，从而提供了改进的输出信号。特别是，当使用听力设备与远端接收者通信时，系统可以提供改进的语音信号。

在目前的情况下，风噪声应被理解为系统环境中不必要的声学扰动。风噪声可以是由风和/或可以暴露于系统的任何气流引起的。空气流通常会打扰系统选择的感兴趣的信号，从而在通信设备中使用系统时系统的操作和通信清晰度。

该系统旨在对风噪声进行抑制。在当前情况下，抑制可以解释为从感兴趣的信号中取消和/或过滤不需要的信号。

该系统至少包括两个初级麦克风，用于生成指示初级音频信号的初级电信号。至少两个初级麦克风通常在空间上彼此移动到，从而暴露于略有不同的音频信号。

第一初级和第二初级音频信号可以表示可以源于系统的环境的任何声音。第一和第二初级音频信号可以是由初级麦克风附近的湍流引起的声音。第一和第二初级音频信号可以包括不必要的风噪声。第一初级音频信号可以与第二初级音频信号不同。差异可以是依据初级音频信号中包括的频率组件。换句话说，第一初级音频信号可以包括第二音频信号中不包括的频率。另外或可替代的，第一和第二初级音频信号之间的差异可以是在音频信号的幅度和/或功率方面。同样，第一初级音频信号中的某些频率组件可以比第二初级音频信号中的相同频率组件包含更多的功率。

麦克风将声音转换为电信号。第一和第二初级麦克风将其上接收的声音转换成第一和第二初级电信号。

第一和第二初级麦克风在结构上可以是相同的，即它们可以是相同类型的。但是，它们在系统中的位置可以不同，因此它们会暴露于不同的音频信号。

如果系统包括在听力设备中，则通常将第一和第二初级麦克风布置在听力设备的外侧，从而暴露于风噪声。第一和第二初级麦克风可以在空间上分离。在某些实现中，空间分离可以在10毫米至50毫米之间，如约16至17毫米。在一些实施例中，第一初级麦克风和第二初级麦克风分别配置成前部初级麦克风和后部初级麦克风，分别被配置成检测前音频信号和后音频信号，可暴露于听力设备。如果听力设备是耳塞，则可以将前麦克风安排在用户的脸部附近，而后部麦克风可以被布置为暴露在靠近用户背部的声音。

该系统可以包括三个或更多个初级麦克风，用于将接收到的初级音频信号关联。

次级检测器可以是与初级麦克风相同类型的又一麦克风。次级检测器可以是对人类言语特别敏感的检测器。次级检测器可以暴露于并配置成对感兴趣的声音特别敏感。因此，次级音频信号可以包括表示感兴趣声音的感兴趣信号。感兴趣的声音通常可以是来自说话的人的言语信号，如系统的用户，如靠近系统的人。感兴趣的声音的其他示例可以是音乐、来自媒体内容的音频，如视频、无线电等，其可以旨在由系统传输。系统可以直接为系统用户使用次级音频信号，并且/或系统可以使用次级音频信号将其传输到远端接收器。然而，次级音频信号也可以包括一些风噪声或其他噪声，如当听力设备用户敲击听力设备时，或跳跃、拍手时，或当门的砰声等时，这都会降低感兴趣的声音。因此，本公开的系统旨在抑制次级音频信号中的风噪声。次级音频信号可以表示来自环境的声音，如言语、音乐或系统用户所在的环境中的类似音频内容。或者，次级音频信号可以表示系统用户的言语。第一次级电信号指示次级音频信号，从而表示感兴趣的声音。该系统可以包括两个或多个次级检测器。

信号处理器可以直接与初级麦克风直接互连，以接收初级电信号，如第一初级电信号和第二初级电信号。信号处理器还可以与次级检测器有直接连接，用于从中接收第一次级电信号。另外，在到达信号处理器之前，来自初级麦克风和/或次级麦克风的信号可以会通过其他组件进行其他预处理。信号处理器可以被配置成通过抑制初级麦克风识别的风噪声来修改第一次级电信号。因此，信号处理器可以会从次级音频信号中包括的感兴趣声音中消除风噪声。

信号处理器中包括的风强度模块首先基于第一初级电信号和第二初级电信号确定风强度。风强度模块可以通过将初级电信号与初级电信号之间的差异进行比较，从而确定风强度。风强度模块可以比较初级麦克风生成的第一和第二初级电信号，或者可以比较在时间或频域中采样后的初级电信号。初级电信号可以用较低的采样速率进行采样，然后可以进行分区过滤。在本上下文中，风强度可以表示初级麦克风附近的风量度，即空气湍流。风强度可以表示从初级麦克风接收到的初级信号观察到的相对风速和/或风向。风强度可以是标量值。风强度可以是无单位标量。风强度可以表示由初级麦克风检测到的初级音频信号之间的差异。风强度可以表示初级音频信号之间的相关水平。相关性越高，风强度可能越低。由风强度模块确定的风强度可以会转化为其他值，如Beaufort量表。风强度模块可以会在时域接收初级电信号。由通常动态变化的初级声音生成的初级电信号可以导致风强度也会随时间动态变化。

风噪声模块可以从风强度模块接收风强度，以确定噪声估计。换句话说，风噪声模块将风强度转化为噪声估计，例如可以执行低频下初级麦克风输入的相关性的运行平均值。当初级信号高度相关时，噪声估计可以很低，并且当初级信号与不相关时，噪声估计可以很高。确定的噪声估计可以表示每频率的风噪声。确定的噪声估计可以表示风噪声功率谱，即噪声估计可以表示风噪声功率的频率分布。噪声估计可以理解为变化的增益，该增益将应用于第一次级电信号。噪声估计配置成抑制第一次级电信号上的风噪声。噪声估计可以是频率变化的增益。噪声估计可以是在第一次级电信号中抑制噪声的频率变化的增益。噪声估计可以是在第一次级电信号中风噪声抑制的频率变化的增益。

降噪模块可以会从次级检测器接收第一次级电信号。降噪模块还可以从风噪声模块中接收噪声估计，并在第一次级电信号处理时使用噪声估计。降噪模块对可以存在于第一次级信号中的风噪声进行抑制。降噪模块可以会生成第一次级电信号的频率分布，并使用噪声估计，从而生成经噪声抑制的次级信号。噪声估计可以应用于第一次级电信号，从而抑制第一次级电信号中可以存在的风噪声。换句话说，作为噪声估计的表示，变化的增益可以应用于次级信号。噪声抑制可以在频域中执行。经噪声抑制的次级信号是基于噪声估计与第一次级电信号之间的关系。降噪模块使用来自初级麦克风的信号来抑制次级信号中的风噪声。可以将降噪模块配置成处理第一次级电信号，以通过将噪声估计应用于第一次级电信号的频率变化来生成经噪声抑制的次级信号。可以将降噪模块配置成通过从第一次级电信号中具体地去除噪声或风噪声，例如通过将噪声估计作为频率变化增益应用到第一次级电信号，处理第一次级电信号以生成经噪声抑制的次级信号。

本公开的优点在于，通过测量对风噪声敏感的初级信号并通过确定风强度的估计，然后将其用于对次级信号执行风噪声抑制，可以获得如下信号：不受风噪声影响，从而减少风噪声对感兴趣信号的负面影响。随着风噪声不断变化，所确定的风强度以及由此的噪声估计可以会不断变化。通过确定风噪声的持续变化，可以实时减少风噪声的负面影响。

本公开的优点在于，基于其他麦克风输入信号之间的相关性，即来自初级麦克风的信号，可以在次级信号(例如语音信号)上执行噪声抑制。因此，初级麦克风可用作将正确的噪声抑制方案应用于通过次级检测器获得的次级信号的检测器。

本公开的进一步优点在于，可以基于至少两个初级麦克风之间的相关性来控制来自初级麦克风和/或次级检测器的不同信号的混合,以及其中至少两个初级麦克风之间的相关性进一步用于对次级输入信号进行噪声抑制。

在一些实施例中，信号处理器进一步包括混合模块，该模块配置成控制第一和/或第二初级音频信号的混合以及基于得出的风强度的噪声抑制的次级信号。混合模块可以被配置为基于得出的风强度控制第二次级信号与噪声抑制次级信号的混合。第二次级信号可以源于另一麦克风和/或检测器配置以拾取风噪声和感兴趣的声音。在混合模块上混合之前，可以预处理第二次级信号。混合模块可以包括用于生成混合信号的总和。混合信号可以是经噪声抑制的次级信号和初级信号的总和。混合信号可以是经噪声抑制的次级信号和第二次级信号的总和。混合模块可以根据得出的风强度动态控制经噪声抑制的次级信号在结果输出信号中的贡献，即，混合模块可以将得出的风强度应用于混合信号，从而随着风的动态和连续变化而动态和连续变化生成结果输出信号。通过提供混合模块，可以获得组合了经噪声抑制的次级信号和包括风噪声和感兴趣的声音二者的又一信号的结果信号。

在一些实施例中，该系统进一步包括下采样模块，该模块被配置成在向风强度模块发送第一和第二初级电信号之前对第一和第二初级电信号进行下采样。初级麦克风信号通常以较低的采样率重新采样，例如约250Hz。下采样可以在时域或频域中进行。低采样率应用于风，风主要地由低频含量组成，在20Hz至250Hz之间。在高度不相关的风信号上对其进行简化的处理是有利的。

在一些实施例中，将风强度模块配置成将第一和第二初级麦克风的第一和第二初级电信号与由此得出的风强度相关。第一和第二初级电信号的相关性可以理解为第一(或第二)信号与第二(或第一)信号的反函数版本之间的卷积。或者，可以使用其他方法来表达相关性，如Pearson的相关系数。最终的信号是风强度是两个输入信号的互相关。初级信号的相关性反映了两个信号的相似性。使用初级信号的相关性获得风强度是有利的，因为相关性是比较两个信号的简单方法。

在一些实施例中，风强模块被配置为基于第一初级电信号和第二初级电信号确定截止频率。截止频率可以根据风强度确定。截止频率可以理解为确定以风为主的区域的频率。截止频率可以理解为确定在感知上以风为主的区域的频率，并因此适用于通信目的。通常，风越大，截止频率越高。截止频率可以在20Hz至250Hz之间的值。截止频率可以是动态值，随着风的变化而变化。风强度模块可以将截止频率与确定的风强度一起发送给降噪模块，从而参与对第一次级电信号的风噪声抑制。在一些实施例中，截止频率可以被发送到风噪声模块并且可以与风强度一起用于确定风噪声估计。截止频率也可以发送到混合模块以控制信号的混合。通过从初级信号确定的截止频率，确定主要由风支配的区域，从而实现了更好的风噪声的抑制。

在一些实施例中，混合模块包括自适应滤波器，该自适应滤波器被配置成基于截止频率过滤第一和第二初级电信号以及经噪声抑制的次级信号。自适应滤波器的传输函数可以由截止频率控制。由于截止频率可以是动态值，因此混合模块可以动态调整滤波器的响应，以获得混合模块的所需信号混合。可以将自适应滤波器配置成过滤噪声抑制的次级信号和第三级信号。第三级信号可以是第一和第二初级电信号和第二次级电信号。自适应滤波器可以被配置成根据风强度过滤噪声抑制的次级信号和第三级信号。可替代地或附加地，自适应滤波器的传递函数可以由风强度控制。可以将噪声抑制的次级信号和第三级信号的低通输出混合并在混合模块中过滤。第三级信号的低通输出可以限定为仅在截止频率以下的低通滤波器过滤频率过滤的过滤的第三级信号。自适应滤波器可以将风强度确定的权重X施加到抑制次级(NSS)信号的噪声和第三级信号(TS)的噪声上，从而获得其低通输出：

低通输出＝NSS(f)*x+TS(f)*(1-x)，

其中0≤f≤截止频率。

自适应滤波器可以将风强度确定的权重X施加到抑制次级(NSS)信号的噪声和第三级信号(TS)的噪声上，从而获得其高通输出：

高通输出＝TS(f)，

其中截止频率≤f≤∞。

混合器模块的输出可以是高通输出和低通输出的总和。

在一些实施例中，混合模块包括频率混合器，该频率混合器基于风强度和/或基于第一和/或第二初级音频信号和经噪声抑制的次级信号的频率，混合第一和/或第二初级音频信号和经噪声抑制的次级信号。频率混合器对频率进行调整，以抑制风噪声的频率，从而提供了具有抑制风噪声的改进的结果信号。

在一些实施例中，次级检测器包括被配置成检测人类言语的语音拾取(VPU)传感器。VPU传感器可以是骨传导麦克风，振动传感器，加速度计，耳内麦克风或任何其他对用户语音特别敏感的传感器。通常，与初级麦克风相比，VPU传感器可以被配置成具有更好的信号噪声比(SNR)的语音信号，尤其是在较低的频率中，例如低于1kHz的频率。通过将VPU传感器作为系统的一部分，用于风抑制的系统可以提供具有改进的言语识别和言语清晰度的结果音频信号。

在一些实施例中，次级信号也可以是从机器学习算法获得的信号。基于风强度，机器学习算法可以会生成次级信号。当有很多风时，可以会特别使用这种输入。

在一些实施例中，次级检测器是骨传导传感器。当系统用于助听设备时，骨传导传感器通常放置在听力设备用户的耳道中，以检测用户说话时在使用者颅骨中产生的振动，或者，骨传导传感器放置在使用者的外耳中或周围，例如如在耳屏或外耳或类似处。骨传导传感器也可以受到风噪声的影响，即使将其放置在耳朵内。抑制风噪声的系统旨在抑制骨传导传感器信号中可以存在的任何风噪声。

在一些实施例中，降噪模块包括与次级检测器耦接的分析滤波器库。可以从实验室记录中获得分析滤波器库，然后可以创建查找表。基于风强度模块的输出，可以选择正确的滤波器。可替代地，风噪声模块可以确定滤波器库可以根据该库进行操作的函数。滤波器库可以包括将次级信号分隔为多个分量的带通滤波器阵列，每个分量都携带原始次级信号的单个频带。这些频带可以约为125Hz、250Hz、375Hz和1kHz。可替代地，降噪模块可以仅包括自适应滤波器，该滤波器可自适应控制次级检测器的信号过滤。

在一些实施例中，混合模块进一步被配置成生成语音信号，语音信号被配置成传输。语音信号主要来源于滤除风噪声的次级检测器。然后可以将语音信号发送到通信单元，以进一步处理和传输到另一系统，如远端收件人使用的智能手机。

在第二方面，公开的是抑制风噪声的方法。该方法包括由第一初级麦克风生成的第一初级电信号，该第一初级电信号指示第一初级音频信号。该方法还包括第二初级麦克风生成的第二初级电信号，该第二初级电信号指示第二初级音频信号。该方法还包括在次级检测器上生成的第一次级电信号，该第一次级电信号指示次级音频信号。然后，该方法包括在信号处理器上接收第一初级电信号、第二初级电信号和次级检测器的第一次级电信号。信号处理器包括在风强度模块处基于第一初级电信号和第二初级电信号确定风强度，在风噪声模块处确定基于风强度的噪声估计，以及在降噪模块处处理第一次级电信号，从而基于确定的噪声估计生成经噪声抑制的次级信号。应当理解的是，与第一方面相关的所有实施例，好处和优势在第二方面同样相关。

在优选实施例中，该方法可以包括检测初级麦克风处的初级声音，并同时检测次级检测器处的次级声音，该次级检测器包括被配置用于检测人类言语的语音拾取传感器。该方法进一步包括通过风强度模块将初级信号与风强度相关联，从而得出风强度，然后在风噪声模块处进一步接收风强度，并以噪声功率谱的形式得出噪声估计。然后在降噪模块上接收次级信号和噪声功率谱，该模块将噪声功率谱应用于次级信号，从而生成经噪声抑制的人类言语。最后，该方法包括基于得出的风强度在混合模块处对初级信号和经噪声抑制的人类言语进行受控混合。

在第三方面，公开是一种听力设备，该听力设备包括第一方面的抑制风噪声的系统。应当理解的是，与第一方面相关的所有实施例，好处和优势与第三方面同样相关。通过向听力噪声抑制系统提供听力设备，可以减少风对听力设备的负面影响。

听力设备可以被配置成用户佩戴。听力设备可以布置在用户的耳朵处、用户的耳朵上、用户的耳朵上方、用户的耳朵中、用户的耳道中、用户的耳朵后面和/或用户的耳屏中。

听力设备可以被配置成用户在每个耳朵上佩戴，例如，一对耳塞或带有两个耳塞的头戴式耳麦。在两个耳朵都要佩戴的听力设备的实施例中，可以连接到每个耳朵的组件，如无线连接和/或通过电线连接和/或通过排线连接。每个耳朵都要佩戴的组件意味着可以大致相同或彼此不同。

听力设备可以是可听的，如头戴式耳麦、听筒、耳机、耳塞、助听器、非处方(OTC)听力设备、听力保护设备、通用型听力设备、定制听力设备或其他头戴式听力设备。

听力设备可以体现在各种壳体风格或形式因素。其中一些形式因素是耳塞、听筒或耳挂式听筒。本领域技术人员知道各种听力设备以及将听力设备布置在听力设备佩戴者的耳朵中和/或耳朵处的不同选择。

听力设备可以包括一个或多个输入传感器。一个或多个输入传感器可以包括一个或多个麦克风。一个或多个输入传感器可以包括一个或多个用于检测骨振动的振动传感器。可以将一个或多个输入传感器配置为将声学信号转换为电气输入信号。电输入信号可以是模拟信号。电输入信号可以是数字信号。一个或多个输入换能器可以耦合到一个或多个模数转换器，该模数转换器被配置为将模拟输入信号转换成数字输入信号。

听力设备可以包括一个或多个用于无线通信的天线。一个或多个天线可以包括电天线。电天线配置为第一频率的无线通信。第一频率可以高于800MHz，优选是900MHz至6GHz之间的波长。第一频率可以是902Hz至928MHz。第一频率可以是2.4GHz至2.5GHz。第一频率可以是5.725GHz至5.875GHz。一个或多个天线可以包括磁性天线。磁性天线可以包括磁芯。磁性天线包括线圈。线圈可以围绕磁芯盘绕。将磁性天线配置为以第二频率的无线通信。第二频率可以低于100MHz。第二频率可以在9MHz和15MHz之间。

听力设备可以包括一个或多个无线通信单元。一个或多个无线通信单元可包括一个或多个无线接收器、一个或多个无线发射器、一个或多个发射器-接收器对和/或一个或多个收发器。一个或多个无线通信单元中的至少一个无线通信单元可以耦接到一个或多个天线。无线通信单元可以被配置用于将由一个或多个天线中的至少一个接收的无线信号转换成电输入信号。听力设备可以被配置用于有线/无线音频通信，例如，使用户能够收听诸如音乐或收音机之类的媒体，和/或使用户能够进行电话呼叫。

无线信号可以源自外部源，例如配偶麦克风设备、无线音频发射器、智能计算机和/或与无线发射器相关联的分布式麦克风阵列。

可以将听力设备配置为与一个或多个外部设备的无线通信，如一个或多个配件设备，如智能手机和/或智能手表。

听力设备包括信号处理器。信号处理器可以被配置用于处理一个或多个输入信号。处理过程可以包括补偿用户的听力损失，即，根据用户的频率依赖性听力障碍，将频率依赖性增益应用于输入信号。处理过程可以包括执行反馈消除、波束成形、耳鸣减少/屏蔽、降噪、噪声消除、言语识别、低音调整、高音调整、面部平衡和/或用户输入处理。信号处理器可以是处理器，集成电路，应用程序，功能模块等。信号处理器可以在信号处理芯片或印刷电路板(PCB)中实现。信号处理器被配置成基于一个或多个输入信号的处理提供电源信号。信号处理器可以配置成提供一个或多个电动输出信号。一个或多个电动输出信号可以基于一个或多个输入信号的处理。信号处理器可以包括接收器，发射器和/或用于接收和发射无线信号的收发器。信号处理器可以控制听力设备的一个或多个播放功能。

听力设备可以包括输出传感器。输出传感器可以耦接到信号处理器。输出传感器可以是扬声器，也可以是任何其他用于将电信号转换为声学信号的设备。可以将接收器配置为将电输出信号转换为声学输出信号。

可以将无线通信单元配置为将电源信号转换为无线输出信号。无线输出信号可以包括同步数据。无线通信单元可以被配置用于通过一个或多个天线中的至少一个或多个天线传输无线输出信号。

听力装置可以包括数模转换器，该数模转换器被配置成将电输出信号或无线输出信号转换成模拟信号。

听力设备可以包括电源。电源可以包括提供第一电压的电池。电池可以是可充电电池。电池可以是可更换的电池。电源可以包括电源管理单元。电源管理单元可以被配置成将第一电压转换为第二电压。电源可以包括充电线圈。充电线圈可以由磁性天线提供。

听力设备可以包括存储器，包括易失性和非易失性形式的存储器。

在一些实施例中，听力设备可以是头戴式耳麦或一个或多个耳塞，如包括耳罩，耳塞等的听力保护器。提供用于与风噪声抑制系统进行音频通信的头戴式耳麦或另一设备是有利的，从而当头戴式耳麦或另一音频设备用于与远端接收者进行音频通信时减少风的任何负面影响。

本公开涉及不同的方面，包括上述噪声抑制系统以及下文中的噪声抑制方法和听力设备，每个方面产生结合第一个提到的方面描述的一个或多个益处和优点，以及每个具有一个或多个实施例，对应于结合第一个提及的方面描述的和/或在所附权利要求中公开的实施例。

附图说明

通过参考附件的示例性实施例的以下详细描述，上述和其他功能和优势将很容易显而易见。

图1示意性地说明了根据本公开的用于抑制风噪声的系统的示例性实施例，

图2示意性地说明了根据本公开的用于抑制风噪声的系统的另一示例性实施例，

图3示意性地说明了根据本公开的用于抑制风噪声的系统的又一示例性实施例，

图4示意性地说明了根据本公开的用于抑制风噪声的系统的又一示例性实施例，

图5示意性地说明了根据本公开的用于抑制风噪声的系统的又一示例性实施例，以及

图6示意性地说明了听力设备的示例性实施例，该听力设备包括根据本公开的用于抑制风噪声的系统。

具体实施方式

在下文中参考附图描述了各种实施例。相同的附图标记始终指代相同的元件。因此，关于每幅图的描述，将不详细描述类似的元件。还应注意的是，这些数字仅旨在促进实施例的描述。它们不打算作为对所要求的公开的详尽描述，也不是限制声称公开的范围。此外，所示的实施例不必具有所示的所有方面或优点。与特定实施例结合描述的方面或优势不一定仅限于该实施例，即使没有这样说明，也可以在任何其他实施例中实践，或者没有明确描述。

在整个过程中，相同的参考数数用于相同或相应的零件。

图1示意性地示出了根据本公开的用于抑制风噪声的系统2的示例性实施例。用于抑制风噪声的系统2包括第一初级麦克风4，第一初级麦克风配置成生成第一初级电信号6，指示第一初级音频信号。该系统2包括第二初级麦克风8，第二初级麦克风配置成生成第二初级电信号10，指示第二初级音频信号。该系统2包括次级检测器12，次级检测器配置成生成第一次级电信号14，指示次级音频信号。该系统2进一步包括信号处理器16，信号处理器配置成接收第一初级电信号6、第二初级电信号10和次级检测器12中的第一次级电信号14。信号处理器16包括风强度模块18、风噪声模块20和降噪模块22。风强度模块18配置成基于第一初级电信号6和第二初级电信号10确定风强度24。风噪声模块20配置成基于风强度24确定噪声估计26。降噪模块22被配置成基于确定的噪声估计26处理第一次级电信号14，以生成经噪声抑制的次级信号28。

图2示意性地示出了根据本公开的用于抑制风噪声的系统200的另一示例性实施例。除了系统2的组件之外，系统200进一步包括下采样模块206和208，其被配置成对第一初级电信号6和第二初级电信号10进行下采样。

图3示意性地示出了根据本公开的用于抑制风噪声的系统300的又一示例性实施例。系统300除了系统200的组件外，进一步包括混合模块302，其被配置为基于得出的风强度24控制初级信号总和48(第一初级音频信号4和第二初级音频信号8的总和)与经噪声抑制的次级信号28的混合。混合模块302可以根据得出的风强度24动态控经制噪声抑制的次级信号28在结果输出信号304中的贡献，即，混合模块302可以将得出的风强度24应用于混合信号，从而生成结果输出信号304，结果输出信号304随着风的动态和连续变化而动态和连续变化。通过提供混合模块302，可以获得结合了经噪声抑制的次级信号28和又一信号48的结果信号304，结果信号304可以包括风噪声和感兴趣的声音两者。

图4示意性地示出了根据本公开的用于抑制风噪声的系统300的又一示例性实施例。与图3所示的系统相比，图4所示的系统300进一步可以包括生成第二次级信号306的组件。混合模块302可以配置成基于得出的风强度24控制第二次级信号306与经噪声抑制的次级信号28的混合，而不是图3中所示的将初级信号总和48和经噪声抑制的次级信号28的混合。第二次级信号306可以源于又一麦克风和/或检测器配置，以拾取风噪声和感兴趣的声音。第二次级信号306可以在混合模块302混合之前进行预处理。混合模块302可以根据得出的风强度24动态控经制噪声抑制的次级信号28在结果输出信号304中的贡献，即，混合模块302可以将得出的风强度24应用于混合信号，从而生成结果输出信号304，结果输出信号304随着风的动态和连续变化而动态和连续变化。通过提供混合模块302，可以获得组合了经噪声抑制的次级信号28和第二次级信号306的结果信号304，结果信号304可能包括风噪声和感兴趣的声音。

图5示意性地示出了根据本公开的用于抑制风噪声的系统300的又一示例性实施例。图5所示的系统300基于得出的风强度24在混合模块302中组合第二次级信号306、初级信号总和48和经噪声抑制的次级信号28的混合。

图6示意性地示出了听力设备600的示例性实施例，该听力设备600包括根据本公开的用于抑制风噪声的系统，并且其可以根据图1至图5中所示的任何系统。

尽管已经显示和描述了特定特征，但应理解它们并非旨在限制要求保护的公开，并且对于本领域技术人员显而易见的是，在不脱离所要求的公开范围的情况下可以进行各种改变和修改。因此，说明书和附图被视为说明性的而不是限制性的。要求保护的公开旨在涵盖所有替代、修改和等效物。

附图标记列表

2抑制风噪声的系统

4第一初级麦克风

6第一初级电信号

8第二初级麦克风

10第二初级电信号

12次级检测器

14第一次级电信号

16信号处理器

18风强度模块

20风噪声模块

22降噪模块

24风强度

26噪声估计

28经噪声抑制的次级信号

48初级信号总和

200用于抑制风噪声的系统

206下采样模块

208下采样模块

300用于抑制风噪声的系统

302混合模块

304结果输出信号

306第二次级信号

600听力设备。

Claims (14)

1.一种用于抑制风噪声的系统，包括：

第一初级麦克风(4)被配置成生成第一初级电信号，所述第一初级电信号指示第一初级音频信号，

第二初级麦克风(8)被配置成生成第二初级电信号，所述第二初级电信号指示第二初级音频信号，

次级检测器(12)被配置成生成第一次级电信号，所述第一次级电信号指示次级音频信号；

所述系统进一步包括信号处理器，所述信号处理器被配置成接收所述第一初级电信号、所述第二初级电信号和来自所述次级检测器的所述第一次级电信号，其中，所述信号处理器包括：

风强度模块(18)，所述风强度模块基于所述第一初级电信号和所述第二初级电信号确定风强度(24)；

风噪声模块(20)，所述风噪声模块基于所述风强度确定噪声估计(26)；以及

降噪模块(22)，所述降噪模块被配置成基于确定的噪声估计处理所述第一次级电信号(14)以生成经噪声抑制的次级信号(28)。

2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述信号处理器进一步包括混合模块(302)，所述混合模块被配置成基于得出的风强度(24)控制所述第一初级电信号和/或所述第二初级电信号和所述经噪声抑制的次级信号(28)的混合。

3.根据权利要求1或2所述的系统，其中，所述系统进一步包括下采样模块(206，208)，所述下采样模块被配置成在将所述第一初级电信号(6)和所述第二初级电信号(10)发送给所述风强度模块(18)之前对所述第一初级电信号和所述第二初级电信号进行下采样。

4.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，所述风强度模块(18)被配置成使在所述第一初级麦克风和所述第二初级麦克风处接收的所述第一初级电信号和所述第二初级电信号相关，从而得出所述风强度(24)。

5.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，所述风强度模块(18)被配置为基于所述第一初级电信号和所述第二初级电信号确定截止频率。

6.根据权利要求5所述的系统，其中，混合模块包括自适应滤波器，所述自适应滤波器被配置成基于所述截止频率过滤所述第一初级电信号和所述第二初级电信号以及所述经噪声抑制的次级信号(28)。

7.根据权利要求2至6中任一项所述的系统，其中，混合模块包括频率混合器，基于所述风强度(24)和/或基于所述第一初级电信号和/或所述第二初级电信号和所述经噪声抑制的次级信号(28)的频率，混合所述第一初级电信号和/或所述第二初级电信号和所述经噪声抑制的次级信号(28)。

8.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，所述次级检测器(12)包括被配置成检测人类言语的语音拾取传感器。

9.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，所述次级检测器是骨传导传感器。

10.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，所述降噪模块包括耦接到所述次级检测器的分析滤波器组。

11.根据权利要求2至10中任一项所述的系统，其中，混合模块进一步被配置成生成语音信号，所述语音信号被配置成将被传输。

12.一种用于抑制风噪声的方法：

-通过第一初级麦克风生成第一初级电信号，所述第一初级电信号指示第一初级音频信号，

-通过第二初级麦克风生成第二初级电信号，所述第二初级电信号指示第二初级音频信号，

-在次级检测器上生成第一次级电信号，所述第一次级电信号指示次级音频信号；

-在信号处理器处接收所述第一初级电信号、所述第二初级电信号和来自所述次级检测器的所述第一次级电信号，其中，所述信号处理器包括：

-在风强度模块处，基于所述第一初级电信号和所述第二初级电信号确定风强度；

-在风噪声模块处，基于所述风噪强度确定噪声估计；以及

-在降噪模块处，基于确定的噪声估计处理所述第一次级电信号，从而生成经噪声抑制的次级信号。

13.一种包括根据权利要求1至11中任一项所述的系统的听力设备。

14.根据权利要求13所述的听力设备，其中，所述听力设备是头戴式耳麦或一个或多个耳塞。

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