ES2663650A1 - METHOD AND SYSTEM FOR MASKING AND SELECTIVE NOISE CANCELLATION (Machine-translation by Google Translate, not legally binding) - Google Patents
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Abstract
Description
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MÉTODO Y SISTEMA PARA ENMASCARAMIENTO Y CANCELACIÓN SELECTIVA DEMETHOD AND SYSTEM FOR SELECTIVE MASKING AND CANCELLATION OF
RUIDONOISE
DESCRIPCIÓNDESCRIPTION
OBJETO DE LA INVENCIÓNOBJECT OF THE INVENTION
La presente invención se refiere al campo técnico del procesamiento de audio y más concretamente a los métodos y sistemas para la cancelación selectiva de ruido en ambientes acústicamente degradados a propósito.The present invention relates to the technical field of audio processing and more specifically to the methods and systems for the selective cancellation of noise in acoustically degraded environments on purpose.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓNBACKGROUND OF THE INVENTION
El ruido, dependiendo de su intensidad, es un factor determinante para la consciencia situacional de las personas. La sensación auditiva en entornos acústicamente degradados por ciertos ruidos llega a comprometer la sensorización de un entorno hasta el punto que puede reducir la eficiencia en el desempeño de actividades. Uno de los motivos por los que la sensorización queda comprometida es por el efecto enmascarador que conlleva un ruido de intensidad alta, ya que impide a un ser humano percibir otras señales acústicas, que al ser enmascaradas, le resultan inaudibles en la práctica.Noise, depending on its intensity, is a determining factor for people's situational awareness. The auditory sensation in acoustically degraded environments by certain noises compromises the sensing of an environment to the point that it can reduce the efficiency in the performance of activities. One of the reasons why the sensorization is compromised is due to the masking effect that a high intensity noise entails, since it prevents a human being from perceiving other acoustic signals, which, when masked, are inaudible in practice.
Por ejemplo, un piloto utiliza auriculares en la cabina de un avión para poder mejorar, por un lado, la escucha de las comunicaciones aislando su oído del ruido que se produce en la propia cabina, y por otro lado, protegiendo su oído frente a lesiones auditivas. Sin embargo, la utilización de protectores auditivos en entornos muy ruidosos, puede provocar la no escucha de sonidos de alerta, o de situaciones de peligro en las que la pérdida de consciencia situacional que implica puede ser crítica, por ejemplo en escenarios como intervenciones militares o policiales, donde la pérdida de capacidad acústica puede provocar una demora en la detección de riesgos y capacidad de reacción.For example, a pilot uses headphones in the cabin of an airplane to be able to improve, on the one hand, the listening of communications by isolating his ear from the noise that occurs in the cabin itself, and on the other hand, protecting his ear from injury. auditory However, the use of hearing protectors in very noisy environments can cause non-listening of alert sounds, or of dangerous situations in which the loss of situational awareness that implies may be critical, for example in scenarios such as military interventions or police, where the loss of acoustic capacity can cause a delay in the detection of risks and reaction capacity.
Los ruidos de alta intensidad también se utilizan en dispositivos de alarma en viviendas con la finalidad de solicitar ayuda en el mayor radio posible, pero también para aturdir al intruso de la vivienda con un ruido de alta intensidad. Por el contrario, el mismoHigh intensity noises are also used in alarm devices in homes in order to request help in the largest possible radius, but also to stun the intruder of the home with a high intensity noise. On the contrary, the same
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ruido también afecta al propietario de la vivienda, de manera que el efecto enmascarador del ruido de alarma sobre los demás ruidos pueden comprometer su seguridad y llevarle incluso a la confrontación involuntaria con el intruso, ya que les será imposible a ambos detectar ruidos como pisadas, puertas o voces mientras el ruido de alta intensidad esté presente.noise also affects the homeowner, so that the masking effect of alarm noise on other noises can compromise their safety and even lead to involuntary confrontation with the intruder, since it will be impossible for both of them to detect noises as footsteps, doors or voices while high intensity noise is present.
En el estado del arte se encuentran auriculares con control activo de ruido, lo que permite mejorar el grado de aislamiento frente al ruido exterior del auricular, favoreciendo la escucha de los sonidos (comunicaciones) producidos en el interior de este. Este tipo de auriculares están destinados a reducir el ruido de fondo, mejorando la calidad de la escucha de las emisiones del propio auricular. Este es el caso de los auriculares de cancelación de ruido divulgados en el documento US 5182774 A, los auriculares con reducción activa de ruido de la patente estadounidense US 9445184 B2 o el método y sistema de cancelación activa de ruido aplicado a auriculares propuesto en el documento EP 3107312 A1. Los problemas con este tipo de soluciones surgen al utilizar los auriculares en zonas o situaciones en los que sería deseable percibir otros sonidos de ambiente, como por ejemplo en una zona de combate, donde conservar o incluso aumentar la consciencia situacional es fundamental.In the state of the art there are headphones with active noise control, which allows to improve the degree of isolation against the external noise of the headset, favoring the listening of the sounds (communications) produced inside it. These types of headphones are intended to reduce background noise, improving the quality of listening to the earpiece's own emissions. This is the case of the noise canceling headphones disclosed in US 5182774 A, the active noise reduction headphones of US 9445184 B2 or the method and active noise cancellation system applied to headphones proposed in the document EP 3107312 A1. Problems with these types of solutions arise when using the headphones in areas or situations where it would be desirable to perceive other ambient sounds, such as in a combat zone, where preserving or even increasing situational awareness is essential.
Algunas otras soluciones, proponen un filtrado selectivo de ciertos ruidos basados en un conocimiento previo de qué sonido no se desea eliminar. Este tipo de soluciones se basan generalmente en el reconocimiento de voz, como por ejemplo en la US2016063997 A1, para ofrecer un discurso limpio eliminando el ruido de ambiente o para permitir la escucha de ciertos sonidos concretos y previamente identificados, como puede ser un nombre o una sirena de policía. Sin embargo, estas soluciones únicamente dejan pasar un tipo de sonidos muy concretos que han tenido que ser totalmente caracterizados previamente, pero en situaciones de alta contaminación acústica serán incapaces de discriminar entre un ruido enmascarador y un ruido de ambiente cualquiera que no ha sido caracterizado.Some other solutions propose a selective filtering of certain noises based on a previous knowledge of what sound you don't want to eliminate. These types of solutions are generally based on voice recognition, such as in US2016063997 A1, to offer a clean speech eliminating ambient noise or to allow listening to certain specific and previously identified sounds, such as a name or A police siren. However, these solutions only allow a very specific type of sounds to pass through that have had to be fully characterized previously, but in situations of high noise pollution they will be unable to discriminate between a masking noise and any ambient noise that has not been characterized.
Por tanto, se echa en falta en el estado del arte una solución que realice un control activo de ruido exclusivamente para un tipo de sonido enmascarador controlado de altaTherefore, a solution that performs active noise control exclusively for a type of controlled high masking sound is lacking in the state of the art
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intensidad que degrada acústicamente y a propósito un ambiente en el que eventualmente se producen sonidos que sí se desean percibir.intensity that acoustically degrades and on purpose an environment in which eventually sounds are produced that are desired to be perceived.
DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓNDESCRIPTION OF THE INVENTION
Con el fin de alcanzar los objetivos y evitar los inconvenientes mencionados anteriormente, la presente invención describe, en un primer aspecto un método para la cancelación selectiva de ruido que comprende los siguientes pasos:In order to achieve the objectives and avoid the aforementioned drawbacks, the present invention describes, in a first aspect, a method for selective noise cancellation comprising the following steps:
a) emitir, por un emisor acústico, una señal de ruido conocida previamente;a) emit, by an acoustic emitter, a previously known noise signal;
b) recibir, en un dispositivo receptor, una señal de ruido ambiente, donde la señal de ruido ambiente comprende la señal de ruido emitida por el emisor acústico (donde la señal de ruido emitida por el emisor acústico enmascara cualquier otro ruido ambiente);b) receive, in a receiving device, an ambient noise signal, where the ambient noise signal comprises the noise signal emitted by the acoustic emitter (where the noise signal emitted by the acoustic emitter masks any other ambient noise);
c) extraer, en el dispositivo receptor, al menos una primera característica identificativa de la señal de ruido emitida por el emisor acústico;c) extracting, at the receiving device, at least a first identifying characteristic of the noise signal emitted by the acoustic emitter;
d) en respuesta a la primera característica identificativa, seleccionar una primera señal de cancelación de ruido que se corresponde con la señal de ruido enmascarante emitida en contrafase;d) in response to the first identifying characteristic, select a first noise cancellation signal that corresponds to the masking noise signal emitted in counter phase;
e) proporcionar en una salida del dispositivo receptor, la primera señal de cancelación de ruido seleccionada, que cancela, al menos en parte, la señal de ruido emitida por el emisor acústico, en la señal de ruido ambiente.e) provide, at an output of the receiving device, the first noise cancellation signal selected, which cancels, at least in part, the noise signal emitted by the acoustic emitter, in the ambient noise signal.
En una de las realizaciones de la invención, emitir la señal de ruido comprende los pasos previos de: proporcionar a una primera base de datos un catálogo de señales de ruido asociadas a diferentes características; seleccionar una señal de ruido de las proporcionadas a la primera base de datos; generar la señal de ruido seleccionada de acuerdo a sus características asociadas; y amplificar la señal generada.In one of the embodiments of the invention, emitting the noise signal comprises the previous steps of: providing a first database with a catalog of noise signals associated with different characteristics; select a noise signal from those provided to the first database; generate the selected noise signal according to its associated characteristics; and amplify the generated signal.
Adicionalmente, en una de las realizaciones de la invención se contempla adaptar la señal de cancelación de ruido seleccionada mediante un controlador adaptativoAdditionally, in one of the embodiments of the invention it is contemplated to adapt the selected noise cancellation signal by means of an adaptive controller
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realimentado desde un micrófono de error dispuesto en el dispositivo receptor. Así, ventajosamente puede ajustarse la señal de cancelación emitida al contexto real del usuario y minimizar el posible error.feedback from an error microphone arranged in the receiving device. Thus, the cancellation signal emitted can be advantageously adjusted to the real context of the user and minimize the possible error.
El controlador adaptativo, de acuerdo a una de las realizaciones particulares de la invención comprende: recibir, por el micrófono de error, una señal de ruido que comprende la señal de ruido ambiente y la primera señal de cancelación de ruido generada, donde al menos una parte de la señal emitida por el emisor acústico no ha sido cancelada totalmente por dicha primera señal de cancelación; extraer al menos una segunda característica identificativa de la señal de ruido emitida por el emisor acústico; en respuesta a la segunda característica identificativa, seleccionar una segunda señal de cancelación de ruido; y proporcionar al controlador adaptativo, la segunda señal de cancelación de ruido seleccionada, para cancelar en la señal de ruido recibida por el micrófono de error la parte de la señal emitida por el emisor acústico no cancelada por la primera señal de cancelación.The adaptive controller, according to one of the particular embodiments of the invention comprises: receiving, by the error microphone, a noise signal comprising the ambient noise signal and the first noise cancellation signal generated, where at least one part of the signal emitted by the acoustic emitter has not been totally canceled by said first cancellation signal; extract at least a second identifying characteristic of the noise signal emitted by the acoustic emitter; in response to the second identifying characteristic, select a second noise cancellation signal; and provide to the adaptive controller, the second noise cancellation signal selected, to cancel in the noise signal received by the error microphone the part of the signal emitted by the acoustic emitter not canceled by the first cancellation signal.
La interacción de los módulos puede retroalimentar los auriculares de la invención y, de acuerdo a diferentes realizaciones de la invención, adaptar simplemente la primera señal de cancelación de ruido seleccionada en función de la señal de ruido enmascaradora recibida o, según una configuración más precisa, adaptar la primera señal de cancelación de ruido en función de la señal que capta el micrófono de error, la cual contribuye a la mejora del proceso efectuando un control adaptativo que minimiza la señal de error.The interaction of the modules can feed back the headphones of the invention and, according to different embodiments of the invention, simply adapt the first noise cancellation signal selected according to the masking noise signal received or, according to a more precise configuration, adapt the first noise cancellation signal based on the signal that the error microphone picks up, which contributes to the improvement of the process by performing an adaptive control that minimizes the error signal.
Opcionalmente, en una realización de la invención donde la primera señal de cancelación proporcionada a la salida del dispositivo receptor interfiere con la señal de ruido ambiente, se contempla además: recibir en el dispositivo receptor una señal de ruido generada como resultado de la interferencia de la señal de ruido ambiente y la primera señal de cancelación; y amplificar en el dispositivo receptor la señal de ruido recibida en el paso anterior. Ventajosamente se consigue así mejorar la consciencia situacional del usuario y proporcionarle al usuario de los auriculares de la presente invención, no sólo el enmascaramiento de los ruidos que pueda producir con sus movimientos o su voz, sino queOptionally, in an embodiment of the invention where the first cancellation signal provided at the output of the receiving device interferes with the ambient noise signal, it is further contemplated: to receive in the receiving device a noise signal generated as a result of interference from the ambient noise signal and the first cancellation signal; and amplify in the receiving device the noise signal received in the previous step. Advantageously, it is thus possible to improve the situational awareness of the user and to provide the user with the headphones of the present invention, not only the masking of the noises that may occur with their movements or their voice, but also
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también se le proporciona ventajosamente una capacidad de escucha del ambiente aumentada.an enhanced listening ability of the environment is also advantageously provided.
Otro aspecto de la invención se refiere a un sistema para la cancelación selectiva de ruido que comprende:Another aspect of the invention relates to a system for selective noise cancellation comprising:
- un emisor acústico configurado para emitir una señal de ruido conocida previamente;- an acoustic emitter configured to emit a previously known noise signal;
- un dispositivo receptor, preferentemente unos auriculares, configurado para recibir una señal de ruido ambiente, donde la señal de ruido ambiente comprende la señal de ruido emitida por el emisor acústico (donde la señal de ruido emitida por el emisor acústico tiene unas características tales que enmascara cualquier otro sonido ambiente); extraer al menos una característica identificativa de la señal de ruido emitida por el emisor acústico; en respuesta a la característica identificativa, seleccionar una señal de cancelación de ruido que se corresponde con la señal de ruido emitida en contrafase; proporcionar en una salida la señal de cancelación de ruido seleccionada, para cancelar en la señal de ruido ambiente la señal de ruido emitida por el emisor acústico.- a receiving device, preferably headphones, configured to receive an ambient noise signal, where the ambient noise signal comprises the noise signal emitted by the acoustic emitter (where the noise signal emitted by the acoustic emitter has characteristics such that masks any other ambient sound); extract at least one identifying characteristic of the noise signal emitted by the acoustic emitter; in response to the identifying characteristic, select a noise cancellation signal that corresponds to the noise signal emitted in contraphase; provide the selected noise cancellation signal at one output, to cancel the noise signal emitted by the acoustic emitter in the ambient noise signal.
El emisor acústico, de acuerdo a una realización particular de la presente invención, comprende los siguientes elementos: una primera base de datos configurada para almacenar un catálogo de señales de ruido con diferentes características; un módulo generador de señales configurado para generar una señal de ruido basada en características seleccionadas de la primera base de datos; un módulo amplificador conectado al módulo generador de señales; y un altavoz conectado al módulo amplificador y configurado para emitir la señal de ruido generada.The acoustic emitter, according to a particular embodiment of the present invention, comprises the following elements: a first database configured to store a catalog of noise signals with different characteristics; a signal generating module configured to generate a noise signal based on selected characteristics of the first database; an amplifier module connected to the signal generator module; and a loudspeaker connected to the amplifier module and configured to emit the generated noise signal.
El dispositivo receptor, de acuerdo a una realización particular de la presente invención, comprende: un micrófono detector configurado para recibir la señal de ruido ambiente; un módulo de procesado configurado para extraer la característica identificativa de la señal de ruido emitida por el emisor acústico; en respuesta a la característicaThe receiving device, according to a particular embodiment of the present invention, comprises: a detector microphone configured to receive the ambient noise signal; a processing module configured to extract the identifying characteristic of the noise signal emitted by the acoustic emitter; in response to the feature
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identificativa, seleccionar una señal de cancelación de ruido que se corresponde con la señal de ruido emitida en contrafase; y proporcionar la señal de cancelación de ruido seleccionada; y un altavoz configurado para emitir la señal de cancelación de ruido proporcionada por el módulo de procesado.identifying, select a noise cancellation signal that corresponds to the noise signal emitted in contraphase; and provide the selected noise cancellation signal; and a speaker configured to emit the noise cancellation signal provided by the processing module.
El módulo de procesado, según una realización particular de la invención, comprende: un módulo de extracción de características de la señal de ruido ambiente recibida por el micrófono detector; una segunda base de datos con información de las características de las señales de ruido del catálogo almacenado en la primera base de datos (donde la información de la segunda base de datos contiene la misma información que la primera base de datos o al menos parte de ella); y un módulo re-generador de señales configurado para generar una señal de cancelación de ruido a partir de la información de la segunda base de datos.The processing module, according to a particular embodiment of the invention, comprises: a module for extracting characteristics of the ambient noise signal received by the detector microphone; a second database with information on the characteristics of the catalog's noise signals stored in the first database (where the information in the second database contains the same information as the first database or at least part of it ); and a signal re-generator module configured to generate a noise cancellation signal from the information in the second database.
En una de las realizaciones de la invención se contempla disponer el micrófono detector en una cara exterior de la cazoleta del auricular y disponer el altavoz en una cara interior de la cazoleta del auricular.In one of the embodiments of the invention it is contemplated to arrange the detector microphone on an outer face of the earpiece bowl and arrange the loudspeaker on an inner face of the earpiece bowl.
Adicionalmente, la presente invención contempla en una de sus realizaciones un micrófono de error dispuesto en la cara interior del auricular, configurado para recibir una señal de ruido que comprende la señal de ruido ambiente y la señal de cancelación de ruido generada, y donde el módulo el módulo de procesado comprende además un lazo de realimentación configurado para alimentar un controlador adaptativo con la señal de ruido recibida por el micrófono de error, donde el controlador adaptativo también se alimenta desde el módulo re-generador de señales.Additionally, the present invention contemplates in one of its embodiments an error microphone disposed on the inner face of the headset, configured to receive a noise signal comprising the ambient noise signal and the generated noise cancellation signal, and where the module The processing module further comprises a feedback loop configured to power an adaptive controller with the noise signal received by the error microphone, where the adaptive controller is also fed from the signal re-generator module.
A diferencia de otras soluciones del estado del arte, donde habitualmente se pretende eliminar la totalidad del ruido exterior que penetra en el auricular, la presente invención pretende, de acuerdo a todo lo anterior, realizar un control activo de ruido exclusivamenteUnlike other solutions of the state of the art, where it is usually intended to eliminate all the external noise that penetrates the earpiece, the present invention intends, according to all the above, to carry out an active noise control exclusively
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para un tipo de sonido, generado expresa y artificialmente para interferir en la percepción del ambiente de cualquier otro usuario en la zona de cobertura.for a type of sound, generated expressly and artificially to interfere with the perception of the environment of any other user in the coverage area.
Las ventajas de la presente invención son múltiples y dependiendo del escenario de aplicación cobran más importancia unas u otras, pero en general pueden destacarse algunas como: la generación, por parte del emisor acústico, de un sonido intimidador y/o disuasorio que genere malestar y molestia en un intruso, así como que entorpece la ejecución de tareas y sus comunicaciones; el enmascaramiento de sonidos existentes en la zona de cobertura del emisor acústico; derivado de lo anterior, la reducción de la consciencia situacional en la zona de cobertura del emisor acústico; la mejora relativa de la consciencia situacional de los portadores de la invención frente a los que no la portan; la mejora de la privacidad acústica para los portadores de la invención frente a otros oyentes; y la integración con otros sistemas de comunicación.The advantages of the present invention are multiple and depending on the application scenario they become more or more important, but in general some can be highlighted such as: the generation, by the acoustic emitter, of an intimidating and / or dissuasive sound that generates discomfort and annoying an intruder, as well as hindering the execution of tasks and their communications; masking of existing sounds in the coverage area of the acoustic emitter; derived from the above, the reduction of situational awareness in the coverage area of the acoustic emitter; the relative improvement of the situational awareness of the carriers of the invention against those who do not carry it; the improvement of acoustic privacy for the bearers of the invention compared to other listeners; and integration with other communication systems.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURASBRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES
Para completar la descripción de la invención y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de sus características, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización de la misma, se acompaña un conjunto de dibujos en donde, con carácter ilustrativo y no limitativo, se han representado las siguientes figuras:To complete the description of the invention and in order to help a better understanding of its characteristics, in accordance with a preferred example of its realization, a set of drawings is attached where, for illustrative and non-limiting purposes, represented the following figures:
- La figura 1 muestra un diagrama general de bloques de una unidad acústica de la presente invención.- Figure 1 shows a general block diagram of an acoustic unit of the present invention.
- La figura 2 muestra un diagrama de bloques de una realización de una unidad acústica, con detalle de la unidad de control.- Figure 2 shows a block diagram of an embodiment of an acoustic unit, with detail of the control unit.
- La figura 3 muestra unos auriculares a modo de ejemplo de un dispositivo receptor de la presente invención.- Figure 3 shows exemplary headphones of a receiving device of the present invention.
- La figura 4 muestra un diagrama de bloques con detalle de los flujos de señal que interactúan con los auriculares y detalle de la unidad de procesado.- Figure 4 shows a block diagram with detail of the signal flows that interact with the headphones and detail of the processing unit.
- Las figuras 5A, 5B y 5C representan el efecto de cancelación de señales en contrafase.- Figures 5A, 5B and 5C represent the effect of canceling signals in counter phase.
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DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓNDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
La presente invención divulga un método y un sistema para la cancelación selectiva de ruido en un ambiente acústicamente degradado por un ruido de alta intensidad (generado por la propia invención) que enmascara, al menos en parte, el resto de sonidos de ambiente en la zona de cobertura.The present invention discloses a method and system for the selective cancellation of noise in an acoustically degraded environment by a high intensity noise (generated by the invention itself) that masks, at least in part, the rest of the ambient sounds in the area of coverage.
El sistema comprende un sistema de emisión sonora, que genera dicho ruido enmascarante y produce así un ambiente acústico opaco que oculta los sonidos de ambiente, y un dispositivo receptor, preferentemente unos auriculares, diseñado para eliminar el ruido enmascarante generado por el sistema de emisión sonora.The system comprises a sound emission system, which generates said masking noise and thus produces an opaque acoustic environment that conceals ambient sounds, and a receiving device, preferably headphones, designed to eliminate the masking noise generated by the sound emission system. .
El ruido enmascarante tiene una estructura que permite una detección sencilla por el dispositivo receptor de la invención. Así, las características de frecuencia y dinámica que se seleccionan para el catálogo corresponden a ruidos estacionarios, o a lo sumo con diversas fases estacionarias, con componentes frecuenciales discretas (señales tonales), en lugar ruidos con carácter aleatorio que resultan más complicados detectar y cancelar.The masking noise has a structure that allows simple detection by the receiving device of the invention. Thus, the frequency and dynamic characteristics that are selected for the catalog correspond to stationary noises, or at most with various stationary phases, with discrete frequency components (tonal signals), instead random noises that are more complicated to detect and cancel.
En una de las realizaciones de la invención, antes de seleccionar una señal de ruido de las disponibles en el catálogo de señales del sistema de emisión sonora, se captura previamente el sonido de ambiente y se analiza una o varias de sus características para, en función de ellas, seleccionar la señal de ruido más apropiada de las disponibles en el catálogo. Por ejemplo, la intensidad del ruido ambiente puede medirse con un sonómetro y, de acuerdo a la intensidad medida, determinar la intensidad del ruido enmascarador a emitir. Normalmente la intensidad del ruido enmascarador se establece en un valor igual o superior a la del sonido ambiente detectado, pero en algunas realizaciones la intensidad del ruido enmascarador se establece en un valor menor al de la intensidad detectada del sonido ambiente para que este ruido no resulte muy evidente. En cambio, aunque la intensidad del ruido enmascarador sea menor que la del sonido ambiente, el efecto enmascarador sigue produciéndose en parte, aunque obviamente en menor medida.In one of the embodiments of the invention, before selecting a noise signal from those available in the signal catalog of the sound emission system, the ambient sound is previously captured and one or more of its characteristics are analyzed for, depending on from them, select the most appropriate noise signal from those available in the catalog. For example, the intensity of the ambient noise can be measured with a sound level meter and, according to the measured intensity, determine the intensity of the masking noise to be emitted. Normally the intensity of the masking noise is set to a value equal to or greater than that of the detected ambient sound, but in some embodiments the intensity of the masking noise is set to a lower value than the detected intensity of the ambient sound so that this noise is not very clear. On the other hand, although the intensity of the masking noise is less than that of the ambient sound, the masking effect continues to occur in part, although obviously to a lesser extent.
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Alternativamente, en una realización particular de la invención, este ruido enmascarante se genera con una intensidad relativamente alta, lo que permite enmascarar la mayoría de los sonidos ambiente sin necesidad de analizarlos previamente. Preferentemente el nivel de presión sonora a 1 metro del emisor acústico se sitúa en un rango entre los 60 dB (por ejemplo, el nivel de una conversación normal) y los 100 dB (por ejemplo, situación de tráfico intenso o sirenas), franja de sonido con conocido efecto sobre el nivel de atención y concentración de las personas, aunque podría elevarse hasta los 120 dB en algunos casos. Dado que la percepción del sonido varía con la frecuencia, dependiendo de la frecuencia se hacen necesarios niveles de sonido diferentes para producir el mismo efecto en el oído humano.Alternatively, in a particular embodiment of the invention, this masking noise is generated with a relatively high intensity, which allows most of the ambient sounds to be masked without the need to analyze them in advance. Preferably, the sound pressure level at 1 meter from the acoustic emitter is in a range between 60 dB (for example, the level of a normal conversation) and 100 dB (for example, intense traffic situation or sirens), strip of sound with known effect on the level of attention and concentration of people, although it could rise to 120 dB in some cases. Since the perception of sound varies with frequency, depending on the frequency different levels of sound are necessary to produce the same effect in the human ear.
La combinación del sistema de emisión sonora con los auriculares provoca un escenario, en la zona de cobertura del ruido enmascarante, en el que la consciencia situacional de las personas sin auriculares se ve enormemente afectada, mientras que los usuarios de auriculares, de acuerdo a la presente invención, permanecen inmunes al ruido enmascarador. Es decir, los usuarios de los auriculares de la presente invención mantendrán su consciencia situacional auditiva, escuchando todos los sonidos existentes en la zona, salvo el que genera el ruido enmascarador, mientras que el resto de personas en la zona de cobertura únicamente escucharán el ruido enmascarador.The combination of the sound emission system with the headphones causes a scenario, in the area of coverage of the masking noise, in which the situational awareness of people without headphones is greatly affected, while the headphones users, according to the In the present invention, they remain immune to masking noise. That is, the users of the headphones of the present invention will maintain their situational auditory awareness, listening to all the sounds existing in the area, except for the one that generates the masking noise, while the rest of the people in the coverage area will only hear the noise masker
En un escenario con sonido ambiente de muy alta intensidad, el ruido enmascarador, puede no ocultar completamente dicho sonido ambiente, pero en los casos donde el propio sonido ambiente ya hace imposible cualquier comunicación, no tendría ningún efecto tratar de enmascarar el sonido ambiente a terceros. Es decir, la utilidad y los efectos ventajosos de la presente invención se limita a escenarios o a instantes en los que el ruido ambiente se mantiene dentro de ciertos límites de intensidad en relación al nivel sonoro emitido por el emisor acústico y la posición que este ocupa.In a scenario with very high intensity ambient sound, the masking noise may not completely hide said ambient sound, but in cases where the ambient sound itself makes any communication impossible, it would have no effect trying to mask the ambient sound from third parties. . That is, the utility and the advantageous effects of the present invention are limited to scenarios or moments in which the ambient noise is maintained within certain intensity limits in relation to the sound level emitted by the acoustic emitter and the position it occupies.
En la figura 1 se muestra un ejemplo de una unidad acústica de la presente invención, la cual comprende una unidad de control 2, un amplificador 3 y un altavoz 4. En una realización preferida de dicha unidad acústica, mostrada en la figura 2, la unidad de controlAn example of an acoustic unit of the present invention is shown in Figure 1, which comprises a control unit 2, an amplifier 3 and a speaker 4. In a preferred embodiment of said acoustic unit, shown in Figure 2, the control unit
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se compone de una base de datos 5, que almacena un catálogo de ruidos enmascaradores (o patrones de ruido) y sus características asociadas (como por ejemplo, tipo, frecuencia, componentes tonales, amplitud, fase...) y un módulo generador 6 del patrón enmascarador, que genera a partir de las características asociadas al ruido seleccionado de la base de datos la señal del patrón emnascarador correspondiente. Esta señal se entrega al amplificador 3 y finalmente el ruido enmascarador 7 es emitido desde el altavoz 4 a la intensidad deseada, provocando el enmascaramiento del ambiente sonoro en la zona de cobertura. Cada patrón emitirá una serie de frecuencias, con una relación de intensidades, y una evolución temporal.It consists of a database 5, which stores a catalog of masking noises (or noise patterns) and their associated characteristics (such as type, frequency, tonal components, amplitude, phase ...) and a generator module 6 of the masking pattern, which generates from the characteristics associated with the selected noise of the database the signal of the corresponding emnascarador pattern. This signal is delivered to the amplifier 3 and finally the masking noise 7 is emitted from the speaker 4 at the desired intensity, causing the sound environment to be masked in the coverage area. Each pattern will emit a series of frequencies, with a relation of intensities, and a temporal evolution.
La zona de cobertura queda definida por la distribución espacial de las unidades acústicas, las características del ruido enmascarador (como la intensidad, frecuencia, tipo.) y el tipo de fuente sonora utilizado, donde de acuerdo a diferentes realizaciones se contemplan por ejemplo fuentes sonoras omnidireccionales, que emiten sonido por igual en todas las direcciones del espacio, o fuentes sonoras directivas, que consiguen concentrar un máximo de potencia acústica en una dirección concreta.The coverage area is defined by the spatial distribution of the acoustic units, the characteristics of the masking noise (such as intensity, frequency, type.) And the type of sound source used, where according to different embodiments, for example sound sources are contemplated omnidirectional, which emit sound equally in all directions of space, or direct sound sources, which manage to concentrate a maximum of acoustic power in a specific direction.
El dispositivo receptor preferentemente consiste en un dispositivo de tipo auricular. Los auriculares, en combinación con la señal generada por las unidades acústicas descritas anteriormente, realizan un control activo del ruido. El objetivo es generar una señal “antiruido” en contrafase con el ruido enmascarador generado previamente y que, estando el usuario dentro de la zona de cobertura, se encontrará presente en la cazoleta de los auriculares.The receiving device preferably consists of an atrial type device. The headphones, in combination with the signal generated by the acoustic units described above, perform active noise control. The objective is to generate an “anti-noise” signal in contrast to the previously generated masking noise and that, being the user within the coverage area, will be present in the headphone bowl.
El sonido existente en la zona de cobertura de la invención se representa en la figura 5.A Dicho sonido existente está compuesto por el conjunto de sonidos pre-existentes en la zona (sonido de ambiente 40) más un sonido enmascarador 7 que añade la invención. El sonido enmascarador que genera la invención consiste en una señal acústica producida por la vibración del aire con unas determinadas características temporales. De forma sincronizada, los auriculares generan una señal acústica de cancelación selectiva del sonido enmascarador (antiruido 8) que, en el interior de los auriculares, se suma al sonido allíThe sound existing in the coverage area of the invention is represented in Figure 5.A Said existing sound is composed of the set of pre-existing sounds in the area (ambient sound 40) plus a masking sound 7 that adds the invention . The masking sound generated by the invention consists of an acoustic signal produced by the vibration of the air with certain temporal characteristics. In a synchronized way, the headphones generate an acoustic signal of selective cancellation of the masking sound (anti-noise 8) which, inside the headphones, adds to the sound there
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existente. Mientras que en unos auriculares con control activo de ruido convencionales, el anti-ruido debe ajustarse de tal manera que provoque un efecto opuesto (en contrafase) al ruido existente en los auriculares, para que las ondas en contrafase se anulen, en la presente invención, el anti-ruido únicamente anula la parte que se corresponde con el ruido enmascarador que la propia invención genera, de tal manera que un usuario en la zona de cobertura haciendo uso de los auriculares con la señal de cancelación selectiva del sonido enmascarador, tal y como se muestra en la figura 5.C, percibe únicamente el sonido ambiente 40 ya que el sonido enmascarador 7 es cancelado en el interior del auricular por dicha señal de cancelación selectiva del sonido enmascarador 8, dado que ambas señales son idénticas pero de signo contrario. Por el contrario, un usuario en la zona de cobertura que no hace uso de los auriculares de la presente invención, recibe, tal y cómo se muestra en la figura 5.B las señales correspondientes al sonido ambiente 40 más el ruido enmascarador 7, lo que significa que únicamente percibirá el sonido enmascarador, ya que éste oculta el sonido ambiente.existing. While in headphones with conventional active noise control, the anti-noise must be adjusted in such a way that it causes an opposite effect (in contraphase) to the noise existing in the headphones, so that the waves in contraphase are annulled, in the present invention , the anti-noise only cancels the part that corresponds to the masking noise that the invention itself generates, such that a user in the coverage area using the headphones with the selective cancellation signal of the masking sound, such and as shown in Figure 5.C, it only perceives the ambient sound 40 since the masking sound 7 is canceled inside the earpiece by said selective cancellation signal of the masking sound 8, since both signals are identical but of opposite sign . On the contrary, a user in the coverage area that does not use the headphones of the present invention, receives, as shown in Figure 5.B, the signals corresponding to ambient sound 40 plus masking noise 7, which means that you will only perceive the masking sound, since it hides the ambient sound.
La señal “anti-ruido”, que se genera en los auriculares de la presente invención, únicamente persigue cancelar el efecto del ruido enmascarador, permitiendo así ventajosamente la escucha por parte del usuario de los auriculares del resto de sonidos existentes en la zona de cobertura. Por esta razón, resulta fundamental disponer de una señal de referencia relacionada con el sonido enmascarador.The "anti-noise" signal, which is generated in the headphones of the present invention, only seeks to cancel the effect of the masking noise, thus advantageously allowing the user to listen to the headphones of the rest of the sounds existing in the coverage area. . For this reason, it is essential to have a reference signal related to the masking sound.
La figura 3 muestra unos auriculares 30 con una configuración de ejemplo, donde en una cara externa 31 de la cazoleta 32 se dispone un micrófono detector 33 del que obtener la señal de referencia buscada. El micrófono detector capta el ambiente sonoro existente en el exterior de dicha cazoleta, es decir, el ruido ambiente más el ruido enmascarador generado. En el interior de la cazoleta se dispone una unidad de procesado 34, la cual detecta la presencia del sonido enmascarador en la señal del ambiente sonoro y determina y regenera el patrón de emisión utilizado por los emisores acústicos. En una cara interna 35 de la cazoleta del auricular se dispone un micrófono de error 36 (del que se podría prescindir en ciertos escenarios estáticos o si es asumible una cancelación parcial), que determina el nivel de ruido enmascarador que se mantiene en el interior del auricular y, por tanto escucha el usuario en sus auriculares, a pesar de la señal de cancelación emitida desde un altavozFigure 3 shows headphones 30 with an example configuration, where on an external face 31 of the bowl 32 there is a detector microphone 33 from which to obtain the wanted reference signal. The detector microphone captures the sound environment existing outside said bowl, that is, the ambient noise plus the masking noise generated. Inside the bowl there is a processing unit 34, which detects the presence of the masking sound in the sound environment signal and determines and regenerates the emission pattern used by the acoustic emitters. An error microphone 36 (which could be dispensed with in certain static scenarios or if a partial cancellation is acceptable), which determines the level of masking noise that is maintained inside the interior of the headphone, is disposed on an inner face 35 of the earpiece bowl. headset and therefore listens to the user in their headphones, despite the cancellation signal emitted from a speaker
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37 dispuesto en la cara interna de la cazoleta del auricular. Adicionalmente, en una de las realizaciones, la unidad de proceso además amplifica el resto de sonidos del entorno.37 arranged on the inside of the earpiece bowl. Additionally, in one of the embodiments, the process unit also amplifies the rest of the surrounding sounds.
La figura 4 muestra un diagrama de bloques de los componentes del auricular, según una realización de la invención y los flujos de señales implicadas. Así, un ruido ambiente 40 y el ruido enmascarador 7 generado por uno o varios emisores acústicos se combinan de forma natural en la zona de cobertura y son captados por el micrófono detector 33 del auricular como un único ambiente sonoro. El micrófono detector capta este ambiente sonoro y entrega la señal a la unidad de procesado 34, concretamente a un módulo de extracción de características 41.Figure 4 shows a block diagram of the components of the handset, according to an embodiment of the invention and the signal flows involved. Thus, an ambient noise 40 and the masking noise 7 generated by one or more acoustic emitters are naturally combined in the coverage area and are picked up by the detector microphone 33 of the headset as a single sound environment. The detector microphone captures this sound environment and delivers the signal to the processing unit 34, specifically to a feature extraction module 41.
El módulo de extracción de características realiza un análisis temporal y frecuencial de la señal, para detectar en ella patrones que delaten la presencia del ruido enmascarador en la señal del ambiente sonoro. Para ello, se obtiene un vector de características que contiene los valores medidos de una serie de parámetros seleccionados, como por ejemplo tipo de ruido, componentes tonales o fase, a todas las posibles frecuencias para determinar la relación entre unas y otras, así como la estructura temporal. Del análisis de estas mediciones se determina el parecido entre el sonido que se está recibiendo y los sonidos disponibles en la base de datos 43. Si el parecido supera un umbral preestablecido, se considera detectado el ruido enmascarador y, en ese caso, a partir de las características extraídas, se determina el patrón de emisión utilizado por el emisor acústico, mediante un módulo re-generador 42 con acceso a la base de datos 43 en la que ha sido almacenado previamente un catálogo de ruidos enmascaradores y sus características asociadas (como por ejemplo, tipo, frecuencia, componentes tonales, amplitud, fase...).The feature extraction module performs a temporal and frequency analysis of the signal, to detect in it patterns that reveal the presence of masking noise in the sound environment signal. For this, a characteristic vector is obtained that contains the measured values of a series of selected parameters, such as type of noise, tonal components or phase, at all possible frequencies to determine the relationship between them, as well as the temporal structure From the analysis of these measurements, the resemblance between the sound being received and the sounds available in the database 43 is determined. If the resemblance exceeds a preset threshold, the masking noise is considered detected and, in that case, from the characteristics extracted, the emission pattern used by the acoustic emitter is determined, by means of a re-generator module 42 with access to the database 43 in which a catalog of masking noises and their associated characteristics have been previously stored (as per example, type, frequency, tonal components, amplitude, phase ...).
El módulo re-generador del patrón enmascarador entrega la señal de referencia a un controlador adaptativo 44. La señal de referencia se genera a partir de las características definidas en el catálogo de ruidos enmascaradores 43, y es ajustada en función de las características detectadas en el módulo de extracción de características 41. Dicha señal regenerada será el equivalente a la presencia del ruido enmascarador en el interior de los auriculares con la invención desactivada, pero en oposición de fase, para actuar como antiThe re-generator module of the masking pattern delivers the reference signal to an adaptive controller 44. The reference signal is generated from the characteristics defined in the masking noise catalog 43, and is adjusted according to the characteristics detected in the feature extraction module 41. Said regenerated signal will be equivalent to the presence of masking noise inside the headphones with the invention deactivated, but in phase opposition, to act as anti
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ruido. Este control activo de ruido se efectúa mediante un algoritmo adaptativo feedforward, con el objetivo de anular la influencia del ruido enmascarador en la cazoleta del auricular.noise. This active noise control is carried out by means of an adaptive feedforward algorithm, with the aim of nullifying the influence of masking noise in the earpiece bowl.
A la salida del controlador adaptativo se genera la señal anti-ruido o de cancelación de ruido, que es emitida por el altavoz 37 del auricular en contrafase con la señal de ruido enmascarador, de manera que la interferencia acústica 45 que se genera elimina la presencia del sonido enmascarador en el interior del auricular.At the output of the adaptive controller, the anti-noise or noise cancellation signal is generated, which is emitted by the loudspeaker 37 of the earpiece in contraphase with the masking noise signal, so that the acoustic interference that is generated eliminates the presence of the masking sound inside the headset.
El micrófono de error 36 permite un ajuste fino de la cancelación selectiva de ruido al establecer un lazo de realimentación 46 en la unidad de procesado que adapta el funcionamiento del controlador 44. A pesar de que la interferencia provocada por la señal de cancelación generada por el módulo re-generador 42 persigue la cancelación completa del ruido enmascarador, hay circunstancias que afectan al comportamiento, como por ejemplo los movimientos del usuario o su orientación, que pueden provocar cambios de amplitud y fase del sonido enmascarador percibido, con el resultado de que una parte del ruido enmascarador no se anule en interior del auricular y, por tanto, llegue a los oídos del usuario. La disposición del micrófono de error en la cara interior de la cazoleta del auricular permite así captar la señal de ruido presente en el interior del auricular y proporcionarla al lazo de realimentación 46, de manera que se minimice en el auricular la presencia de ruido enmascarador. El lazo de realimentación, que supone una segunda entrada para el controlador adaptativo, tiene un funcionamiento análogo al descrito anteriormente, es decir, un módulo de extracción de características 47 recibe la señal captada por el micrófono de error y detecta la presencia del ruido enmascarador, o al menos parte de él, en dicha señal. Extrae las principales características (tipo, componentes tonales, fase...) y, a partir de las características extraídas, determina el patrón de emisión utilizado por el emisor acústico, mediante un módulo re-generador 48 con acceso a una base de datos 49 en la que ha sido almacenado previamente un catálogo de ruidos enmascaradores y sus características asociadas (como por ejemplo, tipo, frecuencia, componentes tonales, amplitud, fase.). Así el sistema completo será inmune a las variaciones del patrón, amplitud y fase que se produce en los desplazamientos del usuario por la zona de cobertura.The error microphone 36 allows a fine adjustment of the selective noise cancellation by establishing a feedback loop 46 in the processing unit that adapts the operation of the controller 44. Although the interference caused by the cancellation signal generated by the re-generator module 42 pursues the complete cancellation of the masking noise, there are circumstances that affect the behavior, such as user movements or their orientation, which can cause changes in amplitude and phase of the perceived masking sound, with the result that a part of the masking noise is not annulled inside the headset and therefore reaches the user's ears. The arrangement of the error microphone on the inner face of the earpiece bowl thus allows to capture the noise signal present inside the earpiece and provide it to the feedback loop 46, so that the presence of masking noise is minimized in the earpiece. The feedback loop, which is a second input for the adaptive controller, has an operation similar to that described above, that is, a feature extraction module 47 receives the signal picked up by the error microphone and detects the presence of the masking noise, or at least part of it, in said signal. It extracts the main characteristics (type, tonal components, phase ...) and, from the extracted characteristics, determines the emission pattern used by the acoustic emitter, by means of a re-generator module 48 with access to a database 49 in which a catalog of masking noises and their associated characteristics have been previously stored (such as type, frequency, tonal components, amplitude, phase.). Thus the entire system will be immune to variations in the pattern, amplitude and phase that occurs in the user's movements through the coverage area.
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Como resultado de la configuración y funcionamiento anteriormente descrito, el ruido enmascarador generado se anula en el interior del auricular, y el usuario únicamente escuchará los sonidos propios del ambiente, mientras que el resto de personas en la zona de cobertura de los emisores de acústicos ven reducida su audición y consciencia situacional por el efecto del ruido enmascarador.As a result of the configuration and operation described above, the generated masking noise is canceled inside the headset, and the user will only hear the sounds of the environment, while the rest of the people in the coverage area of the acoustic emitters see reduced your hearing and situational awareness due to the effect of masking noise.
En una de las realizaciones de la invención, se incorpora una capa de comunicaciones a los auriculares, proporcionando una eventual señal de comunicación 50, originada por otro usuario y transmitida de forma inalámbrica, que se combina en la unidad de procesado con la señal de salida del controlador adaptativo antes de ser ambas entregadas al altavoz de salida del auricular para su emisión.In one of the embodiments of the invention, a communication layer is incorporated into the headphones, providing a possible communication signal 50, originated by another user and transmitted wirelessly, which is combined in the processing unit with the output signal. of the adaptive controller before being both delivered to the headphone output speaker for broadcast.
En una de las realizaciones de la invención, que mejora la percepción de los usuarios del sonido ambiente, la unidad de procesado amplifica la señal obtenida por el micrófono de error 36 en un amplificador 51. La señal de salida del amplificador 51 se entrega, por un lado, al controlador adaptativo 44 después de pasar por el lazo de realimentación 46 y, por otro lado, a la entrada del altavoz 37 directamente. De esta manera, el altavoz recibe en su entrada una señal que resulta de la suma de dos señales diferentes: la señal de cancelación generada por el módulo re-generador 48 y la señal obtenida por el micrófono de error amplificada (que contiene la señal de sonido ambiente y la parte del ruido enmascarador que no ha sido cancelada). Como resultado de esta suma de señales, la señal de cancelación que emite el altavoz, realmente contiene no sólo la señal en contrafase correspondiente a la parte del ruido enmascarador presente, sino que también contiene parte de la señal de sonido ambiente, en fase, para sumarse a la señal de sonido ambiente en el interior del auricular y proporcionar al usuario una señal de mayor intensidad.In one of the embodiments of the invention, which improves the perception of ambient sound users, the processing unit amplifies the signal obtained by the error microphone 36 in an amplifier 51. The output signal of the amplifier 51 is delivered, by on the one hand, to the adaptive controller 44 after passing through the feedback loop 46 and, on the other hand, to the input of the speaker 37 directly. In this way, the speaker receives at its input a signal that results from the sum of two different signals: the cancellation signal generated by the re-generator module 48 and the signal obtained by the amplified error microphone (which contains the signal of ambient sound and the part of the masking noise that has not been canceled). As a result of this sum of signals, the cancellation signal emitted by the loudspeaker actually contains not only the contraphase signal corresponding to the part of the masking noise present, but also contains part of the ambient sound signal, in phase, for join the ambient sound signal inside the headset and provide the user with a higher intensity signal.
El protocolo de utilización de la presente invención comprende: en primer lugar, la ubicación de la fuente sonora enmascaradora en la zona de cobertura que se quiere definir distribuyendo espacialmente por ella uno o varios emisores acústicos; la selección del patrón de ruido enmascarador, que puede ser voluntaria o puede realizarse de manera aleatoria; el accionamiento de la fuente sonora, para comenzar a emitir el ruidoThe use protocol of the present invention comprises: firstly, the location of the masking sound source in the coverage area that is to be defined by spatially distributing one or more acoustic emitters therethrough; the selection of the masking noise pattern, which can be voluntary or can be done randomly; the sound source drive, to start emitting noise
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enmascarador y generar una cierta contaminación acústica en la zona de cobertura; el accionamiento de los auriculares por parte del usuario; y el ajuste fino de los auriculares, para lograr la máxima eficacia en función del usuario y características concretas de la fijación de los mismos, donde el usuario puede realizar un ajuste manual (de poca escala) en la amplitud y/o fase de la señal de cancelación (anti-ruido), para optimizar el efecto de cancelación en función de la fijación de los auriculares en su cabeza.masking and generate some noise pollution in the coverage area; the operation of the headphones by the user; and fine adjustment of the headphones, to achieve maximum efficiency depending on the user and specific characteristics of the fixing of the headphones, where the user can perform a manual adjustment (small scale) in the amplitude and / or phase of the signal cancellation (anti-noise), to optimize the cancellation effect depending on the fixation of the headphones on your head.
Entre las posibles aplicaciones de la presente invención se enumeran a modo de ejemplo tres de ellas:Among the possible applications of the present invention, three of them are listed by way of example:
En un primer escenario, dos usuarios desean mantener una conversación de carácter privado, pero el ambiente que les rodea no ofrece ninguna garantía para ello. La presente invención ventajosamente les proporciona la privacidad que desean evitando una eventual escucha por parte de un tercero. Los usuarios pueden optar por acudir a un recinto cerrado, donde ya se encuentran instalados varios emisores acústicos que proporcionan una zona de cobertura perfectamente definida, o bien optar por un emisor acústico portátil que pueden usar en cualquier parte. Una vez provistos cada uno de ellos de los auriculares de la presente invención, al activar el emisor acústico se generará un ruido enmascarador que hará imposible a terceros detectar la conversación privada de los dos usuarios, ya que la intensidad del ruido enmascarador es mucho mayor que la conversación privada. Los dos usuarios pueden mantener su conversación con total privacidad y en un volumen normal, ya que para ellos el ruido enmascarador es imperceptible gracias a la señal de cancelación de ruido selectiva que se genera en sus auriculares, totalmente sincronizados con los patrones de emisiones de los emisores acústicos.In a first scenario, two users want to have a private conversation, but the environment around them offers no guarantee for it. The present invention advantageously provides them with the privacy they want by avoiding eventual listening by a third party. Users can choose to go to a closed enclosure, where several acoustic emitters that provide a perfectly defined coverage area are already installed, or opt for a portable acoustic emitter that they can use anywhere. Once each of them is provided with the headphones of the present invention, activating the acoustic emitter will generate a masking noise that will make it impossible for third parties to detect the private conversation of the two users, since the intensity of the masking noise is much greater than Private conversation The two users can keep their conversation with total privacy and in a normal volume, since for them the masking noise is imperceptible thanks to the selective noise cancellation signal that is generated in their headphones, fully synchronized with the emission patterns of the Acoustic emitters
En un segundo escenario, la presente invención se integra en un sistema de alarma de una vivienda. El emisor acústico de una alarma tradicional se sustituye por un emisor acústico de acuerdo a la presente invención, o se complementa, para que el sonido de alarma emitido se seleccione de un catálogo de sonidos cuyas características sean conocidas previamente. Ante la detección por parte del sistema de alarma de un intruso, comienza la emisión de un ruido de alta intensidad seleccionado que, además de losIn a second scenario, the present invention is integrated into a home alarm system. The acoustic emitter of a traditional alarm is replaced by an acoustic emitter according to the present invention, or is complemented, so that the emitted alarm sound is selected from a catalog of sounds whose characteristics are previously known. Upon detection by an intruder's alarm system, the emission of a selected high intensity noise begins which, in addition to the
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objetivos tradicionales de disuadir al intruso haciéndole saber que ha sido detectado y de solicitar ayuda a vecinos o policía en las cercanías de la vivienda, se añade el objetivo de aturdirle acústicamente enmascarando el resto de sonidos de ambiente.Traditional objectives of deterring the intruder by letting him know that he has been detected and requesting help from neighbors or police in the vicinity of the house, adds the objective of acoustically stunning him by masking the rest of the ambient sounds.
Ventajosamente, el propietario de la vivienda, haciendo uso de los auriculares de la presente invención y gracias a la sincronización con el sonido de la alarma (totalmente caracterizado y conocido previamente) emite una señal de cancelación de dicho sonido en los auriculares. Así, el propietario incrementa su seguridad en caso de buscar una vía de escape, ya que es inmune al ruido de la alarma, pero puede escuchar perfectamente los demás sonidos de ambiente generados por el intruso, como pisadas o puertas, y evitar una confrontación. Al mismo tiempo, gracias al ruido enmascarador emitido por la alarma, el propietario se mantiene "invisible” acústicamente de cara al intruso.Advantageously, the owner of the home, using the headphones of the present invention and thanks to the synchronization with the alarm sound (fully characterized and previously known) emits a cancellation signal of said sound in the headphones. Thus, the owner increases his security in case of looking for an escape route, since he is immune to the alarm noise, but he can perfectly hear the other ambient sounds generated by the intruder, such as footsteps or doors, and avoid confrontation. At the same time, thanks to the masking noise emitted by the alarm, the owner remains acoustically "invisible" in the face of the intruder.
En un tercer escenario, la invención tiene aplicación en operaciones policiales y militares. El objetivo es similar al descrito en el caso de uso en un sistema de alarma de una vivienda, ya que los usuarios (combatientes) que utilicen el sistema obtendrán una mejora relativa de su audición en un entorno acústicamente degradado por el ruido enmascarador de alta intensidad emitido. El ruido producido por los combatientes durante las operaciones puede delatar su presencia. La presencia del ruido enmascarador oculta todo sonido asociado a dichas actuaciones (referido a un concepto visual, el efecto conseguido es equivalente a hacerse de noche). Así, mediante la utilización de los auriculares de la invención, se permite superar esta dificultad a los usuarios de dichos auriculares, de forma que sus acciones quedan ocultas al ser enmascaradas por el ruido, mientras que dichos usuarios continúan pudiendo escuchar el resto de sonidos de ambiente.In a third scenario, the invention has application in police and military operations. The objective is similar to that described in the case of use in a home alarm system, since users (combatants) who use the system will obtain a relative improvement in their hearing in an environment acoustically degraded by high intensity masking noise issued. The noise produced by combatants during operations can betray their presence. The presence of the masking noise hides all sound associated with such performances (referred to a visual concept, the effect achieved is equivalent to becoming night). Thus, by using the headphones of the invention, it is possible to overcome this difficulty to the users of said headphones, so that their actions are hidden by being masked by noise, while said users continue to be able to hear the rest of the sounds of ambient.
La zona de cobertura puede definirse de distintas maneras. Pueden distribuirse emisores acústicos en un área donde se prevea una confrontación o pueden utilizarse emisores acústicos portátiles para prevenir una confrontación inesperada. Al activar los emisores acústicos, el sonido de ambiente resulta inaudible para las personas que no utilizan los auriculares de la invención, por lo que los que sí los utilizan pueden, entre otras ventajas, comunicarse de forma privada.The coverage area can be defined in different ways. Acoustic emitters can be distributed in an area where a confrontation is anticipated or portable acoustic emitters can be used to prevent an unexpected confrontation. When activating the acoustic emitters, the ambient sound is inaudible for people who do not use the headphones of the invention, so those who do use them can, among other advantages, communicate privately.
La presente invención no debe verse limitada a la forma de realización aquí descrita. Otras configuraciones pueden ser realizadas por los expertos en la materia a la vista de la presente descripción. En consecuencia, el ámbito de la invención queda definido por las siguientes reivindicaciones.The present invention should not be limited to the embodiment described herein. Other configurations can be made by those skilled in the art in view of the present description. Accordingly, the scope of the invention is defined by the following claims.
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2018
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| Publication number | Publication date |
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| ES2663650B2 (en) | 2019-03-25 |
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