JP2015165658A - 人工聴覚ヘッドセット - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ヘッドセットは、一対のヘッドホンと、マイクロホンアレイ114a、114bを有し、マイクロホンアレイ信号VLF、VLR、VRF、VRRはビーム形成された指向性信号ULF、ULR、URF、URRに変換され、ノイズ低減ブロック(共通のノイズ低減マスク)314a、314bを用いて拡散信号成分が抑制され、複数の頭部伝達関数(HRTF)対316a、316b、316c、316dを用いてバイノーラル形式に変換される。
【選択図】図3
Description
例えば、本願発明は以下の項目を提供する。
(項目1)
左スピーカを有する左ヘッドホンと、右スピーカを有する右ヘッドホンとを含む一対のヘッドホンと、
上記左ヘッドホンと一体化した左マイクロホンアレイと、上記右ヘッドホンと一体化した右マイクロホンアレイとを含む一対のマイクロホンアレイであって、その各々が、外部音源から外部音声を受信するために少なくとも前方マイクロホンおよび後方マイクロホンを含む、一対のマイクロホンアレイと、
上記外部音声と関連付けられた左および右マイクロホンアレイ信号を受信するように構成されたデジタル信号プロセッサであって、
上記左および右マイクロホンアレイ信号の各々から一対の指向性信号を生成し、
上記指向性信号対から拡散音を抑制し、
頭部伝達関数(HRTF)対のパラメトリックモデルを指向性信号の各対に適用し、
HRTF対の各対からのHTRF出力信号を追加して、左ヘッドホン出力信号および右ヘッドホン出力信号を生成するようにさらに構成される、デジタル信号プロセッサと、を備える、ヘッドセット。
(項目2)
上記ヘッドホン対は、電子音声源からの音声コンテンツを再生するようにさらに構成される、上記項目に記載のヘッドセット。
(項目3)
指向性信号の各対は、前方および後方ポインティングビーム信号を含む、上記項目のいずれか一項に記載のヘッドセット。
(項目4)
上記左マイクロホンアレイ信号は、少なくとも左前方マイクロホン信号ベクトルおよび左後方マイクロホン信号ベクトルを含む、上記項目のいずれか一項に記載のヘッドセット。
(項目5)
上記左マイクロホンアレイ信号から上記指向性信号対を生成するように構成された上記デジタル信号プロセッサは、
上記左前方および後方マイクロホン信号ベクトルから左カージオイド信号対を計算し、
上記左カージオイド信号対および上記左マイクロホンアレイ信号に基づいて、実数値の時間依存性および周波数依存性マスクを計算し、
上記時間依存性および周波数依存性マスクに上記それぞれの左前方および後方マイクロホン信号ベクトルを乗算して、左前方および後方ポインティングビーム信号を取得するように構成される、上記デジタル信号プロセッサを含む、上記項目のいずれか一項に記載のヘッドセット。
(項目6)
上記右マイクロホンアレイ信号は、少なくとも右前方マイクロホン信号ベクトルおよび右後方マイクロホン信号ベクトルを含む、上記項目のいずれか一項に記載のヘッドセット。
(項目7)
上記右マイクロホンアレイ信号から上記指向性信号対を生成するように構成された上記デジタル信号プロセッサは、
上記右前方および後方マイクロホン信号ベクトルから右カージオイド信号対を計算し、
上記右カージオイド信号対および上記右マイクロホンアレイ信号に基づいて、実数値の時間依存性および周波数依存性マスクを計算し、
上記時間依存性および周波数依存性マスクに上記それぞれの右前方および後方マイクロホン信号ベクトルを乗算して、右前方および後方ポインティングビーム信号を取得するように構成される、上記デジタル信号プロセッサを含む、上記項目のいずれか一項に記載のヘッドセット。
(項目8)
上記指向性信号対から拡散音を抑制するように構成された上記デジタル信号プロセッサは、
無相関信号成分を抑制するために共通のマスクを用いて、上記指向性信号対にノイズ低減を適用するように構成される、上記デジタル信号プロセッサを含む、上記項目のいずれか一項に記載のヘッドセット。
(項目9)
ヘッドセットの外部の音声源からの指向性音を向上させるための方法であって、上記ヘッドセットが、左マイクロホンアレイを有する左ヘッドホンと、右マイクロホンアレイを有する右ヘッドホンとを含み、
上記外部音声源に対応する一対のマイクロホンアレイ信号を受信することであって、上記マイクロホンアレイ信号対が、左マイクロホンアレイ信号および右マイクロホンアレイ信号を含む、受信することと、
上記マイクロホンアレイ信号対の各々から一対の指向性信号を生成することと、
上記指向性信号対から拡散信号成分を抑制することと、
頭部伝達関数(HRTF)対のパラメトリックモデルを各対の指向性信号に適用することと、
HRTF対の各対からのHTRF出力信号を追加して、左ヘッドホン出力信号および右ヘッドホン出力信号を生成することと、を含む、方法。
(項目10)
上記左マイクロホンアレイ信号は、少なくとも左前方マイクロホン信号ベクトルおよび左後方マイクロホン信号ベクトルを含む、上記項目に記載の方法。
(項目11)
上記左マイクロホンアレイ信号から上記指向性信号対を生成することは、
上記左前方および後方マイクロホン信号ベクトルから左カージオイド信号対を計算することと、
上記左カージオイド信号対および上記左マイクロホンアレイ信号に基づいて、実数値の時間依存性および周波数依存性マスクを計算することと、
上記時間依存性および周波数依存性マスクに上記それぞれの左前方および後方マイクロホン信号ベクトルを乗算して、左前方および後方ポインティングビーム信号を取得することと、を含む、上記項目のいずれか一項に記載の方法。
(項目12)
上記右マイクロホンアレイ信号は、少なくとも右前方マイクロホン信号ベクトルおよび右後方マイクロホン信号ベクトルを含む、上記項目のいずれか一項に記載の方法。
(項目13)
上記右マイクロホンアレイ信号から上記指向性信号対を生成することは、
上記右前方および後方マイクロホン信号ベクトルから右カージオイド信号対を計算することと、
上記右カージオイド信号対および上記右マイクロホンアレイ信号に基づいて、実数値の時間依存性および周波数依存性マスクを計算することと、
上記時間依存性および周波数依存性マスクに上記それぞれの右前方および後方マイクロホン信号ベクトルを乗算して、右前方および後方ポインティングビーム信号を取得することと、を含む、上記項目のいずれか一項に記載の方法。
(項目14)
上記指向性信号対から拡散信号成分を抑制することは、
無相関信号成分を抑制するために共通のマスクを用いて、上記指向性信号対にノイズ低減を適用することを含む、上記項目のいずれか一項に記載の方法。
(項目15)
指向性信号の各対は、前方および後方ポインティングビーム信号を含む、上記項目のいずれか一項に記載の方法。
(項目16)
ヘッドセットの外部の音声源からの指向性音を向上させるための方法であって、上記ヘッドセットが、左マイクロホンアレイを有する左ヘッドホンと、右マイクロホンアレイを有する右ヘッドホンとを含み、各マイクロホンアレイが、少なくとも前方マイクロホンおよび後方マイクロホンを含み、各マイクロホンアレイに対して、
上記外部音声源に対応するマイクロホンアレイ信号を受信することであって、上記マイクロホンアレイ信号が、上記前方マイクロホンに対応する少なくとも前方マイクロホン信号ベクトルと、上記後方マイクロホンに対応する後方マイクロホン信号ベクトルとを含む、受信することと、
上記前方および後方マイクロホン信号ベクトルから前方ポインティングビーム信号および後方ポインティングビーム信号を計算することと、
上記前方ポインティングおよび後方ポインティングビーム信号にノイズ低減マスクを適用して、無相関信号成分を抑制し、ノイズ低減された前方ポインティングビーム信号およびノイズ低減された後方ポインティングビーム信号を取得することと、
前方頭部伝達関数(HRTF)対を上記ノイズ低減された前方ポインティングビーム信号に適用して、前方直接HRTF出力信号および前方間接HRTF出力信号を取得することと、
上記ノイズ低減された後方ポインティングビーム信号に後方HRTFを適用して、後方直接HRTF出力信号および後方間接HRTF出力信号を取得することと、
上記前方直接HRTF出力信号および上記後方直接HRTF出力信号を追加して、第1のヘッドホン信号の少なくとも一部分を取得することと、
上記前方間接HRTF出力信号および上記後方間接HRTF出力信号を追加して、第2のヘッドホン信号の少なくとも一部分を取得することと、を含む、方法。
(項目17)
上記左マイクロホンアレイと関連付けられた上記第1のヘッドホン信号を上記右マイクロホンアレイと関連付けられた上記第2のヘッドホン信号に追加して、左ヘッドホン出力信号を形成することと、
上記右マイクロホンアレイと関連付けられた上記第1のヘッドホン信号を上記左マイクロホンアレイと関連付けられた上記第2のヘッドホン信号に追加して、右ヘッドホン出力信号を形成することと、をさらに含む、上記項目のいずれか一項に記載の方法。
(項目18)
上記前方および後方マイクロホン信号ベクトルから上記前方ポインティングビーム信号および後方ポインティングビーム信号を計算することは、
上記前方および後方マイクロホン信号ベクトルからカージオイド信号対を計算することと、
上記カージオイド信号対および上記マイクロホンアレイ信号に基づいて、実数値の時間依存性および周波数依存性マスクを計算することと、
上記時間依存性および周波数依存性マスクに上記それぞれの前方および後方マイクロホン信号ベクトルを乗算して、前方ポインティングおよび後方ポインティングポインティングビーム信号を取得することと、を含む、上記項目のいずれか一項に記載の方法。
(項目19)
上記時間依存性および周波数依存性マスクは、時間平均によって計算された上記前方および後方マイクロホン信号ベクトルの正規化相互スペクトル密度の絶対値として計算される、上記項目のいずれか一項に記載の方法。
(項目20)
上記時間依存性および周波数依存性マスクは、上記前方ポインティングおよび後方ポインティングビーム信号を縮小または拡大するために非線形マッピングを用いてさらに修正される、上記項目のいずれか一項に記載の方法。
(摘要)
外部音声源からの指向性音を向上させるための人工聴覚ヘッドセット。ヘッドセットは、一対のヘッドホンであって、各々が、電子音声源からヘッドホンを通じて提示されるコンテンツを聴く間であっても、複数のマイクロホンを通じて聴取者を環境に結び付けるマイクロホンアレイを有する、一対のヘッドホンを含む。マイクロホンアレイ信号は最初に、ビーム形成された指向性信号に変換される。拡散信号成分は、共通のノイズ低減マスクを用いて抑制され得る。音声信号は次に、複数の頭部伝達関数(HRTF)対を用いてバイノーラル形式に変換される。
Claims (20)
- 左スピーカを有する左ヘッドホンと、右スピーカを有する右ヘッドホンとを含む一対のヘッドホンと、
前記左ヘッドホンと一体化した左マイクロホンアレイと、前記右ヘッドホンと一体化した右マイクロホンアレイとを含む一対のマイクロホンアレイであって、その各々が、外部音源から外部音声を受信するために少なくとも前方マイクロホンおよび後方マイクロホンを含む、一対のマイクロホンアレイと、
前記外部音声と関連付けられた左および右マイクロホンアレイ信号を受信するように構成されたデジタル信号プロセッサであって、
前記左および右マイクロホンアレイ信号の各々から一対の指向性信号を生成し、
前記指向性信号対から拡散音を抑制し、
頭部伝達関数(HRTF)対のパラメトリックモデルを指向性信号の各対に適用し、
HRTF対の各対からのHTRF出力信号を追加して、左ヘッドホン出力信号および右ヘッドホン出力信号を生成するようにさらに構成される、デジタル信号プロセッサと、を備える、ヘッドセット。 - 前記ヘッドホン対は、電子音声源からの音声コンテンツを再生するようにさらに構成される、請求項1に記載のヘッドセット。
- 指向性信号の各対は、前方および後方ポインティングビーム信号を含む、請求項1に記載のヘッドセット。
- 前記左マイクロホンアレイ信号は、少なくとも左前方マイクロホン信号ベクトルおよび左後方マイクロホン信号ベクトルを含む、請求項1に記載のヘッドセット。
- 前記左マイクロホンアレイ信号から前記指向性信号対を生成するように構成された前記デジタル信号プロセッサは、
前記左前方および後方マイクロホン信号ベクトルから左カージオイド信号対を計算し、
前記左カージオイド信号対および前記左マイクロホンアレイ信号に基づいて、実数値の時間依存性および周波数依存性マスクを計算し、
前記時間依存性および周波数依存性マスクに前記それぞれの左前方および後方マイクロホン信号ベクトルを乗算して、左前方および後方ポインティングビーム信号を取得するように構成される、前記デジタル信号プロセッサを含む、請求項4に記載のヘッドセット。 - 前記右マイクロホンアレイ信号は、少なくとも右前方マイクロホン信号ベクトルおよび右後方マイクロホン信号ベクトルを含む、請求項1に記載のヘッドセット。
- 前記右マイクロホンアレイ信号から前記指向性信号対を生成するように構成された前記デジタル信号プロセッサは、
前記右前方および後方マイクロホン信号ベクトルから右カージオイド信号対を計算し、
前記右カージオイド信号対および前記右マイクロホンアレイ信号に基づいて、実数値の時間依存性および周波数依存性マスクを計算し、
前記時間依存性および周波数依存性マスクに前記それぞれの右前方および後方マイクロホン信号ベクトルを乗算して、右前方および後方ポインティングビーム信号を取得するように構成される、前記デジタル信号プロセッサを含む、請求項6に記載のヘッドセット。 - 前記指向性信号対から拡散音を抑制するように構成された前記デジタル信号プロセッサは、
無相関信号成分を抑制するために共通のマスクを用いて、前記指向性信号対にノイズ低減を適用するように構成される、前記デジタル信号プロセッサを含む、請求項1に記載のヘッドセット。 - ヘッドセットの外部の音声源からの指向性音を向上させるための方法であって、前記ヘッドセットが、左マイクロホンアレイを有する左ヘッドホンと、右マイクロホンアレイを有する右ヘッドホンとを含み、
前記外部音声源に対応する一対のマイクロホンアレイ信号を受信することであって、前記マイクロホンアレイ信号対が、左マイクロホンアレイ信号および右マイクロホンアレイ信号を含む、受信することと、
前記マイクロホンアレイ信号対の各々から一対の指向性信号を生成することと、
前記指向性信号対から拡散信号成分を抑制することと、
頭部伝達関数(HRTF)対のパラメトリックモデルを各対の指向性信号に適用することと、
HRTF対の各対からのHTRF出力信号を追加して、左ヘッドホン出力信号および右ヘッドホン出力信号を生成することと、を含む、方法。 - 前記左マイクロホンアレイ信号は、少なくとも左前方マイクロホン信号ベクトルおよび左後方マイクロホン信号ベクトルを含む、請求項9に記載の方法。
- 前記左マイクロホンアレイ信号から前記指向性信号対を生成することは、
前記左前方および後方マイクロホン信号ベクトルから左カージオイド信号対を計算することと、
前記左カージオイド信号対および前記左マイクロホンアレイ信号に基づいて、実数値の時間依存性および周波数依存性マスクを計算することと、
前記時間依存性および周波数依存性マスクに前記それぞれの左前方および後方マイクロホン信号ベクトルを乗算して、左前方および後方ポインティングビーム信号を取得することと、を含む、請求項10に記載の方法。 - 前記右マイクロホンアレイ信号は、少なくとも右前方マイクロホン信号ベクトルおよび右後方マイクロホン信号ベクトルを含む、請求項9に記載の方法。
- 前記右マイクロホンアレイ信号から前記指向性信号対を生成することは、
前記右前方および後方マイクロホン信号ベクトルから右カージオイド信号対を計算することと、
前記右カージオイド信号対および前記右マイクロホンアレイ信号に基づいて、実数値の時間依存性および周波数依存性マスクを計算することと、
前記時間依存性および周波数依存性マスクに前記それぞれの右前方および後方マイクロホン信号ベクトルを乗算して、右前方および後方ポインティングビーム信号を取得することと、を含む、請求項12に記載の方法。 - 前記指向性信号対から拡散信号成分を抑制することは、
無相関信号成分を抑制するために共通のマスクを用いて、前記指向性信号対にノイズ低減を適用することを含む、請求項9に記載の方法。 - 指向性信号の各対は、前方および後方ポインティングビーム信号を含む、請求項9に記載の方法。
- ヘッドセットの外部の音声源からの指向性音を向上させるための方法であって、前記ヘッドセットが、左マイクロホンアレイを有する左ヘッドホンと、右マイクロホンアレイを有する右ヘッドホンとを含み、各マイクロホンアレイが、少なくとも前方マイクロホンおよび後方マイクロホンを含み、各マイクロホンアレイに対して、
前記外部音声源に対応するマイクロホンアレイ信号を受信することであって、前記マイクロホンアレイ信号が、前記前方マイクロホンに対応する少なくとも前方マイクロホン信号ベクトルと、前記後方マイクロホンに対応する後方マイクロホン信号ベクトルとを含む、受信することと、
前記前方および後方マイクロホン信号ベクトルから前方ポインティングビーム信号および後方ポインティングビーム信号を計算することと、
前記前方ポインティングおよび後方ポインティングビーム信号にノイズ低減マスクを適用して、無相関信号成分を抑制し、ノイズ低減された前方ポインティングビーム信号およびノイズ低減された後方ポインティングビーム信号を取得することと、
前方頭部伝達関数(HRTF)対を前記ノイズ低減された前方ポインティングビーム信号に適用して、前方直接HRTF出力信号および前方間接HRTF出力信号を取得することと、
前記ノイズ低減された後方ポインティングビーム信号に後方HRTFを適用して、後方直接HRTF出力信号および後方間接HRTF出力信号を取得することと、
前記前方直接HRTF出力信号および前記後方直接HRTF出力信号を追加して、第1のヘッドホン信号の少なくとも一部分を取得することと、
前記前方間接HRTF出力信号および前記後方間接HRTF出力信号を追加して、第2のヘッドホン信号の少なくとも一部分を取得することと、を含む、方法。 - 前記左マイクロホンアレイと関連付けられた前記第1のヘッドホン信号を前記右マイクロホンアレイと関連付けられた前記第2のヘッドホン信号に追加して、左ヘッドホン出力信号を形成することと、
前記右マイクロホンアレイと関連付けられた前記第1のヘッドホン信号を前記左マイクロホンアレイと関連付けられた前記第2のヘッドホン信号に追加して、右ヘッドホン出力信号を形成することと、をさらに含む、請求項16に記載の方法。 - 前記前方および後方マイクロホン信号ベクトルから前記前方ポインティングビーム信号および後方ポインティングビーム信号を計算することは、
前記前方および後方マイクロホン信号ベクトルからカージオイド信号対を計算することと、
前記カージオイド信号対および前記マイクロホンアレイ信号に基づいて、実数値の時間依存性および周波数依存性マスクを計算することと、
前記時間依存性および周波数依存性マスクに前記それぞれの前方および後方マイクロホン信号ベクトルを乗算して、前方ポインティングおよび後方ポインティングポインティングビーム信号を取得することと、を含む、請求項16に記載の方法。 - 前記時間依存性および周波数依存性マスクは、時間平均によって計算された前記前方および後方マイクロホン信号ベクトルの正規化相互スペクトル密度の絶対値として計算される、請求項18に記載の方法。
- 前記時間依存性および周波数依存性マスクは、前記前方ポインティングおよび後方ポインティングビーム信号を縮小または拡大するために非線形マッピングを用いてさらに修正される、請求項18に記載の方法。
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