TW200939210A - Systems, methods, and apparatus for multi-microphone based speech enhancement - Google Patents

Description

200939210 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本揭示案係關於語音處理。

本專利申請案主張以下臨時申請案之優先權：2007年12 月 19 日申請之名為"SYSTEM AND METHOD FOR MULTIMICROPHONE BASED SPEECH ENHANCEMENT IN

HANDSETS”的臨時申請案第61/015,084號；2007年12月26 曰申請之名為"SYSTEM AND METHOD FOR MULTI-赢 MICROPHONE BASED SPEECH ENHANCEMENT IN

HANDSETS"的臨時申請案第61/016,792號；2008年6月30 曰申請之名為"SYSTEM AND METHOD FOR MULTIMICROPHONE BASED SPEECH ENHANCEMENT IN HANDSETS”的臨時申請案第61/077,147號；及2008年7月9 日申請之名為"SYSTEMS，METHODS，AND APPARATUS FOR MULTI-MICROPHONE BASED SPEECH ENHANCEMENT"的臨 時申請案第61/079,359號，該等申請案讓與給其受讓人。 φ 【先前技術】 可在不可避免地為吵雜之環境中俘獲資訊信號。因此， 可能需要自包括來自所要資訊源之信號及來自一或多個干 擾源之信號的若干源信號之疊加及線性組合當中區分資訊 信號。此問題可出現於用於話音通信（例如，電話）之各種 聲學應用中。 分離信號與此混合物之一方法係以公式表示近似混合環 境之逆環境的非混合矩陣。然而，實際俘獲環境通常包括 137174.doc -6- 200939210 諸如時間延遲、多路、反射、相位差、回音及/或混響之 效應。此等效應產生源信號之卷積混合物— ure) #可引起傳統線性模型化方法之問題且亦可為 頻率依賴性的。需要開發用於分離一或多個所要信號與此 等混合物之信號處理方法。 -人可能需要使用話音通信頻道而與另—人通#。頻道 可(例如)由行動無線手機或頭戴式耳機、對講機、雙向無 線電、汽車套組或其他通信器件提供。當人講話時，通信 器件上之麥克風接收人之話音的聲音且將其轉換為電子信 號:麥克風亦可自各種雜訊源接收聲音信號，且因此，電 子㈣亦可包括雜訊分量。由於麥克風可位於距人之口的 某距離處，且環境可具有許多不可控制之雜訊源，所以雜 訊分量可為信號之實質分量。此實質雜訊可引起不令人滿 意之通信體驗及/或可導致通信器件以低效方式而操作。 ❹ 聲學環境通常為吵雜的，從而使得難以可靠削貞測所要 資訊信號且對所要資訊信號做出反應。在—特定實例中， 語=信號在吵雜環境中產生，且語音處理方法用以分離語 音^與環境雜訊°此語音信號處理在日常通信之許多領 域中為重要的，因為雜訊在真實世界條件下幾乎一直存 在。雜訊可經界定為干擾所關注語音信號或使所關注 之所有信號的組合。真實世界由包括單點雜訊源 之多個雜訊源充滿，多個雜訊源通常侵越為多個聲音，從 而導致混響。除非分離及隔離所要語音信號與背景雜訊， 否則可能難以可靠且有效地使用所要語音信號。背景雜訊 137174.doc 200939210 可包括由-般環境所產生之許多雜訊信號，及由其他人之 背景會》炎所產生之信號，以及自信號中之每一者所產生的 反射及混響。對於通信發生於吵雜環境中之應用而言，可 能需要分離所要語音信號與背景雜訊。 用於刀離所要聲音信號與背景雜訊信號之現有方法包括 簡單濾波過程。雖然此等方法對於聲音信號之即時處理可 能為足夠簡單且快速的，但其不能容易地調適成用於不同 聲曰％境且可導致所要語音信號之實質降級。舉例而言， © 4程可根據為過度包含之雜訊特性之預定假設集合而移除 分量，使得將所要語音信號之部分分類為雜訊且移除。或 者，過程可根據為過少包含之雜訊特性之預定假設集合而 移除分量，使得將背景雜訊之部分（諸如，音樂或會談）分 類為所要信號且保留於經濾波輸出語音信號中。 如同PDA及蜂巢式電話之手機作為選擇之行動語音通信 器件而快速地出現，從而充當對蜂巢式網路及網際網路之 行動存取的平台。先前在安靜辦公室或家庭環境中之桌上 Ο 型電腦、膝上型電腦及辦公室電話上所執行之愈來愈多的 功能正在如同汽車、街道或咖啡廳之曰常情形中得以執 行。此趨勢意謂實質量之話音通信正發生於使用者由其他 人包圍之環境中，環境具有在人傾向於聚集時通常所遭遇 之雜訊内容種類。此雜訊種類（包括（例如）競爭對話器、音 樂、串音、機場雜訊）之簽名通常為非靜止的且靠近於使 用者自身之頻率簽名，且因此，此雜訊可能難以使用傳統 單重麥克風或固定波束成形類型方法來模型化。此雜訊亦 137174.doc 200939210 在電話會談中使使用者分心或煩惱。此外，許多標 準自動化商業交易（例如，帳戶結餘或股票報價帳單）使用 基於話音辨識之資料詢問’且此等系統之精度可能受到干 擾雜訊顯著地妨m，可能需要基於多重麥克風之進 階信號處理（例如）以支援吵雜環境中之手機使用。 【發明内容】

根據一通用組態，一種處理包括語音分量及雜訊分量之 Μ頻道輸入信號（]^為大於一之整數）以產生經空間濾波輸 出信號的方法包括：將第—空間處理滤波器應用至輸入信 號；及將第二空間處理濾波器應用至輸入信號。此方法包 括：在第一時間’判定第一空間處理濾波器優於第二空間 處理遽波器而開始分離語音分量與雜訊分量；及回應於在 第一時間之該判定，產生基於第一經空間處理信號之信號 作為輸出信號。此方法包括：在第一時間之後的第二時 間’判定第二空間處理濾波器優於第一空間處理濾波器而 開始分離語音分量與雜訊分量；及回應於在第二時間之該 判定’產生基於第二經空間處理信號之信號作為輸出信 號。在此方法中，第一經空間處理信號及第二經空間處理 信號係基於輸入信號。 亦描述此方法之實例。在一此實例中’一種處理包括語 音分量及雜訊分量之Μ頻道輸入信號（Μ為大於一之整數） 以產生經空間濾波輸出信號的方法包括：將第一空間處理 濾波器應用至輸入信號以產生第一經空間處理信號；及將 第二空間處理濾波器應用至輸入信號以產生第二經空間處 137174.doc 200939210 理信號。此方、土 — a 法匕括.在第一時間， 波器優於第-咖θ疋第—空間處理濾 乐一空間處理濾波器而開 分量，·及回；Μ 4 】。刀離浯音分量與雜訊 W應於在第一時間之該 理信號作為輪出 疋產生第一經空間處 二時間，判宏埜 ^ 在第一時間之後的第 器而開始分離纽立八县办 優於第一空間處理濾波 刀離房音分量與雜訊分量. 之該判定，產生筮_ P咖 ，。應於在第二時間 根據另-诵爾爽里乜説作為輪出信號。 训佩乃 通用組態，一插田认占 分量之Μ用於處理包括語音分量及雜訊 刀重之Μ頻道輸入信號（Μ為大於 滹玻輪屮产缺ΛΑ « 之整數）以產生經空間 /慮皮輸出W的裝置包括用於對輸入 理操作的構件，W於對輸 ^了帛工間處 ^ # 〇 ^ w，χ 。號執仃第二空間處理操作

的構件。裝置包括用於在第一時間 J 處理操作之構件優於用於執 * 、 T 工間 開始分離語音分量與雜％八 霉件而 該用於在第一時間之判定 、自 ^ . 稱件的扣不而產生基於第一蠖 空間處理信號之信號作為铪山 > 上 、、良 為輸出杬唬的構件。裝置包括用於 在第一時間之後的第二時$ ' 〜 吁間判定用於執行第二空間處理接 作之構件優於用於執行第一 * 、 二間處理操作之構件而開始分 離語音分量與雜訊分量的構件， 刀 备也 再1干及用於回應於來自該用於 在第二時間之判定之構件 、 件的扣不而產生基於第二經空間 理信號之信號作為輪出信妒的播 就的構件。在此裝置中，第一链 空間處理信號及第二經空間虛 、 間處理k旒係基於輸入信號。

根據另一通用組態，_锸田从A 種用於處理包括語音分量及雜 分量之Μ頻道輸入信號為女 ° 1Μ為大於一之整數）以產生經空間 137174.doc 200939210 渡波輸出信號的裝置包括：第-空間處理濾波器，其經組 態以對輸入信號進行滤波；及第二空間處理渡波器，其經 組態以對輸入信號進行渡波。裝置包括狀態估計器，其經 組態以在第-時間指示第一空間處理濾波器優於第二空間 處理慮波器而開始分離語音分量與雜訊分量。裝置包括轉 變控制模組，其經組態以回應於在第—時間之指示而產生 基於第-經空間處理信號之信號作為輸出信號。在此裝置 中，狀態估計器經組態以在第一時間之後的第二時間指示 © 帛二空間處理渡波器優於第—空間處理漉波器而開始分離 語音分量與雜訊分量，且轉變控制模組經組態以回應於在 第二時間之指示而產生基於第二經空間處理信號之信號作 為輸出信號。在此裝置中，第一經空間處理信號及第二經 空間處理信號係基於輸入信號。 根據另一通用組態，一種包含指令（指令在由處理器執 行時使處理器執行處理包括語音分量及雜訊分量之M頻道 輸入信號（Μ為大於一之整數）以產生經空間渡波輸出信號 © 的方法）之電腦可讀媒體包括在由處理器執行時使處理器 對輸入信號執行第一空間處理操作的指令，及在由處理器 執行時使處理器對輸入信號執行第二空間處理操作的指 令。媒體包括在由處理器執行時使處理器在第一時間指示 第一空間處理操作優於第二空間處理操作而開始分離語音 分量與雜訊分量的指令，及在由處理器執行時使處理器回 應於在第一時間之該指示而產生基於第一經空間處理信號 之信號作為輸出信號的指令。媒體包括在由處理器執行時 137174.doc -11 - 200939210 使處理器在第一時間之後的第二時 间扣不第二空間處理椏 :優：第一空間處理操作而開始分離語音分量與雜訊分: =:及在由處理器執行時使處理器回應於在第二時； 信唬之信號作為輪屮 仏就的指令。在此實例中，第一 $ 、工間處理信號及第_ ^ 空間處理信號係基於輸入信號。 一經 【實施方式】 ❹ 本揭示案係關於用於分離聲學信號與吵雜環境 方法及裝置。此等組態可包括分離聲學信號與聲學信號之 混合物。可藉由使用固定據波級㈣，具有以固 值進行組態之遽波器的處理級)來執行分離操作以自聲風 k號之輸入混合物内隔離所要分 予 刀置亦描述可實施於多重 麥克風掌上型通信器件上之紐能 A热 之組態。此組態可適合於處理由 通信器件所遭遇之可能包含千墦 此匕3干擾源、聲學回音及/或經办 間分布背景雜訊的雜訊環境。 二 本揭示案亦描述用於藉由 精由使用一或多個盲源分離 (BSS)、波束成形及/或經組人 人、生殂。BSS/波束成形方法來處理使 用通信器件之麥克風随况丨& — 兄凤陴列而圮錄之訓練資料而產生一滹、、皮 器係數值集合（或多個滹、、古哭# & 麻入 ”固，慮波器係數值集合)的系統、方法及 裝置0訓練資料可基於才日#4_ # ± λ鬼 ^ 於相對於陣列之各種使用者及雜訊源 位置以及聲學回音（例如， 采自通k器件之一或多個擴音 1§)。該麥克風陣列或且古^ 、 具有同一組態之另一麥克風陣列可 接者用以獲付將如上文所扭η ^ 文所棱及進行分離之聲學信號的輸入 混合物。 137174.doc -12- 200939210 本揭示案亦描述將所產生濾波器係數值集合提供至固定 滤波級（或"濾波器組"）之系統、方法及裝置。此组態可包 括切換操作’切換操作基於通信器件相對於使用者之當前 所識別定向而在固定濾'波級内之所產生滤波器係數值集合 當中（且可能在用於後續處理級之其他參數集合當中）進行 選擇。 本揭示案亦描述使用調適性（或部分調適性）Bss、波束 成形或經組合BSS/波束成形濾波級而對如上文所描述的基 © 於固定濾波級之輸出的經空間處理（或”分離”）信號進行渡 波以產生另一經分離信號的系統、方法及裝置。此等經分 離信號中之每-者可包括一個以上輸出頻道，使得輸出頻 道中之至少一者含有所要信號與經分布背景雜訊，且至少 一其他輸出頻道含有干擾源信號與經分布背景雜訊。本揭 示案亦描述包括後處理級（例如，雜訊降低濾波器）之系 統、方法及裝置，後處理級基於由另一輸出頻道所提供之 雜訊參考而降低載運所要信號之輸出頻道中的雜訊。 © 本揭示案亦描述可經實施以包括以下各項之組態：參數 之調諧、初始條件及濾波器集合之選擇 '回音消除，及/ 或藉由切換操作而進行之在一或多個分離或雜訊降低級之 固定濾波器係數值集合之間的轉變處置。系統參數之調諧 可視基頻晶片或晶片組之本質及設定及/或網路效應而 定’以最佳華總雜訊降低及回音消除效能。 除非受到内容明確地限制，否則術語"信號"在本文中用 以指示其普通意義中之任一者，包括在導線、匯流排或其 B7174.doc •13- 200939210 他傳輸媒體上所表達之記憶體位 狀態。除非受到内容明確 隐體位置集合)的 中用以指示其普通意義中之 -產生在本文 生。除非受到内容明確地 ，叶算或另外產 用以指示其普通意義中之任 十鼻在本文中 或自值集合進行選擇。除’計算、評估及/ 語"獲得”心指示其u確地_，否則術 道山„ θ通意義中之任-者，諸如，計算、

陣收(例如，自外部器件)及，或梅取(例如，自儲存 ^=列）。在本描述及申請專利範圍中使用術語”包含"之 二=除其他元件或操作。術語”基於"( 用以指示其普通意義中之任-者，包括以下狀 _ 少基於”（例如，”Α係至少基於Β");及（在特定 情形中適當時XU)”等於”（例如，”Α等於ΒΊ。類似地，術 语"回應於”用以指示其普通意義中之任一者，包括"至少 回應於"。 除非另有指示’否則具有特定特徵之裝置之操作的任何 揭不亦明確地意欲揭示具有類似特徵之方法（且反之亦 然）’且根據特定組態之裝置之操作的任何揭示亦明確地 :欲揭示根據類似組態之方法(且反之亦然)。如由特定内 容所指示，可根據方法、裝置或系統來使用術語”組態，，。 示非由特疋内容另外指示，否則一般地且互換地使用術語 方法"、"過程”、"程序"及”技術"。除非由特定内容另外 扣示，否則亦一般地且互換地使用術語••裝置"及"器件"。 術語”几件"及"模組"通常用以指示較大組態之一部分。文 137174.doc 14 200939210 獻之一部分以引用之方式的任何併入亦應被理解為併入有 在該部分内所引用之術語或變數之界定（其中此等界定顯 現於該文獻之其他地方）以及在所併入部分中所引用之任 何圖。 可能需要產生具有兩個或兩個以上麥克風之用於攜帶型 話音通信之器件。由多重麥克風所俘獲之信號可用以支援 空間處理操作，空間處理操作又可用以提供增加之感性品 質，諸如，較大雜訊抑制。此器件之實例包括電話手機 ❹（例如，蜂巢式電話手機)及有線或無線頭戴式耳機(例如， 藍芽頭戴式耳機）。 圖1A展示處於第一操作組態之兩麥克風手機hi〇〇(例 如，蛤殼型蜂巢式電話手機卜手機钔〇〇包括主要麥克風 動0及次要麥克風MC2〇。在此實例中，手機〇亦包括 主要揚聲器SP10及次要揚聲器SP20。 當手機H100處於第一操作組態時，主要揚聲器卯…為 活動，且次要揚聲器SP20可經去能或另外經消音。可能需 參要使主要麥克風MC10及次要麥克風批2。在此組態_皆保 持為活動以支援用於語音加強及/或雜訊降低之空間處理 技術。圖2展示在用於此操作組態之可能定向範圍内的兩 者。在此定向範圍内，手機H100固持至使用者之頭部，使 得主要揚聲器SP10靠近於使用者之耳朵，且主要麥克風 MC10接近使用者之口。如圖2所示，主要麥克風μ⑽與 使用者之口之間的距離可變化。圖2亦說明可能之干擾聲 曰佗號，諸如，可由主要揚聲器spi〇回應於遠端信號而產 137174.doc w 200939210 生之口曰，及可為指向及/或漫射之雜訊。圖3八及圖邛展 不使用者可使用手機H100之此操作組態的兩個其他可能定 向(例如’處於揚聲器電話或即按即說模式)。當揚聲器電 =即按即說模式在手機H副之此操作組態中為活動時， σ需要使-人要揚聲器SP20為活動且可能使主要揚聲 SP10去能或另外消音。 〇 鲁 圖職示手機H100之第二操作組態。在此組態中，主 要麥克風MC10被關閉’次要揚聲器sp2〇為活動，且主 揚聲器SPH)可經去能或另外經消音。再次，可能需要使主 要麥克風MCiO及次要麥克風霞2〇兩者在此組態中皆保持 為活動（例如’以支援空間處理技術）。圖4A及圖扣展示使 用者可使用手細00之此操作組態的兩個不同可能操作定 。手機H1 〇〇可包括一或多個開關，一或多個開關之狀離 指示器件之當前操作組態。 〜 如以上諸®所示，蜂巢式電話手機可支援各種不同可能 位置使用’每-位置使用與器件之麥克風與使用者之口之 間的不同空間關倍相關胳 a» / t 、關聯舉例而言，可能需要使手機 刪0支援諸如全雙工揚聲器電話模式及/或半雙工即按即 說（PTT)模式之特徵’可能預期該等模式涉及比圖2所示之 習知電話操作模式之位置改變範圍廣泛的位置改變範圍。 回應於此等位置改變而調適空間處理濾波器之問題可能過 於複雜而不能即時地獲得渡波器收斂。此外，隨時間而充 分地分離可自若干不因古a 不门方向到達之語音信號與雜訊信號之 問題可能過於複雜而；^ + s 獲雜而不月b由單一空間處理濾波器解決。可 I37174.doc 200939210 =要使此手機包括具有-個以上空間處理據波器之遽波 聲立\(^狀況下’可能需要使手機根據器件相對於所要 使用者之口)之當前定向而自此組選擇空間 圖5說明對應於手機H1〇〇相對於所要聲音源（例如，使用 者之口)之三個不同定向狀態的區域。當手機相對於所要 源而定向以使得所要聲音(例如，使用者之話音)自區域 ❹

中之=向到達時，可能需要使手機使用指向於區域Μ且傾 向於衰減來自其他方向之信號的濾波器。同樣地，當手機 相對於所要源而定向以使得所要聲音自區域A2中之方向到 達時，可能需要使手機使用指向於區域八2且傾向於衰減來 =其他方向之信號的不同滤波器。當手機相對於所要源而 疋向以使侍所要聲音自區域A3中之方向到達時，可能需要 使手機不使用最初兩個濾波器中之任一者。舉例而言，在 此狀況下，可能需要使手機使用第三濾波器。或者，在此 狀況下，可能需要使手機進入單頻道模式，使得僅一麥克 風為活動（例如’主要麥克風·。），或使得當前為活動之 麥克風混合至單頻道，且可能需要暫時中止空間處理操 作。 應注思，圖5所示之區域邊界僅係為了視覺說明性目 的，且其不聲稱展示與各種定向狀態相關聯之區域之間的 斤'邊界圖6A至圖6C展示源原點區域之三個另外實 例’對於該等源原點區域，可能預期一空間分離渡波器優 於另二間分離濾波器而執行。此等三個圖說明濾波器中 137174.doc -17- 200939210 之兩者或兩者以上對於超出距手機之某距離之源可同等良 好地執行（此定向亦被稱為"遠場情境”卜此距離可極大地 視器件之麥克風之間的距離（其對於手機而言通常為⑽ 刀，且對於頭戴式耳機而言可能甚至更小)而定。圖 6C展示一實例’在該實例中，兩個區域重疊，使得可預期 兩個相應遽波器對於位於重疊區域中之所要源同等良好地 執行。 通信器件（例如，手機H1〇〇)之麥克風中之每一者可具有 ©為全向、雙向或單向（例如’心形）之回應。可能使用之各 種麥克風類型包括屢電麥克風、動態麥克風及駐極體麥克 :。此器件亦可經實施以具有兩個以上麥克風。舉例而 言，圖7A展示包括第三麥克風MC3〇之手機hi〇〇的實施例 HU0。圖7B展示手機Hu〇之兩個其他視圖，其展示各種 傳感器沿器件之轴線的置放。 圖8展不根據一通用組態之裝置八2〇〇的方塊圖，裝置 A200可實施於如本文中所揭示之通信器件（諸如，手機 ® H100或H11G)内。裝置A2GG包括經組態以接收咖道輸入 信號S10之滤波器組1〇〇，其中河為大於一之整數，且_ 頻道中之每一者係基於Μ個麥克風（例如，手機H1〇〇或 11〇之麥克風）中之—相應麥克風的輸出。麥克風信號通 常、’呈取樣、可經預處理(例如，針對回音消除、雜訊降 低、頻譜成形等等而經濾波），且可甚至經預分離（例如， 藉由如本文中所描述之另一空間分離濾波器或調適性濾波 器）。對於諸如語音之聲學應用而言，典型取樣速率在自8 I37174.doc -18- 200939210 kHz至16 kHz之範圍内。 濾波器組100包括η個空間分離濾波器fi〇_i至Fl〇-n(其中 η為大於一之整數），其中之每一者經組態以對μ頻道輸入 信號S40進行濾波以產生相應經空間處理μ頻道信號。空 間分離濾波器F10-1至Fl〇-n中之每一者經組態以分離河頻 道輸入信號之一或多個指向所要聲音分量與信號之一或多 個其他分量（諸如，一或多個指向干擾源/或漫射雜訊分 量在圖8之實例中，濾波器！^…」產生包括經濾波頻道 O S2〇ll至S2〇ml之Μ頻道信號，濾波器F1〇_2產生包括經濾 波頻道S2〇12至S20m2之Μ頻道信號，等等。濾波器卩⑺巧 至FlO-η中之每一者係藉由一或多個係數值矩陣而特徵 化，一或多個係數值矩陣可使用BSS、波束成形或經組合 BSS/波束成形方法（例如，如本文中所描述之1〇八或方 練。在一些狀況下，係數值矩陣可僅為係數值向量（亦 。裝置A200亦包括切換機構35()，其經組態

法或其變化）進行計算， 即，一維矩陣） G 且亦可如本文中所描述而進行訓

I37174.doc 200939210 如，蜂巢式電話手機）之通信而支援半雙工或全雙工電話 (例如，使用如由 BlUet00th Special lnterest 〜。up，Ine， ^丨levUe，WA所頒布之Bluet〇〇thTM協定之版本）。圖’9展示 諸如經安裝以供在使用者之耳朵65上使用之頭戴式耳機w 之不同操作組態範圍66的圖解。頭戴式耳機63包括主要 (例如，端射）及次要（例如，橫向）麥克風陣列67，該陣列 可在使用期間相對於使用者之口 64而不同地定向。 為了在描述中避免不當之複雜性，本文中在裝置A2〇〇之 ® 兩頻道及/或兩濾波器實施例的情形中描述所揭示組態之 一些特徵，但仍然應理解，在此實施例之情形中所描述之 任何特徵皆可通用化至Μ頻道及濾波器實施例，且明 確地預料及揭示此通用化。 圖10展示裝置A200之兩頻道（例如，立體聲）實施例A21〇 的方塊圖。裝置A2 10包括濾波器組1 〇〇之實施例丨2〇，濾波 器組120包括η個空間分離濾波器F14-1至F14-n。此等空間 分離濾波器中之每一者為濾波器FWq至F1〇 n中之一相應 Ο 濾波器的兩頻道實施例，其經配置以對兩個輸入頻道S10_ 1及S10_2進行濾波以在兩個經濾波頻道（例如，語音頻道 及雜訊頻道）上產生相應經空間處理信號。濾波器F14-1至 F14 η中之每一者經組態以分離輸入信號s丨〇之指向所要聲 曰匀量與k號之一或多個雜訊分量。在圖10之實例中，濾 波器F14-1產生包括語音頻道S2〇u及雜訊頻道S2〇21之兩 頻道信號’濾波器F14-2產生包括語音頻道82012及雜訊頻 道S2022之兩頻道信號，等等。裝置a21〇亦包括切換機構 137174.doc -20- 200939210 350之實施例360 ’切換機構36〇經組態以自濾波器fi4-1至 FM-η中之每一者接收兩個經濾波頻道、判定此等濾波器 中之哪一者當前最好地分離輸入信號S10之所要分量與雜 訊分量’且產生兩個輸出頻道S4〇_i及S40-2之選定集合。 圖11展示裝置A210之特定實施例A220，特定實施例 A220包括渡波器組12〇之兩濾波器實施例13〇。濾波器FU-1及F14-2可如本文中所描述而進行訓練及/或設計。濾波器 組130亦可經實施，使得濾波器1?14_1與1?14_2具有彼此大 © 體上相同但以不同次序之係數值》(在此情形中，術語"大 體上”指示在1%、5%或1〇%之誤差内。）在一此實例中，濾 波器F14-1與F14-2具有彼此大體上相同 但以不同次序之係 數值。（在一特定實例中，濾波器F14-1具有V個係數值〜至 av之向量，且濾波器F14_2具有以逆序、至㈨之大體上相同 值之ντο素向量。）在另一此實例中，濾波器FM — 丨具有v行 係數值A〗至Av(每一行表示對輸入頻道中之一各別輸入頻 道的濾波操作）之矩陣，且濾波器F14_2具有乂行矩陣其 © 4有以不同次序之大體上相同行。(在一特定實例中，濾 波器F14-1之係數值矩陣圍繞中心垂直轴線而經翻轉以獲 得遽波器F14-2之係數值矩陣）。在此等狀況下，可預期濾 波器F14_mF14_2具有不同(例如，大約互補)空間分離： 能舉例而έ，一渡波器可在所要聲音源處於諸如圖$中 之區域Α1的區域中時執行所要聲音至相應語音頻道之較好 分離，而另-濾波器可在所要聲音源處於諸如圖5中之區 域Α2的相反區域中時執行所要聲音至相應語音頻道之較好 137174.doc 21 200939210 分離。或者，濾波器組130可經實施，使得濾波器F14_1與 F14-2在結構上相似，其中濾波器F14-2之係數值中之每一 者大體上等於濾波器F14-1之相應係數值的加法逆元素（亦 即’具有相同量值及相反方向，以在1 %、5%或1 〇%之誤 差内）。 手機或頭戴式耳機之典型使用僅涉及一所要聲音源：使 用者之口。在此狀沉下，僅包括兩頻道空間分離濾波器之 漉波器組120之實施例的使用可能為適當的。亦明確地預

❹ 料及揭示在用於音訊及/或視訊會議之通信器件中包括裝 置A200之實施例。對於用於音訊及/或視訊會議之器件而 言，器件之典型使用可涉及多個所要聲音源（例如，各個 參與者之口）。在此狀況下，包括R頻道空間分離濾波器 (其中R大於二）之濾波器組100之實施例的使用可能為更適 當的。通常，可能需要使濾波器組1〇〇之空間分離濾波器 具有用於每一指向聲音源之至少一頻道及用於漫射雜訊之 一頻道。在一些狀況下，亦可能需要提供用於任何指向干 擾源中之每一者的額外頻道。 圖12展不包括狀態估計器4〇〇及轉變控制模組5〇〇之切換 機構3 5 0之實施例3 5 2的方塊圖。回應於來自狀態估計器 400之經估計定向狀態指示（或”經估計狀態，轉變控 制模組500經組態以自經濾波頻道至S2〇in· S20rnn之n個集合當中進行選擇 以產生Μ個輸出頻道S40-1 至S40-m之集合。 的方塊圖，特定 圖13展示切換機構352之特定實施例362 實施例362包括狀態估計器4〇〇之實施例 137174.doc -22- 200939210 401及轉變控制模組500之實施例501，其中Μ之值等於 狀態估計器400可經實施以基於以下各項來計算經估計 狀態指示S50: —或多個輸入頻道si〇-i至si〇-m、一或多 個經濾波頻道S2011至S20mn，或輸入頻道與經濾波頻道 之組合。圖14A展示經配置以接收η個語音頻道S2011至

S201n及η個雜訊頻道S202a至S202n之狀態估計器401的實 施例402。在一實例中，狀態估計器4〇2經組態以根據表達 式max[邮(對於1 y “）來計算經估計狀態指示S5〇， 其中五(\)指示語音頻道S2〇li之能量，且£(乂）指示雜訊頻 道S2021之能量。在另一實例中，狀態估計器4〇2經組態以 根據表達式]來計算經估計狀態指示S5〇， 其中，指示與濾波器F丨〇_丨相關聯之優選常數。可能需要組 態狀態估計器400以回應於通信器件之操作組態及/或操作 模式之改變而向一或多個優選常數G中之每一者指派不同 值。 狀態估計器4〇2可經組態以計算能量值石队）及五㈧）之每 -例項作為由相應頻道所載運之信號之連續樣本區塊（亦 被稱為"訊框"）的平方樣本值之和。典型訊框長度在約五或 十毫秒至約四十或五十毫秒之範_，且訊框可為重疊的 或非重疊的°如藉由—操作而處理之訊框亦可為如藉由不 同，作而處理之較大訊框的片段（亦即，"子訊框"）。在一 特疋實例中’由經濾、波頻道S2GU至請以所載運之信號分 為1〇毫秒非重疊訊框之序列，且狀態估計器402經組態以 I37174.doc -23· 200939210 針對經濾波頻道S2011及S2012中之每一者之每一訊框而計 算能量值五(&)之例項，且針對經濾波頻道S2021及S2022中 之每一者之每一訊框而計算能量值五(7\g之例項。狀態估計 器402之另一實例經組態以根據表達式mh^ATdAg)(或 ((5"’，^’)) + <：：’）(對於1^”）來計算經估計狀態指示850，其 中corr(A，B)指示A與B之相關。在此狀況下，可在如上文 所描述之相應訊框上計算相關之每一例項。 圖14B展示經配置以接收η個輸入頻道810_1至81〇_111及11 ❹ 個雜訊頻道S2021至S202n之狀態估計器401的實施例404。 在一實例中，狀態估計器404經組態以根據表達式 _网心)-即(或酿叹)一职) + c])(對於⑻“且⑸叫來 計算經估計狀態指示S50，其中研/;)指示輸入頻道§1〇^之 能量。在另一實例中，狀態估計器4〇4經組態以根據表達 式max[則-取,)](或_[即)_，)$])(對於匕·㈤來計算經 估計狀態指示S50，其中E⑴指示輸入頻 中之選定輸入頻道I的能量。在此狀沉下，頻道u可能載 ©冑所要語音信號之輸人頻道。可基於器件内之相應麥克風 之實體位置來選擇頻道〖。或者，可基於輸入頻道中之兩 者或兩者以上（可能全部）之信雜比的比較來選擇頻道卜 圖14C展示經配置以接收n個語音頻道S2〇i丨至s2〇in之狀 態估計器401的實施例偏。狀態估計器偏經組態以選擇 :應於具有語音量測(例如，語音特性量測)之最高值之語 玲頻道的狀態。在一實 >(歹丨丨φ，仙台巨y丄 中狀U古汁器406經組態以基 於語音頻道SWS20ln之相對自相關特性來計算經估計 137174.doc •24- 200939210 狀態指示S50。在此狀況下’當前正載運在預期人類間距 滯後值範圍内具有自相關峰值之信號的頻道可能優於當前 正載運僅在零滯後處具有自相關峰值之信號的頻道。在另 一實例中，狀態估計器406經組態以基於語音頻道s2〇 11至 S201n之相對峰度（例如，四階矩）特性來計算經估計狀態 才a示S50。在此狀況下，當則正載運具有較高峰度之信號 (亦即’為更非高斯的）頻道可能優於當前正載運具有較低 峰度之信號（亦即，為更高斯的）的頻道。 ❹ 圖MD展示經配置以接收n個輸入頻道si(M至S10_m之 狀態估計器401的實施例408。在此狀況下，濾波器集合 F10-1至FlO-η中之每一者與到達時間差（TC)〇A)值之不同範 圍相關聯。狀態估計器408經組態以估計輸入頻道當中之 TDOA(例如’使用基於輸入頻道之相關、輸入/輸出相關 及/或相對延遲輸入和及差之方法），且選擇對應於關聯濾 波器集合之狀態。可能需要在基於輸入信號之和及差量測 來計算延遲估計之前執行輸入頻道之低通濾波，因為此濾 © 波可有助於使延遲估計有規則及/或穩定《狀態估計器408 與狀態估計器400之其他實施例相比可能較不依賴於麥克 風增益之精確校準及/或對於校準誤差為更強健的。 可能需要組態狀態估計器4〇〇以在使用其輸入參數值來 執行經估計狀態計算（例如，如上文所描述）之前使其輸入 參數值平滑。在一特定實例中，狀態估計器4〇2經組態以 汁算語音頻道S2011至S2〇 1 n及雜訊頻道S2021至S202n中之 每一者之能量’且接著根據諸如瓦= 之線性表達 137174.doc •25- 200939210 式而使此等能量平滑，其中&表示當前經平滑能量值，五 表丁先前絰平,月能量值，五"表示當前經計算能量值，且。 表示值在零（非平滑）與諸如Q9之小於—之值（針對最大平 ’月）之間可為固定或調適性的平滑因數。在此實例中，將 &平滑應用至經計算能量值以獲得值购及卿。在其他 實例中，可將此線性平滑（及/或非線性平滑操作）應用至如 參看圖14A至圖14D所描述之經計算能量值以獲得值 购、·、則及叫）中之一或多者。或者及/或另外， 〇 可能需要選擇及/或預調節經提供至狀態估計器伽之信號 (例如，如載運於語音、雜訊及/或輸入頻道上）中之一或多 者，因為此預處理可有助於在高聲干擾源存在的情況下避 免錯誤之狀態估計。 圖15展示包括切換機構370之實施例372之裝置A22〇之實 施例A222的實例，實施例372具有（A)經組態以處理來自兩 個濾波器之頻道的狀態估計器402之實施例412，及（B)轉 變控制模組5 01之相應實施例51 〇。圖16展示狀態估計器 ® 412之實施例414的實例。在此實例中，分離量測計算器 550a計算信號S2011與S2021之間的能量差，分離量測計算 器550b計算信號S2012與S2022之間的能量差，且比較器 560比較結果以指示對應於在頻道之間產生最大分離（例 如，最大能量差）之濾波器的定向狀態。在計算各別能量 差時’分離量測計算器550a及550b中之任一者（或兩者）可 經組態以根據諸如如上文所描述之A = 〇£〃 + (1 -句五”的表達 式而隨時間使經計算差平滑。比較器560亦可經組態以在 I37174.doc -26· 200939210 比較能量差之前將如上文所描述之相應濾波器優選常數添 加至能量差中之一者或兩者。此等原理可延伸至狀態估計 器402之其他實施例（例如，對於大於二之]^值），且可以類 似方式來實施狀態估計器4〇4及4〇6。亦應注意，狀態估計 器4〇〇可經組態以基於參看實施例4〇2、4〇4、406及408所 描述之技術當中的兩者或兩者以上之組合來產生經估計狀 態 S50。 對於在期間無輸入頻道含有所要語音分量之時間間隔 ® (例如，在僅雜訊時間間隔期間），可能需要抑制或去能濾 波器輸出之間的切換。舉例而言，可能需要使狀態估計器 400僅在所要聲音分量為活動時更新經估計定向狀態。狀 態估計器400之此實施例可經組態以僅在語音時間間隔期 間且不在通彳5器件之使用者未講話時之時間間隔期間更新 經估計定向狀態。 圖π展示包括話音活動性偵測器（或"VAD") 2〇及切換機構 360之實施例364之裝置A21〇的實施例A2i4。話音活動性 〇 _器難組態以產生狀態指示在輸人頻道S1(M(例如， 對應於主要麥克風MC10之頻道）上是否偵測到語音活動性 之更新控制信號S70,且根據更新控制信號S7〇之狀態來控 制切換機構360切換機構364可經組態，使得在未偵測^ 語音時之時間間隔（例如，訊框）期間抑制經估計狀態“Ο 之更新。 u 話音活動性偵測器20可經組態以基於諸如以下各項之一 或多個因數而將其輸入信號之訊框分類為語音或雜訊（例 137I74.doc -27- 200939210 如’以控制二進位話音偵測指示信號之狀態）：訊框能 量、信雜比（SNR)、週期性、零點交又速率、語音及/或殘 餘之自相關’及第一反射係數。此分類可包括比較此因數 之值或量值與臨限值，及/或比較此因數之改變之量值與 臨限值。或者或另外，此分類可包括比較一頻帶中之此因 數（諸如’能量）之值或量值或此因數之改變之量值與另一 頻帶中之類似值。話音活動性偵測器2〇通常經組態以產生 更新控制信號S70作為二進位值話音偵測指示信號，但產 ❹

生連續及/或多值信號之組態亦為可能的。 圖18展示包括VAD 20及切換機構372之實施例374之裝 置220之實施例A224的方塊圖。在此實例中，更新控制信 號S70經配置以根據在輸入頻道81〇_丨上是否偵測到語音活 動性來控制狀態估計器412之實施例416(例如，以賦能或 去能經估計狀態S50之值的改變）。圖19展示包括VAD 2〇之 例項2(M及20-2之裝置A210的實施例八216，例項汕一與 20-2可能但不需要為等同的。在裝置八216之狀況下，若在 任一輸入頻道上偵測到語音活動性，則切換機構36〇之實 施例366的狀態估計器經賦能；且否則經去能。 隨著通信器件與使用者之口之間的距離增加，VAD 20 區分語音訊框與非語音訊框之能力可能降低（例如，歸因 於SNR之降低)。然而’如上文所註釋，可能需要控制狀態 估計器400以僅在語音時間間隔期間更新經估計定向狀 態。因此，可能需要使用具有高可靠度之單頻道VAD來實 施彻20(或VAD 2(M及爪2中之一者或兩者）（例如以 137174.doc 28· 200939210 在料情境下提供改良式所要揚聲器_活動性）。舉例 而可能需要實施此偵測器以基於多個準則(例如，能 量零點乂又速率，等等）及/或新近VAD決策之記_執 行話音活動性偵測。在裝置A212之另—實施例中，聊 20之例項20-1及20-2係由產生如上文所註釋可為二進位值 之更新控制信號的雙頻道VAD替換。 ^態估計器_可經組態以使用—個以上特徵來估計通 L盗件之當則定向狀態。舉例而言，狀態估計器彻可經 ❹’组態以使用上文參看圖〗4A至圖】4d所描述之一個以上準 則之”且σ。狀態估計器4〇〇亦可經組態以使用關於通信器 件之田刚狀况之其他資訊，諸如，位置資訊（例如，基於 來自。通化器件之加速計之資訊）、操作組態（例如，如由通 仏器件之狀態或一或多個開關所指示），及/或操作模式（例 如，當則選擇諸如即按即說、揚聲器電話，或是視訊播放 或°己錄之模式）。舉例而言，狀態估計器400可經組態以使 用私示哪些麥克風當前為活動之資訊（例如，基於當前操 〇 作組態）。 裝置Α20 〇亦可經建構’使得對於通信器件之一些操作組 態或模式而言’假設空間分離濾波器中之相應空間分離濾 波器提供足夠分離，使繼續之狀態估計在該器件處於彼組 態或模式中是不必要的。當選擇視訊顯示模式時，例如， 可能*需要將經估計狀態指示S50約束至特定相應值（例如， 關於使用者正面向視訊螢幕之定向狀態）。由於基於來自 輸入彳s號S1 〇之資訊之狀態估計過程必要地涉及某些延 137174.doc •29- 200939210 遲’所以使用關於通信器件之當前狀態之此資訊可有助於 加速狀態估計過程及/或降低回應於經估計狀態s5〇之改變 (諸如，對一或多個後續處理級之啟動及/或參數改變）的操 作延遲。 通仏器件之些操作組態及/或操作模式可支援尤其廣 泛之使用者器件定向範圍。當用於諸如即按即說或揚聲器 電話模式之操作模式中時，例如，通信器件可固持於距使 用者之口相對較大距離處。在此等定向中之一些中使用 © ♦之口距每一麥克風可為幾乎等距的，且當前定向狀態之 可靠估計可變得更困難。（此定向可對應於（例如）與不同定 向狀態相關聯之區域之間的重叠區域，如圖6C所示〇在 此狀況下，定向之小變化可導致經估計狀態S5〇之不必要 改變。 可旎需要組態狀態估計器4〇〇以抑制不必要改變（例如， 藉由併入有遲滞或慣性）。舉例而言，比較器56〇可經組態 以僅在（A)最大分離量測與（B)對應於當前狀態之分離量測 © 之間的差超過(或者，不小於)臨限值的情況下，更新經估 計狀態指示S50。 圖20展示轉變控制模組5〇〇之實施例52〇的方塊圖。轉變 控制模組520包括Μ個選擇器（例如，解多工器）之集合。對 於，每一選擇器j根據經估計狀態S5〇之值而輸出經 濾波頻道S20jl至S20jn當中之一者作為輸出頻道S4〇_j。 轉變控制模組520之使用可導致輸出信號S4〇自一空間分 離濾波器之輸出至另一空間分離濾波器之輸出的突然轉 137174.doc -30- 200939210 變對於通#器件當前接近兩個或兩個以上定向狀態之間 的空間邊界之情形而言，轉變控制模組520之使用亦可導 致自一濾波器輸出至另一濾波器輸出之頻繁轉變（亦被稱 為抖動）。由於各種濾波器之輸出可大體上不同，所以此 等轉變可能引起輸出信號S40之不良人為結果，諸如，所 要'-胃彳§號之臨時衰減或其他不連續性。可能需要藉由在 自一濾波器輸出至另一濾波器輸出之改變之間應用一延遲 週期（亦被稱為”滯留"）而降低此等人為結果。舉例而言， ® 可能而要組態狀態估計器400以僅當在延遲時間間隔（例 如，五或十個連續訊框）内已一致地指示同一目標狀態時 更新經估計狀態指示S5(^狀態估計器4〇〇之此實施例可經 組態以針對所有狀態轉變而使用同一延遲時間間隔，或根 據特定源及/或潛在目標狀態而使用不同延遲時間間隔。 輸出信號S40之濾波器輸出之間的突然轉變感性上可為 不良的’且可能需要在濾波器輸出之間獲得比由轉變控制 模組520所提供之轉變更平緩的轉變。在此狀況下，可能 © 需要使切換機構350隨時間而自一空間分離濾波器之輸出 平緩地衰退至另一空間分離濾波器之輸出。舉例而言，除 了應用如上文所論述之延遲時間間隔以外或在應用如上文 所論述之延遲時間間隔的替代例中，切換機構35〇可經組 態以在若干訊框（例如，十個20毫秒訊框）之合併時間間隔 内執行自一濾波器之輸出至另一濾波器之輸出的線性平 滑。 圖21展示轉變控制模組500之實施例55〇的方塊圖。代替 137174.doc -31 200939210 模組520之解多工器陣列，轉變控制模組55〇包括m個混合 器70a至70m之混合器組7〇〇。轉變控制模組550亦包括經組 態以產生轉變控制信號S60之滞留邏輯600。對於， 每一混合器70j經組態以根據轉變控制信號S60來混合經濾 波頻道S20jl至S20jn以產生相應輸出頻道S40-j。 圖22展示混合器70j之實施例72j的方塊圖（其中。 在此實例中’轉變控制信號S60並行地包括由混合器72j應 用以使各別經濾波頻道S20j 1至S20jn加權之η個值，且求和 〇 器6〇j計算經加權信號之和以產生輸出頻道S40-j。 圖23展示包括混合器組7〇〇之兩頻道實施例71〇之轉變控 制模組5 5 0之實施例5 5 5的方塊圖。在一此實例中，滯留邏 輯600之2頻道實施例61 〇經組態以計算在預定數目之訊框 (亦即，合併時間間隔）内自零至一變化之加權因數ω，且 輸出ω及（l-ω)之值（以由經估計狀態S5〇所判定之次序）作為 轉變控制信號60。混合器組71〇之混合器74a及74b各自經 組態以根據諸如下式之表達式來應用此等加權因數： 〇 ，其中Fn指示混合器正轉變至之經濾波頻 道’且Fc指示混合器正轉變自之經濾波頻道。 可能需要組態滯留邏輯600以針對經估計狀態S5〇之不同 轉變而應用不同延遲及/或合併時間間隔。舉例而言，經 估計狀態S50之一些轉變與其他轉變相比實務上可能較不 可能發生。相對較不可能之狀態轉變之一實例為指示使用 者已完全回轉手機之轉變（亦即，自主要麥克風面向使用 者之口的定向至主要麥克風面離使用者之口的定向可 137174.doc •32- 200939210 忐需要組態滯留邏輯600以針對較不可能之轉變而使用較 長延遲及/或合併週期。此組態可有助於抑制經估計狀態 指不S50之偽瞬變。亦可能需要組態滯留邏輯6〇〇以根據關 於通信器件之當前及/或先前狀態之其他資訊（諸如，如本 文中所論述之位置資訊、操作組態及/或操作模式）來選擇 延遲及/或合併時間間隔。 圖24展示裝置A21〇之實施例a218的方塊圖。在此實例 中，切換機構360之實施例368經組態以自n對經濾波頻道 〇 以及該對輸入頻道當中進行選擇以產生語音頻道S40-1及 雜訊頻道S40-2。在一實例中，切換機構368經組態成以雙 頻道模式或單頻道模式而操作。在雙頻道模式甲，切換機 構368經組態以自n對經濾波頻道當中進行選擇以產生語音 頻道S40-1及雜訊頻道S4〇_2。在單頻道模式中，切換機構 368經組態以選擇輸入頻道§ 1 〇_丨以產生語音頻道S4〇_ 1。 在單頻道模式之替代實施例中，切換機構368經組態以自 兩個輸入頻道當中進行選擇以產生語音頻道84〇_1。在此 © 狀況下，在兩個輸入頻道當中之選擇可基於一或多個準 則’諸如’最高SNR、最大語音似然性（例如，如由一或多 個統計度量所指示）、通信器件之當前操作組態，及/或判 定所要信號發源自之方向。 圖25展示裝置A220之相關實施例A228的方塊圖，其中 切換機構370之實施例378經組態以接收輸入頻道中之一者 (例如’與主要麥克風相關聯之頻道）且在處於單頻道模式 時輸出此頻道作為語音信號S40-1»切換機構可經組態以 I37174.doc -33· 200939210 在、里估汁疋向狀態不對應於濾波器組中之η個濾波器中的 任者時選擇單頻道模式。對於濾波器組120之兩濾波器 實施例130及如圖5所示之三重可能定向狀態而言，例如， 刀換機構可經組態以在經估計狀態s 5 〇對應於區域A]時選 擇單頻道模式。自設計觀點，單頻道模式可包括尚未發現 (或或者未預期）慮波器組中之渡波器中的任一者產生可靠 空間處理結果的狀況。舉例而言，切換機構可經組態以在 狀態估計器不能可靠地判定空間分離濾波器中之任一者已 〇 將所要聲音分量分離為相應經濾波頻道時選擇單頻道模 式。在一此實例中，比較器560經組態以指示針對分離量 測之間的差不超過最小值之狀況而選擇單頻道模式。 對於濾波器組100之所有濾波器皆係使用同一結構之各 別例項來實施的狀況’可能方便的係使用此結構之另一例 項來實施單頻道模式。圖26展示裝置Α228之此實施例 Α229的方塊圖。在此實例中，濾波器F14-1及F14-2係使用 同一濾波器結構之不同例項來實施，且透通濾波器f14_3 〇 係使用同一結構之經組態以在無任何空間處理之情況下傳 遞輸入頻道S10-1及S10-2的另一例項來實施。舉例而言， 濾波器組100之濾波器通常係使用交又濾波器前饋及/或反 饋結構來實施。在此狀況下，透通濾波器可使用所有交叉 滤波器之係數值皆為零之此結構來實施。在另一實例中， 透通遽波器F14-3經實施以阻斷輸入頻道s 1 0-2，使得僅傳 遞輸入頻道S1 0-1。裝置Α229亦包括切換機構378之實施例 379，其經組態成以與用於其他經濾波頻道S2011、 137174.doc -34- 200939210 2。 §2021及S2022之方式相同的方式而轉變至由透通 I皮器F14-3所產生之頻道及自由透通濾波器Fi4_3所產生 之頻C轉變（例如，基於經估計狀態指示。 ❹

不相關雜訊可使空間處理系統之效能降級。舉例而言， =相關雜訊之放大可在空間處理濾波器中歸因於白色雜訊 發生不相關雜訊對於少於麥克風或感測器中之全 '^的麥克風或感測器（例如，對於麥克風或感測器中之一 f)為特定的，且可包括歸因於風、到擦（例如，使用者之 心甲的到擦）、直接至麥克風中之啤吸或吹氣及/或感測器 或電路雜訊的雜訊。此雜訊傾向於尤其以低頻率顯現。可 能需要實施裝置A200以在傾測到不相關雜訊時關閉或繞過 空間㈣滤波器（例如，以轉至單頻道模式）及/或藉由高通 滤波器而自受影響之輸人頻道移除不相關雜訊。 圖27展示包括不相關雜訊偵測器3〇之裝置A2i〇之實施例 的方塊圖，不相關雜訊偵測器3 〇經組態以在輸入頻 道當中偵測為不相關之雜訊。不相關雜訊偵測器％可根據 2008年8月29日申請之名為”SYSTEMS，meth〇ds，謂〇

APPARATUS for detection of uncorrelated COMPONENT"之美國專利申請案第 12/201,528號中所揭示 之組態中的任-者來實施，料請案據此為了限於不相關 雜訊之偵測及/或對此偵測之回應之揭示的目的而以引用 之方式併入。纟此實例中，裝置A2l〇A包括切換機構⑽ 之實施例368A ’其經組態以在不相關雜訊偵測器3〇指示不 相關雜訊之存在（例如，經由可為二進位值之偵測指示 J37174.doc -35- 200939210 S80)時進入如上文所描 皁頻道模式。作為使用單頻道 模式之替代例（或除了使 早頻道模式以外），裝置Α21 〇Α 可經組態以在輸入頻道中之一 戈多者上使用可調整之高通 /慮波》。來移除不相關雜托，福ρ μ ^ _ . " 使仔僅在頻道中偵測到不相關 雜訊時啟動濾波器。 Ο

在用於話音通信（例如，電話）之收發器應用中，術語，，近 端"用以指示作為音訊而接收(例如，自麥克風)且由通信器 件所傳輸之信號，且術語，，遠端，，用以指示由通信器件所接 收^作為音訊而再現（例如’經由器件之-或多個擴音器） L號可月b需要回應於遠端信號活動性而修改裝置 之實施例的操作。尤其在全雙工揚聲器電話模式期間或在 頭戴式耳機中’例如，如由器件之擴音器所再現之遠端信 號活動性可由器件之麥克風拾取以顯現於輸人信號S10 上’且最終使定向狀態估計器分散。在此狀〉兄下可能需 要在遠端信號活動性之週期期間暫時中止對經估計狀態之 更新。圖28展示在遠端音訊信號S15(例如，如自通信器件 之接收器部分所接收）上包括話音活動性債測器（va d ) 2 〇之 例項70之裝置A224之實施例A224A的方塊圖。對於手機而 言，VAD 70可在全雙工揚聲器電話模式期間及/或在次要 揚聲器SP20為活動時經啟動，且其所產生之更新控制信號 S75可用以控制切換機構以在VAD指示遠端語音活動性時 去能對狀態估計器之輸出的改變。圖28展示切換機構374 之特定實施例374A，其經組態以在VAD 2〇及VAD 7〇中之 至少一者指示語音活動性時暫時中止經估計狀態S5〇之更 137174.doc -36· 200939210 ί於碩戴式耳機而言，VAD 7〇可在正常操作期間經啟 (例如，除非器件之主要揚聲器經消音）。 可鲍需要組態空間分離濾波器FiOq至Fl〇_n中之一或多 、處里具有少於Μ個頻道之信號。舉例而言，可能需要 組態空間分離濾波器中之—或多者（且可能全部）以僅處理 二對：入頻道(甚至對於Μ大於二之狀況而言)。此組態之 一可能原因將為使裝置A2GG之所得實施例容許Μ個麥克風 巾之-或多者的失效。另—可能原因為：在通信器件之一 ©些操作組態中，裝置Α2〇〇可經組態以停用或另外忽視_ 麥克風中之一或多者。 圖29及圖30展示裝置Α2〇〇之兩個實施例，其中Μ等於 三’且濾波器FU-!、F14_uF14_3中之每一者經組態以處 理一對輸入頻道。圖29展示裝置A232之方塊圖，其中濾波 器F14-1、F14-2及F14-3中之每一者經配置以處理三個輸入 頻道SHM、S10_2&sl〇_3之不同對。圖3〇展示裝置Μ” 之方塊圖，其中濾波器F14-1及F14-2經配置以處理輸入頻 © 道S10_l及S10-2，且濾波器Fi4-3經配置以處理輸入頻道 S10-1及S10-3。圖31展示裝置A200之實施例A236的方塊 圖’其中濾波器F14- 1至F 14-6中之每一者經組態以處理一 對輸入頻道。 在裝置Α234中，切換機構360可經組態以針對對應於輸 入頻道S1 0-3之麥克風經消音或為有故障之操作組態而選 擇濾波器F14-1及F14-2當中之一者’且否則選擇滅波器 F14-1及F 14-3當中之一者。對於在裝置Α236中選擇輸入頻 137174.doc -37- 200939210 道㈣-】至SHM之特定對（例如，基 應於與其他輸入頻道相關β ®則钿作組態，或回 言，切換機構360可經组/ ^麥克風之失效）的狀況而 道之滤波nF1W46r僅自對應於接收彼對輸入頻 的兩個狀態當中進行選擇。 在通信器件之某些操作捃彳+ '模式中，在三個或三個以上輪人 頻道當中選擇一對輸入頻、首了石丨 上輸入 、可至〉、部分地基於試探法來執 仃。在如圖2所描繪之習钒

電話槟式中，例如，通常以且 有有限可變性之受約击士 A ❹

又约束方式來固持電話，使得一對輸入頻 道之固定選擇可為充分的。 ^ 从及圖4B所描會之揚然而’在如圖3A及圖3B或圖 團所描繪之揚聲器電話令，許多固持型樣為可能 的’使得-對輸入頻道之動態選擇可能為需要的，以在所 有預期使用定向中獲得足夠分離。 在通信器件之使用壽命期間，麥克風元件中之一或多者 可能變得損壞或可能另外失效。如上文所註釋，可能需要 使裝置容許麥克風巾之—或多者的失效。切換機構 可藉由各自對應於輸入頻道之不同子集之多個狀態估 計方案來組態。舉例而言’可能需要提供針對各種預期故 障情境中之每—者（例如’針對每一可能故障情境）的狀態 估計邏輯。 可能需要實施狀態估計器4〇〇以藉由將指示符函數之值 映射至可能定向狀態集合而產生經估計狀態指示S50。在 裝置A200之兩濾波器實施例A220中，例如，可能需要將 分離量測壓縮成單一指示符且將彼指示符之值映射至可能 &向狀態集合中之相應定向狀態。一此方法包括計算每一 137174.doc -38- 200939210 遽波器之分離量測、借用！）且 J更用兩個量測來評估指千玆3 & β 將龙+忽：35叙位丄Α Τ俗子曰不符函數，及 將指不符函數值映射至可能狀態集合。 可使用任何分離量測，包 ▲八夕八缺I 上文參看圖】4A至圖14D所 响述之刀離量測（例如，能詈 此重差、相關、TDOA)。在一實 例中’濾波器組13 〇之各別处p弓八她、点丄 合列工間分離濾波器F14-l&F14-2 之分離量測Z丨及Z2中的每一去越斗曾*占 ㈣者經汁算為濾波器之輸出之能 量之間的差’其中每一艇；首夕Afc真 . 母頻道之犯量可經計算為在二十毫秒 §凡框上之平方樣本和：ζ 7 11 e'2 ' ，其中 en、

❹ 仏、仏、02分別表示頻道S2011、S2021、82012及32022 在相應訊框上之能量。指示符函數可接著經計算為兩個分 離量測之間的差，例如，Z1_Z2。 在評估指示符函數之前，可能需要根據相㈣波器輸入 頻道中之一或多者來按比例調整每一分離量測。舉例而 β，可能需要根據諸如以下表達式中之一者在相應訊框上 之值之和的因數來按比例調整量測Ζ丨及ζ2申之每一者： W ' k2卜h|+㈣、h+Al、丨邱2丨，其中、X2分別表示輸入頻道 S 10- 1 及 s 1 0-2之值。 可成需要針對分離量測而使用不同按比例調整因數。在 一此實例中，濾波器F1 4-1對應於所要聲音較多地引導於 對應於頻道S10-1之麥克風處的定向狀態，且濾波器F14-2 對應於所要聲音較多地引導於對應於頻道81〇_2之麥克風 處的定向狀態。在此狀況下，可能需要根據基於lx,丨在訊 框上之和的因數來按比例調整分離量測&，且根據基於|χ2| 在訊框上之和的因數來按比例調整分離量測Z2。在此實例 137174.doc -39- 200939210 中，分離量測Z'可根據諸如Z|=£gf之表達式來計算，且 分離量測^可根據諸如4=^1之表達式來計算。

可能需要使按比例調整因數在一方向上比在另一方向上 多地影響分離量測之值。在基於最大差之分離#測的狀況 下，例如，可能需要使按比例調整因數在輸入容量為低時 在不過度地增力口分離量測之值的情況下回應力高輸入頻道 容量而降低分離量測之值。（在基於最小差之分離量測的 狀況下，相反效應可為所要的。）在一此實例中，根據諸 如以下表達式之表達式來計算分離量測2丨及z β2 =max Ζ,=£ν^、，其中

V Is J 且八為臨限值。 圖32A展不將指示符函數值（例如，Ζι_ζ^映射至三個可 能定向狀態之集合的一實例。若值低於第一臨限值丁丨，則 選擇狀態！（對應於第一濾波器卜若值高於第二臨限值 T2 ’則選擇狀態3(對應於第二濾波器）。若值介於臨限值 © 之間貞彳選擇狀態2(不對應於任—濾波^，亦即，單頻道 模式）。在典型狀況下，臨限值丁丨與仞具有相反極性。圖 32B展不此映射之另一實例，其中不同臨限值LA、『IB及 T2A T2B用以視轉變正在進展之方向而控制狀態之間的 轉變此映射可用以降低歸因於定向之小改變的抖動及/ 或降低重疊區域中之不必要的狀態轉變。 如上文所論述之指示符函數方案亦可藉由（例如）以獲得 每一對頻道之選定狀態之方式來處理彼對且接著選擇總鱧 I37I74.doc -40· 200939210 具有最多表 道）實施例。 決之狀態而延伸至裝置Α200之三 頻道（或Μ頻 如上文所註釋，濾波器組130可經實施，使得渡波器 F14-2之係數值矩陣相對㈣波州^丨之相應係數值矩陣 而經翻轉。在，特严狀況下，如上文所論述之指示符函數 值可根據諸如γ之表達式來計算，其中&具有上文所 指示之值。

Ο 圖33Α展示組合裝置Α210與調適性濾波器45〇之裝置 Α200之實施例Α310的方塊圖，調適性漉波器45〇經組態以 執行輸出信號S40之額外空間處理（例如，語音分量與雜訊 分量之進一步分離）以產生另一輸出信號S42。可能需要實 施調適性濾波器450以包括複數個調適性濾波器，使得此 等組件濾波器中之每一者對應於濾波器組12〇中之濾波器 中的一者且根據經估計狀態指示S5〇而為可選擇的。舉例 而β調適性濾波器450之此實施例可包括類似於轉變控 制模組500之選擇或混合機構，其經組態以根據經估計^ 態指示S 5 0而選擇組件滤波器中之一者的輸出作為信號 S42，及/或在合併時間間隔期間混合組件濾波器中之兩者 或兩者以上的輸出以獲得信號S42。 調適性濾波器450(或其組件濾波器中之一或多者或可能 全部）可根據如本文中所描述之—或多個BSS、波束成形及/ 或經組合BSS/波束成形方法或根據適於特定應用之其他方 法來組態。可能需要藉由初始條件集合來組態調適性濾波 器450。舉例而言’可能需要使組件濾波器中之至少一者 137174.doc 41 200939210 具有非零初始狀態。此狀態可藉由將組件濾波器訓練至經 濾波信號上之收斂狀態而計算，該經濾波信號係藉由使用 濾波器組120中之相應濾波器以對訓練信號集合進行濾波 而獲得。在典型生產應用中，組件濾波器之參考例項及渡 波器組120之相應濾波器的參考例項用以產生接著儲存至 調適性濾波器450之組件濾波器的初始狀態（亦即，慮波器 係數之初始值集合）。初始條件之產生亦描述於2008年8月 25 日申請之名為"systEMS，METHODS，AND APPARATUS ❹ F0R SIGNAL SEPARATION"之美國專利申請案第12/197,924 號中的段落[00130]至[00134](以"For a configuration that includes"開始且以"during online operation"結束）處，該等 段落據此為了限於濾波器訓練之揭示的目的而以引用之方 式併入。下文亦更詳細地描述經由訓練而產生濾波器狀 態。 裝置八2〇〇亦可經實施以包括經配置以執行經空間處理信 號之頻譜處理的一或多個級。圖33B展示組合裝置A210與 ® 雜訊降低濾波器460之裝置A200之實施例A320的方塊圖。 雜訊降低濾波器460經組態以將雜訊頻道S40-2上之信號應 用為雜訊參考以降低語音信號S40-1中之雜訊且產生相應 經渡波語音信號S45。雜訊降低濾波器460可實施為維納 (Wlener)遽波器’其濾波器係數值係基於來自經分離頻道 之仏號功率資訊及雜訊功率資訊。在此狀況下，雜訊降低 遽波器460可經組態以基於雜訊參考（或對於輸出頻道S40 具有兩個以上頻道之更一般狀況而言基於一或多個雜訊參 137174.doc -42- 200939210 考）來估計雜訊頻譜。或者，雜訊降低濾波器460可經實施 以基於來自一或多個雜訊參考之頻譜而對語音信號執行頻 譜減去操作。或者，雜訊降低濾波器460可實施為卡爾曼 (Kalman)遽波器’其中雜訊協方差係基於一或多個雜訊參 考。 可能需要組態雜訊降低濾波器460以在僅非語音時間間 隔期間估計諸如頻譜及或協方差之雜訊特性。在此狀泥 下’雜訊降低濾波器460可經組態以包括話音活動性偵測 O (VAD)操作，或使用在裝置或器件内另外所執行之此操作 的結果，以在語音時間間隔期間去能雜訊特性之估計（或 者以僅在僅雜訊時間間隔期間賦能此估計）。圖3 3 展干 包括調適性濾波器450及雜訊降低濾波器46〇兩者之裝置 八310及八320之實施例A33〇的方塊圖。在此狀況下，雜訊 降低濾波器460經配置以將雜訊頻道342_2上之信號應用為 雜訊參考以降低語音信號S42-1中之雜印丨、；方Λ τ乏雜訊以產生經濾波語 音信號S45。

〜叩文肝冰衣直八2〇〇與器件 降低模組之實施例的任何其他雜訊降彼

、丞頻部分内）之間的可能互動。

137174.doc -43· 200939210 雜訊降低模組之預期雜訊輸入位準而可為過度主動的。視 保持於輸出信號S4〇中之雜訊之振幅及/或頻譜簽名而定， 單頻道雜訊降低模組可引入較多失真（例如，快速變化之 殘餘、音樂雜訊）。在此等狀況下，可能需要將一些經濾 波之舒適雜訊添加至輸出信號S40及/或回應於經組合雜訊 降低方案之輸出來調整一或多個參數設定。 Ο

G 單頻道雜訊降低方法通常要求獲取雜訊資料及話音資料 之某經延伸週期以提供用以支援雜訊降低操作之參考資 訊。此獲取週期傾向於在可觀測之雜訊移除中引入延遲。 與此等方法相此處所呈現之多頻道方法可歸因於使用 者之話音與背景雜訊之分離而提供相對瞬時的雜訊降低。 可此而要相對於單頻道雜崎低模組之動態特徵而 :佳化多頻道處理級之主動性設定之應用的時序。 可能需要回應於經估計狀態指示S50之改變而在後續處 魏中執行參數改變。亦可能需要使裝ΪΑ2⑽起始可與特 疋參數改變及/或經估計定向狀態相關聯之 滯留邏輯的改變。舉例而今，可妒愛 σ 了此需要在經估計狀態指示 之改變之後延遲主動後處理級歷時某週期，因為某一 經延伸估計週期可有助於確保狀態估計知識中之足夠信 賴。 0 虽疋向狀態改變時，春箭雜却安土 *刖雜讯參考可能不再適於後續空 間及/或頻譜處理操作， 變期間為h “ 且叮忐需要致使此等級在狀態轉 隻期π為較不主動的。盤如而 力絲㈤ 舉 S，可能需要使切換機構 350在轉變階段期間衰 取田別雜訊頻道輸出。滯留邏輯600 137174.doc •44· 200939210

可經實施以執行此操作。在一此實例中，滯留邏輯600經 組態以偵測當前經估計狀態與先前經估計狀態之間的不一 致性’且回應於此偵測而衰減當前雜訊頻道輸出（例如， 裝置A210之頻道S40-2)。可為平緩或即刻之此衰減可為實 質的（例如，在50%或60%至80%或90%之範圍内之量，諸 如，75%或80%)。至新語音及雜訊頻道中之轉變（例如， 皆以正常容量）亦可如本文中所描述而經執行（例如，參看 轉變控制模組550)。圖34展示在自頻道對S2011及S2012至 頻道對S2021及S2022之轉變期間此衰減方案之一實例的語 音頻道S2011、S2021及雜訊頻道S2012、S2022之隨時間的 相對增益位準。 亦可能需要根據經估計狀態指示S5〇來控制一或多個下 游操作《舉例而言，可能需要根據經估計狀態指示S5〇而 將相應初始條件集合應用至下游調適性濾波器（例如，如 圖33A及圖33C所示）。在此狀況下，可能需要如上文所描 述根據經估計㈣指示S5〇來選擇調適性遽波器州之^ 濾波器’且將、组件濾、波器重設至其初始狀態。纟自一初始 條件集合至另_初始條件集合或自—組件渡波器至另一乡且 件渡波器之轉變期間，可能需要以類似於上文參看滞留邏 輯00所拖述之方式的方式來衰減當前雜訊頻道

如，V a 。在裝置A200之單頻道操作期間，亦可能需要 去此諸如下游調適性^間處理據波器之器件（例如 33A至圖33c所示）的其他空間處理操作。 可遭遇系統雜訊降低效能相對於某些方向之某敏感性 137174.doc •45- 200939210 (例如’歸因於通信器件上之麥克風置放）。可能需要藉由 選擇適於特定應用之麥克風配置及/或藉由㈣雜訊時間 間&之選擇性遮蔽而降低此敏感性。此遮蔽可藉由選擇性 地衰減僅雜訊時間間隔(例如，使用如本文中所描述之 V A D )或藉由添加舒適雜訊㈣能後續單頻道雜訊降低模 組移除殘餘雜訊人為結果來達成。 _ 、

圖35A展示包括回音消除器EC1{)之裝置A細之實施例 A210B的方塊圖，回音消除器EC1()經組態以基於遠端音訊 信號S15來消除來自輸人信號S1Q之回音。在此實例中，回 音消除器沉1〇產i由璩波器組120作為輸入所#收之經消 除回音信號S1〇a。裝置A200亦可經實施以包括回音消除器 EC1〇之經組態以基於遠端音訊信號S15來消除來自輸出信 號S40之回音的例項。在任一狀況下，可能需要在通信器 件於揚聲器電話模式中之操作期間及/或在通信器件於 模式中之操作期間去能回音消除器Ec丨0。 圖B展示口曰消除器EC10之實施例EC12的方塊圖，實 施例EC12包括單頻道回音消除器EC2〇之兩個例項EC2〇a& EC20b。在此實例中，回音消除器EC2〇之每一例項經組態 以處理輸入頻道η、12之集合中的一輸入頻道以產生輸出 頻道〇1、02之集合中的一相應輸出頻道。回音消除器 EC20之各種例項可各自根據當前已知或仍待開發之任何回 音消除技術（例如，最小均方技術）而經組態。舉例而言， 回音消除論述於以上所提及之美國專利申請案第12/197,924 號之 & 落[00139]至[00141](以"An apparatus''開始且以 137174.doc •46- 200939210 B 5 00"結束）處，該專段落據此為了限於回音消除問題之 包括（但不限於）設計、實施及/或與裝置之其他元件之整合 的揭示之目的而以引用之方式併入。 圖3 5C展示回音消除器EC20之實施例EC22的方塊圖，實 施例EC22包括經配置以對遠端信號S丨5進行濾波之濾波器 C E1 0及經配置以組合經濾波遠端信號與經處理之輸入頻道 的加法器CE20。濾波器CE10之濾波器係數值可為固定及/ 或調適性的◎可能需要使用多頻道信號集合來訓練濾波器 〇 CE1 0之參考例項（例如，如下文更詳細地所描述），多頻道 "ίβ號係在通k器件再現遠端音訊信號時由通信器件之參考 例項記錄。 可能需要使裝置A210B之實施例駐留於通信器件内，使 得器件之其他元件（例如，行動台數據機（MSM)晶片或晶 片組之基頻部分）經配置以對輸出信號S4〇執行另外音訊處 理操作。在設計待包括於裝置A2〇〇之實施例中之回音消除 器時，可能需要考慮此回音消除器與通信器件之任何其他 ® 回音消除器（例如，MSM晶片或晶片組之回音消除模組）之 間的可能協同效應。 圖3 6展示在设計及使用包括如本文中所描述之裝置A200 之實施例（或如下文所描述之裝置A1〇〇)的器件期間可能遵 循之程序的流程圖。在設計階段，訓練資料用以判定固定 濾波器集合（例如，濾波器組100之濾波器的濾波器係數 值），且相應使用者手機狀態經特徵化以賦能當前定向狀 〜、之線上估„十（例如，藉由如本文中所描述之切換機構）及 137174.doc •47· 200939210 適於當前情形之固定濾波器集合之選擇。訓練資料為使用 通信器件之參考例項（例如，手機或頭戴式耳機）而在各種 使用者器件聲學情境下所記錄之吵雜語音樣本集合。在此 記錄（其可在無回音腔室中執行）之前，可能需要執行校準 以確保參考器件之Μ個麥克風之增益的比率（其可隨著頻率 而變化）係在所要範圍内。-旦已使用參考器件而判定固 定據波器集合’便可將固定濾波器集合複製至通信器件之 包括如本文中所描述之裝置之實施例的生產例項中。 ° 圖37展示設計方法觀之流㈣，設計方法ΜΗ)可用以 獲得特徵化濾波器組100之空間分離濾波器中之一或多者 的係數值。方法mo包括記錄多頻道訓練信號集合之任務 τιο及將訓練信號集合分為子集之任務τ2()。方法购亦包 括任務T30及τ40β對於子集中之每—者，任務T3〇將相應 空間分離滤波器訓練至收斂。任務Τ40評估經訓練慮波器 之分離效能。任務Τ20、Τ30及Τ40通常使用個人電腦或工 #站而在通信器件外部執行。方法Μ10之任務中之一或多 者可經反覆，直至在任務Τ40中獲得可接受結果為止。方 法Μ10之各種任務在下文進行更詳細地論述，且此等任務 之額外描述在2008年8月2S日申請之名為"systems， methods, and apparatus for signal separation- 的美國專利申請案第^97,924號中找到，該文獻據此為 了限於空間分離濾波器之設計、訓練及/或評估之目的以 引用之方式併入。 任務ΤΙ 〇使用至少尺個麥克風之陣列來記錄κ頻道訓練信 137174.doc -48· 200939210 藏集合，甘1 者…1 少等於Μ之整數。訓練信號中之每- . |及雜訊分量兩者，且在p個情境中之-者 下5己錄母一訓練信 之扛等於一，但通常為大於一 不同空間特徵Γ你丨‘ 母耆了 〇含 不同手機或職式耳機定向）及/或不 隹X 了能具有不冋性質之聲音源的俘獲）。 集合包括各自在Ρ個情境中之不同情境下所記錄 ❹ ❹ 之至少ρ個訓練信號，但此集合通常將包括針對每一情境 之多個訓練信號。 頻道訓練k號集合中之每一訓練信號係基於由Κ個麥 以之陣列回應於至少一資訊源及至少一干擾源而產生的 4 °可能需要（例如）使訓練信號中之每一者為語音在吵 雜環境中之記m個頻道中之每—者係基於〖個麥克風 中之相應麥克風的輸出。麥克風信號通常經取樣、可經 預處理（例如’針對回音消除、雜訊降低、頻譜成形等等 而經滤波），且可甚至經預分離（例如，藉由如本文中所描 述之另I間分離據波器或調適性據波器）。對於諸如語 音之聲學應用而言’典型取樣速率在自8册至16 kHZ之 範圍内。 有可能使用含有如本文中所描述之裝置A2G0之其他元件 的相同通信器件來執行任務Ti〇。然而，更通常而言，任 務TH)將使用通信器件之參考例項（例如，手機或頭戴式耳 機)來執行。藉由方法而產生之所得經收徵遽波器解答 集合將接著在生產鮮1載人至相^類㈣信器件之其他 I37174.doc -49· 200939210 例項中（例如，載入至每-此生產例項之快閃記憶體中）。 ❹ ❹ 在此狀況下，通信器件之參考例項（”參考器件，，）包括κ 個麥克風之陣列。可能需要使參考器件之麥克風具有與通 信器件之生產例項（"生產器件"）之聲學回應相同的聲學回 應。舉例而言，可能需要使參考器件之麥克風為與生產器 件之麥克風模型相同的模型’且以與生產器件之麥克風相 同的方式且在與生產器件之麥克風相同的位置中進行安 裝。此外，可能需要使參考器件另外具有與生產器件之聲 學特性相同的聲學特性。可能甚至需要使參考器件在聲學 方面與生產器件彼此等同。舉例而言，可能需要使參考器 件為與生產器件相同的器件模型。然而，在實際生產環境 中，參考器件可為在-或多個微小（亦即，在聲學方 重要）態樣中不同於生產器件之預生 紐IT心頂生產版本。在典型狀況 下，參考器件僅用於記錄訓練信號，使得可能沒有必要使 參考器件自身包括裝置A200之元件。 相同之K個麥克風可用以記錄所有訓練信號。或者，可 能需要使用以記錄訓練信號中之一者之〖個麥克風的集合 不同於（在麥克風之—或多者中）用以記錄訓練信號中之另 一者之κ個麥克風的集合。舉例而言，可能需要使用麥克 風陣列之不同例項/塞 J項以便產生對於麥克風當中之某程度之 變化為強健的複數個渡波器係數值。在一此狀況下κ頻 道訓練信號之集合包括❹參考器件之至少兩個不 所記錄的信號。 P個 一者包括至少一資訊源及至少一干擾 I37174.doc -50- 200939210 源通常，每一資訊源為再現語音信號或音樂信 器’且每-干擾源為再現干擾聲學信號(諸如，來：：曰丨 預期環境之另-語音信號或周圍背景聲音）或雜訊信號^ 擴s器。可能使用之各種擴音器類型包括電動（例如j立 圈）揚聲器、壓電揚聲器、靜電揚聲器、帶式揚聲器 面磁性揚聲器，等等。在一情境或應用中充當資訊源之源 可在不同情境或應用中充當干擾源。在p個情境中之每一 者下屺錄來自K個麥克風之輸入資料可使用κ頻道磁帶記 〇錄器、具有κ頻道聲音記錄或俘獲能力之電腦或能夠同時 俘獲或另外記錄κ個麥克風之輸出的另一器件來執行(例 如’在約為取樣解析度内）。 聲學無回音腔室可用於記錄Κ頻道訓練信號集合。圖38 展示經組態以用於記錄訓練資料之聲學無回音腔室的實 例。在此實例中，頭部及軀幹模擬器（HATS，如由Bruel & Kjaer，Naerum，Denmark所製造）定位於向内聚焦式干擾源 陣列（亦即，四個擴音器）内。HATS頭部在聲學方面類似於 〇 «表性人類頭部，且在口中包括用於再現語音信號之擴音 器。干擾源陣列可經驅動以建立如圖所示封閉HATS之漫 射雜訊場。在一此實射，擴音器陣列經組態以在HATS 耳朵參考點或口參考點處播放處於75至78 dB之聲壓位準 的雜訊信號。在其他狀況下，一或多個此等干擾源可經驅 動以建立具有不同空間分布之雜訊場（例如，指向雜訊 場）。 可能使用之雜訊信號類型包括白色雜訊、粉色雜訊、灰 137174.doc -51 · 200939210 色雜訊及Hoth雜訊（例如，如由Institute of Electrical and

Electronics Engineers (IEEE)，Piscataway，NJ所頒布之 IEEE 標準 269-2001 的"Draft Standard Methods for Measuring

Transmission Performance of Analog and Digital Telephone

Sets，Handsets and Headsets"中所描述可能使用之其他 雜訊信號類型包括褐色雜訊、藍色雜訊及紫色雜訊。 P個情境在至少一空間及/或頻譜特徵方面彼此不同。源 Ο 及麥克風之空間組態可以至少以下方式中之任何一或多者 而自一情境至另一情境變化：源相對於其他源之置放及/ 或定向、麥克風相對於其他麥克風之置放及/或定向、源 相對於麥克風之置放及/或定向，及麥克風相對於源之置 放及/或疋向。P個情境當中之至少兩者可對應於以不同空 間組態所配置之麥克風及源集合，使得集合當中之麥克風 或源中的至少_者在—情境下具有*同於其在另—情境下 置或定向的位置或定向。舉例而言，Ρ個情境當中之 :少兩者可關於攜帶型通信器件(諸如，具有Κ個麥克風之 陣列的手機哎瓸拼4, π W 兄凤之 Γ 對於諸如使用者之訊 括硬體約^如；？至另—情境不同之空間特徵可包 中使用型樣(例如，血二風在器件上之位置)、器件之計劃 同麥克風位置及//、t預期使用者持姿態），及/或不 風當中之不同=(例如，啟動三個或三個以上麥克 項：至少一源：另一情境變化之頻譜特徵包括至少以下各 ’、5唬之頻譜内容(例如，來自不同話音之笋 137174.doc -52- 200939210 g、不同顏色之雜訊）’及麥克風中之一或多者的頻率回 應。在如上文所提之-特定實例中，情境中之至少兩者相 對於麥克風中之至少-者不同（換言之，在一情境下所使 用之麥克風中的至少一者在另一情境下係由另一麥克風替 換或根本不使用）。此變化可能為需要的’以支援在頻率 之預期改變範圍及/或麥克風之相位回應上為強健的及/或 對於麥克風之失效為強健的解答。 在另-特定實例中’情境中之至少兩者包括背景雜訊且 © 相對於背景雜訊之簽名（亦即，雜訊在頻率及/或時間上之 統計）而不同。在此狀況下，干擾源可經組態以在p個情境 令之一者下發射一顏色（例如，白色、粉色或H〇th)或類型 (例如，街道雜訊、串音雜訊或汽車雜訊之再現）之雜訊， 且在P個情境中之另一者下發射另一顏色或類型之雜訊（例 如，在一情境下為串音雜訊，且在另一情境下為衔道及/ 或汽車雜訊）。 P個If境中之至少兩者可包括產生具有大體上不同頻譜 ° 内容之信號的資訊源。在語音應用中，例如，兩個不同情 境下之資訊信號可為諸如具有平均間距（亦即，在情境之 長度上）之兩個話音的不同話音，該等平均間距彼此相差 不小於10%、20%、30〇/〇或甚至50%。可自一情境至另一情 境變化之另一特徵為源相對於其他源之輸出振幅的輸出振 幅。可自一情境至另一情境變化之另一特徵為麥克風相對 於其他麥克風之增益敏感性的增益敏感性。 如下文所描述，K頻道訓練信號集合用於任務T3〇中以 137174.doc •53- 200939210 獲得經收斂據波器作赵 盜係數值集合。訓練信號中之每一者之持 =f pi可基於訓練操作之預期收斂速率來選擇。舉例而 口 ’可此需要針對每一訓練信號而選擇一持續時間，該持 續時間為足夠長以准許朝向收斂之顯著進展，但足夠短以 允許其他訓練6號亦A體上有助於經錢解答。在典型應 用中訓練彳5號中之每__者持續自約〇.5秒或—秒至約五 秒或十秒。對於典型訓練操作而言，訓練信號之複本以隨 ❹ ❹ 機-人序串聯以獲得待用於訓練之聲音檔案。訓練檔案之典 型長度包括 10、30、45、60、75、90、1〇〇及 120秒。 在近場情境下（例如’當通信器件靠近於使用者之口而 固持時），不同於遠場情境下（例如，當器件遠離於使用者 之口而固持時）之振幅及延遲關係的振幅及延遲關係可存 在於麥克風輸出之間。可能需要使P個情境之範圍包括近 場情境及遠場情境兩者。如下文所註釋，任務T30可經組 態以使用來自近場情境及遠場情境之訓練信號來訓練不同 濾波器。 對於Ρ個聲學情境中之每一者而言，資訊信號可藉由以 下操作而提供至κ個麥克風：自使用者之口再現人工語音 (如1993年3月Geneva, CH國際電信聯盟之ITU-T推薦Ρ. 50中 所描述）及/或發出諸如Harvard Sentence中之一或多者之標 準化"司彙的話音（如 1969 年 IEEE Recommended Practices for Speech Quality Measurements in IEEE Transactions on

Audio and Electroacoustics 第 17 卷第 227 至 246 頁中所描 述）。在一此實例中’自HATS之口擴音器以89 dB之聲壓位 137174.doc -54- 200939210

兄凤之回應變化為強健的經收斂解答）。 果&中，κ個麥克風為用於無線通信之攜 蜂巢式電話手機）的麥克風。圖1A及圖1B 菌不同組態，且圖2至圖4B展示此等組態 <態。兩個或兩個以上此等定向狀態可用 同者下。舉例而言，可能雪盘估κ相

於P個情境中之不同者下。 ’可能需要使K頻道訓 練信號中之一者基於由處於此等兩個定向中之一者之麥克 風所產生的信號，且使κ頻道訓練信號中之另一者基於由 處於此等兩個定向中之另—者之麥克風所產生的信號。 亦有可能針對器件之不同操作組態中之每一者而執行方 法Μ10之單獨例項（例如，以獲得每一組態之單獨經收斂濾 波器狀態集合）。在此狀況下，裝置Α2〇〇可經組態以在執 行時間在各種經收斂濾波器狀態集合當中（亦即，在濾波 器組1〇0之不同例項當中）進行選擇。舉例而言，裝置Α200 可經組態以選擇對應於開關之指示器件為打開還是閉合之 狀態的濾波器狀態集合。 在另一特定應用集合中，Κ個麥克風為有線或無線耳機 或其他頭戴式耳機之麥克風。圖9展示如本文中所描述之 此頭戴式耳機的一實例63。此頭戴式耳機之訓練情境可包 括如參看以上手機應用所描述之資訊源及/或干擾源的任 137174.doc -55- 200939210 何組合。可藉由P個訓練情境中之不同者而模型化之另一 差為傳感器軸線相對於耳朵之變化角度，如在圖9中由頭 戴式耳機安裝可變性66所指示。此變化實務上可自一使用 者至另一使用者發生。此變化相對於同一使用者在磨損器 件之單一週期上可相等。應理解，此變化可藉由改變自傳 感器陣列至使用者之口之方向及距離而不利地影響信號分 離效能。在此狀況下，可能需要使複數個κ頻道訓練信號 中之一者基於頭戴式耳機以處於或接近預期安裝角度範圍 © 之一極值的角度而安裝於耳朵65中的情境，且使Κ頻道訓 練仏號中之另一者基於頭戴式耳機以處於或接近預期安裝 角度範圍之另一極值的角度而安裝於耳朵65中的情境。ρ 個情境中之其他情境可包括對應於為此等極值之間的中間 值之角度的一或多個定向。 在另一應用集合中，Κ個麥克風為提供於免持汽車套組 中之麥克風。圖39展示此通信器件83之一實例，其中擴音 器85橫向地安置至麥克風陣列84。此器件之卩個聲學情境 可G括如參看以上手機應用所描述之資訊源及/或干擾源 的4何組β舉例而s，如圖所示，ρ個情境中之兩者 或兩者以上可在所要揚聲器相對於麥克風陣列之置放方面 不同p個情境t之—或多者亦可包括自擴音器85再現干 擾信號。不同情境可包括自擴音器85所再現之干擾信號， 諸如，在時間及/或頻率方面具有不同簽名（例如，大體上 不同間距頻率）之音樂及/或話音。在此狀況下，可能需要 使方法Ml 0產生分離干擾信號與所要語音信號之至少一濾 137174.doc -56- 200939210 波器狀態。p個情境中之一或多者亦可包括干擾，諸如， 如上文所描述之漫射或指向雜訊場。 在另應用集。中，K個麥克風為提供於筆、尖筆或立 他緣圖器件中之麥克風。圖41展示此器件79之一實例^ 中麥克風80相對於自尖端到達且由尖端與緣圖表面81之間 的接觸所引起之到擦雜訊82而以端射組態進行安置。此通 信器件之P個情境可句、，，+ 兄』L括如參看以上應用所描述之資訊源

G ❹ 及/或干擾源的任何組合。另外或在替代射，不同情境 可包括越過不同表面而拖，器件79之尖端以引出刮擦雜訊 82之不同例項（例如，纟時間及/或頻率方面具有不同簽 名）。與如上文所論述之手機或頭戴式耳機應用相比，可 能需要在此應用中使方法㈣產生分離干擾源（亦即，到擦 雜訊）而非資訊源（亦即，使用者之話音）之據波器狀態集 合。在此狀況下，經分離干擾可在稍後處理級中自所要信 號移除（例如，應用為如本文中所描述之雜訊參考卜 ^ 藉由方法Μ10而產生之經收斂濾波器解答集合的空間分 離特性⑽如，各種波束型樣之㈣及定向）可能對於在任 務丁1〇中用以獲取訓練信號之麥克風的相對特性為敏 的。可能需要在使用器#來記錄訓練信i集合之前至少校 準參考器件之K個麥克風相對於彼此的增益。亦可能需要 在生產期間及/或之後至少校準每一生產器件之麥克風相 對於彼此的增益。 即使個別麥克風元件在聲學方面經良好地特徵化，在諸 如元件安裝至通信器件採用之方式及聲學埠之品質之因素 137174.doc 57· 200939210 方面的差異可導致類似麥克風元件在實際使用中具有顯著 不同之頻率及增益回應型樣。因此，可能需要在麥克風陣 歹J已女裝於通>15器件中之後，執行麥克風陣列之此校準。 麥克風陣列之校準可在特殊雜訊場内執行，其中通信器 件、特火方式又向於彼雜訊場内。圖42展示兩麥克風手機 之實例，兩麥克風手機係置放於兩點源雜訊場中，使得兩 個麥克風（其中之每一者可為全向或單向的）皆同等地曝露 至同一SPL位準。可用以執行生產器件（例如，手機）之工 © 廠校準之其他校準外殼及程序的實例描述於2〇〇8年6月邛 曰申請之名為"SYSTEMS，METHODS，AND APPARATUS FOR CALIBRATION OF MULTI-MICROPHONE DEVICES" 的美國專利_請案第61/G77，144號中，該文獻據此為了限 於多重麥克風器件之校準的目的而以引用之方式併入。使 參考器件之麥克風之頻率回應與增益匹配可有助於在生產 期間校正聲學空穴及/或麥克風敏感性之波動，且亦可能 需要校準每一生產器件之麥克風。 〇 可能需要確保生產器件之麥克風與參考器件之麥克風使 用同一程序而經適當地校準。或者，可在生產期間使用不 同聲學校準程序。舉例而言，可能需要使用實驗室程序而 在房間大小之無回音腔室中校準參考器件，且在工廠地板 上在攜帶型腔室（例如，如上文所併入之美國專利申請案 第61/077,144號中所描述）中校準每一生產器件。對於在生 產期間執行聲學校準程序為不可行之狀況，可能需要組態 生產器件以執行自動增益匹配程序。此程序之實例描述於 137174.doc •58- 200939210 2008 年6月 2 日申請之名為，，SYSTEM aND METH〇d F〇R AUTOMATIC GAIN MATCHING OF A PAIR OF MICROPHONES" 的美國專利申請案第61/058,132號中，該文獻據此以限於 麥克風校準之技術及/或實施之描述的目的，以引用之方 式併入。 生產器件之麥克風之特性可隨時間而漂移。或者或另 外，此器件之陣列組態可隨時間而機械地改變。因此，可 能需要在通信器件内包括一校準常式，該校準常式經組態 〇 以在服務期間週期性地或在某其他事件（例如，使用者選 擇）後，便使一或多個麥克風頻率性質及/或敏感性（例如， 麥克風增益之間的比率）匹配。此程序之實例描述於如上 文所併入之美國臨時專利申請案第61/058，132號中。 p個情境中之-或多者可包括驅動通信器件之一或多個 擴音器（例如，藉由人工語音及/或發出標準化詞彙之話音） 以提供指向干擾源。包括一或多個此等情境可有助於支援 ㈣經收«波n解答對於來自遠料訊信狀干擾的強 健性。在此狀況下’可能需要使參考器件之擴音器為與生 產器件之擴音器模型相同的模型，且以與生產器件之擴音 器相同的方式且在與生產器件之擴音器相同的位置中進行 安裝。對於如圖1Α所示之操作組態而言，此情境可包括驅 動主^揚聲IISPH);而對於如_所示之操作組態而言，

此清&可包括驅動次要揚聲器sp2Q。除了（例如）由如圖W 所:之干擾源陣列所建立之漫射雜訊場以外或在該漫射雜 訊場之替代例中，情境可包括此干擾源。 I37I74.doc -59· 200939210 或者或另外，方法M10之例項可經執行以獲得如上文所 描述之回音消除器EC10之一或多個經收斂濾波器集合。對 於回音消除器在濾波器組100之上游的狀況，可在記錄濾 波器組100之訓練信號期間使用回音消除器之經訓練濾波 器。對於回音消除器在濾波器組100之下游的狀況，可在 記錄回音消除器之訓練信號期間使用濾波器組100之經訓 練濾波器。 雖然位於無回音腔室内之HATS被描述為用於在任務T10 © 中記錄訓練信號之合適測試器件，但任何其他具有人類特 點之模擬器或人類揚聲器可取代所要語音產生源。在此狀 況下，可能需要使用至少某量之背景雜訊（例如，以在所 要音訊頻率範圍上較好地調節濾波器係數矩陣）。亦有可 月b在使用生產器件之前及/或在使用生產器件期間對生產 器件執行測試。舉例而言，可基於通信器件之使用者之特 徵（諸如，麥克風至口之典型距離）及/或基於預期使用環境 來個人化測試。可針對使用者回應而設計一系列預設，，問 © 題’’’例如’其可有助於將系統調節至特定特徵、特質、 環境、使用，等等。 任務T20分類訓練信號集合中之每一者以獲得q個訓練 k號子集’其中Q為等於待在任務T3〇中訓練之渡波器之 數目的整數。分類可基於每一訓練信號之所有艮個頻道來 執行，或分類可限於少於每一訓練信號之所有κ個頻道的 頻道。對於Κ大於Μ之狀況，例如，可能需要使分類限於 每一訓練信號之Μ個頻道的同一集合（亦即，僅發源自陣列 137174.doc -60· 200939210 之用以記錄訓練信號之Μ個麥克風之特定集合的彼等頻 道）0 分類準則可包括先驗知識及/或試探法。在一此實例 中，任務Τ20基於記錄每一訓練信號所在之情境而將每一 麟信號指派至㈣子集。可能需要使任務頂將來自近 場If k之訓練信號分類為不同於來自遠場情境之訓練信號 的一或多個不同子集。在另一實例中，任務Τ2〇基於訓練 信號之兩個或兩個以上頻道之相對能量而將訓練信號指派 〇 至特定子集。

或者或另外’分類準則可包括藉由使用一或多個空間分 離遽波器來空間地處理訓練信號而獲得之結I此或此等 遽波器可根據藉由任務Τ30之先前反覆而產生之相應一或 *多個經收傲溏波器狀態而組態。或者或另夕卜一或多個此 等滤波器可根據如本文中所描述之波束成形或經組合刪 波束成形方法而組態。可能需要（例如）使任務Τ20基於發 現Q個空間分_波器中之哪—者產生信號之語音分量與 雜訊分量的最好分離（例如，根據如上文參看圖Μ至圖 14D所論述之準則）而分類每一訓練信號。 若任務Τ20不能將所有訓練信號分類為q個子集，則可 能需要增加Q之值。或者，可能需要在執行分類任務Τ20 覆之刖針對不同麥克風置放而重複記錄任務τ⑺ 以獲得新訓練信號集合、變更分類準則中之—或多者及/ 或選擇每—訓練信號之M個頻道的不同集合。任務T20可 使用個人電腦或工作站而在參考器件内執行，但通常在通 137174.doc -61 - 200939210 信器件外部執行。 任務T30根據各別源分 — 離决算法而使用Q個訓練子集中 之每一者來訓練相應調通 過性濾波結構（亦即，以計算相 應經收斂遽波器解答）。⑽濾波器結構中之每-者可包括 乂饋及/或反饋係數，且可為有限脈衝回應（fir)或無限脈 衝回應（IIR) 6又计。此等據波器結構之實例描述於如上文所 併入之美國專财請㈣12/197,924號卜任務咖可使用 個人電腦或工作站而在參考器件内執行，但通常在通信器 ❹ 件外部執行。 術語"源分離演算法"包括諸如獨立分量分析（ICA)之盲 源分離演算法及諸如獨立向量分析（IVA)之相關方法。盲 源分離（BSS)演算法為僅基於源信號之混合物來分離個別 源信號（其可包括來自一或多個資訊源及一或多個干擾源 之信號）的方法。術語"盲"指代參考信號或所關注信號為不 可用之事實’且此等方法通常包括關於資訊及/或干擾信 號中之一或多者之統計的假設。在語音應用中，例如，通 ® 常假設所關注語音信號具有超高斯分布（例如，高峰度）。 典型源分離演算法經組態以處理經混合信號集合以產生 經分離頻道集合，經分離頻道包括（A)具有信號及雜訊兩 者之組合頻道及（B)至少一雜訊佔優勢之頻道。組合頻道 與輸入頻道相比亦可具有增加之信雜比（SNR)。可能需要 使任務T30產生經收斂濾波器結構，經收斂濾波器結構經 組態以對具有指向分量之輸入信號進行濾波，使得在所得輸 出信號中，指向分量之能量集中至輸出頻道中之一者中。 137174.doc • 62 · 200939210 BSS演算法類別包括多變數盲解卷積演算法。源分離演 算法亦包括BSS演算法之變型（諸如，ICA及IVA)，該等變 5•根據諸如源信號中之一或多I中之每一者相對於（例如） 麥克風陣列之軸線的已知方向之其他先驗資訊而受約束。 可僅基於指向資訊且不基於所觀測信號而區分此等演算法 與應用固定非調適性解答之波束成形器。 如本文中所註釋，濾波器組1〇〇之空間分離濾波器及/或 調適性濾波器450之空間分離濾波器中的每一者可使用 Bss、波束成形或經組合BSS/波束成形方法來建構。bss

方法可包括實施ICA、IVA、受約束ICA或受約束IVA中之 至少一者。獨立分量分析為用於分離彼此大概獨立之經混 合源信號（分量）的技術。在其簡化形式中，獨立分量分析 對經混合信號操作，，未混合"加#矩陣(例如，使矩陣與經混 合信號相乘）以產生經分離信號。向加權指派初始值，且 接著對其進行調整以最大化信號之聯合熵，以便最小化資 訊冗餘。重複此加權調整及熵增加過程，直至將信號之資 訊冗餘降低至最小值為止。諸如ICA之方法提供用於分離 語音信號與雜訊源之相對精確且靈活的方<。獨立向量分 析("IVA")為相關技術’其中源信號為向量源信號而非單一 可變源信號。因為此等技術不需要關於每一信號之源的資 訊，所U其被稱為·•盲源、分離"方&。盲源分離問題指代分 離來自多個獨立源之經混合信號的觀念。 Q個空間分㈣波n(例如，錢hLq個空間分 離渡波器或調適性渡波器450之q個空間分離渡波器）中之 I37174.doc • 63 - 200939210 每一者係基於相應調適性濾波器結構，其係數值係使用自 源分離演算法所導出之學習規則而藉由任務T30來計算。 圖43A展示包括兩個反饋濾波器ci 10及C120之調適性濾波 器結構FS10之兩頻道實例的方塊圖，且圖43B展示亦包括 兩個直接濾波器D110及]：>120之濾波器結構FS10之實施例 FS20的方塊圖。由任務T30用以訓練此結構之學習規則可 經設計以最大化濾波器之輸出頻道之間的資訊（例如，以 最大化由濾波器之輸出頻道中之至少一者所含有的資訊 φ 量）。此準則亦可隨著最大化輸出頻道之統計獨立性或最 小化輸出頻道當中之相互資訊或最大化輸出處之熵而被重 申。可能使用之不同學習規則之特定實例包括最大資訊 (亦被稱為infomax)、最大似然性及最大非高斯性（例如， 最大峰度）。此等調適性結構及基於ICA或IVA調適性反饋 及前饋方案之學習規則的其他實例描述於以下文獻中： 2006年 3月 9 日公開之名為"System and Method for Speech Processing using Independent Component Analysis under © Stability Constraints"的美國公開專利申請案第 2006/0053002 A1 號；2006 年 3月 1 日申請之名為"System and Method for Improved Signal Separation using a Blind Signal Source Process”的美國臨時申請案第60/777,920號；2006年3月1曰 申請之名為"System and Method for Generating a Separated Signal”的美國臨時申請案第60/777,900號；及名為"Systems and Methods for Blind Source Signal Separation"之國際專利公 開案WO 2007/100330 A1 (Kim等人）。調適性濾波器結構及 137174. doc -64- 200939210 可在任務T30中用以訓練此等濾波器結構之學習規則的額 外描述可在如上文以引用之方式併入的美國專利申請案第 12/197,924號中找到。 Q個濾波器中之一或多者（可能全部）可基於同一調適性 結構’其中每一此濾波器係根據不同學習規則來訓練。或 者’ Q個濾波器中之全部可基於不同調適性濾波器結構。 可用以訓練如圖43 A所示之反饋結構FS10之學習規則的一 實例可表達如下：

Jl(0 =^(〇 + (^2(〇<81^2(〇) (1) 少2(，) (2) Ο) ^h\k = -f(y2(())xy\(t-k) (4) 〇 ❹ 其中ί表示時間樣本索引，心2⑺表示濾波器cu〇在時間广之 係數值，表示濾波器C120在時間丨之係數值，符號⑭ 表示時域卷積運算，表示濾波器cu〇在計算輸出值 少丨⑴及乃⑴之後的第k係數值之改變，且Δ/ί2ι4表示濾波器 C120在計算輸出值力⑺及乃⑺之後的第數值之改變。 可能需要實施啟動函數/作為近似所要信號之累積密度函 數的非線性有界函數。可用於語音應用之啟動信號/之非 線性有界函數的實例包括雙曲線正切函數、s型函數及符 號函數。 ICA及IVA技術允許調適濾波器以解決極複雜之情境， 但並非-直有可能或需要實施經組態卩即時地調適之用於 信號分離過程的此等技術。第-，為調適所需要之收斂時 137174.doc -65- 200939210 間及指令的數目對於-些應用可為禁止性的。雖然以良好 初始條件之形式的先驗訓練知識之併入可加速收斂，但在 一些應用中，調適不為必要的，或僅對於聲學情境之一部 分為必要的。第二’若輸入頻道之數目為大的，則iva學 習規則可非常緩慢地收斂且在局部最小值中變得卡塞。第 三，IVA之線上調適之計算成本可為禁止性的。最後，調 適性據波可與可由使用者錢為額外㈣或㈣於安裝於

Ο 處理方案之下游之語音辨識系統㈣變及調適性增益調變 相關聯。 可用於線性麥克風陣列處理之另—技術類別通常被稱為 ”波束成形"。波束成形技術使用頻道之間由麥克風之*門 :集所引起之時間差來加強自特定方向到達之信號：分 量。更特定而t，麥克風中之一者很可能將更直接定向於 所要源(例如’使用者之口)處，而另-麥克風可產生經相 #咸之來自此源的彳5號。此等波束成形技術為空間滤波 方法，其操縱波束朝向聲音源，此在其他方向處放置空 值。波束成形技術不進行關於聲音源之假設，但為了使信 號解展響或局部化聲音源之目的而假設源與感測器之間的 幾何形狀或聲音作·#白i β唬自身為已知的。濾波器組100之濾波 器中之-或多者可根據資料依賴性或資料獨立性波束成形 器設計（例如’超指向性波束成形器、最小平方波束成形 器或料最佳波束成形器設計）而組態。在資料獨立性波 束成=器設計之狀況下，可能需要使波束型樣成形以覆蓋 所要二間區域（例如，藉由調tt雜訊相關矩陣）。 137174.doc -66 - 200939210 被稱為”通用化旁瓣消除（Generalized Sidelobe Canceling)" (GSC)之強健調適性波束成形中的經良好研究之技術論述 於 1999年 10月 IEEE Transactions on Signal Processing第 47 卷第 10號第 2677至 2684 頁之 Hoshuyama，0.，Sugiyama，A.， Hirano，A.的 A Robust Adaptive Beamformer for Microphone Arrays with a Blocking Matrix using Constrained Adaptive Filters中。通用化旁瓣消除旨在自量測集合濾出單一所要 源信號。GSC原理之更完整解釋可在（例如）1982年1月IEEE ❹ Transactions on Antennas and Propagation第 30卷第 1 號第 27 至 34 頁之 Griffiths，L.J.、Jim，C.W.的 An alternative approach to linear constrained adaptive beamforming 中找 到。 對於Q個訓練子集中之每一者而言，任務T30根據學習 規則而將各別調適性濾波器結構訓練至收斂。回應於訓練 子集之信號來更新濾波器係數值可繼續，直至獲得經收斂 解答為止。在此操作期間，訓練子集之信號中之至少一些 〇 可可能以不同次序而經提交一次以上以作為至濾波器結構 之輸入。舉例而言，訓練子集可在一迴路中經重複，直至 獲得經收斂解答為止。收斂可基於濾波器係數值來判定。 舉例而言，當濾波器係數值不再改變時或當濾波器係數值 在某時間間隔上之總改變小於（或者，不大於）臨限值時， 可決定濾波器已收斂。亦可藉由評估相關量測而監視收 斂。對於包括交叉濾波器之濾波器結構而言，可針對每一 交又濾波器而獨立地判定收斂，使得用於一交叉濾波器之 137174.doc -67- 200939210 更新操作可終止，而用於另一交又濾波器之更新操作繼 續或者，每一交又濾波器之更新可繼續，直至所有交又 濾波器已收斂為止。 濾波器將有可能在任務T3〇中收斂至局部最小值，從而 在任務Τ40中針對相應評估集合中之信號中的一或多者（可 能全部)而導致彼濾波器之失效。在此狀況下，可使用不 同訓練參數（例如，不同學習速率、不同幾何約束，等等） 至夕針對彼濾波器而重複任務Τ3 0。 ® 任務T4G藉由評估每—m之分離效能而評估在任務 T30中所產生之q個經訓練濾波器的集合。舉例而言，任 務T40可經組態以評估濾波器對一或多個評估信號集合之 回應。此評估可自動地及/或藉由人類監督而執行。任務 T40通常使用個人電腦或工作站而在通信器件外部執行。 任務T 4 0可經組態以獲得每一滤波器對同一評估信號集 合之回應。此評估信號集合可與在任務T3〇中所使用之訓 、練集合相同。在一此實例中，任務Τ4〇獲得每一濾波器對 訓練信號中之每一者的回應。或者，評估信號集合可為不 同於但類似於訓練集合之信號（例如，使用同一麥克風陣 列之至少—部分及相同Ρ個情境中之至少-些而記錄）的Μ 頻道信號集合。 任務Τ40之不同實施例經組態以獲得〇個經训練濾波器 中之至少兩者(且可能全部)對不同各別評估信號集合的回 應。每一濾波器之評估集合可與在任務丁 3〇中所使用之訓 練子集相同。在-此實例中，任務Τ4〇獲得每一遽波器對 137174.doc -68- 200939210 其各別訓練子集中之信號中每一 考的回應。或者，每一 砰估信號集合可為不同於但類似 m 々曰您训練子集之信號 (例如’使用同一麥克風陣列 部分及相同情境中 至夕一或多者而記錄）的1;1頻道信號集合。 任：㈣可經組態以根據一或多個度;之值來評估遽波 °回應。對於每一渡波器回應而言，例如，任務T40可經 :態以計算-或多個度量中之每—者的值且比較經計算值 與各別臨限值。 〇 可用以評估濾波器之度量之一實例為以下兩者之間的相 關：⑷評估信號之原始資訊分量（例如，自聰8之口擴音 器所再現之語音信號）’及（B)m對彼評估信號之回應 的至少-頻道此度量可指示經收傲m結構如何良好 地分離資訊與干擾。在此狀況下，當資訊分量大體上與遽 波器回應之Μ個頻道t之—者相關且具有與其他頻道之小 相關時，指示分離。 可用以評估據波器（例如’以指示濾、波器如何良好地分 離資訊與干擾）之度量之其他實例包括諸如方差、高斯性 及/或較向階統計矩（諸如，峰度）之統計性質。可用於語音 k號之度量之額外實f列包括零點&又速率及隨時間之叢發 性（亦被稱為時間稀疏性）。—般而纟，語音㈣與雜訊信 號相比展現較低零點交又速率及較低時間稀疏性。可用以 砰估濾波器之度量之另一實例為如藉由濾波器對評估信號 之回應所指示之在記錄彼評估信號期間資訊或干擾源相對 於麥克風陣列之實際位置與波束型樣（或空值波束型樣）相 137174.doc •69· 200939210 符合的程度。可能需要使在任務T40中所使用之度量包括 或限於在裝置A200之相應實施例中所使用之分離量測（例 如’上文參看狀態估計器402、404、406、408及414論述 之分離量測中的一或多者）。 任務T40可經組態以比較每一經計算度量值與相應臨限 值。在此狀況下’若每一度量之經計算值高於（或者，至 少等於）各別臨限值，則濾波器可被稱為產生信號之充分 分離結果。一般熟習此項技術者將認識到，在用於多個度 〇 量之此比較方案中，當一或多個其他度量之經計算值為高 時，可降低一度量之臨限值。 任務T40可經組態以驗證到，對於每一評估信號而言， Q個經訓練濾波器中之至少一者產生充分分離結果。舉例 而言’任務T40可經組態以驗證到，Q個經訓練濾波器中 之每一者提供針對其各別評估集合中之每一信號的充分分 離結果。 或者’任務T40可經組態以驗證到，對於評估信號集合 中之每一信號而言，Q個經訓練濾波器中之一適當經訓練 慮波器提供所有Q個經訓練濾波器當中之最好分離效能。 舉例而言’任務T40可經組態以驗證到，Q個經訓練濾波 器中之每一者針對其各別評估信號集合中之所有信號而提 供所有Q個經訓練濾波器當中之最好分離效能。對於評估 信號集合與訓練信號集合相同的狀況，任務T40可經組態 以驗證到’對於每一評估信號而言，使用彼信號而訓練之 渡波器產生最好分離結果。 137174.doc 200939210 任務T40亦可經組態以藉由使用狀態估計器4〇〇(例如， 待用於生產器件中之狀態估計器4〇〇的實施例）來評估遽波 器回應以將其分類。在一此實例中，任務T4〇獲得Q個經 訓練濾波器中之每一者對訓練信號集合中之每一者的回 應。對於此等訓練信號中之每一者而言，所得Q個濾波器 回應提供至狀態估計器400，狀態估計器4〇〇指示相應定向 狀態。任務Τ40判定所得定向狀態集合與來自任務Τ2〇之相 應訓練信號之分類是否匹配（或所得定向狀態集合與來自 Ο 任務Τ20之相應訓練信號之分類如何良好地匹配）。 任務Τ40可經組態以改變經訓練濾波器之數目Q的值。 舉例而言’任務Τ40可經組態以在q個經訓練濾波器中之 一者以上產生充分分離結果所針對之評估信號之數目（或 比例）高於（或者’至少等於）臨限值時降低Q之值。或者或 另外’任務Τ40可經組態以在發現不充分分離效能所針對 之評估信號之數目（或比例）高於（或者，至少等於）臨限值 時增加Q之值。 © 任務Τ40將有可能僅對於評估信號中之一些失效，且可 能需要保持相應經訓練濾波器適於任務Τ4〇通過所針對之 複數個評估信號。在此狀況下，可能需要重複方法Μ1〇以 獲得其他評估信號之解答。或者，任務Τ40失效所針對之 信號可作為特殊狀況而被忽略。 可能需要使任務Τ40驗證到經收斂濾波器解答集合遵守 其他效能準則，諸如’如在諸如ΤΙΑ-81〇-Β(例如，2006年 11月之版本，如由Telecommunicati〇ns Industry Ass〇ciati〇n, 137174.doc -71- 200939210

Arlington，VA所頒布）之標準文獻中所指定之發送回應標稱 響度曲線。 方法Ml 0通常為反覆設計過程，且可能需要改變及重複 任務T10、T20、T30及T40中之一或多者，直至在任務T4〇 中獲得所要評估結果為止。舉例而言，方法Ml〇之反覆可 包括在任務Τ30中使用新訓練參數、在任務Τ3〇中使用新分 段’及/或在任務Τ1 0中記錄新訓練資料。 有可能使參考器件具有多於生產器件之麥克風的麥克 © 風。舉例而言，參考器件可具有Κ個麥克風之陣列，而每 生產器件具有Μ個麥克風之陣列。可能需要選擇一麥克 風置放（或Κ頻道麥克風陣列之子集），使得最小數目之固 定濾波器集合可適當地分離訓練信號與最大數目之使用者 器件固持型樣集合（或至少使用者器件固持型樣集合當中 之最普通集合）。在一此實例中，任務Τ40選擇Μ個頻道之 子集以用於任務Τ30之下一反覆。 一旦在任務Τ40已獲得Q個經訓練濾波器之集合的所要 ® 評估結果，便可將彼等濾波器狀態載入至生產器件中作為 濾波器組100之濾波器的固定狀態。如上文所描述，亦可 能需要執行用以校準每一生產器件中之麥克風之增益及/ 或頻率回應的程序’諸如，實驗室、工廠或自動（例如， 自動增益匹配）校準程序。 在方法Μ10中所產生之Q個經訓練濾波器亦可用以對亦 使用參考器件而記錄之另一訓練信號集合進行濾波，以便 5十算調適性濾波器450之初始條件（例如，對於調適性渡波 137174.doc •72· 200939210 器450之一或多個組件濾波器）。調適性濾波器之初始條件 之此計算的實例描述於2008年8月25日申請之名為 "SYSTEMS, METHODS, AND APPARATUS FOR SIGNAL SEPARATION”之美國專利申請案第12/197,924號中的（例 如）段落[00129]至[00135](以"It may be desirable"開始且以 "cancellation in parallel"結束）處，該等段落據此為了限於 調適性濾波器之設計、訓練及/或實施之描述的目的而以 引用之方式併入。此等初始條件亦可在生產期間載入至相 Ο 同或類似器件之其他例項中（例如，就濾波器組1 〇〇之經訓 練濾波器而論）。類似地，方法Ml0之例項可經執行以獲得 下文所描述之濾波器組200之濾波器的經收斂濾波器狀 態。 如上文所描述之裝置A200之實施例使用單一濾波器組以 用於狀態估計且用於產生輸出信號S40。可能需要將不同 遽波器組用於狀態估計及輸出產生。舉例而言，可能需要 將連續地執行之較不複雜濾波器用於狀態估計濾波器組， 且將僅按需要執行之較複雜濾波器用於輸出產生濾波器 組。此方法可在一些應用中及/或根據一些效能準則而以 較低功率成本來提供較好空間處理效能。一般熟習此項技 術·者亦將認識到，濾波器之此選擇性啟動亦可經應用以支 援在不同時間使用相同濾波器結構作為不同濾波器（例 如’藉由載入不同濾波器係數值集合）。 圖44展示根據一通用組態之裝置A1〇〇的方塊圖，裝置 A100包括如本文中所描述之濾波器組1〇〇(每一濾波器Fi〇_ 137I74.doc •73- 200939210 1至F 1 0-n經組態以產生！^固M頻道經空間處理信號S2〇_ ι至 S20-n中之一相應信號）及輸出產生濾波器組2〇〇。濾波器 組200之濾波器F2〇-1至F20-n中之每一者（其可在如上文所 描述之設計程序中結合濾波器組i 〇〇之濾波器而被獲得）經 配置以接收及處理基於輸入信號S10之Μ頻道信號且產生1;1 頻道經空間處理信號S30-1至S30-n中之一相應信號。切換 機構300經組態以判定哪一濾波器ριο」至Fi〇_n當前最好 地分離輸入信號S10之所要分量與雜訊分量（例如，如本文 Ο 中參看狀態估計器400所描述），且基於信號S30-1至S30-n 中之至少一相應選定信號而產生輸出信號S4〇(例如，如本 文中參看轉變控制模組500所描述）^切換機構3 〇〇亦可經 組態以選擇性地啟動濾波器F20-1至F20-n中之個別遽波 器’使得（例如）僅輸出當前正有助於輸出信號S40之濾波 器當前為活動。因此’在任一時間，濾波器組2〇〇可能正 輸出小於信號S30-1至S30-n中之η個（且可能僅一或兩個）。 圖45展示裝置Α100之實施例Α110的方塊圖，實施例 © Α110包括濾波器組1〇〇之兩濾波器實施例ι4〇及濾波器組 200之兩濾波器實施例240，使得濾波器組240之濾波器 F26-1對應於濾波器組140之濾波器F 1 6-1，且濾波器組240 之滤波器F26-2對應於遽波器組140之濾波器F 16-2。可能 需要將濾波器組240之每一濾波器實施為濾波器組14〇之相 應濾波器的較長或另外較複雜版本，且可能需要使此等相 應滅、波器之空間處理區域（例如，如圖5及圖6Α至圖6C之圖 解所示）至少大約重合。 137l74.doc -74- 200939210 裝置A110亦包括切換機構300之實施例3〇5，其具有狀態 估計器400之實施例420及轉變控制模組5〇〇之兩濾波器實 施例5 10。在此特定實例中，狀態估計器42〇經組態以將控 制信號S90之例項S90-1至S90-2中之一相應例項輸出至遽 波器組240之每一濾波器以僅按需要而賦能濾波器。舉例 而言，狀態估計器420可經組態以產生控制信號S90之每一 例項（其通常為二進位值的）以（A)在經估計狀態S50指示對 應於相應濾波器之定向狀態時的週期期間及在轉變控 Ο 制模組51〇經組態以轉變至彼濾波器之輸出或轉變成遠離 於彼濾波器之輸出時的合併時間間隔期間賦能彼濾波器。 狀態估計器420可因此經組態以基於諸如以下各項之資訊 而產生每一控制信號：當前及先前經估計狀態、關聯延遲 及合併時間間隔，及/或濾波器組200之相應濾波器的長 度。 圖46展示裝置A100之實施例A120的方塊圖，實施例 A120包括濾波器組1〇〇之兩濾波器實施例150及濾波器組 ❹ 20〇之兩濾波器實施例250，使得濾波器組250之渡波器 F28-1對應於濾波器組150之濾波器F18-1，且濾波器組25〇 之濾波器F28-2對應於濾波器組150之濾波器F18-2。在此 狀況下’在兩個級中執行濾波，其中第二級之濾波器（亦 即’濾波器組250之濾波器）僅按需要而經賦能（例如，在如 上文所描述選擇彼濾波器及轉變至彼濾波器之輸出或轉變 成遠離於彼濾波器之輸出期間）。濾波器組亦可經實施， 使得遽波器組1 5 0之滤波器為固定的’且濾' 波器組2 5 〇之濾 137174.doc -75- 200939210 波器為調適性的。然而，可能需要實施濾波器組25〇之濾 波器，使得每一兩級濾波器之空間處理區域（例如，如圖5 及圖6A至圖6C之圖解所示）至少大約與濾波器組1〇〇之濾波 器之相應濾波器的空間處理區域重合。一般熟習此項技術 者將認識到，對於本文中揭示裝置A2〇〇之實施例之使用的 任何情形而言’可執行裝置A1 〇〇之類似實施例的取代，且 明確地預料且據此揭示所有此等組合及配置。 圖47展示處理包括語音分量及雜訊分量之μ頻道輸入信 〇 號以產生經空間濾波輸出信號之方法Μ1 00的流程圖。方 法Μ1 00包括將第一空間處理濾波器應用至輸入信號之任 務Τ110，及將第二空間處理遽波器應用至輸入信號之任務 Τ120。方法Μ100亦包括任務Τ130及Τ140 »在第一時間， 任務Τ130判定第一空間處理濾波器優於第二空間處理濾波 器而分離語音分量與雜訊分量。回應於此判定，任務Τΐ4〇 產生基於第一經空間處理信號之信號作為經空間濾波輸出 信號。方法M100亦包括任務Tl50及τ16oβ在第一時間之 © 後的第二時間，任務Τ1 50判定第二空間處理濾波器優於第 一空間處理濾、波器而分離語音分量與雜訊分量。回應於此 判定’任務Τ1 60產生基於第二經空間處理信號之信號作為 經空間濾波輸出信號。在此方法中，第一經空間處理信號 及第二經空間處理信號係基於輸入信號。 如上文所描述之裝置Α100可用以執行方法Μ1〇〇之實施 例。在此狀況下，在任務Τ110及Τ120中所應用之第一空間 處理濾波器與第二空間處理濾波器為濾波器組1〇〇之兩個 137174.doc -76- 200939210 不同濾波器。切換機構300可用以執行任務T13〇及T14〇 , 使得第一經空間處理信號為濾波器組2〇〇之對應於濾波器 組100之在任務T110中所應用之濾波器的濾波器之輸出。 切換機構300亦可用以執行任務τ〗5〇及τ 1 6〇，使得第二經 空間處理信號為濾波器組200之對應於濾波器組i 〇〇之在任 務T120中所應用之濾波器的濾波器之輸出。 如上文所描述之裝置A200可用以執行方法M1〇〇之實施 例。在此狀況下，濾波器組1 〇〇之在任務τ丨丨〇中所使用之 © 濾波器亦產生任務T140中之輸出信號所基於的第一經空間 處理信號，且濾波器組1〇〇之在任務丁12〇中所使用之濾波 器亦產生任務T160中之輸出信號所基於的第二經空間處理 信號。 圖48展示用於處理包括語音分量及雜訊分量之M頻道輸 入k號以產生經空間濾波輸出信號之裝置F丨〇〇的方塊圖。 裝置F1 00包括用於對輸入信號執行第一空間處理操作的構 件F11 0，及用於對輸入信號執行第二空間處理操作的構件 〇 F120(例如，如上文參看濾波器組1〇〇及任務丁11〇及丁12〇所 描述）。裝置F100亦包括用於在第一時間判定用於執行第 一空間處理操作之構件優於用於執行第二空間處理操作之 構件而分離語音分量與雜訊分量的構件F13〇(例如，如上 文參看狀態估計器400及任務T130所描述），及用於回應於 此判定而產生基於第一經空間處理信號之信號作為輸出信 號的構件F140(例如，如上文參看轉變控制模組5〇〇及任務 T140所描述）。裝置F100亦包括用於在第一時間之後的第 137174.doc •77· 200939210 二時間判定用於勃/_ —和 ;執行第二空間處理操作之構件優於用於執 〗處理操作之構件而分離語音分量與雜訊分量的 構件F150(例如，1 L Λ > 如上文參看狀態估計器400及任務ΤΙ 50所 、' 用於回應於此判定而產生基於第二經空間處理 七號之仏號作為輸出信號的構件F1 60(例如，如上文參看 轉變控制模組500及任務Τ1 60所描述）。 圖展示通器件C100之一實例的方塊圖，其可包括如 本文中所揭示之裝置A100或A200之實施例。器件C1 〇〇含 © 有曰a片或晶片組CS 10(例如，如本文中所描述之MSM晶片 組），其經組態以經由天線C3〇而接收射頻通信且經由 擴音器SP10而解碼及再現在RF信號内所編碼之音訊信 號。晶片/晶片組CS10亦經組態以經由μ個麥克風之陣列 (展不兩個麥克風]^^^ 1〇及MC20)而接收Μ頻道音訊信號、 使用裝置Α100或Α200之内部實施例來空間地處理μ頻道信 號、編碼所得音訊信號，且經由天線C30而傳輸描述經編 碼音訊信號之RF通信信號。器件C100亦可在至天線C30之 〇 路徑中包括雙工器及一或多個功率放大器。晶片/晶片組 CS10亦經組態以經由小鍵盤c 10而接收使用者輸入且經由 顯示器C20而顯示資訊。在此實例中，器件C100亦包括一 或多個天線C40以支援全球定位系統（GPS)位置服務及/或 與諸如無線（例如，BluetoothTM)頭戴式耳機之外部器件的 短程通信。在另一實例中’此通信器件自身為Bluetooth頭 戴式耳機且缺少小键盤C10、顯不器C20及天線C 3 0。 提供所描述組態之前述呈現以使任何熟習此項技術者能 137174.doc -78- 200939210 夠製造或使用本文中所;^ + # 个又甲所揭不之方法及其他結構。本文所展 示及描述之流㈣、方塊®、狀態®及其他結構為僅實 例’且此等結構之其他變型亦處於本揭示案之範缚内。對 此等組態之各種修改為可能的，且本文中所呈現之一般原 理亦可應用於其他組態。因此，本揭示案不欲限於上文所 展示之組態，而是符合與在本文中以任何樣式揭示之原理 ❹ ❹ 及新穎特徵-致之最廣泛範疇(包括於所申請之形成原始 揭不之一部分的附加申請專利範圍中）。 如本文中所揭示之裝置之實施例的各種元件可以視為適 於所要應用之硬體、軟體及/或韌體的任何組合來具體 化。舉例而t ’可將此等元件製造為駐留於（例如）同一晶 片^或晶片組中之兩個或兩個以上晶片中的電子及/或光: 器件。此器件之一實例為固定或可程式化邏輯元件(諸 如，電晶體或邏輯閘）陣列，且此等元件中之任一者可實 施為一或多個此等陣列。此等元件中之任何兩者或兩者以 上或甚至全部可實施於相同陣列内。此或此等陣列可實施 於一或多個晶片内(例如’包括兩個或兩個以上晶片之曰 片組内）。 上日日片之晶 本文中所揭示之裝置之各種實施例的一或多個元件亦可 分㈣施為一或多個指令集，其經配置以執行於 "®疋或可程式化邏輯元件陣列上’諸如，微處理 器、嵌人式處理器、ΙΡ核心、數位信號處理器、Fp =m r、assp(特殊應用標準產品)及·(特殊 *、、 ^)。如本μ所冑示之裝置之實施例之各種 I37174.doc •79· 200939210 兀件中的s纟亦可具體化為一或多個電腦(例如，包括 經程式化以執行一或多個指令集或指令序列之—或多個陣 列的機器’亦被稱為"處理器”)’且此等元件中之任何兩者 或兩者以上或甚至全部可實施於相同之此或此等電腦内。 ❹ ❹ 熟習此項技術者應瞭解，結合本文中所揭示之組態而描 述的各種說明性邏輯區塊、模組、電路及操作可實施為電 子硬體、電腦軟體或兩者之組合。此等邏輯區塊、模組、 電路及操作可使用冑用處自器、《位信^處理器 ("DSP”）、ASIC或Assp、FpGA或其他可程式化邏輯器 件、離散閘或電晶體邏輯、離散硬體組件或其經設計以執 行本文中所描述功能之任一組合來實施或執行。通用處理 器可為微處理器，但在替代例中，處理器可為任何習知處 理器、控制器、微控制器或狀態冑。處理器亦可實施為計 算器件之組合，例如，DSP與微處理器之組合、複數個微 處理器、結合DSP核心之一或多個微處理器，或任何其他 此組態。軟體模組可駐留於RAM(隨機存取記憶體）、 ROM(唯讀記憶體）、諸如快閃RAM之非揮發性續 (NVRAM)、可擦可程式化R〇M (EpR〇M)、電可擦可程式 化ROM (EEPR0M)、暫存器、硬碟、抽取式碟、cdr〇m 或此項技術巾已知之㈣其他形叙料媒體巾。說明性 儲存媒㈣接至處理H，使得處理器可自儲存媒體讀取資 訊及向儲存媒體寫入資訊。在替代例中，储存媒體可與處 理器成整體。處理器及儲存媒體可駐留於趟。中。 可駐留於使用者終端機中。在替代例中，處理器及儲存媒 137174.doc -80- 200939210 體可作為離散組件而駐留於使用者終端機中。 ❹ ❿ 應注意’本文中所揭示之各種方法（例如，借助於如本 文中所揭示之裝置之各種實施例之操作的描述）可藉由諸 如處理器之邏輯元件陣列來執行，且如本文中所描述之裝 置之各種7L件可實施為經設計以執行於此陣列上之模組。 如本文中所使用，術語”模組"或”次模組"可指代包括以軟 體、硬體或動體形式之電腦指令（例如，邏輯表達式）的任 何方法、裝置、器件、單元或電腦可讀資料儲存媒體。應 理解，多個模組或系統可組合為一模組或系統，且一模組 或系統可分離為用以執行相同功能之多個模組或系統。者 以軟體或其他電腦可執行指令來實施時，過程之元素本^ 上為用以（諸如）藉由常式、程式、物件、組件、資料結構 及其類似者來執行相關任務之碼段。術語"軟體"應被理解 為包括源碼、組合語言碼、機器碼、二進位碼、_、巨 I微碼可由邏輯疋件陣列執行之任何一或多個指令集 或指令序列’及此等實例之任何組合。程式或碼段可儲存 於處理器可讀媒體中或可經由傳輸媒體或通信鏈路而藉由 具體化於載波中之電腦資料錢來傳輸。 本文_所揭示之方法、方奎 方案及技術之實施例亦可有形地 ，、（例如，在如本文中所列出之一或多個電腦可讀媒 體中）為可由包括邏輯元件陣列（例如，處理器 器、微控制器或其他有限狀態機)之機器讀取及/或執行之 指令集。術語"電腦可讀媒體"可包括可储存或轉 送資訊之任何媒體，包括揮發性、非揮發性、抽取式或非 137174.doc 200939210 抽取式媒體。電腦可讀媒體之實例包括電子電路、半導體 記憶體器件、ROM、快閃記憶體、可擦R〇M (er〇m)、軟

碟或其他磁性儲存器、CD_R〇M/DVD或其他光學儲存器、 硬碟、光纖媒體、射頻（RF)鏈路，或可用以儲存所要資訊 且可經存取之㈣其他媒體。電腦資料信號可包括可經由 諸如電子網路頻道、光學纖維、线、f磁波、rf鍵路等 等之傳輸媒體而傳播的任何信號。可經由諸如網際網路或 企業内部網路之電腦網路而下載碼段。在任一狀況下本 揭示案之範疇不應被解釋為受此等實施例限制。 在如本文中所揭示之方法之實施例的典型應用中，邏輯 元件（例如，邏輯閘）陣列經組態以執行方法之各種任務中 的一者、-者以上或甚至全部”料將任務巾之—或多者 (可能全部）實施為具體化於電腦程式產品（例如，一或多個 資料儲存媒體，諸如’碟片、快閃或其他非揮發性記憶 卡、半導體記憶體晶片，等等）中之程式碼（例如，一或多 個指令集），電腦程式產品可由包括邏輯元件陣列（例如， 處理器、微處理器、微控制器或其他有限狀態機）之機器 (例如’電腦)讀取及/或執行。如本文中所揭示之方法之實 施例的任務亦可由一個以上此陣列或機器執行。在此等或 其他實施財’任務可執行於用於無線通信之器件内，諸 如，蜂巢式電話或具有此通信能力之其他器件。此 經組態以與電路交換及/或封包交換網路通信（例如》 諸如讀之-或多個協定)。舉例而言，此器件可包㈣ 組態以接收經編碼訊框之RF電路。 137174.doc •82· 200939210 已月確地揭不’本文中所揭示之各種方法可由諸如手 、頭戴式耳機或攜帶型數位助理（PDA)之揭帶型通信器 ^卜且本文中所描述之各種裝置可包括有此器件。典 型即時（例如’線上）應用為使用此行動器件而進行 ς 會談。 ° 在—或多個例示性實施例中，所描述功能可以硬體、軟 體、勒體或其任何組合來實施。若以軟體來實施，則功能 作為或夕個心令或程式碼而儲存於一電腦可讀媒體上 © 或、&由該電腦可讀媒體而傳輸。術語"電腦可讀媒體”包括 電腦儲存媒體及通信媒體兩者，其包括促進將電腦程式自 —位置轉送至另一位置之任何媒體。儲存媒體可為可由電 腦存取之任何可用媒體。藉由實例而非限制，此等電腦可 讀媒體可包含：儲存元件陣列，諸如’半導體記憶體（其 可包括（但不限於）動態或靜態RAM、ROM、EEPROM及/或 快閃RAM)或鐵電記憶體、磁電阻記憶體、雙向記憶體、 聚合記憶體或相變記憶體；CD_ROM或其他光碟儲存器 ® 件、磁碟儲存器件或其他磁性儲存器件；或可用以載運或 儲存以指令或資料結構形式之所要程式碼且可由電腦存取 的任何其他媒體。又，可適當地將任何連接稱為電腦可讀 媒體。舉例而言，若使用同軸電纜、光纖電纜、雙絞線、 數位用戶線（DSL)或諸如紅外線、無線電及/或微波之無線 技術而自網站、伺服器或其他遠端源傳輸軟體’則同軸電 現、光纖電纟覽、雙絞線、DSL或諸如紅外線、無線電及微 波之無線技術包括於媒體之界定中。如本文中所使用，磁 137174.doc -83· 200939210

用先碟包括緊密光碟（CD)、雷射光碟、光碟、數位化通 碟（DVD)、軟碟及 Biu-w DiscTM (㈣却 I =atl0n，Universai City，CA)，其中磁碟通常磁性地再 •料，而光碟藉由雷射而光學地再現資料。 亦應包括於電料讀㈣之料内。 ·且° Ο ❹ 。如本文中所描述之聲學信號處理裝置可併入至諸如通信 器件之電子器件中’電子器件接受語音輸人，以便控制某: 些功能，或可另外受益於所要雜訊與背景雜訊之分離。許 多應用可受益於加強或分離清楚之所要聲音與發源自多個 方向之背景聲音。此等應用可包括併入有諸如話音辨識及 偵測、語音加強及分離、話音啟動控制及其類似者之能力 的電子或计算器件中之人機介面。可能需要實施此聲學信 號處理裝置以在僅提供有限處理能力之器件中為合適的。 本文中所描述之模組、元件及器件之各種實施例的元件 可製造為駐留於（例如）同一晶片上或晶片組中之兩個或兩 個以上晶片當中的電子及/或光學器件。此器件之一實例 為固定或可程式化邏輯元件（諸如，電晶體或閘）陣列。本 文中所描述之裝置之各種實施例的一或多個元件亦可整個 或部分地實施為一或多個指令集，其經配置以執行於一或 多個固定或可程式化邏輯元件陣列上，諸如，微處理器、 嵌入式處理器、IP核心、數位信號處理器、FPGA、ASSp 及 ASIC。 有可能使本文中所描述之裝置之實施例的一或多個元件 用以執行不直接關於裝置之操作的任務或執行不直接關於 137174.doc -84- 200939210 裂置之操作的其他指令集，諸如，關於嵌入有裝置之器件 3 之另操作的任務。亦有可能使此裝置之實施例的 或多個元件具有共同結構（例如，用以在不同時間執行 程式碼之對應於不同元件之部分的處理器、經執行以在不 同時間執行對應於不同元件之任務的指令集，或在不同時 間針對不同元件而執行操作的電子及/或光學器件配置）。 J而D 20-1、20-2及/或7〇可經實施以在不同時 間包括同一結構。在另一實例中，濾波器組ι〇〇及/或濾波 ❹_組200之實施例的一或多個空間分離濾波器可經實施以 在不同時間包括同一結構（例如，在不同時間使用不同渡 波器係數值集合）。 【圖式簡單說明】 圖1A說明包括裝置A1〇〇之一實施例之手機m〇〇的操作 組態。 圖1B說明手機H100之另一操作組態。 圖2展示手機H100之可能定向範圍。 © 圖3A及圖3B說明用於如圖丨A所示之手機⑴㈧之操作組 態的兩個不同操作定向。 圖4A及圖4B說明用於如圖ιΒ所示之手機H1〇〇之操作組 態的兩個不同操作定向。 圖5說明對應於手機H100之三個不同定向狀態的區域。 圖6A至圖6C展示手機H100之源原點區域的額外實例。 圖7A說明手機H100之實施例Hll〇。 圖7B展示手機H110之兩個額外視圖。 137174.doc -85 - 200939210 圖8展示根據一通用組態之裝置A200的方塊圖。 圖9展示頭戴式耳機63之兩個不同定向狀態。 圖10展示裝置A200之兩頻道實施例A210的方塊圖。 圖11展示包括濾波器組120之兩頻道實施例13〇之裝置 A210之實施例A220的方塊圖。 圖12展示切換機構350之實施例352的方塊圖。 圖13展示切換機構352及360之實施例362的方塊圖。 圖14A至圖14D分別展示狀態估計器400之四個不同實施 ❹例402 、 404 、 406及408 ° 圖I5展示裝置A220之實施例A222的方塊圖。 圖1 6展示狀態估計器412之實施例414的實例。 圖17展示裝置A2 10之實施例A2 14的方塊圖。 圖18展示裝置A222之實施例A224的方塊圖。 圖19展示裝置A210之實施例A216的方塊圖。 圖20展示轉變控制模組500之實施例520的方塊圖。 圖21展示轉變控制模組500之實施例550的方塊圖。 © 圖22展示混合器70a至70m中之第j者之實施例72j的方塊 圖。 圖23展示混合器組700之兩頻道實施例710的方塊圖。 圖24展示裝置A210之實施例A218的方塊圖。 圖25展示裝置A220之實施例A228的方塊圖。 圖26展示裝置A228之實施例A229的方塊圖。 圖27展示裝置A210之實施例A210A的方塊圖。 圖28展示裝置A220之實施例A224A的方塊圖。 137174.doc • 86 - 200939210 圖29展示裝置A220之實施例A232的方塊圖。 圖30展示裝置A220之實施例A234的方塊圖。 圖31展示裝置A220之實施例A236的方塊圖。 圖32A及圖32B展示指示符功能值至經估計狀態S50之兩 個不同映射。 圖33Α至圖33C分別展示裝置Α200之實施例Α310、Α320 及Α330的方塊圖。 圖34說明衰減方案之一實例。 〇 圖35Α展示裝置Α210之實施例Α210Β的方塊圖。 圖35Β展示回音消除器EC10之實施例EC12的方塊圖。 圖35C展示回音消除器EC20之實施例EC22的方塊圖。 圖3 6展示設計及使用程序之流程圖。 圖37展示方法Μ10之流程圖。 圖3 8展示經組態以用於記錄訓練資料之聲學無回音腔室 的實例。 圖39展示免持汽車套組83之實例。 © 圖4〇展示圖37之汽車套組之應用的實例。 圖41展示具有線性麥克風陣列之寫入儀器（例如，筆）或 尖筆79的實例。 圖42展示在設計階段期間置放於兩點源雜訊場中之手 機。 圖43Α展示包括一對反饋濾波器C110及cl2〇之調適性濾 波器結構FS10的方塊圖。 圖43B展示包括直接濾波器D11〇及D12〇之濾波器結構 137174.doc -87- 200939210 FS10之實施例FS20的方塊圖。 圖44展示根據一通用組態之裝置a 1 〇〇的方塊圖。 圖45展示裝置A100之實施例A110的方塊圖。 圖46展示裝置A100之實施例A120的方塊圖。 圖47展示方法Ml 〇〇之流程圖。 圖48展示裝置Fl〇〇之方塊圖。 圖49展示包括裝置a丨〇〇或A2〇〇之實施例之通信器件 C1 00的方塊圖。 Ο 【主要元件符號說明】 ❹ 20 話音活動性偵測器 20-1 例項/話音活動性偵測器 20-2 例項/話音活動性偵測器 30 不相關雜訊偵測器 60j 求和器 63 頭戴式耳機/實例 64 使用者之口 65 使用者之耳朵 66 操作組態範圍/頭戴式耳機安裝可變性 67 麥克風陣列 70 例項/話音活動性偵測器 70a 混合器 70b 混合器 7〇j 混合器 70m 混合器 137174.doc 88 - 200939210 72j 實施例/混合器 74a 混合器 74b 混合器 79 器件 80 麥克風 81 繪圖表面 82 刮擦雜訊 100 濾波器組 〇 120 實施例/濾波器組 130 實施例/濾波器組 132 滤波器組 134 滤波器組 136 滤波器組 140 兩濾波器實施例 150 兩濾波器實施例 200 濾波器組 〇 240 兩遽波器實施例 250 兩滤波器實施例 300 切換機構 305 實施例/轉變控制模組 350 切換機構 352 實施例/切換機構 360 實施例/切換機構 362 特定實施例/切換機構 137174.doc -89- 200939210

364 實施例/切換機構 366 實施例/切換機構 368 實施例/切換機構 368A 實施例/切換機構 370 切換機構 372 實施例/切換機構 374 實施例/切換機構 374A 實施例/切換機構 378 實施例/切換機構 379 實施例/切換機構 400 狀態估計器 401 實施例/狀態估計器 402 實施例/狀態估計器 404 實施例/狀態估計器 406 實施例/狀態估計器 408 實施例/狀態估計器 412 實施例/狀態估計器 414 實施例/狀態估計器 416 實施例/狀態估計器 420 實施例/狀態估計器 450 調適性濾波器 460 雜訊降低濾波器 500 轉變控制模組 501 實施例/轉變控制模組 137174.doc -90- 200939210

510 實施例/轉變控制模組 520 實施例/轉變控制模組 550 實施例/轉變控制模組 550a 分離量測計算器 550b 分離量測計算器 555 實施例/轉變控制模組 560 比較器 600 滯留邏輯 610 實施例/滯留邏輯 700 混合器組 710 實施例/混合器組 A1 區域 A2 區域 A3 區域 A110 實施例/裝置 A120 實施例/裝置 A200 裝置 A210 實施例/裝置 A210A 實施例 A210B 實施例/裝置 A214 實施例/裝置 A216 實施例/裝置 A218 實施例/裝置 A220 實施例/裝置 137174.doc -91 - 200939210 A222 實施例/裝置 A224 實施例/裝置 A224A 實施例/裝置 A228 實施例/裝置 A229 實施例/裝置 A234 裝置 A236 實施例/裝置 A310 實施例/裝置 〇 Α320 實施例/裝置 Α330 實施例/裝置 CIO 小鍵盤 C20 顯示器 C30 天線 C40 天線 C100 通信器件 C110 反饋濾、波器 〇 C120 反饋濾波器 CE10 遽波器 CE20 加法器 CS10 晶片或晶片組 D110 直接濾波器 D120 直接濾波器 EC10 回音消除器 EC12 實施例/回音消除器 137174.doc -92- 200939210 EC20a 例項/回音消除器 EC20b 例項/回音消除器 EC22 實施例/回音消除器 F10-1 空間分離濾波器/空間處理濾波器 F10-2 空間分離濾波器/空間處理濾波器 FlO-n 空間分離濾波器/空間處理濾波器 F14-1 空間分離濾波器 F14-2 空間分離濾波器 ❹ F14-3 空間分離濾波器/透通濾波器 F14-4 空間分離濾波器 F14-5 空間分離濾波器 F14-6 空間分離濾波器 F14-n 空間分離濾波器 F16-1 滤波器 F16-2 遽波器 F18-1 濾波器 〇 F18-2 濾波器 F20-1 空間處理濾波器 F20-2 空間處理濾波器 F20-n 空間處理濾波器 F26-1 遽波器 F26-2 遽波器 F28-1 濾波器 F28-2 濾波器 137174.doc -93- 200939210

F100 裝置 F110 F120 F130 用於對輸入信號執行第一操 用於對輸入信號執行第 用於在第-時間判定第一構件的:: 第 而分離語音分量與雜訊分量的構件 二構件 F140 用於產生基於第一信號之信號作為輪 出信號 的構件 F150 用於在第二時間判定第二構件優於第 而分離語音分量與雜訊分量的構件 ~~構件 F160 用於產生基於第二信號之信號作為輪 出信號 的構件 FS10 調適性濾波器結構 FS20 實施例/濾波器結構 H100 兩麥克風手機 H110 實施例/手機 11 輸入頻道 12 輸入頻道 MC10 主要麥克風 MC20 次要麥克風 MC30 第三麥克風 01 輸出頻道 02 輸出頻道 S10 Μ頻道輸入信號 S10-1 輸入頻道 137174.doc ·94· 200939210 S10-2 輸入頻道 S 1 0-m 輸入頻道 SlOa 經消除回音信號 S15 遠端音訊信號 S20-1 經空間處理信號 S20-n 經空間處理信號 S20jl 經濾波頻道 S20j2 經濾波頻道 ❹ S20jn 經濾波頻道 S20ml 經濾波頻道/語音頻道 S20m2 經濾波頻道 S20mn 經濾波頻道/語音頻道 S30-1 經空間處理信號 S30-n 經空間處理信號 S40 Μ頻道輸出信號 S40-1 輸出頻道/語音頻道 〇 S40-2 輸出頻道/雜訊頻道 S40-J 輸出頻道 S40-m 輸出頻道 S42 輸出信號 S42-1 語音信號 S42-2 雜訊頻道 S45 經遽波語音信號 S50 經估計定向狀態指示/經估計狀態 137174.doc -95- 200939210

S60 轉變控制信號 S70 更新控制信號 S70-1 更新控制信號 S70-2 更新控制信號 S75 更新控制信號 S80 偵測指示 S90 輸出控制信號 S90-1 例項/輸出控制信號 S90-2 例項/輸出控制信號 S201n 經濾波頻道/語音頻道 S202n 經濾波頻道/語音頻道 S2011 經遽波頻道/語音頻道 S2012 經濾波頻道/語音頻道 S2021 經濾波頻道/語音頻道 S2022 經濾波頻道/雜訊頻道 SP10 主要揚聲器/擴音器 SP20 次要揚聲器 137174.doc 96-

Claims (1)

1. 200939210 十、申請專利範圍： l 一種處理一包括一語音分量及-雜訊分量之職道輸入 信號以產生一經空pBH、企认， 間，慮皮輸出信號的方法，Μ為一大於 一之整數，該方法包含： 、 將第-空間處理據波器應用至該輸入信號； 將-第二空間處理遽波器應用至該輸入信號； 在第肖間，判定該第一空間處理據波器優於該第 Ο 二空間處理濾波器而開始分離該語音分量與該雜訊分 量； 第一經 回應於在-第-時間之該判定，產生一基於 空間處理信號之信號作為該輸出信號； 在該第-時間之後的一第二時間，判定該第二空間處 H皮H優於該第—空間處理渡波器而開始分離該語音 分量與該雜訊分量；及 回應於在一第二時間之該判定，產生一基於一第二經 空間處理信號之信號作為該輸出信號， 其中該第-經空間處理信號及該第二經空間處理信號 係基於該輸入信號。 2.如胡求項1之方法’其中該第一空間處理濾波器及該第 二空間4理濾波器中之至少一者的複數個係數值係基於 在複數個不同聲學情境下所記錄之複數個多頻道訓練信 號。 •—工 月求項1之方法’其中該第一空間處理濾波器及該第 間處理遽波器中之至少-者的複數個該等係數值係 I37174.doc 200939210 獲自一基於複數個多頻道訓練信號之經收斂濾波器狀 態，其中該複數個多頻道訓練信號係在複數個不同聲學 情境下被記錄。 4. 如凊求項1之方法，其中該第—空間處理滤波器之複數 個該等係數值係基於在第__複數個不同聲學情境下所記 錄之複數個多頻道钏練信號，且 其十該第二空間處理據波器之複數個該等係數值係基 於在第一複數個不同冑學情境下所記錄之複數個多頻道 〇 1)1丨、m該第二複數個不同聲學情境不同於該第-複 數個不同聲學情境。 5. 如凊求項1之方法，#中該將該第一空間處理遽波器應 用至該輸入乜號產生該第一經空間處理信號，且其中該 將”亥第一空間處理攄波器應用至該輸人信號產生該第二 經空間處理信號。 6. 〇 如明求項5之方法’其中該產生一基於一第一經空間處 理信號之信號作為該輸出信號包含產生該第一經空間處 理信號作為該輸出信號，且 其中該產生-基於一第二經空間處理信號之信號作為 該輸出信號包含產攻士_ 度生δ亥第一經空間處理信號作為該輸出 信號。 月求項1之方法，其中該第一空間處理濾波器係藉由 係數值矩陣而特徵化，且該第二空間處理渡波器 係藉由一第二係數值矩陣而特徵化，且 其中該第二矩陣至少大體上等於圍繞一中心垂直轴線 137174.doc -2 - 200939210 而翻轉該第一矩陣之結果。 8，如請求項1之方法’其中該方法包含判定該第一空間處 理濾波器在緊接於該第一時間之後之一第一延遲時間間 隔上優於該第二空間處理濾波器而繼續分離該語音分量 與該雜訊分量，且 其中該產生一基於一第一經空間處理信號之信號作為 該輸出信號在該第一延遲時間間隔之後開始。 9.如請求項8之方法，其中該方法包含判定該第二空間處 〇 理遽波11在緊接於該第二時間之後之-第：延遲時間間 隔上優於該第一空間處理濾波器而繼續分離該語音分量 與該雜訊分量，且 二中該產生一基於一第二經空間處理信號之信號作為 該輸出信號在該第二延遲時間間隔之後發生且 ❹ 其中該第二延遲時間間隔長於該第一延遲時間間隔。 ίο.如請求们之方法’其中該產生一基於一第二經空間處 王^號之信號作為該輸出信號包括在-第-合併時間間 隔上將該輸出信號自基於該第一經空間處理信號之該信 號轉變為一基於該第二經空間處理信號之信號，且 其中該轉變包括在該第一合併時間間隔期間產生一美 於：第-經空間處理信號及該第二經空間處理信號兩： 之#號作為該輸出信號。 11.如請求項1之方法，其中該方法包含： 將第二空間處理濾波器應用至該輸入信號； 在該第二時間之後之一第三時間，判定該第三空間處 137174.doc 200939210 理濾波器優於該第一办 虛虑 工間處理濾波器且優於該第二空間 處理慮波器而開始分五 回應於在一第_時門……刀量與該雜訊分量；及 ㈣定，產生—基於—第三經 處域之信號作為該輸出信號， =該第三經空間處理信號係基於該輸入信號。 ❹ “項11之方法’其中該產生-基於-第二經空間處 ㈣叙信料為該Μ㈣包括在—卜合併時間間 隔上將該輸出k號自基於該第 '經空間處理信號之該信 號轉變為-基於該第二經空間處理信號之信號，且 ’、中該產生-基於-第三經空間處理信號之信號作為 以輸出L號包括在-第二合併時間間隔上將該輸出信號 自基於該第：經空間處理信號之該信號轉變為—基於該 第三經空間處理信號之信號， 其中該第二合併時間間隔長於該第一合併時間間隔。 13·如請求項1之方法，其中該將一第一空間處理濾波器應 用至該輸入信號產生一第一經渡波信號，且 其中該將一第二空間處理濾波器應用至該輸入信號產 生一第二經濾波信號，且 其中在一第一時間之該判定包括偵測該輸入信號之一 頻道與該第一經濾波信號之一頻道之間之一能量差大於 該輸入信號之該頻道與該第二經濾波信號之一頻道之間 之一能量差。 14.如請求項1之方法’其中該將一第一空間處理濾波器應 用至該輸入信號產生一第一經濾波信號，且 137174.doc -4- 200939210 :中該將-第二空間處理遽波器應用至該輸入信號產 生第一經濾波信號，且 其中在一第-時間之該判定包括價測該第一 號之兩個頻道之間之—相關之值小於該第二_波^ 之兩個頻道之間之一相關之值。 机说 15. ❹ 16. ❹ 17. 如凊求項1之方法，装一 田5〜 #中β歸第-空間處理濾波器應 用至該輸入信號產生一第一經濾波信號，且 其中該將-第二空間處理濾波器應用至該輸入信號產 生一第二經濾波信號，且 其中在-第-時間之該判定包括備測該第一經據波信 號之頻道之間之-能量差大於該第二經錢信號之頻道 之間之一能量差。 如唄求項1之方法，其中該將一第一空間處理濾波器應 用至該輸入信號產生一第一經濾波信號，且 其中該將一第二空間處理濾波器應用至該輸入信號產 生一第二經濾波信號，且 其中在一第一時間之該判定包括偵測該第—經濾波信 號之—頻道之一語音量測之值大於該第二經濾波信號之 一頻道之語音量測之值。 如請求項1之方法，其中該將一第一空間處理濾波器應 用至該輸入信號產生一第一經渡波信號，且 其中该將一第二空間處理濾波器應用至該輸入信號產 生一第二經濾波信號，且 其中在一第一時間之該判定包括計算該輸入信號之兩 137174.doc -5- 200939210 個頻道當中之一到達時間差。 18’=求項1之方法’其中該方法包含基於該輪師贫之 頻道而應用一雜訊參考’以降低該輪出作；：另 -頻道中的雜訊。 印亿號之另 19.:種用於處理一包括一語音分量及一雜訊分量 」广以產生一經空間據波輸出信號的裝 大於一之整數，該裝置包含： 馬 ❹ ❹ 人=執行一第一空間處理操作的構件; :於對該輸入㈣行一第二空間處理操作的構件. 用於在一第一時間判定該用於執行— ， 作之構件優於該用於執行—第二空間處^處理操 開始分離該語音分量與該雜訊分量的構件；、之構件而 用於回應於一來自該用於在一 的指示而產生一基於一第一經丄^之判定之構件 該輸出信號的構件； 5 ^號之信號作為 一用於在該第-時間之後的—第二時間判定該用 一第二空間處理操作之構件優於該用於 —仃 處理操作之構件而開始分離該語音分 間 構件：及 、飞雜訊分量的 第二時間之判定之構件 間處理信號之信號作為 用於回應於一來自該用於在— 的指示而產生一基於一第二經空 該輸出信號的構件， 二經空間處理信號 其中該第一經空間處理信號及該第 係基於該輸入信號。 137I74.doc 200939210 求物之裝置，其中⑷該用於執行一第一空間處理 :作之構件及(B)該用於執行一第二空間處理操作之構件 中之至少-者的複數個係數值係基於在複數個不同聲學 情境下所記錄之複數個多頻道訓練信號。 于 21. ^求項19之裝置，其中該用於對該輸人信號執行該第 :空間處理操作之構件經組態以產生該第—經空間處理 ^號’且其中該用於對該輸人信號執行該第二空間處理 操作之構件經組態以產生該第二經空間處理信號，且 作用於產生一基於一第一經空間處理信號之信號 丄‘、’、U〕出信號之構件經組態以產生該第一經空間處理 k號作為該輸出信號，且 作：：：用：產生一基於一第二經空間處理信號之信號 ^出信號之構件經組態以產生該第二經空間 k號作為該輸出信號。 ❹ 22· 2求们9之裝置’其中該裝置包含用於判定該用於執 仃—第—$間處理操作之構件在緊接於該第一日夺間之後 第延遲時間間隔上優於該用於執行一第二空間處 =操作之構件而繼續分離該語音分量與該雜訊分量的構 1干，且 其中今从 作為該=ϋ基於一第- '經冑間處理信號之該信號 z 3出k號之構件經組態以在該第一延遲時間門隔 之^開始產生該信號。 門：长項19之裝置，其中該用於產生一基於-第二經空 間處理_號夕P 、土工 號作為該輸出信號之構件包括用 I37I74.doc 200939210 :一合併時間間隔上將該輸出信號自基於該第-經空間 之信號的構件，且 基於該第二經空間處理信號 =用於轉變之構件經組態以在該第一合併時間間 =間產生-基於該第—經空間處理信號及該第二經空 間處理信號兩者之信號作為該輸出信號。 〇 一月求項19之裝置’其中該用於對該輸入信號執行一第 -空間處理操作之構件產生一第一經濾波信號，且 其中該用於對該輸入信號執行一第二空間處理操作之 構件產生一第二經濾波信號，且 給中。亥用於在-第-時間之判定之構件包括用於偵測 該輸入信號之—頻道與該第—㈣波信號之—頻道之間 之-能量差大於該輸入信號之該頻道與該第二經濾波信 號之一頻道之間之一能量差的構件。 25.如請求項19之裝置’其中該用於對該輸人信號執行-第 -空間處理操作之構件產生一第一經濾波信號，且 、中該用於對⑦輸人#號執行_第二空間處理操作之 構件產生一第二經濾波信號，且 其中該用於在-第-時間之判定之構件包括用於偵測 該第-經濾波信號之兩個頻道之間之一相關之值小於該 第，經濾波信號之兩個頻道之間之一相關之值的構件。 :求項19之裝置，其中該用於對該輸入信號執行一第 間處理操作之構件產生—第—經濾波信號，且 其中該用於對該輸入信號執行—第二空間處理操作之 137174.doc 200939210 構件產生一第二經濾波信號，且 其中該用於在一第一時間之判定之構件包括用於偵測 該第一經濾波信號之頻道之間之一能量差大於該第二經 滤波信號之頻道之間之一能量差的構件。 27·如請求項19之裝置，其中該用於對該輸入信號執行一第 一空間處理操作之構件產生一第一經濾波信號，且 其中該用於對該輸入信號執行一第二空間處理操作之 構件產生一第二經濾波信號，且 〇 其中該用於在一第一時間之判定之構件包括用於偵測 該第一經濾波信號之一頻道之一語音量測之值大於該第 二經濾波信號之一頻道之語音量測之值的構件。 28·如請求項19之裝置，其中該裝置包含一麥克風陣列該 麥克風陣列經組態以產生該輸入信號所基於之一河頻道 信號。 29. 如請求項19之裝置，其中該裝置包含用於基於該輸出信 號之至少一頻道而應用一雜訊參考以降低該輸出信號之 © 另一頻道中之雜訊的構件。 30. —種用於處理一包括一語音分量及一雜訊分量之M頻道 輸入信號以產生一經空間濾波輸出信號的裝置，M為一 大於一之整數，該裝置包含： 一第一空間處理濾波器，其經組態以對該輸入信號進 行濾波； 一第二空間處理濾波器，其經組態以對該輸入信號進 行濾波； 137174.doc -9- 200939210 一狀態估計器，其經組態以在一第一時間指示該第一 空間處理濾波器優於該第二空間處理濾波器而開始分離 該語音分量與該雜訊分量；及 一轉變控制模組’其經組態以回應於在一第一時間之 該指示而產生一基於一第一經空間處理信號之信號作為 該輸出信號， 其中該狀態估計器經組態以在該第一時間之後之一第 二時間指示該第二空間處理濾波器優於該第一空間處理 Ο 濾波器而開始分離該語音分量與該雜訊分量，且 其中該轉變控制模組經組態以回應於在一第二時間之 該指示而產生一基於一第二經空間處理信號之信號作為 該輸出信號，且 其中該第一經空間處理信號及該第二經空間處理信號 係基於該輸入信號。 31. 如睛求項30之裝置’其中該第一空間處理濾波器及該第 一空間處理濾波器中之至少一者的複數個係數值係獲自 © —基於複數個多頻道訓練信號之經收斂濾波器狀態，其 中該複數個多頻道訓練信號係在複數個不同聲學情境下 被記錄。 32. 如明求項3〇之裝置，其中該第一空間處理濾波器經組態 以回應於該輸入信號而產生該第一經空間處理信號，且 其中該第—空間處理濾波器經組態以回應於該輸入信號 而產生該第二經空間處理信號， 其中該轉變控制模組經組態以藉由產生一第一經空間 137174.doc 200939210 處理信號作I##I 輸出信號而產生一基於該第一經空間處 :號之^號作為該輸出信號，且 ：°亥轉變控制模組經組態以藉由產生一第二經空間 號作為δ亥輸出信號而產生一基於該第二經空間處 理信號之信號作為該輸出信號。 33. ❹ 34. ❹ 35. 如清求項3 〇之梦署廿 一办 、置其中該狀態估計器經組態以判定該 -空間處理濾波器在緊接於該第一時間之後之一第_ 、夺門間隔上優於該第二空間處理濾波器而繼續分離 該語音分量與該雜訊分量且 、u轉變控制模組經組態以在該第一延遲時間間隔 期間，產生—其# 土；該第二經空間處理信號之信號作為該 輸出信號，且 :u轉變控制模組經組態以在該第一延遲時間間隔 w ’產生基㈣第m間處理信號之該信號作為該 月长項30之裝置’其中該轉變控制模組經組態以藉由 在一第—合併時間間隔上將該輸出信號自基於該第-經 :間處理信號之該信號轉變為一基於一第二經空間處理 :之乜號而產生基於該第二經空間處理信號之該信號 作為該輸出信號，且 ^中在該第-合併時間間隔期間，該轉變控制模組經 、=以產生一基於該第 '經空間處理信號及該第二經空 處理信號兩者之信號作為該輸出信號。 如請求項30之裝置 其中該第一空間處理濾波器經組態 137174.doc -11 - 200939210 以回應於該輸入信號而產生—第一經濾波信號，且 其中該第二空間處理渡波器經組態以回應於該輸入信 號而產生一第二經濾波信號，且 其中該狀態估計器經組態以藉由偵測該輸入信號之一 頻道與該第經滤波信號之一頻道之間之一能量差大於 該輸入信號之該頻道與該第二經濾波信號之一頻道之間 之-能量差而在該第-時間判定該第—空間處理滤波器 ❹ 36. ❹ 37. 優於該第一二間處理渡波器而開始分離該語音分量與該 雜訊分量。 如π求項3G之裝置，其中該第_ ^間處理滤波器經組態 以回應於該輸入信號而產生-m皮信號，且 β /、中該第—空間處理濾波器經組態以回應於該輸入信 號而產生一第二經濾波信號，且 其中該狀態估計器經組態以藉由偵測該第一經濾波信 號之兩個頻道之間之—相關之值小於該第二經纽信號 =個頻道之間之—相關之值而在該第—時間判定該第 門處理濾波器優於該第二空間處理濾波器而開始分 離該語音分量與該雜訊分量。 如請求項30之裝置’其中該第一空間處理據波器經組態 以回應於該輸入信號而產生一第一經濾波信號，且 其中該第二空間處理濾波器經組態以回應於該輸入信 號而產生—第二經濾波信號，且 ”其中該狀態估計器經組態以藉由偵測該第一經濾波信 號之頻道之間之__能量差大於該第二經據波信狀頻道 137174.doc •12· 200939210 之間之一能量差而在該第一時間判定該第—空間處理濾 波器優於該第二空間處理濾波器而開始分離該語音分量 與該雜訊分量。 如叻求項30之裝置’其中該第一空間處理濾波器經組態 以回應於該輸入信號而產生一第一經濾波信號，且 ”其中該帛二空間處理渡波器經組態以回應於該輸入信 號而產生一第二經濾波信號，且 八中η亥狀態估§(•器經組態以藉由偵測該第一經遽波信 ❹ ^之-頻道之-語音量測之值大於㈣狀 一頻道之語音量測之值而在該第一時間判定該第一空間 處理濾波器優於該第二空間處理濾波器而開始分離該語 音分量與該雜訊分量。 39.如請求項3〇之裝置，其中該裝置包含一麥克風陣列，該 麥克風陣列經組態以產生該輸入信號所基於之一 ％頻道 信號。 ❹ 求項30之裝置’其中該裝置包含—雜訊降低濾波 該雜訊降低渡波器經組態以基於該輸出信號之至少 -頻道而應用—雜訊參考以降低該輸出信號之另一頻道 中的雜訊。 41 -種包含指令之電腦可讀媒體’該等指令在由一處理器 ^仃時使該處理器執行—處理—包括_語音分量及一雜 =分量之Μ頻道輸入信號以產生一經空間渡波輸出信號 =法，Μ為-大於—之整數，該等指令包含在由一處 ^執行時使該處理器進行以下操作之指令： 137174.doc • U· 200939210 對該輸人錢執行H間處理操作. 對該輸人錢執行H間處理操作； 4二：間，指示該第一空間處理操作優於該第二 二間處理刼作而開始分離 π ^ A ^ 日刀量與該雜訊分量； 回應於在一第一時間之該指 Ba . 下 產生一基於一第一經 二間處理信號之信號作為該輸出信號； :該第-時間之後的一第二時;’，指示該第二空間處 理操作優於該第一空間虛 乐1間處理刼#而開始分離該語音分量 與該雜訊分量；及 生一基於一第二經 9 二經空間處理信號 回應於在一第二時間之該指示，產 空間處理信號之信號作為該輸出信號 其中該第一經空間處理信號及該第 係基於該輸入信號。 42.如請求項41之電腦可讀搵躲 J »貢媒體，其中該第一空間處理操作 及該第二空間處理操作φ 铞作中之至少一者的複數個係數值係 獲自-基於複數個多頻道训練信號之經收斂滤波器狀 〇 態，其中該複數個多頻道訓練信號係在複數個不同聲學 情境下被記錄。 43·如請求項41之電腦可讀媒體，其中在由—處理器執行 時，使該處理器對該輸入信號執行該第一空間處理操作 之該等指令使該處理器產生該第—經空間處理信號，且 其中在由-處理器執行時，使該處理器對該輸入信號執 仃該第一空間處理操作之該等指令產生該第二經空間處 理信號， 137174.doc •14· 200939210 其t在由一處理器執行 第-經空間處理信號之該處理器產生-基於- 而使該處理器產生該第輸出信號之該等指令 味’ B 、二間處理信號作為該輸出信 …由-處理器執行時使該處 二經空間處理信號之信號 ，基於第 佶哕虚瑰哭“ 則乍為該輸出信號之該等指令而 使該處理|§產生該第二办 號。 二間處理信號作為該輸出信 〇 44. ❹ 45. 如請求項41之電腦可讀拔 扭哭拍… W讀媒體’其中該媒體包含在由-處 里器執订時’使該處理器進行以下操作之指令：判定該 第二間處理操作在緊接於該第一時間之後之一第一延 遲時間間隔上優於該第二空間處理操作而繼續分離該語 音分量與該雜訊分量，且 其中在由一處理器執行時，使該處理器產生基於一第 虻二間處理信號之該信號作為該輸出信號之該等指令 而使該處理器在該第—延遲時間間隔之後開始產生該作 號。 ° 如請求項41之電腦可讀媒體，其中在由一處理器執行時 使該處理器產生一基於一第二經空間處理信號之信號作 為該輸出信號之該等指令包括在由一處理器執行時使該 處理器進行以下操作之指令：在一第一合併時間間隔 上’將該輸出信號自基於該第一經空間處理信號之該信 號轉變為一基於該第二經空間處理信號之信號，且 其中在由—處理器執行時使該處理器轉變之該等指令 137174.doc • 15_ 200939210 包括在由一處理器執行時 令：在該第-合併時間間隔；=進行以下操作之指 空間處理信號及該第二經^生一基於該第一經 該輸出信號。 處理信號兩者之信號作為 46.如請求項41之電腦可讀媒 . 、體，其中在由一處理器執行時 彳°琥執仃—第一空間處理操作之該 等才曰令使該處理器產生—第—經遽波信號，且 其中在由一處理器執行時 ❹

   行一坌_介„ & 使該處理器對該輸入信號執 :_第〜間處理操作之該等指令使該處理器產生一第 一經遽波信號，且 -其中在由一處理器執行時使該處理器在一第一時間指 不之該等指令包括在由—處理器執行時使該處理器進行 乂下操作之扣令.偵測該輸入信號之一頻道與該第一絰 據波信號之-頻道之間之—能量差大於該輸人信號之該 頻道與該第n皮信號之—頻道H能量差。 47.如請求項41之電腦可讀媒體，其中在由—處理器執行時 使該處理器對該輸人信號執行—第—空間處理操作之該 等指令使該處理器產生一第一經濾波信號，且 其中在由一處理器執行時使該處理器對該輸入信號執 行一第二空間處理操作之該等指令使該處理器產生一第 二經濾波信號，且 其中在由一處理器執行時使該處理器在一第一時間指 示之該等指令包括在由一處理器執行時使該處理器進行 以下操作之指令：偵測該第一經濾波信號之兩個頻道之 I37174.doc -16- 200939210 間之#關之值小於該第二纟輯波信號之兩個頻道之 之一相關之值。 B 48.如請求利之電腦可讀媒體’其中在由一處理器執 使該處理器對該輸入信號執行一第一空間處理操作之， 等指令使該處理器產生一第一經據波信號，且 ^ 其中在由-處理器執行時使該處理器對該輸入信號執 行一第二空間處理操作之該等指令使該處理器產生一第 二經濾波信號，且 Ο _其中在由一處理器執行時使該處理器在-第一時間指 示之該等指令包括在由—處理器執行時使該處理器進行 以下操作之指令：偵測該第-經滤波信號之頻道之間之 -能量差大於該第二經據波信號之頻道之間之一能量 差。 49·如請求項41之電腦可靖碰躲 ^ . ^ t ^ 电胸j項媒體，其中在由一處理器執行時 使該處理器對該輸人信號執行—第—空間處理操作之該 等指令使該處理器產生一第一經遽波信號，且 "其中在由-處理器執行時使該處理器對該輸入信號執 行第一二間處理操作之該等指令使該處理器產生一第 一經遽波信號，且 八中在由處理器執行時使該處理器在一第一時間指 厂、s等扣7包括在由一處理器執行時使該處理器進行 、立操作之私7 .偵測該第一經濾波信號之一頻道之一 °s量測之值大於該第二經遽波信號之-頻道之語音量 測之值。 137174.doc 200939210 5〇·如請求項41之電腦可讀媒體，其中該媒體包含在由一處 理器執行時使該處㈣進行以下操 出信號夕s , 相7 ·基於該輸 至夕一頻道而應用一雜訊參考 信號之另—以降低該輸出 力頻道中的雜訊。

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