基于盲源分離的空間濾波的制作方法
【專利摘要】一種用于電子裝置上的基于盲源分離的空間濾波的方法包含獲得第一源音頻信號(hào)和第二源音頻信號(hào)。所述方法還包含將盲源分離濾波器集合應(yīng)用于所述第一源音頻信號(hào)和所述第二源音頻信號(hào)以產(chǎn)生經(jīng)空間濾波第一音頻信號(hào)和經(jīng)空間濾波第二音頻信號(hào)。所述方法進(jìn)一步包含經(jīng)由第一揚(yáng)聲器播放經(jīng)空間濾波第一音頻信號(hào)以產(chǎn)生聲學(xué)經(jīng)空間濾波第一音頻信號(hào)，且經(jīng)由第二揚(yáng)聲器播放經(jīng)空間濾波第二音頻信號(hào)以產(chǎn)生聲學(xué)經(jīng)空間濾波第二音頻信號(hào)。聲學(xué)經(jīng)空間濾波第一音頻信號(hào)和聲學(xué)經(jīng)空間濾波第二音頻信號(hào)在第一位置處產(chǎn)生經(jīng)隔離聲學(xué)第一源音頻信號(hào)且在第二位置處產(chǎn)生經(jīng)隔離聲學(xué)第二源音頻信號(hào)。
【專利說(shuō)明】基于盲源分離的空間濾波
[0001]相關(guān)_請(qǐng)案
[0002]本申請(qǐng)案涉及且主張2011年5月16日申請(qǐng)的“基于盲源分離的空間濾波(BLINDSOURCE SEPARATION BASED SPATIAL FILTERING) ”的第 61 / 486，717 號(hào)美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)案的優(yōu)先權(quán)。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本發(fā)明大體上涉及音頻系統(tǒng)。更具體來(lái)說(shuō)，本發(fā)明涉及基于盲源分離的空間濾波?！颈尘凹夹g(shù)】
[0004]在最近的幾十年中，電子器件的使用已變得普遍。具體來(lái)說(shuō)，電子技術(shù)的進(jìn)步已減少了越來(lái)越復(fù)雜且有用的電子裝置的成本。成本減少和消費(fèi)者需求已促進(jìn)了電子裝置的使用，使得電子裝置在現(xiàn)代社會(huì)中實(shí)際上普遍存在。由于電子裝置的使用已擴(kuò)展，因此針對(duì)電子器件的新型和改進(jìn)特征的需求也擴(kuò)展。更具體來(lái)說(shuō)，經(jīng)常尋求執(zhí)行新功能或更快、更有效或以更高質(zhì)量執(zhí)行功能的電子裝置。
[0005]一些電子裝置使用音頻信號(hào)來(lái)工作。舉例來(lái)說(shuō)，一些電子裝置使用麥克風(fēng)俘獲聲學(xué)音頻信號(hào)和/或使用揚(yáng)聲器輸出聲學(xué)音頻信號(hào)。電子裝置的一些實(shí)例包含電視機(jī)、音頻放大器、光學(xué)媒體播放器、計(jì)算機(jī)、智能電話、平板裝置等等。
[0006]當(dāng)電子裝置用揚(yáng)聲器輸出聲學(xué)音頻信號(hào)時(shí)，用戶可用雙耳聽(tīng)到聲學(xué)音頻信號(hào)。當(dāng)使用兩個(gè)或兩個(gè)以上揚(yáng)聲器來(lái)輸出音頻信號(hào)時(shí)，用戶可在雙耳中聽(tīng)到多個(gè)音頻信號(hào)的混合。音頻信號(hào)混合且由用戶感知的方式可進(jìn)ー步取決于收聽(tīng)環(huán)境的聲學(xué)性質(zhì)和/或用戶特征。這些影響中的ー些可能以不合意方式使聲學(xué)音頻信號(hào)失真和/或降級(jí)。如從此論述可觀察到，有助于隔離聲學(xué)音頻信號(hào)的系統(tǒng)和方法可為有益的。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0007]掲示ー種用于電子裝置上的基于盲源分離的空間濾波的方法。所述方法包含獲得第一源音頻信號(hào)和第二源音頻信號(hào)。所述方法還包含將盲源分離濾波器集合應(yīng)用于所述第一源音頻信號(hào)和所述第二源音頻信號(hào)以產(chǎn)生經(jīng)空間濾波第一音頻信號(hào)和經(jīng)空間濾波第二音頻信號(hào)。所述方法進(jìn)ー步包含經(jīng)由第一揚(yáng)聲器播放所述經(jīng)空間濾波第一音頻信號(hào)以產(chǎn)生聲學(xué)經(jīng)空間濾波第一音頻信號(hào)。所述方法另外包含經(jīng)由第二揚(yáng)聲器播放所述經(jīng)空間濾波第ニ音頻信號(hào)以產(chǎn)生聲學(xué)經(jīng)空間濾波第二音頻信號(hào)。聲學(xué)經(jīng)空間濾波第一音頻信號(hào)和聲學(xué)經(jīng)空間濾波第二音頻信號(hào)在第一位置處產(chǎn)生經(jīng)隔離聲學(xué)第一源音頻信號(hào)且在第二位置處產(chǎn)生經(jīng)隔離聲學(xué)第二源音頻信號(hào)。所述盲源分離可為獨(dú)立向量分析(IVA)、獨(dú)立分量分析(ICA)或多重自適應(yīng)解相關(guān)算法。所述第一位置可對(duì)應(yīng)于用戶的ー個(gè)耳朵且所述第二位置對(duì)應(yīng)于所述用戶的另ー個(gè)耳朵。
[0008]所述方法還可包含訓(xùn)練所述盲源分離濾波器集合。訓(xùn)練盲源分離濾波器集合可包含在所述第一位置的第一麥克風(fēng)處接收第一經(jīng)混合源音頻信號(hào)且在所述第二位置的第二麥克風(fēng)處接收第二經(jīng)混合源音頻信號(hào)。訓(xùn)練盲源分離濾波器集合還可包含使用盲源分離將所述第一經(jīng)混合源音頻信號(hào)和所述第二經(jīng)混合源音頻信號(hào)分離為近似第一源音頻信號(hào)和近似第二源音頻信號(hào)。訓(xùn)練盲源分離濾波器集合可另外包含針對(duì)與所述第一位置和所述第二位置相關(guān)聯(lián)的位置將在所述盲源分離期間使用的傳遞函數(shù)存儲(chǔ)為所述盲源分離濾波器
隹A
ロ O
[0009]所述方法還可包含訓(xùn)練多個(gè)盲源分離濾波器集合，每ー濾波器集合對(duì)應(yīng)于相異位置。所述方法可進(jìn)ー步包含基于用戶位置數(shù)據(jù)確定將使用哪ー盲源分離濾波器集合。
[0010]所述方法還可包含通過(guò)當(dāng)用戶的當(dāng)前位置處于與所述多個(gè)盲源分離濾波器集合相關(guān)聯(lián)的所述相異位置之間時(shí)在所述多個(gè)盲源分離濾波器集合之間進(jìn)行內(nèi)插，來(lái)確定經(jīng)內(nèi)插盲源分離濾波器集合。所述第一麥克風(fēng)和所述第二麥克風(fēng)可包含在頭部與軀干模擬器(HATS)中以在訓(xùn)練期間對(duì)用戶的耳朵進(jìn)行模型化。
[0011]所述訓(xùn)練可使用多對(duì)麥克風(fēng)和多對(duì)揚(yáng)聲器執(zhí)行。所述訓(xùn)練可針對(duì)多個(gè)用戶執(zhí)行。
[0012]所述方法還可包含將所述盲源分離濾波器集合應(yīng)用于所述第一源音頻信號(hào)和所述第二源音頻信號(hào)以產(chǎn)生多對(duì)經(jīng)空間濾波音頻信號(hào)。所述方法可進(jìn)ー步包含經(jīng)由多對(duì)揚(yáng)聲器播放所述多對(duì)經(jīng)空間濾波音頻信號(hào)以在所述第一位置處產(chǎn)生所述經(jīng)隔離聲學(xué)第一源音頻信號(hào)且在所述第二位置處產(chǎn)生所述經(jīng)隔離聲學(xué)第二源音頻信號(hào)。
[0013]所述方法還可包含將所述盲源分離濾波器集合應(yīng)用于所述第一源音頻信號(hào)和所述第二源音頻信號(hào)以產(chǎn)生多個(gè)經(jīng)空間濾波音頻信號(hào)。所述方法可進(jìn)ー步包含經(jīng)由揚(yáng)聲器陣列播放所述多個(gè)經(jīng)空間濾波音頻信號(hào)以在針對(duì)多個(gè)用戶的多個(gè)位置對(duì)處產(chǎn)生多個(gè)經(jīng)隔離聲學(xué)第一源音頻信號(hào)和多個(gè)經(jīng)隔離聲學(xué)第二源音頻信號(hào)。
[0014]還掲示ー種經(jīng)配置以用于基于盲源分離的空間濾波的電子裝置。所述電子裝置包含處理器和存儲(chǔ)在與所述處理器電子通信的存儲(chǔ)器中的指令。所述電子裝置獲得第一源音頻信號(hào)和第二源音頻信號(hào)。所述電子裝置還將盲源分離濾波器集合應(yīng)用于所述第一源音頻信號(hào)和所述第二源音頻信號(hào)以產(chǎn)生經(jīng)空間濾波第一音頻信號(hào)和經(jīng)空間濾波第二音頻信號(hào)。所述電子裝置進(jìn)ー步經(jīng)由第一揚(yáng)聲器播放所述經(jīng)空間濾波第一音頻信號(hào)以產(chǎn)生聲學(xué)經(jīng)空間濾波第一音頻信號(hào)。所述電子裝置另外經(jīng)由第二揚(yáng)聲器播放所述經(jīng)空間濾波第二音頻信號(hào)以產(chǎn)生聲學(xué)經(jīng)空間濾波第二音頻信號(hào)。聲學(xué)經(jīng)空間濾波第一音頻信號(hào)和聲學(xué)經(jīng)空間濾波第二音頻信號(hào)在第一位置處產(chǎn)生經(jīng)隔離聲學(xué)第一源音頻信號(hào)且在第二位置處產(chǎn)生經(jīng)隔離聲學(xué)第二源音頻信號(hào)。
[0015]還掲示一種用于基于盲源分離的空間濾波的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。所述計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品包含具有指令的非暫時(shí)性有形計(jì)算機(jī)可讀媒體。所述指令包含用于致使電子裝置獲得第一源音頻信號(hào)和第二源音頻信號(hào)的代碼。所述指令還包含用于致使所述電子裝置將盲源分離濾波器集合應(yīng)用于所述第一源音頻信號(hào)和所述第二源音頻信號(hào)以產(chǎn)生經(jīng)空間濾波第一音頻信號(hào)和經(jīng)空間濾波第二音頻信號(hào)的代碼。所述指令進(jìn)ー步包含用于致使所述電子裝置經(jīng)由第一揚(yáng)聲器播放所述經(jīng)空間濾波第一音頻信號(hào)以產(chǎn)生聲學(xué)經(jīng)空間濾波第一音頻信號(hào)的代碼。所述指令另外包含用于致使所述電子裝置經(jīng)由第二揚(yáng)聲器播放所述經(jīng)空間濾波第ニ音頻信號(hào)以產(chǎn)生聲學(xué)經(jīng)空間濾波第二音頻信號(hào)的代碼。聲學(xué)經(jīng)空間濾波第一音頻信號(hào)和聲學(xué)經(jīng)空間濾波第二音頻信號(hào)在第一位置處產(chǎn)生經(jīng)隔離聲學(xué)第一源音頻信號(hào)且在第二位置處產(chǎn)生經(jīng)隔離聲學(xué)第二源音頻信號(hào)。[0016]還掲示一種用于基于盲源分離的空間濾波的設(shè)備。所述設(shè)備包含用于獲得第一源音頻信號(hào)和第二源音頻信號(hào)的裝置。所述設(shè)備還包含用于將盲源分離濾波器集合應(yīng)用于所述第一源音頻信號(hào)和所述第二源音頻信號(hào)以產(chǎn)生經(jīng)空間濾波第一音頻信號(hào)和經(jīng)空間濾波第二音頻信號(hào)的裝置。所述設(shè)備進(jìn)ー步包含用于經(jīng)由第一揚(yáng)聲器播放所述經(jīng)空間濾波第一音頻信號(hào)以產(chǎn)生聲學(xué)經(jīng)空間濾波第一音頻信號(hào)的裝置。所述設(shè)備另外包含用于經(jīng)由第二揚(yáng)聲器播放所述經(jīng)空間濾波第二音頻信號(hào)以產(chǎn)生聲學(xué)經(jīng)空間濾波第二音頻信號(hào)的裝置。聲學(xué)經(jīng)空間濾波第一音頻信號(hào)和聲學(xué)經(jīng)空間濾波第二音頻信號(hào)在第一位置處產(chǎn)生經(jīng)隔離聲學(xué)第一源音頻信號(hào)且在第二位置處產(chǎn)生經(jīng)隔離聲學(xué)第二源音頻信號(hào)。
【專利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1是說(shuō)明用于盲源分離(BSS)濾波器訓(xùn)練的電子裝置的ー個(gè)配置的框圖；
[0018]圖2是說(shuō)明用于基于盲源分離(BSS)的空間濾波的電子裝置的ー個(gè)配置的框圖；
[0019]圖3是說(shuō)明用于盲源分離(BSS)濾波器訓(xùn)練的方法的ー個(gè)配置的流程圖；
[0020]圖4是說(shuō)明用于基于盲源分離(BSS)的空間濾波的方法的ー個(gè)配置的流程圖；
[0021]圖5是說(shuō)明盲源分離(BSS)濾波器訓(xùn)練的ー個(gè)配置的圖；
[0022]圖6是說(shuō)明基于盲源分離(BSS)的空間濾波的ー個(gè)配置的圖；
[0023]圖7是說(shuō)明根據(jù)本文掲示的系統(tǒng)和方法的訓(xùn)練和運(yùn)行時(shí)間的ー個(gè)配置的框圖；
[0024]圖8是說(shuō)明用于多個(gè)位置的基于盲源分離(BSS)的濾波的電子裝置的ー個(gè)配置的框圖；
[0025]圖9是說(shuō)明用于多個(gè)用戶或頭部與軀干模擬器(HATS)的基于盲源分離(BSS)的濾波的電子裝置的ー個(gè)配置的框圖；以及
[0026]圖10說(shuō)明可在電子裝置中利用的各種組件。
【具體實(shí)施方式】
[0027]除非通過(guò)上下文明確限制，否則本文使用術(shù)語(yǔ)“信號(hào)”來(lái)指示其任何普通意義，包含在電線、總線或其它傳輸媒體上表達(dá)的存儲(chǔ)器位置(或存儲(chǔ)器位置集合)的狀態(tài)。除非通過(guò)上下文明確限制，否則本文使用術(shù)語(yǔ)“產(chǎn)生”來(lái)指示其任何普通意義，例如計(jì)算或以其它方式制作。除非通過(guò)上下文明確限制，否則本文使用術(shù)語(yǔ)“計(jì)算”來(lái)指示其任何普通意義，例如計(jì)算、評(píng)估、估計(jì)和/或從多個(gè)值進(jìn)行選擇。除非通過(guò)上下文明確限制，否則本文使用術(shù)語(yǔ)“獲得”來(lái)指示其任何普通意義，例如計(jì)算、導(dǎo)出、接收(例如，從外部裝置)和/或檢索(例如，從存儲(chǔ)元件陣列)。當(dāng)在本描述和權(quán)利要求書(shū)中使用術(shù)語(yǔ)“包括”的情況下，其并不排除其它元件或操作。術(shù)語(yǔ)“基干”(如“ A基于B”中)用以指示其任何普通意義，包含以下情況:(i) “至少基干”(例如，“A至少基于B”)，且在特定上下文中適當(dāng)?shù)那闆r下，
(ii)“等于”(例如，“A等于B”)。類似地，術(shù)語(yǔ)“響應(yīng)于”用以指示其任何普通意義，包含“至少響應(yīng)干”。
[0028]除非另外指示，否則具有特定特征的設(shè)備的操作的任何掲示也明確地既定掲示具有類似特征的方法(且反之亦然)，且根據(jù)特定配置的設(shè)備的操作的任何掲示也明確地既定掲示根據(jù)類似配置的方法(且反之亦然)。術(shù)語(yǔ)“配置”可參考如其特定上下文所指示的方法、設(shè)備或系統(tǒng)來(lái)使用。術(shù)語(yǔ)“方法”、“過(guò)程”、“程序”和“技木” 一般地且可互換地使用，除非特定上下文另外指示。術(shù)語(yǔ)“設(shè)備”和“裝置”也一般地且可互換地使用，除非特定上下文另外指示。術(shù)語(yǔ)“元件”和“模塊”通常用以指示較大配置的一部分。通過(guò)參考某一文獻(xiàn)的一部分的任何并入均應(yīng)理解為在其中此些定義出現(xiàn)在所述文獻(xiàn)中的其它地方將所述部分內(nèi)參考的術(shù)語(yǔ)或變量的定義并入，以及將所并入部分中參考的任何圖式并入。
[0029]雙耳立體聲聲像可為用戶給出寬聲場(chǎng)的印象，且進(jìn)一歩使用戶沉浸于收聽(tīng)體驗(yàn)中。此立體聲像可通過(guò)佩戴頭戴式耳機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)。然而，這對(duì)于延長(zhǎng)的會(huì)話可能不舒適，且對(duì)于ー些應(yīng)用是不實(shí)際的。為了在揚(yáng)聲器陣列前方在用戶的耳朵處實(shí)現(xiàn)雙耳立體聲像，可計(jì)算基于頭部相關(guān)傳遞函數(shù)(HRTF)的逆濾波器，其中可隨著用戶看視方向而變基于HRTF從數(shù)據(jù)庫(kù)選擇聲學(xué)混合矩陣。此混合矩陣可經(jīng)離線求逆，且在線地將所得矩陣應(yīng)用于左聲像和右聲像。這也可稱為串?dāng)_消除。
[0030]傳統(tǒng)的基于HRTF的方法可具有一些缺點(diǎn)。舉例來(lái)說(shuō)，HRTF反轉(zhuǎn)是基于模型的方法，其中傳遞函數(shù)可在實(shí)驗(yàn)室中獲取(例如，在具有標(biāo)準(zhǔn)化擴(kuò)音器的消聲室中)。然而，人和收聽(tīng)環(huán)境具有唯一的屬性和非理想性(例如，人具有不同形狀的面部、頭部、耳朵等等)。所有這些情況均影響經(jīng)由空氣的行進(jìn)特性(例如，傳遞函數(shù))。因此，HRTF方法可能并不很好地對(duì)實(shí)際環(huán)境進(jìn)行模型化。舉例來(lái)說(shuō)，收聽(tīng)環(huán)境的特定器具和分解可能不會(huì)由HRTF準(zhǔn)確地模型化。
[0031]本發(fā)明的系統(tǒng)和方法可用以通過(guò)學(xué)習(xí)應(yīng)用于混合數(shù)據(jù)的盲源分離(BSS)濾波器來(lái)計(jì)算空間濾波器。舉例來(lái)說(shuō)，本文掲示的系統(tǒng)和方法可提供使用BSS設(shè)計(jì)空間濾波器的基于揚(yáng)聲器陣列的雙耳成像。解混BSS解決方案將頭部與軀干模擬器(HATS)或用戶耳朵記錄的輸入解相關(guān)為在統(tǒng)計(jì)上獨(dú)立的輸出，且隱式地反轉(zhuǎn)聲學(xué)情境。HATS可為具有經(jīng)定位以模擬用戶耳朵位置的兩個(gè)麥克風(fēng)的人體模型。使用此方法，可避免固有的串?dāng)_消除問(wèn)題，例如頭部相關(guān)傳遞函數(shù)(HRTF)失配(非個(gè)別化HRFT)、擴(kuò)音器和/或房間傳遞函數(shù)帶來(lái)的額外失真。此外，通過(guò)在訓(xùn)練期間允許麥克風(fēng)位置(對(duì)應(yīng)于用戶、HATS等等)在標(biāo)稱位置周圍稍微移動(dòng)而擴(kuò)大收聽(tīng)“最佳聽(tīng)音點(diǎn)(sweet spot)”。
[0032]在使用兩個(gè)獨(dú)立語(yǔ)音源計(jì)算BSS濾波器的實(shí)例中，展示了 HRTF和BSS空間濾波器展現(xiàn)出類似的空波束模式，且由本發(fā)明的系統(tǒng)和方法解決的串?dāng)_消除問(wèn)題可闡釋為向ー個(gè)耳朵產(chǎn)生每ー立體聲源的空波束。
[0033]現(xiàn)在參見(jiàn)附圖描述各種配置，其中相同參考數(shù)字可指示功能上類似的元件。在此處附圖中大體上描述和說(shuō)明的系統(tǒng)和方法可以廣泛多種不同配置來(lái)布置和設(shè)計(jì)。因此，如附圖中表示的若干配置的以下較詳細(xì)描述既定不限制所主張的范圍，而是僅代表系統(tǒng)和方法。
[0034]圖1是說(shuō)明用于盲源分離(BSS)濾波器訓(xùn)練的電子裝置102的ー個(gè)配置的框圖。具體來(lái)說(shuō)，圖1說(shuō)明對(duì)盲源分離(BSS)濾波器集合130進(jìn)行訓(xùn)練的電子裝置102。應(yīng)注意，結(jié)合圖1描述的電子裝置102的功能性可在單個(gè)電子裝置中實(shí)施，或可在多個(gè)單獨(dú)電子裝置中實(shí)施。電子裝置的實(shí)例包含蜂窩式電話、智能電話、計(jì)算機(jī)、平板裝置、電視機(jī)、音頻放大器、音頻接收器等等。揚(yáng)聲器AlOSa和揚(yáng)聲器BlOSb可分別接收第一源音頻信號(hào)104和第二源音頻信號(hào)106。揚(yáng)聲器AlOSa和揚(yáng)聲器BlOSb的實(shí)例包含擴(kuò)音器。在ー些配置中，揚(yáng)聲器108a-b可耦合到電子裝置102。第一源音頻信號(hào)104和第二源音頻信號(hào)106可從便攜式音樂(lè)裝置、無(wú)線通信裝置、個(gè)人計(jì)算機(jī)、電視機(jī)、音頻/視覺(jué)接收器、電子裝置102或任一其它合適裝置(未圖示)接收。
[0035]第一源音頻信號(hào)104和第二源音頻信號(hào)106可呈與揚(yáng)聲器108a-b兼容的任一合適格式。舉例來(lái)說(shuō)，第一源音頻信號(hào)104和第二源音頻信號(hào)106可為電子信號(hào)、光學(xué)信號(hào)、射頻(RF)信號(hào)等等。第一源音頻信號(hào)104和第二源音頻信號(hào)106可為不相等的任何兩個(gè)音頻信號(hào)。舉例來(lái)說(shuō)，第一源音頻信號(hào)104和第二源音頻信號(hào)106可在統(tǒng)計(jì)上彼此獨(dú)立。揚(yáng)聲器108a-b可定位于相對(duì)于位置118的任何不相等位置處。
[0036]在濾波器產(chǎn)生(本文稱為訓(xùn)練)期間，麥克風(fēng)116a_b可放置于位置118中。舉例來(lái)說(shuō)，麥克風(fēng)Al 16a可放置于位置Al 14a中，且麥克風(fēng)BI 16b可放置于位置BI 14b中。在一個(gè)配置中，位置A114a可對(duì)應(yīng)于用戶的右耳，且位置B114b可對(duì)應(yīng)于用戶的左耳。舉例來(lái)說(shuō)，用戶(或按照用戶來(lái)模型化的虛擬者)可佩帶麥克風(fēng)A116a和麥克風(fēng)B116b。舉例來(lái)說(shuō)，麥克風(fēng)116a_b可在由位置118處的用戶佩戴的頭戴式耳機(jī)上?；蛘?，麥克風(fēng)A116a和麥克風(fēng)B116b可駐留在電子裝置102上(其中電子裝置102放置于例如位置118中)。電子裝置102的實(shí)例包含頭戴式耳機(jī)、個(gè)人計(jì)算機(jī)、頭部與軀干模擬器(HATS)等等。
[0037]揚(yáng)聲器A108a可將第一源音頻信號(hào)104轉(zhuǎn)換為聲學(xué)第一源音頻信號(hào)110。揚(yáng)聲器B108b可將電子第二源音頻信號(hào)106轉(zhuǎn)換為聲學(xué)第二源音頻信號(hào)112。舉例來(lái)說(shuō),揚(yáng)聲器108a-b可分別播放第一源音頻信號(hào)104和第二源音頻信號(hào)106。
[0038]在揚(yáng)聲器108a_b播放相應(yīng)源音頻信號(hào)104、106時(shí)，在麥克風(fēng)116a_b處接收聲學(xué)第一源音頻信號(hào)110和聲學(xué)第二源音頻信號(hào)112。聲學(xué)第一源音頻信號(hào)110和聲學(xué)第二源音頻信號(hào)112在空中從揚(yáng)聲器108a_b發(fā)射到麥克風(fēng)116a_b時(shí)可混合。舉例來(lái)說(shuō)，經(jīng)混合源音頻信號(hào)A120a可包含來(lái)自第一源音頻信號(hào)104的兀素和來(lái)自第二源音頻信號(hào)106的兀素。另外，經(jīng)混合源音頻信號(hào)B120b可包含來(lái)自第二源音頻信號(hào)106的元素和來(lái)自第一源音頻信號(hào)104的兀素。
[0039]經(jīng)混合源音頻信號(hào)A120a和經(jīng)混合源音頻信號(hào)B120b可提供到包含于電子裝置102中的盲源分離(BSS)塊/模塊122。從經(jīng)混合源音頻信號(hào)120a-b，盲源分離(BSS)塊/模塊122可近似地將第一源音頻信號(hào)104的元素和第二源音頻信號(hào)106的元素分離為單獨(dú)信號(hào)。舉例來(lái)說(shuō)，訓(xùn)練塊/模塊124可學(xué)習(xí)或產(chǎn)生傳遞函數(shù)126，以便產(chǎn)生近似第一源音頻信號(hào)134和近似第二源音頻信號(hào)136。換句話說(shuō)，盲源分離塊/模塊122可對(duì)經(jīng)混合源音頻信號(hào)A120a和經(jīng)混合源音頻信號(hào)B120b進(jìn)行解混以產(chǎn)生近似第一源音頻信號(hào)134和近似第ニ源音頻信號(hào)136。應(yīng)注意，近似第一源音頻信號(hào)134可接近地近似第一源音頻信號(hào)104，而近似第二源音頻信號(hào)136可接近地近似第二源音頻信號(hào)106。
[0040]如本文使用，術(shù)語(yǔ)“塊/模塊”可用以指示特定元件可以硬件、軟件或兩者的組合來(lái)實(shí)施。舉例來(lái)說(shuō)，盲源分離(BSS)塊/模塊可以硬件、軟件或兩者的組合來(lái)實(shí)施。硬件的實(shí)例包含電子器件、集成電路、電路組件(例如，電阻器、電容器、電感器等等)、專用集成電路(ASIC)、晶體管、鎖存器、放大器、存儲(chǔ)器単元、電子電路等等。
[0041]由訓(xùn)練塊/模塊124學(xué)習(xí)或產(chǎn)生的傳遞函數(shù)126可從揚(yáng)聲器108a-b與麥克風(fēng)116a-b之間來(lái)近似逆?zhèn)鬟f函數(shù)。舉例來(lái)說(shuō)，傳遞函數(shù)126可表示解混濾波器。訓(xùn)練塊/模塊124可將傳遞函數(shù)126 (例如，對(duì)應(yīng)于近似經(jīng)反轉(zhuǎn)混合矩陣的解混濾波器)提供到包含于盲源分離塊/模塊122中的濾波塊/模塊128。舉例來(lái)說(shuō)，訓(xùn)練塊/模塊124可將傳遞函數(shù)126從經(jīng)混合源音頻信號(hào)A120a和經(jīng)混合源音頻信號(hào)B120b分別提供到近似第一源音頻信號(hào)134和近似第二源音頻信號(hào)136，作為盲源分離(BSS)濾波器集合130。濾波塊/模塊128可存儲(chǔ)盲源分離(BSS)濾波器集合130以用于對(duì)音頻信號(hào)進(jìn)行濾波。
[0042]在ー些配置中，盲源分離(BSS)塊/模塊122可產(chǎn)生傳遞函數(shù)126的多個(gè)集合和/或多個(gè)盲源分離(BSS)濾波器集合130。舉例來(lái)說(shuō)，傳遞函數(shù)126的集合和/或盲源分離(BSS)濾波器集合130可分別對(duì)應(yīng)于多個(gè)位置118、多個(gè)用戶等等。
[0043]應(yīng)注意，盲源分離(BSS)塊/模塊122可將任ー合適形式的BSS用于本發(fā)明的系統(tǒng)和方法。舉例來(lái)說(shuō)，可使用包含獨(dú)立向量分析(IVA)、獨(dú)立分量分析(ICA)、多重自適應(yīng)解相關(guān)算法等等的BSS。這包含合適的時(shí)域或頻域算法。換句話說(shuō)，盲源分離(BSS)塊/模塊122可使用能夠基于源分量在統(tǒng)計(jì)上獨(dú)立的性質(zhì)來(lái)分離源分量的任何處理技木。
[0044]雖然圖1中說(shuō)明的配置是以兩個(gè)揚(yáng)聲器108a-b來(lái)描述，但本發(fā)明的系統(tǒng)和方法在ー些配置中可利用兩個(gè)以上揚(yáng)聲器。在具有兩個(gè)以上揚(yáng)聲器的ー個(gè)配置中，盲源分離(BSS)濾波器集合130的訓(xùn)練可毎次使用兩個(gè)揚(yáng)聲器。舉例來(lái)說(shuō)，訓(xùn)練可利用少于全部的可用揚(yáng)聲器。
[0045]在訓(xùn)練盲源分離(BSS)濾波器集合130之后，濾波塊/模塊128可在運(yùn)行時(shí)間期間使用濾波器集合130來(lái)在音頻信號(hào)在揚(yáng)聲器上播放之前預(yù)處理音頻信號(hào)。這些經(jīng)空間濾波的音頻信號(hào)可在揚(yáng)聲器上播放之后在空中混合，從而導(dǎo)致位置Al 14a和位置BI 14b處的近似隔離的聲學(xué)音頻信號(hào)。經(jīng)隔離聲學(xué)音頻信號(hào)可為來(lái)自一揚(yáng)聲器的聲學(xué)音頻信號(hào)，所述揚(yáng)聲器具有來(lái)自另ー揚(yáng)聲器的減少或消除的串?dāng)_。舉例來(lái)說(shuō)，位置118處的用戶在位置Al 14a處在他/她的右耳處可近似聽(tīng)到經(jīng)隔離聲學(xué)音頻信號(hào)(對(duì)應(yīng)于第一音頻信號(hào))，而在位置B114b處在他/她的左耳處聽(tīng)到另ー經(jīng)隔離聲學(xué)音頻信號(hào)(對(duì)應(yīng)于第二音頻信號(hào))。位置Al 14a處和位置BI 14b處的經(jīng)隔離聲學(xué)音頻信號(hào)可組成雙耳立體聲像。
[0046]在運(yùn)行時(shí)間期間，盲源分離(BSS)濾波器集合130可用以搶先地對(duì)音頻信號(hào)進(jìn)行空間濾波以使在收聽(tīng)環(huán)境(例如，在位置A114a和位置B114b處)中將發(fā)生的混合偏移。此夕卜，盲源分離(BSS)塊/模塊122可訓(xùn)練多個(gè)盲源分離(BSS)濾波器集合130 (例如，每位置118—個(gè))。在此配置中，盲源分離(BSS)塊/模塊122可使用用戶位置數(shù)據(jù)132來(lái)確定最佳盲源分離(BSS)濾波器集合130和/或內(nèi)插濾波器集合以在運(yùn)行時(shí)間期間使用。用戶位置數(shù)據(jù)132可為指示收聽(tīng)者(例如，用戶)的位置的任何數(shù)據(jù)，且可使用ー個(gè)或ー個(gè)以上裝置(例如，相機(jī)、麥克風(fēng)、運(yùn)動(dòng)傳感器等等)來(lái)收集。
[0047]在揚(yáng)聲器陣列前方在用戶耳朵處實(shí)現(xiàn)雙耳立體聲像的一種傳統(tǒng)方式可使用基于頭部相關(guān)傳遞函數(shù)(HRTF)的逆濾波器。如本文使用，術(shù)語(yǔ)“雙耳立體聲像”指代左立體聲通道到(例如，用戶的)左耳以及右立體聲通道到(例如，用戶的)右耳的投影。具體來(lái)說(shuō)，基于隨著用戶看視方向而變從數(shù)據(jù)庫(kù)選擇的HRTF，可離線地反轉(zhuǎn)聲學(xué)混合矩陣。隨后可將所得矩陣在線地應(yīng)用于左聲像和右聲像。此過(guò)程也可稱為串?dāng)_消除。
[0048]然而，基于HRTF的逆濾波可存在問(wèn)題。舉例來(lái)說(shuō)，這些HRTF中的ー些可能是不穩(wěn)定的。當(dāng)不穩(wěn)定HRTF的逆經(jīng)確定時(shí)，整個(gè)濾波器可為不穩(wěn)定的。為了補(bǔ)償此情況，可使用各種技術(shù)來(lái)制作穩(wěn)定的可逆濾波器。然而，這些技術(shù)可能在計(jì)算上密集且不可靠。相比之下，本發(fā)明的系統(tǒng)和方法可不明確地需要反轉(zhuǎn)傳遞函數(shù)矩陣。而是，盲源分離(BSS)塊/模塊122學(xué)習(xí)不同濾波器，因此其輸出之間的交叉相關(guān)減少或最小化(例如，因此輸出之間的互信息，例如近似第一源音頻信號(hào)134和近似第二源音頻信號(hào)136，得以最小化)。隨后可存儲(chǔ)ー個(gè)或ー個(gè)以上盲源分離(BSS)濾波器集合130且在運(yùn)行時(shí)間期間應(yīng)用于源音頻。
[0049]此外，HRTF反轉(zhuǎn)是基于模型的方法，其中傳遞函數(shù)是在實(shí)驗(yàn)室中獲取(例如，在具有標(biāo)準(zhǔn)化擴(kuò)音器的消聲室中)。然而，人和收聽(tīng)環(huán)境具有唯一的屬性和非理想性(例如，人具有不同形狀的面部、頭部、耳朵等等)。所有這些情況均影響經(jīng)由空氣的行進(jìn)特性(例如，傳遞函數(shù))。因此，HRTF可能并不很好地對(duì)實(shí)際環(huán)境進(jìn)行模型化。舉例來(lái)說(shuō)，收聽(tīng)環(huán)境的特定器具和分解可能不會(huì)由HRTF準(zhǔn)確地模型化。相比之下，本發(fā)明的BSS方法是數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的。舉例來(lái)說(shuō)，可在實(shí)際運(yùn)行時(shí)間環(huán)境中測(cè)量經(jīng)混合源音頻信號(hào)A120a和經(jīng)混合源音頻信號(hào)B120b。所述混合包含針對(duì)特定環(huán)境的實(shí)際傳遞函數(shù)(例如，其針對(duì)定收聽(tīng)環(huán)境而改善或優(yōu)化)。另外，HRTF方法可產(chǎn)生緊密的最佳聽(tīng)音點(diǎn)，而B(niǎo)SS濾波器訓(xùn)練方法可通過(guò)加寬波束而考慮到一些移動(dòng)，因此得到用于收聽(tīng)的較寬最佳聽(tīng)音點(diǎn)。
[0050]圖2是說(shuō)明用于基于盲源分離(BSS)的空間濾波的電子裝置202的ー個(gè)配置的框圖。具體來(lái)說(shuō)，圖2說(shuō)明可在運(yùn)行時(shí)間期間使用ー個(gè)或ー個(gè)以上先前訓(xùn)練的盲源分離(BSS)濾波器集合230的電子裝置202。換句話說(shuō)，圖2說(shuō)明應(yīng)用盲源分離(BSS)濾波器集合230的重放配置。應(yīng)注意，結(jié)合圖2描述的電子裝置202的功能性可在單個(gè)電子裝置中實(shí)施，或可在多個(gè)單獨(dú)電子裝置中實(shí)施。電子裝置的實(shí)例包含蜂窩式電話、智能電話、計(jì)算機(jī)、平板裝置、電視機(jī)、音頻放大器、音頻接收器等等。電子裝置202可耦合到揚(yáng)聲器A208a和揚(yáng)聲器B208b。揚(yáng)聲器A108a和揚(yáng)聲器B108b的實(shí)例包含擴(kuò)音器。電子裝置202可包含盲源分離(BSS)塊/模塊222。盲源分離(BSS)塊/模塊222可包含訓(xùn)練塊/模塊224、濾波塊/模塊228和/或用戶位置數(shù)據(jù)232。
[0051]電子裝置202可獲得第一源音頻信號(hào)238和第二源音頻信號(hào)240。舉例來(lái)說(shuō)，電子裝置202可從內(nèi)部存儲(chǔ)器、從附接的裝置(例如，便攜式音頻播放器)、從光學(xué)媒體播放器(例如，壓縮光盤(pán)(CD)播放器、數(shù)字視頻光盤(pán)(DVD)播放器、藍(lán)光播放器等等)、從網(wǎng)絡(luò)(例如，局域網(wǎng)(LAN)、因特網(wǎng)等等)、從到另一裝置的無(wú)線鏈路等等獲得第一源音頻信號(hào)238和/或第二源音頻信號(hào)240。
[0052]應(yīng)注意，圖2中說(shuō)明的第一源音頻信號(hào)238和第二源音頻信號(hào)240可來(lái)自與圖1中說(shuō)明的第一源音頻信號(hào)104和第二源音頻信號(hào)106的源不同或相同的源。舉例來(lái)說(shuō)，圖2中的第一源音頻信號(hào)238可來(lái)自與圖1中的第一源音頻信號(hào)104的源相同或不同的源(且類似地對(duì)于第二源音頻信號(hào)240)。舉例來(lái)說(shuō)，第一源音頻信號(hào)238和第二源音頻信號(hào)240 (例如，ー些原始雙耳音頻記錄)可輸入到盲源分離(BSS)塊/模塊222。
[0053]盲源分離(BSS)塊/模塊222中的濾波塊/模塊228可使用適當(dāng)?shù)拿ぴ捶蛛x(BSS)濾波器集合230來(lái)預(yù)處理第一源音頻信號(hào)238和第二源音頻信號(hào)240 (在例如揚(yáng)聲器A208a和揚(yáng)聲器B208b上播放之前)。舉例來(lái)說(shuō)，濾波塊/模塊228可將盲源分離(BSS)濾波器集合230應(yīng)用于第一源音頻信號(hào)238和第二源音頻信號(hào)240以產(chǎn)生經(jīng)空間濾波音頻信號(hào)A234a和經(jīng)空間濾波音頻信號(hào)B234b。在ー個(gè)配置中，濾波塊/模塊228可使用根據(jù)由訓(xùn)練塊/模塊224學(xué)習(xí)或產(chǎn)生的傳遞函數(shù)226先前確定的盲源分離(BSS)濾波器集合230來(lái)產(chǎn)生分別在揚(yáng)聲器A208a和揚(yáng)聲器B208b上播放的經(jīng)空間濾波音頻信號(hào)A234a和經(jīng)空間濾波音頻信號(hào)B234b。
[0054]在其中根據(jù)多個(gè)傳遞函數(shù)集合226獲得多個(gè)盲源分離(BSS)濾波器集合230的配置中，濾波塊/模塊228可使用用戶位置數(shù)據(jù)232來(lái)確定將哪ー盲源分離(BSS)濾波器集合230應(yīng)用于第一源音頻信號(hào)238和第二源音頻信號(hào)240。
[0055]經(jīng)空間濾波音頻信號(hào)A234a可隨后經(jīng)由揚(yáng)聲器A208a播放，且經(jīng)空間濾波音頻信號(hào)B234b可隨后經(jīng)由揚(yáng)聲器B208播放。舉例來(lái)說(shuō)，經(jīng)空間濾波音頻信號(hào)234a_b可由揚(yáng)聲器A208a和揚(yáng)聲器B208b分別轉(zhuǎn)換(從電子信號(hào)、光學(xué)信號(hào)、RF信號(hào)等等)為聲學(xué)經(jīng)空間濾波音頻信號(hào)236a-b。換句話說(shuō)，經(jīng)空間濾波音頻信號(hào)A234a可由揚(yáng)聲器A208a轉(zhuǎn)換為聲學(xué)經(jīng)空間濾波音頻信號(hào)A236a，且經(jīng)空間濾波音頻信號(hào)B234b可由揚(yáng)聲器B208b轉(zhuǎn)換為聲學(xué)經(jīng)空間濾波音頻信號(hào)B236b。
[0056]由于濾波(由濾波塊/模塊228使用盲源分離(BSS)濾波器集合230執(zhí)行)對(duì)應(yīng)于從揚(yáng)聲器208a-b到位置A214a和位置B214b的聲學(xué)混合的近似逆，因此從第一和第二源音頻信號(hào)238、240到位置A214a和位置B214b (例如，到用戶的耳朵)的傳遞函數(shù)可表達(dá)為單位矩陣。舉例來(lái)說(shuō),在包含位置A214a和位置B214b的位置218處的用戶可在一個(gè)耳朵處聽(tīng)到第一源音頻信號(hào)238的良好近似，且在另一個(gè)耳朵處聽(tīng)到第二源音頻信號(hào)240的良好近似。舉例來(lái)說(shuō)，通過(guò)從揚(yáng)聲器A208a播放聲學(xué)經(jīng)空間濾波音頻信號(hào)A236a且在揚(yáng)聲器B208b處播放聲學(xué)經(jīng)空間濾波音頻信號(hào)B236b，經(jīng)隔離聲學(xué)第一源音頻信號(hào)284可在位置A214a處發(fā)生且經(jīng)隔離聲學(xué)第二源音頻信號(hào)286可在位置B214b處發(fā)生。這些經(jīng)隔離聲學(xué)信號(hào)284、286可在位置218處產(chǎn)生雙耳立體聲像。
[0057]換句話說(shuō)，盲源分離(BSS)訓(xùn)練可產(chǎn)生盲源分離(BSS)濾波器集合230 (例如，空間濾波器集合)作為可對(duì)應(yīng)于聲學(xué)混合的逆的副產(chǎn)物。這些盲源分離(BSS)濾波器集合230可隨后用于串?dāng)_消除。在ー個(gè)配置中，本發(fā)明的系統(tǒng)和方法可提供串?dāng)_消除和房間逆濾波，此兩者可基于盲源分離(BSS)針對(duì)特定用戶和聲學(xué)空間來(lái)訓(xùn)練。
[0058]圖3是說(shuō)明用于盲源分離(BSS)濾波器訓(xùn)練的方法300的ー個(gè)配置的流程圖。方法300可由電子裝置102執(zhí)行。舉例來(lái)說(shuō)，電子裝置102可訓(xùn)練或產(chǎn)生ー個(gè)或ー個(gè)以上傳遞函數(shù)126 (以獲得ー個(gè)或ー個(gè)以上盲源分離(BSS)濾波器集合130)。
[0059]在訓(xùn)練期間，電子裝置102可接收302來(lái)自麥克風(fēng)A116a的經(jīng)混合源音頻信號(hào)八120&和來(lái)自麥克風(fēng)8116ゎ的經(jīng)混合源音頻信號(hào)B120b。麥克風(fēng)Al 16a和/或麥克風(fēng)BI 16b可包含在電子裝置102中或在電子裝置102的外部。舉例來(lái)說(shuō)，電子裝置102可為包含放置于耳朵上的麥克風(fēng)116a_b的頭戴式耳機(jī)?；蛘撸娮友b置102可從外部麥克風(fēng)116a_b接收經(jīng)混合源音頻信號(hào)A120a和經(jīng)混合源音頻信號(hào)B120b。在ー些配置中，例如，麥克風(fēng)116a_b可位于頭部與軀干模擬器(HATS)中以對(duì)用戶耳朵進(jìn)行模型化，或可位于由用戶在訓(xùn)練期間佩戴的頭戴式耳機(jī)上。
[0060]將經(jīng)混合源音頻信號(hào)120a_b描述為“經(jīng)混合”，因?yàn)槠鋵?duì)應(yīng)的聲學(xué)信號(hào)110、112在其在空中行進(jìn)到麥克風(fēng)116a_b時(shí)混合。舉例來(lái)說(shuō)，經(jīng)混合源音頻信號(hào)A120a可包含來(lái)自第一源音頻信號(hào)104的元素和來(lái)自第二源音頻信號(hào)106的元素。另外，經(jīng)混合源音頻信號(hào)B120b可包含來(lái)自第二源音頻信號(hào)106的兀素和來(lái)自第一源音頻信號(hào)104的兀素。
[0061]電子裝置102可使用盲源分尚(BSS)(例如，獨(dú)立向量分析(IVA)、獨(dú)立分量分析(ICA)、多重自適應(yīng)解相關(guān)算法等等)將經(jīng)混合源音頻信號(hào)A120a和經(jīng)混合源音頻信號(hào)B120b分離304為近似第一源音頻信號(hào)134和近似第二源音頻信號(hào)136。舉例來(lái)說(shuō)，電子裝置102可訓(xùn)練或產(chǎn)生傳遞函數(shù)126，以便產(chǎn)生近似第一源音頻信號(hào)134和近似第二源音頻信號(hào) 136。[0062]電子裝置102可針對(duì)與麥克風(fēng)116a_b位置114a_b相關(guān)聯(lián)的位置118將在盲源分離期間使用的傳遞函數(shù)126存儲(chǔ)306為盲源分離(BSS)濾波器集合130。圖3中說(shuō)明的方法300 (例如，接收302經(jīng)混合源音頻信號(hào)120a-b，分離304經(jīng)混合源音頻信號(hào)120a_b，以及存儲(chǔ)306盲源分離(BSS)濾波器集合130)可稱為訓(xùn)練盲源分離(BSS)濾波器集合130。電子裝置102可針對(duì)收聽(tīng)環(huán)境中的不同位置118和/或多個(gè)用戶訓(xùn)練多個(gè)盲源分離(BSS)濾波器集合130。
[0063]圖4是說(shuō)明用于基于盲源分離(BSS)的空間濾波的方法400的ー個(gè)配置的流程圖。電子裝置202可獲得402盲源分離(BSS)濾波器集合230。舉例來(lái)說(shuō)，電子裝置202可執(zhí)行上文在圖3中描述的方法300。或者，電子裝置202可從另ー電子裝置接收盲源分離(BSS)濾波器集合230。
[0064]電子裝置202可轉(zhuǎn)變到運(yùn)行時(shí)間或在運(yùn)行時(shí)間工作。電子裝置202可獲得404第一源音頻信號(hào)238和第二源音頻信號(hào)240。舉例來(lái)說(shuō)，電子裝置202可從內(nèi)部存儲(chǔ)器、從附接的裝置(例如，便攜式音頻播放器)、從光學(xué)媒體播放器(例如，壓縮光盤(pán)(CD)播放器、數(shù)字視頻光盤(pán)(DVD)播放器、藍(lán)光播放器等等)、從網(wǎng)絡(luò)(例如，局域網(wǎng)(LAN)、因特網(wǎng)等等)、從到另一裝置的無(wú)線鏈路等等獲得404第一源音頻信號(hào)238和/或第二源音頻信號(hào)240。在ー些配置中，電子裝置202可從在訓(xùn)練期間曾使用的相同源獲得404第一源音頻信號(hào)238和/或第二源音頻信號(hào)240。在其它配置中，電子裝置202可從在訓(xùn)練期間曾使用的其它源獲得404第一源音頻信號(hào)238和/或第二源音頻信號(hào)240。
[0065]電子裝置202可將盲源分離(BSS)濾波器集合230應(yīng)用406于第一源音頻信號(hào)238和第二源音頻信號(hào)240以產(chǎn)生經(jīng)空間濾波音頻信號(hào)A234a和經(jīng)空間濾波音頻信號(hào)B234b。舉例來(lái)說(shuō)，電子裝置202可使用包括在訓(xùn)練和/或運(yùn)行時(shí)間環(huán)境中(例如，在位置A214a和位置B214b處)發(fā)生的混合和/或串?dāng)_的近似逆的傳遞函數(shù)226或盲源分離(BSS)濾波器集合230對(duì)第一源音頻信號(hào)238和第二源音頻信號(hào)240進(jìn)行濾波。
[0066]電子裝置202可經(jīng)由第一揚(yáng)聲器208a播放408經(jīng)空間濾波音頻信號(hào)A234a以產(chǎn)生聲學(xué)經(jīng)空間濾波音頻信號(hào)A236a。舉例來(lái)說(shuō)，電子裝置202可將經(jīng)空間濾波音頻信號(hào)A234a提供到第一揚(yáng)聲器208a，所述第一揚(yáng)聲器可將其轉(zhuǎn)換為聲學(xué)信號(hào)(例如，聲學(xué)經(jīng)空間濾波音頻信號(hào)A236a)。
[0067]電子裝置202可經(jīng)由第二揚(yáng)聲器208b播放410經(jīng)空間濾波音頻信號(hào)B234b以產(chǎn)生聲學(xué)經(jīng)空間濾波音頻信號(hào)B236b。舉例來(lái)說(shuō)，電子裝置202可將經(jīng)空間濾波音頻信號(hào)B234b提供到第二揚(yáng)聲器208b，所述第二揚(yáng)聲器可將其轉(zhuǎn)換為聲學(xué)信號(hào)(例如，聲學(xué)經(jīng)空間濾波音頻信號(hào)B236b)。
[0068]經(jīng)空間濾波音頻信號(hào)A234a和經(jīng)空間濾波音頻信號(hào)B234b可在位置A214a產(chǎn)生經(jīng)隔離聲學(xué)第一源音頻信號(hào)284且在位置B214b產(chǎn)生經(jīng)隔離聲學(xué)第二源音頻信號(hào)286。由于濾波(由濾波塊/模塊228使用盲源分離(BSS)濾波器集合230執(zhí)行)對(duì)應(yīng)于從揚(yáng)聲器208a-b到位置A214a和位置B214b的聲學(xué)混合的近似逆，因此從第一和第二源音頻信號(hào)238、240到位置A214a和位置B214b (例如，到用戶的耳朵)的傳遞函數(shù)可表達(dá)為單位矩陣。在包含位置A214a和位置B214b的位置218處的用戶可在一個(gè)耳朵處聽(tīng)到第一源音頻信號(hào)238的良好近似，且在另一個(gè)耳朵處聽(tīng)到第二源音頻信號(hào)240的良好近似。根據(jù)本文掲示的系統(tǒng)和方法，盲源分離(BSS)濾波器集合230對(duì)從揚(yáng)聲器208a_b到位置218 (例如,位置A214a和位置B214b)的逆?zhèn)鬟f函數(shù)進(jìn)行模型化，而不必顯式地確定混合矩陣的逆。電子裝置202可在揚(yáng)聲器208a-b上播放新源音頻238、240之前繼續(xù)獲得404且空間濾波所述音頻。在ー個(gè)配置中，電子裝置202可不需要在毎次進(jìn)入運(yùn)行時(shí)間時(shí)重新訓(xùn)練BSS濾波器集合 230。
[0069]圖5是說(shuō)明盲源分離(BSS)濾波器訓(xùn)練的ー個(gè)配置的圖。更具體來(lái)說(shuō)，圖5說(shuō)明在訓(xùn)練期間本文掲示的系統(tǒng)和方法的ー個(gè)實(shí)例。第一源音頻信號(hào)504可經(jīng)由揚(yáng)聲器A508a播放，且第二源音頻信號(hào)506可經(jīng)由揚(yáng)聲器B508b播放。經(jīng)混合源音頻信號(hào)可在麥克風(fēng)A516a處和麥克風(fēng)B516b處接收。在圖5中說(shuō)明的配置中，麥克風(fēng)516a-b由用戶544佩戴或包含在頭部與軀干模擬器(HATS) 544中。
[0070]說(shuō)明的H變量可表示從揚(yáng)聲器508a_b到麥克風(fēng)516a_b的傳遞函數(shù)。舉例來(lái)說(shuō)，Hn542a可表示從揚(yáng)聲器A508a到麥克風(fēng)A516a的傳遞函數(shù)，H12542b可表示從揚(yáng)聲器A508a到麥克風(fēng)B516b的傳遞函數(shù)，H21542c可表示從揚(yáng)聲器B508b到麥克風(fēng)A516a的傳遞函數(shù)，且H22542d可表示從揚(yáng)聲器B508b到麥克風(fēng)B516b的傳遞函數(shù)。因此，組合混合矩陣可由等式⑴中的H表示:
【權(quán)利要求】
1.ー種用于電子裝置上的基于盲源分離的空間濾波的方法，其包括: 獲得第一源音頻信號(hào)和第二源音頻信號(hào)； 將盲源分離濾波器集合應(yīng)用于所述第一源音頻信號(hào)和所述第二源音頻信號(hào)以產(chǎn)生經(jīng)空間濾波第一音頻信號(hào)和經(jīng)空間濾波第二音頻信號(hào)； 經(jīng)由第一揚(yáng)聲器播放所述經(jīng)空間濾波第一音頻信號(hào)以產(chǎn)生聲學(xué)經(jīng)空間濾波第一音頻信號(hào)；以及 經(jīng)由第二揚(yáng)聲器播放所述經(jīng)空間濾波第二音頻信號(hào)以產(chǎn)生聲學(xué)經(jīng)空間濾波第二音頻信號(hào)，其中所述聲學(xué)經(jīng)空間濾波第一音頻信號(hào)和所述聲學(xué)經(jīng)空間濾波第二音頻信號(hào)在第一位置處產(chǎn)生經(jīng)隔離聲學(xué)第一源音頻信號(hào)且在第二位置處產(chǎn)生經(jīng)隔離聲學(xué)第二源音頻信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其進(jìn)ー步包括訓(xùn)練所述盲源分離濾波器集合。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中訓(xùn)練所述盲源分離濾波器集合包括: 在所述第一位置的第一麥克風(fēng)處接收第一經(jīng)混合源音頻信號(hào)且在所述第二位置的第二麥克風(fēng)處接收第二經(jīng)混合源音頻信號(hào)； 使用盲源分離將所述第一經(jīng)混合源音頻信號(hào)和所述第二經(jīng)混合源音頻信號(hào)分離為近似第一源音頻信號(hào)和近似第二源音頻信號(hào)；以及 針對(duì)與所述第一位置和所述第二位置相關(guān)聯(lián)的位置將在所述盲源分離期間使用的傳遞函數(shù)存儲(chǔ)為所述盲源分離濾波器集合。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中所述盲源分離是獨(dú)立向量分析IVA、獨(dú)立分量分析ICA和多重自適應(yīng)解相關(guān)算`法中的一者。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其進(jìn)ー步包括: 訓(xùn)練多個(gè)盲源分離濾波器集合，每ー濾波器集合對(duì)應(yīng)于相異位置；以及 基于用戶位置數(shù)據(jù)確定將使用哪ー盲源分離濾波器集合。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其進(jìn)ー步包括通過(guò)當(dāng)用戶的當(dāng)前位置處于與所述多個(gè)盲源分離濾波器集合相關(guān)聯(lián)的所述相異位置之間時(shí)在所述多個(gè)盲源分離濾波器集合之間進(jìn)行內(nèi)插，來(lái)確定經(jīng)內(nèi)插盲源分離濾波器集合。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中所述第一麥克風(fēng)和所述第二麥克風(fēng)包含在頭部與軀干模擬器HATS中以在訓(xùn)練期間對(duì)用戶的耳朵進(jìn)行模型化。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中所述訓(xùn)練是使用多對(duì)麥克風(fēng)和多對(duì)揚(yáng)聲器執(zhí)行的。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中所述訓(xùn)練是針對(duì)多個(gè)用戶執(zhí)行的。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述第一位置對(duì)應(yīng)于用戶的ー個(gè)耳朵且所述第二位置對(duì)應(yīng)于所述用戶的另ー個(gè)耳朵。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其進(jìn)ー步包括: 將所述盲源分離濾波器集合應(yīng)用于所述第一源音頻信號(hào)和所述第二源音頻信號(hào)以產(chǎn)生多對(duì)經(jīng)空間濾波音頻信號(hào)；以及 經(jīng)由多對(duì)揚(yáng)聲器播放所述多對(duì)經(jīng)空間濾波音頻信號(hào)以在所述第一位置處產(chǎn)生所述經(jīng)隔離聲學(xué)第一源音頻信號(hào)且在所述第二位置處產(chǎn)生所述經(jīng)隔離聲學(xué)第二源音頻信號(hào)。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其進(jìn)ー步包括: 將所述盲源分離濾波器集合應(yīng)用于所述第一源音頻信號(hào)和所述第二源音頻信號(hào)以產(chǎn)生多個(gè)經(jīng)空間濾波音頻信號(hào)；以及 經(jīng)由揚(yáng)聲器陣列播放所述多個(gè)經(jīng)空間濾波音頻信號(hào)以在針對(duì)多個(gè)用戶的多個(gè)位置對(duì)處產(chǎn)生多個(gè)經(jīng)隔離聲學(xué)第一源音頻信號(hào)和多個(gè)經(jīng)隔離聲學(xué)第二源音頻信號(hào)。
13.—種經(jīng)配置以用于基于盲源分離的空間濾波的電子裝置，其包括: 處理器； 存儲(chǔ)器，其與所述處理器電子通信； 存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)器中的指令，所述指令可執(zhí)行以: 獲得第一源音頻信號(hào)和第二源音頻信號(hào)； 將盲源分離濾波器集合應(yīng)用于所述第一源音頻信號(hào)和所述第二源音頻信號(hào)以產(chǎn)生經(jīng)空間濾波第一音頻信號(hào)和經(jīng)空間濾波第二音頻信號(hào)； 經(jīng)由第一揚(yáng)聲器播放所述經(jīng)空間濾波第一音頻信號(hào)以產(chǎn)生聲學(xué)經(jīng)空間濾波第一音頻信號(hào)；以及 經(jīng)由第二揚(yáng)聲器播放所述經(jīng)空間濾波第二音頻信號(hào)以產(chǎn)生聲學(xué)經(jīng)空間濾波第二音頻信號(hào)，其中所述聲學(xué)經(jīng)空間濾波第一音頻信號(hào)和所述聲學(xué)經(jīng)空間濾波第二音頻信號(hào)在第一位置處產(chǎn)生經(jīng)隔離聲學(xué)第一源音頻信號(hào)且在第二位置處產(chǎn)生經(jīng)隔離聲學(xué)第二源音頻信號(hào)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的電子裝置，其中所述指令進(jìn)ー步可執(zhí)行以訓(xùn)練所述盲源分離濾波器集合。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的電子裝置，其中訓(xùn)練所述盲源分離濾波器集合包括: 在所述第一位置的第一麥克風(fēng)處接收第一經(jīng)混合源音頻信號(hào)且在所述第二位置的第二麥克風(fēng)處接收第二經(jīng)混合源音頻信號(hào)； 使用盲源分離將所述第一經(jīng)混合源音頻信號(hào)和所述第二經(jīng)混合源音頻信號(hào)分離為近似第一源音頻信號(hào)和近似第二源音頻信號(hào)；以及 針對(duì)與所述第一位置和所述第二位置相關(guān)聯(lián)的位置將在所述盲源分離期間使用的傳遞函數(shù)存儲(chǔ)為所述盲源分離濾波器集合。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的電子裝置，其中所述盲源分離是獨(dú)立向量分析IVA、獨(dú)立分量分析ICA和多重自適應(yīng)解相關(guān)算法中的一者。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的電子裝置，其中所述指令進(jìn)ー步可執(zhí)行以: 訓(xùn)練多個(gè)盲源分離濾波器集合，每ー濾波器集合對(duì)應(yīng)于相異位置；以及 基于用戶位置數(shù)據(jù)確定將使用哪ー盲源分離濾波器集合。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的電子裝置，其中所述指令進(jìn)ー步可執(zhí)行以通過(guò)當(dāng)用戶的當(dāng)前位置處于與所述多個(gè)盲源分離濾波器集合相關(guān)聯(lián)的所述相異位置之間時(shí)在所述多個(gè)盲源分離濾波器集合之間進(jìn)行內(nèi)插，來(lái)確定經(jīng)內(nèi)插盲源分離濾波器集合。
19.根據(jù)權(quán)利要求15所述的電子裝置，其中所述第一麥克風(fēng)和所述第二麥克風(fēng)包含在頭部與軀干模擬器HATS中以在訓(xùn)練期間對(duì)用戶的耳朵進(jìn)行模型化。
20.根據(jù)權(quán)利要求14所述的電子裝置，其中所述訓(xùn)練是使用多對(duì)麥克風(fēng)和多對(duì)揚(yáng)聲器執(zhí)行的。
21.根據(jù)權(quán)利要求14所述的電子裝置，其中所述訓(xùn)練是針對(duì)多個(gè)用戶執(zhí)行的。
22.根據(jù)權(quán)利要求13所述的電子裝置，其中所述第一位置對(duì)應(yīng)于用戶的ー個(gè)耳朵且所述第二位置對(duì)應(yīng)于所述用戶的另ー個(gè)耳朵。
23.根據(jù)權(quán)利要求13所述的電子裝置，其中所述指令進(jìn)ー步可執(zhí)行以: 將所述盲源分離濾波器集合應(yīng)用于所述第一源音頻信號(hào)和所述第二源音頻信號(hào)以產(chǎn)生多對(duì)經(jīng)空間濾波音頻信號(hào)；以及 經(jīng)由多對(duì)揚(yáng)聲器播放所述多對(duì)經(jīng)空間濾波音頻信號(hào)以在所述第一位置處產(chǎn)生所述經(jīng)隔離聲學(xué)第一源音頻信號(hào)且在所述第二位置處產(chǎn)生所述經(jīng)隔離聲學(xué)第二源音頻信號(hào)。
24.根據(jù)權(quán)利要求13所述的電子裝置，其中所述指令進(jìn)ー步可執(zhí)行以: 將所述盲源分離濾波器集合應(yīng)用于所述第一源音頻信號(hào)和所述第二源音頻信號(hào)以產(chǎn)生多個(gè)經(jīng)空間濾波音頻信號(hào)；以及 經(jīng)由揚(yáng)聲器陣列播放所述多個(gè)經(jīng)空間濾波音頻信號(hào)以在針對(duì)多個(gè)用戶的多個(gè)位置對(duì)處產(chǎn)生多個(gè)經(jīng)隔離聲學(xué)第一源音頻信號(hào)和多個(gè)經(jīng)隔離聲學(xué)第二源音頻信號(hào)。
25.一種用于基于盲源分離的空間濾波的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其包括其上具有指令的非暫時(shí)性有形計(jì)算機(jī)可讀媒體，所述指令包括: 用于致使電子裝置獲得第一源音頻信號(hào)和第二源音頻信號(hào)的代碼； 用于致使所述電子裝置將盲源分離濾波器集合應(yīng)用于所述第一源音頻信號(hào)和所述第二源音頻信號(hào)以產(chǎn)生經(jīng)空間濾波第一音頻信號(hào)和經(jīng)空間濾波第二音頻信號(hào)的代碼； 用于致使所述電子裝置經(jīng)由第一揚(yáng)聲器播放所述經(jīng)空間濾波第一音頻信號(hào)以產(chǎn)生聲學(xué)經(jīng)空間濾波第一音頻信號(hào)的代碼；以及 用于致使所述電子裝置經(jīng)由第二揚(yáng)聲器播放所述經(jīng)空間濾波第二音頻信號(hào)以產(chǎn)生聲學(xué)經(jīng)空間濾波第二音頻信號(hào)的代碼，其中所述聲學(xué)經(jīng)空間濾波第一音頻信號(hào)和所述聲學(xué)經(jīng)空間濾波第二音頻信號(hào)在第一位置處產(chǎn)生經(jīng)隔離聲學(xué)第一源音頻信號(hào)且在第二位置處產(chǎn)生經(jīng)隔離聲學(xué)第二源音頻信號(hào)。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其中所述指令進(jìn)ー步包括用于致使所述電子裝置訓(xùn)練所述盲源分離濾波器集合的代碼。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其中所述用于致使所述電子裝置訓(xùn)練所述盲源分離濾波器集合的代碼包括: 用于致使所述電子裝置在所述第一位置的第一麥克風(fēng)處接收第一經(jīng)混合源音頻信號(hào)且在所述第二位置的第二麥克風(fēng)處接收第二經(jīng)混合源音頻信號(hào)的代碼； 用于致使所述電子裝置使用盲源分離將所述第一經(jīng)混合源音頻信號(hào)和所述第二經(jīng)混合源音頻信號(hào)分離為近似第一源音頻信號(hào)和近似第二源音頻信號(hào)的代碼；以及 用于致使所述電子裝置針對(duì)與所述第一位置和所述第二位置相關(guān)聯(lián)的位置將在所述盲源分離期間使用的傳遞函數(shù)存儲(chǔ)為所述盲源分離濾波器集合的代碼。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其中所述指令進(jìn)ー步包括: 用于致使所述電子裝置訓(xùn)練多個(gè)盲源分離濾波器集合的代碼，每ー濾波器集合對(duì)應(yīng)于相異位置；以及 用于致使所述電子裝置基于用戶位置數(shù)據(jù)確定將使用哪ー盲源分離濾波器集合的代碼。
29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其中所述指令進(jìn)ー步包括用于致使所述電子裝置通過(guò)當(dāng)用戶的當(dāng)前位置處于與所述多個(gè)盲源分離濾波器集合相關(guān)聯(lián)的所述相異位置之間時(shí)在所述多個(gè)盲源分離濾波器集合之間進(jìn)行內(nèi)插來(lái)確定經(jīng)內(nèi)插盲源分離濾波器集合的代碼。
30.根據(jù)權(quán)利要求25所述的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其中所述第一位置對(duì)應(yīng)于用戶的ー個(gè)耳朵且所述第二位置對(duì)應(yīng)于所述用戶的另ー個(gè)耳朵。
31.一種用于基于盲源分離的空間濾波的設(shè)備，其包括: 用于獲得第一源音頻信號(hào)和第二源音頻信號(hào)的裝置； 用于將盲源分離濾波器集合應(yīng)用于所述第一源音頻信號(hào)和所述第二源音頻信號(hào)以產(chǎn)生經(jīng)空間濾波第一音頻信號(hào)和經(jīng)空間濾波第二音頻信號(hào)的裝置； 用于經(jīng)由第一揚(yáng)聲器播放所述經(jīng)空間濾波第一音頻信號(hào)以產(chǎn)生聲學(xué)經(jīng)空間濾波第一音頻信號(hào)的裝置；以及 用于經(jīng)由第二揚(yáng)聲器播放所述經(jīng)空間濾波第二音頻信號(hào)以產(chǎn)生聲學(xué)經(jīng)空間濾波第二音頻信號(hào)的裝置，其中所述聲學(xué)經(jīng)空間濾波第一音頻信號(hào)和所述聲學(xué)經(jīng)空間濾波第二音頻信號(hào)在第一位置處產(chǎn)生經(jīng)隔離聲學(xué)第一源音頻信號(hào)且在第二位置處產(chǎn)生經(jīng)隔離聲學(xué)第二源音頻信號(hào)。
32.根據(jù)權(quán)利要求31所述的設(shè)備，其進(jìn)ー步包括用于訓(xùn)練所述盲源分離濾波器集合的裝置。
33.根據(jù)權(quán)利要求32所述的設(shè)備，其中所述用于訓(xùn)練所述盲源分離濾波器集合的裝置包括: 用于在所述第一位置的第一麥克風(fēng)處接收第一經(jīng)混合源音頻信號(hào)且在所述第二位置的第二麥克風(fēng)處接收第二經(jīng)混合源音頻信號(hào)的裝置； 用于使用盲源分離將所述第`一經(jīng)混合源音頻信號(hào)和所述第二經(jīng)混合源音頻信號(hào)分離為近似第一源音頻信號(hào)和近似第二源音頻信號(hào)的裝置；以及 用于針對(duì)與所述第一位置和所述第二位置相關(guān)聯(lián)的位置將在所述盲源分離期間使用的傳遞函數(shù)存儲(chǔ)為所述盲源分離濾波器集合的裝置。
34.根據(jù)權(quán)利要求33所述的設(shè)備，其進(jìn)ー步包括: 用于訓(xùn)練多個(gè)盲源分離濾波器集合的裝置，每ー濾波器集合對(duì)應(yīng)于相異位置；以及 用于基于用戶位置數(shù)據(jù)確定將使用哪ー盲源分離濾波器集合的裝置。
35.根據(jù)權(quán)利要求34所述的設(shè)備，其進(jìn)ー步包括用于通過(guò)當(dāng)用戶的當(dāng)前位置處于與所述多個(gè)盲源分離濾波器集合相關(guān)聯(lián)的所述相異位置之間時(shí)在所述多個(gè)盲源分離濾波器集合之間進(jìn)行內(nèi)插來(lái)確定經(jīng)內(nèi)插盲源分離濾波器集合的裝置。
36.根據(jù)權(quán)利要求31所述的設(shè)備，其中所述第一位置對(duì)應(yīng)于用戶的ー個(gè)耳朵且所述第二位置對(duì)應(yīng)于所述用戶的另ー個(gè)耳朵。
【文檔編號(hào)】H04S7/00GK103563402SQ201280023454
【公開(kāi)日】2014年2月5日 申請(qǐng)日期:2012年5月1日 優(yōu)先權(quán)日:2011年5月16日
【發(fā)明者】埃里克·維瑟, 金萊軒, 向佩 申請(qǐng)人:高通股份有限公司