通過使用激光麥克風來檢測語音相關(guān)的聲信號的系統(tǒng)和方法
【專利說明】通過使用激光麥克風來檢測語音相關(guān)的聲信號的系統(tǒng)和方法
[0001]相關(guān)專利申請的交叉引用
[0002]本申請要求于2012年10月31日提交的美國專利申請N0.13/664, 470的優(yōu)先權(quán)，該申請的全部內(nèi)容以引用的方式合并于此。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本發(fā)明大體涉及用于對聲信號進行檢測的裝置、設(shè)備、系統(tǒng)和方法，并且更加具體地，涉及一種用于對聲音進行光學檢測的裝置。
【背景技術(shù)】
[0004]光學麥克風能夠?qū)θ祟愓Z音相關(guān)的聲信號進行光學檢測，并由于光學信號對振動的表面具有高的靈敏度而通常依賴于面部振動來進行語音檢測。然而，與通常使用的基于換能器(其響應于語音相關(guān)的空氣振動而進行振動并產(chǎn)生電流)的聲學麥克風相比而言，光學麥克風輸出的信號質(zhì)量低得多。
[0005]美國專利N0.7775113和美國申請N0.11/841，134的全部內(nèi)容以引用的方式合并于此，其公開了一種包括光學發(fā)射器和光學接收器的光學麥克風系統(tǒng)，該光學發(fā)射器和光學接收器用于接收和發(fā)送光信號(光束)，以便通過檢測相關(guān)說話者的面部振動來對語音相關(guān)的聲信號進行光學檢測。這些光學麥克風能夠使用諸如振動測量、自混合和/或干涉測量之類的技術(shù)來進行例如聲信號檢測。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，提供了一種通過使用基于激光的檢測來對語音相關(guān)的聲信號進行檢測的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括:口罩，配置為佩戴在說話者的臉部以覆蓋所述說話者的嘴巴，其中，所述口罩包括至少一個反射涂層以覆蓋所述口罩的至少一個區(qū)域，所述反射涂層反射平行的電磁信號；以及，激光麥克風，配置為通過使用平行的電磁信號來對所述反射涂層區(qū)域的振動進行檢測以對與所述說話者的語音相關(guān)聯(lián)的聲信號進行檢測。所述口罩及其至少一個反射涂層能夠增強對由佩戴所述口罩的說話者所進行語音而造成的振動的檢測。
[0007]可選地，所述反射涂層包括具有反射面的至少一個貼片，每個貼片被附連到所述口罩上?？商鎿Q地，所述反射涂層包括覆蓋所述口罩的至少一個區(qū)域的涂層。在其他實施例中，所述口罩的至少一部分由反射材料制成。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，所述激光麥克風使用振動測量、自混合和/或干涉測量技術(shù)來檢測聲振動。
[0009]可選地，所述激光麥克風包括:基于激光的光學發(fā)射器，配置為朝向所述說話者的覆蓋有所述口罩的嘴部區(qū)域發(fā)射相干激光束；對應的光學傳感器，用于對從所述反射涂層反射的反射光信號進行檢測；以及，處理器，用于對所感應的信號進行處理以檢測聲信號。
[0010]根據(jù)一些實施例，所述激光麥克風被連接到至少一個處理器，所述至少一個處理器用于對所感應的信號進行處理以檢測從所述激光麥克風輸出的聲信號，其中，所述處理器被配置為運行至少一個降噪算法。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，該系統(tǒng)還包括至少一個諸如揚聲器之類的音頻輸出裝置，所述音頻輸出裝置用于輸出所述激光麥克風的聲音輸出信號。
【附圖說明】
[0012]圖1示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的用于對語音相關(guān)的聲信號進行光學檢測的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括具有多個附連的反射貼片的面罩。
[0013]圖2示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的其他實施例的用于對語音相關(guān)的聲信號進行光學檢測的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括涂覆有反射層的面罩。
[0014]圖3為一流程圖，該流程圖示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的用于通過使用基于激光的檢測來檢測語音相關(guān)的聲信號的過程/方法。
【具體實施方式】
[0015]在以下各個實施例的詳細說明中，參考了構(gòu)成說明書的一部分的附圖，并且在附圖中通過舉例說明的方式示出了可以實施本發(fā)明的具體實施例。應該理解的是，在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下，可以使用其他實施例，并且作出結(jié)構(gòu)變化。
[0016]在本發(fā)明的一些實施例中，提供了一種用于對語音相關(guān)的聲信號進行基于激光的檢測的系統(tǒng)(其中聲信號)。根據(jù)一些實施例，該系統(tǒng)包括:口罩，配置為佩戴在說話者的面部以覆蓋說話者的嘴巴，其上具有一個或更多反射面；以及，光學麥克風，配置為對反射表面的振動進行光學檢測以對與說話者的語音相關(guān)聯(lián)的聲信號進行檢測。
[0017]一個或更多反射面可以被附連到口罩上(例如，使用通過粘合劑附連到常規(guī)面罩上的區(qū)域的反射貼片)或者通過覆蓋口罩周圍的至少一個區(qū)域的反射層來覆蓋該面罩，該反射層配置為覆蓋佩戴該口罩的說話者的嘴部區(qū)域。
[0018]光學麥克風可包括激光發(fā)射器和相應的光學接收器/傳感器，激光發(fā)射器用于向說話者覆蓋有特定口罩的嘴部區(qū)域發(fā)射相干激光束，并且相應的光學接收器/傳感器用于對其反射的光信號進行檢測。發(fā)射的光信號與反射接收到的光信號之間的各種差異被用于檢測并提取語音相關(guān)的聲信號特征。光學麥克風可以基于用于振動檢測的諸如振動測量、自混合和/或干涉測量之類的技術(shù)。
[0019]口罩可被設(shè)計為醫(yī)用口罩，該口罩通常由輕質(zhì)材料制成，并具有帶子，通過越過他/她的耳朵系緊帶子使得用戶能夠固定佩戴在他/她的臉上的口罩。一個或更多反射面可通過以下方式之一添加到口罩上:在一個標準的醫(yī)用口罩上附連(例如，粘附)一個或更多光反射貼片，口罩上覆蓋有粘附到其上的涂層，利用反射材料(例如，嵌入反射性織物的面料)制作口罩，利用任意其他用于在口罩上創(chuàng)建反射區(qū)域的技術(shù)。
[0020]現(xiàn)參照圖1，圖1示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明一些實施例的用于對語音相關(guān)聲信號進行光學檢測的系統(tǒng)100。該系統(tǒng)100包括:(i)光學麥克風110 ;(ii) 口罩150，配置為佩戴在說話者10的臉部以覆蓋說話者的嘴部區(qū)域；以及，(iii) 一個或更多的諸如揚聲器之類的音頻輸出裝置130。
[0021]根據(jù)一些實施例，如圖1所示，系統(tǒng)100還包括:計算機處理器120，用于從光學麥克風110接收數(shù)據(jù)/信號并對數(shù)據(jù)/信號進行分析/處理，能夠輸出與語音聲信號相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)；以及，數(shù)據(jù)存儲125，用于存儲處理過的數(shù)據(jù)和/或未經(jīng)處理的光學麥克風的輸出。
[0022]根據(jù)一些實施例，如圖1所示，口罩150包括多個在說話者10的嘴部區(qū)域附連到口罩上的反射面151a和151b。反射貼片151a和151b可以例如粘附到標準的醫(yī)用口罩上，或利用織物印刷技術(shù)印到口罩上。
[0023]根據(jù)一些實施例，光學麥克風110包括紅外(IR)發(fā)射器和紅外接收器，當說話者10講話以輸出信號或數(shù)據(jù)(該信號或數(shù)據(jù)代表說話者10輸出的語音相關(guān)的聲信號)時，該紅外發(fā)射器和紅外接收器用于發(fā)射IR信號并接收從口罩150的反射面以及非反射面反射回的IR光信號。
[0024]由于口罩阻擋了說話者進行語音期間呼出的一些空氣，因而增強了與語音相關(guān)的振動，并由此增強了對語音相關(guān)的振動進行光學檢測的能力。在口罩上增加反射面進一步增強了對說話者嘴部區(qū)域內(nèi)的語音相關(guān)的振動進行檢測的能力和質(zhì)量。
[0025]例如，光學麥克風110包括用于在發(fā)射光(例如IR)信號與反射光信號之間進行干涉測量的裝置，例如干涉儀，該裝置輸出表示發(fā)射光信號與反射光信號之間的差異(例如兩者之間的相移)的光信號和/或代表該光信號的數(shù)據(jù)。在其他情況下，