CN102754148A - 用于选择性的声音消除的方法,系统以及项目 - Google Patents

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Abstract

一种使听者能听到期望的声音而同时还能够察觉到环境声音的方法，包括提供代表所述期望的声音的第一非音频信号，从所述环境声音导出第二非音频信号，在提供第三非音频信号时组合所述第一和第二非音频信号，以及将所述第三非音频信号转换为声音。

Description

用于选择性的声音消除的方法,系统以及项目
本发明涉及用于使听者能听到期望的声音而同时还能够察觉到环境声音的方法、以及系统。本发明特别，但不排他地适用于消除声音，用于消除声音的系统以及包括声音消除设备的项目。
近年来，人们通过所谓的“封闭的”(即，在声学上与环境声音显著隔离的)内置耳机或或头戴耳机来听从移动电话以及音乐播放器所提供的音乐及其他音频越来越普遍。这具有这样的缺点：听者不会察觉到毫无疑问他希望听到的诸如危险警报之类的环境声音。
许多声音消除方法/应用在当前技术中是已知的，但是，一般基于相同原理，即，声音消除是这样来实现的：通过创建数字或模拟音频信号的副本，颠倒该信号的极性，以创建相对应的“负的”信号，然后，组合两个信号以实现完全的声音消除效果。已知技术所存在的固有的问题是，此声音消除过程分不清希望和不希望有的声音。现有的方法自动假设所有背景声都是不希望有的，因此，不适合用作移动电话或助听器上的声音消除系统，在此，用户可能需要能够进行谈话或能够听到周围发生什么事。到目前为止，由于在声学上隔离佩带例如头戴耳机(或任何描述的耳机或头戴受话器)的用户的要求，声音消除使用是受限的。目前，对于声音消除设备，昂贵的头戴耳机/耳机是需要的。此外，助听器以及诸如MP3播放器之类的音乐播放器的用户本能地开大耳机的音量以屏蔽任何不希望有的环境声音。这是不利的，因为它会无意中损害用户的听觉，并且在持续的使用中，可能会导致永久性的听力丧失。
可以主要以软件或硬件形式实现的本发明旨在消除或显著降低已知现有技术的缺点。
此处，表达“非音频”是指除通过声波穿过空气以外的通常通过电导的传输。
根据本发明的第一方面，提供了一种使听者能听到期望的声音而同时还能够察觉到环境声音的方法，包括提供表示所述期望的声音的第一非音频信号，从所述环境声音导出第二非音频信号，在提供第三非音频信号时组合所述第一和第二非音频信号，以及将所述第三非音频信号转换为声音。
根据本发明的第二方面，提供一种用于使听者能听到期望的声音而同时还能够察觉到环境声音的系统，包括用于输出代表所述期望的声音的第一非音频信号的第一输出设备，用于输出从所述环境声音导出的第二非音频信号的第二输出设备，用于组合所述第一和第二非音频信号的组合装置，以及用于发射从所述第三非音频信号转换的声音的转换设备。
由于本发明的这些方面，可以使听者能听到期望的声音而同时还能够察觉到环境声音，特别是在为了听到期望的声音，听者故意排除听到通过空气向他的耳朵发出的大部分环境声音的情况下。
配备有本发明的优选实施例的“封闭”头戴耳机用户可以从任何音频播放器或电话听到音频而同时还听到并控制/增强在周围环境声音被打开的话筒拾取之后他听到的周围环境声音的音量。该实施例包括音频过程的组合，该组合可以在使用混合、选通、均衡、压缩、放大和频谱增强中的某些或全部处理的很多配置中采用。用户听不到设置的阈值(选通)以下的任何声音，虽然他听到高于它的以设置最高级别(限制器/压缩器)的任何声音，而这样的设置是可由用户调节的，或由APP的供应商预设的，或自动设置为表示在预先确定的时段内测量的平均或其他环境声音振幅的级别。实施例优选地可使用户：
·在使用头戴耳机时，听到环境声音
·设置环境声音的最大音频级别
·只听到超出用户设置的、预先设置的或自动设置的阈值的环境声音
·当阈值被超出时，选择接收只振动报警或主机设备(例如，MP3播放器)上的可视消息，或者听到由话筒拾取的音频(环境声音)
·通过按下按钮，在任何时间听话筒信号
·调整话筒的敏感性。
可以以任何数量的替换的方式来构建和配置实施例，以产生具有许多目的的版本，例如，只报警，增强的音频(例如，更响)，或处理以强调、排除或包括特定的声音或频率。
例如，实施例可以被配置成降低MP3播放器的听到的音乐，并当设置的阈值被超出时可使用户听到来自话筒的信号，或者它可以停止或暂停音乐或简单地可使话筒信号与音乐同时被听到。
根据本发明的第三方面，提供了一种部分地消除声音的方法，包括：
提供代表要被听到的期望的音频信号的第一非音频信号；
提供代表部分地消除的环境音频信号的第二非音频信号；以及
在提供听到的音频信号时组合第一和第二非音频信号。
根据本发明的第四方面，提供了一种部分地消除声音的方法，包括：
提供代表要被听到的期望的音频信号的第一非音频信号；
提供从环境音频信号导出的第二非音频信号；
改变所述第二非音频信号的所述相位，以提供基本上完全消除的、相位改变的非音频信号以及部分地消除的、相位改变的非音频信号；以及
组合所述第一非音频信号、所述基本上完全消除的、相位改变的非音频信号以及所述部分地消除的、相位改变的非音频信号，以提供可听的音频信号。
根据本发明的第五方面，提供了一种用于部分地消除声音的系统，包括：
用于输出代表要被听到的期望的音频信号的第一非音频信号的第一输出设备；
用于提供代表部分地消除的、相位改变的环境音频信号的第二非音频信号的提供设备；
用于在提供第三非音频信号时组合第一和第二非音频信号的组合装置；以及
用于将所述第三非音频信号转换为听到的音频信号的第二输出设备。
根据本发明的第六方面，提供了一种用于部分地消除声音的系统，包括：
用于输出代表要被听到的期望的音频信号的第一非音频信号的第一输出设备；
用于提供从环境音频信号导出的第二非音频信号的提供设备；
相位改变装置，用于改变所述第二非音频信号的所述相位以提供基本上完全消除的、相位改变的非音频信号和部分地消除的、相位改变的非音频信号；
组合装置，用于在提供第三非音频信号时组合所述第一非音频信号、所述基本上完全消除的非音频信号以及所述部分地消除的非音频信号；以及
用于将所述第三非音频信号转换为听到的音频信号的第二输出设备。
根据本发明的第七方面，提供了一种设备，包括由下列各项组成的组中的任何一项：电话、移动电话、电视机、卡拉OK机、计算机、Hi-Fi、环绕声音响系统、游戏控制台，以及车载音频设备，所述设备只包括一个被包括在所述项目中的话筒，并具有播放音频文件让用户收听的能力，
其中话筒能够检测环境声音，该项目还包括：
相位改变装置，用于改变由话筒检测到的声音的相位，以提供相位改变的非音频信号；以及
组合装置，在用户听到由于所述相位改变的非音频信号和所述代表性的非音频信号的组合而导致的音频信号之前，用于组合所述相位改变的非音频信号和代表来自存储的音频文件的期望所音频信号的代表性的非音频信号。
根据本发明的第八方面，提供了一种消除声音的方法，包括：
在空中并通过包含所述听者的空间中的空气将期望的音频信号发射到听者；
提供表示不希望有的环境声音的非音频信号；
改变非音频信号的相位，以提供至少部分地消除的，相位改变的非音频信号；以及
组合表示期望的音频信号的非音频信号和至少部分地消除的、相位改变的非音频信号，以提供由听者接收到的音频信号。
由于本发明的这些方面，听者可以消除不希望有的环境声音，通常可使他以较低的音量听到更多音乐，以便不损坏他的听觉。此外，听者可以享有到声音消除的优点，而没有传统的限制，还可以包括就功能和实际用途而言改善主机设备而同时改善用户的健康和头戴耳机/耳机/头戴受话器依赖的产品和应用的安全性的若干个开创性的特征。
优选情况下，本发明的各实施例可使头戴耳机/耳机/头戴受话器用户选择他们希望听到的(并以舒服的音量，如果有的话)环境声音。如此，用户能够听到音乐或进行呼叫，同时选择性的声音消除(SSC)消除或显著降低不希望有的背景声，而可使他听到诸如门铃声音或报警声音之类的“天然所需的环境声”。此外，用户还能够消除或显著降低任何房间、厅或任何地点的不希望有的声音。典型的应用将是用户在房间中看电视，听无线广播或者甚至只是在进行交谈时希望消除任何不希望有的环境声音的情况。可以将本发明的各实施例合并到诸如电话以及电视机之类的硬件中，或者用于Web流式传送网站(计算机)或音乐播放器以及系统中。
优选情况下，本发明的各实施例允许用户精细调整相移量延迟时间，允许他在处理环境音频信号时为天然的延迟时间进行补偿，并允许对声音传播到用户的耳朵和话筒所需要花费的时间的差异进行补偿。优选地，一些压缩器设置也可以对用户可用和/或可以使可变选通设置对用户可用，以使得用户确定选通何时操作以及如何操作，以及持续多长时间。
本发明的优选实施例使用所公开的系统/方法以及硬件，具体而言，使用可使使用标准的一般性耳机的耳机用户得益于高级的选择性的声音消除技术并且当在需要时保留对紧邻环境声音的音频感知的创新算法。此外，它还可使声音消除在电话(无论是移动的还是固定的)上启用，或在需要双向交谈的任何地方启用——这在使用当前声音消除解决方案的情况下是不可能的。
可以向所有音频设备中引入若干个以前不可用的功能，包括移动电话，带有音乐播放能力的移动电话，MP3播放器，以及网站(流式传送)，这会增强在其上使用本发明的各实施例的主机设备的功能和有用性。这样的实施例可以引入否则通过已知技术不可用的本领域的技术人员可清楚地识别的如此处示范的许多开创性的优点。
可以对本发明的各实施例进行定制，以在取决于扩音机(或任何其他声音发射设备)的系统上工作。这些的示例是影院、厅，以及房间(诸如起居室)、会议室以及除开放空间之外的开放设计办公室中的扩音机。对于这些应用，取决于需要消除的声音的类型以及地点的声音特征，可以在此配置中使用若干个高质量话筒和声音重现扩音机。话筒通常在策略上被置于不希望有的声音的源的附近。扩音机被置于听者周围。声学专家可以校准本发明的相关实施例，以便它只消除不希望有的声音，并传输期望的声音和任何所需的环境声音。
下列术语对本领域的技术人员是已知的，但是，为完整起见，包括了简短的定义。
“相移”是改变模拟或数字信号的波形的情况。180度相移会产生反相的波形(通常)，90度相移会导致部分反相。
“压缩器”是限制或放大信号中的动态特性的处理算法。例如，压缩器可以使响的声音低一些，使低的声音更响些。在压缩器操作之前可以有影响阈值的可变的设置，诸如，速度以及它操作的方式。
“选通”是打开和/或关闭信号的算法。选通也可以由外部源或设备触发，并以“侧链”设施为特色，意味着可以将其他进程(如平衡器-EQ)添加到选通的行为中，或由其他进程控制选通的行为。
“EQ”是equaliser(平衡器)的缩写，并是允许用户切除或增强信号的频谱中的特定频率的进程。
“频谱增强器”是通过添加到谐波并操纵谐波以产生所需的效果来改善音频文件的声音质量的进程。
可以使用诸如自动增益控制(平衡音频电平)之类的其他标准进程来调节要被听到的声音——这些是为简单起见从各个附图所示出的实施例中省略的常见的过程。
为了清楚并完整地公开本发明，现在将只作为示例，参考各个附图来描述其实施例，其中：
图1是选择性的声音消除系统的示意图；
图2是可以用来操作声音消除系统的应用界面的表示；
图3A是简化的选择性的声音消除系统的示意图；
图3B是不太简化的选择性的声音消除系统的示意图；
图4是声音消除系统的示意图，并示出了声音消除模式A；
图5是声音消除系统的示意图，并示出了声音消除模式B；
图6是声音消除系统的示意图，并示出了声音消除模式C；
图7是声音消除系统的示意图，并示出了选择性的声音消除——助听器；
图8是声音消除系统的示意图，并示出了非话筒声音消除；
图9是声音消除系统的示意图，并示出了基于扬声器的选择性的声音消除；
图10和11是用于操作系统的相应的简单应用界面的表示；
图12到15是用于操作系统的高级应用界面的表示，界面分别是可以微调环境、压缩、EQ以及限制器设置的情况；
图16和17是用于操作系统的应用界面的表示，通过它们可以分别存储和取消/导入设置；图18是用于操作系统的卡拉OK界面的表示；
图19是特别适用于期望音频的听者正在使用“封闭的”耳机或头戴耳机的情况的基本系统的示意图；
图20是该基本概念内的系统的相对简单的示例的示意图；
图21是该基本概念内的系统的不太简单的示例的示意图；
图22是向其中加载了对应于图21的示例的应用的
Figure BPA00001545676600071
电话的图；以及
图23是特别适用于正在使用“封闭的”耳机或头戴耳机的期望音频的听者希望尽可能多地排除环境声音的情况的简单系统的示意图。
图1示出了完全的选择性的声音消除系统以例示本发明的实施例应用于现代的支持音乐的移动电话的情况。此示例旨在说明用来创建选择性的声音消除系统以及方法的特征，且不应该理解为对如何以及在何种情况下使用本发明作出限制。所使用的具体示例是
Figure BPA00001545676600081
电话，因为它描述起来最简单。也可以使用移动电话的内置话筒和/或额外的外置话筒。该系统可以被配置成同两个或更多话筒一道工作。系统可以用于所有头戴受话器，包括一般性的耳塞型耳机。然而，当与“封闭”耳机或头戴受话器一起使用时，最好用。应该提及的是，“FX”表示“效果”。
在
Figure BPA00001545676600082
示例中，用户可以将软件应用加载到他的
Figure BPA00001545676600083
移动电话中，以启用系统，并提供操作该系统的应用界面。用户打开“应用”，并向其呈现了屏幕，如图2所示。此图形表示一个简单界面，其他如图10和11所示，提供了对声音消除参数的有限的调整。
在第一操作模式下——不要求音频感知——用户佩带他的普通头戴耳机或耳机，可以向上或向下调整标记为“校准”的音量控制器，直到环境声音被完全地消除或大大地降低。如果用户希望听不到任何环境声音，他不必做任何其他事情，他可以简单地按下他的普通的音乐播放器上的“播放”。在只进行了此种类型的调整之后，用户可以欣赏音乐，同时可以听到最小的或听不到背景声音——这提供了用户能够以较低的更安全的音量听到更多音乐。如果电话被用来在此第一模式下进行呼叫，那么，“应用”暂停，直到用户结束之后。
作为进一步的可能性，用户可以使用系统来降低或消除环境声音，而不听音乐。
在要求音频感知的第二模式下，除上文对于第一模式所提及的步骤之外，用户移动标记为“环境”的音量控制器，直到他可以以期望的级别听见他的周围环境的声音。环境音量控制器可使用户选择他听到多少背景声并允许他进行交谈，同时消除或显著降低不希望有的声音。环境音量控制器和校准音量控制器两者的效果可使用户听到音乐，作出电话呼叫，并进行现场的交谈，而保持对他的环境声音的音频感知，并带有主动的选择性的声音消除。除上文所描述的之外，用户还可以使用“应用”来在打电话过程中对接收器声音进行“噪音消除”(在该声音被传输到接收呼叫者之前)，这使得双方的交谈以较低的音量更加容易并更清楚，——并可使在高背景声的区域的交谈更加容易，并更清楚——例如，当在有风的环境中打电话时。
具体而言，系统可使用户甚至当听音乐时消除几乎全部(如果不是全部的话)背景声，并仍能够听到诸如警察警报器、火警、门铃或某人与他交谈的声音。
如图3A所例示，除对应于来自期望的音频源9的电输出信号的期望的音频之外，系统还可以使由话筒2接收到的环境声音的所选择的一部分被耳机11发射。图3B示出了选择性的声音消除的不太简化的图；系统通过从移动电话的话筒获取信号并对它进行相移以产生消除的相位改变的信号，来产生上文所描述的效果。通常这是通过将信号的相位改变180度(进一步使用户在每一个方向微调相移+或-1到5度)来执行的。本领域的技术人员将知道，为产生完全消除的相位改变的信号，在相移的度数中需要某些容许偏差，因为校正所需的漂移量受到很多外部因素(例如，风向和速度)的影响。处理相位改变的信号，并将其馈送给耳机，导致声音彼此抵消。然而，如上文所提及的，系统和方法的应用只有在用户需要消除所有背景环境的情况下才是合适的——如参考第一操作模式所描述的。对于第二操作模式，除上文所描述的之外，系统还从话筒获取第二相同的信号，并产生部分地消除的相位改变的信号。通常这是通过将信号的相位改变45度来执行的(虽然相移的量可以是任何部分地消除的相移)。进一步处理此相位改变的信号，以使用EQ、压缩、选通和/或频谱增强器，来影响各个频率、音量，及其他音频特征，以实现所需的效果。当此信号被馈送给头戴耳机时，不提供进一步的噪声消除，以便它保持可听。用户现在可以在他的电话上听音乐，而同时保留音频感知的安全级。
优选情况下，此系统可使用户以若干种有用模式听他的耳机诸如：对所有环境声音的“完全的声音消除”；“报警模式”，其中用户希望被，例如火警、警察警报器警告或者甚至当用户附近的某人与他进行交谈时进行警告；或“音频感知模式”，其中用户可以控制并关小他听到的背景声音-可使他在听音乐或其他音频时或当在他的音乐播放电话上打电话或接电话时保持对他周围环境的音频感知。
在图12到15中示出了高级界面。通过高级界面，用户具有编辑主要声音消除参数的选项，可使他有效地选择他希望听到的环境背景声。例如，用户可能希望对火车轨道的声音进行“噪声消除”而同时能够听到通过火车的有线广播系统播放的消息。通过高级模式来访问若干个其他创新功能。图12示出了可通过“环境”选项卡访问的功能的范围，例如，阈值，范围以及增益。图13示出了通过“压缩”选项卡可访问的功能的范围，例如，阈值，比率，攻击，释放以及增益。至于图14，该图示出了可以通过“EQ”选项卡调整的EQ的功能，例如，高、中高、中、中低以及低。可以使用更加完善的EQ，例如，带有可调节的Q因子的频带滤波。图15示出了可通过“限制器”选项卡调节的功能的范围，例如，最小、最大、敏感性以及增益。
图16和17示出了可以用于存储和取消高级设置的界面。为用户提供了若干个空白的预设设置，用于保存他自己优选的设置。另外，可以从此该界面访问工厂设置的预设值。
图4，5和6示出了用于声音消除的模式A到C。模式A涉及选择性的声音消除，并示出了一个或多个可选话筒。模式B涉及最大声音消除。在模式C下，被包围在虚线中的功能可以是可由用户通过软件界面(参见图1)控制的或者被包括在外部控制器单元中。
图7中示出了替换实施例，该图例示了助听器上的选择性的声音消除。助听器用户常常发觉自己处于恶性循环中，导致损坏他们的听觉——当他的听力下降时或当有大量的背景声时用户本能地扩大他的助听器的音量。这会加速听力丧失。此实施例通过抵消不希望有的背景环境声音来解决此问题及其他相关联的问题。这可使用户更加轻松地，并以安全得多的音量听到，从而保护他的听力。具体而言，可以修改助听器以包括本系统。可以在助听器中添加可选的外部控制器，从而使用户微调要消除什么声音——适合个人偏好和要求；具体而言，被虚线围绕的组件可以被并入外部硬件模块中，从而使用户微调系统以根据其需要或偏好来工作。可另选地，可以将若干个预设值编程到助听器中，使其以各种模式工作，例如，有选择地降低诸如机器、汽车、火车和/或飞机之类的不希望有的环境声音。
图8示出了非话筒版本的进一步的替换实施例。系统可以使用常见的声音因素的表示作为预设值——事实上，可使非话筒设备与系统一起工作，无需使用话筒，例如，标准MP3播放器。对于非话筒平台的“应用”可以包含若干种预设值，如“飞机模式”，此时，要被消除的声音是发动机或客舱声音。用户还具有使用并创建他自己的以前记录的声音样本来充当用于声音抵消的相反信号的选项。例如，用户可以使用移动电话来记录环境声音，将文件保存为MP3，将它导入到MP3播放器中，用作要消除的声源。在此模式下，系统可使用户合成他希望消除的声音(即，不听到的)。此外，系统还可以使用外置话筒，允许它在任何音乐播放器中使用。有各种各样的带有内置话筒的耳机，可使MP3硬件以及所有其他音频传送系统与本系统一起使用。
图9中示出了进一步的替换实施例，该替换实施例涉及基于扬声器的选择性的声音消除。可以使用系统的变体来适应特定的应用。例如，起居室可能需要4个话筒的配置，而大厅则可能需要30个话筒。音频专家需要就话筒以及扩音机的放置作出建议，并校准该系统。这对于消除或显著降低房间，开放设计办公室、影院、音乐厅、会议室，甚至户外活动中的不希望有的背景声是有用的。在由声学专家进行完整的声学研究之后，将确定话筒以及扩音机的实际位置，声学专家还将就选择性的声音抵消配置以及所需的设备(例如，话筒以及扩音机的数量)作出建议。图9中示出了起居室示例，有电视机，三个噪声接收话筒，六个噪音消除扩音机。图9中所示出的系统可使用户按遥控器，直到实现最佳设置。在更加复杂的情况下，如开放设计办公室或影院，将由经过训练的专家完成校准。具体而言，值得注意的是，将话筒置于图9中的每一个不希望有的声音源前面。此外，还将扩音机置于不希望有的声音附近。因此，在扩音机发射该不希望有的声音的消除的、相位改变的信号的情况下，实现声音消除。虽然未示出，如果门铃是钟声，则该声音将不会被消除——除非用户期望——并由此将警告用户。
图18示出了卡拉OK机界面，特别是多音轨记录器，在该模式下，用户可以记录元音或诸如吉他或鼓之类的任何乐器。用户可以调整功能，如元音、反响、延迟和压缩器以及主音量。通过此界面，用户可以调整所产生的声音消除效果，并与正常的播放等等功能一起保存，导入、导出文件/设置。
现在简短详细地描述该系统的以下可能的附加功能。
实现本系统的“应用”可以被设计成接受软件插件。如在此系统上所使用的插件的定义是可以与本系统一起使用以添加新功能的单独的兼容软件片段。一旦用户在他的设备中安装了“应用”，他就可以下载或以别的方式获取可以被主要“应用”使用的“附加”软件片段(插件)，以添加或增强功能。例如，用户可以下载语音改变或反响效果插件。
系统可以作为记录设备，可使用户记录会议、消息、备忘录或卡拉OK机，带有主动的选择性的声音消除。记录文件可以在任何音乐播放器上播放，并可以导出到任何外部设备，例如，PC或MP3播放器，并通过mms或电子邮件发送[并可以由任何呼叫者听到]。
可以将系统合并到可以作为话筒在标准MP3播放器、助听器或没有话筒的其他设备中工作的外部硬件单元中。可以使用诸如音量控制器、旋钮或触摸屏的形式的外部控制器(有线或无线)之类的其他硬件来控制声音消除参数[及其他特征，如EQ、延迟、反响等等]。
系统可以被配置成使任何移动电话或(配备话筒的设备)作为强大的全功能的助听器来起作用，由于选择性的声音消除功能，与传统的助听器相比具有很多优点。
系统可以被配置成使任何移动电话或(配备话筒的设备)变成强大的全功能收听装置，该收听装置也可以通过因特网传输(如果该装置是启用因特网的)或作为普通电话。
参考图19，在此基本概念中，环境声音由话筒接收，该话筒将表示环境声音的电输出信号传输到处理级，该处理级从期望的音频源接收另一个电输出信号，如来自数字音频播放器(MP3)的音乐。组合两个信号(有或者没有其他处理)，并将所产生的电信号提供给“封闭的”耳机或头戴耳机，并将其转换为由耳机或头戴耳机的佩带者听到的音频。
在图20中所示出的示例中，选通来自话筒的电输出信号，以便在由该电输出信号所表示的环境声音超出预先确定的音量时，选通开始向混合器输出电信号，该混合器还从期望的音频源(例如，MP3播放器)接收电输出信号。选通阈值可由佩带者使用例如滑块来进行调节。佩带者也可以通过例如另一个滑块来调整话筒音量。来自混合器的电输出信号被提供给耳机或头戴耳机，耳机的音频输出音量可由用户通过例如事实上提供主音量控制的滑块来进行控制。
在替换的示例中，除一个阈值之外，门还可以具有上阈值，优选地，其可独立于下阈值设置——或者甚至可以由制造商设置——以保护佩带者以免听太响的声音。
在图21中所示出的示例中，显示来自话筒的电输出信号的视觉表示以及由此的环境声音的视觉表示。再次选通电信号，佩带者可以设置阈值。如果超出了选通阈值，则如果佩带者选择将警告模式控制切换到“ON”，则选通输出可以导致振动的，可视或音频报警。可以由佩带者调整由选通的电输出信号所表示的选通环境声音音量，并将调整的信号输入到混合器，该混合器从期望的音频源(例如，MP3播放器)接收电输出信号。来自混合器的电输出信号再次被馈送到耳机或头戴耳机，再次提供主音量控制。
图22示出了
Figure BPA00001545676600131
触摸屏电话，其中加载了所谓的“Awareness！”TM应用。现在将以从电话左上角以围绕电话的连续循环描述其各种功能。敲击音轨滚动条的左侧末端将切换到下一个在前音轨，而敲击其右侧末端将切换到下一个在后音轨。可另选地，在这些末端之间从左到右或从右到左地刷，将会切换到下一个在前或下一个在后音轨。在“essency”TM处敲击将提供帮助及其他信息。在“Awareness！”TM处敲击将超驰期望的音频源，并简单地保留从环境声音导出的输出。如果LED(发光二极管)表示是绿色的，则这意味着，选通阈值没有被超出。如果它变为红色，则这意味着，阈值被超出。在与所描述的此应用示例的情况相同的情况下，有上下选通阈值，这些阈值是可以通过在屏幕上实施垂直挤压动作来设置，如由线条“T-hi”和“T-lo”所指示的。在屏幕上示出了3D背景，以垂直线指出环境声音的存在和大小。可以摇动电话，以随机方式混洗音轨。屏幕可以被锁定。诸如那些对于选通阈值以及音量的设置之类的各种设置，可以通过可显示在屏幕上的滑块来进行设置。可以打开或关闭振动警告。可以通过敲击来打开或关闭话筒，或者也可以按住手指以设置话筒输出级别以及敏感性。可以访问iTunes库。可以水平地刷屏幕以提高或降低播放器音量。示出了应用的屏幕1。如果超过3秒未激活，则各种控件都从屏幕中消失，只保留3D背景，屏幕2。在示出了播放器控件的情况下，按下并按住左侧或右侧按钮，会滚动音乐。按下中间按钮会产生“播放”，再次按下它会产生“暂停”，按下并按住它会使音轨返回到开始处。如果刷了所有三个按钮，则它们在屏幕上的位置以及它们的大小变得可选择，以便用户可以缩放它们或分别将它们拖到屏幕上的任何地方。
参考图23，对于来自话筒2的电输出信号3的振幅和频率的逆5，意味着，在8不混合环境声音，虽然当然不会以其他方式阻止较小的环境声音的比例到达听者的耳朵。
尽管本发明的各实施例一般作为涉及由听者听到的声音的音量的处理来描述的，但是，本发明也适用于对这样的声音的频率的处理，或适用于这样的声音的频率和音量两者。

Claims (66)

1.一种使听者能听到期望的声音而同时还能够察觉到环境声音的方法，包括：提供代表所述期望的声音的第一非音频信号，从所述环境声音导出第二非音频信号，在提供第三非音频信号时组合所述第一和第二非音频信号，以及将所述第三非音频信号转换为声音。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括调整所述第二非音频信号，以表示对所述环境声音的音量和/或频率的调整。
3.根据权利要求1或2所述的方法，还包括，为所述第二非音频信号，提供代表所述环境声音的音量和/或频率的下阈值的下阈值。
4.根据前面的任一权利要求所述的方法，还包括，为所述第二非音频信号，提供代表所述环境声音的音量和/或频率的上阈值的上阈值。
5.根据权利要求3或4所述的方法，还包括调整所述第二非音频信号的所述下阈值和/或所述上阈值。
6.根据权利要求3到5中的任何一项所述的方法，还包括在超出所述第二非音频信号的所述下阈值和/或所述上阈值时发出警告。
7.根据前面的任一权利要求所述的方法，还包括除从所述第三非音频信号转换的声音以外，将由所述听者听到的所述环境声音抑制到显著程度。
8.一种使听者能听到期望的声音而同时还能够察觉到环境声音的系统，包括：用于输出代表所述期望的声音的第一非音频信号的第一输出设备，用于输出从所述环境声音导出的第二非音频信号的第二输出设备，用于组合所述第一和第二非音频信号的组合装置，以及用于发射从所述第三非音频信号转换的声音的转换设备。
9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述第二输出设备是可调节的，以调整所述第二非音频信号。
10.根据权利要求8或9所述的系统，其特征在于，所述第二输出设备用于提供所述第二非音频信号的下阈值。
11.根据权利要求8到10中的任何一项所述的系统，其特征在于，所述第二输出设备用于提供所述第二非音频信号的上阈值。
12.根据权利要求10或11所述的系统，其特征在于，所述第二输出设备是可调节的，以调整所述下阈值和/或所述上阈值。
13.根据权利要求10到12中的任何一项所述的系统，还包括能够与所述第二输出设备进行通信以警告所述第一阈值和/或所述第二阈值被超出的警告设备。
14.根据权利要求8到13中的任何一项所述的系统，还包括隔音设备，所述隔音设备用于除由所述转换设备发射的声音以外将由所述听者听到的所述环境声音抑制到显著的程度。
15.一种部分地消除声音的方法，包括：
提供代表要被听到的期望的音频信号的第一非音频信号；
提供代表部分地消除的，环境音频信号的第二非音频信号；以及
在提供听到的音频信号时组合第一和第二非音频信号。
16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，以选择性的声抵消的形式，给出希望的和不希望有的声音之间的区别。
17.根据权利要求15或16所述的方法，其特征在于，所述第二非音频信号是在其所述提供之前预设的。
18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，用户通过从一系列不同的预设非音频信号中选择预设的非音频信号来选择要消除的哪一个声音。
19.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，所述预设非音频信号包括一个或多个声音消除参数。
20.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，用户通过改变一个或多个声音消除参数来选择要消除哪一个声音。
21.根据权利要求19或20所述的方法，其特征在于，所述一个或多个声音消除参数是：
相移的量；
时间延迟；
各个频率；
音量；
平衡器(高、中高、中、中低和/或低)；
压缩；
选通；
频谱增强；
阈值；
范围；
增益；
比率；
攻击；
释放；
最小；
最大；
敏感性，
元音，或
反响
或其任一组合。
22.根据权利要求15到21中的任何一项所述的方法，其特征在于，用于产生部分地消除的相位改变的环境声音的所述相移在大约1度和大约179度之间，优选地，45度。
23.根据权利要求15到22中的任何一项所述的方法，还包括在空中并通过包含所述听者的所述空间中的空气将所述听到的音频信号发射到听者。
24.一种部分地消除声音的方法，包括：
提供代表要被听到的期望的音频信号的第一非音频信号；
提供从环境音频信号导出的第二非音频信号；
改变所述第二非音频信号的所述相位，以提供基本上完全消除的、相位改变的、非音频信号以及部分地消除的、相位改变的非音频信号；以及
组合所述第一非音频信号、所述基本上完全消除的、相位改变的非音频信号以及所述部分地消除的，相位改变的非音频信号，以提供听到的音频信号。
25.根据权利要求24所述的方法，其特征在于，以选择性的噪声消除的形式，给出希望的和不希望有的声音之间的区别。
26.根据权利要求24或25所述的方法，其特征在于，所述基本上完全消除的以及部分地消除的非音频信号中的至少一个是在提供其之前预设的。
27.根据权利要求26所述的方法，其特征在于，用户通过从一系列不同的预设非音频信号中选择所述基本上完全消除的以及部分地消除的非音频信号中的所述至少一项来选择要消除哪一个声音。
28.根据权利要求26或27所述的方法，其特征在于，所述预设非音频信号中的每一个都包括一个或多个声音消除参数。
29.根据权利要求25所述的方法，其特征在于，用户通过改变一个或多个声音消除参数来选择要消除哪一个(或哪些)声音。
30.根据权利要求28或29所述的方法，其特征在于，所述一个或多个声音消除参数是：
相移的量；
时间延迟；
单个频率；
音量；
平衡器(高、中高、中、中低和/或低)；
压缩；
选通；
频谱增强；
阈值；
范围：
增益；
比率；
攻击；
释放；
最小；
最大；
敏感性，
元音，或
反响。
或其任一组合。
31.根据权利要求24到30中的任何一项所述的方法，还包括在空中并通过包含所述听者的所述空间中的空气将所述听到的音频信号发射到听者。
32.根据权利要求24到31中的任何一项所述的方法，其特征在于，用于产生所述部分地消除的非音频信号的所述相移在大约1度和大约179度之间，且优选地，为45度。
33.基本上根据如上文参考各个附图所描述的任一示例的消除声音的方法。
34.一种用于部分地消除声音的系统，包括：
用于输出代表要被听到的期望的音频信号的第一非音频信号的第一输出设备；
用于提供代表部分地消除的，相位改变的环境音频信号的第二非音频信号的提供设备；
用于在提供第三非音频信号时组合第一和第二非音频信号的组合装置；以及
用于将所述第三非音频信号转换为听到的音频信号的第二输出设备。
35.根据权利要求34所述的系统，其特征在于，所述提供设备用于提供预设的所述第二非音频信号。
36.根据权利要求35所述的系统，其特征在于，所述提供设备用于有选择地提供另一个不同的预设非音频信号。
37.根据权利要求34所述的系统，其特征在于，所述提供设备包括一个或多个话筒。
38.根据权利要求34到37中的任何一项所述的系统，其特征在于，所述第一输出设备包括MP3播放器、CD播放器或话筒。
39.根据权利要求34到38中的任何一项所述的系统，其特征在于，所述提供设备包括带有相关联的程序的处理器。
40.根据权利要求34到38中的任何一项所述的系统，其特征在于，所述组合装置包括带有相关联的程序的处理器。
41.根据权利要求34到38中的任何一项所述的系统，其特征在于，所述提供设备和所述组合装置包括带有相关联的程序的处理器。
42.根据权利要求34到41中的任何一项所述的系统，其特征在于，所述第二输出设备包括一个或多个扬声器；耳机；或用于存储音频文件的设备。
43.根据权利要求34到42中的任何一项所述的系统，被配置成提供选择性的声音消除，允许希望和不希望有的声音之间的区别。
44.一种用于部分地消除声音的系统，包括：
用于输出代表要被听到的期望的音频信号的第一非音频信号的第一输出设备；
用于提供从环境音频信号导出的第二非音频信号的提供设备；
相位改变装置，用于改变所述第二非音频信号的所述相位以提供基本上完全消除的、相位改变的非音频信号和部分地消除的、相位改变的非音频信号；
组合装置，用于在提供第三非音频信号时组合所述第一非音频信号，所述基本上完全消除的非音频信号，以及所述部分地消除的非音频信号；以及
用于将所述第三非音频信号转换为听到的音频信号的第二输出设备。
45.根据权利要求44所述的系统，其特征在于，所述提供设备用于提供基本上完全消除的非音频信号以及所述部分地消除的音频信号中的一个或每一个作为预设的非音频信号。
46.根据权利要求45所述的系统，其特征在于，所述提供设备准许从多个预设的非音频信号中进行选择。
47.根据权利要求44所述的系统，其特征在于，所述提供设备包括一个或多个话筒。
48.根据权利要求44到47中的任何一项所述的系统，其特征在于，所述第一输出设备包括数字音频播放器、光盘播放器或话筒。
49.根据权利要求44到48中的任何一项所述的系统，其特征在于，所述相位改变装置包括带有相关联的程序的处理器。
50.根据权利要求44到48中的任何一项所述的系统，其特征在于，所述组合装置包括带有相关联的程序的处理器。
51.根据权利要求44到48中的任何一项所述的系统，其特征在于，所述相位改变装置以及所述组合装置包括带有相关联的程序的处理器。
52.根据权利要求44到51中的任何一项所述的系统，其特征在于，所述第二输出设备包括一个或多个扬声器；头戴耳机；或用于存储音频文件的设备。
53.根据权利要求44到52中的任何一项所述的系统，被配置成提供选择性的声音抵消，允许希望和不希望有的声音之间的区别。
54.基本上根据如上文参考各个附图所描述的任一示例的消除声音的系统。
55.一种设备，包括由下列各项组成的组中的任何一项：电话、移动电话、电视机、卡拉OK机、计算机、Hi-Fi、环绕声音响系统、游戏控制台，以及车载音频设备，所述设备只包括一个被包括在所述项目中的话筒，并具有播放音频文件让用户收听的能力，
其特征在于，所述话筒能够检测环境声音，所述项目还包括：
相位改变装置，用于改变由所述话筒检测到的声音的所述相位，以提供相位改变的非音频信号；以及
组合装置，在用户听到所述相位改变的非音频信号和所述代表性的非音频信号的组合而导致的音频信号之前，用于组合所述相位改变的非音频信号和代表来自存储的音频文件的期望音频信号的代表性的非音频信号。
56.根据权利要求55所述的设备，其特征在于，所述相位改变装置用于改变由所述话筒检测到的声音的所述相位，以提供部分地消除的、相位改变的非音频信号形式的所述相位改变的非音频信号。
57.根据权利要求56所述的设备，其特征在于，所述相位改变装置用于改变由所述话筒检测到的声音的所述相位，也提供基本上完全消除的、相位改变的非音频信号。
58.基本上根据如上文参考各个附图所描述的任一示例的包括移动电话、电视机或助听器的项目的设备。
59.一种消除声音的方法，包括：
在空中并通过包含所述听者的空间中的空气将期望的音频信号发射到听者；
提供表示不希望有的环境声音的非音频信号；
改变非音频信号的相位，以提供至少部分地消除的、相位改变的非音频信号；以及
组合表示期望的音频信号的非音频信号和至少部分地消除的、相位改变的非音频信号，以提供由听者接收到的音频信号。
60.根据权利要求59所述的方法，以选择性的声抵消的形式，给出希望的和不希望有的声音之间的区别。
61.根据权利要求59或60所述的方法，其特征在于，表示不希望有的环境声音的所述非音频信号是在所述提供之前预设的。
62.根据权利要求61所述的方法，其特征在于，用户通过从一系列不同的预设非音频信号中选择预设的非音频信号来选择要消除哪一个声音。
63.根据权利要求62所述的方法，其特征在于，所述预设非音频信号包括一个或多个声音消除参数。
64.根据权利要求60所述的方法，其特征在于，用户通过改变一个或多个声音消除参数来选择要消除哪一个声音。
65.根据权利要求63或64所述的方法，其特征在于，所述一个或多个声音消除参数是：
相移的量；
时间延迟；
各个频率；
音量；
平衡器(高、中高、中、中低和/或低)；
压缩；
选通；
频谱增强；
阈值；
范围；
增益；
比率；
攻击；
释放；
最小；
最大；
敏感性，
元音，或
反响
或其任一组合。
66.根据权利要求59到65中的任何一项所述的方法，其特征在于，所述空间是包括房间、礼堂以及露天的组中的任何一项。
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