APARATO Y PROCEDIMIENTO PARA CONFORMACIÓN DE HAZ ACÚSTICO.

Aparato para conformación de haz acústico, comprendiendo el aparato medios (101) para generar una primera señal de entrada a partir de una primera entrada de audio;

medios (103) para generar una segunda señal de entrada a partir de una segunda entrada de audio; medios (105) de conformación de haz que comprenden un filtro de conformación de haz para filtrar la primera y segunda señal de entrada para generar una señal con conformación de haz combinada; medios (107) de actualización para actualizar el filtro de conformación de haz si se cumple un criterio de actualización; un filtro (111) adaptativo para filtrar la primera señal de entrada para generar una primera señal filtrada; medios (113) para generar una señal de diferencia para la segunda señal de entrada y la primera señal filtrada; medios (115) para adaptar el filtro adaptativo para minimizar la señal de diferencia; y medios (109) de modificación para modificar el criterio de actualización en respuesta a la señal de diferencia

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/IB2006/052225.

Solicitante: KONINKLIJKE PHILIPS ELECTRONICS N.V..

Nacionalidad solicitante: Países Bajos.

Dirección: GROENEWOUDSEWEG 1 5621 BA EINDHOVEN PAISES BAJOS.

Inventor/es: MERKS,Ivo,L.,D.,M.

Fecha de Publicación: .

Fecha Solicitud PCT: 3 de Julio de 2006.

Clasificación Internacional de Patentes:

  • G10K11/34C
  • H04R3/00B

Clasificación PCT:

  • H04R3/00 SECCION H — ELECTRICIDAD.H04 TECNICA DE LAS COMUNICACIONES ELECTRICAS.H04R ALTAVOCES, MICROFONOS, CABEZAS DE LECTURA PARA GRAMOFONOS O TRANSDUCTORES ACUSTICOS ELECTROMECANICOS ANALOGOS; APARATOS PARA SORDOS; SISTEMAS PARA ANUNCIOS EN PUBLICO (producción de sonidos cuya frecuencia no está determinada por la frecuencia de alimentación G10K). › Circuitos para transductores (disposiciones para producir una reverberación sonora o un eco G10K 15/08; amplificadores H03F).

Países PCT: Austria, Bélgica, Suiza, Alemania, Dinamarca, España, Francia, Reino Unido, Grecia, Italia, Liechtensein, Luxemburgo, Países Bajos, Suecia, Mónaco, Portugal, Irlanda, Eslovenia, Finlandia, Rumania, Chipre, Lituania, Letonia.

PDF original: ES-2359511_T3.pdf

 

Ilustración 1 de APARATO Y PROCEDIMIENTO PARA CONFORMACIÓN DE HAZ ACÚSTICO.
Ilustración 2 de APARATO Y PROCEDIMIENTO PARA CONFORMACIÓN DE HAZ ACÚSTICO.
Ilustración 3 de APARATO Y PROCEDIMIENTO PARA CONFORMACIÓN DE HAZ ACÚSTICO.
Ilustración 4 de APARATO Y PROCEDIMIENTO PARA CONFORMACIÓN DE HAZ ACÚSTICO.
APARATO Y PROCEDIMIENTO PARA CONFORMACIÓN DE HAZ ACÚSTICO.

Fragmento de la descripción:

La invención se refiere a un aparato y procedimiento para conformación de haz acústico y, en particular, aunque no exclusivamente, para conformación de haz para fuentes de voz.

La conversión de audio en señales eléctricas en un proceso importante que se usa en la actualidad en numerosas aplicaciones y para muchos fines distintos. Por ejemplo, la conversión de señales de audio en señales muestreadas y digitalizadas ha pasado a ser la base para un gran número de servicios y aplicaciones de comunicación. Por ejemplo, comunicación de voz soportada por sistemas de comunicación tales como los sistemas de telefonía fija tradicionales, los sistemas de comunicación celulares o redes basadas en paquetes (por ejemplo Internet) han pasado a ser una parte esencial de la prestación de servicios de comunicación en la mayoría de los países.

Para lograr una alta calidad del servicio de comunicación, es esencial conseguir una conversión de la señal deseada con una relación señal a ruido elevada. Sin embargo, cada vez más se usan terminales de comunicación en entornos difíciles y en condiciones desafiantes. Por ejemplo, la creciente popularidad de las comunicaciones móviles ha dado como resultado un enorme aumento de conversaciones telefónicas que tienen lugar en ambientes ruidosos y rápidamente cambiantes. Como ejemplo típico, con frecuencia pueden realizarse llamadas de voz por móvil usando la operación de manos libres durante la conducción.

Está claro que en tales ambientes la generación de una señal convertida de alta calidad para la señal de voz deseada en lugar del ruido de fondo es una tarea que supone un desafío. Un enfoque que se ha propuesto es usar una pluralidad de micrófonos y procesar la pluralidad de señales para generar una conformación de haz acústico hacia la fuente de audio deseada. Tal conformación de haz puede aumentar efectivamente la relación señal a ruido deseada ya que la señal deseada puede amplificarse mientras que el ruido de fondo de otras fuentes y direcciones puede reducirse.

Se han propuesto diversos procedimientos y algoritmos para conformación de haz acústico. Sin embargo, un problema con el que se enfrentan estos algoritmos es cómo proporcionar un seguimiento preciso de una fuente de audio al tiempo que se garantiza que sólo se sigue la fuente de audio deseada.

Específicamente, dado que una fuente de audio puede moverse con respecto a los micrófonos, el algoritmo de conformación de haz acústico debe seguir tales movimientos para garantizar un rendimiento óptimo. Sin embargo, puesto que puede haber fuentes de ruido que interfieran, es importante que la adaptación del filtro de conformación de haz sólo siga la fuente de audio deseada y es deseable reducir el riesgo de que el algoritmo de conformación de haz se acople a una fuente de ruido fuerte. Este problema supone un desafío incluso mayor para fuentes de audio no continuas, tales como la voz humana, ya que el algoritmo de conformación de haz debe seguir las fuentes de voz deseadas en lugar de las fuentes interferentes incluso cuando la fuente de voz deseada está en silencio.

Un enfoque a este problema es restringir las actualizaciones a variaciones pequeñas y lentas y descargar variaciones grandes y bruscas. Específicamente, el algoritmo de conformación de haz puede comprender un criterio que permita actualizar las características de conformación de haz sólo si está presente una señal en haz significativa. Por tanto, puede evitarse la actualización si no están presentes señales en haz ya que se supone que cualquier fuente de audio fuera del haz son fuentes de ruido. Sin embargo, un enfoque de este tipo tiene varias desventajas y específicamente limita la capacidad del algoritmo de conformación de haz de seguir movimientos grandes o bruscos de la fuente de audio deseada y/o acoplarse a una nueva fuente de audio. Además, el diseño de un detector robusto para detectar de manera fiable audio en haz es difícil y tiende a ser un problema importante para la aplicación práctica de los conformadores de haz acústico adaptativos.

Algunos ejemplos prácticos de conformadores de haz acústico adaptativos se dan a conocer en el documento EP 1 475 997 A2 y en el documento EP 1 116 961 A2.

Por tanto, supondría una ventaja un sistema para conformación de haz acústico mejorado y, en particular, supondría una ventaja un sistema que permita un equilibrio mejorado entre el rendimiento de adquisición y de seguimiento, una precisión mejorada de la conformación de haz, una adaptación mejorada a variaciones grandes y/o bruscas para la fuente de audio deseada, un rendimiento de adquisición mejorado, una detección en haz mejorada, una implementación facilitada, un rendimiento de seguimiento mejorado y/o un rendimiento mejorado de la conformación de haz.

Por consiguiente, la invención trata preferiblemente de mitigar, paliar o eliminar una o más de las desventajas anteriormente mencionadas individualmente o en cualquier combinación.

Según un primer aspecto de la invención se proporciona un aparato para conformación de haz acústico, comprendiendo el aparato: medios para generar una primera señal de entrada a partir de una primera entrada de audio; medios para generar una segunda señal de entrada a partir de una segunda entrada de audio; medios de conformación de haz que comprenden un filtro de conformación de haz para filtrar la primera y segunda señal de entrada para generar una señal con conformación de haz combinada; medios de actualización para actualizar el filtro de conformación de haz si se cumple un criterio de actualización; un filtro adaptativo para filtrar la primera señal de entrada para generar una primera señal filtrada; medios para generar una señal de diferencia para la segunda señal de entrada y la primera señal filtrada; medios para adaptar el filtro adaptativo para minimizar la señal de diferencia; y medios de modificación para modificar el criterio de actualización en respuesta a la señal de diferencia normalizada.

La invención puede permitir una conformación de haz acústico mejorada. En particular, la invención puede permitir una adaptación mejorada a una nueva fuente de audio y/o a una fuente de audio con una ubicación que cambia sustancialmente y/o bruscamente. La invención puede permitir un algoritmo de conformación de haz con el que puede conseguirse un rendimiento de seguimiento y de adquisición eficaz. Puede conseguirse una implementación eficaz y/o de reducida complejidad.

La señal con conformación de haz combinada puede corresponder específicamente a una señal de voz. Los medios de conformación de haz pueden comprender un primer filtro adaptativo para filtrar la primera señal de entrada, un segundo filtro adaptativo para filtrar la segunda señal de entrada y medios de combinación para generar la señal con conformación de haz combinada combinando (por ejemplo sumando) las señales filtradas resultantes. La señal de diferencia puede ser, posiblemente, una señal de diferencia normalizada.

Según una característica opcional de la invención, los medios de conformación de haz están dispuestos para generar una señal de referencia de ruido para al menos una de la primera señal de entrada y la segunda señal de entrada con respecto a la señal con conformación de haz combinada.

Esto puede permitir un rendimiento mejorado e información adicional para controlar el funcionamiento del aparato. La señal de referencia de ruido puede generarse, por ejemplo, restando una componente correspondiente a la señal deseada de la primera y/o segunda señal de entrada. Por ejemplo, la señal de referencia de ruido puede ser una indicación de una diferencia entre la primera señal de entrada y/o la segunda señal de entrada y una señal correspondiente a una señal con conformación de haz combinada filtrada inversa en el tiempo, donde el filtrado inverso en el tiempo corresponde al filtrado de los medios de conformación de haz.

Según una característica opcional de la invención, el criterio de actualización comprende un criterio según el cual una medida de potencia de la señal con conformación de haz es superior a un umbral determinado en respuesta a la señal de referencia de ruido.

Esto puede permitir un control eficaz y práctico de la actualización de la señal con conformación de haz y proporciona un criterio de actualización que puede variarse de manera eficaz y práctica por los medios de modificación.

Según una característica opcional de la invención, los medios de... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Aparato para conformación de haz acústico, comprendiendo el aparato medios (101) para generar una primera señal de entrada a partir de una primera entrada de audio; medios (103) para generar una segunda señal de entrada a partir de una segunda entrada de audio; medios (105) de conformación de haz que comprenden un filtro de conformación de haz para filtrar la primera y segunda

señal de entrada para generar una señal con conformación de haz combinada; medios (107) de actualización para actualizar el filtro de conformación de haz si se cumple un criterio de actualización; un filtro (111) adaptativo para filtrar la primera señal de entrada para generar una primera señal filtrada; medios (113) para generar una señal de diferencia para la segunda señal de entrada y la primera señal filtrada; medios (115) para adaptar el filtro adaptativo para minimizar la señal de diferencia; y medios (109) de modificación para modificar el criterio de actualización en respuesta a la señal de diferencia.

2. Aparato según la reivindicación 1, en el que los medios (105) de conformación de haz están dispuestos para generar una señal de referencia de ruido para al menos una de la primera señal de entrada y la segunda señal de entrada con respecto a la señal con conformación de haz combinada.

3. Aparato según la reivindicación 2, en el que el criterio de actualización comprende un criterio según el cual una medida de potencia de la señal con conformación de haz es superior a un umbral determinado en respuesta a la señal de referencia de ruido.

4. Aparato según la reivindicación 3, en el que los medios (109) de modificación están dispuestos para modificar el umbral en respuesta a la señal de diferencia.

5. Aparato según la reivindicación 1, en el que el criterio de actualización comprende un criterio según el cual una medida de potencia de la primera señal de entrada es superior a un umbral determinado en respuesta a la segunda señal de entrada.

6. Aparato según la reivindicación 5, en el que los medios (109) de modificación están dispuestos para modificar el umbral en respuesta a la señal de diferencia.

7. Aparato según la reivindicación 1, en el que los medios (109) de modificación están dispuestos para relajar el criterio de actualización si la señal de diferencia está por debajo de un umbral.

8. Aparato según la reivindicación 7, en el que el umbral se determina en respuesta a una señal de referencia de ruido para al menos una de la primera señal de entrada y la segunda señal de entrada con respecto a la señal con conformación de haz combinada.

9. Aparato según la reivindicación 7, en el que el umbral se determina en respuesta a la primera señal de entrada.

10. Aparato según la reivindicación 1, en el que el aparato comprende además medios para determinar una indicación de fiabilidad de la señal con conformación de haz combinada y los medios (109) para modificar están dispuestos para modificar el criterio de actualización en respuesta a la indicación de fiabilidad.

11. Aparato según la reivindicación 10, en el que los medios (109) de modificación están dispuestos para sólo modificar el criterio de actualización si la indicación de fiabilidad está por debajo de un umbral.

12. Unidad de comunicación para un sistema de comunicación que comprende: medios (201, 205) para generar una primera señal de entrada a partir de una primera entrada de audio; medios (203, 307) para generar una segunda señal de entrada a partir de una segunda entrada de audio; medios (209) de conformación de haz que comprenden un filtro de conformación de haz para filtrar la primera y segunda

señal de entrada para generar una señal con conformación de haz combinada; medios (211) de actualización para actualizar el filtro de conformación de haz si se cumple un criterio de actualización; un filtro (213) adaptativo para filtrar la primera señal de entrada para generar una primera señal filtrada; medios (215) para generar una señal de diferencia para la segunda señal de entrada y la primera señal filtrada;

medios (213, 215) para adaptar el filtro (213) adaptativo para minimizar la señal de diferencia; y medios (217) de modificación para modificar el criterio de actualización en respuesta a la señal de diferencia.

13. Procedimiento de conformación de haz acústico, comprendiendo el procedimiento: generar (401) una primera señal de entrada a partir de una primera entrada de audio; 5 generar (401) una segunda señal de entrada a partir de una segunda entrada de audio;

filtrar (403), con un filtro de conformación de haz, la primera y segunda señal de entrada para generar una señal con conformación de haz combinada; actualizar (405) el filtro de conformación de haz si se cumple un criterio de actualización; filtrar (407), con un filtro adaptativo, la primera señal de entrada para generar una primera señal filtrada; generar (409) una señal de diferencia para la segunda señal de entrada y la primera señal filtrada; adaptar (411) el filtro adaptativo para minimizar la señal de diferencia; y modificar (413) el criterio de actualización en respuesta a la señal de diferencia.

14. Producto de programa informático que, cuando se ejecuta en hardware, lleva a cabo el procedimiento según la reivindicación 13.


 

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