CN107851438A - 利用激光多光束的自混合 - Google Patents
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Abstract
***包括激光麦克风或基于激光的麦克风或光学麦克风。激光麦克风包括激光发射器以朝着说话人发射外发激光束。激光发射器也充当接收从说话人反射的光反馈信号的自混合干涉法单元，并通过激光束和所接收的光反馈信号的自混合干涉法来产生光自混合信号。代替利用单个激光射线，可以通过操作激光发射器的阵列或通过利用激光分束器或晶体以分离激光射线或使激光束衍射或散射来使用多个激光射线或多个激光束。可选地，一个或多个激光束可以在时间上扫描目标区域。
Description
相关申请的交叉引用
本专利申请要求于2015年7月26日提交的美国临时专利申请号62/197,023的优先权和利益，该专利申请由此通过引用被全部并入。
本专利申请要求于2015年7月27日提交的美国临时专利申请号62/197,106的优先权和利益，该专利申请由此通过引用被全部并入。
本专利申请要求于2015年7月27日提交的美国临时专利申请号62/197,107的优先权和利益，该专利申请由此通过引用被全部并入。
本专利申请要求于2015年7月27日提交的美国临时专利申请号62/197,108的优先权和利益，该专利申请由此通过引用被全部并入。
技术领域
本发明涉及信号的处理。
背景技术
音频和声信号由数百万个电子设备采集并处理。例如，很多类型的智能电话、平板电脑、膝上型计算机和其它电子设备可以包括能够采集音频的声学麦克风。这样的设备可以允许用户例如采集音频/视频片段，记录话音消息，用电话与另一人讲话，参与电话会议或音频/视频会议，向计算设备或电子设备口头地提供语音命令，等等。
发明内容
本发明可以包括例如用于增强并处理音频信号、声信号和/或光信号的***、设备和方法。
***包括激光麦克风或基于激光的麦克风或光学麦克风。激光麦克风包括激光发射器以朝着说话人发射外发的激光束。激光发射器也充当自混合干涉法单元，其接收从说话人的脸(或喉咙或颈部或其它身体部分)反射的光反馈信号，并通过激光束和所接收的光反馈信号的自混合干涉法来产生光自混合信号。代替利用单个激光射线或光束，通过操作一系列激光发射器或通过利用激光分束器或晶体以分离激光射线或使激光射线或光束散射或衍射来使用多个激光射线或光束。可选地，一个或多个激光射线或激光束可以短暂地扫描目标区域。
本发明可以提供其它和/或额外的益处或优点。
附图说明
图1是根据本发明的一些例证性实施例的***的示意性方框图图示。
图2是根据本发明的一些例证性实施例的另一***的示意性方框图图示。
图3是根据本发明的一些例证性实施例的光学麦克风的方框图图示。
图4是根据本发明的一些例证性实施例的混合***的方框图图示。
具体实施方式
申请人认识到，可以利用光学麦克风或基于激光的麦克风或激光麦克风，以便增强或提高由(多个)声学麦克风采集或感测的声信号，或以便减少来自这样的(多个)声信号的噪声(或数字地对这样的声信号进行滤波)，或以便实现其它目标。
参考图1，其为根据本发明的一些例证性实施例的***100的示意性方框图图示。***100可以被实现为例如下列项的部分：电子设备、智能电话、平板电脑、游戏设备、视频会议设备、电话、车辆设备、车辆***、车辆仪表板设备、导航***、测绘***、游戏***、便携式设备、非便携式设备、计算机、膝上型计算机、笔记本计算机、平板计算机、服务器计算机、手持设备、穿戴式设备、增强现实(AR)设备或头盔或眼镜或头戴式耳机(例如类似于谷歌眼镜)、虚拟现实(VR)设备或头盔或眼镜或头戴式耳机(例如类似于Oculus Rift)、智能手表、能够接收话音命令或基于语音的命令的机器、语音到文本转换器、互联网协议语音(VoIP)***或设备、无线通信设备或***、有线通信设备或***、图像处理和/或视频处理和/或音频处理工作站或服务器或***、脑电图(EEG)***、医疗设备或***、医学诊断设备和/或***、医学治疗设备和/或***、和/或其它适合的设备或***。在一些实施例中，***100可以被实现为能够采集音频并能够输出增强的音频、干净音频、噪声减少的音频或以其它方式改进或修改的音频的独立单元或“芯片”或模块或设备。可以通过利用一个或多个硬件部件和/或软件模块来实现***100。
***100可以包括例如一个或多个声学麦克风101和一个或多个光学麦克风102。(多个)光学麦克风102中的每个可以是或可以包括例如基于激光的麦克风；其可以包括例如基于激光的发射器(例如以例如朝着说话人或用户的脸或嘴区域或朝着其它感兴趣区域发射激光束)、采集从感兴趣区域返回的光反馈的光学传感器；和处理光反馈并产生对应于那个光反馈的信号(例如数据的流；数据流；对应或模仿或仿效音频信号或声信号的数据)的光反馈处理器。
(多个)声学麦克风101可以获取或采集或感测一个或多个声信号；并且(多个)光学麦克风102可以获取或感测或采集一个或多个光信号。信号可以由数字信号处理器(DSP)110或其它控制器或处理器或电路或集成电路(IC)利用。例如，DSP 110可以包括或可以被实现为能够基于所接收的信号来增强或改进声信号的信号增强模块111；能够基于所接收的信号来对声信号进行滤波的数字滤波器112；能够基于所接收的信号来减少来自声信号的噪声的降噪(NR)模块113；能够基于所接收的信号来分开或区分开音频中的两个或更多个源的盲源分离(BSS)模块114；能够基于所接收的信号来识别口头说的话的语音识别(SR)或自动语音识别(ASR)模块115；和/或其它适合的模块或子模块。
在本文的讨论中，由声学麦克风产生的输出(或由声学麦克风采集的信号或由声学麦克风处理的信号)可以被表示为声学的“A”。
在本文的讨论中，由光学(或基于激光的)麦克风产生的输出(或由光学麦克风采集的信号或由光学麦克风处理的信号)可以被表示为光学的“O”。
尽管本文的讨论的部分可以涉及并且尽管一些附图可以描绘单个声学麦克风或两个声学麦克风，清楚的是，这些仅仅是本发明的一些实施方式的非限制性示例。本发明可以与下列项一起被利用、或可以包括下列项或可以使用下列项来操作：其它数量的声学麦克风、或一批或一套或一组声学麦克风、或声学麦克风的矩阵或阵列等。
尽管本文的讨论的部分可以涉及并且尽管一些附图可以描绘单个光学(基于激光的)麦克风或两个光学(基于激光的)麦克风，清楚的是，这些仅仅是本发明的一些实施方式的非限制性示例。本发明可以与下列项一起被利用、或可以包括下列项或可以使用下列项来操作：其它数量的光学麦克风、或一批或一套或一组光学麦克风、或光学麦克风的矩阵或阵列等。
尽管本文的讨论的部分可以为了例证性目的而涉及两个“源”(例如两个用户或两个说话人或用户和噪声或用户和干涉)，可以结合具有单个源或具有两个这样的源或具有三个或更多个这样的源(例如一个或多个说话人和/或一个或多个噪声源或干涉源)的***来使用本发明。
参考图2，其为根据本发明的一些例证性实施例的***200的示意性方框图图示。可选地，***200可以是图1的***100的特定实施方式。
***200可以包括多个声学麦克风；例如能够产生对应于由第一声学麦克风201采集的音频的第一信号A1的第一声学麦克风201；以及能够产生对应于由第二声学麦克风202采集的音频的第二信号A2的第二声学麦克风202。***200还可以包括一个或多个光学麦克风；例如瞄准感兴趣区域、能够产生对应于由光学麦克风203采集的光反馈的信号O的光学麦克风203。
信号处理/增强模块210可以接收下列信号作为输入：第一声学麦克风201的第一信号A1以及第二声学麦克风的第二信号A2和来自光学麦克风的信号O。信号处理/增强模块210可以包括一个或多个相关器211和/或一个或多个解相关器212；其可以对所接收的信号或对它们中的一些或对它们的(多个)组合执行一个或多个或一组或一系列或序列的相关操作和/或解相关操作，如在本文基于由相关/解相关控制器213实现的相关/解相关逻辑描述的；以便实现特定的目标，例如减少来自(多个)声信号的噪声，改进或增强或净化(多个)声信号，区别或分开或区分开声信号的源或扬声器，区别或分开或区分开说话人(或多个说话人)和噪声或背景噪声或环境噪声，作为数字滤波器对一个或多个所接收的信号进行操作，和/或执行其它适合的操作。信号处理/增强模块210可以输出增强的降噪信号S，其可以为了这样的目的和/或为了其它目的由***200其它单元或模块或部件或由可以在***200外部(和/或远离***200)的单元或部件或模块利用。
参考图3，其为根据本发明的一些例证性实施例的利用多光束激光单元1020的光学麦克风1000(或基于激光的麦克风或激光麦克风)的示意性方框图图示。光学麦克风1000可以包括例如能够产生激光束和/或朝着感兴趣区域发射激光束的基于激光的发射器1001；能够采集从那个感兴趣区域接收或反射的光反馈的光学传感器1002；以及能够也考虑到关于所发射的(多个)激光束和它们的定时的信息来处理所采集的光反馈的光反馈处理器1003。
在一些实施例中，光学麦克风1001和/或它的部件可以例如利用自混合干涉法技术(或反馈干涉法或感应调制干涉法或反向散射调制干涉法)来实现为(或可以包括)自混合模块1004或自混合室或单元(例如自混合模块1004可以在其中并入或可以包含或整体上可以包括上面所述的部件1001和/或1002和/或1003)，其中激光束从物体反射回到激光器内。反射光干涉在激光器内部产生的光，并且这引起在激光器的光和/或电特性的变化。可以通过分析在行为或特性中的这些变化来得到关于目标物体和激光器本身的信息。
可选地，自混合模块1004可以包括半导体激光器，并且还可以包括一个或多个光学元件或光学元件1040或可以协同定位在一个或多个光学元件或光学元件1040附近；例如镜、前侧镜、后侧镜、透镜、一组透镜、透镜布置、(多个)分束器、(多个)曲面镜、(多个)平面镜、(多个)侧镜、(多个)前镜、(多个)后镜、(多个)棱镜、光束聚焦单元、光束扩展单元、光束方向控制单元、(多个)凹面镜、(多个)凸面镜、光束分布元件、光束散射元件、光束衍射元件、(多个)晶体和/或其它适合的光学元件。可选地，例如分束器可以分离一个或多个激光束；光束方向控制单元可以操纵一个或多个激光束；和/或可以使用其它适合的部件。
在一些实施例中，一个或多个这样的光学元件或部件(例如镜和/或分束器和/或光束方向控制单元)可以可选地被实现为微机电***(MEMS)设备或MEMS部件(或通过使用其来实现)；其可以基于预定的运动模式和/或定时方案和/或基于预定的条件可选地使这样的MEMS部件能够移动和/或振动和/或被移位。
申请人已认识到，基于激光器的麦克风或光学麦克风的常规实施方式利用固定地指向感兴趣区域的所估计的大致位置或说话人或人或其它物体的所估计的位置的单个窄激光束(或激光射线)。
申请人已认识到，这可能必然伴有缺点，因为说话人(或说话人的嘴或脸)的实际位置可能不确切地在所估计的目标位置处，或因为说话人可以在说话时移动(例如执行脸的轻微或自然运动)；从而产生噪声和/或在其它情况下减小基于激光的麦克风的准确度或效率。申请人设计了能够减轻或消除这样的缺点的改进的***。
在本发明的第一例证性实施方式中，可以利用多个分立激光束(或激光射线)的矩阵或阵列，以执行在目标区域中的多个附近位置的多个基于激光的读取。所产生的信号可以融合或组合，或“最好的”信号可以选自于每组所采集的信号，以便在每个时间点或时隙处产生最好可用的(多个)光学读数。
例如，光学麦克风可以包括可朝着同一感兴趣区域或目标或朝着附近点或相邻点瞄准的多个协同定位的激光器的阵列1051，例如多个激光模块和/或多个激光发射器和/或多个激光调制器和/或多个激光发生器。
此外或替代地，可以在光学麦克风中(或由光学麦克风)利用一个或多个分束器1052，以将激光束分成两个或更多个激光束，从而产生可以朝着同一感兴趣区域或目标或朝着附近点或相邻点瞄准的两个或更多个(或多个)激光束。
在一些实施例中，多个反射光信号可以融合在一起或以其它方式由光反馈融合单元1053组合；或特定的反射光信号可以由光反馈选择器单元1054基于从选定反射光信号产生的自混合信号的有用性或带宽来选择。
可选地，自混合信号质量估计器1055可以估计或测量或确定质量或效率或有用性或带宽或其它质量指示或从每个这样的激光束和/或从融合或组合的反射光信号反射回的反射光学信号中的每个，以便选择有益或有用的(多个)反射光信号，和/或以便丢弃对自混合信号的效率或质量或带宽或信噪比(SNR)没有贡献的(多个)反射光信号。可选地，激光选择性激活/去激活单元1056可以基于所估计或确定的效率或质量来选择性地激活和/或去激活一个或多个分立激光器(例如通过激活或去激活特定的激光发射器；通过旋转或移动或转动特定的分束器或其它光学元件；通过关闭和打开激光电流)，从而允许***通过关闭对自混合信号带宽或质量没有贡献的激光器来减小功率消耗并节省资源，和/或维持实际上对自混合信号带宽或质量有贡献的激光器。
在本发明的第二例证性实施例中，可以利用(例如由单个激光发生器或激光发射器或激光调制器产生或输出)单个激光射线，但那个单个激光射线可以动态地移动(例如由能够机械地或以另外方式修改激光发生器的定向或角位置的激光瞄准单元1061或由能够执行这样的操作的小型电动机1062)，以便“扫描”感兴趣区域或目标区。
可选地，扫描频率控制器1063或控制单元或调节器或修改器单元可以确保这样的扫描或运动或移位或定向的修改，可以在大于被跟踪的语音的频率的频率(例如至少1.25或1.5或1.75或2.0或2.5或3.0或更大)下被执行(例如可选地通过考虑语音的所估计的或实际的或所确定的频率，其可以从所感测的(多个)声信号和/或从所感测的反射光信号提取)。注意，在一些实施例中，两个或更多个激光射线(例如起源于两个或更多个相应的激光发生器；或通过使用分束器或晶体来得到)可以用于同时或连续地扫描，以便进一步增加(多个)自混合信号的质量和/或带宽。
在一些实施例中，例如小型电动机1062可以选择性地移动激光发生器或激光发射器；或小型镜或分束器或光束方向控制单元(例如可选地被实现为MEMS设备)或其它可移动的反射元件或可移动的光学元件可被使用并可被控制或启动或修改，以便稍微修改激光射线所指向的方向或角度或定向；以便随着时间的过去而产生目标感兴趣区域的这样的暂时“扫描”。可选地，另外或替代地由能够修改激光发生器和/或***的其它部件的温度或操作温度的温度修改器1065和/或由能够调节或控制或修改供应到这样的可移动光学元件和/或它的控制器的功率或电压或电流的(多个)其它修改单元可以执行或可以实现这样的修改。
在本发明的第三例证性实施例中，可以产生(例如由单个激光发生器或由单个激光发射器或由单个激光调制器)单个激光(或激光射线)；但例如通过利用晶体1071或其它衍射光学元件1072或射线分布光学元件可以接着将单独产生的激光射线(或分开或散射或分离)以变成激光束或一组多个激光射线。
在一些实施例中，衍射或散射光学元件可以是非透镜衍射光学元件1073，或可以是不是光学透镜的元件；因为为了基于激光的自混合读取的目的，光学透镜可以产生可引起噪声和/或叠加的连续光束。更确切地，在一些实施例中，可以利用晶体1071或其它非透镜分布元件或其它非透镜散射元件，以便产生由多个分立的激光射线或激光束组成的激光束；其可以因此到达在目标感兴趣区域处(或上)(例如在说话人的脸或嘴区域处)的多个分立点(例如附近点、相邻点、非相邻点)。
可选地，自混合室或单元可以被构造为单个锁定(或自锁定或自动锁定)自混合室或单元，使得从目标感兴趣区域反射回的(多个)光反馈可以使自混合模块在激光射线的仅仅一个上(或在确切地一个上)锁定(或只在分立激光束或激光射线之一上锁定)；从而使光学麦克风能够从由多个或很多分立的激光射线或激光束组成的宽激光束接收最好可用的光反馈信号。
要注意，在上面或本文所述的任何一个或多个部件可以配置为选择性地操作或以选择性方式操作，或只根据预定的定时方案或预定的运动模式来操作，或根据伪随机定时方案或伪随机运动模式来操作，或在第一组时隙或时间间隔期间操作(或被激活)并且在第二组时隙或时间间隔期间不操作(或被去激活)。可选地，随机数发生器(RNG)1081或伪随机数发生器(PRNG)可以被利用，或可以被包括在***中，或可以以其它方式与***相关联，或可以由***访问，以便提供用于引起***的一个或多个部件的随机或伪随机运动或振动或温度变化或调制变化或运动的随机或伪随机触发信号。可选地，校准器单元1082可以操作来测试激活/去激活方案的一个或多个、或多个定时方案或运动模式或扫描方案，并从其选择被确定(或估计)为对自混合信号的效率或质量或有用性或带宽有较大贡献(或最大贡献)的特定方案。可选地，可以与实时时钟(RTC)或其它定时器相关或可以包括实时时钟(RTC)或其它定时器或可以利用实时时钟(RTC)或其它定时器的定时单元1083可以产生可对上面提到的操作或由上面提到的(多个)部件利用的定时方案或定时模式或定时时间表。
如本文使用的术语“激光器”或“激光发射器”可以包括或可以是例如独立激光发射器、激光发射器单元、激光发生器、能够产生和/或发射激光束或激光射线的部件、激光驱动器、激光传动器、与调制器相关联的激光发射器、激光发射器与调制器的组合、激光传送器或激光驱动器与调制器的组合或能够产生和/或发射激光束的其它适合的部件。
如本文使用的术语“声学麦克风”可以包括一个或多个声学麦克风和/或声传感器；或多个这样的声学麦克风和/或声传感器的矩阵或阵列或集合或组或批次或布置；或能够将声音转换成电信号的一个或多个传感器或设备或单元或换能器或转换器(例如声电换能器或转换器)；利用电磁感应(例如动态麦克风)和/或电容变化(例如电容式麦克风)和/或压电性(例如压电麦克风)的麦克风或换能器，以便从空气压力振动产生电信号；可以可选地连接到前置放大器或放大器或可以与前置放大器或放大器相关联或也可以包括前置放大器或放大器的麦克风；炭粒麦克风；钮式炭粒麦克风；钮式麦克风；带式麦克风；驻极体电容式麦克风；电容器麦克风；磁动态麦克风；动态麦克风；静电麦克风；射频(RF)电容式麦克风；晶体麦克风；压力麦克风或压电麦克风；和/或其它适合类型的音频麦克风、声学麦克风和/或声音采集麦克风。
如本文使用的术语“激光麦克风”可以包括例如：一个或多个激光麦克风或传感器；一个或多个基于激光的麦克风或传感器；一个或多个光学麦克风或传感器；利用相干电磁波的一个或多个麦克风或传感器；利用振动计或包括或利用振动计的一个或多个光学传感器或基于激光的传感器；包括自混合模块或利用自混合干涉法技术(或反馈干涉法或感应调制干涉法或反向散射调制干涉法)的一个或多个光学传感器或基于激光的传感器，其中激光束从物体反射回到激光器内，并且反射光干涉在激光器内部产生的光，并且这引起激光器的光和/或电特性的变化，以及关于目标物体和激光器本身的信息可以通过分析这些变化来得到。
如本文使用的术语“振动(vibrating)”或“振动(vibration)”或“振动(vibrate)”或类似的术语指代并还包括任何其它适合类型的运动，并且可能本身不一定需要振动或谐振；并且可以包括例如任何适合类型的运动、移动、移位、漂移、倾斜、水平运动、垂直运动、对角运动、一维运动、二维运动、三维运动等。
在可以可选地利用激光麦克风的本发明的一些实施例中，可以仅使用“安全”激光束或源；例如，已知对人体和/或人眼没有损害的(多个)激光束或(多个)源或已知即使偶然射到人眼一段短时间也是无害的激光束或源。一些实施例可以利用例如眼安全激光器、红外激光器、(多个)红外光信号、低功率激光器或低强度激光器和/或(多个)其它适合类型的光信号、(多个)光束、(多个)激光束、(多个)红外光束等。本领域中的普通技术人员将认识到，可以选择并利用一种或多种适合类型的(多个)激光束或(多个)激光源，以便安全且有效地实现本发明的***和方法。在一些实施例中，可选地，可以请求说话人或用户戴眼镜或保护性眼用具或保护性护眼罩，以便向可能偶然被这样的一般安全的激光束“射到”的用户的眼睛提供额外的安全，作为额外的预防措施。
在可以利用激光麦克风或光学麦克风的一些实施例中，这样的光学麦克风(或光学传感器)和/或它的部件可以例如利用自混合干涉法技术(或反馈干涉法或感应调制干涉法或反向散射调制干涉法)来被实现为(或可以包括)自混合模块，其中激光束从物体反射回到激光器内。反射光干涉在激光器内部产生的光，并且这引起激光器的光和/或电特性的变化。可以通过分析这些变化来得到关于目标物体和激光器本身的信息。在一些实施例中，光学麦克风或激光麦克风操作来远程地检测或测量或估计说话人的脸点或脸区或脸区域(例如嘴、嘴区域、唇、唇区域、脸颊、鼻子、下巴、颈、喉咙、耳)的皮肤(或表面)的振动；和/或远程地检测或测量或估计在皮肤振动中的直接变化；而不是试图间接地测量口头说的话对由说话人的嘴呼出的水汽的影响，并且不是试图间接地测量口头说的话对可以由于口头说的话引起的由嘴产生的湿度或相对湿度或气体成分或液体成分的影响。
可以在可受益于噪声降低和/或语音增强的各种设备或***中或与各种设备或***一起或结合各种设备或***来利用本发明；例如智能电话、蜂窝电话、无绳电话、视频会议***或设备、电视会议***或设备、音频/视频摄像机、网络摄像机或网络摄像头、固定电话***、蜂窝电话***、语音消息发送***、IP语音***或网络或设备、车辆、车辆仪表板、车辆音频***或麦克风、导航设备或***、车辆导航设备或***、测绘或路线引导设备或***、车辆路线引导或设备或***、口授***或设备、语音识别(SR)设备或模块或***、自动语音识别(ASR)模块或设备或***、语音到文本转换器或转换***或设备、膝上型计算机、桌上型计算机、笔记本计算机、平板电脑、电话平板电脑或“平板手机”设备、游戏设备、游戏控制台、穿戴式设备、智能手表、虚拟现实(VR)设备或头盔或眼镜或头饰、增强现实(AR)设备或头盔或眼镜或头饰、物联网(IoT)设备或器具、互联网连接的设备或器具、无线连接的设备或器具、利用基于语音的命令或音频命令的设备或***或模块、采集和/或记录和/或处理和/或分析音频信号和/或语音和/或声信号的设备或***和/或其它适合的***和设备。
本发明的一些实施例可以提供或可以包括基于激光的设备或装置或***、基于激光的麦克风或传感器、激光麦克风或传感器、光学麦克风或传感器、混合声光传感器或麦克风、组合声光传感器或麦克风和/或包括或利用上述一个或多个项的***。
参考图4，其为根据本发明的一些例证性实施例的***1100的示意性方框图图示。
***1100可以包括例如能够朝着目标(例如说话人的脸)发射光束(例如激光束)并能够采集并分析从目标(特别是从说话人的振动区或振动脸区或脸部分)反射的光反馈的光学麦克风1101。光学麦克风1101可以是或可以包括或可以利用自混合(SM)室或单元、干涉法室或单元、干涉测量计、振动计、定向振动计、或能够参考所发射的光束来分析所接收的光信号的光谱并能够远程地估计由目标(例如说话人)产生的音频或语音或话语的其它适合的部件。
可选地，***1100可以包括可采集音频的声学麦克风1102或音频麦克风。可选地，可以利用光反馈的分析结果，以便提高或增强或滤波所采集的音频信号；和/或降低或消除来自所采集的音频信号的噪声。可选地，***1100可以被实现为混合声学和光学传感器或混合声学和光学传感器。在其它实施例中，***1100不需要一定包括声学麦克风。在又一些其它实施例中，***1100可以包括光学麦克风1102，并且可以不包括任何声学麦克风，但可以结合外部或远程声学麦克风来操作。
***1100还可以包括光束瞄准单元1103(或偏斜单元或倾斜单元或定位单元或定向单元或引导单元)，其例如被实现为激光束引导单元或瞄准单元或能够朝着目标引导所发射的光束(例如所发射的激光束)和/或能够细调或修改这样的光束或激光束的方向的其它单元或模块。可以通过使用一个或多个适合的机构来执行或实现光束或激光束朝着目标的引导或对准。
在第一示例中，光学麦克风1101可以固定地安装或附接或定位在第一位置或点处(例如在车辆仪表板上；在膝上型计算机的屏幕的框架上)；并且可以通常基于固定或预先安装的角倾斜或定位(例如由车辆仪表板或车辆的制造者或由膝上型计算机的制造者执行)来指向或朝向所估计的位置或一般利用这样的设备的说话人的大致位置(例如瞄准或定向车辆中的驾驶员的头的所估计的大致位置，或瞄准或定向膝上型计算机用户的头的所估计的大致位置)。
在第二示例中，光学麦克风可以安装在讲堂的墙壁上，并且可以使其激光束或其光束固定地指向或瞄准在那个讲堂中的舞台或讲台的大致位置，以便定向作为演讲者的说话人。
在第三示例中，可以使用电动机或引擎或机器人臂或其它机械倾斜单元1104，以便可选地经由允许管理员命令光学麦克风朝着期望目标的运动或倾斜的控制接口(例如类似于光学摄像机或成像器或视频记录设备可经由控制接口、平移倾斜变焦(PTZ)接口、机器人臂等而移动或倾斜的方式)来使光学麦克风的光束或激光束的方向朝着说话人的实际或所估计的位置对准或倾斜或偏斜。
在第四示例中，可以使用成像器1105或摄像机，以便采集光学麦克风的周围事物的图像或视频；以及可以使用面部识别模块或图像识别模块或面部标识模块或其它计算机视觉算法或模块，以便分析所采集的图像或视频并确定说话人(或特定的期望说话人)的位置，并使光束的倾斜或瞄准或定向或重新对准朝着所标识的说话人。在第五示例中，可以请求说话人穿戴或携带具有一般不能随意找到的预定形状或颜色或图案的特定的标签或记号或物品或物体(例如显示在黄色正方形内的绿色三角形的标签或按钮)；并且成像器或摄像机可以扫描***1100的区域或周围环境，可以分析图像或视频以检测或找到预定的标签，并且可以使光学麦克风朝着标签或朝着离那个标签的预定或所估计的偏移距离瞄准(例如相对于检测到的标签向上或垂直地倾斜的预定K度，如果说话人被指示在他的夹克口袋上携带标签或穿戴标签)。
在第六示例中，可以利用光学器件组件1106或光学器件布置(例如一个或多个镜、平面镜、凹面镜、凸面镜、透镜、棱镜、分束器、聚焦元件、绕射元件、衍射元件、聚光元件和/或其它光学元件或光学元件)，以便将光束或激光束指向或瞄准目标或说话人或人脸的已知或所估计的或大致位置。光学器件组件可以预先固定地安装(例如在车辆内，以便使车辆光学传感器瞄准或定向驾驶员脸的大致位置)，或可以基于关于说话人或他的头的实际或所估计的位置的(如通过使用成像器来确定的或通过找到大于阈值的信噪比(SNR)值来确定的)实时信息来动态地调节或移动或倾斜或偏斜。
在第七示例中，光学麦克风可以移动或可以“扫描”目标区域(例如通过经由机械倾斜单元1104移动或倾斜)；并且可以保持在或可以回到特定的方向，在该方向上信噪比(SNR)值是最大的或最佳的或大于阈值。
在第八示例中，特别是如果说话人正在舞台上移动或正在房间中移动，或将他的脸移动到不同的方向，说话人可以被请求或要求站在特定的点或位置处，以便使***能够有效地工作(例如类似于歌手或表演者被要求站在安装在麦克风支架上的有线声学麦克风附近的方式)；和/或说话人可以被请求或要求面向特定的方向或将他的脸移动到特定的方向(例如直接朝着光学麦克风看)，以便使***有效地操作(例如类似于歌手或表演者可被请求看摄像机或视频记录器或将他的嘴放置成极接近他握着的声学麦克风的方式)。
其它适合的机构可以用于实现或细调光束与期望目标的瞄准、定向和/或对准。
清楚的是，本发明的光学麦克风和/或***不需要与目标或说话人连续地对准并且不需要一定用激光束或光束连续地“射到”说话人。更确切地，在一些实施例中，本发明可以只在光束或激光束实际上“射到”说话人的脸上或实际上引起来自说话人的振动脸区的光反馈的反射的时间段期间进行操作。在一些实施例中，***可以至少在(多个)激光束或(多个)光信号实际上射到(或到达、或接触)说话人的脸或嘴或嘴区的时间段期间而不是在其它时间段或时隙中进行操作或有效地进行操作。在一些实施例中，***和/或方法不需要一定提供连续的语音增强或连续的噪声降低或连续的语音检测；但更确切地，在一些实施例中，语音增强和/或噪声降低和/或语音检测可以在(多个)激光束实际上射到说话人的脸并引起来自振动表面或脸区的光反馈的反射的那些特定时间段期间实现。在一些实施例中，***可以只在激光束与脸区的这样的实际“射到”被实现的这样的时间段(例如一小时中的仅几分钟；或一分钟中的仅几秒钟)期间进行操作。在其它实施例中，可以例如在车辆***中实现连续或实质上连续的噪声降低和/或语音增强，在车辆***中，激光束指向驾驶员的头或脸的位置。
根据本发明，光学麦克风1101可以包括自混合室或单元或自混合干涉测量计或定向振动计，并且可以利用反射光反馈(例如所发射的激光束的反射反馈)，以便利用光谱分析仪1107以便参考所发射的光反馈分析光反馈并利用语音估计器单元1108以估计或提取对应于由那个说话人产生或发出的语音或音频的信号来远程地测量或估计说话人的脸皮肤或脸区、头区的振动。
可选地，***1100可以包括信号增强器1109，其可以基于由光学麦克风1101产生的输出来增强、滤波、改进和/或净化由声学麦克风1102采集的声信号。例如，***1100可以动态地产生由声学麦克风1102采集的声信号并可以对该声信号动态地应用数字滤波器，其可以通过考虑光学麦克风1101和输出和/或通过考虑从说话人的脸反射回的(多个)光反馈或光信号的分析来动态地构造。
***1100还可以包括在图1-3中的任一个中描绘的和/或参考图1-3和/或在上面和/或在本文讨论的部件和/或***中的任一个或一些或所有。
可以结合一种或多种类型的声学样本或数据样本或话音样本或话音印迹来利用本发明，其可能不一定仅仅是声学录音或原始自然声和/或可能不一定是净化的或数字地净化的或滤波的或数字地滤波的声学录音或声学数据。例如，本发明可以利用如上所述的其它样本或数据或可以结合、除了或代替如上所述的其它样本或数据来进行操作，其它样本或数据是下列项中的一个或多个：(a)如基于自混合光信号的分析由光学麦克风1101来确定的语音信号或所估计或检测的语音信号；(b)如由声学麦克风1102本身和/或结合由光学麦克风1101估计的语音信号采集的声学样本；(c)如由声学麦克风1102采集的或如基于由光学麦克风1101估计的语音信号而净化的或数字地净化的或滤波的或数字地滤波的或以其它方式数字地调节的或数字地修改的声学样本；(d)通过利用一个或多个生物计量算法或子模块(例如神经网络模块或隐马尔科夫模型(HMM)单元)而获取和/或产生的话音印迹或语音样本，生物计量算法或子模块可以利用声信号和光信号(例如光学麦克风1101的自混合信号)以便从说话人的发声提取更多的数据和/或更多的用户特定特性。
本发明的一些实施例可以包括光学麦克风或激光麦克风或基于激光的麦克风或光学传感器或激光传感器或基于激光的传感器，其结合单个激光驱动器部件和/或单个激光接收器部件来利用多个激光器或多个激光束或多个激光发射器，从而增加或提高由这样的光学或基于激光的麦克风或传感器利用的自混合技术或模块或室(或自混合干涉法技术或模块或室)的效率。
在可以可选地利用激光麦克风或光学麦克风的本发明的一些实施例中，激光束或光束可以指向说话人的所估计的大致位置；或指向说话人可位于的或说话人被估计位于的预定目标区域或目标区。例如，激光源可以放置在车辆内部，并可以定向驾驶员的头一般位于的大致位置。在其它实施例中，***可以可选地包括一个或多个模块，其可以例如基于图像识别、基于视频分析或图像分析、基于预定项目或物品(例如说话人可以穿戴特定的项目，例如具有特定形状和/或颜色和/或特性的帽子或衣领)等来例如定位或找到或检测或跟踪人(或说话人)的脸或嘴或头。在一些实施例中，(多个)激光源可以是静止或固定的，并且可以固定地指向大致位置或指向说话人的所估计的位置。在其它实施例中，(多个)激光源可以是非固定的，或可以能够自动移动和/或改变它们的定向，例如以跟踪或瞄准说话人的大致位置或所估计的位置或精确位置。在一些实施例中，可以并行地使用多个激光源，并且它们可以是固定的和/或移动的。
在可以可选地利用激光麦克风或光学麦克风的本发明的一些例证性实施例中，***和方法可以至少在(多个)激光束或(多个)光束实际上射到(或到达或接触)说话人的脸或嘴或嘴区的时间段期间有效地进行操作。在一些实施例中，***和/或方法不需要一定提供连续的语音增强或连续的噪声降低；但更确切地，在一些实施例中，语音增强和/或噪声降低可以在(多个)激光束实际上射到说话人的脸的那些时间段期间实现。在其它实施例中，可以例如在车辆***中实现连续的或实质上连续的噪声降低和/或语音增强，在该车辆***中，激光束指向驾驶员的头或脸的位置。
本发明的***可以可选地包括适合的硬件部件和/或软件部件或可以通过利用适合的硬件部件和/或软件部件来实现；例如处理器、处理器核心、中央处理单元(CPU)、数字信号处理器(DSP)、电路、集成电路(IC)、控制器、存储器单元、寄存器、累加器、存储单元、输入单元(例如触摸屏、键盘、袖珍键盘、手写笔、鼠标、触控板、操纵杆、轨迹球、麦克风)、输出单元(例如屏幕、触摸屏、监视器、显示单元、音频扬声器)、(多个)声学麦克风和/或(多个)传感器、(多个)光学麦克风和/或(多个)传感器、(多个)激光器或基于激光的麦克风和/或(多个)传感器、有线或无线调制解调器或收发器或发射器或接收器、GPS接收器或GPS元件或其它基于位置的或位置确定单元或***、网络元件(例如路由器、交换机、集线器、天线)和/或其它适合的部件和/或模块。本发明的(多个)***可以可选地通过利用协同定位的部件、远程部件或模块、“云计算”服务器或设备或存储装置、客户端/服务器架构、对等架构、分布式架构和/或其它适合的架构或***拓扑或网络拓扑来实现。
本发明的一些实施例可以包括或可以利用在标题为“Sound sources separationand monitoring using directional coherent electromagnetic waves”的美国专利号7,775,113中所述的一个或多个元件、单元、设备、***和/或方法或可以结合这些元件、单元、设备、***和/或方法来利用，该专利由此通过引用被全部并入。
本发明的一些实施例可以包括或可以利用在标题为“Sound sources separationand monitoring using directional coherent electromagnetic waves”的美国专利号8,286,493中所述的一个或多个元件、单元、设备、***和/或方法或可以结合这些元件、单元、设备、***和/或方法来利用，该专利由此通过引用被全部并入。
本发明的一些实施例可以包括或可以利用在标题为“System and method forrobust estimation and tracking the fundamental frequency of pseudo periodicsignals in the presence of noise”的美国专利号8,949,118中所述的一个或多个元件、单元、设备、***和/或方法或可以结合这些元件、单元、设备、***和/或方法来利用，该专利由此通过引用被全部并入。
本发明的一些实施例可以包括或可以利用在标题为“System and method fordetection of speech related acoustic signals by using a laser microphone”的美国专利号9,344,811中所述的一个或多个元件、单元、设备、***和/或方法或可以结合这些元件、单元、设备、***和/或方法来利用，该专利由此通过引用被全部并入。
根据本发明的实施例，计算、操作和/或确定可以在本地在单个设备内被执行，或可以由多个设备或在多个设备上执行，或可以部分地在本地和部分地远程地(例如在远程服务器)通过可选地利用通信信道被执行以交换原始数据和/或经处理的数据和/或处理结果。
尽管本文的讨论的部分为了例证性目的而涉及有线链路和/或有线通信，一些实施例并不被限制在这个方面，但更确切地可以利用有线通信和/或无线通信；可以包括一个或多个有线和/或无线链路；可以利用有线通信和/或无线通信的一个或多个部件；和/或可以利用无线通信的一个或多个方法或协议或标准。
可以通过使用不是一般计算机的专用机器或专用设备或通过使用非一般计算机或非通用计算机或机器来实现一些实施例。这样的***或设备可以利用或可以包括不是“一般计算机”的部分并且不是“通用计算机”的部分的一个或多个部件或单元或模块，例如蜂窝收发器、蜂窝发射器、蜂窝接收器、GPS单元、位置确定单元、(多个)加速度计、(多个)陀螺仪、设备定向检测器或传感器、设备定位检测器或传感器等。
一些实施例可以作为或通过利用自动化方法或自动化过程或机器实现的方法或过程或作为半自动化或部分自动化方法或过程或作为可由计算机或机器或***或其它设备实行或执行的一组步骤或操作来实现。
可以通过使用可存储在非暂时性存储介质或非暂时性存储物品(例如CD-ROM、DVD-ROM、物理存储器单元、物理存储单元)上的代码或程序代码或机器可读指令或机器可读代码来实现一些实施例，使得程序或代码或指令当由处理器或机器或计算机执行时使这样的处理器或机器或计算机执行如本文所述的方法或过程。这样的代码或指令可以是或可以包括例如下列项中的一个或多个：软件、软件模块、应用、程序、子例程、指令、指令集、计算代码、字、值、符号、字符串、变量、源代码、编译代码、解译代码、可执行代码、静态代码、动态代码；包括(但不限于)采用高级编程语言、低级编程语言、面向对象的编程语言、视觉编程语言、编译编程语言、解译编程语言、C、C++、C#、Java、JavaScript、SQL、Ruby on Rails、Go、Cobol、Fortran、ActionScript、AJAX、XML、JSON、Lisp、Eiffel、Verilog、硬件描述语言(HDL)、BASIC、Visual BASIC、Matlab、Pascal、HTML、HTML5、CSS、Perl、Python、PHP、机器语言、机器代码、汇编语言等的代码或指令。
在本文利用术语例如“处理”、“运算”、“计算”、“确定”、“建立”、“分析”、“检查”、“检测”、“测量”等的讨论可以指代可以自动和/或自发地将被表示为在寄存器和/或累加器和/或存储器单元和/或存储单元内的物理(例如电子)量的数据操纵和/或变换成其它数据或可以执行其它适合的操作的处理器、计算机、计算平台、计算***或其它电子设备或计算设备的(多个)操作和/或(多个)过程。
如在本文使用的术语“多数”和“多个”包括例如“多个”或“两个或更多个”。例如，“多个物品”包括两个或更多个物品。
对“一个实施例”、“实施例”、“例证性实施例”、“各种实施例”、“一些实施例”和/或类似术语的引用可以指示这样描述的(多个)实施例可以可选地包括特定的特征、结构或特性，但不是每个实施例都必须包括特定的特征、结构或特性。此外，短语“在一个实施例中”的重复使用并不一定指代同一实施例，虽然它可以指代同一实施例。类似地，短语“在一些实施例中”的重复使用并不一定指代同一套或组的实施例，虽然它可以指代同一套或组的实施例。
如在本文使用的并且除非另有规定，描述项目或物体的顺序形容词(例如“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等)的利用仅仅指示这样的相似项目或物体的不同实例被引用；并且并不旨在暗示好像这样描述的项目或物体必须在时间上、在空间上、在等级上采用特定的给定顺序或采用任何其它排序方式。
一些实施例可以在各种设备和***或结合各种设备和***来使用，例如个人计算机(PC)、桌上型计算机、移动计算机、膝上型计算机、笔记本计算机、平板计算机、服务器计算机、手持计算机、手持设备、个人数字助理(PDA)设备、手持PDA设备、平板电脑、板载设备、板外设备、混合设备、车辆设备、非车辆设备、移动或便携式设备、消费者设备、非移动或非便携式设备、器具、无线通信站、无线通信设备、无线接入点(AP)、有线或无线路由器或网关或交换机或集线器、有线或无线调制解调器、视频设备、音频设备、音频-视频(A/V)设备、有线或无线网络、无线区域网、无线视频区域网(WVAN)、局域网(LAN)、无线LAN(WLAN)、个人区域网(PAN)、无线PAN(WPAN)等。
可以结合单向和/或双向无线电通信***、蜂窝无线电电话通信***、移动电话、蜂窝电话、无线电话、个人通信***(PCS)设备、并入无线通信能力的PDA或手持设备、移动或便携式全球定位***(GPS)设备、并入GPS接收器或收发器或芯片的设备、并入RFID元件或芯片的设备、多输入多输出(MIMO)收发器或设备、单输入多输出(SIMO)收发器或设备、多输入单输出(MISO)收发器或设备、具有一个或多个内部天线和/或外部天线的设备、数字视频广播(DVB)设备或***、多标准无线电设备或***、有线或无线手持设备(例如智能电话)、无线应用协议(WAP)设备等来使用一些实施例。
一些实施例可以包括“app”或“应用”或可以使用“app”或“应用”来实现，“app”或“应用”可从“app商店”或“应用商店”免费或付一定费用来下载或得到，或可以预先安装在计算设备或电子设备上，或可以用其它方式传送到和/或安装在这样的计算设备或电子设备上。
如在本文使用的术语“激光射线”可以是或可以包括“激光束”，并且这些术语可以互换地使用。如在本文使用的术语“激光束”可以是或可以包括“激光射线”，并且这些术语可互换地使用。
如在本文或上文使用的术语“脸”仅仅是非限制性示例；并且本发明可以利用指向其它身体部分或身体区(例如喉咙、颈部)和/或可以处理从这样的其它身体部分或身体区反射的光反馈的激光束。相应地，术语“脸”可以与这样的其它适合的身体部分或身体器官可互换地使用。
根据本发明，***可以包括激光麦克风，其包括：自混合干涉法单元，其(ⅰ)经由激光发射器朝着说话人发射至少一个外发激光束，以及(ⅱ)接收从说话人反射的光反馈信号，以及(ⅲ)通过至少一个外发激光束和所接收的光反馈信号的自混合干涉法来产生光自混合信号；其中所述至少一个外发激光束包括下列项之一：(Ⅰ)在时间上扫描说话人的脸的单个外发激光束；(Ⅱ)一组多个分立的外发激光束。
在一些实施例中，激光麦克风包括：多个激光发射器的阵列，其朝着说话人的脸同时发射多个激光束。
在一些实施例中，激光麦克风包括：多个激光发射器的阵列，其朝着说话人的脸同时发射多个激光束；其中自混合干涉法单元接收并处理来自说话人的所述脸的多个反射光反馈信号。
在一些实施例中，激光麦克风包括：多个激光发射器的阵列，其朝着说话人的脸同时发射多个激光束；其中自混合干涉法单元接收并处理对应于来自说话人的所述脸的多个反射光反馈信号的融合的组合反馈信号。
在一些实施例中，激光麦克风包括：多个激光发射器的阵列，其朝着说话人的脸同时发射多个激光束；其中自混合干涉法单元接收并选择性地处理从说话人的所述脸反射的多个光反馈信号中的单个特定的反射光反馈信号。
在一些实施例中，激光麦克风包括：多个激光发射器的阵列，其朝着说话人的脸同时发射多个激光束；其中自混合干涉法单元接收并选择性地处理从说话人的所述脸反射的多个光反馈信号中的单个特定的反射光反馈信号；其中自混合干涉法单元在从说话人的所述脸反射的多个光反馈信号中的所述特定的反射光反馈信号上自发地锁定。
在一些实施例中，激光麦克风包括：多个激光发射器的阵列，其朝着说话人的脸同时发射多个激光束；其中自混合干涉法单元接收并选择性地处理从说话人的所述脸反射的多个光反馈信号中的单个特定的反射光反馈信号，其中相对于从说话人的所述脸反射的其它一个或多个光反馈信号，所述特定的反射光反馈信号与光自混合信号的较大带宽相关联。
在一些实施例中，激光麦克风包括：多个激光发射器的阵列，其朝着说话人的脸同时发射多个激光束；光反馈选择器，其选择从说话人的所述脸反射的多个光反馈信号中的单个特定的反射光反馈信号；其中自混合干涉法单元在所述特定的反射光反馈信号上锁定并处理所述特定的反射光反馈信号。
在一些实施例中，激光麦克风包括：多个激光发射器的阵列，其朝着说话人的脸同时发射多个激光束；光反馈选择器，其通过在相应的自混合信号的带宽值之间进行比较来选择从说话人的所述脸反射的多个光反馈信号中的单个特定的反射光反馈信号；其中自混合干涉法单元在所述单个特定的反射光反馈信号上锁定并处理所述特定的反射光反馈信号。
在一些实施例中，激光麦克风包括：多个激光发射器的阵列，其朝着说话人的脸同时发射多个激光束；光反馈融合单元，其将从说话人的所述脸反射的多个光反馈信号一起融合成融合光反馈信号；其中自混合干涉法单元在所述融合光反馈信号上锁定并处理所述融合光反馈信号。
在一些实施例中，激光麦克风包括：激光发生器，其产生单个激光束；一个或多个激光分束器，其将所述单个激光束分成朝着说话人的所述脸同时向外发出的两个或更多个激光束。
在一些实施例中，激光麦克风包括：激光发生器，其产生单个激光束；一个或多个激光分束器，其将所述单个激光束分成朝着说话人的所述脸同时向外发出的两个或更多个激光束；其中自混合干涉法单元接收并处理来自说话人的所述脸的多个反射光反馈信号。
在一些实施例中，激光麦克风包括：激光发生器，其产生单个激光束；一个或多个激光分束器，其将所述单个激光束分成朝着说话人的所述脸同时向外发出的两个或更多个激光束；其中自混合干涉法单元接收并处理对应于来自说话人的所述脸的多个反射光反馈信号的融合的组合反馈信号。
在一些实施例中，激光麦克风包括：激光发生器，其产生单个激光束；一个或多个激光分束器，其将所述单个激光束分成朝着说话人的所述脸同时向外发出的两个或更多个激光束；其中自混合干涉法单元接收并选择性地处理从说话人的所述脸反射的多个光反馈信号中的单个特定的反射光反馈信号。
在一些实施例中，激光麦克风包括：激光发生器，其产生单个激光束；一个或多个激光分束器，其将所述单个激光束分成朝着说话人的所述脸同时向外发出的两个或更多个激光束；其中自混合干涉法单元接收并选择性地处理从说话人的所述脸反射的多个光反馈信号中的单个特定的反射光反馈信号；其中自混合干涉法单元在从说话人的所述脸反射的多个光反馈信号中的所述单个特定的反射光反馈信号上自发地锁定。
在一些实施例中，激光麦克风包括：激光发生器，其产生单个激光束；一个或多个激光分束器，其将所述单个激光束分成朝着说话人的所述脸同时向外发出的两个或更多个激光束；其中自混合干涉法单元接收并选择性地处理从说话人的所述脸反射的多个光反馈信号中的单个特定的反射光反馈信号，其中相对于从说话人的所述脸反射的其它一个或多个光反馈信号，所述特定的反射光反馈信号与光自混合信号的较大带宽相关联。
在一些实施例中，激光麦克风包括：激光发生器，其产生单个激光束；一个或多个激光分束器，其将所述单个激光束分成朝着说话人的所述脸同时向外发出的两个或更多个激光束；光反馈选择器，其选择从说话人的所述脸反射的多个光反馈信号中的单个特定的反射光反馈信号；其中自混合干涉法单元在所述特定的反射光反馈信号上锁定并处理所述特定的反射光反馈信号。
在一些实施例中，激光麦克风包括：激光发生器，其产生单个激光束；一个或多个激光分束器，其将所述单个激光束分成朝着说话人的所述脸同时向外发出的两个或更多个激光束；光反馈选择器，其通过在相应的自混合信号的带宽值之间进行比较来选择从说话人的所述脸反射的多个光反馈信号中的单个特定的反射光反馈信号；其中自混合干涉法单元在所述特定的反射光反馈信号上锁定并处理所述特定的反射光反馈信号。
在一些实施例中，激光麦克风包括：激光发生器，其产生单个激光束；一个或多个激光分束器，其将所述单个激光束分成朝着说话人的所述脸同时向外发出的两个或更多个激光束；光反馈融合单元，其将从说话人的所述脸反射的多个光反馈信号一起融合成融合光反馈信号；其中自混合干涉法单元在所述融合光反馈信号上锁定并处理所述融合光反馈信号。
在一些实施例中，激光麦克风包括：多个激光发射器的阵列，其朝着说话人的脸同时发射多个激光束；其中自混合干涉法单元接收并处理对应于来自说话人的所述脸的多个反射光反馈信号的融合的组合反馈信号；自混合信号质量估计器，其估计与特定外发激光束相关联的自混合信号的质量；激光选择性激活和去激活单元，其基于与特定外发激光束相关联的自混合信号的质量来选择性地激活或去激活来自多个激光发射器的阵列的特定激光发射器。
在一些实施例中，激光麦克风包括：激光发生器，其产生单个激光束；包括电动机的激光瞄准单元，其在时间上修改所述激光发射器的空间定向。
在一些实施例中，激光麦克风包括：激光发生器，其产生单个激光束；包括电动机的激光瞄准单元，其在时间上修改所述激光发射器的空间定向，而同时自混合干涉法单元执行自混合干涉法。
在一些实施例中，激光麦克风包括：激光发生器，其产生单个激光束；包括电动机的激光瞄准单元，其基于预定的定时方案来在时间上修改所述激光发射器的空间定向。
在一些实施例中，激光麦克风包括：激光发生器，其产生单个激光束；包括电动机的激光瞄准单元，其基于特定的定时方案来在时间上修改所述激光发射器的空间定向；校准器单元，其通过在由多个相应的定时方案得到的多个自混合信号的质量指示值之间进行比较来选择所述特定的定时方案。
在一些实施例中，激光麦克风包括：激光发生器，其产生单个激光束；包括电动机的激光瞄准单元，其基于伪随机修改方案来在时间上修改所述激光发射器的空间定向。
在一些实施例中，激光麦克风包括：激光发生器，其产生单个激光束；包括可移动光学元件的激光瞄准单元，其基于预定的定时方案来在时间上修改所述激光发射器的空间定向。
在一些实施例中，激光麦克风包括：激光发生器，其产生单个激光束；包括可移动光学元件的激光瞄准单元，其基于特定的定时方案来在时间上修改所述激光发射器的空间定向；校准器单元，其通过在由多个相应的定时方案得到的多个自混合信号的质量指示值之间进行比较来选择所述特定的定时方案。
在一些实施例中，激光麦克风包括：激光发生器，其产生单个激光束；包括可移动光学元件的激光瞄准单元，其基于伪随机修改方案来在时间上修改所述激光发射器的空间定向。
在一些实施例中，激光麦克风包括：激光发生器，其产生单个激光束；包括可移动光学元件的激光瞄准单元，其基于特定的定时方案来在时间上修改所述激光发射器的空间定向；校准器单元，其通过在由多个相应的定时方案得到的多个自混合信号的质量指示值之间进行比较来选择所述特定的定时方案。
在一些实施例中，激光麦克风包括：激光发生器，其产生单个激光束；包括可移动光学元件的激光瞄准单元，其基于伪随机修改方案来在时间上修改所述激光发射器的空间定向。
在一些实施例中，激光麦克风包括：激光发生器，其产生单个激光束；包括可移动微机电***(MEMS)光学元件的激光瞄准单元，其基于预定的定时方案来在时间上修改所述激光发射器的空间定向。
在一些实施例中，激光麦克风包括：激光发生器，其产生单个激光束；包括可移动微机电***(MEMS)光学元件的激光瞄准单元，其基于具有大于由所述用户发出的语音的频率的时间扫描频率的预定的定时方案来在时间上修改所述激光发射器的空间定向。
在一些实施例中，激光麦克风包括：激光发生器，其产生单个激光束；包括可移动微机电***(MEMS)光学元件的激光瞄准单元，其基于具有由所述用户发出的语音的频率的至少1.25倍的时间扫描频率的预定的定时方案来在时间上修改所述激光发射器的空间定向。
在一些实施例中，激光麦克风包括：激光发生器，其产生单个激光束；晶体，其将所述单个激光束分成朝着说话人的所述脸同时向外发出的两个或更多个激光束。
在一些实施例中，激光麦克风包括：激光发生器，其产生单个激光束；晶体，其将所述单个激光束分成朝着说话人的所述脸同时向外发出的两个或更多个激光束；其中自混合干涉法单元接收并处理来自说话人的所述脸的多个反射光反馈信号。
在一些实施例中，激光麦克风包括：激光发生器，其产生单个激光束；晶体，其将所述单个激光束分成朝着说话人的所述脸同时向外发出的两个或更多个激光束；其中自混合干涉法单元接收并处理对应于来自说话人的所述脸的多个反射光反馈信号的融合的组合反馈信号。
在一些实施例中，激光麦克风包括：激光发生器，其产生单个激光束；晶体，其将所述单个激光束分成朝着说话人的所述脸同时向外发出的两个或更多个激光束；其中自混合干涉法单元接收并选择性地处理从说话人的所述脸反射的多个光反馈信号中的单个特定的反射光反馈信号。
在一些实施例中，激光麦克风包括：激光发生器，其产生单个激光束；晶体，其将所述单个激光束分成朝着说话人的所述脸同时向外发出的两个或更多个激光束；其中自混合干涉法单元接收并选择性地处理从说话人的所述脸反射的多个光反馈信号中的单个特定的反射光反馈信号；其中自混合干涉法单元在从说话人的所述脸反射的多个光反馈信号中的所述特定的反射光反馈信号上自发地锁定。
在一些实施例中，激光麦克风包括：激光发生器，其产生单个激光束；晶体，其将所述单个激光束分成朝着说话人的所述脸同时向外发出的两个或更多个激光束；其中自混合干涉法单元接收并选择性地处理从说话人的所述脸反射的多个光反馈信号中的单个特定的反射光反馈信号；其中相对于从说话人的所述脸反射的其它一个或多个光反馈信号，所述特定的反射光反馈信号与光自混合信号的较大带宽相关联。
在一些实施例中，激光麦克风包括：激光发生器，其产生单个激光束；晶体，其将所述单个激光束分成朝着说话人的所述脸同时向外发出的两个或更多个激光束；光反馈选择器，其选择从说话人的所述脸反射的多个光反馈信号中的单个特定的反射光反馈信号；其中自混合干涉法单元在所述单个特定的反射光反馈信号上锁定并处理所述特定的反射光反馈信号。
在一些实施例中，激光麦克风包括：激光发生器，其产生单个激光束；晶体，其将所述单个激光束分成朝着说话人的所述脸同时向外发出的两个或更多个激光束；光反馈选择器，其通过在相应的自混合信号的带宽值之间进行比较来选择从说话人的所述脸反射的多个光反馈信号中的单个特定的反射光反馈信号；其中自混合干涉法单元在所述特定的反射光反馈信号上锁定并处理所述特定的反射光反馈信号。
在一些实施例中，激光麦克风包括：激光发生器，其产生单个激光束；晶体，其将所述单个激光束分成朝着说话人的所述脸同时向外发出的两个或更多个激光束；光反馈融合单元，其将从说话人的所述脸反射的多个光反馈信号一起融合成融合光反馈信号；其中自混合干涉法单元在所述融合光反馈信号上锁定并处理所述融合光反馈信号。
在一些实施例中，***还可以包括至少一个声学麦克风；其中***是混合声学和光学传感器。
在一些实施例中，***还可以包括至少一个声学麦克风；其中***是被包括从在由下列项组成的组中选择的设备中的混合声学和光学传感器：膝上型计算机、智能电话、平板电脑、便携式电子设备、车辆音频***。
根据本发明，例如***包括激光麦克风或基于激光的麦克风或光学麦克风。例如，激光麦克风包括激光发射器以朝着说话人发射外发激光束。激光发射器也充当接收从说话人反射的光反馈信号的自混合干涉法单元，并通过激光束和所接收的光反馈信号的自混合干涉法来产生光自混合信号。代替利用单个激光射线，可以通过操作激光发射器的阵列或通过利用激光分束器或晶体以分离激光射线或使激光束衍射或散射来使用多个激光射线或多个激光束。可选地，一个或多个激光束可以在时间上扫描目标区域。
本文中参考本发明的一个或多个实施例所述的功能、操作、部件和/或特征可以与本文中参考本发明的一个或多个其它实施例所述的功能、操作、部件和/或特征组合，或可以结合本文中参考本发明的一个或多个其它实施例所述的功能、操作、部件和/或特征来被利用。本发明因此可以包括本文所述的一些或所有模块或功能或部件的任何可能或适合的组合、重新布置、组装、重新组装或其它利用，即使它们在上述讨论的不同位置或不同章节中讨论或即使它们在不同的附图或多个附图中示出。
虽然在本文中示出并描述了本发明的一些例证性实施例的某些特征，但本领域中的技术人员可以想到各种修改、替换、改变和等效形式。相应地，权利要求旨在涵盖所有这样的修改、替换、改变和等效形式。
Claims (44)
1.一种***，包括：
激光麦克风，其包括：
自混合干涉法单元，其(ⅰ)经由激光发射器朝着说话人发射至少一个外发激光束，以及(ⅱ)接收从所述说话人反射的光反馈信号，以及(ⅲ)通过所述至少一个外发激光束和所接收的光反馈信号的自混合干涉法来产生光自混合信号；
其中，所述至少一个外发激光束包括下列项之一：(Ⅰ)在时间上扫描所述说话人的脸的单个外发激光束；(Ⅱ)一组多个分立的外发激光束。
2.根据权利要求1所述的***，其中，所述激光麦克风包括：
多个激光发射器的阵列，其朝着所述说话人的所述脸同时发射多个激光束。
3.根据权利要求1所述的***，其中，所述激光麦克风包括：
多个激光发射器的阵列，其朝着所述说话人的所述脸同时发射多个激光束；
其中，所述自混合干涉法单元接收并处理来自所述说话人的所述脸的多个反射光反馈信号。
4.根据权利要求1所述的***，其中，所述激光麦克风包括：
多个激光发射器的阵列，其朝着所述说话人的所述脸同时发射多个激光束；
其中，所述自混合干涉法单元接收并处理对应于来自所述说话人的所述脸的多个反射光反馈信号的融合的组合反馈信号。
5.根据权利要求1所述的***，其中，所述激光麦克风包括：
多个激光发射器的阵列，其朝着所述说话人的所述脸同时发射多个激光束；
其中，所述自混合干涉法单元接收并选择性地处理从所述说话人的所述脸反射的多个光反馈信号中的单个特定的反射光反馈信号。
6.根据权利要求1所述的***，其中，所述激光麦克风包括：
多个激光发射器的阵列，其朝着所述说话人的所述脸同时发射多个激光束；
其中，所述自混合干涉法单元接收并选择性地处理从所述说话人的所述脸反射的多个光反馈信号中的单个特定的反射光反馈信号；
其中，所述自混合干涉法单元在从所述说话人的所述脸反射的多个光反馈信号中的所述特定的反射光反馈信号上自发地锁定。
7.根据权利要求1所述的***，其中，所述激光麦克风包括：
多个激光发射器的阵列，其朝着所述说话人的所述脸同时发射多个激光束；
其中，所述自混合干涉法单元接收并选择性地处理从所述说话人的所述脸反射的多个光反馈信号中的单个特定的反射光反馈信号，
其中，相对于从所述说话人的所述脸反射的其它一个或多个光反馈信号，所述特定的反射光反馈信号与较大带宽的光自混合信号相关联。
8.根据权利要求1所述的***，其中，所述激光麦克风包括：
多个激光发射器的阵列，其朝着所述说话人的所述脸同时发射多个激光束；
光反馈选择器，其选择从所述说话人的所述脸反射的多个光反馈信号中的单个特定的反射光反馈信号；
其中，所述自混合干涉法单元在所述特定的反射光反馈信号上锁定并处理所述特定的反射光反馈信号。
9.根据权利要求1所述的***，其中，所述激光麦克风包括：
多个激光发射器的阵列，其朝着所述说话人的所述脸同时发射多个激光束；
光反馈选择器，其通过在相应的自混合信号的带宽值之间进行比较来选择从所述说话人的所述脸反射的多个光反馈信号中的单个特定的反射光反馈信号；
其中，所述自混合干涉法单元在所述特定的反射光反馈信号上锁定并处理所述特定的反射光反馈信号。
10.根据权利要求1所述的***，其中，所述激光麦克风包括：
多个激光发射器的阵列，其朝着所述说话人的所述脸同时发射多个激光束；
光反馈融合单元，其将从所述说话人的所述脸反射的多个光反馈信号一起融合成融合光反馈信号；
其中，所述自混合干涉法单元在所述融合光反馈信号上锁定并处理所述融合光反馈信号。
11.根据权利要求1所述的***，其中，所述激光麦克风包括：
激光发生器，其产生单个激光束；
一个或多个激光分束器，其将所述单个激光束分成朝着所述说话人的所述脸同时向外发出的两个或更多个激光束。
12.根据权利要求1所述的***，其中，所述激光麦克风包括：
激光发生器，其产生单个激光束；
一个或多个激光分束器，其将所述单个激光束分成朝着所述说话人的所述脸同时向外发出的两个或更多个激光束；
其中，所述自混合干涉法单元接收并处理来自所述说话人的所述脸的多个反射光反馈信号。
13.根据权利要求1所述的***，其中，所述激光麦克风包括：
激光发生器，其产生单个激光束；
一个或多个激光分束器，其将所述单个激光束分成朝着所述说话人的所述脸同时向外发出的两个或更多个激光束；
其中，所述自混合干涉法单元接收并处理对应于来自所述说话人的所述脸的多个反射光反馈信号的融合的组合反馈信号。
14.根据权利要求1所述的***，其中，所述激光麦克风包括：
激光发生器，其产生单个激光束；
一个或多个激光分束器，其将所述单个激光束分成朝着所述说话人的所述脸同时向外发出的两个或更多个激光束；
其中，所述自混合干涉法单元接收并选择性地处理从所述说话人的所述脸反射的多个光反馈信号中的单个特定的反射光反馈信号。
15.根据权利要求1所述的***，其中，所述激光麦克风包括：
激光发生器，其产生单个激光束；
一个或多个激光分束器，其将所述单个激光束分成朝着所述说话人的所述脸同时向外发出的两个或更多个激光束；
其中，所述自混合干涉法单元接收并选择性地处理从所述说话人的所述脸反射的多个光反馈信号中的单个特定的反射光反馈信号；
其中，所述自混合干涉法单元在从所述说话人的所述脸反射的多个光反馈信号中的所述特定的反射光反馈信号上自发地锁定。
16.根据权利要求1所述的***，其中，所述激光麦克风包括：
激光发生器，其产生单个激光束；
一个或多个激光分束器，其将所述单个激光束分成朝着所述说话人的所述脸同时向外发出的两个或更多个激光束；
其中，所述自混合干涉法单元接收并选择性地处理从所述说话人的所述脸反射的多个光反馈信号中的单个特定的反射光反馈信号，
其中，相对于从所述说话人的所述脸反射的其它一个或多个光反馈信号，所述特定的反射光反馈信号与较大带宽的光自混合信号相关联。
17.根据权利要求1所述的***，其中，所述激光麦克风包括：
激光发生器，其产生单个激光束；
一个或多个激光分束器，其将所述单个激光束分成朝着所述说话人的所述脸同时向外发出的两个或更多个激光束；
光反馈选择器，其选择从所述说话人的所述脸反射的多个光反馈信号中的单个特定的反射光反馈信号；
其中，所述自混合干涉法单元在所述特定的反射光反馈信号上锁定并处理所述特定的反射光反馈信号。
18.根据权利要求1所述的***，其中，所述激光麦克风包括：
激光发生器，其产生单个激光束；
一个或多个激光分束器，其将所述单个激光束分成朝着所述说话人的所述脸同时向外发出的两个或更多个激光束；
光反馈选择器，其通过在相应的自混合信号的带宽值之间进行比较来选择从所述说话人的所述脸反射的多个光反馈信号中的单个特定的反射光反馈信号；
其中，所述自混合干涉法单元在所述特定的反射光反馈信号上锁定并处理所述特定的反射光反馈信号。
19.根据权利要求1所述的***，其中，所述激光麦克风包括：
激光发生器，其产生单个激光束；
一个或多个激光分束器，其将所述单个激光束分成朝着所述说话人的所述脸同时向外发出的两个或更多个激光束；
光反馈融合单元，其将从所述说话人的所述脸反射的多个光反馈信号一起融合成融合光反馈信号；
其中，所述自混合干涉法单元在所述融合光反馈信号上锁定并处理所述融合光反馈信号。
20.根据权利要求1所述的***，其中，所述激光麦克风包括：
多个激光发射器的阵列，其朝着所述说话人的所述脸同时发射多个激光束；
其中，所述自混合干涉法单元接收并处理对应于来自所述说话人的所述脸的多个反射光反馈信号的融合的组合反馈信号；
自混合信号质量估计器，其估计与特定外发激光束相关联的自混合信号的质量；
激光选择性激活和去激活单元，其基于与特定外发激光束相关联的自混合信号的质量来选择性地对多个激光发射器的所述阵列中的特定激光发射器进行激活或去激活。
21.根据权利要求1所述的***，其中，所述激光麦克风包括：
激光发生器，其产生单个激光束；
包括电动机的激光瞄准单元，其在时间上修改所述激光发射器的空间定向。
22.根据权利要求1所述的***，其中，所述激光麦克风包括：
激光发生器，其产生单个激光束；
包括电动机的激光瞄准单元，其在时间上修改所述激光发射器的空间定向，而同时所述自混合干涉法单元执行自混合干涉法。
23.根据权利要求1所述的***，其中，所述激光麦克风包括：
激光发生器，其产生单个激光束；
包括电动机的激光瞄准单元，其基于预定的定时方案来在时间上修改所述激光发射器的空间定向。
24.根据权利要求1所述的***，其中，所述激光麦克风包括：
激光发生器，其产生单个激光束；
包括电动机的激光瞄准单元，其基于特定的定时方案来在时间上修改所述激光发射器的空间定向；
校准器单元，其通过在由多个相应的定时方案得到的多个自混合信号的质量指示值之间进行比较来选择所述特定的定时方案。
25.根据权利要求1所述的***，其中，所述激光麦克风包括：
激光发生器，其产生单个激光束；
包括电动机的激光瞄准单元，其基于伪随机修改方案来在时间上修改所述激光发射器的空间定向。
26.根据权利要求1所述的***，其中，所述激光麦克风包括：
激光发生器，其产生单个激光束；
包括可移动光学元件的激光瞄准单元，其基于预定的定时方案来在时间上修改所述激光发射器的空间定向。
27.根据权利要求1所述的***，其中，所述激光麦克风包括：
激光发生器，其产生单个激光束；
包括可移动光学元件的激光瞄准单元，其基于特定的定时方案来在时间上修改所述激光发射器的空间定向；
校准器单元，其通过在由多个相应的定时方案得到的多个自混合信号的质量指示值之间进行比较来选择所述特定的定时方案。
28.根据权利要求1所述的***，其中，所述激光麦克风包括：
激光发生器，其产生单个激光束；
包括可移动光学元件的激光瞄准单元，其基于伪随机修改方案来在时间上修改所述激光发射器的空间定向。
29.根据权利要求1所述的***，其中，所述激光麦克风包括：
激光发生器，其产生单个激光束；
包括可移动光学元件的激光瞄准单元，其基于特定的定时方案来在时间上修改所述激光发射器的空间定向；
校准器单元，其通过在由多个相应的定时方案得到的多个自混合信号的质量指示值之间进行比较来选择所述特定的定时方案。
30.根据权利要求1所述的***，其中，所述激光麦克风包括：
激光发生器，其产生单个激光束；
包括可移动光学元件的激光瞄准单元，其基于伪随机修改方案来在时间上修改所述激光发射器的空间定向。
31.根据权利要求1所述的***，其中，所述激光麦克风包括：
激光发生器，其产生单个激光束；
包括可移动微机电***(MEMS)光学元件的激光瞄准单元，其基于预定的定时方案来在时间上修改所述激光发射器的空间定向。
32.根据权利要求1所述的***，其中，所述激光麦克风包括：
激光发生器，其产生单个激光束；
包括可移动微机电***(MEMS)光学元件的激光瞄准单元，其基于具有大于由所述人用户发出的语音的频率的时间扫描频率的预定的定时方案来在时间上修改所述激光发射器的空间定向。
33.根据权利要求1所述的***，其中，所述激光麦克风包括：
激光发生器，其产生单个激光束；
包括可移动微机电***(MEMS)光学元件的激光瞄准单元，其基于具有的时间扫描频率为由所述人用户发出的语音的频率的至少1.25倍的预定的定时方案来在时间上修改所述激光发射器的空间定向。
34.根据权利要求1所述的***，其中，所述激光麦克风包括：
激光发生器，其产生单个激光束；
晶体，其将所述单个激光束分成朝着所述说话人的所述脸同时向外发出的两个或更多个激光束。
35.根据权利要求1所述的***，其中，所述激光麦克风包括：
激光发生器，其产生单个激光束；
晶体，其将所述单个激光束分成朝着所述说话人的所述脸同时向外发出的两个或更多个激光束；
其中，所述自混合干涉法单元接收并处理来自所述说话人的所述脸的多个反射光反馈信号。
36.根据权利要求1所述的***，其中，所述激光麦克风包括：
激光发生器，其产生单个激光束；
晶体，其将所述单个激光束分成朝着所述说话人的所述脸同时向外发出的两个或更多个激光束；
其中，所述自混合干涉法单元接收并处理对应于来自所述说话人的所述脸的多个反射光反馈信号的融合的组合反馈信号。
37.根据权利要求1所述的***，其中，所述激光麦克风包括：
激光发生器，其产生单个激光束；
晶体，其将所述单个激光束分成朝着所述说话人的所述脸同时向外发出的两个或更多个激光束；
其中，所述自混合干涉法单元接收并选择性地处理从所述说话人的所述脸反射的多个光反馈信号中的单个特定的反射光反馈信号。
38.根据权利要求1所述的***，其中，所述激光麦克风包括：
激光发生器，其产生单个激光束；
晶体，其将所述单个激光束分成朝着所述说话人的所述脸同时向外发出的两个或更多个激光束；
其中，所述自混合干涉法单元接收并选择性地处理从所述说话人的所述脸反射的多个光反馈信号中的单个特定的反射光反馈信号；
其中，所述自混合干涉法单元在从所述说话人的所述脸反射的多个光反馈信号中的所述特定的反射光反馈信号上自发地锁定。
39.根据权利要求1所述的***，其中，所述激光麦克风包括：
激光发生器，其产生单个激光束；
晶体，其将所述单个激光束分成朝着所述说话人的所述脸同时向外发出的两个或更多个激光束；
其中，所述自混合干涉法单元接收并选择性地处理从所述说话人的所述脸反射的多个光反馈信号中的单个特定的反射光反馈信号，
其中，相对于从所述说话人的所述脸反射的其它一个或多个光反馈信号，所述特定的反射光反馈信号与较大带宽的光自混合信号相关联。
40.根据权利要求1所述的***，其中，所述激光麦克风包括：
激光发生器，其产生单个激光束；
晶体，其将所述单个激光束分成朝着所述说话人的所述脸同时向外发出的两个或更多个激光束；
光反馈选择器，其选择从所述说话人的所述脸反射的多个光反馈信号中的单个特定的反射光反馈信号；
其中，所述自混合干涉法单元在所述特定的反射光反馈信号上锁定并处理所述特定的反射光反馈信号。
41.根据权利要求1所述的***，其中，所述激光麦克风包括：
激光发生器，其产生单个激光束；
晶体，其将所述单个激光束分成朝着所述说话人的所述脸同时向外发出的两个或更多个激光束；
光反馈选择器，其通过在相应的自混合信号的带宽值之间进行比较来选择从所述说话人的所述脸反射的多个光反馈信号中的单个特定的反射光反馈信号；
其中，所述自混合干涉法单元在所述特定的反射光反馈信号上锁定并处理所述特定的反射光反馈信号。
42.根据权利要求1所述的***，其中，所述激光麦克风包括：
激光发生器，其产生单个激光束；
晶体，其将所述单个激光束分成朝着所述说话人的所述脸同时向外发出的两个或更多个激光束；
光反馈融合单元，其将从所述说话人的所述脸反射的多个光反馈信号一起融合成融合光反馈信号；
其中，所述自混合干涉法单元在所述融合光反馈信号上锁定并处理所述融合光反馈信号。
43.根据权利要求1-42中的任一项所述的***，进一步包括至少一个声学麦克风；其中，所述***是混合声光传感器。
44.根据权利要求1-42中的任一项所述的***，进一步包括至少一个声学麦克风；其中，所述***是从由下列项组成的组中选择的设备中包括的混合声光传感器：膝上型计算机、智能电话、平板电脑、便携式电子设备、车辆音频***。
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