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ES2295313T3

Voice detection and discrimination apparatus and method

Abstract

Voice detection and discrimination apparatus for controlling a voice-operated system, comprising a terminal element (1, 2) for hearing protection in order to protect the ear by providing acoustic attenuation, an internal electroacoustic transducer element (M2) in an inner side of the terminal element (1, 2) for the ears for the purpose of detecting a first acoustic field and providing a first electronic signal representing said first acoustic field, an outer electroacoustic transducer element (M1) on an outer side of the terminal element (1, 2) for the ears in order to detect a second acoustic field and provide a second electronic signal representing said second acoustic field, an electronic unit (11, E3) connected to said electroacoustic transducer elements (M1, M2) and comprising first means of comparison (27) to compare said first and second electronic signals in order to obtain the difference between said two electronic signals, and second means of comparison (28) to compare said difference with given criteria, and output means (13, E12) connected to said electronic unit to provide an output signal depending on said second comparison, said output signal being an input signal to the system (29) activated by voice.

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29 claims: 2 independent, 27 dependent

  1. 1
    ES 2 295 313 T3 REIVINDICACIONES 1. Aparato para detección y discriminación de voz para controlar un sistema accionado por voz, que comprende un elemento terminal (1, 2) de protección para los oídos a efectos de proteger el oído al proporcionar atenuación acústica, un elemento transductor electroacústico interior (M2) en un lado interior del elemento terminal (1, 2) para los oídos a efectos de detectar un primer campo acústico y proporcionar una primera señal electrónica que representa dicho primer campo acústico, un elemento transductor electroacústico exterior (M1) en un lado exterior del elemento terminal (1, 2) para los oídos a efectos de detectar un segundo campo acústico y proporcionar una segunda señal electrónica que representa dicho segundo campo acústico, una unidad electrónica (11, E3) conectada con dichos elementos transductores electroacústicos (M1, M2) y que comprende primeros medios de comparación (27) para comparar dichas primera y segunda señales electrónicas a efectos de obtener la diferencia entre dichas dos señales electrónicas, y segundos medios de comparación (28) para comparar dicha diferencia con unos criterios dados, y medios de salida (13, E12) conectados a dicha unidad electrónica para proporcionar una señal de salida dependiendo de dicha segunda comparación, siendo dicha señal de salida una señal de entrada al sistema (29) accionado por voz.
  2. 2
    Aparato, según la reivindicación 1, en el que la señal de salida comprende instrucciones, órdenes, código o similares para dicho sistema accionado por voz, tal como un sistema de comunicación.
  3. 3
    Aparato, según la reivindicación 1, en el que los criterios se predeterminan y se almacenan en medios de almacenamiento (E8, E9, E10) del aparato.
  4. 4
    Aparato, según la reivindicación 1, que comprende medios de procesamiento (E3) para adaptar los criterios durante el uso del aparato.
  5. 5
    Aparato, según la reivindicación 1, en el que los criterios comprenden una diferencia predeterminada en la intensidad de la señal acústica tal como es detectada por los dos elementos transductores electroacústicos (M1, M2) en un entorno ruidoso, típicamente en el intervalo de -20 a -40 dB, y una disminución permisible predeterminada de dicha diferencia en la intensidad de la señal acústica, típicamente en el intervalo de 2 a 10 dB.
  6. 6
    Aparato, según la reivindicación 1, que comprende un primer filtro electrónico (22) para filtrar la señal electrónica desde el elemento transductor electroacústico interior (M2).
  7. 7
    Aparato, según la reivindicación 1, que comprende un segundo filtro electrónico (25) para filtrar la señal electrónica desde el elemento transductor electroacústico exterior (M1).
  8. 8
    Aparato, según la reivindicación 6 ó 7, que comprende filtros de paso de banda electrónicos (22, 25), típicamente con una banda de paso en el intervalo de 150 a 700 Hz.
  9. 9
    Aparato, según la reivindicación 8, que comprende un detector (23, 26) de la intensidad de la señal conectado con dichos filtros de paso de banda (22, 25) a efectos de proporcionar entradas para un bloque de comparación (27) de la intensidad de la señal.
  10. 10
    Aparato, según la reivindicación 9, que comprende un bloque de decisión (28) conectado con dicho bloque de comparación (27) de la intensidad de la señal para proporcionar dicha señal de salida a dicho sistema (29) accionado por voz.
  11. 11
    Aparato, según la reivindicación 1, en el que al menos una parte de la unidad electrónica (11, E3) y de los medios de salida (13) está contenida en una unidad que está separada de dicho terminal (1,2) para los oídos, pero conectada al mismo.
  12. 12
    Aparato, según la reivindicación 1, en el que dicho elemento terminal (1,2) para los oídos comprende una sección de tapón (1) para los oídos y una sección de cierre (2) que forman un protector auditivo (1,2) para colocación en un oído y para protección de la función auditiva.
  13. 13
    Aparato, según la reivindicación 1, en el que los medios de comparación (27) de la intensidad de la señal comprenden medios para estimar la atenuación acústica del elemento terminal (1, 2) para los oídos a efectos de establecer dicha diferencia predeterminada. ES 2 295 313 T3
  14. 14
    Aparato, según la reivindicación 13, que comprende un seguidor de mínimos (60) conectado con los detectores (23, 26) para obtener estimaciones temporales exponenciales de dicha atenuación acústica.
  15. 15
    Aparato, según la reivindicación 1, en el que la unidad electrónica (11, E3) comprende medios (E3) de análisis de señales para extraer una señal de voz del elemento transductor electroacústico interior (M2), para transmisión al sistema accionado por voz.
  16. 16
    Aparato, según la reivindicación 15, que comprende medios (E3) de análisis de señales para detectar la presencia de componentes específicos del habla, tales como palabras, en la señal desde el elemento transductor electroacústico interior (M2), a efectos de formar órdenes, instrucciones o código para el sistema (29) accionado por voz.
  17. 17
    Aparato, según la reivindicación 1, en el que el elemento o elementos transductores electroacústicos (M1, M2) es o son micrófonos.
  18. 18
    Método para detectar una voz y para controlar un sistema accionado por voz, que utiliza un elemento terminal (1, 2) para los oídos a efectos de proteger el oído al proporcionar atenuación acústica y que comprende las siguientes etapas;detectar (M2) la intensidad de la señal acústica en el lado interior de dicho elemento terminal para los oídos, detectar (M1) la intensidad de la señal acústica en el lado exterior de dicho elemento terminal para los oídos, obtener (23, 26, 27) un valor de diferencias que representa la diferencia en la intensidad de la señal acústica entre el lado interior y exterior de dicho elemento terminal para los oídos, decidir (28) si está presente una voz usando dicho valor que representa dicha diferencia y dichos criterios dados (28), proporcionar una señal de salida, dependiendo de dicha decisión, usando medios de salida (13, E12), siendo la señal de salida una entrada al sistema (29) accionado por voz.
  19. 19
    Método, según la reivindicación 18, que comprende proporcionar una señal de salida (13) en forma de una señal de control, órdenes, instrucciones, código o similares para dicho sistema (29) accionado por voz, tal como un sistema de comunicación.
  20. 20
    Método, según la reivindicación 18, que comprende escribir y leer criterios predeterminados hasta medios de almacenamiento (E8, E9, E10) y desde los mismos en el elemento terminal (1, 2) para los oídos.
  21. 21
    Método, según la reivindicación 18, que comprende determinar si dicha diferencia en la intensidad (27) de la señal acústica entre el lado interior y exterior de dicho elemento terminal (1, 2) para los oídos ha disminuido más de una cantidad dada, típicamente de 2 a 10 dB, desde una cantidad predeterminada, típicamente de -20 a -40 dB.
  22. 22
    Método, según la reivindicación 18, que comprende filtrar (22, 25) las señales desde los dos elementos transductores electroacústicos (M2, M1) usando filtros de paso de banda (22, 25).
  23. 23
    Método, según la reivindicación 18, que comprende;analizar (E3) la señal de voz para determinar sus características, tales como duración, frecuencia y amplitud, proporcionar dicha señal de salida (13) dependiendo de dichas características de voz determinadas.
  24. 24
    Método, según la reivindicación 23, que comprende;obtener un valor que representa el promedio temporal exponencial de la diferencia en el nivel de la señal acústica entre el lado interior y exterior del elemento terminal (1, 2) para los oídos.
  25. 25
    Método, según la reivindicación 18, que comprende ajustar dichos criterios según el promedio temporal exponencial de dicha diferencia. ES 2 295 313 T3
  26. 26
    Método, según la reivindicación 18, que comprende extraer información de las señales acústicas que son detectadas por los elementos transductores electroacústicos (M1, M2).
  27. 27
    Método, según la reivindicación 26, que comprende analizar la señal desde los elementos transductores electroacústicos (M1, M2) para la presencia de componentes del habla particulares, tales como palabras.
  28. 28
    Método, según la reivindicación 18, que comprende antes del uso normal, realizar una operación de calibración en la que se obtenga una estimación de la atenuación del protector auditivo al determinar la diferencia en los niveles sonoros, tal como es detectada por los dos elementos transductores electroacústicos en un período en el que no está presente voz, sino sólo ruido.
  29. 29
    Método, según la reivindicación 18, que comprende durante el funcionamiento normal, realizar una operación de verificación en la que se obtenga una estimación de la atenuación del protector auditivo al determinar la diferencia en los niveles sonoros tal como es detectada por los dos elementos transductores electroacústicos en un período en el que no está presente voz, sino sólo ruido, y en el que la atenuación obtenida se compare con un valor de atenuación almacenado predeterminado.
Independent claims29