执行噪声消除的电子设备和用于该装置的语音输入方法

1.一种电子设备，其特征在于包括：
具有前表面的显示单元；
显示屏，包含在显示单元中并且从前表面暴露；
第一麦克风和第二麦克风，被布置在前表面上显示屏的一侧，使 得彼此间隔开；
第三麦克风，被布置在前表面上不同于显示屏所述一侧的另一 侧，以使其与第一麦克风和第二麦克风中任一个间隔开；和
语音输入单元，被构造成用于通过作为第一麦克风与第二麦克风 的组合以及第一麦克风与第三麦克风的组合中的一种组合来使用两个 麦克风，执行包括噪声消除的语音输入处理。
2.根据权利要求1的电子设备，其特征在于还包括：
与显示单元相连的主体；并且
其中，显示单元可在显示屏面对主体并盖住主体的第一状态下使 用，并且可在显示屏向外暴露并且覆盖主体的第二状态下使用。
3.根据权利要求2的电子设备，其特征在于还包括将显示器连 接至主体的铰链机构；
该铰链机构包括：
枢轴，能够使显示单元相对主体进行转动；以及
转轴，能够在显示器相对主体保持站立的状态下转动显示单元。
4.根据权利要求1的电子设备，其特征在于还包括：
检测单元，被构造成用于检测第三状态和第四状态中的任一种状 态，其中，在第三状态下是显示屏的所述一侧作为底部，而在第四状 态下显示屏的所述另一侧作为底部；和
选择单元，被构造成用于针对第三状态选择第一麦克风和第二麦 克风，并且针对第四状态选择第一麦克风和第三麦克风；并且其中语 音输入单元使用由选择单元所选出的两个麦克风。
5.根据权利要求4的电子设备，其特征在于，检测单元包括检 测重力方向的重力传感器。
6.根据权利要求4的电子设备，其特征在于还包括开关；并且
其中，检测单元通过监视开关的操作来检测第三状态和第四状态 之中任一种状态。
7.根据权利要求1的电子设备，其特征在于还包括：
选择单元，被构造成用于，当显示屏沿其中图像的底部位于显示 屏的所述一侧的第一取向显示该图像时，选择第一麦克风和第二麦克 风，以及当显示屏沿其中图像的底部位于显示屏的所述另一侧的第二 取向显示该图像时，选择第一麦克风和第三麦克风；并且
其中，语音输入单元使用由选择单元所选出的两个麦克风。
8.根据权利要求7的电子设备，其特征在于还包括：
检测单元，被构造成用于检测其中显示屏的所述一侧作为底部的 第三状态，和其中显示屏的所述另一侧作为底部的第四状态中的任一 状态；和
开关，用于在第一取向和第二取向之间切换显示屏上图像的取 向；并且
其中，当基于检测单元的检测结果识别出在第三状态与第四状态 之间的切换时，以及识别出从开关输入用于沿与所识别出的方向一致 的方向在第一取向和第二取向之间切换图像取向的指令时，选择单元 切换到所选择的麦克风。
9.根据权利要求8的电子设备，其特征在于，检测单元包括检 测重力方向的重力传感器。
10.一种用于电子设备的语音输入方法，所述电子设备具有显示 屏，被布置在显示屏的一侧以便彼此间隔开的第一麦克风和第二麦克 风，以及被布置在不同于显示屏的所述一侧的另一侧以便与第一麦克 风和第二麦克风中的任何一个间隔开的第三麦克风，该方法的特征在 于包括：
检测其中显示屏的所述一侧作为底部的第一状态和其中显示屏 的所述另一侧作为底部的第二状态中的任一种状态；
针对第一状态选择第一麦克风和第二麦克风，以及针对第二状态 选择第一麦克风和第三麦克风；和
使用所选的两个麦克风在消除噪声的同时输入语音。
11.一种用于电子设备的语音输入方法，所述电子设备具有显示 屏，被布置在显示屏的一侧使得彼此间隔开的第一麦克风和第二麦克 风，以及被布置在不同于显示屏的所述一侧的另一侧使得与第一麦克 风和第二麦克风中的任何一个间隔开的第三麦克风，其中，显示屏按 其中图像的底部位于显示屏的一侧的第一取向，和其中图像的底部位 于显示屏的另一侧的第二取向显示图像，所述方法的特征在于包括：
当显示屏按第一取向显示图像时，选择第一麦克风和第二麦克 风，以及当显示屏按第二取向显示图像时，选择第一麦克风和第三麦 克风；和
使用所选的两个麦克风在消除噪声的同时输入语音。

技术领域\n本发明涉及在对电子设备(如个人计算机)的语音输入中的噪声 消除技术。\n背景技术\n近年来，便携式电子设备如笔记本个人电脑和个人数字助理 (PDA)已广为流行。在此类型的某些电子设备中，暴露于显示器前 表面的显示屏可按纵向以及横向使用。\n此类型的大多数设备具有声音功能，如通过麦克风的语音输入功 能，或通过扬声器的语音输出功能。最近，开始出现具有通过使用两 个麦克风来消除噪声的高级语音输入功能的电子设备。通过使用两个 麦克风消除噪声的方法称为麦克风阵列系统。设置两个麦克风，使得 它们处在通过将声源作为上顶点而虚拟画出的等腰三角形的两个基顶 点处。在自两个麦克风输入的声音中，将声音之间具有较大音量水平 差的声音作为噪声消除。通过使用麦克风阵列系统，即使将该电子设 备用于有轻微噪声的环境中，也能够非常清晰地仅拾取用户声音。\n作为获取期望声音、不同于用于消除噪声的麦克风阵列系统的方 法，已提出了二维布置多个麦克风，并从这些麦克风中适当选择声音 信号输出的方法(如参见日本专利申请KOKAI公开2002-165292)。\n如上所述，当将麦克风阵列系统的噪声消除应用于电子设备时， 必须考虑两个麦克风在外壳上的安装位置，使得两个麦克风处在将用 户嘴部作为上顶点的等腰三角形的两个基顶点处。在显示屏暴露于显 示器前表面的电子设备中，最好将两个麦克风设置成接近例如显示屏 幕的底部，以便它们在彼此隔开并且与显示屏垂直中心线相距相同的 距离。\n然而，在其矩形显示屏可按纵向以及横向使用的电子设备中，两 个麦克风依据显示屏的取向被垂直地、一个在另一个上方地安排在显 示屏的左或右侧附近。没有形成以用户嘴部为上顶点的等腰三角形， 从而不能实现消除噪声。\n根据日本专利申请KOKAI公开2002-165292所披露的方法，用 户只是从散布的麦克风中适当选择其中之一。该方法不能解决上述问 题。\n发明内容\n考虑以上情形提出了本发明，其目的在于提供一种能够始终执行 适当噪声消除而与显示屏状态无关的电子设备，以及一种用于该设备 的语音输入方法。\n为实现上述目的，根据本发明，提供了一种电子设备，其特征在 于包括：具有前表面的显示单元；显示屏，包含在显示单元中并且从 前表面暴露；第一麦克风和第二麦克风，被布置在前表面上显示屏的 一侧，使得彼此间隔开；第三麦克风，被布置在前表面上不同于显示 屏所述一侧的另一侧，以使其与第一麦克风和第二麦克风中任一个间 隔开；和语音输入单元，被构造成用于通过作为第一麦克风与第二麦 克风的组合以及第一麦克风与第三麦克风的组合中的一种组合来使用 两个麦克风，执行包括噪声消除的语音输入处理。\n本发明还提供一种用于电子设备的语音输入方法，所述电子设备 具有显示屏，被布置在显示屏的一侧以便彼此间隔开的第一麦克风和 第二麦克风，以及被布置在不同于显示屏的所述一侧的另一侧以便与 第一麦克风和第二麦克风中的任何一个间隔开的第三麦克风，该方法 的特征在于包括：检测其中显示屏的所述一侧作为底部的第一状态和 其中显示屏的所述另一侧作为底部的第二状态中的任一种状态；针对 第一状态选择第一麦克风和第二麦克风，以及针对第二状态选择第一 麦克风和第三麦克风；和使用所选的两个麦克风在消除噪声的同时输 入语音。\n本发明还提供一种用于电子设备的语音输入方法，所述电子设备 具有显示屏，被布置在显示屏的一侧使得彼此间隔开的第一麦克风和 第二麦克风，以及被布置在不同于显示屏的所述一侧的另一侧使得与 第一麦克风和第二麦克风中的任何一个间隔开的第三麦克风，其中， 显示屏按其中图像的底部位于显示屏的一侧的第一取向，和其中图像 的底部位于显示屏的另一侧的第二取向显示图像，所述方法的特征在 于包括：当显示屏按第一取向显示图像时，选择第一麦克风和第二麦 克风，以及当显示屏按第二取向显示图像时，选择第一麦克风和第三 麦克风；和使用所选的两个麦克风在消除噪声的同时输入语音。\n在本发明的电子设备中，当显示屏一侧作为底部时，从设置在显 示器前表面(暴露出用户实际观看的显示屏)的第一至第三麦克风中， 选择第一和第二麦克风。当显示屏另一侧作为底部时，选择第一和第 三麦克风。然后执行语音输入处理。\n也就是，从第一至第三麦克风中选出两个麦克风，使得在显示器 的一侧作为底部以及显示器的另一侧作为底部的状态下，使这两个麦 克风处在以用户嘴部为上顶点的等腰三角形的两个基顶点处。因此， 始终执行适当的语音输入处理。\n以此方式，本发明可提供能够始终执行适当语音输入处理而与显 示屏状态无关的电子设备，以及一种用于该设备的语音输入方法。\n在以后的描述中，还将给出本发明的其他优点，部分优点将从这 些描述显然看出，或通过本发明的实施方式得以领会。通过后面具体 指出的手段以及组合可实现和获得本发明的优点。\n附图说明\n包含在说明书中并构成说明书一部分的附图，与以上给出的概括 性描述以及后面给出的优选实施例的详细描述描述一起，用于说明本 发明的目前优选实施例，解释本发明的原理。\n图1的平面图显示根据本发明实施例的PC方式电子设备的外 观；\n图2的平面图显示根据实施例的PDA方式(第一取向)电子设 备的外观；\n图3的平面图显示根据实施例的PDA方式(第二取向)电子设 备的外观；\n图4的框图显示根据实施例的电子设备的系统结构；\n图5的概念视图用于说明在根据实施例的电子设备中执行的噪声 消除机制；\n图6的概念视图用于说明在根据实施例的电子设备中麦克风阵列 系统的操作原理；以及\n图7的流程图显示将根据实施例的电子设备按PDA方式使用时 麦克风阵列系统的操作程序。\n具体实施方式\n以下将参照数个附图描述本发明的实施例。\n图1显示出根据本发明实施例的电子设备的外观。电子设备10 被实现为尺寸比笔记本个人电脑更小的手持式个人计算机。\n如图1所示，电子设备10的外壳大致包括两个部分：主体11和 显示单元12。\n主体11为低轮廓(low-profile)的长方盒形外壳，且装配有构成 便携式个人计算机的各种电子部件，如CPU，内存，芯片组和硬盘驱 动器。键盘布置区设置在主体11的上表面，键盘布置在键盘布置区中。 在主体11的后端附有一对铰链13。该对铰链13作为部件连接部分， 用于支撑显示单元12。\n显示单元(显示器)12也为低轮廓长方盒形外壳，装配有显示单 元主体。在显示单元主体的前表面装配有液晶显示器(LCD)14，以 暴露显示屏。LCD 14的显示屏基本设置在显示单元12的中心。LCD 14被实现为能够识别指示笔或手指所指位置的触摸屏设备。\n连接于显示单元12底部中心的支撑物15由铰链对13支撑，使 得显示单元12关于与主体11外表面平行地延伸的第一中心轴A进行 枢轴转动。显示单元12以可枢轴转动的方式支撑在打开位置(第一打 开位置：如图1所示)与关闭位置(第一状态)之间，在打开位置， 暴露出主体11的整个上表面以及在显示单元主体前表面上LCD 14的 显示屏，在关闭位置，显示单元主体的前表面覆盖主体11的上表面。\n而且，显示单元12由支撑物15支撑，使得显示单元12垂直于 第一中心轴A地绕着从支撑物15延伸至显示单元12的第二中心轴B (转轴)旋转。显示单元12可绕第二中心轴B相对主体11的外表面 水平旋转360°。当将显示单元12绕第二中心轴B水平旋转180°(显 示单元主体的后表面朝向前侧)时，以第一中心轴A为中心地将显示 单元12设置到关闭位置(第二状态)，在此位置，显示单元12覆盖 主体11的整个上表面。在此情形下，如图2和3所示，将显示单元 12设置在第二打开位置。在第二打开位置，暴露出在显示单元12前 表面上LCD 14的显示屏，并且显示单元主体的后表面覆盖主体11的 整个上表面。\n也就是，当将显示单元12设置在第一打开位置(图1)时，用户 能够按照与普通笔记本类型个人计算机相同的方式(以后也将其称为 PC方式)使用电子设备10。当将显示单元12设置在第二打开位置(图 2和3)时，用户能够按照与普通个人数字助理(PDA)相同的方式(以 后也将其称为PDA方式)使用电子设备10。\n当电子设备10设置在PDA方式时，可按纵向(第三状态)使用 LCD 14的显示屏，如图2所示，或可按横向(第四状态)使用，如 图3所示。为此，显示单元12装配有开关16，用于由用户任意切换 LCD 14的显示屏的取向。\n电子设备10包括输入经消除噪声后的用户语音的高级语音输入 功能。三个麦克风17a至17c附连于显示单元12。在显示单元12上 这三个麦克风17a至17c的布置是电子设备10的特征，对此将进行详 细讨论。\n下面将参照图4描述电子设备10的系统结构。\n如图4所示，主体11包括有CPU 101，系统控制器102，主存 储器103，I/O控制器104，硬盘驱动器(HDD)105，音频控制器106， BIOS-ROM 107，键盘控制器(KBC)108，卡控制器109等。\nCPU 101是控制电子设备10的操作的处理器。CPU 101执行操 作系统及各种应用程序，包括从HDD 105加载到主存储器103的实用 程序。其中一种应用程序是麦克风阵列系统200(将在以后描述)。 CPU 101还执行存储在BIOS-ROM 107中的基本输入输出系统 (BIOS)。BIOS是用于控制构成电子设备10的各种硬件单元的程序。\n系统控制器102是连接CPU 101和I/O控制器104的桥设备。系 统控制器102包括控制主存储器103的存储器控制器，和控制LCD 14 的显示器控制器。在CPU 101的控制下，I/O控制器104和与之相连 的每个设备相通信。I/O控制器104包括通用串行总线(USB)主控 制器，并控制通过附连于主体11的USB连接器110连接的各种USB 设备。\n在CPU 101的控制下，音频控制器106执行从麦克风17a至17c 输入语音信号的语音输入处理，以及从扬声器111输出音频信号的音 频重放处理。适当执行语音输入处理的控制由麦克风阵列系统200来 实现。\nKBC 108由单片微计算机构成，并与键盘(KB)112，触摸板 113和按钮114相连，以检测其操作。开关16为其中一个按钮114。 KBC 108还与PDA方式检测开关115以及重力传感器116电连接。 PDA方式检测开关115用于确定显示单元12是设置在第一打开位置 还是第二打开位置，即电子设备10是按PC方式还是PDA方式使用。 重力传感器116用于确定当确定电子设备10按PDA方式使用时LCD 14的显示屏是按纵向还是横向取向使用。\n在CPU 101的控制下，卡控制器109对插入到主体11的卡槽117 中的各种卡(诸如存储器卡和通信卡)进行控制。\n下面将参照图5和6说明在具有上述系统结构的电子设备10中 的麦克风阵列系统200的工作原理。\n麦克风阵列系统200是用于提供高级语音输入功能的实用程序， 该语音输入功能用于输入经去噪后的用户语音。如图5所示，麦克风 阵列系统200的机制在于设置两个麦克风，以使它们处在以声源为上 顶点而虚拟画出的等腰三角形的两个基顶点处，并从两个麦克风输入 的声音中，将声音之间具有较大音量水平差异的声音作为噪声而消除。\n如上所述，电子设备10可按PC方式和PDA方式使用。在PDA 方式中，LCD 14的显示屏可按纵向和横向取向使用，如图2和3所 示。当PDA方式检测开关115确定电子设备10按PDA方式使用时， 麦克风阵列系统200根据重力传感器116的检测结果选出三个麦克风 17a至17c中的两个。\n更具体而言，如图6所示，当重力传感器116确定按纵向取向(图 6中的(A))使用LCD 14的显示屏时，麦克风阵列系统200选出两 个麦克风17b和17c。当重力传感器116确定出按横向取向(图6中 的(B))使用LCD 14的显示屏时，麦克风阵列系统200选出两个麦 克风17a和17b。\n在图6的(A)以及(B)中，将实际观看LCD 14显示屏的用户 的嘴部被估计位于从作为显示屏底部的一侧的几乎中心的位置延伸的 法线上。换而言之，在图6(A)以及(B)中，选择沿电子设备10 的显示屏底部彼此间隔分开的两个麦克风(麦克风17b和17c或麦克 风17a和17b)。麦克风阵列系统200在用户嘴部与两个麦克风之间 保持等腰三角形的关系。能够始终执行适当的噪声消除，而与显示屏 状态无关。\n当PDA方式检测开关115确定电子设备10按PDA方式使用时， 麦克风阵列系统200固定选择两个麦克风17a和17b。\n当从重力传感器116的检测结果检测出LCD 14的显示屏取向改 变时，例如，当判断出在图6(A)中的取向变为图6(B)的取向时， 麦克风阵列系统200可以将麦克风17b和17c立即切换到麦克风17a 和17b，也可以不这样。当不立即切换麦克风时，在等到例如开关16 的操作(即，用于切换LCD 14的显示屏的取向的用户指令)之后， 麦克风阵列系统200切换麦克风。结果，麦克风的切换与LCD 14的 显示屏取向的切换保持同步。\n图7的流程图显示当电子设备10按PDA方式使用时麦克风阵列 系统200的操作程序。\n麦克风阵列系统200获得重力传感器116的检测结果(步骤A1)， 并确定LCD 14的显示屏的取向(步骤A2)。然后，麦克风阵列系统 200检查显示屏的取向是否与当前显示方向一致(步骤A3)。如果显 示屏的取向与当前显示方向不一致(步骤A3中的“否”)，则麦克风 阵列系统200检查用户是否使用开关16发出显示方向切换指令(步骤 A4)。\n如果发出了显示方向切换指令(步骤A4中的“是”)，则切换LCD 14的显示方向(步骤A5)。与切换显示方向同步地，麦克风阵列系 统200切换到所选择的麦克风(步骤A6)。\n以此方式，电子设备10基于使用方式和LCD 14的显示屏的取 向，从三个麦克风17a至17c中选择两个麦克风17b和17c或17a和 17b。噪声消除能够始终适当地发挥作用。\n在上述实施例中，麦克风阵列系统200基于重力传感器116的检 测结果(以及开关16的操作)切换到所选择的两个麦克风。还可仅基 于开关16的操作切换到所选择的两个麦克风，而不验证LCD 14的显 示屏的实际取向或处理错误的用户操作。该特性不需要安装重力传感 器116。\n通过上述实施例，示例性地描述了实现为可按PC方式和PDA 方式使用的手持类便携式个人计算机。不过，本发明并不限于此，且 本发明的方法还可用于将LCD布置在盒式外壳上表面的典型PDA终 端。\n在上述实施例中，为适当消除噪声且与显示屏状态无关，从三个 麦克风中选出与用户位置关系最优的两个麦克风。本发明的方法并不 限于此，而是能够进行各种应用，使得从三个扬声器中选出与用户位 置关系最优的两个扬声器，以适当输出立体声，且与显示屏状态无关。\n对于本发明技术人员而言，将易于想到其他优点和修改。因此， 广义而言，本发明不限于在此显示和描述的具体细节和典型实施例。 因此，在不偏离由所附权利要求及其等效方面所限定的总的发明构思 的实质或范围的条件下可进行各种修改。