專利名稱：通信設(shè)備和電視會(huì)議設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及集成的麥克風(fēng)和揚(yáng)聲器結(jié)構(gòu)類型的通信設(shè)備，該通信設(shè)備適于，比如多個(gè)會(huì)議參與者在兩個(gè)會(huì)議室中通過發(fā)言舉行會(huì)議時(shí)使用。本發(fā)明尤其涉及通信設(shè)備、會(huì)議設(shè)備和成像條件調(diào)整方法，其中使用揚(yáng)聲器的麥克風(fēng)被正確地選擇，優(yōu)選地，進(jìn)一步進(jìn)行話音鑒別，接著能夠?qū)φ_選擇的麥克風(fēng)的、以及話音鑒別的定位區(qū)域(部位或空間)進(jìn)行成像。
背景技術(shù)：
使用電視會(huì)議系統(tǒng)可使相距較遠(yuǎn)的兩個(gè)會(huì)議室中的會(huì)議參與者能夠舉行會(huì)議。電視會(huì)議系統(tǒng)通過成像裝置捕捉會(huì)議室中的會(huì)議參與者的圖像，通過麥克風(fēng)拾取他們的話音，將成像裝置捕捉的圖像和麥克風(fēng)拾取的話音通過通信通道通道發(fā)送出去，在另一方的會(huì)議室的電視接收機(jī)的顯示單元上顯示捕捉的圖像，并從揚(yáng)聲器輸出拾取的話音。
在這樣的電視會(huì)議系統(tǒng)中，會(huì)碰到這樣的缺點(diǎn)，即在每個(gè)會(huì)議室中，難于拾取遠(yuǎn)離成像裝置和麥克風(fēng)的發(fā)言方的話音。作為用于解決這個(gè)問題的手段，有時(shí)候?yàn)槊總€(gè)會(huì)議參與者準(zhǔn)備一個(gè)麥克風(fēng)。另外，還遇到這樣的缺點(diǎn)，即電視接收機(jī)的揚(yáng)聲器輸出的話音難于被遠(yuǎn)離揚(yáng)聲器的會(huì)議參與者聽到。
公開號(hào)為No.2003-87887的日本未審專利申請(qǐng)和公開號(hào)為No.2003-87890的日本未審專利申請(qǐng)公開了除了為在相距較遠(yuǎn)位置的會(huì)議室中的電視會(huì)議提供音頻和視頻的常規(guī)的電視會(huì)議系統(tǒng)之外，由麥克風(fēng)和揚(yáng)聲器集成地構(gòu)成的話音輸入/輸出系統(tǒng)具有這樣的優(yōu)點(diǎn)，即可以從揚(yáng)聲器清楚地聽到在另一方會(huì)議室中的會(huì)議參與者的話音，并且在各自的會(huì)議室中存在較小的噪聲影響，或者回波消除器的負(fù)載較輕。
在上述出版物公開中的話音輸入/輸出系統(tǒng)用作提供視頻和音頻的電視會(huì)議系統(tǒng)的輔助設(shè)備。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供改進(jìn)的通信設(shè)備和會(huì)議設(shè)備，這些裝置作為使用雙向通信的裝置，在性能、成本、尺寸、對(duì)使用環(huán)境(周圍環(huán)境)兼容性和操作方面作了改進(jìn)，并提供了成像條件調(diào)整方法。
特別地，本發(fā)明的目的在于提供一種通信設(shè)備、會(huì)議設(shè)備和成像條件調(diào)整方法，其中發(fā)言者使用的麥克風(fēng)被正確選擇，優(yōu)選地，進(jìn)一步執(zhí)行話音鑒別，接著，對(duì)正確選擇的和經(jīng)過話音鑒別的麥克風(fēng)的定位區(qū)域(空間或地區(qū))可以成像。
根據(jù)本發(fā)明，提供一種通信設(shè)備包括多個(gè)麥克風(fēng)；用于在由多個(gè)麥克風(fēng)拾取的多個(gè)信號(hào)中選擇信號(hào)的麥克風(fēng)信號(hào)選擇裝置；和用于響應(yīng)于與拾取了麥克風(fēng)信號(hào)選擇裝置選擇的信號(hào)的麥克風(fēng)相對(duì)應(yīng)的成像條件信息控制成像裝置的成像條件的成像方向調(diào)整裝置。
成像條件信息可包括指示成像裝置的成像方向的信息，并且成像方向調(diào)整裝置可響應(yīng)于指示成像方向的信息控制成像裝置的成像方向。
成像條件信息可包括用于改變成像裝置的焦距的信息，并且成像方向調(diào)整裝置可響應(yīng)于改變成像裝置的焦距的信息，來控制成像裝置的焦距改變。
成像條件信息可包括指示位于成像裝置拍攝圖像的位置的發(fā)言者的信息，并且成像方向調(diào)整裝置可將指示發(fā)言者的信息加到由成像裝置拍攝的圖像上。
通信設(shè)備可包括聲波紋鑒別裝置，用于執(zhí)行聲波紋的鑒別，即鑒別所選麥克風(fēng)拾取的信號(hào)與以前登記的聲波紋是否一致。
成像方向調(diào)整裝置可響應(yīng)與拾取了由麥克風(fēng)信號(hào)選擇裝置選擇的信號(hào)的麥克風(fēng)相對(duì)應(yīng)的成像條件信息，控制成像裝置的成像條件。
當(dāng)聲波紋鑒別裝置未鑒別所選麥克風(fēng)拾取的信號(hào)時(shí)，成像方向調(diào)整裝置可將成像裝置的狀態(tài)設(shè)置為默認(rèn)狀態(tài)。
當(dāng)設(shè)置為默認(rèn)狀態(tài)時(shí)，成像方向調(diào)整裝置可不改變成像裝置的成像條件。
當(dāng)設(shè)置為默認(rèn)狀態(tài)時(shí)，成像方向調(diào)整裝置可將成像裝置的成像條件設(shè)置為初始成像條件。
成像方向調(diào)整裝置可將成像裝置的成像條件設(shè)置為給預(yù)先登記的主席拍攝圖像的成像條件，作為初始成像條件。
通信設(shè)備可包括用于放大由麥克風(fēng)拾取的信號(hào)并具有可變的增益的增益可變型放大裝置，和放大器增益調(diào)整裝置。當(dāng)聲波紋鑒別裝置鑒別所選的麥克風(fēng)拾取信號(hào)時(shí)，該放大器增益調(diào)整裝置可將與指示所選擇信號(hào)的麥克風(fēng)相對(duì)應(yīng)的增益可變型放大裝置的增益設(shè)置到具有較大值的第一增益。
當(dāng)聲波紋鑒別裝置未鑒別所選擇的麥克風(fēng)拾取信號(hào)時(shí)，該放大器增益調(diào)整裝置可將與指示所選擇信號(hào)的麥克風(fēng)相對(duì)應(yīng)的增益可變型放大裝置的增益設(shè)置到具有較小值的第二增益。
當(dāng)檢測(cè)到麥克風(fēng)信號(hào)選擇裝置的麥克風(fēng)選擇中止時(shí)，放大器增益調(diào)整裝置可將與指示所選擇信號(hào)的麥克風(fēng)相對(duì)應(yīng)的增益可變型放大裝置的增益設(shè)置到具有平均值或等于其它增益可變型放大裝置的增益的第三增益。
當(dāng)檢測(cè)到麥克風(fēng)信號(hào)選擇裝置的麥克風(fēng)選擇中止時(shí)，放大器增益調(diào)整裝置可將與指示所選擇信號(hào)的麥克風(fēng)相對(duì)應(yīng)的增益可變型放大裝置的增益設(shè)置到具有平均值或等于其它增益可變型放大裝置的增益的第三增益。
優(yōu)選地，多個(gè)麥克風(fēng)以等角徑向設(shè)置。通信設(shè)備可包括與多個(gè)麥克風(fēng)等距離設(shè)置并接近于多個(gè)麥克風(fēng)的聲音輸出裝置。
麥克風(fēng)信號(hào)選擇裝置可根據(jù)麥克風(fēng)檢測(cè)到的信號(hào)來檢測(cè)聲音源的方向。
根據(jù)本發(fā)明，還提供一種會(huì)議設(shè)備，包括多個(gè)麥克風(fēng)；可調(diào)整成像條件的成像裝置；用于在多個(gè)麥克風(fēng)拾取的多個(gè)信號(hào)中選擇信號(hào)的麥克風(fēng)信號(hào)選擇裝置；以及用于響應(yīng)于與拾取了麥克風(fēng)信號(hào)選擇裝置選擇的信號(hào)的麥克風(fēng)相對(duì)應(yīng)的成像條件信息控制成像裝置的成像條件的成像方向調(diào)整裝置。
根據(jù)本發(fā)明，還提供一種調(diào)整成像條件的方法，包括在多個(gè)麥克風(fēng)拾取的多個(gè)信號(hào)中選擇信號(hào)的步驟；以及響應(yīng)于與拾取了選擇步驟選擇的信號(hào)的麥克風(fēng)相對(duì)應(yīng)的成像條件信息控制成像裝置的成像條件的步驟。
該方法可包括聲波紋鑒別步驟，用于執(zhí)行聲波紋的鑒別，即鑒別所選麥克風(fēng)拾取的信號(hào)與以前登記的聲波紋是否一致。在成像方向調(diào)整步驟中，響應(yīng)于與拾取了麥克風(fēng)信號(hào)選擇裝置選擇的信號(hào)的麥克風(fēng)相對(duì)應(yīng)的成像條件信息控制成像裝置的成像條件。


通過下列結(jié)合附圖對(duì)優(yōu)選實(shí)施例的描述，本發(fā)明的這些和其它的目的和特征將變得更加清楚，其中圖1A為概略圖，例示出了在其中運(yùn)用了本發(fā)明的整體的麥克風(fēng)和揚(yáng)聲器結(jié)構(gòu)類型的通信設(shè)備(通信設(shè)備)的會(huì)議系統(tǒng)；圖1B為狀態(tài)圖，其中放置了圖1A的通信設(shè)備；以及圖1C為置于桌上的通信設(shè)備和會(huì)議參與者的布置圖；圖2為本發(fā)明的實(shí)施例的通信設(shè)備的透視圖；圖3為示于圖2的通信設(shè)備的內(nèi)部的橫截面圖；圖4為麥克風(fēng)電子電路殼體的平面圖，該外殼具有與示于圖2的通信設(shè)備分開的上蓋。
圖5為麥克風(fēng)電子電路殼體的原理電路的連接結(jié)構(gòu)圖，并示出了第一數(shù)字信號(hào)處理器和第二數(shù)字信號(hào)處理器的連接結(jié)構(gòu)；圖6為示于圖4的麥克風(fēng)的特性圖；圖7A至7D為示出了具有圖6示出的特性的麥克風(fēng)的方向性分析結(jié)果圖；圖8為本發(fā)明的通信設(shè)備的變型的局部結(jié)構(gòu)圖；圖9為流程圖，概略地示出了在第一數(shù)字信號(hào)處理器中的全部處理內(nèi)容；圖10為在本發(fā)明通信設(shè)備中的濾波器處理圖；圖11為圖10的處理結(jié)果的頻率特性圖；圖12為本發(fā)明帶通濾波器處理過程和電平轉(zhuǎn)換處理過程的方框圖；圖13為圖12的處理流程圖；圖14為在本發(fā)明通信設(shè)備中判斷發(fā)言開始和結(jié)束的處理的圖；圖15為在本發(fā)明通信設(shè)備中的正常處理過程流程圖；圖16為在本發(fā)明通信設(shè)備中的正常處理過程流程圖；圖17為方框圖，圖示了在本發(fā)明的通信設(shè)備中的麥克風(fēng)切換處理過程。
圖18為方框圖，圖示了在本發(fā)明的通信設(shè)備中的麥克風(fēng)切換處理過程的方法；圖19為方框圖，圖示了本發(fā)明的第二實(shí)施例的通信設(shè)備；圖20示出了圖19所示的聲波紋鑒別部分的處理過程圖；圖21至24為流程圖，示出了圖19所示的聲波紋鑒別部分的處理過程；圖25為方框圖，圖示了本發(fā)明的第三實(shí)施例的會(huì)議設(shè)備；以及圖26為方框圖，圖示了第三實(shí)施例的會(huì)議設(shè)備的變型。
具體實(shí)施例方式
首先，將說明運(yùn)用本發(fā)明整體的麥克風(fēng)和揚(yáng)聲器結(jié)構(gòu)類型通信設(shè)備(此后稱為“通信設(shè)備”)的示例。
圖1A至1C為結(jié)構(gòu)圖，示出了其中運(yùn)用了本發(fā)明的通信設(shè)備的示例。
如圖1A所示，通信設(shè)備1A和1B設(shè)置在距離較遠(yuǎn)的兩個(gè)會(huì)議室901和902中。這些通信設(shè)備1A和1B通過電話線920連接。
如圖1B所示，在兩個(gè)會(huì)議室901和902中，通信設(shè)備1A和1B置于桌子911和912上。注意，在圖1B中，為了簡(jiǎn)化圖示，只有會(huì)議室901中的通信設(shè)備1A被圖示出。但是會(huì)議室902中的通信設(shè)備1B和它是一樣的。通信設(shè)備1A和1B的外形的透視圖示于圖2中。
如圖1C中所示，多個(gè)(在本實(shí)施例中是6個(gè))會(huì)議參與者A1至A6位于每個(gè)通信設(shè)備1A和1B的周圍。注意，在圖1C中，為了簡(jiǎn)化圖示，只有圍繞會(huì)議室901的通信設(shè)備1A的會(huì)議參與者被圖示出。然而，圍繞另一會(huì)議室902的通信設(shè)備1B的會(huì)議參與者的布置也是同樣的。
本發(fā)明的通信設(shè)備能夠經(jīng)由電話線920通過比如在兩個(gè)會(huì)議室901和902之間的話音進(jìn)行通信(問和答)。
通常，經(jīng)由電話線920的交談在一個(gè)發(fā)言者和另一個(gè)發(fā)言者之間進(jìn)行，即，一對(duì)一的，但是在本發(fā)明的通信設(shè)備中，多個(gè)會(huì)議參與者A1至A6可以通過使用一條電話線920互相交談。注意，雖然下面將說明細(xì)節(jié)，為了避免音頻擁塞，在同一時(shí)間(同一時(shí)段)發(fā)言的各方的會(huì)議發(fā)言者在每一方限制為一個(gè)人。
本發(fā)明的通信設(shè)備只解決了音頻(話音)，因此只經(jīng)由電話線920傳送音頻。換言之，大量的圖像數(shù)據(jù)沒有像在電視會(huì)議系統(tǒng)中一樣被傳送。另外，本發(fā)明的通信設(shè)備將會(huì)議參與者的語聲壓縮以進(jìn)行傳輸，因此電話線920的傳輸負(fù)載較輕。
第一實(shí)施例首先將參照?qǐng)D2到圖4來說明根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的通信設(shè)備的結(jié)構(gòu)。
圖2為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的通信設(shè)備的透視圖。圖3為圖2所示的通信設(shè)備的橫截面圖。圖4為示于圖1的通信設(shè)備的麥克風(fēng)電子電路殼體的平面圖，以及沿著圖3的線X-X-Y的平面圖。
如圖2所示，通信設(shè)備1具有上蓋11、聲音反射盤12、連接構(gòu)件13、揚(yáng)聲器殼體14和操作單元15。
如圖3所示，揚(yáng)聲器殼體14具有聲音反射表面14a、下表面14b和上部聲音輸出開口14c。一個(gè)接收和再現(xiàn)揚(yáng)聲器16位于在由聲音反射表面14a和下表面14b圍成的空間中，即在內(nèi)部諧振腔14d中。聲音反射盤12設(shè)置在揚(yáng)聲器殼體14上。揚(yáng)聲器殼體14和聲音反射盤12由連接構(gòu)件13連接。
限制構(gòu)件17穿過連接構(gòu)件13。限制構(gòu)件17限制了揚(yáng)聲器殼體14的下表面14b的限制構(gòu)件底部固定部分14e和聲音反射盤12的限制構(gòu)件固定部分12b之間的空間。注意，限制構(gòu)件17只穿過揚(yáng)聲器殼體14的限制構(gòu)件通道14f。限制構(gòu)件17穿過限制構(gòu)件通道14f并且不限制它的原因是，揚(yáng)聲器殼體14通過揚(yáng)聲器16的工作而振動(dòng)，并且其中的振動(dòng)不被限制在上部聲音輸出開口14c的周圍。
揚(yáng)聲器另一會(huì)議室中的發(fā)言方(speaking party)的語音通過接收和再現(xiàn)揚(yáng)聲器16和上部聲音輸出開口14c并沿著由聲音反射盤12的聲音反射表面12a和揚(yáng)聲器殼體14的聲音反射表面14a限定的空間彌散到圍繞C-C軸的全部360度的方向。聲音反射盤12的聲音反射表面12a的橫截面表示為圖示的松散喇叭型弧形。聲音反射表面12a的橫截面在圍繞C-C軸的360度(全方向)構(gòu)成圖示的橫截面形狀。相似地，揚(yáng)聲器外殼14的聲音反射表面14a的橫截面表示為圖示的松散凸面形狀。聲音反射表面14a的橫截面在圍繞C-C軸的360度(全方向)構(gòu)成圖示的橫截面形狀。
從接收和再現(xiàn)揚(yáng)聲器16輸出的聲音S穿過上聲音輸出開口14c，穿過由聲音反射表面12a和聲音反射表面14a限定并具有喇叭形橫截面的聲音輸出空間，沿著其上放置通信設(shè)備1的桌子911的表面、并圍繞軸C-C全部360度方向擴(kuò)散，并以相等的音量為所有的會(huì)議參與者A1至A6聽到。在本實(shí)施例中，桌子911的表面是作為聲音傳播裝置的一部分使用的。從接收和再現(xiàn)揚(yáng)聲器16輸出的聲音S的傳播由箭頭表示。
聲音反射盤12支撐印刷電路板21。印刷電路板21，如在圖4中平面所示，安裝了麥克風(fēng)電子電路殼體2的麥克風(fēng)MC1至MC6、發(fā)光二極管LED1至6、微處理器23、編解碼器24、第一數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)25、第二數(shù)據(jù)信號(hào)處理器(DSP)26、A/D轉(zhuǎn)換塊27、D/A轉(zhuǎn)換塊28、放大器塊29、以及其它各種類型的電子電路。聲音反射盤12也作為用于支撐麥克風(fēng)電子電路殼體2的構(gòu)件。
印刷電路板21配備了阻尼器18，用于吸收來自接收和再現(xiàn)揚(yáng)聲器16的振動(dòng)以防止來自接收和再現(xiàn)揚(yáng)聲器16的振動(dòng)通過聲音反射盤12被發(fā)射出去而進(jìn)入麥克風(fēng)MC1至MC6等等、從而變成噪聲。每個(gè)阻尼器18由螺絲和減震材料組成，減震材料比如是在螺絲和印刷電路板21之間的吸收振動(dòng)橡膠。減震材料由螺絲固定到印刷電路板21。即，自接收和再現(xiàn)揚(yáng)聲器16發(fā)射到印刷電路板21的振動(dòng)被減震材料吸收。結(jié)果，麥克風(fēng)MC1至MC6不受到來自揚(yáng)聲器16的聲音的影響。
麥克風(fēng)的布置如圖4所示，在該實(shí)施例中六個(gè)麥克風(fēng)MC1至MC6從印刷電路板21的中心軸C以等角60度的間隔徑向地定位(布置)。每個(gè)麥克風(fēng)具有單向性。其特征將在下面說明。每個(gè)麥克風(fēng)MC1至MC6由第一麥克風(fēng)支撐構(gòu)件22a和第二麥克風(fēng)支撐構(gòu)件22b支撐，兩個(gè)支撐構(gòu)件都具有柔性或彈性，以便于每個(gè)麥克風(fēng)可以自由地?cái)[動(dòng)(為了簡(jiǎn)化圖示，只示出了麥克風(fēng)MC1的第一和第二麥克風(fēng)支撐構(gòu)件22a和22b)。除了通過使用上面的減震材料的阻尼器18，來防止接收和再現(xiàn)揚(yáng)聲器16的振動(dòng)影響量之外，還通過具有柔性或彈性的第一和第二麥克風(fēng)支撐構(gòu)件22a和22b，吸收由來自接收和再現(xiàn)揚(yáng)聲器16的振動(dòng)引起的印刷電路板21的振動(dòng)，來防止接收和再現(xiàn)揚(yáng)聲器16的振動(dòng)影響，避免了接收和再現(xiàn)揚(yáng)聲器16的噪聲。
如圖3所示，接收和再現(xiàn)揚(yáng)聲器16與該盤的中心軸C-C垂直地定向，在該盤中放置了麥克風(fēng)MC1至MC6(在該實(shí)施例中定向(方向)向上)。通過接收和再現(xiàn)揚(yáng)聲器16與六個(gè)麥克風(fēng)MC1至MC6這樣的布置，接收和再現(xiàn)揚(yáng)聲器16與六個(gè)麥克風(fēng)MC1至MC6之間的距離變成相等的，并且來自接收和再現(xiàn)揚(yáng)聲器16的音頻幾乎以相同音量和相同相位到達(dá)麥克風(fēng)MC1至MC6。然而，由于聲音反射盤12的聲音反射表面12a和揚(yáng)聲器殼體14的聲音反射表面14a的結(jié)構(gòu)，防止了接收和再現(xiàn)揚(yáng)聲器16的聲音直接輸入到麥克風(fēng)MC1至MC6。另外，如上所述，通過采用使用了減震材料以及具有柔性或彈性的第一和第二麥克風(fēng)支撐構(gòu)件22a和22b的阻尼器18，接收和再現(xiàn)揚(yáng)聲器16的振動(dòng)影響被減小。會(huì)議參與者A1至A6，如圖1C所示，通常位于通信設(shè)備1的360度方向中的幾乎等間隔的位置上，通信設(shè)備1設(shè)置在以60度間隔布置的麥克風(fēng)MC1至MC6的附近。
發(fā)光二極管作為下文說明的用于通報(bào)確定發(fā)言方的裝置在(麥克風(fēng)選擇結(jié)果顯示裝置30)的例子，發(fā)光二極管LED1至LED6放置在麥克風(fēng)MC1至MC6的附近。必須提供發(fā)光二極管LED1至LED6以便使其在即使附著上蓋11的狀態(tài)中也能夠被所有的會(huì)議參與者A1至A6看到。因此，上蓋11配備了一個(gè)透明窗，以便于可以看到發(fā)光二極管LED1至LED6的發(fā)光狀態(tài)。當(dāng)然，開口以也可以配備在上蓋11中的發(fā)光二極管LED1至LED6的部分，但是出于防止灰塵進(jìn)入麥克風(fēng)電子電路殼體2的觀點(diǎn)，透明窗的使用是首選的。
為了執(zhí)行下列說明的各種類型的信號(hào)處理，印刷電路板21配備了第一數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)25、第二數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)26、以及各種類型的電子電路27至29安排在放置麥克風(fēng)MC1至MC6以外的其它空間中。在該實(shí)施例中，DSP 25用作信號(hào)處理裝置，以和其各種類型的電子電路27至29一起執(zhí)行比如濾波處理和麥克風(fēng)選擇處理之類的處理，并且DSP 26用作回音消除器。
圖5概略圖示出了微處理器23、編解碼器24、DSP 25、DSP 26、A/D轉(zhuǎn)換器塊27、D/A轉(zhuǎn)換器塊28、放大器塊29和其它各種類型的電子電路的結(jié)構(gòu)。微處理器23執(zhí)行麥克風(fēng)電子電路殼體2的全部控制處理。編解碼器24壓縮并編碼音頻以將其發(fā)送到另一方的會(huì)議室。DSP 25執(zhí)行下述的各種類型的信號(hào)處理，例如，濾波處理和麥克風(fēng)選擇處理。DSP 26行使回音消除器的功能并具有回音消除發(fā)射器261和回音消除接收器262。在圖5中，作為A/D轉(zhuǎn)換器塊27的例子，示出了四個(gè)A/D轉(zhuǎn)換器271至274；作為D/A轉(zhuǎn)換器塊28的例子，示出了二個(gè)D/A轉(zhuǎn)換器281和282；作為放大器塊29的例子，示出了二個(gè)放大器291和292。另外，在麥克風(fēng)電子電路殼體2，各種類型的電路，比如電源電路被安裝在印刷電路板21上。
在圖4中，每一對(duì)都安排在關(guān)于印刷電路板21的中心軸C對(duì)稱(或相對(duì))的直線位置中的麥克風(fēng)對(duì)MC1-MC4、MC2-MC5和MC3-MC6輸入雙通道模擬信號(hào)到A/D轉(zhuǎn)換器271到273以將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。在該實(shí)施例中，一個(gè)A/D轉(zhuǎn)換器將兩通道模擬輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。因此，位于跨在中心軸C的直線上的兩個(gè)(一對(duì))麥克風(fēng)(例如，麥克風(fēng)MC1和MC4)的檢測(cè)信號(hào)被輸入到一個(gè)A/D轉(zhuǎn)換器并轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。另外，在該實(shí)施例中，為了識(shí)別傳到另一方會(huì)議室的音頻的發(fā)言方，位于一條直線上的兩個(gè)麥克風(fēng)的音頻的差、音頻的幅度等都被涉及到。因此當(dāng)位于直線上的兩個(gè)麥克風(fēng)的信號(hào)被輸入到同一A/D轉(zhuǎn)換器時(shí)，轉(zhuǎn)換定時(shí)幾乎是相同的。因此存在優(yōu)點(diǎn)，即當(dāng)找到兩個(gè)麥克風(fēng)的音頻輸出差時(shí)，定時(shí)誤差較小，信號(hào)處理變得容易等。注意，A/D轉(zhuǎn)換器271至274可以被配置成如同A/D轉(zhuǎn)換器271至274也配備了可變?cè)鲆骖愋头糯蠊δ?。在A/D轉(zhuǎn)換器271至273轉(zhuǎn)換的麥克風(fēng)MC1至MC6的聲音拾取信號(hào)音頻輸入到DSP 25，在DSP 25執(zhí)行如下所述各種類型的信號(hào)處理。作為DSP 25的一個(gè)處理結(jié)果，選擇麥克風(fēng)MC1至MC6中的一個(gè)的結(jié)果被輸出到作為例子的麥克風(fēng)選擇結(jié)果顯示裝置30上的二極管LED1至LED6中相應(yīng)的發(fā)光二極管。
DSP 25的處理結(jié)果輸出到執(zhí)行回音消除處理的DSP 26。DSP 26具有比如回音消除發(fā)射器261和回音消除接收器262。DSP 26的處理結(jié)果在D/A轉(zhuǎn)換器281和282被轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)。D/A轉(zhuǎn)換器281的輸出在編解碼器24根據(jù)需要而編碼，經(jīng)由放大器291輸出到電話線920的線路輸出端(圖1A)，并作為聲音經(jīng)由布置在另一方會(huì)議室中的通信設(shè)備1的接收和再現(xiàn)揚(yáng)聲器16輸出。來自布置在另一方會(huì)議室中的通信設(shè)備1的音頻，經(jīng)由電話線920的線路輸入端(圖1A)輸入，在A/D轉(zhuǎn)換器274被轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，并輸入至DSP 26，它在此用于回音消除處理。另外，來自布置在另一方會(huì)議室中的通信設(shè)備1的音頻通過未示出的路由施加到揚(yáng)聲器16并作為聲音輸出。自D/A轉(zhuǎn)換器282的輸出作為聲音經(jīng)由放大器292從通信設(shè)備1的接收和再現(xiàn)揚(yáng)聲器16輸出。即，除了能如上所述從接收和再現(xiàn)揚(yáng)聲器16聽到另一方會(huì)議室中選擇的發(fā)言方的音頻外，會(huì)議參與者A1至A6，也能經(jīng)由接收和再現(xiàn)揚(yáng)聲器16聽到由該會(huì)議室中的發(fā)言方發(fā)出的音頻。
麥克風(fēng)MC1至MC6圖6示出了麥克風(fēng)MC1至MC6的方向性的特性圖。在每個(gè)具有單向特性的麥克風(fēng)中，如圖6所示，頻率特征和電平特征根據(jù)從發(fā)言方到麥克風(fēng)的音頻到達(dá)角度而改變。多條曲線表示當(dāng)聲音拾取信號(hào)的頻率為100Hz、150Hz、200Hz、300Hz、400Hz、500Hz、700Hz、1000Hz、1500Hz、2000Hz、3000Hz、4000Hz、5000Hz和7000Hz時(shí)的方向性。注意為了簡(jiǎn)化圖示，圖6舉例說明了150Hz，、500Hz，、1500Hz，、3000Hz和7000Hz的方向性作為代表性的例子。
圖7A至7D示出了聲音源的位置的頻譜分析結(jié)果和麥克風(fēng)的聲音拾取電平，并且作為分析的例子，表示出了通過將發(fā)言者定位于距通信設(shè)備1預(yù)定的距離(比如1.5米遠(yuǎn)的距離)、并將快速傅立葉變換(FFT)應(yīng)用到由麥克風(fēng)在恒定的時(shí)間間隔中拾取的音頻而獲得的結(jié)果。X-軸表示頻率，Y-軸表示信號(hào)電平，Z-軸表示時(shí)間。當(dāng)使用具有圖6的方向性的麥克風(fēng)時(shí)，強(qiáng)的方向性呈現(xiàn)在麥克風(fēng)的前表面。在該實(shí)施例中，通過很好地利用這樣的特征，DSP25執(zhí)行麥克風(fēng)選擇處理過程。
當(dāng)不具有如本發(fā)明的具有方向性的麥克風(fēng)，而使用不具有方向性的麥克風(fēng)時(shí)，所有圍繞麥克風(fēng)的話音被拾取，因此發(fā)言方的音頻S/N與環(huán)境噪聲混合，因此好的聲音不能很好地拾取。為了避免這樣，在本發(fā)明中，通過由一個(gè)定向麥克風(fēng)拾取聲音，帶有環(huán)境噪聲的S/N被增強(qiáng)了。作為獲得麥克風(fēng)定向的方法，可使用多個(gè)不定向麥克風(fēng)的麥克風(fēng)陣列。然而以此方法，要求復(fù)雜的處理過程來匹配多個(gè)信號(hào)的時(shí)間軸(相位)，因此要占用較長(zhǎng)的時(shí)間，響應(yīng)比較低，并且硬件結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜。即，對(duì)于DSP的信號(hào)處理系統(tǒng)也要求復(fù)雜的信號(hào)處理。本發(fā)明通過使用具有示例于圖6中的具有方向性的麥克風(fēng)來解決這樣的難題。為了組合麥克風(fēng)陣列信號(hào)以將麥克風(fēng)用作為定向聲音拾取麥克風(fēng)，這碰到這樣的缺點(diǎn)，即外形受通過頻率特性限制，并且外形變大。本發(fā)明也克服了這個(gè)缺點(diǎn)。
通信設(shè)備的硬件結(jié)構(gòu)的效果具有上述結(jié)構(gòu)的通信設(shè)備具有下列優(yōu)點(diǎn)。
(1)以等角等間隔徑向安置的麥克風(fēng)MC1至MC6的偶數(shù)號(hào)的麥克風(fēng)與接收和再現(xiàn)揚(yáng)聲器16之間的距離關(guān)系是恒定的，并且它們的距離還非常近，因此從接收和再現(xiàn)揚(yáng)聲器16發(fā)出的聲音直接返回的電平絕對(duì)大于從接收和再現(xiàn)揚(yáng)聲器16發(fā)出的聲音通過會(huì)議室環(huán)境并返回到麥克風(fēng)MC1至MC6的電平，并占優(yōu)勢(shì)。由此，聲音從接收和再現(xiàn)揚(yáng)聲器16到達(dá)麥克風(fēng)MC1至MC6的特征(信號(hào)電平(強(qiáng)度)，頻率特征(f特征)和相位)總是一樣的。即，在本發(fā)明的實(shí)施例中的通信設(shè)備1具有傳輸功能總是相同的優(yōu)點(diǎn)。
(2)因此，存在這樣的優(yōu)點(diǎn)，即當(dāng)發(fā)言方改變而在將麥克風(fēng)的輸出切換到另一方的會(huì)議室時(shí)，傳輸功能不會(huì)改變，并且無論什么時(shí)間切換麥克風(fēng)麥克風(fēng)系統(tǒng)的增益都不用調(diào)整。換言之，這里存在這樣的優(yōu)點(diǎn)，即一旦通信設(shè)備在制造時(shí)完成調(diào)整，就不必重作調(diào)整。
(3)即使當(dāng)發(fā)言方由于同上述相同的原因改變而切換麥克風(fēng)時(shí)，提供單個(gè)回音消除器(DSP)26也是足夠的。DSP是比較昂貴的。另外，不必在安裝了各種構(gòu)件且具有較少空余空間的印刷電路板21上安置多個(gè)DSP。另外，用于在印刷電路板21上安置DSP的空間會(huì)比較小。結(jié)果，從而印刷電路板21和本發(fā)明的通信設(shè)備也可以做成小尺寸的。
(4)如上所述，由于在接收和再現(xiàn)揚(yáng)聲器16與麥克風(fēng)MC1至MC6之間的傳輸功能是恒定的，這存在這樣的優(yōu)點(diǎn)，比如，麥克風(fēng)的±3dB的敏度差的調(diào)整可以通信設(shè)備的麥克風(fēng)單元單獨(dú)地完成。調(diào)整敏度差的細(xì)節(jié)將在后面說明。
(5)作為在其上安裝通信設(shè)備1的桌子，通常做成圓桌或多邊形桌子。用于通過通信設(shè)備1中的一個(gè)接收和再現(xiàn)揚(yáng)聲器16，在關(guān)于C軸360度全方向上均等地分散(散開)的具有相同質(zhì)量的聲音的揚(yáng)聲器系統(tǒng)成為可能。
(6)存在這樣的優(yōu)點(diǎn)，即從接收和再現(xiàn)揚(yáng)聲器16輸出的聲音通過邊界效應(yīng)通過圓桌的桌面?zhèn)鞑ィ⑶腋哔|(zhì)量的聲音有效地均等地到達(dá)會(huì)議參與者從而有好的效率，相對(duì)側(cè)的聲音和相位在會(huì)議室的天花板方向被抵消并變小，只有來自于在會(huì)議參與者的天花板方向的一點(diǎn)反射聲音，結(jié)果傳送給會(huì)議參與者清楚的聲音。
(7)從接收和再現(xiàn)揚(yáng)聲器16輸出的聲音以相同的音量同時(shí)到達(dá)以等間隔和等角徑向安置的麥克風(fēng)MC1至MC6，因此聲音是發(fā)言方的音頻還是接收的音頻的判斷變得容易了。結(jié)果，減少了在麥克風(fēng)選擇處理中的誤判斷。它的細(xì)節(jié)將在后面說明。
(8)通過以等間隔和等角徑向安置偶數(shù)個(gè)麥克風(fēng)，例如，6個(gè)麥克風(fēng)，以便于將面對(duì)的一對(duì)麥克風(fēng)安置在一條直線上，用于檢測(cè)聲音源的電平比較，比如，發(fā)言方的方向，可以容易地完成。
(9)通過阻尼器18，麥克風(fēng)支撐構(gòu)件22等，由于接收和再現(xiàn)揚(yáng)聲器16的聲音施加到麥克風(fēng)MC1至MC6的聲音拾取所導(dǎo)致的的振動(dòng)影響可以減小。
(10)如圖3所示，在結(jié)構(gòu)上，接收和再現(xiàn)揚(yáng)聲器16的聲音直接傳播到麥克風(fēng)MC1至MC6的程度較小。因此，在通信設(shè)備1中，來自于接收和再現(xiàn)揚(yáng)聲器16的噪聲影響很小。
變型在參照?qǐng)D2到圖3說明的通信設(shè)備1中，接收和再現(xiàn)揚(yáng)聲器16安置在較低的部分，麥克風(fēng)MC1至MC6(以及涉及的電子電路)安置在較高的部分，但也可能如圖8所示地垂直地翻轉(zhuǎn)接收和再現(xiàn)揚(yáng)聲器16以及麥克風(fēng)MC1至MC6(以及涉及的電子電路)位置。即使在這樣的情況下，上述的效果也展現(xiàn)出來。
麥克風(fēng)的數(shù)目不限于6個(gè)。任意數(shù)目的麥克風(fēng)，比如4個(gè)或8個(gè)，可以關(guān)于C軸以等間隔等角徑向安置，以便于多對(duì)麥克風(fēng)位于一條直線上(在相同方向)，例如，像麥克風(fēng)MC1和MC4。比如MC1和MC4兩個(gè)麥克風(fēng)互相面對(duì)地安置在一條直線上的原因是為了容易并正確地識(shí)別發(fā)言方。
信號(hào)處理的內(nèi)容下面，將說明主要由第一數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)25執(zhí)行的處理的內(nèi)容。
圖9為一個(gè)概略圖，示出了由DSP 25執(zhí)行的處理。下面，將給出簡(jiǎn)要說明。
(1)環(huán)境噪聲的測(cè)量作為最初的操作，優(yōu)選地，測(cè)量在其中布置了雙向的通信設(shè)備1的環(huán)境的噪聲。通信設(shè)備1可用于各種環(huán)境(會(huì)議室)。為了正確地選擇麥克風(fēng)并提高通信設(shè)備1的性能，在本發(fā)明中，在初始階段，在其中布置了通信設(shè)備1的環(huán)境噪聲被測(cè)量，以能消除從麥克風(fēng)拾取的信號(hào)的噪聲的影響。當(dāng)然，在通信設(shè)備1在同一會(huì)議室中重復(fù)使用時(shí)，噪聲預(yù)先被測(cè)量，從而這種處理過程在噪聲沒有改變的狀態(tài)下可以省略。注意噪聲在正常狀態(tài)下也可以被測(cè)量。噪聲測(cè)量的細(xì)節(jié)在后面說明。
(2)主席的選擇例如，當(dāng)使用通信設(shè)備1進(jìn)行雙向會(huì)議時(shí)，如果有在會(huì)議室中主持進(jìn)程的主席時(shí)是有利的。因此，作為本發(fā)明的一方面，在使用通信設(shè)備1的初始階段，從通信設(shè)備1的操作單元15設(shè)定主席。作為設(shè)定主席的一種方法，例如位于操作單元15的附近的第一麥克風(fēng)MC1用作主席的麥克風(fēng)。當(dāng)然，主席的麥克風(fēng)可以是任一個(gè)麥克風(fēng)。注意當(dāng)重復(fù)使用通信設(shè)備1的主席相同時(shí)，該處理可省略。可選擇地，在主席就座的位置的麥克風(fēng)也可以預(yù)先確定。在此情況下，選擇主席的操作不是每次必需的。當(dāng)然，主席的選擇不限于初始狀態(tài)而可以在任意時(shí)間完成。選擇主席的細(xì)節(jié)將在下面說明。
(3)麥克風(fēng)的靈敏度差調(diào)整作為初始操作，優(yōu)選地，用于放大麥克風(fēng)MC1至MC6的信號(hào)的放大單元的增益或衰減單元的衰減值被自動(dòng)地調(diào)整，從而耦接在接收和再現(xiàn)揚(yáng)聲器16與麥克風(fēng)MC1至MC6之間的原聲變?yōu)橄嗟取ｌ`敏度差的調(diào)整將在后面說明。
作為常規(guī)的處理，執(zhí)行下列示范的各種類型的處理。
(1)麥克風(fēng)選擇和切換的處理過程當(dāng)多個(gè)會(huì)議參與者同時(shí)在一個(gè)會(huì)議室中發(fā)言時(shí)，音頻被混合并難于被在另一方的會(huì)議室中的會(huì)議參與者A1至A6理解。因此，在本發(fā)明中，原則上，只允許一個(gè)人在某一時(shí)段中發(fā)言。為此，DSP 25執(zhí)行識(shí)別發(fā)言方的處理，接著選擇并切換被允許發(fā)言的麥克風(fēng)。結(jié)果，只有來自于所選擇的麥克風(fēng)的語音經(jīng)由電話線920發(fā)送到另一方會(huì)議室的通信設(shè)備1，并從揚(yáng)聲器輸出。當(dāng)然，如參照?qǐng)D5所述，在所選擇的發(fā)言方的麥克風(fēng)附近的LED接通。所選發(fā)言方的音頻也可以從那個(gè)房間的通信設(shè)備1的揚(yáng)聲器聽到，從而它可以被識(shí)別為允許的發(fā)言方。由于該處理，面對(duì)發(fā)言者單向麥克風(fēng)的信號(hào)被選擇，因此具有好的S/N的信號(hào)能作為傳輸信號(hào)發(fā)送到另一方。
(2)所選麥克風(fēng)的顯示通過接通相應(yīng)的麥克風(fēng)選擇結(jié)果顯示裝置30，比如發(fā)光二極管LED1至LED6，發(fā)言方的麥克風(fēng)是否被選擇并且哪個(gè)會(huì)議參與者的麥克風(fēng)是允許發(fā)言的麥克風(fēng)，很容易地被全體會(huì)議參與者A1至A6識(shí)別。
(3)信號(hào)處理作為上面的麥克風(fēng)選擇處理背景技術(shù)，或?yàn)榱苏_地執(zhí)行麥克風(fēng)選擇處理過程，執(zhí)行下面示范的各種類型的信號(hào)處理。
(a)對(duì)麥克風(fēng)聲音拾取信號(hào)的頻帶分離和電平轉(zhuǎn)換處理(b)對(duì)判斷發(fā)言開始和結(jié)束的處理用作開始判斷觸發(fā)器，選擇面對(duì)發(fā)言方的麥克風(fēng)的信號(hào)(c)對(duì)發(fā)言方方向的麥克風(fēng)檢測(cè)的處理用于分析麥克風(fēng)的聲音拾取信號(hào)并判斷發(fā)言方使用的麥克風(fēng)(d)對(duì)發(fā)言方的方向中的麥克風(fēng)切換定時(shí)判斷處理，和面對(duì)所檢測(cè)的發(fā)言方的麥克風(fēng)信號(hào)選擇的切換處理用于對(duì)從上面的處理結(jié)果中選定的麥克風(fēng)進(jìn)行命令切換(e)常規(guī)操作時(shí)基準(zhǔn)(floor)噪聲的測(cè)量基準(zhǔn)(環(huán)境)噪聲測(cè)量在接通雙向通信設(shè)備的電源之后，緊接著，該處理被分成初始處理和常規(guī)處理。注意該處理過程是在下列典型前提下完成的。
(1)條件測(cè)量時(shí)間和臨時(shí)閾值1.測(cè)試音聲壓聲壓-40dB(就麥克風(fēng)信號(hào)電平而言)2.噪聲測(cè)量單位時(shí)間10秒3.常規(guī)狀態(tài)下的噪聲測(cè)量將10秒的測(cè)量結(jié)果重復(fù)10次來計(jì)算平均值以找出認(rèn)作是噪聲電平的平均值。
(2)通過基噪聲和發(fā)言開始參考電平之間的差得到有效距離的標(biāo)準(zhǔn)和閾值1.26dB或更多3米或大于3米發(fā)言開始的檢測(cè)電平閾值基噪聲電平+9dB發(fā)言結(jié)束的檢測(cè)電平閾值基噪聲電平+6dB2.20至26dB不大于3米發(fā)言開始的檢測(cè)電平閾值基噪聲電平+9dB發(fā)言結(jié)束的檢測(cè)電平閾值基噪聲電平+6dB3.14至20dB不大于1.5米發(fā)言開始的檢測(cè)電平閾值基噪聲電平+9dB發(fā)言結(jié)束的檢測(cè)電平閾值基噪聲電平+6dB4.9至14dB不大于1米基噪聲電平和發(fā)言開始基準(zhǔn)電平之間的差÷2+2dB發(fā)言結(jié)束的檢測(cè)電平閾值發(fā)言開始閾值-3dB5.9dB或更小略困難(hard)，幾十個(gè)厘米發(fā)言開始的檢測(cè)電平閾值-3dB6.基噪聲電平和發(fā)言開始參考電平之間的差÷2發(fā)言結(jié)束的檢測(cè)電平閾值-3dB7.相同或負(fù)的不能判定，選擇被禁止(3)常規(guī)處理過程的噪聲測(cè)量開始閾值是在當(dāng)接通電源時(shí)獲得基噪聲電平+3dB之時(shí)開始的。
通過濾波處理的各種類型的頻率分量信號(hào)的產(chǎn)生圖10為結(jié)構(gòu)圖，示出了在DSP 25用由麥克風(fēng)拾取的聲音信號(hào)執(zhí)行的濾波處理作為處理之前的處理。圖10表示了一個(gè)麥克風(fēng)(通道(一個(gè)聲音拾取信號(hào)))的處理過程。
麥克風(fēng)的聲音拾取信號(hào)在具有比如100Hz截止頻率的模擬低截止濾波器101中進(jìn)行處理，從中移去了100Hz頻率或更小頻率信號(hào)的濾波后的話音信號(hào)輸出到A/D轉(zhuǎn)換器102，在A/D轉(zhuǎn)換器102轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)的聲音拾取信號(hào)在數(shù)字高截止(high cut)濾波器103a至103e(通稱為103)中去除了它們的高頻分量，數(shù)字高截止濾波器截止頻率為7.5kHz、4kHz、1.5kHz、600Hz、和250Hz(高截止處理)。數(shù)字高截止濾波器103a至103e的結(jié)果進(jìn)一步地在減法器104a至104d(通稱為104)中被減去相鄰數(shù)字高截止濾波器103a至103e的濾波器信號(hào)。在本發(fā)明的實(shí)施例中，數(shù)字高截止濾波器103a至103e和減法器104a至104e實(shí)際上由DSP 25DSP 25的處理過程實(shí)現(xiàn)。A/D轉(zhuǎn)換器102可以作為A/D轉(zhuǎn)換塊27的一部分實(shí)現(xiàn)。
圖11為頻率特性圖，表示了參照?qǐng)D10說明的濾波器處理結(jié)果。這樣，具有各種類型的頻率分量的多個(gè)信號(hào)從具有單向性的麥克風(fēng)拾取的信號(hào)中產(chǎn)生。
帶通濾波器處理過程和麥克風(fēng)信號(hào)電平轉(zhuǎn)換處理過程作為用來啟動(dòng)麥克風(fēng)選擇處理的一個(gè)觸發(fā)器，判斷發(fā)言的開始和結(jié)束。用于此的信號(hào)是通過示于圖12在DSP 25執(zhí)行的帶通濾波器處理和電平轉(zhuǎn)換處理而獲得。圖12只示出了在麥克風(fēng)MC1至MC6拾取的六個(gè)通道通道(CH)輸入信號(hào)的處理中的一個(gè)通道通道。對(duì)于麥克風(fēng)的聲音拾取信號(hào)通道通道，DSP 25中的帶通濾波器處理和電平轉(zhuǎn)換處理單元具有帶通濾波器201a至210e(通稱為“帶通濾波器塊201”)和電平轉(zhuǎn)換器202a至202g(通稱為“電平轉(zhuǎn)換塊202”)，帶通濾波器具有100-600Hz、200-250Hz、250-600Hz、600-1500Hz、1500-4000Hz、以及4000-7500Hz帶通特性，電平轉(zhuǎn)換器202a至202g用于轉(zhuǎn)換原始麥克風(fēng)聲音拾取信號(hào)的電平和帶通處理的聲音拾取信號(hào)。
每個(gè)電平轉(zhuǎn)換器單元202a至202g具有信號(hào)絕對(duì)值處理單元203和峰值保持處理單元204。因此，由波形所示，當(dāng)作為輸入接收由虛線指示的負(fù)信號(hào)時(shí)，信號(hào)絕對(duì)值處理單元203將該符號(hào)取反，以將該負(fù)信號(hào)轉(zhuǎn)換成正信號(hào)。峰值保持處理單元204保持信號(hào)絕對(duì)值處理單元203輸出信號(hào)的最大值。注意在該實(shí)施例中，保持的最大值隨時(shí)間流逝下降一點(diǎn)。當(dāng)然，也可能改進(jìn)峰值保持處理單元204以減少下降量并使最大值能長(zhǎng)時(shí)間地保持。
帶通濾波器將在下面說明。用于通信設(shè)備1中的帶通濾波器是比如正好包括麥克風(fēng)信號(hào)輸入級(jí)的二階IIR高截止濾波器和低截止濾波器。該實(shí)施例利用了這樣的事實(shí)，即如果從具有平的頻率特性的信號(hào)中減去通過高截止濾波器的信號(hào)時(shí)，余量變得基本上等于通過低截止濾波器的信號(hào)。為了匹配頻率電平特性，全通帶的帶通濾波器的一個(gè)額外的頻帶成為必要的。所需的通頻帶是通過帶通濾波器的頻帶的數(shù)目+1濾波器系數(shù)以及頻帶數(shù)目得到的。此時(shí)麥克風(fēng)信號(hào)的每個(gè)通道(CH)所需的帶通濾波器的頻帶是帶通濾波器的下列六個(gè)頻帶BP特性帶通濾波器BPF1＝[100Hz-250Hz]...................201bBPF2＝[250Hz-600Hz]...................201cBPF3＝[600Hz-1.5kHz]...................201dBPF4＝[1.5kHz-4kHz]...................201eBPF5＝[4kHz-7.5kHz]...................201fBPF6＝[100Hz-600Hz]...................201a在該方法中，在DSP 25中的IIR濾波器的計(jì)算程序中僅僅為6CH(通道)×5＝30。將它和常規(guī)的帶通濾波器結(jié)構(gòu)相比。，如果如同本發(fā)明一樣使用二階IIR濾波器配置帶通濾波器并為六個(gè)麥克風(fēng)信號(hào)準(zhǔn)備帶通濾波器的六個(gè)頻帶，則在常規(guī)方法中，6×6×2＝72個(gè)電路的的IIR濾波器處理是必需的。該處理過程甚至由最新的極好的DSP進(jìn)行也需要相當(dāng)大的程序處理，并對(duì)其它的處理產(chǎn)生影響。在本發(fā)明的該實(shí)施例中，100Hz低截止濾波器處理是由輸入級(jí)的模擬濾波器實(shí)現(xiàn)的。這里備有二階(secondary)IIR高截濾波器的5個(gè)截止頻率250Hz、600Hz、1.5kHz、4kHz和7.5kHz。其中具有截止頻率7.5kHz的高截止濾波器實(shí)際上具有16kHz的采樣頻率，因此是不需要的，但是減去的數(shù)目的相位有意旋轉(zhuǎn)(rotate)，以減少帶通濾波器的輸出電平由于在減去處理步驟中IIR濾波器的相位旋轉(zhuǎn)而減小的現(xiàn)象。
圖13為圖12所示的結(jié)構(gòu)在DSP 25DSP 25的處理流程圖。
示于圖13的DSP 25DSP 25的濾波器處理中，高通濾波器處理作為第一級(jí)處理完成，而執(zhí)行從高通濾波器處理的第一級(jí)的結(jié)果減去處理過程作為第二級(jí)處理，圖14為信號(hào)處理結(jié)果的粗略的頻率特性圖。在下列說明中，[1]到[5]表示了在圖11中的處理情況。
第一級(jí)[1]對(duì)于全帶通濾波器，輸入信號(hào)通過7.5kHz高截止濾波器。該濾波器輸出信號(hào)通過和模擬低截止濾波器組合而成為[100Hz-7.5kHz]的帶通濾波器輸出。
輸入信號(hào)通過4kHz高截止濾波器。該濾波器輸出信號(hào)通過和輸入模擬低截止濾波器組合而成為[100Hz-4kHz]的帶通濾波器輸出。
輸入信號(hào)通過1.5kHz高截止濾波器。該濾波器輸出信號(hào)通過和輸入模擬低截止濾波器組合而成為[100Hz-1.5kHz]的帶通濾波器輸出。
輸入信號(hào)通過600kHz高截止濾波器。該濾波器輸出信號(hào)通過和輸入模擬低截止濾波器組合而成為[100Hz-600kHz]的帶通濾波器輸出。
輸入信號(hào)通過250kHz高截止濾波器。該濾波器輸出信號(hào)通過和輸入模擬低截止濾波器組合而成為[100Hz-250kHz]的帶通濾波器輸出。
第二級(jí)[1]當(dāng)帶通濾波器(BPF5＝[4kHz到7.5kHz])執(zhí)行濾波器輸出處理[1]-[2]([100Hz到7.5kHz]-[100Hz到4kHz])時(shí)，獲得上面的信號(hào)輸出[4kHz到7.5kHz]。
當(dāng)帶通濾波器(BPF4＝[1.5kHz到4kHz])執(zhí)行濾波器輸出處理[2]-[3]([100Hz到4kHz]-[100Hz到1.5kHz])時(shí)，獲得上面的信號(hào)輸出[1.5kHz到4kHz]。
當(dāng)帶通濾波器(BPF3＝[60kHz到1.5kHz])執(zhí)行濾波器輸出處理[3]-[4]([100Hz到1.5kHz]-[100Hz到600Hz])時(shí)，獲得上面的信號(hào)輸出[600Hz到1.5kHz]。
當(dāng)帶通濾波器(BPF2＝[250Hz到600Hz])執(zhí)行濾波器輸出處理[4]-[5]([100Hz到600Hz]-[100Hz到250Hz])時(shí)，獲得上面的信號(hào)輸出[250Hz到600Hz]。
帶通濾波器(BPF1＝[100Hz到250Hz])定義上文的信號(hào)[5]為上文的輸出信號(hào)[5]。
帶通濾波器(BPF6＝[100Hz到600Hz])定義上文的信號(hào)[5]為上文的輸出信號(hào)[5]。
通過在DSP 25DSP 25中的上述的處理獲得所需的帶通濾波器輸出。
麥克風(fēng)MC1到MC6的輸入聲音拾取信號(hào)聲音拾取信號(hào)被不斷地更新如表1中的整個(gè)頻帶的聲壓聲壓電平和通過帶通濾波器的六個(gè)頻帶的聲壓聲壓電平。
表1信號(hào)電平的轉(zhuǎn)換結(jié)果

在表1中，例如，L1-1表示當(dāng)麥克風(fēng)MC1的聲音拾取信號(hào)通過第一帶通濾波器201a時(shí)的峰值電平。在判斷發(fā)言的開始和結(jié)束中，利用麥克風(fēng)聲音拾取信號(hào)通過示于圖12的100Hz到600Hz的帶通濾波器201a并在電平轉(zhuǎn)換單元202b中轉(zhuǎn)換為聲壓電平。
常規(guī)的帶通濾波器是通過為帶通濾波器的每一級(jí)組合高通濾波器和低通濾波器而構(gòu)成。因此如果基于該實(shí)施例中使用的參數(shù)來構(gòu)造帶通濾波器的36個(gè)電路，則可能需要72個(gè)電路的濾波器處理。與此相反，如上所說明的，本發(fā)明的實(shí)施例的濾波器結(jié)構(gòu)變得簡(jiǎn)單。
判斷發(fā)言開始和結(jié)束的處理過程基于從聲壓電平檢測(cè)單元輸出的值，如圖14所示，當(dāng)麥克風(fēng)聲音拾取信號(hào)電平上升到基噪聲之上并超過發(fā)言開始電平的閾值時(shí)，第一數(shù)字信號(hào)處理器(DSP1)25判斷發(fā)言開始，當(dāng)電平高于開始電平閾值并此后持續(xù)時(shí)，判斷發(fā)言在進(jìn)行中，當(dāng)電平下降到結(jié)束發(fā)言的閾值時(shí)判斷有基噪聲，并且當(dāng)電平持續(xù)了發(fā)言結(jié)束判斷時(shí)間，比如0.5秒時(shí)，判斷發(fā)言結(jié)束。
發(fā)言的開始和結(jié)束判斷根據(jù)通過100Hz到600Hz帶通濾波器并在示于圖12中的麥克風(fēng)信號(hào)轉(zhuǎn)換處理單元202b轉(zhuǎn)換成聲壓電平的聲壓電平數(shù)據(jù)(麥克風(fēng)信號(hào)電平(1))變得高于示于圖14中的閾值電平的時(shí)間，來判斷發(fā)言的開始。
在檢測(cè)發(fā)言開始之后，為了避免伴隨頻繁地切換麥克風(fēng)的誤操作，DSP25DSP 25被設(shè)計(jì)成在發(fā)言結(jié)束判斷時(shí)間期間，例如0.5秒時(shí)間，不檢測(cè)下一個(gè)發(fā)言的開始。
麥克風(fēng)選擇DSP 25DSP 25在彼此進(jìn)行發(fā)言的系統(tǒng)中檢測(cè)發(fā)言方的方向，并基于所謂的“記分卡方法”自動(dòng)選擇面對(duì)發(fā)言方的麥克風(fēng)的信號(hào)。圖15圖示了通信設(shè)備1的操作類型。圖16為表示通信設(shè)備1的常規(guī)處理的流程圖。
通信設(shè)備1，如圖15中所示，根據(jù)來自麥克風(fēng)MC1到MC6的聲音拾取信號(hào)聲音拾取信號(hào)執(zhí)行監(jiān)視音頻信號(hào)的處理，判斷發(fā)言開始/結(jié)束，判斷發(fā)言方向，并選擇麥克風(fēng)，而且在麥克風(fēng)選擇結(jié)果顯示裝置30上顯示結(jié)果，顯示裝置比如為發(fā)光二極管LED1到LED6。下面，將參照流程圖16給出在通信設(shè)備1中主要使用DSP 25DSP 25的操作的說明。注意麥克風(fēng)電子電路殼體2的全部的控制由微處理器23來完成，但是將集中描述在DSP 25DSP 25的處理過程。
步驟1監(jiān)視電平轉(zhuǎn)換信號(hào)參照?qǐng)D11到圖13，特別是圖12的說明，在麥克風(fēng)MC1到MC6拾取的信號(hào)被轉(zhuǎn)換為帶通濾波塊201和電平轉(zhuǎn)換塊202中的7種類型的電平數(shù)據(jù)，因此DSP 25連續(xù)監(jiān)視麥克風(fēng)聲音拾取信號(hào)的7種類型的信號(hào)。基于監(jiān)視結(jié)果，DSP 25DSP 25切換到發(fā)言方方向檢測(cè)處理1的處理、或發(fā)言方方向檢測(cè)處理2的處理或者發(fā)言開始結(jié)束判斷處理。
步驟2發(fā)言開始/結(jié)束判斷處理過程DSP 25DSP 25通過參照?qǐng)D13并進(jìn)一步根據(jù)下面將詳細(xì)說明的方法判斷發(fā)言的開始和結(jié)束。當(dāng)檢測(cè)發(fā)言開始時(shí)，DSP 25DSP 25向步驟4的發(fā)言方方向判斷處理通報(bào)發(fā)言開始的檢測(cè)。注意在步驟2的判斷發(fā)言開始和結(jié)束的處理過程中，當(dāng)語音電平變得小于發(fā)言結(jié)束電平時(shí)，發(fā)言結(jié)束判斷時(shí)間(比如0.5秒)的計(jì)時(shí)器被激活。當(dāng)在發(fā)言結(jié)束判斷期間語音電平小于發(fā)言結(jié)束電平時(shí)，則判斷發(fā)言已經(jīng)結(jié)束。當(dāng)在發(fā)言結(jié)束判斷期間，語音電平變得大于發(fā)言結(jié)束電平時(shí)，進(jìn)入等待處理過程直到它重新變得小于發(fā)言結(jié)束電平。
步驟3檢測(cè)發(fā)言方方向的處理過程在DSP 25DSP 25中檢測(cè)發(fā)言方方向的處理過程通過不斷繼續(xù)搜索發(fā)言方的方向來完成。此后，數(shù)據(jù)供給步驟4的判斷發(fā)言方方向的處理。
步驟4發(fā)言方方向麥克風(fēng)的切換處理過程當(dāng)步驟2的處理和步驟3的處理結(jié)果為在那時(shí)發(fā)言方檢測(cè)方向與此時(shí)選擇的發(fā)言方方向不一致時(shí)，判斷在DSP 25切換發(fā)言方方向的麥克風(fēng)的處理過程中的定時(shí)的處理過程向步驟4切換麥克風(fēng)信號(hào)的處理過程指示選擇新的發(fā)言方方向的麥克風(fēng)。注意，當(dāng)已經(jīng)從操作單元15中設(shè)置了主席的麥克風(fēng)，而且主席的麥克風(fēng)和其它會(huì)議參加者同時(shí)發(fā)言時(shí)，則將優(yōu)先權(quán)給予主席的發(fā)言。此時(shí)，所選麥克風(fēng)信息在麥克風(fēng)選擇結(jié)果顯示裝置30，例如發(fā)光二極管LED1至LED6上顯示出來。
步驟5麥克風(fēng)聲音拾取信號(hào)的傳輸切換麥克風(fēng)信號(hào)的處理過程僅發(fā)送通過步驟4的處理、從六個(gè)麥克風(fēng)信號(hào)中選擇的麥克風(fēng)信號(hào)，并且作為經(jīng)過電話線920從通信設(shè)備1向其他方通信設(shè)備的發(fā)送信號(hào)，因此將它輸出至如圖5所示的電話線920的線路輸出端。
發(fā)言開始電平閾值和發(fā)言結(jié)束電平閾值的設(shè)置處理過程1每個(gè)麥克風(fēng)接通電源之后，馬上測(cè)量預(yù)定時(shí)間的性能，例如，一秒的基噪聲。DSP 25在恒定時(shí)間間隔(例如本實(shí)施例的10秒間隔)中讀出聲壓電平檢測(cè)單元的峰值保持電平值，計(jì)算預(yù)定時(shí)間(例如，一秒)的平均值，并將其定義為基噪聲。DSP 25根據(jù)所測(cè)量的基噪聲電平，確定發(fā)言開始檢測(cè)電平的閾值(基噪聲+9dB)，和發(fā)言結(jié)束檢測(cè)電平的閾值(基噪聲+6dB)。即使在此之后，DSP 25也在恒定時(shí)間間隔讀出聲壓電平檢測(cè)器的峰值保持電平值。在DSP 25判斷發(fā)言結(jié)束時(shí)，它進(jìn)行基噪聲測(cè)量，檢測(cè)發(fā)言開始，并更新發(fā)言結(jié)束的檢測(cè)電平閾值。
根據(jù)本方法，由于在麥克風(fēng)放置位置的基噪聲電平彼此不同，該閾值的設(shè)定可為每個(gè)麥克風(fēng)設(shè)置每個(gè)閾值，而且可防止由于噪聲源導(dǎo)致對(duì)麥克風(fēng)選擇的錯(cuò)誤判斷。
處理過程2對(duì)于具有環(huán)境噪聲(具有較大基噪聲)的房間當(dāng)基噪聲較大，而且在處理過程1中自動(dòng)更新閾值電平時(shí)，針對(duì)發(fā)言開始或結(jié)束檢測(cè)困難時(shí)，過程2執(zhí)行下列對(duì)策。根據(jù)預(yù)測(cè)的基噪聲電平，DSP 25確定發(fā)言開始和結(jié)束的檢測(cè)電平的閾值。DSP 25設(shè)置發(fā)言開始閾值電平高于發(fā)言結(jié)束閾值電平(例如相差3dB或更高)。通過聲壓電平檢測(cè)器，DSP 25以恒定時(shí)間間隔讀出峰值保持電平值。
根據(jù)本方法，由于閾值對(duì)于所有揚(yáng)聲器是相同的，該閾值能夠設(shè)置成通過個(gè)人的話音幅度而識(shí)別發(fā)言開始，這些人背對(duì)噪聲源而其他人的話音具有相同音量。
發(fā)言開始的判斷處理過程1對(duì)應(yīng)于六個(gè)揚(yáng)聲器的聲壓電平檢測(cè)器的輸出電平與發(fā)言開始電平的閾值進(jìn)行比較。當(dāng)輸出電平超過發(fā)言開始電平的閾值時(shí)，就判斷發(fā)言開始。當(dāng)對(duì)應(yīng)于所有揚(yáng)聲器的聲壓電平檢測(cè)器的輸出電平都超過發(fā)言開始電平的閾值時(shí)，DSP 25判斷該信號(hào)是來自于接收和再現(xiàn)揚(yáng)聲器16，從而不判斷此發(fā)言已經(jīng)開始。這是因?yàn)榻邮蘸驮佻F(xiàn)揚(yáng)聲器16與所有麥克風(fēng)MC1至MC6之間的距離相同，來自接收和再現(xiàn)揚(yáng)聲器16的聲音幾乎等量地到達(dá)所有麥克風(fēng)MC1至MC6。
處理過程2通過如圖4所示以60度等角等間隔徑向排列的六個(gè)麥克風(fēng)，準(zhǔn)備了三組麥克風(fēng)，每個(gè)組包括兩個(gè)單方向性麥克風(fēng)(麥克風(fēng)MC1和MC4、麥克風(fēng)MC2和MC5、以及麥克風(fēng)MC3和MC6)，該三組麥克風(fēng)具有以相反方向移動(dòng)180度的定向軸，并利用兩個(gè)麥克風(fēng)信號(hào)的電平差值。即，執(zhí)行下列操作(麥克風(fēng)1信號(hào)電平-麥克風(fēng)4信號(hào)電平)的絕對(duì)值...[1](麥克風(fēng)2信號(hào)電平-麥克風(fēng)5信號(hào)電平)的絕對(duì)值...[2](麥克風(fēng)3信號(hào)電平-麥克風(fēng)6信號(hào)電平)的絕對(duì)值...[3]DSP 25將以上絕對(duì)值[1]、[2]和[3]與發(fā)言開始電平的閾值進(jìn)行比較，當(dāng)該絕對(duì)值超過發(fā)言開始電平的閾值時(shí)，就判斷發(fā)言開始。在所有絕對(duì)值都沒有變得大于發(fā)言開始電平的閾值的這種處理過程情況下，不同于處理過程1(因?yàn)閬碜杂诮邮蘸驮佻F(xiàn)揚(yáng)聲器16的聲音等量地到達(dá)所有麥克風(fēng))，從而聲音是否來自于接收和再現(xiàn)揚(yáng)聲器16，或者音頻是否來自發(fā)言方的判斷變得不必要了。
發(fā)言方方向的檢測(cè)過程對(duì)于發(fā)言方方向的檢測(cè)，利用在圖6中示例的單方向性麥克風(fēng)的特性。在單方向性特征麥克風(fēng)中，如圖6所示例，頻率特性和電平特性根據(jù)從發(fā)言方到達(dá)麥克風(fēng)的音頻角度而變化。其結(jié)果在圖7A至圖7C示出。圖7A至圖7C示出了通過將揚(yáng)聲器放置到距離通信設(shè)備1預(yù)定距離，例如，1.5米的距離，對(duì)麥克風(fēng)在恒定時(shí)間間隔拾取的音頻進(jìn)行快速傅立葉變換(FFT)的結(jié)果。X軸代表頻率，Y軸代表信號(hào)電平，Z軸代表時(shí)間。橫向曲線代表帶通濾波器的截止(cut-off)頻率。被這些線夾在中間的頻帶電平成為這樣的數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)通過帶通濾波器的五個(gè)頻帶經(jīng)麥克風(fēng)信號(hào)電平轉(zhuǎn)換處理，并被轉(zhuǎn)換為參照?qǐng)D10至圖13所示的聲壓電平。
接著，將描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的作為用于檢測(cè)通信設(shè)備1中發(fā)言方方向的實(shí)際處理過程的判斷方法。對(duì)于帶通濾波器的每個(gè)頻帶的輸出電平，執(zhí)行適當(dāng)?shù)募訖?quán)處理(在1dB滿量程(full span)(1dBFs)步驟中的0dBFs時(shí)為0，而在-3dBFs時(shí)為3，反之亦然)。處理結(jié)果通過該加權(quán)步驟來確定。對(duì)每個(gè)采樣時(shí)鐘執(zhí)行上述加權(quán)處理，加入每個(gè)麥克風(fēng)的加權(quán)分，為數(shù)量恒定的采樣平均該結(jié)果，具有小(大)總點(diǎn)數(shù)的麥克風(fēng)信號(hào)被判斷為朝向發(fā)言方的麥克風(fēng)。下列表2指示大致結(jié)果。
表2，由點(diǎn)數(shù)表示信號(hào)電平的情況

在表2所示的示例中，第一麥克風(fēng)MC1具有最小的總點(diǎn)數(shù)，因此DSP 25判斷在第一麥克風(fēng)MC1方向上存在聲音源(存在發(fā)言方)。DSP 25以聲音源方向麥克風(fēng)號(hào)的形式保持該結(jié)果。如上所述，DSP 25加權(quán)每個(gè)麥克風(fēng)的頻帶帶通濾波器的輸出電平，從具有最小(最大)點(diǎn)數(shù)的麥克風(fēng)信號(hào)往上序列排列帶通濾波器頻帶的輸出，并判斷具有三個(gè)或更多頻帶的第一次序的麥克風(fēng)信號(hào)作為來自面對(duì)發(fā)言方的麥克風(fēng)信號(hào)。然后，DSP 25準(zhǔn)備如下列表3所示的分?jǐn)?shù)卡，指示在第一麥克風(fēng)MC1的方向上存在聲音源(存在發(fā)言方)。
表3.通過帶通濾波器以電平序列排列的信號(hào)情況

實(shí)際上，由于根據(jù)房間的特征的聲音反射以及駐波(standing wave)的影響，第一麥克風(fēng)MC1的結(jié)果不總是成為所有帶通濾波器輸出之中的頂點(diǎn)(top)，但是如果第一麥克風(fēng)排列在主要五個(gè)頻帶中，就可判斷在第一麥克風(fēng)MC1方向上存在聲源(存在發(fā)言方)。DSP 25以聲源方向的麥克風(fēng)號(hào)形式保持此結(jié)果。
以如下所示形式，DSP 25匯總麥克風(fēng)帶通濾波器的頻帶的輸出電平數(shù)據(jù)，判斷具有作為來自面對(duì)發(fā)言方的麥克風(fēng)的高電平的麥克風(fēng)信號(hào)，并以聲源方向麥克風(fēng)號(hào)的形式保持該結(jié)果。
MIC1電平＝L1-1+L1-2+L1-1+L1-4+L1-5MIC2電平＝L2-1+L2-2+L2-1+L2-4+L2-5MIC3電平＝L3-1+L3-2+L3-1+L3-4+L3-5MIC4電平＝L4-1+L4-2+L4-1+L4-4+L4-5MIC5電平＝L5-1+L51-2+L5-1+L5-4+L5-5MIC6電平＝L6-1+L6-2+L6-1+L6-4+L6-5發(fā)言方方向麥克風(fēng)的切換定時(shí)的判斷過程當(dāng)通過圖16步驟2的發(fā)言開始判斷結(jié)果激活的，并且從步驟3發(fā)言方方向的檢測(cè)過程結(jié)果和過去選擇信息中，檢測(cè)新的發(fā)言方麥克風(fēng)時(shí)，DSP 25向用于切換步驟5麥克風(fēng)信號(hào)選擇的處理過程，發(fā)布切換麥克風(fēng)信號(hào)的命令，向麥克風(fēng)選擇結(jié)果顯示裝置30(發(fā)光二極管LED1至6)報(bào)告切換了發(fā)言方麥克風(fēng)，從而通知發(fā)言方通信設(shè)備1已響應(yīng)其發(fā)言。
為消除具有大回聲房間中反射聲音和駐波的影響，DSP 25禁止發(fā)布新的麥克風(fēng)選擇命令，除非在切換麥克風(fēng)之后超過了發(fā)言結(jié)束判斷時(shí)間(例如0.5秒)。根據(jù)圖16步驟1的麥克風(fēng)信號(hào)電平轉(zhuǎn)換處理結(jié)果和本實(shí)施例步驟3的發(fā)言方方向的檢測(cè)處理結(jié)果，準(zhǔn)備兩個(gè)麥克風(fēng)選擇切換時(shí)間。
第一種方法可以清楚判斷發(fā)言開始的時(shí)間在所選麥克風(fēng)方向上發(fā)言結(jié)束，而新的發(fā)言出現(xiàn)在另一方向的情況。
在這種情況下，在所有麥克風(fēng)信號(hào)電平(1)和麥克風(fēng)信號(hào)電平(2)成為或低于發(fā)言結(jié)束閾值電平之后，并且當(dāng)任何一個(gè)麥克風(fēng)信號(hào)電平(1)成為或高于發(fā)言開始閾值電平時(shí)，在超過了發(fā)言結(jié)束判斷時(shí)間(例如，0.5秒)或過去了更長(zhǎng)時(shí)間之后DSP 25判定發(fā)言開始，根據(jù)聲源方向麥克風(fēng)號(hào)的信息，確定面向發(fā)言方方向的麥克風(fēng)為合理的聲音拾取麥克風(fēng)，并開始步驟5的麥克風(fēng)信號(hào)選擇切換處理過程。
第二種方法在持續(xù)發(fā)言期間，從其它方向傳來新的高聲發(fā)言的情況。
這種情況下，DSP 25在從發(fā)言開始(當(dāng)麥克風(fēng)信號(hào)電平(1)成為或高于閾值電平時(shí))經(jīng)過或超過發(fā)言結(jié)束判斷時(shí)間(例如0.5秒)之后，開始判斷處理。當(dāng)它判斷在檢測(cè)發(fā)言結(jié)束之前，來自處理過程3的聲源方向麥克風(fēng)號(hào)已經(jīng)改變且已穩(wěn)定，DSP 25就判定在對(duì)應(yīng)于聲音源方向麥克風(fēng)號(hào)的麥克風(fēng)處存在一個(gè)話音高于目前所選的發(fā)言方的發(fā)言方，確定該聲源方向麥克風(fēng)作為合理的聲音拾取麥克風(fēng)，并激活步驟5的麥克風(fēng)信號(hào)選擇切換處理過程。
用于對(duì)面向所檢測(cè)的發(fā)言方麥克風(fēng)信號(hào)的切換選擇處理過程DSP 25通過可選擇的判斷的命令來激活，通過來自圖16步驟4發(fā)言方方向麥克風(fēng)的切換定時(shí)判斷處理過程的命令來進(jìn)行所述判斷。用于切換DSP25的麥克風(fēng)信號(hào)的選擇過程，通過如圖17所示的六個(gè)乘法器和一個(gè)六輸入加法器來實(shí)現(xiàn)。為了選擇麥克風(fēng)信號(hào)，DSP 25產(chǎn)生已連接所選擇麥克風(fēng)信號(hào)的乘法器的通道增益(CH增益)[1]，并產(chǎn)生其它乘法器的CH增益
，其中加法器相加(麥克風(fēng)信號(hào)x[1])的所選擇的信號(hào)和(麥克風(fēng)信號(hào)x
的)的處理結(jié)果，并在輸出端給出所需的麥克風(fēng)選擇信號(hào)。
當(dāng)通道增益被切換至如上所述[1]或
時(shí)，可能由于切換麥克風(fēng)信號(hào)的電平差值導(dǎo)致產(chǎn)生咯嚓聲。因此，在雙向通信設(shè)備1中，如圖23所示，從[1]至
和從
至[1]的CH增益的改變對(duì)于切換過渡時(shí)間期間(例如，10秒時(shí)間)設(shè)置成連續(xù)的，從而避免了由于麥克風(fēng)信號(hào)的電平差值導(dǎo)致的咯嚓聲。
進(jìn)一步，通過設(shè)置不同于[1]的最大通道增益，例如
，可以調(diào)整在DSP25中的以后的回聲消除處理操作。
如上所述，本發(fā)明第一實(shí)施例的通信設(shè)備可有效地應(yīng)用于諸如無噪聲影響會(huì)議的雙向會(huì)議中。當(dāng)然，本發(fā)明的通信設(shè)備不局限于會(huì)議應(yīng)用，也可被應(yīng)用于各種其它目的。即，當(dāng)不需要強(qiáng)調(diào)通帶的群延遲特性時(shí)，本發(fā)明第一實(shí)施例的通信設(shè)備也適用于通帶的電壓電平測(cè)量。因此，例如也可應(yīng)用于簡(jiǎn)單的頻譜分析儀中，應(yīng)用快速傅立葉變換(FFT)處理過程(類似FFT儀表)的電平儀中，用于證實(shí)圖形均衡器的均衡器處理結(jié)果的電平檢測(cè)處理器中等，用于小汽車立體聲、無線盒式錄音機(jī)等的電平儀等等。
本發(fā)明第一實(shí)施例的通信設(shè)備從結(jié)構(gòu)來看具有下列優(yōu)點(diǎn)(1)具有單向性的多個(gè)麥克風(fēng)與接收和再現(xiàn)揚(yáng)聲器之間的位置關(guān)系是恒定的，并且它們之間的距離很近，因此從接收和再現(xiàn)揚(yáng)聲器直接返回的聲音輸出電平絕對(duì)大于并優(yōu)于從接收和再現(xiàn)揚(yáng)聲器通過會(huì)議室環(huán)境并返回多個(gè)麥克風(fēng)的輸出聲音電平。因此，從接收和再現(xiàn)揚(yáng)聲器到達(dá)多個(gè)麥克風(fēng)(信號(hào)電平(強(qiáng)度)、頻率特性和相位)的聲音特征總是相同的。即本發(fā)明的通信設(shè)備具有發(fā)送功能總是相同的優(yōu)點(diǎn)。
(2)因此，當(dāng)切換麥克風(fēng)時(shí)，具有發(fā)送功能不改變的優(yōu)點(diǎn)，從而無論何時(shí)切換麥克風(fēng)，都不必調(diào)整麥克風(fēng)系統(tǒng)的增益。換言之，具有一旦通信設(shè)備制造時(shí)完成調(diào)整，就不必重新調(diào)整的優(yōu)點(diǎn)。
(3)甚至如果麥克風(fēng)因上述相同原因被切換，由數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)配置回音消除器的數(shù)量可保持為一個(gè)。DSP是昂貴的，在由于固定各種元件而具有小空間的印刷板上，用于放置DSP的空間可保持較小。
(4)在接收和再現(xiàn)揚(yáng)聲器與多個(gè)麥克風(fēng)之間的轉(zhuǎn)換功能是恒定的，從而具有優(yōu)點(diǎn)，即麥克風(fēng)自身的±3dB的靈敏度差值調(diào)整可僅由該單元執(zhí)行。
(5)作為在其上固定通信設(shè)備的桌子，通常使用的是由圓形工作臺(tái)制成。則作為在全方向上等量分配具有均勻質(zhì)量的音頻的揚(yáng)聲器系統(tǒng)可以通過通信設(shè)備中的一個(gè)接收和再現(xiàn)揚(yáng)聲器，利用這一點(diǎn)來實(shí)現(xiàn)。
(6)從接收和再現(xiàn)揚(yáng)聲器輸出的聲音通過邊界效應(yīng)和有效優(yōu)質(zhì)音響，有效地經(jīng)過桌面?zhèn)鞑?，等量地到達(dá)會(huì)議參與者。在會(huì)議室中的天花板方向相對(duì)側(cè)的聲音被同相(in phase)抵消而變成小聲音，從天花板方向向會(huì)議參與者會(huì)有一點(diǎn)反射聲，結(jié)果清晰聲音傳向與會(huì)者。
(7)從接收和再現(xiàn)揚(yáng)聲器輸出的聲音以相同音量同時(shí)到達(dá)全部多個(gè)麥克風(fēng)，因此，變得容易決判定聲音是發(fā)言方的音頻還是接收的音頻。結(jié)果，減少了麥克風(fēng)選擇處理過程的誤判定。
(8)通過以等角度徑向地、等間隔地排列偶數(shù)個(gè)麥克風(fēng)，可容易地執(zhí)行用于檢測(cè)方向的電平比較。
(9)通過采用緩沖材料的阻尼器，麥克風(fēng)支撐構(gòu)件具有柔性或彈性等，由于經(jīng)過安裝麥克風(fēng)于其上的印刷電路板，接收和再現(xiàn)揚(yáng)聲器發(fā)出的聲音振動(dòng)導(dǎo)致對(duì)麥克風(fēng)聲音拾取信號(hào)的影響將會(huì)降低。
(10)接收和再現(xiàn)揚(yáng)聲器的聲音不直接輸入麥克風(fēng)。因此，在該通信設(shè)備中，來自接收和再現(xiàn)揚(yáng)聲器的噪聲的影響很小。
從信號(hào)處理觀點(diǎn)來看，本發(fā)明第一實(shí)施例的通信設(shè)備具有下列優(yōu)點(diǎn)(a)以在等間隔徑向地排列多個(gè)單方向性麥克風(fēng)，以能夠進(jìn)行聲源方向的檢測(cè)，切換麥克風(fēng)信號(hào)至具有良好S/N而且清晰聲音的拾取聲音，并將其向其他方發(fā)送。
(b)能夠從具有良好S/N的周圍發(fā)言方拾取聲音，并自動(dòng)選擇面向發(fā)言方的麥克風(fēng)。
(c)本發(fā)明中，作為麥克風(fēng)選擇處理方法，劃分通過音頻的頻帶，將在所劃分的頻帶的倍數(shù)上的電平進(jìn)行比較由此簡(jiǎn)化信號(hào)分析。
(d)通過DSP的信號(hào)處理實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的麥克風(fēng)信號(hào)切換處理。當(dāng)切換時(shí)，全部多個(gè)信號(hào)被交叉衰弱，以防止發(fā)出“咯嚓”聲。
(e)可向諸如發(fā)光二極管的麥克風(fēng)選擇結(jié)果顯示裝置或外部通知麥克風(fēng)選擇結(jié)果。從而，對(duì)于電視攝影機(jī)，使其較好地用作發(fā)言方位置信息也是可能的。
第二實(shí)施例將參照?qǐng)D19至24描述根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的通信設(shè)備。
直到現(xiàn)在，電話機(jī)、對(duì)講機(jī)、電視電話機(jī)或類似設(shè)備用于向遠(yuǎn)離聲源的另一人或其他人傳送人們開會(huì)發(fā)言的內(nèi)容。這種情況下，經(jīng)常存在噪聲，諸如周圍人的話音、從電視機(jī)傳來的聲音，從而發(fā)言者清晰的聲音可能不會(huì)傳送到另一人。那么，有時(shí)需要例如將麥克風(fēng)移動(dòng)并接近發(fā)言人、大聲講話、或稍微降低從電視機(jī)傳來的聲音之類煩瑣的工作。
如上所述，第一實(shí)施例的通信設(shè)備可消除通信設(shè)周圍的這些噪聲，而正確區(qū)分發(fā)言者，然而，需要進(jìn)一步改善通信設(shè)備。
通信設(shè)備的第二實(shí)施例，作為相對(duì)通信設(shè)備的第一實(shí)施例改善的通信設(shè)備，采用通過只清晰選擇預(yù)先登記的發(fā)言者聲音的聲波紋鑒別，降低可能是噪聲的其它聲音的電平，從而獲得良好通信。
圖19是示出第二實(shí)施例的通信設(shè)備結(jié)構(gòu)圖。圖19所示的通信設(shè)備1A具有與圖5所示的通信設(shè)備1相類似的結(jié)構(gòu)，相同的組件具有相同的參考數(shù)字。不同之處如下。
第二實(shí)施例的通信設(shè)備1A中，增益可變型放大器301至306被放置在麥克風(fēng)MC1至MC6以及A/D轉(zhuǎn)換器271至273之間，添加了聲波紋鑒別部分32，并添加了放大器增益調(diào)節(jié)部分34，放大器291的輸出信號(hào)提供給線路輸出端和聲波紋鑒別部分32。注意，如第一實(shí)施例所述，A/D轉(zhuǎn)換器271至273可被配置成具有增益調(diào)節(jié)和放大(增益可變及放大型A/D轉(zhuǎn)換器)的功能，然后，增益可變型放大器301至306的功能可被包括在A/D轉(zhuǎn)換器271至273中。在第二實(shí)施例中，將描述提供有A/D轉(zhuǎn)換器271至273和獨(dú)立增益可變型放大器301至306的情況。
第二實(shí)施例中，進(jìn)一步添加了第三放大器293，以形成這樣的電路結(jié)構(gòu)，即來自線路輸入的輸入信號(hào)或來自放大器293的信號(hào)可輸出到聲音記錄輸出端REC OUT。
六個(gè)麥克風(fēng)MC1至MC6具有如圖6所示的方向性(定向特征)，以等角且等距離徑向放置。
與第一實(shí)施例相同，A/D轉(zhuǎn)換器271至273的每個(gè)都是雙通道A/D轉(zhuǎn)換器，并輸入雙通道的輸入信號(hào)。
第一DSP(數(shù)字信號(hào)處理器)25執(zhí)行圖9所列并在第一實(shí)施例中所述的各種處理，例如，麥克風(fēng)選擇和切換的處理。
第二DSP 26執(zhí)行如第一實(shí)施例所述的回音消除處理。
聲波紋鑒別部分32包括聲波紋鑒別處理處理器P，用于執(zhí)行聲波紋鑒別；字典存儲(chǔ)器M，用于執(zhí)行聲波紋處理；以及聲波紋登記存儲(chǔ)器M2，用于登記聲波紋。聲波紋登記存儲(chǔ)器M2預(yù)先登記發(fā)言者的聲波紋，以試圖通過聲波紋登記設(shè)備32A進(jìn)行聲波紋鑒別。在第二實(shí)施例中，經(jīng)過聲波紋鑒別的人是使用通信設(shè)備1A的會(huì)議參加者(與會(huì)者)。將詳細(xì)描述聲波紋鑒別部分32的處理過程。
與第一實(shí)施例的過程相類似，DSP 21選擇麥克風(fēng)MC1至MC6中的一個(gè)，并輸出麥克風(fēng)選擇信號(hào)S251，向麥克風(fēng)23指示所選定麥克風(fēng)號(hào)。微處理器23向放大器增益調(diào)節(jié)部分34輸出麥克風(fēng)選擇信號(hào)S251。
由DSP 25選擇的麥克風(fēng)拾取信號(hào)被提供給DSP 26，DSP 26執(zhí)行回音消除處理，并向D/A轉(zhuǎn)換器282和放大器292輸出相同的信號(hào)，以輸出來自接收和再現(xiàn)揚(yáng)聲器16的放大的聲音。結(jié)果，使用通信設(shè)備1A的會(huì)議參與者可通過接收和再現(xiàn)揚(yáng)聲器16聽到利用所選擇的麥克風(fēng)的發(fā)言者的話音。
從DSP 26向D/A轉(zhuǎn)換器282輸出的所選話音信號(hào)S26，通過放大器291向線路輸出端輸出，也可向參照?qǐng)D1所示的其它通信設(shè)備傳送。而且，從DSP25向D/A轉(zhuǎn)換器282輸出的所選話音信號(hào)S26通過放大器293被輸出至RECOUT端，并可以被記錄下來。進(jìn)一步，從DSP 26向D/A轉(zhuǎn)換器282輸出的所選話音信號(hào)S26輸出至聲波紋鑒別部分32，聲波紋鑒別部分32對(duì)所選話音信號(hào)S26執(zhí)行聲波紋鑒別。將在稍后詳細(xì)描述聲波紋鑒別。聲波紋鑒別32對(duì)所選話音信號(hào)S26執(zhí)行聲波紋鑒別，并向放大器增益調(diào)節(jié)部分34輸出鑒別通過信號(hào)S32，當(dāng)所選話音信號(hào)S26與聲波紋登記存儲(chǔ)器M2登記的聲波紋一致時(shí)，S32為“1”，即，鑒別通過(成功)，或者當(dāng)鑒別沒有通過(失敗)時(shí)，S32為“0”。
麥克風(fēng)選擇信號(hào)S25從DSP 25通過微處理器23輸入至放大器增益調(diào)節(jié)部分34。這種情況下，來自聲波紋鑒別部分32的鑒別通過信號(hào)S32，向放大器增益調(diào)節(jié)部分34指示已通過(成功)鑒別，然后，對(duì)施加了由麥克風(fēng)選擇信號(hào)S251指示的麥克風(fēng)輸出信號(hào)的增益可變型放大器，放大器增益調(diào)節(jié)部分34提高其增益；或者當(dāng)增益已經(jīng)提高到此高電平時(shí)，維持該增益；或者設(shè)置預(yù)定的高電平；否則，降低其它增益可變型放大器的增益，或當(dāng)增益已經(jīng)降低到此低電平時(shí)，維持該增益，或設(shè)置預(yù)定低電平。
具體地，放大器增益調(diào)節(jié)部分34包括微計(jì)算機(jī)，對(duì)于麥克風(fēng)選擇信號(hào)S251指示的所選麥克風(fēng)輸出信號(hào)所對(duì)應(yīng)的增益可變型放大器，該微計(jì)算機(jī)將增益設(shè)置值設(shè)置在高電平，并將該增益輸出到那個(gè)增益可變型放大器。否則，將其它增益可變型放大器的增益設(shè)置值設(shè)置在低電平，并將該增益輸出到那些增益可變型放大器。結(jié)果，增益可變型放大器301至306的增益被改變成輸入增益設(shè)置值。
例如，當(dāng)?shù)谝畸溈孙L(fēng)僅拾取來自電視機(jī)的聲音時(shí)，并且該聲音電平高，則DSP 25選擇第一麥克風(fēng)。結(jié)果，DSP 25通過微處理器23向放大器增益調(diào)節(jié)部分34輸出指示選擇第一麥克風(fēng)的麥克風(fēng)選擇信號(hào)S251。從電視機(jī)輸出并被DSP 25選擇的聲音信號(hào)，作為所選的話音信號(hào)S26，通過放大器291被輸入至聲波紋鑒別部分32。由于聲波紋登記存儲(chǔ)器M2沒有登記從電視機(jī)輸出的聲音，聲波紋鑒別部分32確定該聲音沒有通過鑒別(失敗)的狀態(tài)，并向放大器增益調(diào)節(jié)部分34輸出為“0”的鑒別通過信號(hào)S32。放大器增益調(diào)節(jié)部分34已經(jīng)輸入了指示選擇第一麥克風(fēng)MC1的麥克風(fēng)選擇信號(hào)S251，然而，如果輸入的鑒別通過信號(hào)S32為“0”，那么放大器增益調(diào)節(jié)部分34為增益可變放大器301在低電平設(shè)置增益設(shè)置值，該增益可變放大器301連接到通過選擇信號(hào)S251指示的第一麥克風(fēng)MC1，并向放大器301輸出該增益設(shè)置值，以降低放大器301的增益。結(jié)果，第一麥克風(fēng)拾取的聲音在低電平上減小，并向A/D轉(zhuǎn)換器271輸出，其后，電視機(jī)的聲音被合適地當(dāng)作禁止選擇(out-of-selection)。
相反，當(dāng)使用第三麥克風(fēng)MC3的發(fā)言者的聲波紋已經(jīng)向聲波紋鑒別部分32的聲波紋登記存儲(chǔ)器M2預(yù)先登記，并且第三麥克風(fēng)MC3被DSP 25選擇，通過微處理器23，DSP 25向放大器增益調(diào)節(jié)部分34輸出指示選擇第三麥克風(fēng)MC3的麥克風(fēng)選擇信號(hào)S251，由第三麥克風(fēng)MC3拾取的話音作為所選話音信號(hào)S26，被輸入至聲波紋鑒別部分32，并試圖進(jìn)行聲波紋鑒別。這種情況下，由于使用第三麥克風(fēng)MC3的發(fā)言者的聲波紋被登記在聲波紋登記存儲(chǔ)器M2中，將通過聲波紋鑒別，從而發(fā)布為“1”的鑒別通過信號(hào)S32。
當(dāng)放大器增益調(diào)節(jié)部分34輸入為“1”的鑒別通過信號(hào)S32時(shí)，放大器增益調(diào)節(jié)部分34參考此刻指示選擇第三麥克風(fēng)MC3的麥克風(fēng)選擇信號(hào)S251，將施加有第三麥克風(fēng)MC3的輸出信號(hào)的增益可變型放大器305的增益設(shè)置值設(shè)置在高電平，并向放大器305輸出該增益設(shè)置值，以將放大器305的增益設(shè)置在高電平。結(jié)果，第三麥克風(fēng)MC3拾取的聲音信號(hào)在增益可變型放大器305中提高其電平，并被輸入至A/D轉(zhuǎn)換器273，話音信號(hào)S26高電平話音輸出從DSP 25輸出，作為所選的話音信號(hào)S26。當(dāng)然，該所選的話音信號(hào)S26在D/A轉(zhuǎn)換器282中被轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)，并且該轉(zhuǎn)換的模擬信號(hào)在放大器292中被放大，放大后的話音被輸出到聲音接收和再現(xiàn)揚(yáng)聲器16中。放大器291放大的信號(hào)通過線路輸出端向另一通信設(shè)備傳送，并被輸入到另一通信設(shè)備中的聲波紋鑒別部分并可試圖進(jìn)行聲波紋鑒別。
如果被第一麥克風(fēng)MC1拾取的電視機(jī)的聲音和第三麥克風(fēng)MC3拾取的話音同時(shí)存在，首先，DSP 25選擇具有高于其他聲音電平的聲音，所選聲音作為所選話音信號(hào)S26被輸入到聲波紋鑒別部分32中。如果第一麥克風(fēng)MC1拾取的電視機(jī)的聲音高于第三麥克風(fēng)MC3拾取的話音，DSP 25選擇電視機(jī)的聲音，并作為所選話音信號(hào)S26從DSP 25輸出。然而，如上所述，這種所選話音信號(hào)S26不被聲波紋鑒別部分32所鑒別。連接至第一麥克風(fēng)MC1的增益可變型放大器301的增益設(shè)置在低電平上。此后，在DSP 25的麥克風(fēng)選擇處理中不選擇第一麥克風(fēng)MC1拾取的聲音信號(hào)，依次地，可在DSP 25中選擇第三麥克風(fēng)MC3拾取的話音信號(hào)。這種由第三麥克風(fēng)MC3拾取的話音信號(hào)作為所選的話音信號(hào)S26，從DSP 25輸入到聲波紋鑒別部分32，然后，該所選話音信號(hào)S26將可能通過聲波紋鑒別。結(jié)果，放大器增益調(diào)節(jié)部分34將連接到第三麥克風(fēng)MC3的增益可變型放大器305的增益設(shè)置在高電平，第三麥克風(fēng)MC3拾取的話音音信號(hào)電平變高，并且該處理過的清晰話音從聲音接收和再現(xiàn)揚(yáng)聲器16中輸出，而且通過線路輸出還被輸出給另一通信設(shè)備，并可輸入給其中的聲波紋鑒別部分。
通過這種方法，其聲波紋已在聲波紋鑒別部分32中的聲波紋登記存儲(chǔ)器M2登記的發(fā)言者所發(fā)出的話音將被最終選擇，然后該話音以清晰的話音被輸出到線路輸出端，并接著輸出至另一通信設(shè)備的聲波紋鑒別部分32，以及聲音接收和再現(xiàn)揚(yáng)聲器16。
因此，如圖1所示，通過利用第二實(shí)施例的通信設(shè)備1A，在彼此遠(yuǎn)離的人們之間可容易地實(shí)現(xiàn)清晰話音會(huì)話。
甚至如果通信設(shè)備1A被安裝在諸如電視機(jī)嘈雜聲的喧鬧環(huán)境下，在第二實(shí)施例中的通信設(shè)備1A中，不需要發(fā)言者移動(dòng)去接近麥克風(fēng)，和/或大聲說話或呼喊。
而且，在麥克風(fēng)使用期間不需要降低電視機(jī)的聲音電平，不需要煩瑣的工作。相反，DSP 25降低電視機(jī)的這種聲音，而該降低的電視機(jī)聲音被傳送給另一通信設(shè)備，因此使用另一通信設(shè)備的會(huì)議參與者可僅聽到發(fā)言者的清晰話音，從而獲得良好并流暢的會(huì)議效果。在這點(diǎn)上，第二實(shí)施例的通信設(shè)備1A用作噪聲抑制器，用于抑制(消除)不必要的噪聲。
當(dāng)然，當(dāng)其聲波紋沒有在聲波紋鑒別部分32的聲波紋登記存儲(chǔ)器M2中登記的第三方或個(gè)人在通信設(shè)備1A周圍發(fā)言時(shí)，這種話音最終不被選擇，而且不會(huì)被輸出到另一通信設(shè)備。即，第二實(shí)施例的通信設(shè)備1A忽略了這種沒有登記的聲波紋的聲音。
如圖14所示，當(dāng)麥克風(fēng)的輸出信號(hào)降低，并且這種狀態(tài)持續(xù)預(yù)定時(shí)段時(shí)，DSP 25確定麥克風(fēng)選擇終止。此時(shí)，優(yōu)選地，放大器增益調(diào)節(jié)部分34將相應(yīng)于發(fā)言終止的麥克風(fēng)的增益可變型放大器的增益設(shè)置值復(fù)位為正常增益值。當(dāng)然，這種終止的選擇包括在麥克風(fēng)選擇S251中，并通過微處理器23從DSP 25傳送給放大器增益調(diào)節(jié)部分34。通過復(fù)位相應(yīng)于剛剛終止其使用(選擇)的麥克風(fēng)的增益可變型放大器的增益設(shè)置值，對(duì)于所有麥克風(fēng)MC1至MC6，下次麥克風(fēng)的選擇條件成為相同的。
以上描述中，作為本發(fā)明的增益可變型放大裝置，描述增益可變型放大器301至306，然而，如上所述，增益可變型A/D轉(zhuǎn)換器271至273可用于替代A/D轉(zhuǎn)換器271至273。然后，增益可變放大器301至306被增益固定型放大器所替代，而放大器增益調(diào)節(jié)部分34可調(diào)節(jié)(設(shè)置)增益可變型A/D轉(zhuǎn)換器271至273的增益。
作為本發(fā)明的麥克風(fēng)優(yōu)選排列，描述了以等角徑向排列的麥克風(fēng)MC1至MC6，但是，在第二實(shí)施例中，不局限于麥克風(fēng)MC1至MC6的這種優(yōu)選排列方式。具體地，如圖4所示，不必要以相對(duì)方向排列第一和第四麥克風(fēng)MC1和MC4成一線。甚至麥克風(fēng)的排列是不規(guī)律的，第二實(shí)施例的通信設(shè)備1A的DSP 25檢測(cè)具有最大電平的話音信號(hào)，選擇相應(yīng)的麥克風(fēng)，并輸出指示該麥克風(fēng)的麥克風(fēng)選擇信號(hào)S251。當(dāng)然，話音鑒別部分32執(zhí)行上文論述的聲波紋鑒別。將參照?qǐng)D20至24詳細(xì)描述聲波紋鑒別部分32的處理過程。
在第二實(shí)施例中，每個(gè)會(huì)議參與者依次朝向相應(yīng)麥克風(fēng)發(fā)言，將每個(gè)話音輸入到聲波紋鑒別設(shè)備32A。聲波紋登記設(shè)備32A向聲波紋鑒別部分32輸出伴隨有麥克風(fēng)號(hào)的輸入話音。該示例中，每個(gè)會(huì)議參與者的話音是指示通信設(shè)備1A的操作的短命令，例如2到3秒說“打開文件”、“下一個(gè)”等。
聲波紋鑒別部分32中的聲波紋鑒別處理器P將從聲波紋登記設(shè)備32A輸入的話音信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，參考記錄在字典存儲(chǔ)器M1的字典，執(zhí)行話音識(shí)別處理，將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換(翻譯)為字符串?dāng)?shù)據(jù)，并將其與麥克風(fēng)號(hào)一起存儲(chǔ)在聲波紋登記存儲(chǔ)器M2中。即，聲波紋鑒別處理器P比較輸入話音信號(hào)與相應(yīng)字典存儲(chǔ)器M1的話音命令的字符串?dāng)?shù)據(jù)，并選擇匹配數(shù)據(jù)，其中字符串?dāng)?shù)據(jù)相應(yīng)于預(yù)先存儲(chǔ)的輸入話音命令。
圖20A至20D是說明在話音識(shí)別處理部分32中執(zhí)行的控制操作的時(shí)序圖。圖20A是麥克風(fēng)切換信號(hào)MC_SEL的時(shí)序圖，而且示出例如，當(dāng)指示#4時(shí)，此時(shí)選擇第四麥克風(fēng)MC4。圖20B是麥克風(fēng)輸出信號(hào)的時(shí)序圖。麥克風(fēng)輸出信號(hào)是相應(yīng)于麥克風(fēng)號(hào)的話音信號(hào)，該麥克風(fēng)號(hào)由如圖20A所示的麥克風(fēng)切換信號(hào)MC_SEL所指示，該信號(hào)在話音鑒別處理器P中被A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，而且該數(shù)字信號(hào)被輸入。在這種示例中，話音信號(hào)是指示諸如“打開文件”“下一個(gè)”的麥克風(fēng)輸出信號(hào)的命令的話音信號(hào)。圖20C是示出在聲波紋鑒別處理處理器P中通過參考圖20A和20B獲得的信息而執(zhí)行處理過程的時(shí)序圖。該處理過程由每個(gè)話音數(shù)據(jù)的緩沖和緩沖之后的話音識(shí)別處理構(gòu)成。圖20D是如圖20C所示的話音識(shí)別處理結(jié)果所連續(xù)輸出的字符串?dāng)?shù)據(jù)的時(shí)序圖。
如圖20A所述，#4是第一選擇的麥克風(fēng)號(hào)，麥克風(fēng)輸出信號(hào)“打開文件”從第四麥克風(fēng)被輸入到話音識(shí)別處理處理器P中。話音識(shí)別處理處理器P輸入經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)的麥克風(fēng)輸出信號(hào)，開始如圖20C所示的緩沖，在緩沖器中保持相應(yīng)于麥克風(fēng)號(hào)#4的話音數(shù)據(jù)。
此后，麥克風(fēng)號(hào)從#4變?yōu)?1，然后麥克風(fēng)切換信號(hào)MC_SEL變?yōu)椤?”。如圖20B所示，麥克風(fēng)號(hào)#1的話音數(shù)據(jù)是相應(yīng)于“下一個(gè)”的話音數(shù)據(jù)，然后，聲波紋鑒別處理處理器P終止麥克風(fēng)號(hào)#4的緩沖，重新對(duì)麥克風(fēng)#1開始緩沖，同時(shí)，聲波紋鑒別處理處理器P在保持在緩沖器中的麥克風(fēng)號(hào)#4的話音數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，并行地執(zhí)行話音識(shí)別。
在話音識(shí)別處理過程中，麥克風(fēng)號(hào)#4的話音數(shù)據(jù)被進(jìn)行話音識(shí)別處理，并與存儲(chǔ)在字典存儲(chǔ)器M1的字符串?dāng)?shù)據(jù)的命令組進(jìn)行比較，如果匹配就被選擇，從而輸出如圖20D所示的“打開文件”的字符串?dāng)?shù)據(jù)。
此后，當(dāng)麥克風(fēng)號(hào)從#1變?yōu)?2時(shí)，執(zhí)行上述處理。
將參照流程圖概括描述上文的控制操作。
圖21是示出聲波紋鑒別處理器P中執(zhí)行的控制主要流程圖。例如，2kHz的T1定時(shí)器啟動(dòng)，如同22所示，操作轉(zhuǎn)向T1定時(shí)器每50毫秒的中斷處理過程。存在超過預(yù)定電平的話音輸入(步驟ST11)，則操作轉(zhuǎn)向步驟ST12。當(dāng)然，上述預(yù)定電平的閾值可根據(jù)應(yīng)用需要任意設(shè)定。由于提供有麥克風(fēng)切換信號(hào)MC_SEL，在步驟ST11，聲波紋鑒別處理處理器P保持電平超過預(yù)定電平的話音的麥克風(fēng)號(hào)。因此，在步驟ST12，開始輸入話音數(shù)據(jù)的采樣，然后采樣的話音數(shù)據(jù)在相應(yīng)于麥克風(fēng)號(hào)的緩沖器中保持。如果沒有超過預(yù)定電平的輸入話音，在步驟ST12，處理器P不執(zhí)行任何操作。
圖24是示出當(dāng)麥克風(fēng)選擇信號(hào)在主要流程的控制中發(fā)生改變時(shí)的中斷流程圖。即，處在正?？刂撇僮鞯闹饕鞒讨杏幸粋€(gè)中斷處理流程(操作)出現(xiàn)，DSP 25將選擇的麥克風(fēng)號(hào)被改變，該改變信息包括在麥克風(fēng)切換信號(hào)MC_SEL中并被予以通知。在圖20的示例中，該過程示出了在規(guī)律中斷之前，當(dāng)麥克風(fēng)號(hào)4的話音數(shù)據(jù)，即麥克風(fēng)切換信號(hào)MC_SEL＝4時(shí)的話音數(shù)據(jù)，被采樣并向麥克風(fēng)號(hào)4的緩沖器緩沖時(shí)，麥克風(fēng)切換信號(hào)MC_SEL的內(nèi)容從“4”改變?yōu)椤?”。
在圖24的步驟ST40，當(dāng)聲波紋鑒別處理處理器P執(zhí)行話音數(shù)據(jù)的采樣時(shí)，聲波紋鑒別處理處理器P沒有再存儲(chǔ)話音數(shù)據(jù)到緩沖器。這種情況下，處理器P判斷為此時(shí)執(zhí)行的從麥克風(fēng)號(hào)“4”輸入的發(fā)言終止，并終止采樣(步驟ST41)被終止采樣的麥克風(fēng)號(hào)“4”的話音數(shù)據(jù)在聲波紋鑒別處理處理器P中進(jìn)一步執(zhí)行話音識(shí)別處理(步驟ST42)。在該采樣中，麥克風(fēng)號(hào)“4”的話音數(shù)據(jù)當(dāng)作“打開文件”而在聲波紋識(shí)別處理器P中被識(shí)別，該字符串?dāng)?shù)據(jù)輸出到通信設(shè)備1A的外部。
在圖21的步驟ST10中，T1定時(shí)器啟動(dòng)，而T1定時(shí)器中斷操作每50毫秒(20kMz)就啟動(dòng)，如圖22所示。T1定時(shí)器中斷操作監(jiān)視每50毫秒是否就有話音輸入，該話音輸入是否超過預(yù)定電平，并執(zhí)行適當(dāng)?shù)奶幚磉^程。
在步驟ST20中，檢查是否已經(jīng)執(zhí)行了話音采樣。如果已執(zhí)行了話音采樣，則聲波紋鑒別處理處理器P進(jìn)一步檢查話音輸入是否超過了預(yù)定電平(步驟ST21)，當(dāng)話音輸入超過了預(yù)定電平時(shí)，停止稍后描述的T2定時(shí)器。T2定時(shí)器被用于監(jiān)控沒有發(fā)言的狀態(tài)，以及當(dāng)在預(yù)定時(shí)間沒有發(fā)言時(shí)，作為下一階段，將操作模式自動(dòng)轉(zhuǎn)換到話音識(shí)別。當(dāng)存在發(fā)言時(shí)，換言之，話音輸入超過了預(yù)定電平，就認(rèn)為發(fā)言繼續(xù)并且T2定時(shí)器在步驟ST22被復(fù)位。
在步驟ST20執(zhí)行話音采樣，但是如果不存在超過預(yù)定電平的話音輸入，假定當(dāng)前發(fā)言可能是被終止，則T2定時(shí)器被觸發(fā)啟動(dòng)，用于監(jiān)控沒有發(fā)言的持續(xù)時(shí)間(步驟ST23)。
在步驟ST21，甚至在沒有話音超過預(yù)定電平的情況下，由于可能重新開始發(fā)言，所以話音采樣將被繼續(xù)(步驟ST24)。
在步驟ST20不執(zhí)行話音采樣，接著，聲波紋鑒別處理處理器P檢查是否有超過預(yù)定電平的話音輸入。結(jié)果，檢查發(fā)言是否開始的狀態(tài)，如果有話音輸入超過預(yù)定電平，聲波紋鑒別處理處理器P識(shí)別發(fā)言開始，并開始對(duì)相應(yīng)于新近所選擇的麥克風(fēng)的緩沖器采樣話音。在步驟ST25，如果不存在超過預(yù)定電平的輸入話音，那么聲波紋鑒別處理處理器P不執(zhí)行任何動(dòng)作，等待直到輸入下一個(gè)有效發(fā)言。
圖22的步驟ST23中，例如2Hz的T2定時(shí)器啟動(dòng)，并過去了預(yù)定時(shí)間，即聲波紋鑒別處理處理器P執(zhí)行話音采樣(步驟ST20，但不存在超過預(yù)定電平的輸入話音，而預(yù)定時(shí)間持續(xù)這種情況下)，持續(xù)話音采樣是無用的，因此，該操作將轉(zhuǎn)向如圖23所示的定時(shí)器T2中斷操作。即，此時(shí)執(zhí)行的話音采樣被終止(步驟ST30)，此操作將轉(zhuǎn)向話音識(shí)別處理(步驟ST31)。在步驟ST32，轉(zhuǎn)向話音識(shí)別處理后。為下一個(gè)發(fā)言過程復(fù)位定時(shí)器T2。
根據(jù)聲波紋鑒別部分32，甚至如果多個(gè)會(huì)議參與者同時(shí)使用麥克風(fēng)，并通過重疊狀態(tài)下話音向通信設(shè)備1A發(fā)布命令，DSP 25對(duì)每個(gè)話音的每個(gè)頻帶的聲壓電平進(jìn)行分析，以指定主要發(fā)言者，并選擇其話音信號(hào)。因此，如果同時(shí)輸入多個(gè)話音命令，可避免無用和錯(cuò)誤的識(shí)別處理，而且聲波紋鑒別部分32可穩(wěn)定執(zhí)行其對(duì)主要發(fā)言話音命令的鑒別。
聲波紋鑒別部分32的聲波紋鑒別處理處理器P執(zhí)行傳送話音命令信號(hào)的緩沖、緩沖的話音信號(hào)的話音識(shí)別過程，將緩沖的話音信號(hào)與存儲(chǔ)在字典存儲(chǔ)器M1中的命令字符數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，選擇匹配字符串?dāng)?shù)據(jù)。
每次選擇時(shí)，聲波紋鑒別部分32中的聲波紋鑒別處理處理器P從聲波紋鑒別設(shè)備32A接收所選擇的麥克風(fēng)號(hào)。從而，如果所選麥克風(fēng)號(hào)改變，處理器P停止緩沖，并對(duì)緩沖的話音信號(hào)執(zhí)行話音識(shí)別處理，以及對(duì)所改變的麥克風(fēng)號(hào)的話音信號(hào)開始緩沖。所以，提高了話音識(shí)別的準(zhǔn)確性。
第三實(shí)施例參照?qǐng)D25和26，將描述根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的會(huì)議設(shè)備。
第三實(shí)施例將描述使用第一和第二實(shí)施例的通信設(shè)備1和1A并對(duì)通信設(shè)備添加了成像裝置而構(gòu)成電視(TV)會(huì)議系統(tǒng)的情形。
具有電視攝影機(jī)的常規(guī)會(huì)議系統(tǒng)中，電視攝影機(jī)的方向由為電視會(huì)議系統(tǒng)的每個(gè)發(fā)言者或主席(或管理者)所提供的麥克風(fēng)號(hào)所控制。為實(shí)現(xiàn)該方法，需要為發(fā)言者準(zhǔn)備各自麥克風(fēng)，不可避免導(dǎo)致了昂貴系統(tǒng)。同時(shí)不可避免存在這樣煩瑣工作，例如當(dāng)發(fā)言者改變時(shí)，通過電視會(huì)議系統(tǒng)的主席改變電視攝影機(jī)的成像方向，以拍攝發(fā)言者的圖像。進(jìn)一步，當(dāng)發(fā)言者的姓名也隨著其圖像顯示時(shí)，通常，麥克風(fēng)與發(fā)言者的姓名相關(guān)聯(lián)，那么，如果與會(huì)者的座位改變，則必需重新設(shè)置這種姓名和麥克風(fēng)的關(guān)系。
已知存在一種用于針對(duì)聲音改變電視攝像機(jī)方向的簡(jiǎn)單系統(tǒng)，然而，這種簡(jiǎn)單的系統(tǒng)具有下面的缺點(diǎn)，電視攝像機(jī)的方向有時(shí)響應(yīng)于周圍環(huán)繞噪聲，例如，響應(yīng)會(huì)議所使用的投影儀風(fēng)扇的聲音等而朝向不合理的方向，即，電視攝像機(jī)可能經(jīng)常拍下投影儀的圖像。
如第一實(shí)施例和第二實(shí)施例所述的通信設(shè)備具有優(yōu)點(diǎn)選擇正確；不需要將麥克風(fēng)定位于接近會(huì)議參與者；噪聲和/或不需要的聲音可被消除等。
例如，在第一實(shí)施例的通信設(shè)備1中，如圖4所示，多個(gè)麥克風(fēng)MC1至MC6排列指向(使朝向)所有方向，第一數(shù)字信號(hào)處理器(DSP 25)選擇朝向當(dāng)前正在發(fā)言的發(fā)言者的麥克風(fēng)拾取的話音信號(hào)。即，通信設(shè)備1選擇正確的發(fā)言者或其麥克風(fēng)。
進(jìn)一步，向第一實(shí)施例的通信設(shè)備1添加了聲波紋鑒別部分39的通信設(shè)備1A，可靠地選擇正確的發(fā)言者或其麥克風(fēng)。
因此，第三實(shí)施例中，介紹了圖25和26所示的會(huì)議設(shè)備1B和1C，每個(gè)會(huì)議設(shè)備具有添加到如圖19所示通信設(shè)備1A的如本發(fā)明成像裝置一個(gè)實(shí)施例的電視攝像機(jī)設(shè)備40；和如本發(fā)明成像方向調(diào)節(jié)裝置的一個(gè)實(shí)施例的成像方向調(diào)節(jié)部分36。
圖25和26是示出了本發(fā)明第三實(shí)施例的會(huì)議設(shè)備1B和1C的結(jié)構(gòu)圖。圖26是示出會(huì)議設(shè)備1C的結(jié)構(gòu)圖，其中的成像方向調(diào)節(jié)部分36和電視攝像機(jī)設(shè)備40被添加到如圖19所示通信設(shè)備1A中，圖25是示出會(huì)議設(shè)備1B的結(jié)構(gòu)圖，其中增益可變型放大器301至306和放大器增益調(diào)節(jié)部分34從如同26所示的會(huì)議設(shè)備1C中刪除。
第三實(shí)施例具有下列三種模式。
(1)第一模式中，如第一實(shí)施例所述，由DSP 25進(jìn)行的麥克風(fēng)選擇處理不是必徐的，而成像方向調(diào)節(jié)部分36根據(jù)麥克風(fēng)選擇處理結(jié)果控制電視攝像機(jī)設(shè)備的成像條件。
(2)在優(yōu)于第一模式的第二模式中，以示于圖25的結(jié)構(gòu)，(構(gòu)造)，如第一實(shí)施例所述，DSP 25執(zhí)行麥克風(fēng)選擇處理過程，并進(jìn)一步如圖19第二實(shí)施例所述，在麥克風(fēng)選擇處理結(jié)果與聲波紋鑒別匹配的情況下，通過聲波紋鑒別部分32執(zhí)行聲波紋鑒別，接著成像方向調(diào)節(jié)部分36控制電視攝像機(jī)設(shè)備40的成像條件。
(3)在優(yōu)于第二模式的第三模式中，以示于圖26的結(jié)構(gòu)，DSP 25如第一實(shí)施例所述執(zhí)行麥克風(fēng)選擇處理過程，如圖19第二實(shí)施例所述，在麥克風(fēng)選擇處理結(jié)果與聲波紋鑒別匹配的情況下，通過聲波紋鑒別部分32執(zhí)行聲波紋鑒別，然后成像方向調(diào)節(jié)部分控制電視攝像機(jī)設(shè)備40的成像條件，并進(jìn)一步通過放大器增益調(diào)節(jié)部分34執(zhí)行增益可變型放大器301至306的增益控制。
參照?qǐng)D25和26將詳細(xì)描述本發(fā)明的第三實(shí)施例。
成像方向調(diào)節(jié)部分36包括計(jì)算機(jī)，其可調(diào)節(jié)成像方向、變焦條件、以及照明條件等，成像方向調(diào)節(jié)部分36的計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)器部分預(yù)先設(shè)置(存儲(chǔ))用于拍攝圖像的第一成像信息(例如，第一麥克風(fēng)的方向和第一區(qū)域(范圍)MC1區(qū)域)、用于拍攝圖像的第二成像信息(例如，第二麥克風(fēng)的方向和，第二區(qū)域(范圍)MC2區(qū)域)等。優(yōu)選地，這種成像條件信息可包括會(huì)議參與者的姓名、工作名(他的職業(yè)名)、他的職務(wù)頭銜等。
當(dāng)成像方向調(diào)節(jié)部分36為電視攝像機(jī)設(shè)備40給出成像條件時(shí)，例如諸如向上或向下、左側(cè)或右側(cè)、變焦條件(移動(dòng)攝像機(jī)鏡頭的條件)、是否執(zhí)行了變焦、變焦的程度等之類的成像條件，基于所給的成像條件，電視攝像機(jī)設(shè)備40能夠拍攝的圖像。電視攝像機(jī)設(shè)備40拍攝的圖像(視頻)信號(hào)在顯示設(shè)備(裝置)上顯示，該顯示設(shè)備沒有在圖中示出，且位于安裝了通信設(shè)備1A的房間內(nèi)，通過一條沒有示出的信號(hào)發(fā)送路徑，圖像信號(hào)將在安裝了另一通信設(shè)備的另一遠(yuǎn)程房間內(nèi)安裝的電視接收機(jī)上顯示。
放大器增益調(diào)節(jié)部分34和成像方向調(diào)節(jié)部分36通過微處理器23輸入指示所選麥克風(fēng)號(hào)的麥克風(fēng)選擇信號(hào)S251。同時(shí)，當(dāng)所選話音信號(hào)S26在聲波紋鑒別部分32進(jìn)行聲波紋鑒別之后，與預(yù)先登記的聲波紋相一致時(shí)，放大器增益調(diào)節(jié)部分34和成像方向調(diào)節(jié)部分36輸入已被輸出的識(shí)別通過信號(hào)S32“1”，該所選話音信號(hào)S26是由DSP 25選擇并由DSP 26進(jìn)行回音消除處理和輸出的拾取話音信號(hào)。
放大器增益調(diào)節(jié)部分34設(shè)置相應(yīng)于如第二實(shí)施例所述的在第一大值(高電平)上麥克風(fēng)選擇信號(hào)S251指定的麥克風(fēng)的增益可變型放大器的增益，其結(jié)果與第二實(shí)施例的結(jié)果相同。
成像方向調(diào)節(jié)部分36讀出預(yù)先設(shè)置到成像方向調(diào)節(jié)部分36的成像條件信息，相應(yīng)于麥克風(fēng)選擇信號(hào)S251所指示的麥克風(fēng)，并根據(jù)(響應(yīng)于)讀取的成像條件信息，調(diào)節(jié)電視攝像機(jī)設(shè)備40的成像條件。例如，當(dāng)麥克風(fēng)選擇信號(hào)S251指示第一麥克風(fēng)時(shí)，響應(yīng)于拍攝朝向第一麥克風(fēng)和區(qū)域MC1_AREA的圖像的的第一成像條件信息，成像方向調(diào)節(jié)部分36控制電視攝像機(jī)設(shè)備40的方向可向上或向下，也可左側(cè)或右側(cè)，以拍攝區(qū)域MC1_AREA和第一麥克風(fēng)方向的圖像。如果第一成像條件信息包括有關(guān)變焦的信息，成像方向調(diào)節(jié)部分36對(duì)電視攝像機(jī)設(shè)備40指示變焦操作。
電視攝像機(jī)設(shè)備40在由成像方向調(diào)節(jié)部分36指令的條件下拍攝圖像。結(jié)果圖像(畫面)經(jīng)過沒有示出的傳輸通道被發(fā)往另一房間安裝的電視接收機(jī)，在另一房間里裝配有另一通信(會(huì)議)設(shè)備。電視攝像機(jī)設(shè)備40的結(jié)果圖像也可在安裝有電視攝像機(jī)設(shè)備40和通信(會(huì)議)設(shè)備的房間中的顯示設(shè)備上顯示。
通過這種方法，在遠(yuǎn)端房間的電視接收機(jī)和/或該側(cè)房間中的顯示設(shè)備上，通過麥克風(fēng)發(fā)布發(fā)言的會(huì)議參與者的圖像，由DSP 25來選擇，并可選擇地顯示出來，與會(huì)者的話音是以聲波紋鑒別部分32的聲波紋鑒別方式鑒別。
成像方向調(diào)節(jié)部分36可添加諸如姓名、職業(yè)等信息，該信息包括在通過電視攝像機(jī)設(shè)備40拍攝的圖像信號(hào)上的成像條件信息中。
結(jié)果，在安裝通信設(shè)備1B的房間中的顯示設(shè)備上以及遠(yuǎn)端房間的電視接收機(jī)上，姓名、職業(yè)等以添加的形式被顯示在由電視攝像機(jī)設(shè)備40拍攝的圖像上。
在會(huì)議設(shè)備1B和1C的初始狀態(tài)中，例如，在接通會(huì)議設(shè)備電源之后的瞬間時(shí)刻，成像方向調(diào)節(jié)部分36指令電視攝像機(jī)設(shè)備40，從而電視攝像機(jī)設(shè)備40在主席前方的麥克風(fēng)位置上拍攝圖像，(例如，主席就座的區(qū)域，通常包括第一麥克風(fēng)位置的區(qū)域)，或拍攝所有會(huì)議參與者和通信設(shè)備1A的圖像。
如果不適當(dāng)?shù)貓?zhí)行了麥克風(fēng)的選擇，或者如果不適當(dāng)?shù)貓?zhí)行了麥克風(fēng)的選擇，但是聲波紋鑒別沒有通過(失敗)，這些狀態(tài)被稱為默認(rèn)情況(條件或狀態(tài))，成像方向調(diào)節(jié)部分36執(zhí)行默認(rèn)處理。成像方向調(diào)節(jié)部分36向電視攝像機(jī)設(shè)備40給出成像條件，作為錯(cuò)誤處理，從而在主席就座的前方麥克風(fēng)的位置，或所有會(huì)議參與者和通信設(shè)備1A的位置都可被拍攝，或者可以維持當(dāng)前成像的條件。
在默認(rèn)情況下，放大器增益調(diào)節(jié)部分34不調(diào)節(jié)增益可變型放大器301至306的增益。
將具體描述成像方向調(diào)節(jié)部分36和電視攝像機(jī)設(shè)備40。在第二實(shí)施例中已描述了放大器增益調(diào)節(jié)部分34的處理過程，因而忽略其描述。
假設(shè)，坐在第一麥克風(fēng)方向并在區(qū)域MIC1_AREA的會(huì)議參與者A1，面對(duì)第一麥克風(fēng)MC1發(fā)言。由第一麥克風(fēng)MC1拾取的聲音信號(hào)通過A/D轉(zhuǎn)換器271轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，并被輸入給DSP 25，而DSP 25通過上述方法選擇麥克風(fēng)MC1。DSP 25向微處理器23輸出指示選擇第一麥克風(fēng)MC1的麥克風(fēng)選擇信號(hào)S251。麥克風(fēng)選擇信號(hào)S251通過微處理器23被提供給成像方向調(diào)節(jié)部分36。第一麥克風(fēng)MC1拾取并由DSP 25選擇的話音信號(hào)被輸出至DSP 26，以在那里執(zhí)行回音消除，而結(jié)果信號(hào)作為所選的話音信號(hào)S26，通過D/A轉(zhuǎn)換器282和放大器291被輸入至話音鑒別部分32。聲波紋鑒別部分32鑒別所選話音信號(hào)S26與聲波紋鑒別部分32中預(yù)先登記在聲波紋存儲(chǔ)器M2中的聲波紋是否匹配。如果會(huì)議參與者A1的聲波紋與預(yù)先登記在聲波紋鑒別部分32的聲波紋登記存儲(chǔ)器M2中的聲波紋匹配，則聲波紋鑒別部分32發(fā)布為“1”的鑒別通過信號(hào)S32，該信號(hào)向放大器增益調(diào)節(jié)部分34和成像方向調(diào)節(jié)部分36指示鑒別通過(成功)。另一方面，如果會(huì)議參與者A1的聲波紋沒有登記在聲波紋鑒別部分32的聲波紋登記存儲(chǔ)器M2中，則聲波紋鑒別部分發(fā)布為“0”的鑒別通過信號(hào)S32，該信號(hào)向成像方向調(diào)節(jié)部分36指示鑒別失敗。
成像方向調(diào)節(jié)部分36在為“1”的鑒別通過信號(hào)S32輸入其中時(shí)，根據(jù)第一麥克風(fēng)MC1的第一成像調(diào)節(jié)信息控制電視攝像機(jī)設(shè)備40，該信息由麥克風(fēng)選擇信號(hào)S251所指示。結(jié)果，電視攝像機(jī)設(shè)備40拍攝第一麥克風(fēng)方向和區(qū)域MIC1_AREA的圖像，以獲得會(huì)議參與者的圖像。響應(yīng)于會(huì)議參與者A1朝向第一麥克風(fēng)MC1發(fā)言期間的第一成像條件信息，成像方向調(diào)節(jié)部分36使電視攝像機(jī)設(shè)備40持續(xù)拍攝第一麥克風(fēng)方向和區(qū)域MIC1_AREA的圖像。
接著，假設(shè)會(huì)議參與者A3朝向第三麥克風(fēng)MC3發(fā)言，DSP 25選擇該發(fā)言，但是第三會(huì)議參與者的聲波紋沒有登記到聲波紋登記存儲(chǔ)器M2中。DSP 25通過微處理器23向成像方向調(diào)節(jié)部分36發(fā)布麥克風(fēng)選擇信號(hào)S25指示選擇第三麥克風(fēng)MC3。當(dāng)然，第三麥克風(fēng)MC3拾取的話音信號(hào)被提供給DSP 26，以執(zhí)行回音消除，回聲消除后的話音信號(hào)被提供給聲波紋鑒別部分32。如上所述，第三會(huì)議參與者A3的聲波紋沒有登記到聲波紋登記存儲(chǔ)器M2，因此，聲波紋鑒別部分32輸出為“0”的鑒別通過信號(hào)S32，該信號(hào)向成像方向調(diào)節(jié)部分36指示鑒別的失敗。一旦接收到為“0”的鑒別通過信號(hào)S32，成像方向調(diào)節(jié)部分36判斷為默認(rèn)，并執(zhí)行誤默認(rèn)處理，例如，根據(jù)相同成像條件，通過電視攝像機(jī)設(shè)備40持續(xù)拍攝圖像；根據(jù)作為會(huì)議設(shè)備的初始狀態(tài)的用于拍攝主席圖像的成像條件，來拍攝主席圖像等。當(dāng)然，在這種情況下，會(huì)議參與者A3的圖像沒有被電視攝像機(jī)設(shè)備40所拍攝。
如果多個(gè)會(huì)議參與者同時(shí)發(fā)言，DSP 25選擇最高電平聲音，所選話音通過聲波紋鑒別來檢查，成像方向調(diào)節(jié)部分36在聲波紋鑒別結(jié)果基礎(chǔ)上，控制電視攝像機(jī)設(shè)備40拍攝圖像。
上述操作和處理過程同樣應(yīng)用于遠(yuǎn)端另一會(huì)議設(shè)備。甚至如果遠(yuǎn)端另一會(huì)議設(shè)備不具有聲波紋鑒別功能等，那么，通過經(jīng)傳輸通道接收必要信息，在會(huì)議設(shè)備1A側(cè)可執(zhí)行這種功能，該側(cè)會(huì)議設(shè)備的成像方向調(diào)節(jié)部分36可控制在遠(yuǎn)端會(huì)議室中的電視攝像機(jī)設(shè)備。
通過第三實(shí)施例的會(huì)議設(shè)備1B和1C，向遠(yuǎn)端會(huì)議室傳送清晰的話音，會(huì)議參與者的聲波紋被鑒別，電視攝像機(jī)設(shè)備40得到會(huì)議參與者聲波紋鑒別的圖片。
第三實(shí)施例中，不需要以1∶1相應(yīng)方式為會(huì)議參與者提供麥克風(fēng)，也不需要通過例如主席的系統(tǒng)管理者控制電視攝像機(jī)40的成像條件。
如果會(huì)議參與者在會(huì)議期間移動(dòng)其位置，DSP 25通過上述麥克風(fēng)選擇處理過程選擇有效的麥克風(fēng)，然后聲波紋鑒別部分32執(zhí)行正確的聲波紋鑒別，因此，成像方向調(diào)節(jié)部分36控制電視攝像機(jī)設(shè)備40結(jié)合會(huì)議拍攝有效圖像。
系統(tǒng)管理者、或主席在會(huì)議期間不進(jìn)行會(huì)議設(shè)備方操作。
除顯示會(huì)議參與者圖像外，顯示設(shè)備和/或電視接收機(jī)可自動(dòng)顯示他的姓名和職業(yè)。
參照?qǐng)D25和26，作為第三實(shí)施例的優(yōu)選示例，對(duì)通過DSP 25選擇麥克風(fēng)、通過聲波紋鑒別部分32進(jìn)行聲波紋鑒別、以及通過成像方向調(diào)節(jié)部分36控制電視攝像機(jī)設(shè)備40的拍攝條件進(jìn)行描述，然而，主要地，成像方向調(diào)節(jié)部分36對(duì)電視攝像機(jī)設(shè)備40的成像條件的控制，可通過僅僅使用由DSP 25的麥克風(fēng)選擇結(jié)果來獲得，即，不需要聲波紋鑒別。
在實(shí)現(xiàn)第三實(shí)施例時(shí)，不需要象第一實(shí)施例那樣(即以等角徑向排列)排列麥克風(fēng)。甚至如果麥克風(fēng)沒有以等角徑向排列，DSP 25可選擇輸出巨大(最大)幅度話音(聲音)的麥克風(fēng)，并且聲波紋鑒別部分32鑒別所選話音與預(yù)先登記的聲波紋的匹配。麥克風(fēng)選擇和聲波紋鑒別的組合使得能夠自由排列麥克風(fēng)。這種情況下，電視攝像機(jī)設(shè)備40可根據(jù)成像方向條件部分36所確定的成像條件，拍攝適宜的圖像。
為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，上述實(shí)施例可適當(dāng)結(jié)合，以滿足需要和要求。
本發(fā)明工作中，不需要特別設(shè)備。只需要使用整體的麥克風(fēng)和揚(yáng)聲器結(jié)構(gòu)型通信設(shè)備。因此，在配置整體的麥克風(fēng)和揚(yáng)聲器結(jié)構(gòu)型通信設(shè)備的狀態(tài)下，可執(zhí)行上述調(diào)節(jié)。
盡管參照基于說明目的選擇的特定實(shí)施例已經(jīng)描述本發(fā)明，顯然，可由本領(lǐng)域技術(shù)人員做出許多修改而不脫離本發(fā)明的基本概念和范圍。
權(quán)利要求
1.一種通信設(shè)備包括多個(gè)麥克風(fēng)；用于在由多個(gè)麥克風(fēng)拾取的多個(gè)信號(hào)中選擇信號(hào)的麥克風(fēng)信號(hào)選擇裝置；和用于響應(yīng)于與拾取了麥克風(fēng)信號(hào)選擇裝置選擇的信號(hào)的麥克風(fēng)相對(duì)應(yīng)的成像條件信息控制成像裝置的成像條件的成像方向調(diào)整裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的通信設(shè)備，其中成像條件信息包括指示成像裝置的成像方向的信息，并且成像方向調(diào)整裝置，響應(yīng)于指示成像方向的信息控制成像裝置的成像方向。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的通信設(shè)備，其中成像條件信息包括用于改變成像裝置的焦距的信息，并且成像方向調(diào)整裝置響應(yīng)于改變成像裝置的焦距的信息，來控制成像裝置的焦距改變。
4.根據(jù)權(quán)利要求2的通信設(shè)備，其中成像條件信息包括指示位于成像裝置拍攝圖像的位置的發(fā)言者的信息，并且成像方向調(diào)整裝置將指示發(fā)言者的信息加到由成像裝置拍攝的圖像上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的通信設(shè)備，進(jìn)一步包括聲波紋鑒別裝置，用于執(zhí)行聲波紋的鑒別，即鑒別所選麥克風(fēng)拾取的信號(hào)與以前登記的聲波紋是否一致。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的通信設(shè)備，其中成像方向調(diào)整裝置響應(yīng)與拾取了由麥克風(fēng)信號(hào)選擇裝置選擇的信號(hào)的麥克風(fēng)相對(duì)應(yīng)的成像條件信息，控制成像裝置的成像條件。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的通信設(shè)備，其中，當(dāng)聲波紋鑒別裝置未鑒別所選麥克風(fēng)拾取的信號(hào)時(shí)，成像方向調(diào)整裝置將成像裝置的狀態(tài)設(shè)置為默認(rèn)狀態(tài)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的通信設(shè)備，其中，當(dāng)設(shè)置為默認(rèn)狀態(tài)時(shí)，成像方向調(diào)整裝置不會(huì)改變成像裝置的成像條件。
9.根據(jù)權(quán)利要求7的通信設(shè)備，其中，當(dāng)設(shè)置為默認(rèn)狀態(tài)時(shí)，成像方向調(diào)整裝置將成像裝置的成像條件設(shè)置為初始成像條件。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的通信設(shè)備，其中成像方向調(diào)整裝置將成像裝置的成像條件設(shè)置為給預(yù)先登記的主席拍攝圖像的成像條件，作為初始成像條件。
11.根據(jù)權(quán)利要求5的通信設(shè)備，進(jìn)一步包括用于放大由麥克風(fēng)拾取的信號(hào)并具有可變的增益的增益可變型放大裝置，和放大器增益調(diào)整裝置，當(dāng)聲波紋鑒別裝置鑒別所選的麥克風(fēng)拾取信號(hào)時(shí)，該放大器增益調(diào)整裝置將與指示所選擇信號(hào)的麥克風(fēng)相對(duì)應(yīng)的增益可變型放大裝置的增益設(shè)置到具有較大值的第一增益。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的通信設(shè)備，其中，當(dāng)聲波紋鑒別裝置未鑒別所選擇的麥克風(fēng)拾取信號(hào)時(shí)，該放大器增益調(diào)整裝置將與指示所選擇信號(hào)的麥克風(fēng)相對(duì)應(yīng)的增益可變型放大裝置的增益設(shè)置到具有較小值的第二增益。
13.根據(jù)權(quán)利要求11的通信設(shè)備，其中，當(dāng)檢測(cè)到麥克風(fēng)信號(hào)選擇裝置的麥克風(fēng)選擇中止時(shí)，放大器增益調(diào)整裝置將與指示所選擇信號(hào)的麥克風(fēng)相對(duì)應(yīng)的增益可變型放大裝置的增益設(shè)置到具有平均值或等于其它增益可變型放大裝置的增益的第三增益。
14.根據(jù)權(quán)利要求12的通信設(shè)備，其中，當(dāng)檢測(cè)到麥克風(fēng)信號(hào)選擇裝置的麥克風(fēng)選擇中止時(shí)，放大器增益調(diào)整裝置將與指示所選擇信號(hào)的麥克風(fēng)相對(duì)應(yīng)的增益可變型放大裝置的增益設(shè)置到具有平均值或等于其它增益可變型放大裝置的增益的第三增益。
15.根據(jù)權(quán)利要求1的通信設(shè)備，其中多個(gè)麥克風(fēng)以等角徑向設(shè)置，通信設(shè)備進(jìn)一步包括與多個(gè)麥克風(fēng)等距離設(shè)置并接近于多個(gè)麥克風(fēng)的聲音輸出裝置。
16.根據(jù)權(quán)利要求1的通信設(shè)備，其中麥克風(fēng)信號(hào)選擇裝置根據(jù)麥克風(fēng)檢測(cè)到的信號(hào)來檢測(cè)聲音源的方向。
17.根據(jù)權(quán)利要求2的通信設(shè)備，進(jìn)一步包括聲波紋鑒別裝置，用于執(zhí)行聲波紋的鑒別，即鑒別所選麥克風(fēng)拾取的信號(hào)與以前登記的聲波紋是否一致。
18.根據(jù)權(quán)利要求2的通信設(shè)備，其中多個(gè)麥克風(fēng)以等度徑向設(shè)置，通信設(shè)備進(jìn)一步包括與多個(gè)麥克風(fēng)等距離設(shè)置并接近于多個(gè)麥克風(fēng)的聲音輸出裝置。
19.根據(jù)權(quán)利要求2的通信設(shè)備，其中麥克風(fēng)信號(hào)選擇裝置根據(jù)麥克風(fēng)檢測(cè)到的信號(hào)來檢測(cè)聲音源的方向。
20.根據(jù)權(quán)利要求17的通信設(shè)備，其中多個(gè)麥克風(fēng)以等度徑向設(shè)置，通信設(shè)備進(jìn)一步包括與多個(gè)麥克風(fēng)等距離設(shè)置并接近于多個(gè)麥克風(fēng)的聲音輸出裝置。
21.根據(jù)權(quán)利要求17的通信設(shè)備，其中麥克風(fēng)信號(hào)選擇裝置根據(jù)麥克風(fēng)檢測(cè)到的信號(hào)來檢測(cè)聲音源的方向。
22.一種會(huì)議設(shè)備，包括多個(gè)麥克風(fēng)；可調(diào)整成像條件的成像裝置；用于在多個(gè)麥克風(fēng)拾取的多個(gè)信號(hào)中選擇信號(hào)的麥克風(fēng)信號(hào)選擇裝置；以及用于響應(yīng)于與拾取了麥克風(fēng)信號(hào)選擇裝置選擇的信號(hào)的麥克風(fēng)相對(duì)應(yīng)的成像條件信息控制成像裝置的成像條件的成像方向調(diào)整裝置。
23.一種調(diào)整成像條件的方法，包括在多個(gè)麥克風(fēng)拾取的多個(gè)信號(hào)中選擇信號(hào)的步驟；以及響應(yīng)于與拾取了選擇步驟選擇的信號(hào)的麥克風(fēng)相對(duì)應(yīng)的成像條件信息控制成像裝置的成像條件的步驟。
24.根據(jù)權(quán)利要求23的調(diào)整成像條件的方法，還包括聲波紋鑒別步驟，用于執(zhí)行聲波紋的鑒別，即鑒別所選麥克風(fēng)拾取的信號(hào)與以前登記的聲波紋是否一致，其中在成像方向調(diào)整步驟中，響應(yīng)于與拾取了麥克風(fēng)信號(hào)選擇裝置選擇的信號(hào)的麥克風(fēng)相對(duì)應(yīng)的成像條件信息控制成像裝置的成像條件。
全文摘要
提供的通信設(shè)備和電視會(huì)議設(shè)備能自動(dòng)并正確地為發(fā)言者拍攝圖像。聲音分析器正確地選擇發(fā)言者。聲波紋鑒別部分鑒別發(fā)言者的聲波紋是否被登記。當(dāng)發(fā)言者的選擇和聲波紋的鑒別相一致時(shí)，成像方向調(diào)整部分基于預(yù)先登記的條件驅(qū)動(dòng)電視攝像機(jī)。
文檔編號(hào)G10L17/00GK1620197SQ20041010232
公開日2005年5月25日 申請(qǐng)日期2004年9月6日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月5日
發(fā)明者阿部義孝, 藤山英春, 增田彰 申請(qǐng)人:索尼株式會(huì)社