麥克風(fēng)裝置及消除近場聲源干擾的麥克風(fēng)設(shè)置方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種麥克風(fēng)裝置及消除近場聲源干擾的麥克風(fēng)設(shè)置方法。該麥克風(fēng)裝置包括第一麥克風(fēng)、第二麥克風(fēng)、縮放器以及減法器。該兩個(gè)麥克風(fēng)具有單指向性且指向形成一個(gè)大于零度的夾角。該縮放器與該第一麥克風(fēng)連接并用于將該第一麥克風(fēng)輸出的信號按照預(yù)設(shè)倍率縮放后輸出。該減法器與該第二麥克風(fēng)和該縮放器連接并用于將該第二麥克風(fēng)輸出的信號和該縮放器輸出的信號相減后輸出。該消除近場聲源干擾的麥克風(fēng)設(shè)置方法包括設(shè)置兩個(gè)麥克風(fēng)使該兩個(gè)麥克風(fēng)指向具有大于零度的夾角，對全場錄音，將兩個(gè)麥克風(fēng)采集的信號進(jìn)行運(yùn)算后輸出。本發(fā)明麥克風(fēng)裝置及使用本發(fā)明消除近場聲源干擾的麥克風(fēng)設(shè)置方法設(shè)置的麥克風(fēng)裝置近場的干擾聲源的抗干擾性較好。
【專利說明】麥克風(fēng)裝置及消除近場聲源干擾的麥克風(fēng)設(shè)置方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及聲音采集裝置，尤其涉及一種麥克風(fēng)裝置。
[0002]此外，本發(fā)明還涉及聲音采集裝置的設(shè)置方法，尤其涉及一種消除近場聲源干擾的麥克風(fēng)設(shè)置方法。
【背景技術(shù)】
[0003]在語音環(huán)境中，語音信號不可避免的會(huì)受到來自環(huán)境噪聲的干擾。當(dāng)干擾源與麥克風(fēng)的距離較近時(shí)，接收麥克風(fēng)會(huì)收到這些聲源的合成信號，很難分離不同的聲源，該干擾源就難于去除，難以獲得清晰穩(wěn)定的目標(biāo)聲音源的信號。
[0004]在應(yīng)用場景中，以具有麥克風(fēng)裝置的設(shè)備為例，如筆記本電腦、智能電視機(jī)等，其麥克風(fēng)裝置和揚(yáng)聲器距離較近，小于筆記本電腦或智能電視本身的尺寸，揚(yáng)聲器產(chǎn)生的聲音對于麥克風(fēng)裝置需要采集的聲音(例如人在遠(yuǎn)處對麥克風(fēng)裝置講話)來說形成較大干擾。
[0005]再例如，在電話會(huì)議系統(tǒng)中，麥克風(fēng)裝置和揚(yáng)聲器通常設(shè)置在一個(gè)設(shè)備中，會(huì)議室內(nèi)的多人共用一個(gè)設(shè)備，因此講話的人通常距離麥克風(fēng)裝置較遠(yuǎn)，揚(yáng)聲器產(chǎn)生的聲音對于麥克風(fēng)裝置需要采集的聲音來說也會(huì)形成較大干擾。
[0006]以上情況表明，現(xiàn)有技術(shù)中的麥克風(fēng)裝置排除干擾效果不佳。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]鑒于現(xiàn)有技術(shù)中的麥克風(fēng)裝置排除干擾效果不佳的技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種排除干擾效果較佳的麥克風(fēng)裝置。
[0008]與此同時(shí)，本發(fā)明還提供一種消除近場聲源干擾的麥克風(fēng)設(shè)置方法。
[0009]本發(fā)明的具體技術(shù)方案如下:
[0010]—種麥克風(fēng)裝置，用在干擾聲源為近場聲源的環(huán)境下。麥克風(fēng)裝置包括第一麥克風(fēng)、第二麥克風(fēng)、縮放器以及減法器。該第一麥克風(fēng)以及該第二麥克風(fēng)均具有單指向性且兩個(gè)麥克風(fēng)的指向形成一個(gè)大于零度的夾角。該縮放器與該第一麥克風(fēng)連接并用于將該第一麥克風(fēng)輸出的信號按照預(yù)設(shè)倍率縮放后輸出。該減法器與該第二麥克風(fēng)和該縮放器連接并用于將該第二麥克風(fēng)輸出的信號和該縮放器輸出的信號相減后輸出。
[0011]進(jìn)一步地，還包括調(diào)節(jié)器，該調(diào)節(jié)器與該第一麥克風(fēng)、該第二麥克風(fēng)以及該縮放器相連，用于根據(jù)該第一麥克風(fēng)以及該第二麥克風(fēng)同時(shí)監(jiān)測到的近場聲源信號計(jì)算出該預(yù)定倍數(shù)，并將該預(yù)定倍率存儲(chǔ)在該縮放器中。
[0012]進(jìn)一步地，該夾角為90度。
[0013]進(jìn)一步地,該第一麥克風(fēng)、該第二麥克風(fēng)和該干擾聲源三者的中心位于同一參考平面內(nèi)；該第一麥克風(fēng)與該干擾聲源的指向相同且與該參考平面垂直，該第二麥克風(fēng)的指向與該參考平面平行且指向遠(yuǎn)離該干擾聲源的方向。
[0014]一種消除近場聲源干擾的麥克風(fēng)設(shè)置方法，包括:設(shè)置具有單指向性的一第一麥克風(fēng)以及一第二麥克風(fēng)，并將該第一麥克風(fēng)與該第二麥克風(fēng)的指向設(shè)置成一個(gè)大于零度的夾角；同時(shí)使用該第一麥克風(fēng)以及該第二麥克風(fēng)對全場聲源進(jìn)行信號米集；將該第一麥克風(fēng)測得的信號值按照一預(yù)設(shè)倍率進(jìn)行縮放處理后減去該第二麥克風(fēng)所測得的信號值，從而濾去近場聲源的干擾值輸出所需獲得的聲源信號值。
[0015]進(jìn)一步地，分別利用該第一麥克風(fēng)以及該第二麥克風(fēng)僅對該近場聲源進(jìn)行信號采集，得到一第一近場聲源值以及一第二近場聲源值，將該第二近場聲源值相對該第一近場聲源值的倍率設(shè)定為預(yù)設(shè)倍率。
[0016]進(jìn)一步地,將該第一麥克風(fēng)與該第二麥克風(fēng)的指向設(shè)置成90度的夾角。
[0017]進(jìn)一步地，將該第一麥克風(fēng)、該第二麥克風(fēng)和該近場聲源三者的中心設(shè)置在同一參考平面內(nèi)；將該第一麥克風(fēng)設(shè)置成與該近場聲源的指向相同且與該參考平面垂直，將該第二麥克風(fēng)的指向設(shè)置成與該參考平面平行且遠(yuǎn)離該近場聲源的方向。
[0018]相對于現(xiàn)有技術(shù)，由于本發(fā)明的麥克風(fēng)裝置包括第一麥克風(fēng)、第二麥克風(fēng)、縮放器以及減法器；該第一麥克風(fēng)以及該第二麥克風(fēng)均具有單指向性且兩個(gè)麥克風(fēng)的指向形成一個(gè)大于零度的夾角；該縮放器與該第一麥克風(fēng)連接并用于將該第一麥克風(fēng)輸出的信號按照預(yù)設(shè)倍率縮放后輸出；該減法器與該第二麥克風(fēng)和該縮放器連接并用于將該第二麥克風(fēng)輸出的信號和該縮放器輸出的信號相減后輸出；使得本發(fā)明的麥克風(fēng)裝置近場干擾生源為近場聲源的環(huán)境下使用時(shí)，該麥克風(fēng)裝置能夠區(qū)分出來自該干擾聲源的聲音信息與來自其他聲音源的聲音信息，從而能夠有針對性的將該干擾聲源的聲音抑制，從而減少了該干擾聲源的聲音對該麥克風(fēng)裝置的干擾，減少聲音回授現(xiàn)象，不容易產(chǎn)生嘯叫，因此本發(fā)明麥克風(fēng)裝置對干擾聲源為近場聲源時(shí)的抗干擾性較好。
[0019]相對于現(xiàn)有技術(shù)，由于本發(fā)明的消除近場聲源干擾的麥克風(fēng)設(shè)置方法包括:設(shè)置具有單指向性的一第一麥克風(fēng)以及一第二麥克風(fēng)，并將該第一麥克風(fēng)與該第二麥克風(fēng)的指向設(shè)置成一個(gè)大于零度的夾角；同時(shí)使用該第一麥克風(fēng)以及該第二麥克風(fēng)對全場聲源進(jìn)行信號采集；將該第一麥克風(fēng)測得的信號值按照一預(yù)設(shè)倍率進(jìn)行縮放處理后減去該第二麥克風(fēng)所測得的信號值，從而濾去近場聲源的干擾值輸出所需獲得的聲源信號值；因此使得通過使用該消除近場聲源干擾的麥克風(fēng)設(shè)置方法設(shè)置的麥克風(fēng)裝置能夠區(qū)分出來自該近場的干擾聲源的聲音信息與來自其他聲音源的聲音信息，將來自該干擾聲源的聲音抑制，從而減少了該干擾聲源的聲音對該麥克風(fēng)裝置的干擾，減少聲音回授現(xiàn)象，不容易產(chǎn)生嘯叫，因此使用本發(fā)明的消除近場聲源干擾的麥克風(fēng)設(shè)置方法對麥克風(fēng)裝置進(jìn)行設(shè)置時(shí)，使得相應(yīng)的麥克風(fēng)裝置對近場的干擾聲源的抗干擾性較好。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1是陣列麥克風(fēng)近端測試時(shí)各元件的相對位置示意圖；
[0021]圖2是陣列麥克風(fēng)遠(yuǎn)端測試時(shí)各元件的相對位置示意圖；
[0022]圖3是雙音法實(shí)驗(yàn)中兩個(gè)麥克風(fēng)所獲得的聲音信號波形圖；
[0023]圖4是依據(jù)圖3進(jìn)行處理后的聲音信號波形圖；
[0024]圖5是不同麥克風(fēng)錄制隨機(jī)信號波形圖；
[0025]圖6和圖7是圖5所示信號導(dǎo)入MATLAB中的波形圖；
[0026]圖8是圖5所示波形以帶寬為990HZ至1010HZ進(jìn)行濾波后的波形圖；[0027]圖9是圖5所示波形以帶寬為590HZ至610HZ進(jìn)行濾波后的波形圖；
[0028]圖10是本發(fā)明麥克風(fēng)裝置的模塊示意圖；
[0029]圖11是本發(fā)明消除近場聲源干擾的麥克風(fēng)設(shè)置方法的流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0030]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用來限定本發(fā)明。
[0031]本發(fā)明的麥克風(fēng)裝置中使用兩個(gè)或者兩個(gè)以上的具有單指向性的聲音采集器為基礎(chǔ)，通過設(shè)置聲音采集器之間的空間位置關(guān)系使得不同聲音采集器對同一位置處聲音源采集到的聲音信號富有差異性，根據(jù)差異性進(jìn)行計(jì)算進(jìn)而實(shí)現(xiàn)排除干擾。
[0032]為充分理解本發(fā)明，下面通過對陣列麥克風(fēng)方向抑制實(shí)驗(yàn)對指向性聲音采集器的功能進(jìn)行闡述。請參閱圖1和圖2，圖1是陣列麥克風(fēng)近端測試時(shí)各元件的相對位置示意圖，圖2是陣列麥克風(fēng)遠(yuǎn)端測試時(shí)各元件的相對位置示意圖。
[0033]陣列麥克風(fēng)I是一種聲音米集器，能將聲音信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘枴Ｔ撽嚵宣溈孙L(fēng)I是將兩個(gè)麥克風(fēng)11的信號耦合為一個(gè)信號，然后送給處理器處理后輸出給音頻輸出端和/或通過usb接口輸出至采集裝置(電腦)。該陣列麥克風(fēng)I在兩個(gè)麥克風(fēng)的正前方形成一個(gè)接收區(qū)域，進(jìn)而削減兩 個(gè)麥克風(fēng)側(cè)向的收音效果，具有單指向性的特性。
[0034]實(shí)驗(yàn)I
[0035]陣列麥克風(fēng)近端測試
[0036]提供一臺(tái)電視機(jī)2 (也可以是其他聲音播放設(shè)備),該電視機(jī)2具有揚(yáng)聲器。以電視機(jī)2為參照物，確定前后左右上下的方位，其中，電視顯示器方位為前方，水平面向上為上方，其余方位類推。通常，電視機(jī)2的揚(yáng)聲器21 —般設(shè)置在其左右兩邊。該陣列麥克風(fēng)I設(shè)置在該電視機(jī)2的上邊中間位置處。給電視機(jī)2輸入事先編輯的連續(xù)的IKHz的正弦信號，通過電視機(jī)2的揚(yáng)聲器21進(jìn)行播放。此時(shí)陣列麥克風(fēng)I接收到穩(wěn)定的正弦信號，能夠測量該正弦信號的幅度值。
[0037]此時(shí)，將該陣列麥克風(fēng)I的方位進(jìn)行調(diào)整并進(jìn)行正弦信號的幅度值采集。假定該陣列麥克風(fēng)I中聲腔面向上方定義為陣列麥克風(fēng)I向上，該陣列麥克風(fēng)I中聲腔面向后方定義為陣列麥克風(fēng)I向后，該陣列麥克風(fēng)I的聲腔面向前方定義為陣列麥克風(fēng)I向前(如圖1所示)，測對應(yīng)采集的數(shù)據(jù)如下表(以Cool Edit音頻處理軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)采集為例):
[0038]
mI陣列麥克風(fēng)方位I測得正弦信號幅度值
1向上upΠ66
2向后 back3862
3向前 front8960
[0039]正弦信號的幅度值為電平信號，是相對值。上表中相應(yīng)數(shù)值為根據(jù)時(shí)間的均值。由于該電視機(jī)2尺寸所限，此時(shí)，該揚(yáng)聲器21距離該陣列麥克風(fēng)的距離約在15至50厘米左右。在本實(shí)驗(yàn)中，將該距離稱為近端。
[0040]通過多組測試，實(shí)驗(yàn)I的結(jié)果表明，當(dāng)陣列麥克風(fēng)的設(shè)置角度發(fā)生改變時(shí)，其所測得的近場聲源的聲音變化較大，本實(shí)驗(yàn)中在陣列麥克風(fēng)I在向上設(shè)置時(shí)測得的近場聲源的聲音信號正弦幅度值僅約為向前設(shè)置時(shí)的35%。
[0041]實(shí)驗(yàn)2
[0042]陣列麥克風(fēng)遠(yuǎn)端測試
[0043]實(shí)驗(yàn)2中實(shí)驗(yàn)條件與實(shí)驗(yàn)I中條件大體相同，不同之處在于，該揚(yáng)聲器21不進(jìn)行聲音播放。通過在該電視機(jī)I正前方2米位置處設(shè)置一個(gè)揚(yáng)聲器3，通過該揚(yáng)聲器3播放事先編輯的連續(xù)的IKHz的正弦信號。該揚(yáng)聲器3可以為筆記本電腦的揚(yáng)聲器。
[0044]此時(shí)，該陣列麥克風(fēng)I在方位進(jìn)行調(diào)整時(shí)獲得的正弦幅度值(相對的電平信號)如下表:
[0045]
【權(quán)利要求】
1.一種麥克風(fēng)裝置，用在干擾聲源為近場聲源的環(huán)境下，其特征在于，包括第一麥克風(fēng)、第二麥克風(fēng)、縮放器以及減法器，該第一麥克風(fēng)以及該第二麥克風(fēng)均具有單指向性且兩個(gè)麥克風(fēng)的指向形成一個(gè)大于零度的夾角，該縮放器與該第一麥克風(fēng)連接并用于將該第一麥克風(fēng)輸出的信號按照預(yù)設(shè)倍率縮放后輸出，該減法器與該第二麥克風(fēng)和該縮放器連接并用于將該第二麥克風(fēng)輸出的信號和該縮放器輸出的信號相減后輸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的麥克風(fēng)裝置，其特征在于，還包括調(diào)節(jié)器，該調(diào)節(jié)器與該第一麥克風(fēng)、該第二麥克風(fēng)以及該縮放器相連，用于根據(jù)該第一麥克風(fēng)以及該第二麥克風(fēng)同時(shí)監(jiān)測到的近場聲源信號計(jì)算出該預(yù)定倍數(shù)，并將該預(yù)定倍率存儲(chǔ)在該縮放器中。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的麥克風(fēng)裝置，其特征在于，該夾角為90度。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的麥克風(fēng)裝置，其特征在于，該第一麥克風(fēng)、該第二麥克風(fēng)和該干擾聲源三者的中心位于同一參考平面內(nèi)；該第一麥克風(fēng)與該干擾聲源的指向相同且與該參考平面垂直，該第二麥克風(fēng)的指向與該參考平面平行且指向遠(yuǎn)離該干擾聲源的方向。
5.一種消除近場聲源干擾的麥克風(fēng)設(shè)置方法，其特征在于，包括: 設(shè)置具有單指向性的一第一麥克風(fēng)以及一第二麥克風(fēng)，并將該第一麥克風(fēng)與該第二麥克風(fēng)的指向設(shè)置成一個(gè)大于零度的夾角； 同時(shí)使用該第一麥克風(fēng)以及該第二麥克風(fēng)對全場聲源進(jìn)行信號采集； 將該第一麥克風(fēng)測得的信號值按照一預(yù)設(shè)倍率進(jìn)行縮放處理后減去該第二麥克風(fēng)所測得的信號值，從而濾去近場聲源的干擾值輸出所需獲得的聲源信號值。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的麥克風(fēng)設(shè)置方法，其特征在于，分別利用該第一麥克風(fēng)以及該第二麥克風(fēng)僅對該近場聲源進(jìn)行信號采集，得到一第一近場聲源值以及一第二近場聲源值，將該第二近場聲源值相對該第一近場聲源值的倍率設(shè)定為預(yù)設(shè)倍率。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的麥克風(fēng)設(shè)置方法,其特征在于,將該第一麥克風(fēng)與該第二麥克風(fēng)的指向設(shè)置成90度的夾角。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的麥克風(fēng)設(shè)置方法,其特征在于,將該第一麥克風(fēng)、該第二麥克風(fēng)和該近場聲源三者的中心設(shè)置在同一參考平面內(nèi)；將該第一麥克風(fēng)設(shè)置成與該近場聲源的指向相同且與該參考平面垂直，將該第二麥克風(fēng)的指向設(shè)置成與該參考平面平行且遠(yuǎn)離該近場聲源的方向。
【文檔編號】H04R1/20GK103702258SQ201310737373
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年12月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月27日
【發(fā)明者】師丹瑋, 劉剛 申請人:深圳泰山在線科技有限公司