多聲道的數(shù)字麥克風(fēng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了多聲道的數(shù)字麥克風(fēng)，包括：陣列拾取單元和處理單元，陣列拾取單元包括復(fù)數(shù)個(gè)拾音模塊，復(fù)數(shù)個(gè)所述拾音模塊呈陣列形式排列，每個(gè)所述拾音模塊用以拾取一空域分量的音頻信號(hào)，所述陣列拾取單元用以將復(fù)數(shù)個(gè)空域分量的音頻信號(hào)分別轉(zhuǎn)換為復(fù)數(shù)個(gè)數(shù)字信號(hào)輸出；處理單元連接所述陣列拾取單元，用以將復(fù)數(shù)個(gè)所述數(shù)字信號(hào)進(jìn)行提取和去噪處理。本發(fā)明在時(shí)域和頻域的基礎(chǔ)上增加一個(gè)空間域來對(duì)接收到的來自空間不同方向的信號(hào)進(jìn)行拾音去噪處理。采用復(fù)數(shù)個(gè)拾音模塊可構(gòu)成一在空間域的陣列，通過陣列拾取單元可在空間域內(nèi)對(duì)多個(gè)方向的音頻信號(hào)進(jìn)行拾?。徊捎锰幚韱卧蓪?duì)音頻信號(hào)進(jìn)行去噪處理提高音頻質(zhì)量。
【專利說明】
多聲道的數(shù)字麥克風(fēng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及拾音裝置領(lǐng)域，尤其涉及一種多聲道USB接口的數(shù)字麥克風(fēng)。
【背景技術(shù)】
[0002]作為語音拾取工具，麥克風(fēng)被廣泛地應(yīng)用于各種語音通訊場(chǎng)景，如舞臺(tái)、大型會(huì)議室、新聞現(xiàn)場(chǎng)、遠(yuǎn)程電視會(huì)議、語音聊天和語音識(shí)別等。
[0003]目前麥克風(fēng)在使用時(shí)通常是以孤立的麥克風(fēng)為主。在實(shí)際環(huán)境中，單個(gè)麥克風(fēng)的拾音范圍有限，在拾音范圍內(nèi)的所有聲音(包括噪聲)都會(huì)被接收。因此，單個(gè)麥克風(fēng)接收的音頻信號(hào)，通常是由多個(gè)聲源以及周圍環(huán)境的噪聲疊加組成的。由于聲源(說話人)在輸出的過程中可能在一定區(qū)域內(nèi)范圍移動(dòng)，同時(shí)在拾音范圍內(nèi)可能存在其它音源的多徑反射以及混響等因素，這些因素都會(huì)使單個(gè)麥克風(fēng)接收的音頻信號(hào)信噪比降低，從而導(dǎo)致音頻信號(hào)質(zhì)量降低。在噪聲處理上，傳統(tǒng)麥克風(fēng)一般采用頻域進(jìn)行功率譜抵消和濾波技術(shù)來抑制噪聲。然而，這些接收到的音頻信號(hào)通常在時(shí)間和頻譜上相互重疊，因此，要分離出不同的音頻并有效抑制噪聲和干擾相當(dāng)困難，去噪效果差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)現(xiàn)有的單個(gè)麥克風(fēng)存在的上述問題，現(xiàn)提供一種旨在時(shí)域和頻域的基礎(chǔ)上增加一個(gè)空間域來對(duì)接收到的來自空間不同方向的信號(hào)進(jìn)行拾音去噪處理的多聲道的數(shù)字麥克風(fēng)。
[0005]具體技術(shù)方案如下:
[0006]—種多聲道的數(shù)字麥克風(fēng)，包括:
[0007]—陣列拾取單元，包括復(fù)數(shù)個(gè)拾音模塊，復(fù)數(shù)個(gè)所述拾音模塊呈陣列形式排列，每個(gè)所述拾音模塊用以拾取一空域分量的音頻信號(hào)，所述陣列拾取單元用以將復(fù)數(shù)個(gè)空域分量的音頻信號(hào)分別轉(zhuǎn)換為復(fù)數(shù)個(gè)數(shù)字信號(hào)輸出；
[0008]—處理單元，連接所述陣列拾取單元，用以將復(fù)數(shù)個(gè)所述數(shù)字信號(hào)進(jìn)行提取和去噪處理。
[0009]優(yōu)選的，還包括:
[0010]一時(shí)鐘信號(hào)，所述時(shí)鐘信號(hào)包括高電平和低電平；
[0011]—聲道選擇單元，連接所述處理單元，用以根據(jù)所述時(shí)鐘信號(hào)的高電平和低電平將經(jīng)所述處理單元處理后的復(fù)數(shù)個(gè)數(shù)字信號(hào)分為兩個(gè)聲道。
[0012]優(yōu)選的，還包括:
[0013]一發(fā)送單元，連接所述聲道選擇單元，用以將所述數(shù)字信號(hào)輸出。
[0014]優(yōu)選的，所述拾音模塊采用硅薄膜拾取一空域分量的音頻信號(hào)。
[0015]優(yōu)選的，所述陣列拾取單元輸出的數(shù)字信號(hào)為脈沖密度調(diào)制信號(hào)。
[0016]優(yōu)選的，所述處理單元包括抽取濾波器，所述抽取濾波器用以對(duì)所述數(shù)字信號(hào)進(jìn)行低通濾波后，將所述數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為低頻高位流的數(shù)字信號(hào)，并進(jìn)行數(shù)字化濾波。
[0017]優(yōu)選的，所述發(fā)送單元采用USB接口模塊。
[0018]—種聲源定位系統(tǒng)，包括所述多聲道的數(shù)字麥克風(fēng)。
[0019]上述技術(shù)方案的有益效果:
[0020]本發(fā)明在時(shí)域和頻域的基礎(chǔ)上增加一個(gè)空間域來對(duì)接收到的來自空間不同方向的信號(hào)進(jìn)行拾音去噪處理。采用復(fù)數(shù)個(gè)拾音模塊可構(gòu)成一在空間域的陣列，通過陣列拾取單元可在空間域內(nèi)對(duì)多個(gè)方向的音頻信號(hào)進(jìn)行拾??；采用處理單元可對(duì)音頻信號(hào)進(jìn)行去噪處理提尚首頻質(zhì)量。
【附圖說明】
[0021]圖1為本發(fā)明所述多聲道的數(shù)字麥克風(fēng)的一種實(shí)施例的模塊圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0023]需要說明的是，在不沖突的情況下，本發(fā)明中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。
[0024]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但不作為本發(fā)明的限定。
[0025]如圖1所示，一種多聲道的數(shù)字麥克風(fēng)，包括:陣列拾取單元I和處理單元2 ;陣列拾取單元I包括復(fù)數(shù)個(gè)拾音模塊11，復(fù)數(shù)個(gè)拾音模塊11呈陣列形式排列，每個(gè)拾音模塊11用以拾取一空域分量的音頻信號(hào)，陣列拾取單元I用以將復(fù)數(shù)個(gè)空域分量的音頻信號(hào)分別轉(zhuǎn)換為復(fù)數(shù)個(gè)數(shù)字信號(hào)輸出；處理單元2連接陣列拾取單元1，用以將復(fù)數(shù)個(gè)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行提取和去噪處理。
[0026]在本實(shí)施例中，采用復(fù)數(shù)個(gè)拾音模塊11可構(gòu)成一在空間域的陣列，通過陣列拾取單元I可在空間域內(nèi)對(duì)多個(gè)方向的音頻信號(hào)進(jìn)行拾??；采用陣列拾取單元I可將復(fù)數(shù)個(gè)空域分量的音頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為復(fù)數(shù)個(gè)數(shù)字信號(hào)輸出，空域分量是拾音模塊11在陣列中的空間位置決定的；采用處理單元2可對(duì)音頻信號(hào)進(jìn)行去噪處理以提高音頻質(zhì)量。
[0027]進(jìn)一步地，處理單元2可采用數(shù)字信號(hào)處理芯片(Digital Signal Process，DSP)，DSP芯片具有可嵌入性、高速性能、穩(wěn)定性好及精度高等優(yōu)點(diǎn)，DSP芯片可將高頻低位流的信號(hào)轉(zhuǎn)換為低頻高位流的信號(hào)。
[0028]在優(yōu)選的實(shí)施例中，還可包括:時(shí)鐘信號(hào)和聲道選擇單元3，時(shí)鐘信號(hào)包括高電平和低電平；聲道選擇單元3連接處理單元2，用以根據(jù)時(shí)鐘信號(hào)的高電平和低電平將經(jīng)處理單元2處理后的復(fù)數(shù)個(gè)數(shù)字信號(hào)分為兩個(gè)聲道。
[0029]在本實(shí)施例中通過聲道選擇單元3將接收到的數(shù)字信號(hào)分為多個(gè)聲道，以提高音頻的層次感和立體效果。
[0030]在優(yōu)選的實(shí)施例中，還可包括:一發(fā)送單元4，發(fā)送單元4連接聲道選擇單元3，用以將數(shù)字信號(hào)輸出。
[0031]在本實(shí)施例中可通過發(fā)送單元4將數(shù)字信號(hào)發(fā)送至移動(dòng)終端。
[0032]在優(yōu)選的實(shí)施例中，拾音模塊11采用硅薄膜拾取一空域分量的音頻聲壓信號(hào)。硅薄膜可用于檢測(cè)聲壓。
[0033]在優(yōu)選的實(shí)施例中，陣列拾取單元I輸出的數(shù)字信號(hào)為脈沖密度調(diào)制(PulseDensity Modulat1n, PDM)信號(hào)，PDM信號(hào)的幅度變化越劇烈，脈沖密度越密。
[0034]在本實(shí)施例中多聲道的數(shù)字麥克風(fēng)相當(dāng)于是由多個(gè)拾音器構(gòu)成的麥克風(fēng)陣列，在時(shí)域和頻域的基礎(chǔ)上增加一個(gè)空間域來對(duì)接收到的來自空間不同方向的信號(hào)進(jìn)行處理。通過將拾取的音頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為PDM信號(hào)，并輸出給DSP芯片進(jìn)行處理，采用數(shù)字化技術(shù)可有效地解決聲音分離及噪聲抑制的問題，從而提高拾取音頻信號(hào)的能力。
[0035]在優(yōu)選的實(shí)施例中，處理單元2可包括抽取濾波器(Decimator)，抽取濾波器用以對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行低通濾波后，將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為低頻高位流的數(shù)字信號(hào)，并進(jìn)行數(shù)字化濾波。
[0036]在本實(shí)施例中，在抽取濾波器下采樣并進(jìn)行低通濾波，可將高頻低位流的信號(hào)轉(zhuǎn)換成低頻高位流的PCM信號(hào)，同時(shí)濾除量化噪聲，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)字信號(hào)的數(shù)字化濾波和增益調(diào)
-K-
T O
[0037]在優(yōu)選的實(shí)施例中，發(fā)送單元4可采用USB接口模塊。
[0038]在本實(shí)施例中的USB接口模塊支持熱插拔、標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一可以與移動(dòng)終端連接，可將數(shù)字信號(hào)高速傳輸至移動(dòng)終端。
[0039]—種聲源定位系統(tǒng)，包括多聲道的數(shù)字麥克風(fēng)。
[0040]本實(shí)施例中的聲源定位系統(tǒng)可以應(yīng)用于智能家居機(jī)器人上，聲源定位系統(tǒng)可通過多聲道的數(shù)字麥克風(fēng)接收音頻信號(hào)對(duì)音源進(jìn)行定位、尋向并跟隨音源移動(dòng)，通過多聲道的數(shù)字麥克風(fēng)對(duì)音頻信號(hào)的提取分離以及去噪可以提高聲源定位系統(tǒng)定位的實(shí)時(shí)性與準(zhǔn)確性。
[0041]在本實(shí)施例中的多聲道的數(shù)字麥克風(fēng)還可應(yīng)用在智能家居機(jī)器人的自身音源消除系統(tǒng)上，當(dāng)機(jī)器人播放音樂時(shí)會(huì)對(duì)音頻識(shí)別功能造成影響，通過多聲道的數(shù)字麥克風(fēng)將復(fù)數(shù)個(gè)空域分量的音頻信號(hào)分別轉(zhuǎn)換為復(fù)數(shù)個(gè)數(shù)字信號(hào)，并通過USB接口模塊將音頻信號(hào)發(fā)送至安卓(Android)設(shè)備進(jìn)行自身音源消除，以實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的自身音源消除功能。
[0042]以上所述僅為本發(fā)明較佳的實(shí)施例，并非因此限制本發(fā)明的實(shí)施方式及保護(hù)范圍，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，應(yīng)當(dāng)能夠意識(shí)到凡運(yùn)用本發(fā)明說明書及圖示內(nèi)容所作出的等同替換和顯而易見的變化所得到的方案，均應(yīng)當(dāng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種多聲道的數(shù)字麥克風(fēng)，其特征在于，包括: 一陣列拾取單元，包括復(fù)數(shù)個(gè)拾音模塊，復(fù)數(shù)個(gè)所述拾音模塊呈陣列形式排列，每個(gè)所述拾音模塊用以拾取一空域分量的音頻信號(hào)，所述陣列拾取單元用以將復(fù)數(shù)個(gè)空域分量的音頻信號(hào)分別轉(zhuǎn)換為復(fù)數(shù)個(gè)數(shù)字信號(hào)輸出； 一處理單元，連接所述陣列拾取單元，用以將復(fù)數(shù)個(gè)所述數(shù)字信號(hào)進(jìn)行提取和去噪處理。2.如權(quán)利要求1所述多聲道的數(shù)字麥克風(fēng)，其特征在于，還包括: 一時(shí)鐘信號(hào)，所述時(shí)鐘信號(hào)包括高電平和低電平； 一聲道選擇單元，連接所述處理單元，用以根據(jù)所述時(shí)鐘信號(hào)的高電平和低電平將經(jīng)所述處理單元處理后的復(fù)數(shù)個(gè)數(shù)字信號(hào)分為兩個(gè)聲道。3.如權(quán)利要求2所述多聲道的數(shù)字麥克風(fēng)，其特征在于，還包括: 一發(fā)送單元，連接所述聲道選擇單元，用以將所述數(shù)字信號(hào)輸出。4.如權(quán)利要求1所述多聲道的數(shù)字麥克風(fēng)，其特征在于，所述拾音模塊采用硅薄膜拾取一空域分量的音頻信號(hào)。5.如權(quán)利要求1所述多聲道的數(shù)字麥克風(fēng)，其特征在于，所述陣列拾取單元輸出的數(shù)字信號(hào)為脈沖密度調(diào)制信號(hào)。6.如權(quán)利要求1所述多聲道的數(shù)字麥克風(fēng)，其特征在于，所述處理單元包括抽取濾波器，所述抽取濾波器用以對(duì)所述數(shù)字信號(hào)進(jìn)行低通濾波后，將所述數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為低頻高位流的數(shù)字信號(hào)，并進(jìn)行數(shù)字化濾波。7.如權(quán)利要求3所述多聲道的數(shù)字麥克風(fēng)，其特征在于，所述發(fā)送單元采用USB接口模塊。8.—種聲源定位系統(tǒng)，其特征在于，包括如權(quán)利要求1至7所述多聲道的數(shù)字麥克風(fēng)。
【文檔編號(hào)】H04R5/04GK105848062SQ201510014266
【公開日】2016年8月10日
【申請(qǐng)日】2015年1月12日
【發(fā)明人】劉鑫, 陳裕金, 周勇俊
【申請(qǐng)人】芋頭科技（杭州）有限公司