CN104244159A - 校正小阵列麦克风性能的方法 - Google Patents

Abstract

一种用以校正小阵列麦克风(SAM)的性能的方法，其中该小阵列麦克风包括至少两麦克风；该方法包括：测量麦克风参数；将该参数记录于一储存媒体；并依据记录于储存媒体中的参数校正阵列麦克风声学性能。

Description

校正小阵列麦克风性能的方法

技术领域

本发明是关于阵列麦克风校正技术，更进一步的是关于小阵列麦克风的声音校正技术。

背景技术

麦克风是一种将声音转换成电子信号的换能器，其具有多种应用，包括语音通讯及语音识别。

一个阵列麦克风可具有数个麦克风。阵列麦克风可撷取更多的声音信息，因此较单一麦克风能达到更好的效能。然而，阵列麦克风中常发生麦克风彼此不匹配的问题，例如相位不匹配、灵敏度不匹配、频率响应不匹配等。

小阵列麦克风(small array microphone，SAM)是一种新型式的阵列麦克风，阵列之中的任两麦克风仅需间隔5mm即可。因此，小阵列麦克风可被广泛地应用在各种环境。相较于传统的广阵列麦克风(其中的任两麦克风彼此间距30mm以上)而言，小阵列麦克风中的参数不匹配问题会变得更加严重，因此在处理声音及语音上需要完全不同的算法。

发明内容

本发明提供一种用以校正小阵列麦克风(SAM)性能的方法，其中该小阵列麦克风包括至少两麦克风。该方法包括：测量麦克风参数；将该参数记录于一储存媒体；并依据记录于储存媒体中的参数校正阵列麦克风声学性能。

附图说明

图1是依据本发明一实施例用以校正小阵列麦克风(small arraymicrophone，SAM)性能的方法流程图。

图2为本发明测量程序(图1的步骤S102)的详细流程图。

图3A与图3B皆绘示该隔音舱302、扩音器304以及本发明的小阵列麦克风。

图4为一小阵列麦克风的两个麦克风402与404。

[标号说明]

S102～S106～步骤；         S202～S208～步骤；

302～隔音舱                304～扩音器

306～移动电话。

具体实施方式

下文为介绍本发明的最佳实施例。各实施例用以说明本发明原理，但非用以限制本发明。本发明范围应当以附属的权利要求项为准。

图1是依据本发明的一实施例用以校正小阵列麦克风(small arraymicrophone，SAM)性能的方法流程图。与传统阵列麦克风相似的是，本发明的小阵列麦克风包括至少两麦克风(一对麦克风)。然而，与传统阵列麦克风不同的是，小阵列麦克风的任两个麦克风彼此间隔短得多。方法100包括：在步骤S102中，测量该麦克风参数；在步骤S104中，将参数记录于一储存媒体中；而在步骤S106中，依据储存该储存媒体的参数校正阵列麦克风声学性能。在本发明中，本文的参数包括麦克风相位、灵敏度、频率响应的至少其中的一个。下文将详述本发明的上述步骤。

测量程序

图2为本发明测量程序(图1步骤S102)详细流程图。本发明测量程序包括：在步骤S202中，将小阵列麦克风设置于一隔音舱中；在步骤S204中，在隔音舱中通过一扩音器播放一测试信号；在步骤S206中，以该小阵列麦克风接收该测试信号；以及在步骤S208中，通过一计算单元校正该等麦克风参数。图3A与图3B表示该隔音舱302、扩音器304以及本发明小阵列麦克风，图中的阵列麦克风设置于一移动电话306之中，但在图3A与图3B中分别以不同的方式摆放。值得注意的是，阵列麦克风摆放方式会造成参数出现一些变化。然而，当所测量的参数越多，越能在校正程序后使阵列麦克风产生更好的声学性能。在隔音舱中摆设阵列麦克风的方式不必以图3A与图3B实施。在一实施例中，扩音器所播放的测试信号为一白噪音。在另一实施例中，扩音器所播放的测试信号为一扫频音。在一实施例中，计算单元(图3A或图3B中未画出)可整合于隔音舱302中阵列麦克风中。在另一实施例中，计算单元可配置于隔音舱302外的一计算机中(图3A或图3B中未画出)，但该计算机可通过有线或无线的方式与阵列麦克风连接。

记录程序

前述测量程序中所测量到的麦克风的各种参数，包括相位、灵敏度、频率响应等，都会在此记录程序(步骤S104)中被记录于一储存媒体中。在一实施例中，本发明的储存媒体是一非易失性存储器，例如EEPROM、闪存或硬盘。储存媒体可为多重时间可存取装置(multiple time access-able device)，例如闪存、EEPROM存储器，或多重可编程存储器，或一次可编程装置，例如一次可编程(one-time programmable，OTP)存储器、电子可编程熔丝(Efuse)单元以及激光调整结构(Laser trim structures)。本发明储存媒体可与阵列麦克风相整合，或设置于与阵列麦克风隔离但相连接的另一装置(例如计算机)。

校正程序

在此校正程序(步骤S106)中，可依据前述记录程序中所储存的麦克风参数(例如，相位、灵敏度、频率响应)校正阵列麦克风的声学性能。下文为本发明实施例，目的在校正相位(延迟)不匹配：

图4为一小阵列麦克风的两个麦克风402与404。在测量程序中，隔音舱的扩音器可播放一测试信号s(t)，而该测试信号之后可被两麦克风402与404所接收。所接收的测试信号，其公式如下所示：

x1(t)=h1(t)*s(t)；而

x2(t)=h2(t)*s(t),

其中符号“*”表示「卷积」运算，符号h1(t)与h2(t)表示由声源分别发送至麦克风402与404的脉冲信号。所接收的测试信号x1(t)与x2(t)可以下列公式表示：

x1(t-t0)=x2(t)(公式1),

其中t0为一延迟时间，可补偿从声源至两麦克风传播路径间的差异。而后，可依据下列公式设计滤波器w1(t)与w2(t)以消除上述延迟：

w1(t)*x1(t-t0)=w2(t)*x2(t)(公式2)

为了简化计算，公式2可进行Z转换，如下所示：

W1(z)W2(z)=z-D(公式3),

其中符号“D”表示在Z域中的延迟，为一非负值。在某些实施例中，下述公式可应用在滤波器：

MinimizeE[w1(t)*x1(t-t0)-w2(t)*x2(t)]²(公式4)

值得注意的是，前述校正程序可应用于具有两个或两个以上麦克风的阵列麦克风，各个麦克风可以不同的入射角接收来自数个声源的声音。此校正程序可执行于时域、频域或以上组合。

本发明虽以较佳实施例揭露如上，但并非用以限定本发明的范围，在不脱离本发明精神和范围内，可做些许的更动与润饰，因此本发明保护范围应当由所附的权利要求范围为准。

Claims (9)

1.一种用以校正小阵列麦克风性能方法，其中该小阵列麦克风包括至少两麦克风；该方法包括：

测量该麦克风的参数；

将该参数记录于一储存媒体；以及

依据记录于该储存媒体的参数校正该阵列麦克风声学性能。

2.根据权利要求1所述的用以校正小阵列麦克风性能方法，其中该储存媒体与该阵列麦克风互相整合。

3.根据权利要求1所述的用以校正小阵列麦克风性能方法，其中该储存媒体置于一装置中，而该装置与该阵列麦克风分离但相连。

4.根据权利要求1所述的用以校正小阵列麦克风性能方法，其中该测量阵列麦克风参数包括：

将小阵列麦克风置于一隔音舱中；

通过一扩音器于该隔音舱中播放一测试信号；

以该小阵列麦克风接收该测试信号；以及

通过一计算单元校正该麦克风参数。

5.根据权利要求4所述的用以校正小阵列麦克风性能方法，其中该测试信号为一白噪音。

6.根据权利要求4所述的用以校正小阵列麦克风性能方法，其中该测试信号为一扫频音。

7.根据权利要求1所述的用以校正小阵列麦克风性能方法，其中该参数包括该麦克风相位。

8.根据权利要求1所述的用以校正小阵列麦克风性能方法，其中该参数包括该麦克风灵敏度。

9.根据权利要求1所述的用以校正小阵列麦克风性能方法，其中该参数包括该麦克风频率响应。