CN104754446A - 一种麦克风控制方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种麦克风控制方法和装置，其中，所述方法包括：获取语音设备的空间位置信息，其中，所述语音设备包含相互垂直的第一边和第二边，与第一边平行的第一方向上设置有至少两个麦克风，与第二边平行的第二方向上设置有至少两个麦克风；根据所述语音设备的空间位置信息，选用两个麦克风对语音信号进行波束形成处理。所述方法和装置可以获得较好的语音信号降噪效果。
Description
技术领域
本发明模拟信号处理技术领域，特别是涉及一种麦克风控制方法和装置。
背景技术
移动终端设备经常会在噪声环境下使用，在视频聊天、免提语音电话等免提模式时，目标声源（说话人嘴）离终端设备麦克风的距离可能在十几cm到几十cm之间，此时周围噪声会极大地干扰正常的语音通信，导致语音可懂度降低和语音质量下降。
采用语音降噪技术可以提高带噪语音的信噪比，目前在免提模式下通常采用单麦克风的降噪技术，即使有些智能手机拥有两个麦克风，在免提模式下大多采用单麦克风的降噪技术。单麦克风语音降噪技术一般适用于对平稳噪声的抑制或消除，较难去除非平稳噪声和方向性干扰噪声信号。因此，在免提模式下，单麦克风降噪技术仍然无法在复杂环境下得到较好的性能。
发明内容
本发明解决的技术问题是提供一种新的麦克风控制方法和装置，以获得较好的语音信号降噪效果。
本发明的实施例提供了一种麦克风控制方法，所述方法包括：获取语音设备的空间位置信息，其中，所述语音设备包含相互垂直的第一边和第二边，与第一边平行的第一方向上设置有至少两个麦克风，与第二边平行的第二方向上设置有至少两个麦克风；根据所述语音设备的空间位置信息，选用两个麦克风对语音信号进行波束形成处理。
可选地，所述根据所述语音设备的空间位置信息，选用两个麦克风对语音信号进行波束形成处理包括：当所述第一边与地面之间的夹角低于第一预设值时，选用所述第一方向上的至少两个麦克风中的两个麦克风对语音信号进行波束形成处理。
可选地，所述根据所述语音设备的空间位置信息，选用两个麦克风对语音信号进行波束形成处理还包括：当所述语音设备的第二边与地面之间的夹角低于第二预设值时，选用所述第二方向上的至少两个麦克风中的两个麦克风对语音信号进行波束形成处理。
可选地，所述根据所述语音设备的空间位置信息，选用两个麦克风对语音信号进行波束形成处理还包括：当所述语音设备的第一边与地面之间的夹角大于或等于所述第一预设值时，分别从所述第一方向和第二方向选择一个麦克风对语音信号进行波束形成处理。
可选地，所述根据所述语音设备的空间位置信息，选用两个麦克风对语音信号进行波束形成处理还包括：当所述语音设备的第二边与地面之间的夹角大于或等于所述第二预设值时，分别从所述第一方向和第二方向选择一个麦克风对语音信号进行波束形成处理。
可选地，所述获取语音设备的空间位置信息的方法包括：采用重力传感器、加速度传感器和三轴陀螺仪中的至少一种获取所述语音设备的空间位置信息。
可选地，所述语音设备的第一方向上设置有对称分布的两个麦克风，所述语音设备的第二方向上设置有对称分布的两个麦克风。
本发明的实施例还提供了一种麦克风控制装置，所述装置包括：空间信息获取单元，用于获取语音设备的空间位置信息，其中，所述语音设备包含相互垂直的第一边和第二边，与第一边平行的第一方向上设置有至少两个麦克风，与第二边平行的第二方向上设置有至少两个麦克风；麦克风配置单元，用于根据所述语音设备的空间位置信息，选用两个麦克风对语音信号进行波束形成处理。
可选地，所述麦克风配置单元用于当所述第一边与地面之间的夹角低于第一预设值时，选用所述第一方向上的至少两个麦克风中的两个麦克风对语音信号进行波束形成处理。
可选地，所述麦克风配置单元用于当所述语音设备的第二边与地面之间的夹角低于第二预设值时，选用所述第二方向上的至少两个麦克风中的两个麦克风对语音信号进行波束形成处理。
可选地，所述麦克风配置单元还用于当所述语音设备的第一边与地面之间的夹角大于或等于所述第一预设值时，分别从所述第一方向和第二方向选择一个麦克风对语音信号进行波束形成处理。
可选地，所述麦克风配置单元还用于当所述语音设备的第二边与地面之间的夹角大于或等于所述第二预设值时，分别从所述第一方向和第二方向选择一个麦克风对语音信号进行波束形成处理。
与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：在上述技术方案中，获取语音设备的空间位置信息，并根据所述语音设备的空间位置信息，选用两个麦克风对语音信号进行波束形成处理，充分考虑到了所述语音设备的空间位置信息对语音信号处理的影响，具体来说，根据所述语音设备的空间位置信息选择合适的麦克风进行波束形成处理，可以随着所述语音设备的空间位置的变化进行自适应降噪，从而获得较好的语音处理效果。
附图说明
图1是本发明实施例中麦克风控制方法的流程图；
图2是本发明实施例中麦克风在语音设备上的分布示意图；
图3是本发明实施例中语音设备的一种空间位置的示意图；
图4是本发明实施例中语音设备的另一种空间位置的示意图；
图5是本发明实施例中语音设备的又一种空间位置的示意图；
图6是本发明实施例中麦克风控制装置的结构示意图。
具体实施方式
为使本领域技术人员更好地理解和实现本发明，以下参照附图，通过具体实施例进行详细说明。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
图1是本发明实施例中麦克风控制方法的流程图。
请参考图1，所述方法包括：步骤S101至步骤S102。
步骤S101，获取语音设备的空间位置信息。
在本发明的实施例中，所述语音设备包含相互垂直的第一边和第二边，在所述语音设备上与第一边平行的第一方向上设置有至少两个麦克风，在所述语音设备上与第二边平行的第二方向上设置有至少两个麦克风。
例如，在图2中，所述语音设备10包相互垂直的第一边（Y方向）和第二边（X方向），在与所述第一边平行的第一方向上设置有麦克风P3和P4，P1和P2，在与所述第二边平行的第二方向上设置有麦克风P1和P3，P2和P4。为了节省成本可以去掉麦克风P4，但至少保证与第一边平行的第一方向上设置有至少两个麦克风，同样也保证与第二边平行的第二方向上设置有至少两个麦克风，即所述两个方向上一共至少有3个麦克风。
在本发明的实施例中，根据控制信息和传感器信息判断当前语音设备的空间位置信息。所述控制信息包括用户对设备控制的各种操作指令或者系统产生的指令等。
在本发明的实施例中，可以采用重力传感器、加速度传感器和三轴陀螺仪中的至少一种获取所述语音设备的空间位置信息。
步骤S102，根据所述语音设备的空间位置信息，选用两个麦克风对语音信号进行波束形成处理。
下面将结合图3、图4和图5中所述语音设备的不同空间位置对步骤S102进行详细说明。
请参考图3，用户所持语音设备的第一边（P1和P2所在的边）接近于和地面平行，而用户所持语音设备的第二边与地面之间的夹角较大，这时可以采用麦克风P1和P2进行波束形成处理，将会获得较好的语音信号去噪效果，因为这时面对所述语音设备10的用户声音信号到达麦克风P1和P2的时间接近，而所述语音设备10两侧的噪音信号到达麦克风P1和P2的时间相差较大，因此可以很好地将噪音信号和用户声音信号分离开来，获得较好的语音信号去噪效果。
因此，为了判断所述第一边是否接近于和地面平行，可以设置一个较小的第一预设阈值，当所述第一边与地面之间的夹角低于所述第一预设值时，说明所述第一边接近于和地面平行，那么可以选用与所述第一边平行的第一方向上的至少两个麦克风中的两个麦克风对语音信号进行波束形成处理。
请参考图4，用户所持语音设备的第二边（P1和P3所在的边），接近于和地面平行，而用户所持语音设备的第一边与地面之间的夹角较大，这时可以采用麦克风P1和P3进行波束形成处理，将会获得较好的语音信号去噪效果，因为这时面对所述语音设备10的用户声音信号到达麦克风P1和P3的时间接近，而所述语音设备10两侧的噪音信号到达麦克风P1和P3的时间相差较大，因此可以很好地将噪音信号和用户声音信号分离开来，以获得较好的语音信号去噪效果。
因此，为了判断所述第二边是否接近于和地面平行，可以设置一个较小的第二预设阈值，当所述第二边与地面之间的夹角低于所述第二预设值时，说明所述第二边接近于和地面平行，那么可以选用与所述第二边平行的第二方向上的至少两个麦克风中的两个麦克风对语音信号进行波束形成处理。
需要说明的是，图3和图4给出了两种用户通常握持所述语音设备10的方式，但是在一些特定情况下，用户可能将所述语音设备握持在一个介于图3和图4之间一个状态。
请参考图5，所述语音设备是一个被用户歪斜方向握持的状态，即所述第一边和第二边都不接近平行于地面，而是第一边和第二边都和地面保持一定的夹角，那么可以分别从与第一边平行的第一方向和与第二边平行的第二方向选择一个麦克风对语音信号进行波束形成处理，例如从第一方向选择P2和从第二方向选择P3进行波束形成处理，将会获得较好的语音信号去噪效果，因为这时面对所述语音设备10的用户声音信号到达麦克风P2和P3的时间接近，而所述语音设备10两侧的噪音信号到达麦克风P2和P3的时间相差较大，因此可以很好地将噪音信号和用户声音信号分离开来，以获得较好的语音信号去噪效果。
在本发明的实施例中，可以通过所述语音设备的第一边与地面之间的夹角大于或等于所述第一预设值来判断所述语音设备的空间位置是否处于图5的状态，具体地，那么当所述语音设备的第一边与地面之间的夹角大于或等于所述第一预设值时，可以分别从所述第一方向和第二方向选择一个麦克风对语音信号进行波束形成处理。
在本发明的实施例中，也可以通过所述语音设备的第二边与地面之间的夹角大于或等于所述第二预设值来判断所述语音设备的空间位置是否处于图5的状态，当所述语音设备的第二边与地面之间的夹角大于或等于所述第二预设值时，分别从所述第一方向和第二方向选择一个麦克风对语音信号进行波束形成处理。
在本发明的实施例中，为了获得较好的语音处理效果，当所述语音设备的第一方向上设置有两个麦克风时，所述两个麦克风呈对称分布，同样地，当所述语音设备的第二方向上设置有两个麦克风时，所述两个麦克风呈对称分布。
需要说明的是，在本发明的实施例中，还可以采用后处理技术消除在波束形成阶段没有完全消除的噪声信号，主要用于处理平稳噪声信号，具体可以使用常用的单通道语音增强技术，比如谱减法、维纳滤波法等常用处理方法。通过波束形成技术，方向性噪声和非平稳噪声得到抑制，平稳噪声得到初步消除，再通过后处理技术，平稳噪声得到进一步消除，从而获得较好的增强信号。
另外，值得注意的是，如果所述语音设备只有2个麦克风通路，也就是只有2个麦克风能同时工作，那么，在上述每种位置情况下，只使用了2个麦克风，即只有2个麦克风同时工作，当位置情况发生变化时，麦克风通路也在切换，也就是多个麦克风分时复用2个麦克风通路，该技术可以使只有2个麦克风通路的设备可以装备多个麦克风，实现不同的麦克风阵列组合。
本发明的实施例还提供了一种麦克风控制装置，请参考图6，所述装置200包括：空间信息获取单元210，用于获取语音设备的空间位置信息，其中，在所述语音设备上与第一边平行的第一方向上设置有至少两个麦克风，在所述语音设备上与第二边平行的第二方向上设置有至少两个麦克风，所述第一边和第二边垂直；麦克风配置单元220，用于根据所述语音设备的空间位置信息，选用两个麦克风对语音信号进行波束形成处理。
在本发明的实施例中，所述麦克风配置单元210可以用于当所述第一边与地面之间的夹角低于第一预设值时，选用所述第一方向上的至少两个麦克风中的两个麦克风对语音信号进行波束形成处理。
在本发明的实施例中，所述麦克风配置单元210还可以用于当所述语音设备的第二边与地面之间的夹角低于第二预设值时，选用所述第二方向上的至少两个麦克风中的两个麦克风对语音信号进行波束形成处理。
在本发明的实施例中，所述麦克风配置单元210还可以用于当所述语音设备的第一边与地面之间的夹角大于或等于所述第一预设值时，分别从所述第一方向和第二方向选择一个麦克风对语音信号进行波束形成处理。
在本发明的实施例中，所述麦克风配置单元210还可以用于当所述语音设备的第二边与地面之间的夹角大于或等于所述第二预设值时，分别从所述第一方向和第二方向选择一个麦克风对语音信号进行波束形成处理。
本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：ROM、RAM、磁盘或光盘等。
虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。
Claims (12)
1.一种麦克风控制方法，其特征在于，包括：
获取语音设备的空间位置信息，其中，所述语音设备包含相互垂直的第一边和第二边，与第一边平行的第一方向上设置有至少两个麦克风，与第二边平行的第二方向上设置有至少两个麦克风；
根据所述语音设备的空间位置信息，选用两个麦克风对语音信号进行波束形成处理。
2.如权利要求1所述的麦克风控制方法，其特征在于，所述根据所述语音设备的空间位置信息，选用两个麦克风对语音信号进行波束形成处理包括：当所述第一边与地面之间的夹角低于第一预设值时，选用所述第一方向上的至少两个麦克风中的两个麦克风对语音信号进行波束形成处理。
3.如权利要求2所述的麦克风控制方法，其特征在于，所述根据所述语音设备的空间位置信息，选用两个麦克风对语音信号进行波束形成处理还包括：当所述语音设备的第二边与地面之间的夹角低于第二预设值时，选用所述第二方向上的至少两个麦克风中的两个麦克风对语音信号进行波束形成处理。
4.如权利要求3所述的麦克风控制方法，其特征在于，所述根据所述语音设备的空间位置信息，选用两个麦克风对语音信号进行波束形成处理还包括：当所述语音设备的第一边与地面之间的夹角大于或等于所述第一预设值时，分别从所述第一方向和第二方向选择一个麦克风对语音信号进行波束形成处理。
5.如权利要求3所述的麦克风控制方法，其特征在于，所述根据所述语音设备的空间位置信息，选用两个麦克风对语音信号进行波束形成处理还包括：当所述语音设备的第二边与地面之间的夹角大于或等于所述第二预设值时，分别从所述第一方向和第二方向选择一个麦克风对语音信号进行波束形成处理。
6.如权利要求1所述的麦克风控制方法，其特征在于，所述获取语音设备的空间位置信息的方法包括：采用重力传感器、加速度传感器和三轴陀螺仪中的至少一种获取所述语音设备的空间位置信息。
7.如权利要求1所述的麦克风控制方法，其特征在于，所述语音设备的第一方向上设置有对称分布的两个麦克风，所述语音设备的第二方向上设置有对称分布的两个麦克风。
8.一种麦克风控制装置，其特征在于，包括：
空间信息获取单元，用于获取语音设备的空间位置信息，其中，所述语音设备包含相互垂直的第一边和第二边，与第一边平行的第一方向上设置有至少两个麦克风，与第二边平行的第二方向上设置有至少两个麦克风；
麦克风配置单元，用于根据所述语音设备的空间位置信息，选用两个麦克风对语音信号进行波束形成处理。
9.如权利要求8所述的麦克风控制装置，其特征在于，所述麦克风配置单元用于当所述第一边与地面之间的夹角低于第一预设值时，选用所述第一方向上的至少两个麦克风中的两个麦克风对语音信号进行波束形成处理。
10.如权利要求9所述的麦克风控制方法，其特征在于，所述麦克风配置单元用于当所述语音设备的第二边与地面之间的夹角低于第二预设值时，选用所述第二方向上的至少两个麦克风中的两个麦克风对语音信号进行波束形成处理。
11.如权利要求10所述的麦克风控制方法，其特征在于，所述麦克风配置单元还用于当所述语音设备的第一边与地面之间的夹角大于或等于所述第一预设值时，分别从所述第一方向和第二方向选择一个麦克风对语音信号进行波束形成处理。
12.如权利要求10所述的麦克风控制方法，其特征在于，所述麦克风配置单元还用于当所述语音设备的第二边与地面之间的夹角大于或等于所述第二预设值时，分别从所述第一方向和第二方向选择一个麦克风对语音信号进行波束形成处理。
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