CN105072540A - 一种立体声拾音装置及立体声拾音方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种立体声拾音装置及立体声拾音方法，其解决了现有移动设备录音效果不佳的技术问题，其包括壳体、中央声道麦克风和侧声道麦克风，壳体设有声学通孔，中央声道麦克风和侧声道麦克风分别设于声学通孔中，侧声道麦克风的两侧设有两个声学通道；中央声道麦克风为全指向性麦克风或心形指向性麦克风，侧声道麦克风为8字指向性麦克风。其可广泛应用于可穿戴设备、手机、平板、摄录机等录音系统。

Description

一种立体声拾音装置及立体声拾音方法

技术领域

本发明涉及一种移动设备拾音装置及拾音方法，特别是涉及一种双麦克风的立体声拾音装置及立体声拾音方法。

背景技术

随着麦克风产品体积的不断减小和成本的不断下降，越来越多的移动设备采用多麦克风设计，同时配合适当的信号处理算法，起到降噪和提高通讯话音质量的目的。

目前，在录音笔和手机应用上出现了立体拾音的趋势：如华为在其Ascend2上引入了双Mic立体录音功能，但其简单的两个全指向Mic在有限的手机体积上无法做到足够的空间分离度；Nokia在其Lumina1520手机采用了4个全指向麦克风，在实现录音功能时两两配对一般通过波束生成算法形成指向性，达到双声道录音的功能，这种设计可以达到较好的立体声录音效果，但多麦克风阵列的算法复杂度较高，一般对麦克风也有很高的一致性要求，增加了硬件成本。

传统的立体声录音方法包括AB、XY、MS、ORTF等方法，其中AB和ORTF都要求两个麦克风之间有一定的距离从而达到立体声效果，如ORTF一般要求17cm，但在手机等小尺寸移动设备上很难实现足够的麦克风空间分离。XY录音对空间分离要求不高，但需要两个方向性麦克风，而且每个麦克风和声场中央有45度到60度的偏轴对称，在移动设备上很难实现。

M-S拾音方式的多为专业类大尺度话筒，在厚度为毫米尺度的手机等移动设备中还没有合适的应用。在移动设备领域，由于受空间限制，更多采用小尺寸的ECM/MEMS麦克风。

发明内容

本发明就是为了解决现有移动设备上的立体声拾音装置结构复杂、成本高的技术问题，提供一种结构简单、成本低的立体声拾音装置及立体声拾音方法。

本发明的技术方案是，包括壳体、中央声道麦克风和侧声道麦克风，壳体设有声学通孔，中央声道麦克风和侧声道麦克风分别设于声学通孔中，侧声道麦克风的两侧设有两个声学通道；中央声道麦克风为全指向性麦克风或心形指向性麦克风，侧声道麦克风为8字指向性麦克风。

优选地，两个声学通道的距离至少为5mm。

优选地，壳体为手机外壳、摄像机外壳、平板外壳或可穿戴设备外壳。

优选地，壳体为手机外壳，手机外壳设有声学通孔，中央声道麦克风设于该声学通孔；手机外壳的顶部设有受话器出声口，侧声道麦克风设于该受话器出声口处；侧声道麦克风两侧设有两个声学通道。

优选地，两个声学通道的距离至少为5mm。

优选地，侧声道麦克风垂直和中央声道麦克风集成在一个麦克风模组中，中央声道麦克风为全指向性麦克风，侧声道麦克风为8字指向性麦克风。

本发明还提供一种立体声拾音方法，该拾音方法包括MS立体声算法，MS立体声算法为：

中央声道麦克风和侧声道麦克风分别记为M和S，这样建立了一个双声道系统：

M+S＝左声道，

M–S＝右声道；

在双声道的技术基础上可以使用M作为主声道，扩展为三声道设计：

M：中央声道，

M+S:左声道，

M-S：右声道；

左右声道都可以单独进行调整和编辑，如改变M/S的各自系数a/b：

aM+bS＝左声道，

aM-bS＝右声道，

其中，0<a<1，0<b<1；

建立单声道时，只使用M信号。

本发明的有益效果是：只采用两个麦克风，一个麦克风为全指向性麦克风，另一个麦克风为8字指向性麦克风，两个麦克风不需要精确的灵敏度匹配。采用全指向麦克风ECM或者MEMS作为中央主声道M，侧声道S拾音由一个8字形指向性的压差型ECM或者MEMS麦克风实现。采用全指向麦克风主要可以克服传统使用心型指向性麦克风在低频灵敏度低的问题，确保中央声道M足够的低频输入。立体声信号的左右通道信号，通过中央声道和侧声道麦克风通过计算间接得到，向下兼容单通道，向上可扩展至三通道甚至多通道。本发明结构和电路结构简单，后期处理灵活，可广泛应用于可穿戴设备、手机、平板、摄录机等录音系统。

附图说明

图1为实施例一中拾音装置模块化的示意图；

图2为实施例二中在手机底部上设置拾音装置的示意图；

图3为实施例三中利用手机受话器声学通道设置侧声道麦克风的示意图；

图4为实施例二中侧声道麦克风两侧的两个声学通道之间的距离示意图；

图5为实施例三中侧声道麦克风两侧的两个声学通道之间的距离示意图；

图6为MS立体声信号处理流程。

图中符号说明：

1.壳体；2.中央声道麦克风；3.侧声道麦克风；4.中央声道麦克风；5.侧声道麦克风；6.手机外壳；7.手机外壳；8.中央声道麦克风；9.侧声道麦克风；10.第一声学通道；11.第二声学通道；12.第一声学通道开口；13.第二声学通道开口。

具体实施方式

以下参照附图，以具体实施例对本发明作进一步详细说明。

实施例一

如图1所示的立体声拾音装置，包括壳体1，壳体1内连接有中央声道麦克风2和侧声道麦克风3，侧声道麦克风3垂直设置于中央声道麦克风2的上方。中央声道麦克风2和侧声道麦克风3两者之间是通过FPC连接。

侧声道麦克风3的两侧为左右两个声学通道，分别是第一声学通道10和第二声学通道11。壳体1的下边左右两处各设有一个开口，分别是第一声学通道开口12和第二声学通道开口13。

侧声道麦克风3为8字指向性麦克风，中央声道麦克风2为全指向性麦克风。

全指向指麦克风进行360度接受声音，8字指向性麦克风对两个方向接受声音。

壳体1可以采用硅胶或橡胶等柔性材质，有利于麦克风的隔振。

该拾音装置为模块化结构，中央声道麦克风2和侧声道麦克风3集成在一个麦克风模组中，其很容易嵌入不同的移动设备中，很大的方便了在系统中的安装。

实施例二

如图2所示，手机外壳6的底面设有声学通孔，该声学通孔内安装中央声道麦克风4和侧声道麦克风5，中央声道麦克风4为全指向性麦克风或心形指向性麦克风(对前方声音灵敏度高)，侧声道麦克风5为8字指向性麦克风。

中央声道麦克风4和侧声道麦克风5之间的位置无特殊要求。

如图4所示，侧声道麦克风5两侧的两个声学通道之间的距离L≥5mm，也就是说两个声学通道之间的距离至少是5mm。对于距离L，理论上是越大越好，对于L的上限值根据手机外壳6的实际大小而定。

中央声道麦克风4和侧声道麦克风5都位于手机外壳底部(侧边非正面)，这样结构上两个麦克风共享手机底部外壳的声学通孔减低生产成本，电路上也便于麦克风的电路板设计。手机外壳6上的声学通孔包括受话器出声口、扬声器出声口和麦克风进声口。

上述结构应用在摄像机、平板或可穿戴设备上时，这些设备的声学通孔不限于设置在设备外壳的底面，还可以设置在其它任何位置。声学通孔中的侧声道麦克风两侧的两个声学通道之间的距离至少是5mm，对于L的上限值根据设备外壳的实际大小而定。

实施例三

如图3所示，手机外壳7的底部(侧边非正面)设置一个声学通孔，中央声道麦克风8安装在该声学通孔中。手机外壳7的顶部设有受话器出声口，侧声道麦克风9安装在受话器出声口处。中央声道麦克风8为全指向性麦克风或心形指向性麦克风，侧声道麦克风9为8字指向性麦克风。

手机外壳7上的声学通孔不限于设置在手机外壳的底面，还可以设置在手机外壳的顶部等其它任何位置，也就是说中央声道麦克风8可以设置在手机外壳7的任何位置。

如图5所示，侧声道麦克风9两侧的两个声学通道之间的距离L≥5mm，也就是说两个声学通道之间的距离至少是5mm。对于距离L，理论上是越大越好，对于L的上限值根据手机外壳7的实际大小而定。

图2和图3中，8字指向性麦克风和受话器、扬声器等声学共享物理声学通道。

如图6所示，下面介绍通过上述实施例进行的MS立体声拾音方法：中央声道麦克风(全指向性麦克风或心形指向性麦克风)和侧声道麦克风(8字指向性麦克风)分别记为M(Middle)和S(Side)。这样通过音频硬件或者上层操作系统进行信号处理建立了一个双声道系统：

M+S＝左声道，

M–S＝右声道。

在双声道的技术基础上可以使用M作为主声道，扩展为三声道设计：

M：中央声道，

M+S:左声道，

M-S：右声道。

左右声道都可以单独进行调整和编辑，如改变M/S的各自系数a/b：

aM+bS＝左声道，

aM-bS＝右声道。

其中，0<a<1，0<b<1。

根据系统要求也可以随时转换成单通道，即只使用M信号。

该拾音方法有很多可控性，可输出单声道，双声道和三声道多种输出组合，在录音结束后可以随时进行调整，而且与杜比立体声矩阵兼容，很方便后期的扩音算法处理。

以上所述仅对本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡是在本发明的权利要求限定范围内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种立体声拾音装置，其特征是，包括壳体、中央声道麦克风和侧声道麦克风，所述壳体设有声学通孔，所述中央声道麦克风和所述侧声道麦克风分别设于所述声学通孔中，所述侧声道麦克风的两侧设有两个声学通道；所述中央声道麦克风为全指向性麦克风或心形指向性麦克风，所述侧声道麦克风为8字指向性麦克风。

2.根据权利要求1所述的立体声拾音装置，其特征在于，所述两个声学通道的距离至少为5mm。

3.根据权利要求1或2所述的立体声拾音装置，其特征在于，所述壳体为手机外壳、摄像机外壳、平板外壳或可穿戴设备外壳。

4.根据权利要求1所述的立体声拾音装置，其特征在于，所述壳体为手机外壳，所述手机外壳设有声学通孔，所述中央声道麦克风设于该声学通孔；所述手机外壳的顶部设有受话器出声口，所述侧声道麦克风设于该受话器出声口处；所述侧声道麦克风两侧设有两个声学通道。

5.根据权利要求4所述的立体声拾音装置，其特征在于，所述两个声学通道的距离至少为5mm。

6.根据权利要求1所述的立体声拾音装置，其特征在于，所述侧声道麦克风垂直和所述中央声道麦克风集成在一个麦克风模组中，所述中央声道麦克风为全指向性麦克风，所述侧声道麦克风为8字指向性麦克风。

7.一种应用如权利要求1、2、4、5或6所述的立体声拾音装置的立体声拾音方法，其特征是包括MS立体声算法，所述MS立体声算法为：

中央声道麦克风和侧声道麦克风分别记为M和S，这样建立了一个双声道系统：

M+S＝左声道，

M–S＝右声道；

在双声道的技术基础上可以使用M作为主声道，扩展为三声道设计：

M：中央声道，

M+S:左声道，

M-S：右声道；

左右声道都可以单独进行调整和编辑，如改变M/S的各自系数a/b：

aM+bS＝左声道，

aM-bS＝右声道，

其中，0<a<1，0<b<1；

建立单声道时，只使用M信号。