CN105744439B - 麦克风装置和具有其的移动终端 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种麦克风装置，包括：薄膜；附着在薄膜上的多个导轨，多个导轨构成多个转子；设置在多个导轨之上的麦克风；与麦克风相连的转心；设置在转子周围的多对电磁铁，多对电磁铁构成多个定子；控制器，控制器在麦克风被启动时控制麦克风在预设时间内旋转，并获取麦克风在旋转过程中采集的音频信号，以及根据采集的音频信号判断声源和噪声的方位，并根据声源和噪声的方位控制多对电磁铁中的至少一对通电以产生驱动多个转子带动麦克风以转心为中心转动的磁场。本发明的麦克风装置只需一个MIC即可实现降噪，且无需复杂的降噪算法，极大降低了产品的开发成本。本发明还公开了一种包括该麦克风装置的移动终端。

Description

麦克风装置和具有其的移动终端

技术领域

本发明涉及移动终端技术领域，特别涉及一种麦克风装置和一种移动终端。

背景技术

双MIC(Microphone，麦克风)主要用于消除非平稳噪声，其中，主MIC是通话用MIC，一般位于手机底部，降噪MIC位于手机背面或顶部。不同位置的MIC接收到的信号强度、相位会有差别。采用双MIC降噪的手机利用这个原理先将两个MIC拾取到的模拟声音信号通过AD转换器转换成数字信号，数字信号送入DSP处理芯片，DSP处理芯片通过对比两个MIC拾取的声音频谱，通过一定的算法，把降噪MIC拾取到的声音波形作为噪音样本，从主MIC的声音波形中删除掉，然后把剩下的部分作为有效的声音送给对方。

上述双MIC降噪是一种主动降噪，但是需要两个MIC，而且对MIC的位置要求比较苛刻，从而限制某些产品的开发，另外双MIC降噪的降噪算法比较复杂，需要采用比较高端的DSP处理芯片，从而使得产品开发成本上升。

发明内容

本发明的目的旨在至少从一定程度上解决上述的技术问题之一。

为此，本发明的一个目的在于提出一种麦克风装置，该麦克风装置可实现单MIC降噪，且无需高端的DSP处理芯片来处理复杂的降噪算法，从而能够有效降低产品的开发成本。

本发明的另一个目的在于提出一种移动终端。

为达到上述目的，本发明一方面实施例提出了一种麦克风装置，该麦克风装置包括：薄膜；附着在所述薄膜上的多个导轨，所述多个导轨构成多个转子；设置在所述多个导轨之上的麦克风；与所述麦克风相连的转心；设置在所述转子周围的多对电磁铁，所述多对电磁铁构成多个定子；以及控制器，所述控制器在所述麦克风被启动时控制所述麦克风在预设时间内旋转，并获取所述麦克风在所述旋转过程中采集的音频信号，以及根据采集的所述音频信号判断声源和噪声的方位，并根据所述声源和噪声的方位控制所述多对电磁铁中的至少一对通电以产生驱动所述多个转子带动所述麦克风以所述转心为中心转动的磁场。

本发明实施例提出的麦克风装置，在薄膜上附着多个导轨，多个导轨构成多个转子，并在多个导轨之上设置麦克风，麦克风与转心相连，以及设置多对电磁铁在转子周围，多对电磁铁构成多个定子，在麦克风被启动时，通过控制器控制麦克风在预设时间内旋转，并获取麦克风在旋转过程中采集的音频信号，以及根据采集的音频信号判断声源和噪声的方位，并根据声源和噪声的方位控制多对电磁铁中的至少一对通电以产生驱动多个转子带动麦克风以转心为中心转动的磁场。该麦克风装置可实现单MIC降噪，且无需高端的DSP处理芯片来处理复杂的降噪算法，有效降低了产品的开发成本。

为达到上述目的，本发明另一方面实施例还提出了一种移动终端，该移动终端包括所述的麦克风装置。

本发明实施例提出的移动终端，通过麦克风装置实现单MIC降噪，且无需高端的DSP处理芯片，开发成本低。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为根据本发明一个实施例的麦克风装置的示意图；

图2为根据本发明一个实施例的麦克风装置的控制器的示意图；以及

图3为根据本发明一个具体实施例的控制器的主动降噪过程的示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的可应用于性和/或其他材料的使用。另外，以下描述的第一特征在第二特征之“上”的结构可以包括第一和第二特征形成为直接接触的实施例，也可以包括另外的特征形成在第一和第二特征之间的实施例，这样第一和第二特征可能不是直接接触。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

下面参照附图来描述根据本发明实施例提出的麦克风装置和移动终端。

如图1所示，本发明实施例的麦克风装置包括：薄膜1、多个导轨2、麦克风3、转心4、多对电磁铁5以及控制器6。其中，多个导轨2(例如4个导轨2)附着在薄膜1上，多个导轨2构成多个转子。麦克风3设置在多个导轨2之上。转心4与麦克风3相连，当麦克风3受力旋转时可以以转心4为中心转动。多对电磁铁5(例如4对电磁铁5)设置在转子周围，多对电磁铁5构成多个定子。控制器6在麦克风3被启动时控制麦克风3在预设时间内旋转，并获取麦克风3在旋转过程中采集的音频信号，以及根据采集的音频信号判断声源和噪声的方位，并根据声源和噪声的方位控制多对电磁铁5中的至少一对通电以产生驱动多个转子带动麦克风3以转心4为中心转动的磁场，其中，图1中，仅示出1个导轨2和1对电磁铁5，麦克风3以圆柱体表示。

进一步地，在本发明的一个实施例中，如图1所示，导轨2可以为矩形，多个导轨2可以在空间上按预设上下顺序和预设左右顺序依次放置以使得多个导轨的短对边构成八边形，八边形可以附着在薄膜1上。

进一步地，在本发明的一个实施例中，如图1所示，八边形的4组对边以及相应虚线可以用导线做成，麦克风3固定在薄膜1和呈正八边形的导线上。进一步地，在本发明的一个实施例中，如图1所示，薄膜1可以为圆形薄膜。

进一步地，在本发明的一个实施例中，如图1所示，导轨2可以包括相互垂直的第一对边和第二对边，导轨2的第一对边与对应的定子形成的磁场垂直，导轨2的第二对边与对应的定子形成的磁场平行，麦克风3在各定子形成的磁场中。本发明实施例的麦克风装置中定子的形状可以如图1所示，此时，第一对边为ab和cd等，第二对边对应为ad和bc等。

进一步地，在本发明的一个实施例中，控制器6在麦克风3被启动时控制麦克风3在预设时间内旋转具体为：控制器6根据预设先后顺序控制多对电磁铁5依次通电以控制麦克风3在预设时间内旋转。在本发明的一个具体实施例中，麦克风装置包括4个导轨2和4对电磁铁5，当麦克风3被启动(例如启动麦克风3进行位置移动的开关被打开)时，控制器6根据预设先后顺序给第一组转子即导轨2和对应的定子即电磁铁5施加电压后，定子和转子由不带电状态转变为带电状态，定子形成磁场，转子受磁场力开始转动，并且矩形导轨的第一对边例如ab和cd始终做垂直切割磁感线的运动。其中，在本发明的一个具体实施例中，如图1所示，当第一对边为ab和cd时，ab的受力方向如箭头(1)所示，cd的受力方向如箭头(2)所示。第一对边受力转动使得多个导轨2构成的八边形转动，进而薄膜1移动，带动麦克风3以转心4为中心旋转。一段时间后，当控制器6根据预设先后顺序依次给第二组定子和转子通电后，第二组定子和转子由不带电状态转变为带电状态，麦克风3在相应的转子受力方向上旋转，如此在预设时间(例如几秒钟)内，四组定子和转子依次通电，麦克风3完成4组转子受力方向上的旋转，实现按预设方向(顺时针或逆时针)旋转360°。在麦克风3旋转过程中，麦克风3将接收到的各个方向的声音信息转换为音频信号后分别传送至控制器6中，该音频信号包括声音信号和噪声信号。

进一步地，在本发明的一个实施例中，如图2所示，控制器6可以包括放大模块61、AD转换模块62、采样模块63、鉴幅器和鉴相器64以及控制模块65。其中，放大模块61用于放大音频信号。AD转换模块62用于将音频信号转换为数字音频信号。采样模块63用于对数字音频信号进行采样以生成采样信号。鉴幅器和鉴相器64分别用于鉴别采样信号的幅度和频率。控制模块65用于根据采样信号的幅度和频率确定声源和噪声的方位，并生成驱动信号，以控制多对电磁铁5中的至少一对通电。具体地，在本发明的一个实施例中，采样模块63可以每秒100次对数字音频信号进行采样。具体地，在本发明的一个实施例中，如图2所示，采样模块63、鉴幅器和鉴相器64以及控制模块65在DSP(Digital Signal Processor，数字信号处理器)中。

进一步地，在本发明的一个实施例中，如图2所示，控制模块65还可以包括寄存器子模块66，寄存器子模块66用于存储麦克风3旋转经过的每个位置以及在每个位置对应的声音灵敏度，以使控制模块65可以根据每个位置对应的声音灵敏度选择目标位置以生成驱动信号。在本发明的一个实施例中，控制模块65可以根据采样信号中声音信号和噪声信号的幅度、频率以及最佳信噪比来判断声源和噪声的具体方位、距离，并根据声源和噪声的具体方位、距离控制多对电磁铁5中的至少一对通电以产生驱动多个转子带动麦克风3转动的磁场，从而调整麦克风3至最佳位置，使麦克风3采集的音频信号中有用的声音灵敏度最大而噪声灵敏度相对很小，实现主动降噪。另外，在本发明的一个实施例中，如果用户在通话过程中相对噪声发生相对移动，麦克风装置还可以对麦克风3的位置进行实时的微调，从而使得用户在通话过程中，通话质量短时间内不至于有很大的偏差，大大提高了用户的体验感。

进一步地，在本发明的一个实施例中，如图2所示，控制模块65还可以用于将检测的采样信号的幅度和频率发送至听筒控制器，进而听筒控制器根据采样信号的幅度和频率控制听筒。

在本发明的一个具体实施例中，如图3所示，麦克风装置可以根据以下步骤实现主动降噪：

S1，复位状态下，检测MIC的开关信号。

S2，根据MIC的开关信号判断MIC的开关是否打开。

当MIC的开关打开时，进入步骤S3，当MIC的开关未打开时，进入步骤S5。

S3，获取各个方向声音信号中信号的频率、幅度和相位信息。

S4，根据声音信号的信息，对应驱动八边形四组对边中的一组，使MIC转动到最佳方向位置，并且每隔一段时间重新检测声音信号。

S5，控制MIC处于初始位置。

本发明实施例提出的麦克风装置，在薄膜上附着多个导轨，多个导轨构成多个转子，并在多个导轨之上设置麦克风，麦克风与转心相连，以及设置多对电磁铁在转子周围，多对电磁铁构成多个定子，在麦克风被启动时，通过控制器控制麦克风在预设时间内旋转，并获取麦克风在旋转过程中采集的音频信号，以及根据采集的音频信号判断声源和噪声的方位，并根据声源和噪声的方位控制多对电磁铁中的至少一对通电以产生驱动多个转子带动麦克风转动的磁场。该麦克风装置可实现单MIC降噪，且算法简单，无需高端的DSP处理芯片，从而能够有效降低产品的开发成本。

本发明另一方面实施例还提出了一种移动终端，该移动终端包括的麦克风装置。

具体地，在本发明的一个实施例中，移动终端可以为手机或平板电脑等。

本发明实施例提出的移动终端，通过麦克风装置实现单MIC降噪，无需高端的DSP处理芯片，开发成本低。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同限定。

Claims (9)

1.一种麦克风装置，其特征在于，包括：

薄膜；

附着在所述薄膜上的多个导轨，所述多个导轨构成多个转子；

设置在所述多个导轨之上的麦克风；

与所述麦克风相连的转心；

设置在所述转子周围的多对电磁铁，所述多对电磁铁构成多个定子；以及

控制器，所述控制器在所述麦克风被启动时控制所述麦克风在预设时间内旋转，并获取所述麦克风在所述旋转过程中采集的音频信号，以及根据采集的所述音频信号判断声源和噪声的方位，并根据所述声源和噪声的方位控制所述多对电磁铁中的至少一对通电以产生驱动所述多个转子带动所述麦克风以所述转心为中心转动的磁场；所述控制器在所述麦克风被启动时控制所述麦克风在预设时间内旋转具体为：所述控制器根据预设先后顺序控制所述多对电磁铁依次通电以控制所述麦克风在预设时间内旋转。

2.如权利要求1所述的麦克风装置，其特征在于，所述导轨为矩形，所述多个导轨在空间上按预设上下顺序和预设左右顺序依次放置以使得所述多个导轨的短对边构成八边形，所述八边形附着在所述薄膜上。

3.如权利要求2所述的麦克风装置，其特征在于，所述导轨包括相互垂直的第一对边和第二对边，所述导轨的第一对边与对应的所述定子形成的磁场垂直，所述导轨的第二对边与对应的所述定子形成的磁场平行。

4.如权利要求1所述的麦克风装置，其特征在于，所述薄膜为圆形薄膜。

5.如权利要求1所述的麦克风装置，其特征在于，所述控制器包括：

放大模块，用于放大所述音频信号；

AD转换模块，用于将所述音频信号转换为数字音频信号；

采样模块，用于对所述数字音频信号进行采样以生成采样信号；

鉴幅器和鉴相器，分别用于鉴别所述采样信号的幅度和频率；以及

控制模块，用于根据所述采样信号的幅度和频率确定所述声源和噪声的方位，并生成驱动信号，以控制所述多对电磁铁中的至少一对通电。

6.如权利要求5所述的麦克风装置，其特征在于，所述控制模块还包括：

寄存器子模块，用于存储所述麦克风在每个位置对应的灵敏度，以使所述控制模块根据所述每个位置对应的灵敏度选择目标位置以生成所述驱动信号。

7.如权利要求5所述的麦克风装置，其特征在于，所述控制模块还用于将检测的所述采样信号的幅度和频率发送至听筒控制器。

8.一种移动终端，其特征在于，包括如权利要求1-7中任一项所述的麦克风装置。

9.如权利要求8所述的移动终端，其特征在于，所述移动终端为手机或平板电脑。