CN105848062A - 多声道的数字麦克风 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了多声道的数字麦克风,包括:阵列拾取单元和处理单元,阵列拾取单元包括复数个拾音模块,复数个所述拾音模块呈阵列形式排列,每个所述拾音模块用以拾取一空域分量的音频信号,所述阵列拾取单元用以将复数个空域分量的音频信号分别转换为复数个数字信号输出;处理单元连接所述阵列拾取单元,用以将复数个所述数字信号进行提取和去噪处理。本发明在时域和频域的基础上增加一个空间域来对接收到的来自空间不同方向的信号进行拾音去噪处理。采用复数个拾音模块可构成一在空间域的阵列,通过阵列拾取单元可在空间域内对多个方向的音频信号进行拾取;采用处理单元可对音频信号进行去噪处理提高音频质量。
Description
技术领域
本发明涉及拾音装置领域,尤其涉及一种多声道USB接口的数字麦克风。
背景技术
作为语音拾取工具,麦克风被广泛地应用于各种语音通讯场景,如舞台、大型会议室、新闻现场、远程电视会议、语音聊天和语音识别等。
目前麦克风在使用时通常是以孤立的麦克风为主。在实际环境中,单个麦克风的拾音范围有限,在拾音范围内的所有声音(包括噪声)都会被接收。因此,单个麦克风接收的音频信号,通常是由多个声源以及周围环境的噪声叠加组成的。由于声源(说话人)在输出的过程中可能在一定区域内范围移动,同时在拾音范围内可能存在其它音源的多径反射以及混响等因素,这些因素都会使单个麦克风接收的音频信号信噪比降低,从而导致音频信号质量降低。在噪声处理上,传统麦克风一般采用频域进行功率谱抵消和滤波技术来抑制噪声。然而,这些接收到的音频信号通常在时间和频谱上相互重叠,因此,要分离出不同的音频并有效抑制噪声和干扰相当困难,去噪效果差。
发明内容
针对现有的单个麦克风存在的上述问题,现提供一种旨在时域和频域的基础上增加一个空间域来对接收到的来自空间不同方向的信号进行拾音去噪处理的多声道的数字麦克风。
具体技术方案如下:
一种多声道的数字麦克风,包括:
一阵列拾取单元,包括复数个拾音模块,复数个所述拾音模块呈阵列形式排列,每个所述拾音模块用以拾取一空域分量的音频信号,所述阵列拾取单元用以将复数个空域分量的音频信号分别转换为复数个数字信号输出;
一处理单元,连接所述阵列拾取单元,用以将复数个所述数字信号进行提取和去噪处理。
优选的,还包括:
一时钟信号,所述时钟信号包括高电平和低电平;
一声道选择单元,连接所述处理单元,用以根据所述时钟信号的高电平和低电平将经所述处理单元处理后的复数个数字信号分为两个声道。
优选的,还包括:
一发送单元,连接所述声道选择单元,用以将所述数字信号输出。
优选的,所述拾音模块采用硅薄膜拾取一空域分量的音频信号。
优选的,所述阵列拾取单元输出的数字信号为脉冲密度调制信号。
优选的,所述处理单元包括抽取滤波器,所述抽取滤波器用以对所述数字信号进行低通滤波后,将所述数字信号转换为低频高位流的数字信号,并进行数字化滤波。
优选的,所述发送单元采用USB接口模块。
一种声源定位系统,包括所述多声道的数字麦克风。
上述技术方案的有益效果:
本发明在时域和频域的基础上增加一个空间域来对接收到的来自空间不同方向的信号进行拾音去噪处理。采用复数个拾音模块可构成一在空间域的阵列,通过阵列拾取单元可在空间域内对多个方向的音频信号进行拾取;采用处理单元可对音频信号进行去噪处理提高音频质量。
附图说明
图1为本发明所述多声道的数字麦克风的一种实施例的模块图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
需要说明的是,在不冲突的情况下,本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明,但不作为本发明的限定。
如图1所示,一种多声道的数字麦克风,包括:阵列拾取单元1和处理单元2;阵列拾取单元1包括复数个拾音模块11,复数个拾音模块11呈阵列形式排列,每个拾音模块11用以拾取一空域分量的音频信号,阵列拾取单元1用以将复数个空域分量的音频信号分别转换为复数个数字信号输出;处理单元2连接阵列拾取单元1,用以将复数个数字信号进行提取和去噪处理。
在本实施例中,采用复数个拾音模块11可构成一在空间域的阵列,通过阵列拾取单元1可在空间域内对多个方向的音频信号进行拾取;采用阵列拾取单元1可将复数个空域分量的音频信号转换为复数个数字信号输出,空域分量是拾音模块11在阵列中的空间位置决定的;采用处理单元2可对音频信号进行去噪处理以提高音频质量。
进一步地,处理单元2可采用数字信号处理芯片(Digital Signal Process,DSP),DSP芯片具有可嵌入性、高速性能、稳定性好及精度高等优点,DSP芯片可将高频低位流的信号转换为低频高位流的信号。
在优选的实施例中,还可包括:时钟信号和声道选择单元3,时钟信号包括高电平和低电平;声道选择单元3连接处理单元2,用以根据时钟信号的高电平和低电平将经处理单元2处理后的复数个数字信号分为两个声道。
在本实施例中通过声道选择单元3将接收到的数字信号分为多个声道,以提高音频的层次感和立体效果。
在优选的实施例中,还可包括:一发送单元4,发送单元4连接声道选择单元3,用以将数字信号输出。
在本实施例中可通过发送单元4将数字信号发送至移动终端。
在优选的实施例中,拾音模块11采用硅薄膜拾取一空域分量的音频声压信号。硅薄膜可用于检测声压。
在优选的实施例中,阵列拾取单元1输出的数字信号为脉冲密度调制(Pulse Density Modulation,PDM)信号,PDM信号的幅度变化越剧烈,脉冲密度越密。
在本实施例中多声道的数字麦克风相当于是由多个拾音器构成的麦克风阵列,在时域和频域的基础上增加一个空间域来对接收到的来自空间不同方向的信号进行处理。通过将拾取的音频信号转换为PDM信号,并输出给DSP芯片进行处理,采用数字化技术可有效地解决声音分离及噪声抑制的问题,从而提高拾取音频信号的能力。
在优选的实施例中,处理单元2可包括抽取滤波器(Decimator),抽取滤波器用以对数字信号进行低通滤波后,将数字信号转换为低频高位流的数字信号,并进行数字化滤波。
在本实施例中,在抽取滤波器下采样并进行低通滤波,可将高频低位流的信号转换成低频高位流的PCM信号,同时滤除量化噪声,实现对数字信号的数字化滤波和增益调节。
在优选的实施例中,发送单元4可采用USB接口模块。
在本实施例中的USB接口模块支持热插拔、标准统一可以与移动终端连接,可将数字信号高速传输至移动终端。
一种声源定位系统,包括多声道的数字麦克风。
本实施例中的声源定位系统可以应用于智能家居机器人上,声源定位系统可通过多声道的数字麦克风接收音频信号对音源进行定位、寻向并跟随音源移动,通过多声道的数字麦克风对音频信号的提取分离以及去噪可以提高声源定位系统定位的实时性与准确性。
在本实施例中的多声道的数字麦克风还可应用在智能家居机器人的自身音源消除系统上,当机器人播放音乐时会对音频识别功能造成影响,通过多声道的数字麦克风将复数个空域分量的音频信号分别转换为复数个数字信号,并通过USB接口模块将音频信号发送至安卓(Android)设备进行自身音源消除,以实现机器人的自身音源消除功能。
以上所述仅为本发明较佳的实施例,并非因此限制本发明的实施方式及保护范围,对于本领域技术人员而言,应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案,均应当包含在本发明的保护范围内。
Claims (8)
1.一种多声道的数字麦克风,其特征在于,包括:
一阵列拾取单元,包括复数个拾音模块,复数个所述拾音模块呈阵列形式排列,每个所述拾音模块用以拾取一空域分量的音频信号,所述阵列拾取单元用以将复数个空域分量的音频信号分别转换为复数个数字信号输出;
一处理单元,连接所述阵列拾取单元,用以将复数个所述数字信号进行提取和去噪处理。
2.如权利要求1所述多声道的数字麦克风,其特征在于,还包括:
一时钟信号,所述时钟信号包括高电平和低电平;
一声道选择单元,连接所述处理单元,用以根据所述时钟信号的高电平和低电平将经所述处理单元处理后的复数个数字信号分为两个声道。
3.如权利要求2所述多声道的数字麦克风,其特征在于,还包括:
一发送单元,连接所述声道选择单元,用以将所述数字信号输出。
4.如权利要求1所述多声道的数字麦克风,其特征在于,所述拾音模块采用硅薄膜拾取一空域分量的音频信号。
5.如权利要求1所述多声道的数字麦克风,其特征在于,所述阵列拾取单元输出的数字信号为脉冲密度调制信号。
6.如权利要求1所述多声道的数字麦克风,其特征在于,所述处理单元包括抽取滤波器,所述抽取滤波器用以对所述数字信号进行低通滤波后,将所述数字信号转换为低频高位流的数字信号,并进行数字化滤波。
7.如权利要求3所述多声道的数字麦克风,其特征在于,所述发送单元采用USB接口模块。
8.一种声源定位系统,其特征在于,包括如权利要求1至7所述多声道的数字麦克风。
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