CN107181845A - 一种麦克风确定方法和终端 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种麦克风确定方法，包括：获取麦克风阵列中各个麦克风接收到的声波信号，所述声波信号是声源发出的信号；根据所述各个麦克风的声波信号，确定所述声源的位置信息；根据所述声源的位置信息，从所述各个麦克风中确定主麦克。本发明实施例同时还公开了一种终端。
Description
技术领域
本发明涉及通信领域，尤其涉及一种麦克风确定方法和终端。
背景技术
科学技术的飞速发展，使终端拥有了前所未有的商务及娱乐能力。但是终端，特别是手机，其通话功能依然占据着非常重要的位置。而环境噪音是影响通话语音音质的一个重要因素，因此，终端的降噪性能成为评判手机性能的一个关键指标，如何消除或降低环境噪音也成为各芯片厂商及终端厂商致力研究一个重点课题。
现有技术中，终端一般具有两个麦克风(如图1所示)包括设置在屏幕上方的副麦克风(MAC2)设置在屏幕左下方的主麦克风(MAC1)现有技术中达到最优降噪性能，要求主麦克风的信噪比要比副麦克风的信噪比大6dB。终端用户在使用听筒模式通话时，主麦克风比副麦克风更靠近嘴，因此很容易满足降噪算法要求。但对于视频通话而言，当使用者位置发生变化时，主副麦克风拾取到的新号可能会发生变化，这对于降噪算法来讲是致命的，可能导致降噪算法失效，通话的降噪性能急剧恶化。发明内容
为解决上述技术问题，本发明实施例期望提供一种麦克风确定方法和终端，能够提升通话音质，提高用户体验。
本发明的技术方案是这样实现的：
第一方面，提供一种麦克风确定方法，包括：
获取麦克风阵列中各个麦克风接收到的声波信号，所述声波信号是声源发出的信号；
根据所述各个麦克风的声波信号，确定所述声源的位置信息；
根据所述声源的位置信息，从所述各个麦克风中确定主麦克。
可选的，所述麦克风阵列包括两个麦克风，所述根据所述各个麦克风的声波信号，确定所述声源的位置信息包括：
根据两个声波信号，确定所述两个麦克接收到声波信号的时延；
根据所述时延，确定所述声源的参考仰角；
根据所述声源的参考仰角确定所述声源的位置信息。
可选的，所述根据两个声波信号，确定所述两个麦克接收到声波信号的时延包括：
获取所述两个声波信号的离散采样值；
根据所述两个声波信号的离散采样值，确定所述两个声波信号的最大自相关函数；
将所述最大自相关函数所对应的时间差作为所述时延。
可选的，所述根据时延，确定声源的参考仰角包括：
根据仰角公式，确定所述声源的参考仰角，所述仰角公式为：
其中，所述是参考仰角，所述c是声速，所述a是所述两个麦克风的距离，所述τ是所述时延。
可选的，所述根据所述各个麦克风的声波信号，确定所述声源的位置信息之后，所述方法还包括：
根据所述声源的位置信息，调节摄像头的拍摄角度，使所述声源处在所述摄像头拍摄的画面中。
第二方面，提供一种终端，包括：麦克风阵列和处理器；
所述麦克风阵列，用于接收从声源发出的声波信号；
所述处理器，用于获取麦克风阵列中各个麦克风接收到的声波信号；根据所述各个麦克风的声波信号，确定所述声源的位置信息；根据所述声源的位置信息，从所述各个麦克风中确定主麦克。
可选的，所述麦克风阵列包括两个麦克风，所述处理器具体用于：
根据两个声波信号，确定所述两个麦克接收到声波信号的时延；
根据所述时延，确定所述声源的参考仰角；
根据所述声源的参考仰角确定所述声源的位置信息。
可选的，所述处理器还用于：
获取所述两个声波信号的离散采样值；
根据所述两个声波信号的离散采样值，确定所述两个声波信号的最大自相关函数；
将所述最大自相关函数所对应的时间差作为所述时延。
可选的，所述处理器还用于：
根据仰角公式，确定所述声源的参考仰角，所述仰角公式为：
其中，所述是参考仰角，所述c是声速，所述a是所述两个麦克风的距离，所述τ是所述时延。
可选的，所述终端还包括：可旋转摄像头，用于对焦所述声源，并录制视频；
所述处理器还用于：根据所述声源的位置信息，调节所述可旋转摄像头的拍摄角度，使所述声源处在所述摄像头拍摄的画面中。
本发明实施例提供了一种麦克风确定方法和终端，先获取麦克风阵列中各个麦克风接收到的声波信号，所述声波信号是声源发出的信号；再根据各个麦克风的声波信号，确定声源的位置信息；之后，根据声源的位置信息，从各个麦克风中确定主麦克。这样一来，当声源与终端的相对位置发生变化时，终端可以根据声波信号，实时从各个麦克风中确定主麦克，这样，保证降噪性能保持在一个较佳状态，提升免提通话音质，提高用户体验。
附图说明
图1为一种终端上麦克风的相对位置的示意图；
图2为本发明实施例提供的一种麦克风确定方法的流程图；
图3为本发明实施例提供的参考仰角的计算原理图；
图4为本发明实施例具体实现得到时延的示意图；
图5为本发明实施例提供的另一种麦克风确定方法的流程图；
图6为本发明实施例提供的一种终端的结构示意图；
图7为本发明实施例提供的另一种终端的结构示意图；
图8为本发明实施例提供的再一种终端的结构示意图；
图9为本发明实施例提供的又一种终端的结构示意图。
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。
实施例一
本发明实施例提供了一种麦克风确定方法，应用于具有摄像功能和拍摄功能的终端，如图2所示，该方法包括：
步骤101、获取麦克风阵列中各个麦克风接收到的声波信号。
这里，声波信号是声源发出的信号。
步骤102、根据各个麦克风的声波信号，确定声源的位置信息。
当麦克风阵列包括两个麦克风。步骤102可以具体包括：根据两个声波信号，确定两个麦克接收到声波信号的时延；根据时延，确定声源的参考仰角；根据声源的参考仰角确定声源的位置信息。
进一步的，所述根据两个声波信号，确定两个麦克接收到声波信号的时延包括：获取两个声波信号的离散采样值；根据两个声波信号的离散采样值，确定两个声波信号的最大自相关函数；将最大自相关函数所对应的时间差作为时延。
其次，假设不考虑声强的衰减与混响，则图2中两个麦克风接收到的声波信号的离散模型为：
其中为声源发出的信号s，N1和N2为背景噪声，三者互不相关，X1是MAC1的声波信号的离散模型，X2是MAC2的声波信号的离散波形，τ1和τ2是声波信号从声源到两个麦克风分别所需的时间传播时间，τ12＝τ1-τ2为两个麦克风之间的时延。相应的，X1(kT)和X2(kT)的相关函数R12(τ)可以表示成如下：
R12(τ12)
＝E(X1(kT-τ1)X2(kT-τ2-τ12))
＝E((s(kT-τ1)+N1(kT-τ12))(s(kT-τ2-τ12)+N2(kT-τ12)))
＝E(s(kT-τ1)s(kT-τ2-τ12))
＝Rss(τ12-(τ1-τ2))
这里，E是期望，RSS是两个接收信号的自相关函数。
由自相关函数性质可知，当τ-(τ1-τ2)＝0时，R12(τ)达到最大值。所以求得R12(τ)的最大值对应的τ12就是两个麦克风之间的时延τ。
本实施例通过以下方式具体实现得到时延。具体的，当移动终端处于免提通话状态时，可利用手机现有的麦克风阵列及处理芯片计算获得两个麦克风之间的时延。其基本原理如图4所示：麦克风经过模数转换采样出的离散采样值首先通过一个300～4KHz的带通滤波器滤除高频噪声，然后对滤波后的语音信号做快速傅里叶变换(Fast Fourier Transformation，FFT)，求出声波频谱；然后对两个麦克风获得的两组声波频谱求出声波信号的互功率谱并进行频域加权，将得到的结果累计达到一帧后做反傅里叶变换求自相关函数，之后，根据峰值检测出最大的自相关函数对应的时间差，将该时间差作为延时。
相应的，所述根据时延，确定声源的参考仰角包括：根据仰角公式，确定声源的参考仰角，所述仰角公式为：其中，所述是参考仰角，所述c是声速，所述a是两个麦克风的距离，所述τ是时延。
这里，对于免提通话来讲，由于声源与手机麦克风之间的距离较远，因此手机麦克风相对与声源位置可以看作远场范围，因此声信号可以看作是以平面波的形式传播。图3为远场声源定位的基本的基本原理图，图中的MAC1和MAC2是本实施例中两个麦克风。其中，是参考仰角，c是声速，a是两个麦克风的距离，τ是时间差，所以，通过时延，就能够得到参考仰角。也就是说可以由两个麦克风接收到的信号的时延来计算并确定声源的方位。
步骤103、根据声源的位置信息，从各个麦克风中确定主麦克。
具体的，根据参考仰角可以获得声源与两个麦克风之间的相对位置，当时，图3中的MAC1距离声源较近，将MIC1作为主麦克，当时，图3中的MIC2距离声源较近，将MIC2作为主麦克风。
进一步的，如果原有通话的主麦克设置与计算出来的主麦克风一致，返回语音通话，如果原有通话的主麦克风设置与计算出来的主麦克风不一致，则更改主麦克风和副麦克风的参数设置，例如，调整降噪算法，然后返回语音通话。
这样一来，当声源与终端的相对位置发生变化时，终端可以根据声波信号，实时从各个麦克风中确定主麦克，这样，保证降噪性能保持在一个较佳状态，提升免提通话音质，提高用户体验。
进一步的，步骤102之后，所述方法还包括：根据声源的位置信息，调节摄像头的拍摄角度，使声源处在摄像头拍摄的画面中。
实施例二
本发明实施例提供一种麦克风确定方法，如图5所示，该方法应用于具有可旋转摄像头和两个麦克风的手机。该方法包括：
步骤201、接收用户输入的用于开启语音聊天的开启指令。
步骤202、根据开启指令，开启语音聊天。
初始状态下，开启语音聊天后，默认是屏幕上方且临近听筒的麦克风是副麦克风，屏幕下方的麦克风是主麦克风，也就说默认是认为用户使用听筒模式进行语音通信。
步骤203、判断语音聊天是否是视频语音。若是，则执行步骤204；若否，则执行步骤213。
步骤204、获取两个声波信号的离散采样值。
这里，两个声波信号分别是主麦克风和副麦克风接收的。这里，接收的声波信号是麦克风采样后的声波信号。也就是对声波信号进行模数转换，得到离散采样值。
步骤205、根据两个声波信号的离散采样值，确定两个声波信号的最大自相关函数。
麦克风采样出的离散采样值首先通过一个300～4KHz的带通滤波器滤除高频噪声，然后对滤波后的语音信号做快速傅里叶变换(Fast FourierTransformation，FFT)，求出声波频谱；然后对两个麦克风获得的两组声波频谱求出声波信号的互功率谱并进行频域加权，将得到的结果累计达到一帧后做反傅里叶变换求自相关函数。
步骤206、计算最大相关函数所对应的时间差，将该时间差作为时延。
根据峰值检测出最大的自相关函数对应的时间差，将该时间差作为延时。
步骤207、根据时延，确定声源的参考仰角。
步骤208、根据声源的参考仰角确定声源的位置信息。
步骤209、根据声源的位置信息，从两个麦克风中确定主麦克风。
步骤210、判断确定出的主麦克风是否是原先的主麦克风。若是，则执行步骤213；若否，则执行步骤211。
即判断确定出的主麦克风是否是屏幕下方的麦克风。
步骤211、更改两个麦克风的调整降噪算法，使主麦克风变为屏幕上方且临近听筒的麦克风。
步骤212、根据声源的位置信息，调节摄像头的拍摄角度，使声源处在摄像头拍摄的画面中；结束本次流程。
步骤213、保持不变。
实施例三
本发明实施例提供一种终端30，如图6所示，包括：
获取单元301，用于获取麦克风阵列中各个麦克风接收到的声波信号，所述声波信号是声源发出的信号；
确定单元302，用于根据所述各个麦克风的声波信号，确定所述声源的位置信息；根据所述声源的位置信息，从所述各个麦克风中确定主麦克。
这样一来，当声源与终端的相对位置发生变化时，终端可以根据声波信号，实时从各个麦克风中确定主麦克，这样，保证降噪性能保持在一个较佳状态，提升免提通话音质，提高用户体验。
可选的，所述麦克风阵列包括两个麦克风，所述确定单元302具体用于：
根据两个声波信号，确定所述两个麦克接收到声波信号的时延；
根据所述时延，确定所述声源的参考仰角；
根据所述声源的参考仰角确定所述声源的位置信息。
可选的，所述确定单元302具体用于：
获取所述两个声波信号的离散采样值；
根据所述两个声波信号的离散采样值，确定所述两个声波信号的最大自相关函数；
将所述最大自相关函数所对应的时间差作为所述时延。
可选的，所述确定单元302具体用于：
根据仰角公式，确定所述声源的参考仰角，所述仰角公式为：
其中，所述是参考仰角，所述c是声速，所述a是所述两个麦克风的距离，所述τ是所述时延。
进一步的，如图7所示，所述终端30还包括：
调节单元303，用于根据所述声源的位置信息，调节摄像头的拍摄角度，使所述声源处在所述摄像头拍摄的画面中。
实施例四
本发明实施例提供一种终端40，如图8所示，包括：麦克风阵列401和处理器402；
所述麦克风阵列401，用于接收从声源发出的声波信号；
所述处理器402，用于获取所述麦克风阵列401中各个麦克风接收到的声波信号；根据所述各个麦克风的声波信号，确定所述声源的位置信息；根据所述声源的位置信息，从所述各个麦克风中确定主麦克。
这样一来，当声源与终端的相对位置发生变化时，终端可以根据声波信号，实时从各个麦克风中确定主麦克，这样，保证降噪性能保持在一个较佳状态，提升通话音质，提高用户体验。
可选的，所述麦克风阵列401包括两个麦克风，所述处理器402具体用于：
根据两个声波信号，确定所述两个麦克接收到声波信号的时延；
根据所述时延，确定所述声源的参考仰角；
根据所述声源的参考仰角确定所述声源的位置信息。
可选的，所述处理器402还用于：
获取所述两个声波信号的离散采样值；
根据所述两个声波信号的离散采样值，确定所述两个声波信号的最大自相关函数；
将所述最大自相关函数所对应的时间差作为所述时延。
可选的，所述处理器402还用于：
根据仰角公式，确定所述声源的参考仰角，所述仰角公式为：
其中，所述是参考仰角，所述c是声速，所述a是所述两个麦克风的距离，所述τ是所述时延。
可选的，如图9所示，所述终端40还包括：
可旋转摄像头403，用于对焦所述声源，并录制视频；
所述处理器402还用于：根据所述声源的位置信息，调节所述可旋转摄像头403的拍摄角度，使所述声源处在所述摄像头拍摄的画面中。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用硬件实施例、软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种麦克风确定方法，其特征在于，包括：
获取麦克风阵列中各个麦克风接收到的声波信号，所述声波信号是声源发出的信号；
根据所述各个麦克风的声波信号，确定所述声源的位置信息；
根据所述声源的位置信息，从所述各个麦克风中确定主麦克。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述麦克风阵列包括两个麦克风，所述根据所述各个麦克风的声波信号，确定所述声源的位置信息包括：
根据两个声波信号，确定所述两个麦克接收到声波信号的时延；
根据所述时延，确定所述声源的参考仰角；
根据所述声源的参考仰角确定所述声源的位置信息。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据两个声波信号，确定所述两个麦克接收到声波信号的时延包括：
获取所述两个声波信号的离散采样值；
根据所述两个声波信号的离散采样值，确定所述两个声波信号的最大自相关函数；
将所述最大自相关函数所对应的时间差作为所述时延。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据时延，确定声源的参考仰角包括：
根据仰角公式，确定所述声源的参考仰角，所述仰角公式为：
其中，所述是参考仰角，所述c是声速，所述a是所述两个麦克风的距离，所述τ是所述时延。
5.根据权利要求1至4任一项所述的方法，其特征在于，所述根据所述各个麦克风的声波信号，确定所述声源的位置信息之后，所述方法还包括：
根据所述声源的位置信息，调节摄像头的拍摄角度，使所述声源处在所述摄像头拍摄的画面中。
6.一种终端，其特征在于，包括：麦克风阵列和处理器；
所述麦克风阵列，用于接收从声源发出的声波信号；
所述处理器，用于获取麦克风阵列中各个麦克风接收到的声波信号；根据所述各个麦克风的声波信号，确定所述声源的位置信息；根据所述声源的位置信息，从所述各个麦克风中确定主麦克。
7.根据权利要求6所述的终端，其特征在于，所述麦克风阵列包括两个麦克风，所述处理器具体用于：
根据两个声波信号，确定所述两个麦克接收到声波信号的时延；
根据所述时延，确定所述声源的参考仰角；
根据所述声源的参考仰角确定所述声源的位置信息。
8.根据权利要求7所述的终端，其特征在于，所述处理器还用于：
获取所述两个声波信号的离散采样值；
根据所述两个声波信号的离散采样值，确定所述两个声波信号的最大自相关函数；
将所述最大自相关函数所对应的时间差作为所述时延。
9.根据权利要求7所述的终端，其特征在于，所述处理器还用于：
根据仰角公式，确定所述声源的参考仰角，所述仰角公式为：
其中，所述是参考仰角，所述c是声速，所述a是所述两个麦克风的距离，所述τ是所述时延。
10.根据权利要求6至9任一项所述的终端，其特征在于，所述终端还包括：可旋转摄像头，用于对焦所述声源，并录制视频；
所述处理器还用于：根据所述声源的位置信息，调节所述可旋转摄像头的拍摄角度，使所述声源处在所述摄像头拍摄的画面中。
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