CN109511075B - 一种用于测量麦克风阵列声学响应的系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种用于测量麦克风阵列声学响应的系统，该测量系统包括可旋转装置、滑轨、以及通过连接件与滑轨连接的一个扬声器设备，其中的可旋转装置用于带动麦克风设备进行旋转。可见，通过改变可旋转装置的旋转位置以及改变扬声器设备在滑轨上的位置，使得麦克风设备的各个麦克风可接收到任意方向的入射声音，进而可以测量更多方向个数下的麦克风响应。此外，由于该测量系统只使用一个扬声器设备，不需要多个扬声器设备，消除了因扬声器设备之间的差异导致所播放的白噪声的差异，继而提高了声学响应测量结果的准确性。

Description

一种用于测量麦克风阵列声学响应的系统

技术领域

本申请涉及声学测量技术领域，尤其涉及一种用于测量麦克风阵列声学响应的系统。

背景技术

随着信息技术的突飞猛进式发展，越来越多的智能交互产品问世，语音作为人类信息最自然、最便捷的交互方式，是现今智能交互产品最主流的交互方式。现有的较为常见的智能交互产品中，一般使用麦克风阵列进行降噪和去混响。在麦克风阵列算法中，超指向性波束的形成能够在目标方向实现一个拾音波束，用于增强目标区域内的语音、抑制非目标区域的噪声，而为了形成更准确的超指向性波束，需要对麦克风阵列的声学响应进行测量。

现有的声学响应测量系统，主要是构造一个半球形的扬声器阵列，用于罩住被测设备。扬声器阵列中的每个扬声器设备的位置相对于被测设备是固定的，如图1所示。在对被测设备的麦克风阵列的声学响应进行测量时，利用一个接一个的扬声器设备播放白噪声，以对被测设备的麦克风阵列的声学响应进行测量。

可见，上述测量系统需要较多的扬声器固定在半球形的阵列上，但由于扬声器设备的方位固定，只能测量有限方向个数下的麦克风响应。此外，由于不同扬声器设备之间的个体差异，导致播放的白噪声是有差异的，该部分误差会导致对麦克风阵列的声学响应测量结果不够准确。

发明内容

本申请实施例的主要目的在于提供一种用于测量麦克风阵列声学响应的系统，能够测量各个方向下的麦克风响应，且能够提高测量结果的准确性。

本申请实施例提供了一种用于测量麦克风阵列声学响应的系统，所述系统包括：可旋转装置、滑轨、以及通过连接件与所述滑轨连接的一个扬声器设备；

其中，所述可旋转装置用于带动麦克风设备进行旋转。

可选的，所述滑轨位于所述可旋转装置的上方、且所述滑轨的两端在所述可旋转装置的两侧，或者，所述滑轨的第一端位于所述可旋转装置的上方且所述滑轨的第二端位于所述可旋转装置的一端。

可选的，若所述滑轨的两端在所述可旋转装置的两侧，则所述扬声器设备在所述滑轨上的滑动范围为：所述滑轨的中间位置与所述滑轨的任意一端之间的范围。

可选的，所述扬声器设备通过所述连接件在所述滑轨上滑动。

可选的，所述滑轨所在的平面垂直于所述可旋转装置的置物平面。

可选的，所述滑轨为圆形的一部分、且所述滑轨以及所述滑轨的两端与圆心的连线形成半圆形或90度扇形。

可选的，所述麦克风设备位于所述圆心的位置。

可选的，所述可旋转装置包括可旋转的转盘。

可选的，所述转盘放置于工作台上。

可选的，所述工作台是带网眼的工作台。

可选的，所述工作台是可调节高度和/或可调节水平位置的工作台。

可选的，所述可旋转装置在电机驱动下旋转。

可选的，所述可旋转装置的旋转角度范围为0-360度。

本申请实施例提供了一种用于测量麦克风阵列声学响应的系统，该测量系统包括可旋转装置、滑轨、以及通过连接件与滑轨连接的一个扬声器设备，其中的可旋转装置用于带动麦克风设备进行旋转。可见，通过改变可旋转装置的旋转位置以及改变扬声器设备在滑轨上的位置，使得麦克风设备的各个麦克风可接收到任意方向的入射声音，进而可以测量更多方向个数下的麦克风响应。此外，由于该测量系统只使用一个扬声器设备，不需要多个扬声器设备，消除了因扬声器设备之间的差异导致所播放的白噪声的差异，继而提高了声学响应测量结果的准确性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术提供的用于测量麦克风阵列声学响应的系统的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的用于测量麦克风阵列声学响应的系统的结构示意图。

具体实施方式

在现有的声学响应测量系统中，如图1所示，需要构造半球形的扬声器阵列，但扬声器阵列的布置，受限制于扬声器阵列的大小以及扬声器阵列中各个扬声器设备的尺寸，若扬声器设备之间间隔较大，将不能对声场空间进行完全测量，也就是说，扬声器阵列中的每个扬声器设备，其位置相对于被测的麦克风设备是固定的，利用这有限个数的扬声器设备播放白噪声时，麦克风设备只能接收来自这些扬声器设备的白噪声并测量相应声音方向的麦克风响应，即只能测量有限方向个数下的麦克风响应。而在本申请实施例中，可以测量更多方向个数下的麦克风响应。

此外，如图1所示，现有的声学响应测量系统需要设置多个扬声器设备，但是，由于扬声器设备的个数较多，故而耗费较大，即成本较高，而且，由于不同扬声器设备之间的个体差异，导致播放的白噪声是有差异的，该部分误差会导致对麦克风设备的声学响应测量结果不够准确。而在本实施例中，只需要设置一个扬声器设备，不但成本较低，且不存在扬声器设备之间的个体差异问题，故而，可以提高对麦克风设备的声学响应测量结果的准确性。

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

接下来，对本申请实施例提供的一种用于测量麦克风阵列声学响应的系统进行介绍。

参见图2，为本申请实施例提供的一种用于测量麦克风阵列声学响应的系统的结构示意图。该测量系统200包括：可旋转装置201、滑轨202、以及通过连接件与滑轨202连接的一个扬声器设备203，其中，可旋转装置201用于带动麦克风设备进行旋转。

在本实施例中，需要对麦克风设备的麦克风阵列的声学响应进行测量，在进行测量时，可以将待测的麦克风设备放置在可旋转装置201上，对于麦克风设备上的各个麦克风来讲，通过控制可旋转装置201进行旋转以及控制扬声器设备203在滑轨202上滑动，可以改变各个麦克风与扬声器设备203之间的相对位置，故而，可以设置不同的相对位置，使得扬声器设备203对应于不同的相对位置时，通过播放白噪声来测量各个麦克风的声学响应。可见，与现有技术相比，本实施例通过改变可旋转装置201的旋转位置以及改变扬声器设备203在滑轨202上的位置，使得麦克风设备的各个麦克风能够接收到任意方向的入射声音，进而可以测量更多方向个数下的麦克风响应。

此外，与现有技术相比，本申请实施例只使用了一个扬声器设备203，不需要多个扬声器设备，消除了因扬声器设备之间的差异导致所播放的白噪声的差异，继而提高了各个麦克风的声学响应测量结果的准确性。

需要说明的是，本申请实施例不限制扬声器设备203的体积，可以选择体积小巧的扬声器设备203，以减小测量系统200对空间的占用；此外，本申请实施例也不限制扬声器设备203的类型，比如该扬声器设备203可以是高保真音响设备。本申请实施例也不限制滑轨202的材质，保证滑轨202不易变形即可，例如，滑轨202可以为金属材质，比如铝合金。

还需要说明的是，为了保证测量结果的准确性，应尽量减小环境噪声以及测量系统200所在房间的墙壁造成的反射影响，因此，需要将测量系统200置于全消声室内对麦克风设备的声学响应进行测量。

在本申请实施例的一种实现方式中，滑轨202可以位于可旋转装置201的上方、且滑轨202的两端在可旋转装置201的两侧，或者，滑轨202的第一端可以位于可旋转装置201的上方且滑轨202的第二端位于可旋转装置201的其中一侧。在本实现方式中，滑轨202可以向可旋转装置201弯曲，使滑轨202的两端位于可旋转装置201的两侧；当然，也可以将滑轨202的一端置于可旋转装置201的上方、而另一端置于可旋转装置201的左端或右端。

在本实施例的一种实现方式中，若滑轨202的两端在可旋转装置201的两侧，则扬声器设备203在滑轨202上的滑动范围可以为：滑轨202的中间位置与滑轨的任意一端之间的范围。在本实现方式中，可以选择滑轨202的其中一半的滑动范围，可以是滑轨左端与滑轨中间之间的范围，也可以是滑轨右端与滑轨中间之间的范围，而在改变扬声器设备203在滑轨202的位置时，可以在该范围内的任意一侧向另一侧滑动。

当然，扬声器设备203在滑轨202上的滑动范围也可以是整个滑轨202的范围。

在本申请实施例的一种实现方式中，扬声器设备203可以通过连接件在滑轨202上滑动。在本实现方式中，可以利用一个连接件将扬声器设备203与滑轨202进行连接，通过该连接件可以控制扬声器设备203在滑轨202的轨道上滑动，其中，本实现方式不限制该连接件的类型和材质，比如，该连接件可以是设置在扬声器设备203后面的螺丝，该螺丝可以是铝合金材质的。

在本申请实施例的一种实现方式中，滑轨202所在的平面可以垂直于可旋转装置201的置物平面。在本实现方式中，可以使滑轨202所在的平面垂直于可旋转装置201的置物平面，即，使滑轨202安装于可旋转装置201的正上方并垂直于水平面，基于此，当扬声器设备203在滑轨202的任意位置时，便于测量扬声器设备203与麦克风设备的各个麦克风之间的相对位置，从而便于测量麦克风设备的各个麦克风所接收声音的入射方向，进而便于测量各个麦克风的声学响应。

在本申请实施例的一种实现方式中，滑轨202可以为圆形的一部分、且滑轨202以及滑轨202的两端与圆心的连线形成半圆形或90度扇形。在本实现方式中，基于这种半圆形滑轨202或90度扇形滑轨202，当扬声器设备203在滑轨202的任意位置时，同样便于测量扬声器设备203与麦克风设备的各个麦克风之间的相对位置，从而便于测量麦克风设备的各个麦克风所接收声音的入射方向，进而便于测量各个麦克风的声学响应。

进一步地，可以使麦克风设备位于上述圆形的圆心位置。具体地，当麦克风设备置放于可旋转装置201的置物平面上时，可以通过调整可旋转装置201的空间位置，使麦克风设备位于上述圆形的圆心位置，同样地，这种放置方式，更便于测量扬声器设备203与麦克风设备的各个麦克风之间的相对位置，从而便于测量麦克风设备的各个麦克风所接收声音的入射方向，进而便于测量各个麦克风的声学响应。

在本申请实施例的一种实现方式中，可旋转装置202可以包括可旋转的转盘。在本实现方式中，可以不限制该转盘的形状，比如该转盘可以为圆形、椭圆形、方形等，只要该转盘可旋转且旋转平面与水平面平行即可，可以通过设置旋转角度来控制转盘的旋转。

具体地，可旋转装置202的旋转角度范围可以为0-360度，可以理解的是，当可旋转装置202的旋转角度范围为0-360度，且扬声器设备203在滑轨202上的滑动范围为半圆形滑轨202的一半、亦或是半圆形滑轨202或90度扇形滑轨202的整个轨道范围时，通过改变可旋转装置201的旋转位置以及改变扬声器设备203在滑轨202上的位置，可以覆盖扬声器设备203与麦克风设备之间的各种相对位置关系，进而可以测量各个方向入射角下的麦克风响应。

在本申请实施例的一种实现方式中，可旋转装置202所包括的转盘可以放置于一个工作台上。本实现方式不限制工作台的形状，比如，可以是方形工作台、或圆形工作台等；本实现方式也不限制工作台的材质，比如，可以是铝合金工作台、铁质工作台等。

其中，该工作台可以是带网眼的工作台，而将工作平台设计成网眼结构，可以有效减小声音反射的影响，从而可以提高声学响应测量结果的准确性。

其中，该工作台可以是可调节高度的工作台，可以手动调节、也可以自动调节。具体地，可以将工作台的支柱，比如图1所示的四根支柱，设置成可调节高度的支柱，这样，通过调节支柱的高度，从而调节工作台的高度，进而可以调节麦克风设备的高度，基于此，可以将麦克风设备置于滑轨202所属圆形的圆心位置，具体实现时，可以将工作台直接固定于圆心所在的垂线上，比如固定在一个底座上，通过调节工作台的高度，使工作台上的麦克风设备(即麦克风阵列)置于圆心位置。

其中，该工作台还可以是可调节水平位置的工作台，可以手动调节、也可以自动调节。具体地，可以将上述工作台所在的底座设置成滑轨形成的底座，并使工作台的各个支柱可以在该底座上进行滑动，比如可以在工作台的各个支柱上安装滑珠，通过控制滑珠的滑动来设置工作台在底座上的位置。

在本申请实施例的一种实现方式中，当滑轨202位于可旋转装置201的上方、且滑轨202的两端在可旋转装置201的两侧时，可以将滑轨202也固定在该底座上，可以利用金属螺丝直接将滑轨202的两端与底座连接；而为了适配工作台的高度，也可以在滑轨两端分别延伸一个垂直立柱，并利用金属螺丝将该延伸立柱与底座连接。然而，当滑轨202的第一端位于可旋转装置201的上方且滑轨202的第二端位于可旋转装置201的其中一端时，可以将滑轨202的第二端或该第二端延伸立柱通过金属螺丝与底座连接，将滑轨202的第一端悬空或通过一根或多根立柱与底座连接。

可以理解的是，设置底座可以保证整个测量系统200的稳定性，此外，本实现方式不限制底座的材质，比如其可以是钢质底座。

在本申请实施例的一种实现方式中，在控制可旋转装置201旋转时，具体可以控制可旋转装置201在电机驱动下旋转，其中，用于驱动可旋转装置201旋转的电机可以是数控电机、或其它类型的电机。

综上，本申请实施例提供的一种用于测量麦克风阵列声学响应的系统，该测量系统200包括可旋转装置201、滑轨202、以及通过连接件与滑轨202连接的一个扬声器设备203，其中的可旋转装置201用于带动麦克风设备进行旋转。可见，通过改变可旋转装置201的旋转位置以及改变扬声器设备203在滑轨202上的位置，使得麦克风设备的各个麦克风可接收到任意方向的入射声音，进而可以测量更多方向个数下的麦克风响应。此外，由于该测量系统200只使用一个扬声器设备203，不需要多个扬声器设备，消除了因扬声器设备之间的差异导致所播放的白噪声的差异，继而提高了声学响应测量结果的准确性。

需要说明的是，本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (12)

1.一种用于测量麦克风阵列声学响应的系统，其特征在于，所述系统包括：可旋转装置、滑轨、以及通过连接件与所述滑轨连接的一个扬声器设备；

其中，所述可旋转装置用于带动麦克风设备进行旋转；所述扬声器设备通过所述连接件在所述滑轨上滑动。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述滑轨位于所述可旋转装置的上方、且所述滑轨的两端在所述可旋转装置的两侧，或者，所述滑轨的第一端位于所述可旋转装置的上方且所述滑轨的第二端位于所述可旋转装置的一端。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，若所述滑轨的两端在所述可旋转装置的两侧，则所述扬声器设备在所述滑轨上的滑动范围为：所述滑轨的中间位置与所述滑轨的任意一端之间的范围。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述滑轨所在的平面垂直于所述可旋转装置的置物平面。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述滑轨为圆形的一部分、且所述滑轨以及所述滑轨的两端与圆心的连线形成半圆形或90度扇形。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述麦克风设备位于所述圆心的位置。

7.根据权利要求1至6任一项所述的系统，其特征在于，所述可旋转装置包括可旋转的转盘。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述转盘放置于工作台上。

9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述工作台是带网眼的工作台。

10.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述工作台是可调节高度和/或可调节水平位置的工作台。

11.根据权利要求1至6任一项所述的系统，其特征在于，所述可旋转装置在电机驱动下旋转。

12.根据权利要求1至6任一项所述的系统，其特征在于，所述可旋转装置的旋转角度范围为0-360度。

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