CN110447238A - 阵列麦克风模块及系统 - Google Patents

阵列麦克风模块及系统 Download PDF

Info

Publication number
CN110447238A
CN110447238A CN201880017754.4A CN201880017754A CN110447238A CN 110447238 A CN110447238 A CN 110447238A CN 201880017754 A CN201880017754 A CN 201880017754A CN 110447238 A CN110447238 A CN 110447238A
Authority
CN
China
Prior art keywords
microphone
module
audio
frequency bus
array processor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201880017754.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110447238B (zh
Inventor
柴可利·巴纳特
布伦特·罗伯特·舒莫德
大卫·格朗·卡森
安德瑞·阿什
乔丹·舒尔茨
马修·T·亚伯拉罕
阿温纳什·K·瓦伊迪亚
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shu Er Obtains Holding Co
Shure Acquisition Holdings Inc
Original Assignee
Shu Er Obtains Holding Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shu Er Obtains Holding Co filed Critical Shu Er Obtains Holding Co
Publication of CN110447238A publication Critical patent/CN110447238A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110447238B publication Critical patent/CN110447238B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R1/00—Details of transducers, loudspeakers or microphones
    • H04R1/20—Arrangements for obtaining desired frequency or directional characteristics
    • H04R1/32—Arrangements for obtaining desired frequency or directional characteristics for obtaining desired directional characteristic only
    • H04R1/40—Arrangements for obtaining desired frequency or directional characteristics for obtaining desired directional characteristic only by combining a number of identical transducers
    • H04R1/406—Arrangements for obtaining desired frequency or directional characteristics for obtaining desired directional characteristic only by combining a number of identical transducers microphones
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R3/00—Circuits for transducers, loudspeakers or microphones
    • H04R3/005—Circuits for transducers, loudspeakers or microphones for combining the signals of two or more microphones
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04M—TELEPHONIC COMMUNICATION
    • H04M2203/00—Aspects of automatic or semi-automatic exchanges
    • H04M2203/50—Aspects of automatic or semi-automatic exchanges related to audio conference
    • H04M2203/509—Microphone arrays
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04M—TELEPHONIC COMMUNICATION
    • H04M3/00—Automatic or semi-automatic exchanges
    • H04M3/42—Systems providing special services or facilities to subscribers
    • H04M3/56—Arrangements for connecting several subscribers to a common circuit, i.e. affording conference facilities
    • H04M3/568—Arrangements for connecting several subscribers to a common circuit, i.e. affording conference facilities audio processing specific to telephonic conferencing, e.g. spatial distribution, mixing of participants
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R2201/00—Details of transducers, loudspeakers or microphones covered by H04R1/00 but not provided for in any of its subgroups
    • H04R2201/40—Details of arrangements for obtaining desired directional characteristic by combining a number of identical transducers covered by H04R1/40 but not provided for in any of its subgroups
    • H04R2201/401—2D or 3D arrays of transducers
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R2201/00—Details of transducers, loudspeakers or microphones covered by H04R1/00 but not provided for in any of its subgroups
    • H04R2201/40—Details of arrangements for obtaining desired directional characteristic by combining a number of identical transducers covered by H04R1/40 but not provided for in any of its subgroups
    • H04R2201/403—Linear arrays of transducers
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R2227/00—Details of public address [PA] systems covered by H04R27/00 but not provided for in any of its subgroups
    • H04R2227/003—Digital PA systems using, e.g. LAN or internet
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R2430/00—Signal processing covered by H04R, not provided for in its groups
    • H04R2430/20—Processing of the output signals of the acoustic transducers of an array for obtaining a desired directivity characteristic
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R27/00—Public address systems

Landscapes

  • Otolaryngology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Circuit For Audible Band Transducer (AREA)
  • Obtaining Desirable Characteristics In Audible-Bandwidth Transducers (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Details Of Audible-Bandwidth Transducers (AREA)
  • Electrostatic, Electromagnetic, Magneto- Strictive, And Variable-Resistance Transducers (AREA)
  • Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

本发明揭示一种麦克风模块，其包括外壳、音频总线及与所述音频总线通信的第一多个麦克风。所述麦克风模块进一步包括与所述第一多个麦克风及所述音频总线通信的模块处理器。所述模块处理器经配置以：检测与所述音频总线通信的阵列处理器的存在；检测与所述音频总线通信的第二麦克风模块的存在；且配置所述音频总线以将来自所述第一多个麦克风及所述第二麦克风模块两者的音频信号传递到所述阵列处理器。

Description

阵列麦克风模块及系统
相关申请案的交叉参考
本申请案主张2017年1月27日申请的第62/451,480号美国专利申请案的权益，所述申请案的全部内容以引用的方式并入本文中。
技术领域
本申请案大体上涉及一种阵列麦克风模块及其系统。特定来说，本申请案涉及一种能够与其它类似阵列麦克风模块连接以产生模块化阵列麦克风模块的可配置系统的阵列麦克风模块。
背景技术
会议环境(例如会议室、董事会会议室、视频会议应用及类似者)可涉及使用麦克风来从在此类环境中处在作用中的各种音频源捕捉声音。此类音频源可包含(例如)说话的人。可在环境中通过放大扬声器(用于扩音)将所捕捉的声音散布到本地听众或(例如经由电视广播及/或网络广播)散布到远离环境的其它人。
传统麦克风大体上具有固定极性指向图(polar pattern)及较少可手动选择设置。为了在会议环境中捕捉声音，通常同时使用许多传统麦克风来捕捉环境内的音频源。然而，传统麦克风趋于还捕捉不需要的音频，例如室内噪音、回音及其它非所要音频元素。这些不需要的噪音的捕捉因使用许多麦克风而加剧。
阵列麦克风提供的益处在于其具有可操纵覆盖范围或拾音指向图(pick uppattern)，其允许麦克风集中于所要音频源且拒斥例如室内噪音的不需要的声音。操纵音频拾音指向图的能力提供能够较不精确地放置麦克风的益处，且以此方式，阵列麦克风更宽容。此外，再次归因于操纵拾音指向图的能力，阵列麦克风提供使用一个阵列麦克风或单元拾取多个音频源的能力。
然而，阵列麦克风具有某些缺点，包含其通常相对大于传统麦克风及其固定大小通常限制其在环境中可放置的位置的事实。此外，当使用较大数目个阵列麦克风时，一个阵列麦克风的麦克风元件不会结合另一阵列麦克风的麦克风元件工作。阵列麦克风的系统通常可能难以恰当地配置。此外，阵列麦克风通常比传统麦克风明显更昂贵。鉴于这些缺点，阵列麦克风通常定制配合其应用，引起其主要用于大规模、高度定制及昂贵设备中。
因此，解决这些问题的系统存在机会。更特定来说，包含阵列麦克风模块的模块化系统存在机会，所述阵列麦克风模块可容易地扩缩、安装位置灵活且自行配置以允许系统最优地从音频源(例如，人类说话者)检测声音且拒斥不需要的噪音及反射。
发明内容
本发明希望通过提供经设计以尤其完成以下项的系统及方法而解决上文提及的问题：(1)提供阵列麦克风模块，其是模块化且可扩缩的，且可连接到其它此类模块以产生具有容易定制的形状及大小的阵列麦克风系统；及(2)提供阵列麦克风系统，其包括连接到多个此类阵列麦克风模块的阵列处理器以实现具有经改进指向性灵敏度的自行配置阵列麦克风系统。
在实施例中，一种麦克风模块包括外壳、音频总线及由所述外壳支撑的第一多个麦克风。所述第一多个麦克风中的每一者与所述音频总线通信。所述麦克风模块进一步包括与所述第一多个麦克风及所述音频总线通信的模块处理器。所述模块处理器经配置以：检测与所述音频总线通信的阵列处理器的存在；检测与所述音频总线通信的第二麦克风模块的存在；且配置所述音频总线以将来自所述第一多个麦克风及所述第二麦克风模块两者的音频信号传递到所述阵列处理器。
在另一实施例中，一种模块化阵列麦克风系统包括阵列处理器及麦克风模块。所述麦克风模块包括外壳、与所述阵列处理器通信的音频总线及由所述外壳支撑的多个麦克风，所述多个麦克风中的每一者与所述音频总线通信。所述麦克风模块进一步包括与所述多个麦克风及所述音频总线通信的模块处理器，所述模块处理器经配置以：检测连接到所述音频总线的所述阵列处理器的存在；检测与所述音频总线通信的第二麦克风模块的存在；且配置所述音频总线以传递来自所述多个麦克风及连接到所述阵列处理器的所述第二麦克风模块的音频。
在又一实施例中，一种模块化阵列麦克风系统包括阵列处理器、音频总线及N个麦克风模块，其中N至少是2。所述N个麦克风模块中的每一者包括外壳、由所述外壳支撑的多个麦克风及与所述多个麦克风及所述音频总线通信的模块处理器。所述音频总线连接所述阵列处理器及所述N个麦克风模块，使得所述N个麦克风模块中的每一者中的所述多个麦克风与所述阵列处理器通信。所述阵列处理器及所述N个麦克风模块中的所述模块处理器中的一或多者经配置以：检测所述N个麦克风模块的数量及连接顺序；且配置所述音频总线以将来自所述N个麦克风模块中的每一者中的所述多个麦克风的音频信号路由到所述阵列处理器。
在又一实施例中，一种麦克风模块包括：外壳，其具有长度、第一末端及第二末端；音频总线；及多个麦克风，其沿着所述外壳的所述长度布置，所述多个麦克风中的每一者大体上定位在横向于所述长度的方向上，所述多个麦克风中的每一者与所述音频总线通信。所述麦克风模块进一步包括与所述多个麦克风及所述音频总线通信的模块处理器，所述模块处理器经配置以：检测与所述音频总线通信的阵列处理器的存在；检测与所述音频总线通信的第二麦克风模块的存在；且配置所述音频总线以将来自所述多个麦克风及所述第二麦克风模块的音频传递到所述阵列处理器。
在又一实施例中，一种麦克风模块包括：外壳；音频总线；及多个麦克风，其由所述外壳支撑，所述多个麦克风中的每一者与所述音频总线通信。所述麦克风模块进一步包括与所述多个麦克风及所述音频总线通信的模块处理器，所述模块处理器经配置以检测与所述音频总线通信的阵列处理器的存在且配置所述音频总线以将来自所述多个麦克风的音频信号传递到所述阵列处理器；其中所述阵列处理器产生由通过所述多个麦克风检测的音频信号的子集形成的至少一个输出音频流，所述子集基于所述模块在模块的链中的位置。
在又一实施例中，一种模块化阵列麦克风系统包括第一麦克风模块及第二麦克风模块。所述第一麦克风模块及所述第二麦克风模块中的每一者包括：外壳，其具有第一末端、中间部分、第二末端及从所述第一末端延伸到所述第二末端的长度；音频总线；及多个麦克风，其由所述外壳支撑且大体上跨所述外壳的所述长度分散，所述多个麦克风中的每一者与所述音频总线通信，其中所述多个麦克风包含接近所述第一末端的麦克风的第一集群，接近所述第二末端的麦克风的第二集群及接近所述中间部分的麦克风的第三集群。
在又一实施例中，一种模块化阵列麦克风系统包括连接到第二麦克风模块的第一麦克风模块。所述第一模块及所述第二模块中的每一者包括：外壳，其具有第一末端、中间部分、第二末端及从所述第一末端延伸到所述第二末端的长度；音频总线；及多个麦克风，其由所述外壳支撑且大体上跨所述外壳的所述长度分散，所述多个麦克风中的每一者与所述音频总线通信。所述多个麦克风包含接近所述第一末端的麦克风的第一集群，接近所述第二末端的麦克风的第二集群及接近所述中间部分的麦克风的第三集群。所述第一麦克风模块的所述第二末端在连接点处连接到所述第二麦克风模块的所述第一末端以形成复合阵列麦克风，所述复合阵列麦克风包括第一复合集群、第二复合集群及第三复合集群。
从阐述指示可采用本发明的原理的多种方式的阐释性实施例的以下详细描述及附图将更明白且更完全了解这些及其它实施例及各种排列及方面。
附图说明
图1A是根据本发明的实施例的麦克风模块的透视图；
图1B是图1A的麦克风模块的俯视图；
图1C是图1A的麦克风模块的正视图；
图1D是图1A的麦克风模块的端视图；
图2是图1A的麦克风模块的框图；
图3A是本发明的单个麦克风模块的示意图，其描绘模块内的麦克风的间距；
图3B是本发明的两个经连接麦克风模块的示意图，其描绘模块内的麦克风的间距；
图3C是本发明的三个经连接麦克风模块的示意图，其描绘模块内的麦克风的间距；
图4是包含控制模块及三个麦克风模块的本发明的系统的框图；
图5是图4的系统的俯视图，其描绘包含控制模块及三个麦克风模块的系统；
图6是图5的系统的替代实施例的俯视图；
图7是根据本发明的实施例的麦克风模块的系统的实例实施方案的正视图；
图8A是根据本发明的实施例的麦克风模块的系统的俯视图，其中系统形成用于在环境内拾取音频的指向性波束；
图8B是具有替代波束形成几何形状的图8A的系统的替代实施例的俯视图；
图8C是具有另一替代波束形成几何形状的图8A的系统的又一替代实施例的俯视图；及
图9是部署于会议室环境中且表面安装于会议桌的顶表面上的根据本发明的实施例的麦克风模块的系统的俯视图。
具体实施方式
以下描述描述、说明且例示根据本发明的原理的本发明的一或多个特定实施例。此描述并非经提供以将本发明限于本文中描述的实施例，而是解释且教示本发明的原理，使得所属领域的一般技术人员能够理解这些原理且在理解的情况下能够应用原理以不仅实践在本文中描述的实施例而且实践根据这些原理可想到的其它实施例。本发明的范围希望涵盖字面上或根据均等论(Doctrine of Equivalent)可落于所附权利要求书的范围内的全部此类实施例。
应注意，在描述及图式中，可使用相同元件符号标记相同或大体上类似元件。然而，例如，例如在其中此标记促进更清晰描述的情况下，有时可使用不同数字标记这些元件。另外，本文中阐述的图式不必按比例绘制，且在一些例子中，可放大比例以更清晰描绘某些特征。此类标记及绘制实践未必暗示潜在实质性目的。如上文中陈述，说明书希望被视为整体且根据如本文中教示且所属领域的一般技术人员理解的本发明的原理解释。
如所属领域的一般技术人员所理解，关于本文中描述且说明的实例系统、组件及架构，还应理解，实施例可由包含一或多个系统、硬件、软件或固件配置或组件或其任何组合的许多配置及组件体现或在所述许多配置及组件中采用。因此，虽然图式说明包含针对本文中预期的一或多个实施例的组件的实例系统，但应理解，关于每一实施例，系统中可不存在或不需要一或多个组件。
转向图1，描绘根据本发明的用于从外部声源(其可为声压的任何频率，包含(例如)音频源)检测声音的麦克风模块100的实例实施例。麦克风模块100大体上包括具有第一末端112及第二末端114的细长外壳110。麦克风模块100大体上具有从第一末端112延伸到第二114的长度(L)。布置于阵列122中的多个麦克风120由模块100的外壳110支撑。在实施例中，麦克风120安装于外壳110内部且由外壳110支撑，但在替代实施例中，麦克风120可安装于外壳110的外部上、部分在外壳110内且部分在外壳110外部或以使得麦克风120在结构上由外壳110支撑的其它方式安装。
在图1A到1C中展示的实施例中，数量为二十五(25)个麦克风120布置于阵列122中且安装于外壳110内。为了允许模块100的麦克风120接收声音，一或多个孔隙116形成于外壳110中以允许声音穿过外壳110。在图1A中描绘的实施例中，如展示，单个槽型孔隙116形成于模块100的外壳110中，且任选地覆盖于多孔网筛中以保护模块100的麦克风120及其它内部组件。在其它实施例中，更大数目个孔隙116可形成于外壳110中以允许来自外部声音源的声音到达由模块100的外壳110支撑的麦克风120。孔隙116可采用各种形式，包含槽、狭缝、穿孔、孔及外壳110中的开口的其它布置。
在图1的实施例中，麦克风120大体上以线性方式布置，从而形成沿着麦克风模块100的长度(L)定位的线性阵列122。虽然麦克风120大体上沿着麦克风100的长度(L)定位，但其不需要沿着直线定位，且可遍及模块100的外壳110以各种配置定位。在实施例中，麦克风120大体上横向于长度(L)定位，且可接近外壳110中的孔隙116定位以检测来自模块100外部的外部源的声音。麦克风120不需要彼此平行，但在实施例中，优选横向于外壳110的长度(L)定位。
麦克风120可为指向性麦克风，其定位在相对于孔隙116的特定定向中以检测外壳110外部的音频源。替代地，麦克风120可为非指向性或全向麦克风，其不需要以相对于孔隙116或外壳110的特定方式定位，只要声波可经由孔隙116穿透外壳110且到达麦克风120。在其它实施例中，可利用包括麦克风120的替代几何布置的其它阵列122。举例来说，阵列122可包括布置成圆形或矩形配置或具有跨平面的麦克风120的嵌套同心环的麦克风120。外壳110的长度不需要是模块100的最大尺寸，而可为麦克风120沿着其定位的模块外壳100的任何尺寸。因此，在替代实施例中，麦克风120的布局及布置可为任何种类的模式，包含外壳110内的麦克风120的二维及三维布置。这些布置可包含麦克风120的弧形、圆形、正方形、矩形、十字形、交叉、平行或其它形状的布置。
麦克风模块100包含模块处理器140及音频总线150，其两者在图1A中描绘的实施例中定位在麦克风模块100的外壳110内。音频总线150用于从多个麦克风120接收音频信号且沿着总线150将此类音频信号载送或传输到其它经连接装置。以此方式，音频总线150与多个麦克风120通信。音频总线150可包括如本文中描述那样载送音频总线150的音频信号的多个总线通道152(见图2)。模块处理器140是与多个麦克风120及音频总线150通信的本地板载处理器。模块处理器140执行如本文中描述那样实现麦克风模块100的各种组件间的通信的各种功能。
麦克风模块100可进一步包含由模块100的外壳110支撑的一或多个连接器130。在图1中展示的实施例中，麦克风模块100包含接近外壳110的第一末端112的第一连接器132及接近外壳110的第二末端114的第二连接器134。连接器132、134与音频总线150电连通，使得当外部装置连接到连接器132、134时，由音频总线150载送的音频信号可传输到此类外部装置(未展示)及从此类外部装置接收。
在各个实施例中，连接器130可为机械及电连接装置两者，如本文中描述。举例来说，连接器130可既将一个模块100机械地连接到另一模块200(例如，如参考图5描述)。同时，连接器130又完成经连接模块100、200之间的电连接，如本文中更详细描述。连接器130可采用各种不同电接口，包含(例如)数字并行/串行接口、模拟并行/串行接口及其它有线接口。此外，连接器130可为无线接口或连接点，借此电信号无线地发射到经连接外部装置及从经连接外部装置接收。在此情况中，无线连接器130可完全容纳在麦克风模块100的外壳110内而非在外壳110的外部上可见，如图1中描绘。
连接器130允许麦克风模块100以其中一个模块的末端连接到另一模块的串联或“菊链连接”方式连接到一或多个其它麦克风模块，如本文中解释。此连接性支持音频总线150载送来自麦克风模块100板上的麦克风120的音频以及来自模块100下游且经由连接器130连接到模块100的任何其它麦克风模块的音频两者的能力。类似地，连接器130允许音频总线150将音频信号向上游传输到经由连接器连接的任何其它装置(例如另一麦克风模块)。
在实施例中，模块处理器140是现场可编程门阵列或FPGA装置。然而，在其它实施例中，模块处理器140可采用能够控制到模块100的输入及输出且控制音频总线150的处理器的各种其它形式。举例来说，模块处理器140可为许多恰当微处理器(MPU)及/或微控制器(MCU)中的一者。模块处理器140可进一步包括专用集成电路(ASIC)或定制硬件ASIC，例如复杂可编程逻辑装置(CPLD)。模块处理器140可进一步包括用以重新配置如何连接到模块100的输入及输出的一系列数字/模拟总线多路复用器/交换机。
模块100中的麦克风120可为可检测来自音频源的声音且将声音转换为电音频信号的任何合适类型的转换器。在优选实施例中，麦克风120是微机电系统(MEMS)麦克风。在其它实施例中，麦克风120可为电容式麦克风、平衡电枢式麦克风、驻极体麦克风、动态麦克风及/或其它类型的麦克风。
在某些实施例中，麦克风模块100可能够通过使用MEMS麦克风实现跨语音频率范围的更好性能。MEMS麦克风可具非常低的成本及非常小的大小，这允许大量麦克风120紧邻放置于单个麦克风阵列中。因此，鉴于可用MEMS麦克风的非常小的大小，更大数目个麦克风120可包含于模块100中，且相较于现有阵列，此更大麦克风密度提供对振动噪音的改进的拒斥。此外，阵列的麦克风密度可允许不同波束宽度控制，而现有阵列限于固定波束宽度。在其它实施例中，如果维持麦克风密度，那么麦克风模块100可使用替代转换方案(例如，电容式、平衡电枢式等)实施。
此外，通过在模块100中以阵列使用MEMS麦克风120，可更容易且有效地进行音频信号的处理。具体来说，由于一些MEMS麦克风以数字格式产生音频信号，因此模块处理器140不需要包含模/数转换/调制技术，这减少了混合由麦克风120捕捉的音频信号所需的处理量。另外，归因于MEMS麦克风是良好的压力转换器但是不良的机械转换器，且相较于其它麦克风技术具有良好的射频抗扰性的事实，麦克风阵列可本质上更能够拒斥振动噪声。
在实施例中，麦克风120可耦合到安装于模块100的外壳110内的衬底154或包含于所述衬底154上。在MEMS麦克风的情况中，衬底154可为一或多个印刷电路板(本文中还称为“麦克风PCB”)。举例来说，在图1中，麦克风120是表面安装到麦克风PCB 154且包含于单个平面中。在(例如)其中麦克风120是电容式麦克风的其它实施例中，衬底154可由碳纤维或其它合适材料制成。
模块100的其它组件还可由衬底或PCB 154支撑或形成于衬底或PCB 154内。举例来说，模块处理器140可由PCB支撑且经放置为经由形成于PCB 154中的电路径与麦克风120、音频总线150及连接器130电连通。音频总线150及由各种总线通道152组成的音频总线150还可部分或完全形成于PCB 154内或上。此外，连接器130可由PCB154支撑或可一体地形成于PCB 154内或上。
举例来说，如图1中所见，在模块100的第一末端112处的第一连接器132可包括包含多个电垫133的电连接器。类似地，在模块100的第二末端114处的第二连接器134可包括包含多个电垫135的电连接器。如参考图5描述，当第二模块200的第一末端212插入到第一模块100的第二末端114中且与所述第二末端114耦合，使得其连接器232、134被连接时，第二模块200的电垫233与第一模块100的电接触件135进行电接触，从而完成两个模块100、200之间的电连接。在实施例中，电垫133及接触件135中的一者或两者可形成于PCB(例如图1中的第一连接器132)中。
在实施例中，音频总线150包括时分多路复用总线(或TDM总线)。TDM总线具有多个音频通道152，在图2中展示的实施例中为八个音频通道152。在替代实施例中，取决于提供于模块100中的麦克风120的数量及预期使用模块100的应用，更多或更少音频通道152可提供于音频总线150上。
如已知，使用时分多路复用允许经由共同信号路径发射且接收独立信号。在TDM中，多个音频信号或位流似乎在一个通信通道中作为子通道被同时传送，但物理上在通信通道上轮流。因此，通过使用TDM总线作为音频总线150，音频总线150可具有比音频输入的数目更少的音频通道152。举例来说，如图1及2中展示，TDM音频总线150具有八个音频通道152，所述八个音频通道152与二十五(25)个麦克风120以及来自经由连接器130连接的任何额外麦克风模块的任何下游音频通信。在图1及2中展示的实施例中，TDM总线150具有八个音频通道152，每一通道可载送至多二十(21)个麦克风信号(达总共至多168个麦克风)，从而允许多达六(6)个麦克风模块100串联连接或“菊链连接”在一起且连接到单个连续音频总线。在其它实施例中，取决于存在于模块100上的麦克风120的数目及TDM总线152的配置，甚至更多模块100可彼此串联连接。
在图2中描绘图1的麦克风模块100的框图。如参考图1描述，模块100包含其中容置模块100的各种组件的外壳110。模块中的多个麦克风120a到y与模块处理器140及音频总线150通信。音频总线150与一对连接器130通信，所述对连接器130允许模块100以串联、端对端方式菊链连接在一起。音频总线150包括多个音频通道152，经由所述多个音频通道152传输来自模块100的麦克风120的音频信号以及从经由连接器132、134连接的任何上游模块接收的音频信号。
转向图3A，描绘在麦克风模块100内使用的线性阵列122中的麦克风120的优选布置。线性阵列122包括二十五(25)个麦克风120a到y，其以图3A中描绘的几何形状彼此隔开。在此实施例中，麦克风120a到y大体上沿着阵列的长度(L)定位。在一些实施例中，麦克风120a到y以谐波嵌套(harmonic nesting)方式沿着阵列122间隔且定位以支持对于不同频带的音频的指向性灵敏度。使用谐波嵌套技术，麦克风120a到y可用于覆盖操作频率范围内的特定频带。在让与舒尔有限公司(Shure Incorporated)的美国专利申请案序列号(此处添加对天花板阵列应用的参考)中更完整描述谐波嵌套，所述申请案以宛如在本文中全面阐述那样完整并入本文中。
在优选实施例中，五个麦克风120a到e的群组紧邻彼此定位在阵列122的第一末端122a附近以形成麦克风120的第一集群124。类似地，五个麦克风120u到120y的第二群组紧邻彼此定位在阵列122的第二末端122b附近以形成麦克风120的第二集群126。以类似方式，通过紧邻彼此定位在阵列122的中心122c附近的九个麦克风120i到120q的群组形成麦克风120的第三集群128。集群124、126、128在阵列122的末端122a、b及中心122c附近的此布置支持麦克风模块100“模块化”或可以串联或菊链连接方式与其它类似麦克风模块连接以形成具有不同或可选择长度的麦克风阵列的能力，如本文中解释。
集群124、126、128支持麦克风模块100形成可操纵麦克风波束以便使用模块100的麦克风120来传输所要指向性音频且拒斥麦克风波束外部的非所要音频的能力。具体来说，取决于寻求由麦克风阵列122捕捉的音频的频率范围，在阵列122的中心122c处具有集群128是有利的。然而，如果模块100仅在阵列122的中心122c处而不在阵列122的末端122a、b处包含集群128，那么当如本文中预期那样以串联方式连接模块100时将出现困难。
举例来说，在图3B中描绘两个经连接模块100、200的系统。当两个模块100、200如图3B中展示那样以串联线性方式连接或菊链连接时，通过经连接模块100、200的对的阵列122、222形成复合线性阵列122、222。由于每一阵列122、222包含定位在阵列122、222的物理末端上的集群124、126、224、226，因此当(通过两个模块100、200的联合)组合阵列122、222时，经联合阵列122、222维持在系统的末端处的集群124、226的集合。此外，组合集群126、224保留在组合阵列122、222的中间，借此维持在组合阵列122、222的中心的麦克风120的集群。因此，在模块100的末端处包含集群124、126以及在模块100的中间包含集群128支持将模块100、200菊链连接在一起同时维持高水平的性能。
在具有三个模块的系统中进一步展现集群的位置，如图3C中描绘的系统中所见。在图3C中，复合阵列122、222、322是通过三个麦克风模块100、200、300的串联连接形成。在此配置中，在第二模块200的阵列222的中心222c中的麦克风220的集群228还将位于由三个模块100、200、300形成的复合阵列122、222、322的整体中心。此将是针对具有以线性方式形成的奇数数目个模块的任何系统的情况。
由于麦克风模块100经设计以用于具有不同数目个模块的系统中，因此重要的是模块100经配置以支持如上文描述的任何数目个模块的连接性，即，具有在阵列122的中心122c中的麦克风120的集群128(以及阵列122上的末端集群)而与奇数或偶数数目个模块100是否以线性方式串联连接或菊链连接无关。在实施例中，此由在阵列122的第一末端122a及第二末端122b处包含第一集群124及第二集群126完成。这些末端集群124、126集合以在由偶数数量个模块100形成的复合阵列的中心处形成集群。
举例来说，返回图3B，两个麦克风模块100、200以串联方式连接在一起以形成复合线性阵列122、222。通过将第一模块100及第二模块200定位为彼此物理接近，第一模块100的外壳110的第二末端114接近第二模块200的外壳210的第一末端212。以此方式，外壳110、210有效地形成麦克风120、220的单个系统，所述单个系统由形成系统的个别模块100、200的麦克风120、220的组形成。此进一步导致第一模块100的阵列122的第二末端122b邻近第二模块200的阵列222的第一末端222a，从而有效地形成包括两个模块100、200的两个阵列122、222的单个、线性复合阵列122、222。在模块100、200的阵列122、222上包含末端集群124、126、224、226确保当两个模块100、200以此方式连接时形成麦克风120、220的集群。具体来说，如图3B中所见，第一模块100上的麦克风120的第二集群126接近第二模块200的麦克风220的第一集群224，使得复合阵列122、222现包含由这两个集群126、224形成的麦克风120、220的中心集群。类似地，在包含以串联、线性方式连接在一起的偶数个模块100的任何系统中，系统将始终包含在由系统中的模块100、200形成的复合阵列122、222的中心中的麦克风120的集群。
转向图4，描绘模块化阵列麦克风系统50的实施例的框图。系统50包含一或多个麦克风模块100，例如参考图1及2描述的模块100、200、300。在所展示的实施例中，系统50包含三个麦克风模块100、200、300。系统50进一步包含与系统50的模块100、200、300通信的阵列处理器60。阵列处理器60用于控制系统50，且结合经连接模块100、200、300的模块处理器140、240、340工作。
在实施例(例如图4中展示的实施例)中，系统包含控制模块62，控制模块62可为与系统50中的麦克风模块100、200、300分离的硬件。控制模块62包括容纳控制模块62的组件的外壳64。阵列处理器60可为控制模块62的组件且定位在控制模块外壳64内。控制模块62可包含用于将控制模块62放置成(例如)通过使用适当电缆连接与系统50的其它组件(例如麦克风模块100、200、300)电连接的连接器66。
在替代实施例(例如参考图6展示且描述的实施例)中，阵列处理器60可在麦克风模块100、200、300中的一或多者的板上，使得单独控制模块62是不必要的。在此类实施例中，每一麦克风模块100、200、300可包含阵列处理器60，使得当模块100、200、300如本文中描述那样互连时，板载阵列处理器60将经由音频总线150或模块100、200、300之间的其它电连接彼此通信。一旦互连，系统50的阵列处理器60中的一或多者便可执行如本文中参考阵列处理器60描述的系统控制及处理功能。
在实施例中，多个模块100、200、300可经由其相应连接器130、230、330以串联方式连接且又经由控制模块62上的连接器66连接到阵列处理器60，如图4到6中所见。更具体来说，制作从控制模块62的连接器66到第一麦克风模块100的第一连接器132的电连接。为了“菊链连接”或串联连接第二麦克风模块200，制作从第一模块100的第二连接器134到第二模块200的第一连接器232的电连接。类似地，可通过完成从第二麦克风模块200的第二连接器234到第三模块300的第一连接器332的电连接而将第三麦克风模块300添加到链。可增加系统50以包含使用模块100、200、300上的可用连接130、230、330以类似方式连接的额外麦克风模块100、200、300。
一旦连接，阵列处理器60便通过与穿过经连接麦克风模块100、200、300的音频总线150、250、350交互而控制系统50。以此方式，阵列处理器60充当系统50的主控制器。模块处理器140、240、340通过来往于阵列处理器60中继信息且辅助操作地配置系统50而支持系统50。一旦连接，各种模块100、200、300的音频总线150、250、350便协同工作以形成系统50的复合音频总线。
举例来说，在实施例(例如图4中展示的实施例)中，一旦系统50组件被连接且通电，模块处理器140、240、340便结合阵列处理器60工作以确定且识别系统50中的经连接组件。在实施例中，系统50自行检测、了解且共享关于系统的经连接组件的信息，包含系统50中的麦克风模块100、200、300的数量及连接顺序。因此，每一模块处理器140、240、340可确定何者连接到其所驻留的模块100、200、300，且经互连模块100、200、300可与彼此且与阵列处理器60共享所述连接信息。
在图4中描绘的实施例中，举例来说，模块处理器140、240、340可确定其上驻留处理器140、240、340的麦克风模块100、200、300的连接配置。在所展示的实施例中，每一麦克风模块100、200、300将被检测为五个可用连接配置中的一者。举例来说，如果第一麦克风模块100未连接到控制模块62或阵列处理器60，其也未连接到任何其它麦克风模块200、300，那么其模块处理器140可检测麦克风模块100处于“独立”配置中，且模块100可被放置为以此配置操作。如果麦克风模块100连接到控制模块62但未连接到任何其它麦克风模块200、300，那么模块处理器140可检测其处于“具有阵列处理器的单一块”配置中，其包括仅具有阵列处理器60及一个经连接模块100的系统50。
如果麦克风模块100连接到控制模块62及至少一个其它麦克风模块200、300，那么模块处理器140可检测其处于“第一块”配置中(表示模块100是连接到控制模块62的多个模块100、200、300的链中的第一个)。如果麦克风模块200非连接到控制模块62的模块100、200、300的链中的第一模块100也非连接到最后模块300，那么模块处理器240将检测麦克风模块200处于“中间块”配置中。最后，如果麦克风模块300是连接到控制模块62的模块100、200、300的链中的最后模块300，那么模块处理器340将检测麦克风模块300处于“最后块”配置中。因此，系统50的自行检测能力允许系统中的每一模块100、200、300确定其于五个配置中的哪一个中(独立、具有阵列处理器的单个块、第一块、中间块或最后块)且与系统50的其它模块100、200、300以及阵列处理器60共享此配置信息以配置系统50。
通过阵列处理器60与麦克风模块处理器140、240、340中的一或多者之间的交互，系统50是智能的以便感测且确定其配置。举例来说，在图4中描绘的三模块系统中，在自行检测过程如上文描述那样执行且完成之后，阵列处理器60及模块处理器140、240、340中的每一者将知道经连接麦克风模块100、200、300的数量(在此情况中为三)及经连接麦克风模块100、200、300的连接顺序(在此情况中，首先连接第一模块100、第二连接第二模块200且第三连接第三模块300)。处理器60、140、240、340中的一或多者将配置模块100、200、300，使得系统50将第一模块100放置于“第一块”模式或配置中，将第二模块200放置于“中间块”模式中且将第三模块300放置于“最后块”模式中。
这些配置步骤设置系统50以使其以联合方式工作，且允许模块处理器140、240、340配置每一模块100、200、300以使用来自模块100、200、300的板载麦克风120、220、320的音频信号以及来自下游模块200、300的任何音频两者恰当地填入音频总线150、250、350。举例来说，处于“最后块”模式中的第三模块300知道其将不从任何下游模块接收任何音频信号，这是因为无额外模块连接到其。因此，系统50配置音频总线350以便使用来自其板载麦克风320的音频信号填入音频总线350。处于“中间块”模式中的第二模块200知道其从一或多个下游模块(在此情况中为第三模块300)接收音频信号。因此，系统50配置音频总线250以便使用来自其板载麦克风220的音频信号以及来自经连接下游模块(例如第三模块300)的音频信号两者填入音频总线250。类似地，处于“第一块”模式中的第一模块100知道其从一或多个下游模块(在此情况中为第二模块200及第三模块300)接收音频信号。因此，系统50配置音频总线150以便使用来自板载麦克风120的音频信号以及来自经连接下游模块(例如第二模块200及第三模块300)的音频信号两者填入音频总线150。
以此方式，跨控制模块62及经连接麦克风模块100、200、300，系统50包括由经连接麦克风模块100、200、300的音频总线150、250、350形成的复合音频总线。复合音频总线载送来自经连接麦克风模块100、200、300的麦克风120、220、320的全部音频信号且将所述音频信号传递到控制模块62，其中所述音频信号可通过阵列处理器60处理且进一步传输。因此，在实施例中，阵列处理器60还与输出通道通信以经由复合音频总线150、250、350传输通过阵列处理器60接收的音频。举例来说，阵列处理器60可经由控制模块62中的连接与输出通道通信，这允许外传音频被进一步传输到输出装置。举例来说，输出装置可为用于传输声音的一或多个扬声器、音频放大器、用于传输声音的电信装置等。在会议环境中，输出通道可连接到安装于环境中的本地扬声器用于扩音。或输出通道可连接到用于将音频传输到远程位置(例如，连接到电话会议的其它用户)的电话会议网桥。
如本文中描述，麦克风模块100的模块化方面允许使用模块100作为系统50的“建构块”产生且配置各种系统50。以此方式，系统50通过使用麦克风模块100、200、300中的每一者的模块化性质形成定制麦克风模块而使用模块100来形成“阵列麦克风阵列”，其取决于连接在一起以形成系统50的麦克风模块100、200、300的数目。接着，阵列处理器60可使用来自系统中的麦克风120、220、320中的任何者或全部的音频信号来执行灵活波束形成计算，且如本文中进一步描述那样形成可操纵麦克风波束。
转向图5，描绘图4的系统50的实例实施例。如描述，三个麦克风模块100、200、300连接且菊链连接在一起以形成单个麦克风阵列。第一模块100经由将控制模块连接器66连接到第一模块100的第一连接器132的电缆而连接到控制模块62。应理解，连接控制模块连接器66及第一连接器132的电缆不需要直接连接两个连接器66、134，而是在此连接中可存在一或多个中间硬件、处理单元或电缆，只要信号可来往于阵列处理器60及第一模块100传递，使得所述两者处于通信中。
第一模块100的第二连接器134连接到第二模块的第一连接器232。类似地，第二模块200的第二连接器234连接到第三模块300的第一连接器332。因此，在图5中展示的实施例中，模块100、200、300机械且电连接以形成包括三个互连模块100、200、300的单个阵列。
在图6中描绘的替代实施例中，系统50的各种模块100、200、300可通过各种导线或电缆131电连接。因此，第一电缆可用于将第一模块100的第二连接器134连接到第二模块200的第一连接器232。类似地，第二电缆可用于将第二模块200的第二连接器234连接到第三模块300的第一连接器332。如展示，连接电缆的使用提供安装模块100、200、300的更大灵活性，这是因为在此实施例中，模块100、200、300非彼此机械连接，而是仅经由其相应连接器130、230、330之间的电缆电连接。因此，通过使用具有各种长度的连接电缆，可在其中部署系统50的环境中定制且控制系统50的模块100、200、300的物理间距。以这些方式，连接或菊链连接模块100、200、300的能力允许此类系统50的设计者及安装者通过采用以本文中描述的方式连接其不同数目个麦克风模块100、200、300而产生定制长度麦克风阵列。
另外，在图6中展示的实施例中，控制系统50的阵列处理器60可包含于系统50的各种模块100、200、300的板上(与如同本文中描述的其它实施例的单独硬件控制模块62中相反)。因此，在图6中，麦克风模块100、200、300中的每一者包含阵列处理器60a、60b、60c。转向第一模块100，阵列处理器60a与模块100的其它组件(包含模块处理器140、音频总线150、连接器130、132、134及麦克风120)通信。类似地配置其它模块200、300。因此，各种阵列处理器60a、60b、60c可一起工作以按类似于图5中的阵列处理器60的方式执行系统级控制及处理。在图6中的实施例中，系统50可自行配置，使得阵列处理器60a、60b、60c中的一者是“主”阵列处理器且控制系统50的系统级处理。替代地，多个或全部阵列处理器60a、60b、60c可处置系统级处理需求，如本文中描述。
在本发明的实施例中，系统50必须补偿通过阵列处理器50经由复合音频总线150、250、350接收的各种音频信号的时间移位。因此，由于系统50的各种经连接麦克风模块100、200、300的各种麦克风120、220、320同时接收音频，但经由不同长度的音频总线150、250、350将此音频传输到阵列处理器60，因此由麦克风120、220、320接收的音频信号可在具有变化延时及延迟的情况下到达阵列处理器60处。因此，系统50需要考虑从系统50中的模块100、200、300的麦克风120、220、320接收的音频信号的不同延时。在实施例中，阵列处理器60执行时间对准过程以使从模块100、200、300的各种麦克风120、220、320接收的音频同步。随着阵列处理器60将系统50的音频信号进一步传输到输出装置，此防止例如回音或噪音的非所要效应。时间对准过程或同步化可由阵列处理器62以系统级执行。替代地，时间对准过程可由系统的模块100、200、300的模块处理器140、240、340中的一或多者执行。或处理器60、140、240、340可通过协作地工作而使音频信号时间对准。在实施例中，当经由音频总线150、250、350传输音频信号时，系统50可使用时间戳信息编码音频信号，且使用此时间戳信息来使音频信号时间对准。
转向图7，描绘包含多个麦克风模块100的系统50的替代实施例。在此实施例中，一或多个模块100连接于组70中，其中每一组70具体经由中央控制模块62的连接器66连接到模块62。应理解，连接器66可为单个电连接器或连接点，或替代地可包括用于如本文中描述那样连接各种组70a、b、c、d的多个连接器或连接点。
如图7中所见，在会议环境中的特定应用中，麦克风模块100、200、300、400、500、600的四个组70a、b、c、d绕壁装式电视80的外围连接。第一组70a安装于电视80上方，且包括如本文中描述那样以菊链连接方式连接的六个模块100a、200a、300a、400a、500a、600a。第一模块100a如参考图4到6描述那样连接到控制模块62。类似地，模块的第二组70b沿着电视80的右边缘定位。第二组70b包括以菊链连接方式连接的两个模块100b、200b，其中第一模块100b连接到控制模块62。模块的第三组70c沿着电视80的底边缘安装。第三组70c包括六个模块100c、200c、300c、400c、500c、600c，其中第一模块100c连接到控制模块62。最后，模块的第四组70d沿着电视80的左边缘定位。第四组70d包括以菊链连接方式与连接到控制模块62的第一模块100d连接的两个麦克风模块100d、200d。
因此，图7中描绘的系统50包括连接到具有阵列处理器60的中央控制模块62的多个组70。组70中的每一者包括多个模块100、200、300、400、500、600。各种组70a、70b、70c、70d的全部模块100如本文中描述那样在中央控制模块62的控制下。因此，系统50的灵活性对于此类系统50的设计者及安装者是有价值的资产，这是因为可根据每一组70中的模块100的不同数目定制各种组70的长度，且数个组70中的任何者可用于产生具有麦克风阵列在其中希望通过系统50捕捉且传输声音的各种环境中的适当放置的系统50。如图7中描绘的组70中的模块100的各种布置允许现场提供具有大量单个种类阵列模块100的可高度定制解决方案，使得此类系统50是为方便安装及设计所期望的。因此，系统50可经配置以包括串联连接的模块100、200、300的一个链，例如图4到6中描绘的系统。或系统50可经配置以包括布置成组70的串联连接的模块的多个链，例如图7中描绘的系统50。
系统50(例如在图1到7中描绘且关于其它图描述的系统)可经配置、控制且利用以形成麦克风拾音指向图或“波束”以优化系统50的指向性灵敏度，如本文中描述。举例来说，转向图8A到8C，可使用系统50的各种模块100、200、300的麦克风形成各种可操纵波束90。在图8A中，此系统50包含如本文中描述那样以菊链连接方式连接的三个麦克风模块100、200、300。在经连接控制模块(未展示)的控制下，麦克风模块100、200、300可用于形成具有各种形状、大小及指向性拾音指向图的各种波束90。举例来说，如图8A中所见，第一波束90a可通过系统50仅使用第一模块100形成，且以椭圆形方式在横向于模块100的方向上延伸。同时，第二波束90b可使用第二模块200及第三模块300形成，且以更宽椭圆形方式还横向于模块200、300的长度延伸。以此方式，控制模块62可独立地或协同操作系统50的模块100、200、300以形成各种波束90a、b。波束90可完全在单个模块100内，例如波束90a。或替代地，波束90可跨多个模块200、300，例如波束90b。
转向图8B，描绘图8A的系统50的另一实施例，其中跨多个模块100、200、300形成多个波束90。在此实施例中，跨第一模块100及第二模块200的部分形成第一波束90c。跨第二模块200的部分及第三模块300形成第二波束90d。因此，控制模块62使用三个麦克风模块100、200、300来产生一对对称波束90c、90d，所述对对称波束90c、90d是从模块100、200、300延伸且横向于模块100、200、300的椭圆形拾音指向图。
在图8C中描绘的又一实施例中，图8A的系统50经配置以产生重叠波束90。在此实施例中，跨第一模块100的部分及第二模块200的部分形成第一波束90f。跨第二模块200的部分及第三模块300的部分形成第二波束90g。波束90f、g中的两者是从模块100、200、300延伸且横向于模块100、200、300的椭圆形拾音指向图。然而，在此实施例中，波束90f、g重叠以实现图8C中描绘的所要拾音指向图。
因此，控制模块62可使用第一模块100的麦克风120、第二模块200的麦克风220及第三模块300的麦克风320来产生独立波束90，独立波束90可完全产生于一个模块100、200、300上、跨多个模块100、200、300延伸且可彼此相异且分离(例如图8A到8B中的波束90)或可重叠(例如图8C中的波束90)。以此方式，各种模块100、200、300的麦克风可用于形成具有各种形状、大小及方向的波束90。此外，由模块100中的一者板上的麦克风120接收的音频信号可用于形成多个波束90。因此，系统50的每一麦克风120、220、320可参与形成多个波束90，例如参与形成所展示的波束90f、g两者的图8C中描绘的第二模块200的麦克风220。
转向图9，描绘根据本文中描述的实施例的系统50的另一应用。在所描绘应用中，在包含会议桌82及多个声源(在此情况中为绕桌82定位的说话的人或“说话者”84)的会议室情境中部署系统50。在所展示的配置中，六个说话者84a到f绕会议桌82定位，其中三个说话者84a、b、c在桌82的一侧上且三个说话者84d、e、f在桌82的相对侧上。将系统50部署于包含连接到控制模块(未展示)的六个麦克风模块100、200、300、400、500、600的环境中。六个模块100、200、300、400、500、600以菊链连接方式连接以产生麦克风阵列，所述麦克风阵列在此情况中定位在会议桌82的顶表面上。
为了拾取由说话者84a到f产生的声音及音频的目的，控制模块(未展示)已配置系统50以产生多个波束90。如图9中描绘，三个高频波束90h、i、j已由系统50产生，波束90h、i、j中的每一者是从模块100、200、300、400、500、600横向地延伸的类似大小及形状的椭圆形拾音指向图。跨第一模块100及第二模块200产生第一高频波束90h，其在与模块100、200相对的方向上延伸以便产生指向性拾音指向图以最优地从接近会议桌82的左端坐在彼此对面的两个说话者84a、d拾取音频。跨第三模块300及第四模块400产生第二高频波束90i，其在与模块300、400相对的方向上延伸以便产生指向性拾音指向图以最优地从接近会议桌82的中心坐在彼此对面的两个说话者84b、e拾取音频。类似地，跨第五模块500及第六模块600产生第三高频波束90j，其在与模块500、600相对的方向上延伸以便产生指向性拾音指向图以最优地从接近会议桌82的右端坐在彼此对面的两个说话者84c、84f拾取音频。
系统50进一步包含跨全部六个模块100到600产生的低频波束90k，低频波束90k从第一模块100延伸到最后模块600。如同高频波束90h、i、j，低频波束90k在与模块100到600相对的方向上延伸以便产生指向性拾音指向图以最优地拾取坐在会议桌82的相对侧上的全部六个说话者84a到f的低频分量。因此，系统50可使用用于产生系统的模块100到600的不同子集或部分针对不同频率范围产生不同波束90。在实施例中，低频音频源由物理更长阵列更有效地捕捉，使得使用模块100到600的系统的整个长度来捕捉此类低频源是最优的。相反地，通过更短阵列捕捉更高频音频源更有效，使得跨可用模块100到600的子集使用麦克风以产生波束(例如跨前两个模块100、200产生的波束90h)是最优的。
以此方式，系统50使用各种经连接模块100、200、300、400、500、600的麦克风来产生经配置用于环境中的音频的最优拾取的波束90h、i、j、k。在图9的系统50中，使用六个模块100、200、300、400、500、600来产生四个波束90h、i、j、k以从坐在会议桌周围的六个说话者84a到f捕捉音频信号。然而，鉴于系统50的有效可配置性，控制模块可快速地且容易地重新配置系统50以产生更多或更少波束90，或改变波束90的形状及定位以适应环境中的改变而不必断开、移动或干扰模块100、200、300、400、500、600的硬件布置。此灵活性是由使用可连接麦克风模块100的此系统50提供的许多优点中的一者。此外，系统50可移动、调整或“操纵”波束90，使得波束90的轴线与预期声音源更好对准以便更好地捕捉来自所述源的音频。
如从本文中描述的实例实施例可理解，可在各种环境中产生且部署使用多个模块100、200、300的各种系统50。因此，在包含“N”个模块100的系统50中，阵列处理器60在选择音频信号时可从跨各种N个模块100的可用麦克风120选择以用于产生且形成由系统50使用的可操纵波束90。在实施例中，系统50选择的麦克风120及所述麦克风120定位在其上的模块100是基于系统50的模块100的数目或“N”。因此，举例来说，取代在具有六个模块100的系统50中，具有三个模块100的系统50可利用跨模块的不同麦克风120以形成最优波束以从源拾取指向性声音。因此，在实施例中，阵列处理器60确定可用于系统50的模块100的数目或“N”以及麦克风120的数目，且如本文中描述那样将此数据用于波束形成。在其它实施例中，其它数据可从系统50收集且用于配置麦克风波束的数目、大小及形状。
本文中描述的系统50大体上是指在可听频谱(近似20Hz到20KHz)内从声源拾取音频。然而，本文中描述的系统50不限于可听频谱内的声音信号且可经配置以拾取具有不同频率的声源。因此，如本文中使用，“音频源”及“音频总线”不应被解释为在此类信号的频率方面以任何方式限制，而是此类术语希望包含声音信号的全部范围的检测。因此，本文中描述的各种模块100及系统50的麦克风120可为任何种类的转换器，包含能够检测可听频率范围外部的声音信号(例如，超声波)的转换器。以类似于本文中描述的方式的方式，本发明的系统50及模块100可经配置以检测此类其它声音信号且以类似于本文中描述的音频信号的方式对其进行处理及传输。
在各个实施例中，模块100自身(包含模块100及其外壳110的一般形状及配置)可采用各种形状。举例来说，模块100可为细长且线性的，例如本文中展示的实施例的一些。替代地，模块100可为弧形、圆形、正方形、矩形、十字形、交叉、平行或其它布置。模块100可包含其上的两个以上连接器，使得其可彼此机械连接以形成具有不同形状、大小及配置的模块100的系统50。举例来说，模块100可连接在一起以在两个维度上(例如模块的十字形布置或矩形布置)或在三个维度上(例如以立方体、球体或其它三维形状连接的模块)延伸。在实施例中，系统50可包含彼此互连以便形成对象的模块100的三维配置，所述对象可(例如)通过以“枝形吊灯状”方式从天花板悬吊所述系统而放置于环境中。
在替代实施例中，应理解，可利用其它音频总线配置。举例来说，可使用模块的系统，其中模块机械互连以形成模块的阵列而不通过每一模块“向上游”传递音频，而是使用不同音频信号路由。在一个此实施例中，来自系统中的每一模块的音频信号可经路由到中心点或中心节点，且接着从所述中心点向上游到阵列处理器。此配置可被称为“中心节点及分支节点(hub and spoke)”配置或“星形拓朴”。在其它实施例中，可使用多个中心节点，借此每一中心节点从多个经连接模块收集音频信号，且将经组合音频向上传递到一或多个阵列处理器。音频路由的其它配置也是可能的。
如所属领域的一般技术人员将理解，图中的任何过程描述或框应被理解为表示包含用于实施特定逻辑功能或过程中的步骤的一或多个可执行指令的代码的模块、片段或部分，且替代实施方案包含于本发明的实施例的范围内，其中取决于所涉及的功能性，可不以所展示或论述的顺序(包含大体上同时或以相反顺序)执行功能。
本发明希望解释如何设计出且使用根据本技术的各个实施例而非限制本发明的真实、期望及合理范围及精神。前文描述不希望详尽性或限于所揭示的精确形式。鉴于上文中的教示，修改或变化是可能的。选取且描述实施例以提供所描述技术的原理及其实际应用的最优阐释，且使所属领域的一般技术人员能够在各个实施例中且以适用于所设想的特定用途的多种修改利用本技术。全部此类修改及变化在如由如可在此专利申请的待决期间被修正的所附权利要求书及其所有等效物(当根据其被合理、合法且公平地授权的范围解释时)确定的实施例的范围内。

Claims (56)

1.一种麦克风模块，其包括：
外壳；
音频总线；
第一多个麦克风，其由所述外壳支撑，所述第一多个麦克风中的每一者与所述音频总线通信；及
模块处理器，其与所述第一多个麦克风及所述音频总线通信，所述模块处理器经配置以：
检测与所述音频总线通信的阵列处理器的存在；
检测与所述音频总线通信的第二麦克风模块的存在；且
配置所述音频总线以将来自(i)所述第一多个麦克风及(ii)所述第二麦克风模块两者的音频信号传递到所述阵列处理器。
2.根据权利要求1所述的模块，其中所述模块处理器包括FPGA装置。
3.根据权利要求1所述的模块，其中所述第一多个麦克风沿着所述外壳的长度布置，所述第一多个麦克风中的每一者大体定位在横向于所述长度的方向上。
4.根据权利要求1所述的模块，其中所述音频总线包括具有多个音频通道的时分多路复用TDM总线。
5.根据权利要求4所述的模块，其中所述多个音频通道载送来自所述第一多个麦克风的第一多个音频信号。
6.根据权利要求4所述的模块，其中所述多个音频通道载送来自所述第二麦克风模块的第二多个音频信号。
7.根据权利要求1所述的模块，其中所述阵列处理器或所述模块处理器使所述第一多个音频信号及所述第二多个音频信号时间对准。
8.根据权利要求1所述的模块，其中所述第二麦克风模块包括第二多个麦克风。
9.根据权利要求8所述的模块，其中所述阵列处理器接收来自所述第一多个麦克风的第一多个音频信号及来自所述第二多个麦克风的第二多个音频信号。
10.根据权利要求9所述的模块，其中所述阵列处理器处理所述第一多个音频信号及所述第二多个音频信号以形成至少一个可操纵波束。
11.根据权利要求10所述的模块，其中所述可操纵波束包括来自所述第一多个麦克风信号中的至少一者及所述第二多个麦克风信号中的至少一者的音频信号。
12.根据权利要求1所述的模块，其进一步包括将所述音频总线连接到所述阵列处理器的第一连接器。
13.根据权利要求12所述的模块，其进一步包括将所述音频总线连接到所述第二麦克风模块的第二连接器。
14.根据权利要求13所述的模块，其中所述第一连接器及所述第二连接器选自由以下项组成的群组：数字/串行接口、模拟并行/串行接口、无线接口及有线接口。
15.根据权利要求1所述的模块，其中所述阵列处理器定位在所述外壳内。
16.一种模块化阵列麦克风系统，其包括：
阵列处理器；及
麦克风模块，所述麦克风模块包括：
外壳；
音频总线，其与所述阵列处理器通信；
多个麦克风，其由所述外壳支撑，所述多个麦克风中的每一者与所述音频总线通信；及
模块处理器，其与所述多个麦克风及所述音频总线通信，所述模块处理器经配置以：
检测连接到所述音频总线的所述阵列处理器的存在；
检测与所述音频总线通信的第二麦克风模块的存在；且
配置所述音频总线以传递来自：(i)所述多个麦克风及(ii)连接到所述阵列处理器的所述第二麦克风模块两者的音频。
17.根据权利要求16所述的系统，其中所述模块处理器包括FPGA装置。
18.根据权利要求16所述的系统，其中所述第一多个麦克风沿着所述外壳的长度布置，所述多个麦克风中的每一者大体定位在横向于所述长度的方向上。
19.根据权利要求16所述的系统，其中所述音频总线包括具有多个音频通道的时分多路复用TDM总线。
20.根据权利要求19所述的系统，其中所述多个音频通道将来自所述多个麦克风的第一多个音频信号及来自所述第二麦克风模块的第二多个音频信号载送到所述阵列处理器。
21.根据权利要求16所述的系统，其中所述阵列处理器或所述模块处理器使所述第一多个音频信号及所述第二多个音频信号时间对准。
22.根据权利要求16所述的系统，其中所述阵列处理器容置于电连接到所述麦克风模块的控制模块中。
23.根据权利要求16所述的系统，其中所述阵列处理器容置于所述麦克风模块的所述外壳内。
24.根据权利要求16所述的系统，其中所述阵列处理器定位在所述外壳内。
25.一种模块化阵列麦克风系统，其包括：
阵列处理器；
音频总线；
N个麦克风模块，其中N至少是2；其中所述N个麦克风模块中的每一者包括：
外壳；
多个麦克风，其由所述外壳支撑；及
模块处理器，其与所述多个麦克风及所述音频总线通信；
其中所述音频总线连接所述阵列处理器及所述N个麦克风模块，使得所述N个麦克风模块中的每一者中的所述多个麦克风与所述阵列处理器通信；
其中所述阵列处理器及所述N个麦克风模块中的所述模块处理器中的一或多者经配置以：
(i)检测所述N个麦克风模块的数量及连接顺序；且
(ii)配置所述音频总线以将来自所述N个麦克风模块中的每一者中的所述多个麦克风的音频信号路由到所述阵列处理器。
26.根据权利要求25所述的系统，其中所述阵列处理器使用所述音频信号以产生多个可操纵波束。
27.根据权利要求26所述的系统，其中所述多个可操纵波束中的至少一者通过所述N个麦克风模块中的两者或两者以上形成。
28.根据权利要求26所述的系统，其中所述多个可操纵波束中的两者的至少一部分是经由所述N个麦克风模块中的两者或两者以上形成。
29.根据权利要求26所述的系统，其中所述多个可操纵波束中的第一者的至少一部分与所述多个可操纵波束中的第二者的至少一部分重叠。
30.根据权利要求25所述的系统，其中所述阵列处理器使用所述音频信号以通过选择且组合来自来自所述N个麦克风模块的所述多个麦克风的至少两个麦克风的音频而产生至少一个可操纵波束。
31.根据权利要求30所述的系统，其中所述阵列处理器对所述至少两个麦克风的选择取决于N的值。
32.根据权利要求25所述的系统，其中所述N个麦克风模块的所述模块处理器中的每一者是FPGA装置。
33.根据权利要求25所述的系统，其中所述音频总线包括具有多个音频通道的时分多路复用TDM总线。
34.根据权利要求25所述的系统，其中所述阵列处理器定位在所述N个麦克风模块中的一或多者的所述外壳内。
35.一种麦克风模块，其包括：
外壳，其具有长度、第一末端及第二末端；
音频总线；
多个麦克风，其沿着所述外壳的所述长度布置，所述多个麦克风中的每一者大体定位在横向于所述长度的方向上，所述多个麦克风中的每一者与所述音频总线通信；及
模块处理器，其与所述多个麦克风及所述音频总线通信，所述模块处理器经配置以：
检测与所述音频总线通信的阵列处理器的存在；
检测与所述音频总线通信的第二麦克风模块的存在；且
配置所述音频总线以将来自(i)所述多个麦克风及(ii)所述第二麦克风模块两者的音频传递到所述阵列处理器。
36.根据权利要求35所述的模块，其中所述模块处理器包括FPGA装置。
37.根据权利要求35所述的模块，其中所述音频总线包括具有多个音频通道的时分多路复用TDM总线。
38.根据权利要求37所述的模块，其中所述多个音频通道将来自所述多个麦克风的第一多个音频信号载送到所述阵列处理器。
39.根据权利要求37所述的模块，其中所述多个音频通道将来自所述第二麦克风模块的第二多个音频信号载送到所述阵列处理器。
40.根据权利要求35所述的模块，其中所述阵列处理器或所述模块处理器使所述多个音频通道时间对准。
41.根据权利要求35所述的模块，其中所述多个麦克风经布置使得所述多个麦克风的第一集群形成于所述外壳的所述长度的中间附近。
42.根据权利要求41所述的模块，其中所述多个麦克风经布置使得所述多个麦克风的第二集群形成于所述外壳的所述第一末端附近。
43.根据权利要求42所述的模块，其中所述多个麦克风经布置使得所述多个麦克风的第三集群形成于所述外壳的所述第二末端附近。
44.一种麦克风模块，其包括：
外壳；
音频总线；
多个麦克风，其由所述外壳支撑，所述多个麦克风中的每一者与所述音频总线通信；及
模块处理器，其与所述多个麦克风及所述音频总线通信，所述模块处理器经配置以检测与所述音频总线通信的阵列处理器的存在且配置所述音频总线以将来自所述多个麦克风的音频信号传递到所述阵列处理器；
其中所述阵列处理器产生由通过所述多个麦克风检测的音频信号的子集形成的至少一个输出音频流，所述子集是基于所述模块在模块的链中的位置。
45.一种模块化阵列麦克风系统，其包括第一麦克风模块及第二麦克风模块，其中所述第一麦克风模块及所述第二麦克风模块中的每一者包括：
外壳，其具有第一末端、中间部分、第二末端及从所述第一末端延伸到所述第二末端的长度；
音频总线；及
多个麦克风，其由所述外壳支撑且大体跨所述外壳的所述长度分散，所述多个麦克风中的每一者与所述音频总线通信，其中所述多个麦克风包含接近所述第一末端的麦克风的第一集群、接近所述第二末端的麦克风的第二集群及接近所述中间部分的麦克风的第三集群。
46.根据权利要求45所述的系统，其中所述第一麦克风模块及所述第二麦克风模块中的每一者进一步包括与所述多个麦克风及所述音频总线通信的模块处理器，所述模块处理器经配置以检测与所述音频总线通信的阵列处理器的存在且配置所述音频总线以将来自所述多个麦克风的音频信号传递到所述阵列处理器。
47.根据权利要求45所述的麦克风模块，其中麦克风的所述第一集群包括数量X个麦克风，麦克风的所述第二集群包括数量Y个麦克风且麦克风的所述第三集群包括数量Z个麦克风。
48.根据权利要求47所述的麦克风模块，其中Z大于X且Z大于Y。
49.根据权利要求48所述的麦克风模块，其中X等于Y。
50.根据权利要求47所述的麦克风模块，其中X等于Y。
51.一种模块化阵列麦克风系统，其包括连接到第二麦克风模块的第一麦克风模块，其中所述第一模块及所述第二模块中的每一者包括：
外壳，其具有第一末端、中间部分、第二末端及从所述第一末端延伸到所述第二末端的长度；
音频总线；及
多个麦克风，其由所述外壳支撑且大体跨所述外壳的所述长度分散，所述多个麦克风中的每一者与所述音频总线通信，其中所述多个麦克风包含接近所述第一末端的麦克风的第一集群、接近所述第二末端的麦克风的第二集群及接近所述中间部分的麦克风的第三集群；
其中所述第一麦克风模块的所述第二末端在连接点处连接到所述第二麦克风模块的所述第一末端以形成复合阵列麦克风，所述复合阵列麦克风包括第一复合集群，第二复合集群及第三复合集群。
52.根据权利要求51所述的系统，其中所述第一麦克风模块及所述第二麦克风模块中的每一者进一步包括与所述多个麦克风及所述音频总线通信的模块处理器，所述模块处理器经配置以检测与所述音频总线通信的阵列处理器的存在且配置所述音频总线以将来自所述多个麦克风的音频信号传递到所述阵列处理器。
53.根据权利要求51所述的系统，其中所述第一复合集群包括所述第一麦克风模块的所述第一集群。
54.根据权利要求53所述的系统，其中所述第二复合集群包括所述第二麦克风的所述第二集群。
55.根据权利要求54所述的系统，其中所述第三复合集群包括所述第一麦克风模块的所述第二集群及所述第二麦克风模块的所述第一集群的组合。
56.根据权利要求55所述的系统，其中所述第三复合集群经定位为接近所述第一麦克风模块及所述第二麦克风模块的所述连接点。
CN201880017754.4A 2017-01-27 2018-01-25 阵列麦克风模块及系统 Active CN110447238B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201762451480P 2017-01-27 2017-01-27
US62/451,480 2017-01-27
PCT/US2018/015269 WO2018140618A1 (en) 2017-01-27 2018-01-25 Array microphone module and system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110447238A true CN110447238A (zh) 2019-11-12
CN110447238B CN110447238B (zh) 2021-12-03

Family

ID=61193073

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201880017754.4A Active CN110447238B (zh) 2017-01-27 2018-01-25 阵列麦克风模块及系统

Country Status (7)

Country Link
US (4) US10440469B2 (zh)
EP (1) EP3574659A1 (zh)
JP (1) JP7051876B6 (zh)
KR (1) KR102377356B1 (zh)
CN (1) CN110447238B (zh)
TW (1) TWI786083B (zh)
WO (1) WO2018140618A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111182412A (zh) * 2019-12-31 2020-05-19 联想(北京)有限公司 一种电子设备、用于电子设备的数据处理方法及会议系统设备

Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9565493B2 (en) 2015-04-30 2017-02-07 Shure Acquisition Holdings, Inc. Array microphone system and method of assembling the same
US9554207B2 (en) 2015-04-30 2017-01-24 Shure Acquisition Holdings, Inc. Offset cartridge microphones
US10367948B2 (en) 2017-01-13 2019-07-30 Shure Acquisition Holdings, Inc. Post-mixing acoustic echo cancellation systems and methods
WO2018140618A1 (en) 2017-01-27 2018-08-02 Shure Acquisiton Holdings, Inc. Array microphone module and system
WO2019231632A1 (en) 2018-06-01 2019-12-05 Shure Acquisition Holdings, Inc. Pattern-forming microphone array
US11297423B2 (en) 2018-06-15 2022-04-05 Shure Acquisition Holdings, Inc. Endfire linear array microphone
WO2020061353A1 (en) 2018-09-20 2020-03-26 Shure Acquisition Holdings, Inc. Adjustable lobe shape for array microphones
CN112601941A (zh) * 2018-09-21 2021-04-02 日本电产株式会社 麦克风阵列装置和声学分析系统
US11109133B2 (en) * 2018-09-21 2021-08-31 Shure Acquisition Holdings, Inc. Array microphone module and system
US11558693B2 (en) 2019-03-21 2023-01-17 Shure Acquisition Holdings, Inc. Auto focus, auto focus within regions, and auto placement of beamformed microphone lobes with inhibition and voice activity detection functionality
CN113841419A (zh) 2019-03-21 2021-12-24 舒尔获得控股公司 天花板阵列麦克风的外壳及相关联设计特征
WO2020191380A1 (en) 2019-03-21 2020-09-24 Shure Acquisition Holdings,Inc. Auto focus, auto focus within regions, and auto placement of beamformed microphone lobes with inhibition functionality
TW202101422A (zh) 2019-05-23 2021-01-01 美商舒爾獲得控股公司 可操縱揚聲器陣列、系統及其方法
EP3977449A1 (en) 2019-05-31 2022-04-06 Shure Acquisition Holdings, Inc. Low latency automixer integrated with voice and noise activity detection
CN113994713B (zh) * 2019-06-18 2024-04-26 日本电产株式会社 麦克风阵列装置和声响解析系统
JP2022545113A (ja) 2019-08-23 2022-10-25 シュアー アクイジッション ホールディングス インコーポレイテッド 指向性が改善された一次元アレイマイクロホン
US11552611B2 (en) 2020-02-07 2023-01-10 Shure Acquisition Holdings, Inc. System and method for automatic adjustment of reference gain
US11706562B2 (en) 2020-05-29 2023-07-18 Shure Acquisition Holdings, Inc. Transducer steering and configuration systems and methods using a local positioning system
EP4222738A1 (en) * 2020-10-01 2023-08-09 Dotterel Technologies Limited Beamformed microphone array
CN116918351A (zh) 2021-01-28 2023-10-20 舒尔获得控股公司 混合音频波束成形系统
CN115567832B (zh) * 2022-12-05 2023-03-14 深圳市拔超科技股份有限公司 一种大规模组网扩展级联麦克风系统和方法

Citations (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62254083A (ja) * 1986-04-26 1987-11-05 Teru Hayashi 音源探査装置
US20030138119A1 (en) * 2002-01-18 2003-07-24 Pocino Michael A. Digital linking of multiple microphone systems
US20050175190A1 (en) * 2004-02-09 2005-08-11 Microsoft Corporation Self-descriptive microphone array
US20060104457A1 (en) * 2004-11-15 2006-05-18 Sony Corporation Microphone system and microphone apparatus
CN101911724A (zh) * 2008-03-18 2010-12-08 高通股份有限公司 使用多个装置上的多个麦克风进行语音增强
CN102131136A (zh) * 2010-01-20 2011-07-20 微软公司 自适应环境声抑制和语音跟踪
CN102487423A (zh) * 2010-12-03 2012-06-06 亚斯数码科技有限公司 可独立调整音源输入的会议系统
CN103004233A (zh) * 2010-07-15 2013-03-27 摩托罗拉移动有限责任公司 基于两个或更多宽带麦克风信号生成修改宽带音频信号的电子设备
WO2013099045A1 (ja) * 2011-12-28 2013-07-04 大日本スクリーン製造株式会社 画像表示装置および画像表示方法
US20140037081A1 (en) * 2005-10-27 2014-02-06 Yamaha Corporation Audio conference device
CN103813239A (zh) * 2012-11-12 2014-05-21 雅马哈株式会社 信号处理系统和信号处理方法
CN103986996A (zh) * 2014-05-14 2014-08-13 许忠 一种基于阵列式麦克风的会议系统
CN203859872U (zh) * 2014-05-14 2014-10-01 许忠 一种基于阵列式麦克风的会议系统
CN104244164A (zh) * 2013-06-18 2014-12-24 杜比实验室特许公司 生成环绕立体声声场
US20150050967A1 (en) * 2013-08-15 2015-02-19 Cisco Technology, Inc Acoustic Echo Cancellation for Audio System with Bring Your Own Devices (BYOD)
US20150078582A1 (en) * 2013-03-01 2015-03-19 ClearOne Inc. Beamforming Microphone Array with Support for Interior Design Elements
WO2015102681A2 (en) * 2013-09-11 2015-07-09 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Methods and systems for rf power generation and distribution to facilitate rapid radiation therapies
US20150277847A1 (en) * 2012-12-05 2015-10-01 Nokia Corporation Orientation Based Microphone Selection Aparatus
CN105074812A (zh) * 2013-03-08 2015-11-18 应美盛股份有限公司 用于麦克风阵列的分散式自动水平控制
US9197962B2 (en) * 2013-03-15 2015-11-24 Mh Acoustics Llc Polyhedral audio system based on at least second-order eigenbeams
US9392381B1 (en) * 2015-02-16 2016-07-12 Postech Academy-Industry Foundation Hearing aid attached to mobile electronic device
CN105828266A (zh) * 2016-03-11 2016-08-03 苏州奇梦者网络科技有限公司 一种麦克风阵列的信号处理方法与系统
CN105848062A (zh) * 2015-01-12 2016-08-10 芋头科技（杭州）有限公司 多声道的数字麦克风
CN106098075A (zh) * 2016-08-08 2016-11-09 腾讯科技（深圳）有限公司 基于麦克风阵列的音频采集方法和装置

Family Cites Families (68)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5000286A (en) 1989-08-15 1991-03-19 Klipsch And Associates, Inc. Modular loudspeaker system
US5657393A (en) * 1993-07-30 1997-08-12 Crow; Robert P. Beamed linear array microphone system
WO1997008896A1 (en) 1995-08-23 1997-03-06 Scientific-Atlanta, Inc. Open area security system
US5714723A (en) 1996-09-13 1998-02-03 Kang; Shih-Chang Speaker assembly having a coupling mechanism
US7068801B1 (en) 1998-12-18 2006-06-27 National Research Council Of Canada Microphone array diffracting structure
GB0121206D0 (en) * 2001-08-31 2001-10-24 Mitel Knowledge Corp System and method of indicating and controlling sound pickup direction and location in a teleconferencing system
ITBS20020043U1 (it) 2002-04-12 2003-10-13 Flos Spa Giunto per il collegamento meccanico e elettrico di apparecchi di illuminazione in linea e/o ad angolo
US6912178B2 (en) 2002-04-15 2005-06-28 Polycom, Inc. System and method for computing a location of an acoustic source
EP1453348A1 (de) * 2003-02-25 2004-09-01 AKG Acoustics GmbH Selbstkalibrierung von Arraymikrofonen
KR100493172B1 (ko) * 2003-03-06 2005-06-02 삼성전자주식회사 마이크로폰 어레이 구조, 이를 이용한 일정한 지향성을갖는 빔 형성방법 및 장치와 음원방향 추정방법 및 장치
US7415117B2 (en) 2004-03-02 2008-08-19 Microsoft Corporation System and method for beamforming using a microphone array
US20060182298A1 (en) * 2004-07-20 2006-08-17 Stiles Enrique M Bessel soundbar
US7667728B2 (en) 2004-10-15 2010-02-23 Lifesize Communications, Inc. Video and audio conferencing system with spatial audio
US7720232B2 (en) * 2004-10-15 2010-05-18 Lifesize Communications, Inc. Speakerphone
JP4591145B2 (ja) 2004-10-27 2010-12-01 ヤマハ株式会社 音響システム
US8090117B2 (en) * 2005-03-16 2012-01-03 James Cox Microphone array and digital signal processing system
JP4618029B2 (ja) 2005-07-19 2011-01-26 ヤマハ株式会社 アレイマイクシステム
EP1923866B1 (en) 2005-08-11 2014-01-01 Asahi Kasei Kabushiki Kaisha Sound source separating device, speech recognizing device, portable telephone, sound source separating method, and program
EP1971183A1 (en) 2005-11-15 2008-09-17 Yamaha Corporation Teleconference device and sound emission/collection device
US8130977B2 (en) 2005-12-27 2012-03-06 Polycom, Inc. Cluster of first-order microphones and method of operation for stereo input of videoconferencing system
WO2007129731A1 (ja) 2006-05-10 2007-11-15 Honda Motor Co., Ltd. 音源追跡システム、方法、およびロボット
US20080008339A1 (en) 2006-07-05 2008-01-10 Ryan James G Audio processing system and method
JP2008288785A (ja) 2007-05-16 2008-11-27 Yamaha Corp テレビ会議装置
US8428661B2 (en) 2007-10-30 2013-04-23 Broadcom Corporation Speech intelligibility in telephones with multiple microphones
EP2063419B1 (en) 2007-11-21 2012-04-18 Nuance Communications, Inc. Speaker localization
KR101449433B1 (ko) 2007-11-30 2014-10-13 삼성전자주식회사 마이크로폰을 통해 입력된 사운드 신호로부터 잡음을제거하는 방법 및 장치
KR20100131467A (ko) 2008-03-03 2010-12-15 노키아 코포레이션 복수의 오디오 채널들을 캡쳐하고 렌더링하는 장치
JP2009260585A (ja) 2008-04-16 2009-11-05 Yamaha Corp 音響システム
EP2146519B1 (en) 2008-07-16 2012-06-06 Nuance Communications, Inc. Beamforming pre-processing for speaker localization
US8923529B2 (en) 2008-08-29 2014-12-30 Biamp Systems Corporation Microphone array system and method for sound acquisition
US8041054B2 (en) 2008-10-31 2011-10-18 Continental Automotive Systems, Inc. Systems and methods for selectively switching between multiple microphones
EP2222091B1 (en) 2009-02-23 2013-04-24 Nuance Communications, Inc. Method for determining a set of filter coefficients for an acoustic echo compensation means
GB0906269D0 (en) 2009-04-09 2009-05-20 Ntnu Technology Transfer As Optimal modal beamformer for sensor arrays
JP5452158B2 (ja) 2009-10-07 2014-03-26 株式会社日立製作所 音響監視システム、及び音声集音システム
WO2011087770A2 (en) 2009-12-22 2011-07-21 Mh Acoustics, Llc Surface-mounted microphone arrays on flexible printed circuit boards
JP5022461B2 (ja) 2010-03-12 2012-09-12 株式会社半導体理工学研究センター マイクアレイ・ネットワークシステムおよび該システムを用いた音源定位方法
US8600097B2 (en) 2010-06-11 2013-12-03 Meyer Sound Laboratories, Incorporated Integrated rigging system for loudspeakers with vertically and horizontally oriented locking pin holes and dolly board placed in abutment with adjacent dolly boards
US8861756B2 (en) 2010-09-24 2014-10-14 LI Creative Technologies, Inc. Microphone array system
JP2012080165A (ja) * 2010-09-30 2012-04-19 Yamaha Corp コンデンサマイクロホンアレイチップ
KR101761312B1 (ko) 2010-12-23 2017-07-25 삼성전자주식회사 마이크 어레이를 이용한 방향성 음원 필터링 장치 및 그 제어방법
WO2012106322A2 (en) * 2011-01-31 2012-08-09 Christopher Swan A customizable modular speaker system
US8929564B2 (en) 2011-03-03 2015-01-06 Microsoft Corporation Noise adaptive beamforming for microphone arrays
US9354310B2 (en) 2011-03-03 2016-05-31 Qualcomm Incorporated Systems, methods, apparatus, and computer-readable media for source localization using audible sound and ultrasound
US9973848B2 (en) 2011-06-21 2018-05-15 Amazon Technologies, Inc. Signal-enhancing beamforming in an augmented reality environment
JP5289517B2 (ja) 2011-07-28 2013-09-11 株式会社半導体理工学研究センター センサネットワークシステムとその通信方法
GB2495130B (en) 2011-09-30 2018-10-24 Skype Processing audio signals
US8983089B1 (en) 2011-11-28 2015-03-17 Rawles Llc Sound source localization using multiple microphone arrays
US9736604B2 (en) 2012-05-11 2017-08-15 Qualcomm Incorporated Audio user interaction recognition and context refinement
US20130329908A1 (en) 2012-06-08 2013-12-12 Apple Inc. Adjusting audio beamforming settings based on system state
US20130343549A1 (en) 2012-06-22 2013-12-26 Verisilicon Holdings Co., Ltd. Microphone arrays for generating stereo and surround channels, method of operation thereof and module incorporating the same
US20140003635A1 (en) * 2012-07-02 2014-01-02 Qualcomm Incorporated Audio signal processing device calibration
WO2014037765A1 (en) 2012-09-10 2014-03-13 Nokia Corporation Detection of a microphone impairment and automatic microphone switching
US9549253B2 (en) 2012-09-26 2017-01-17 Foundation for Research and Technology—Hellas (FORTH) Institute of Computer Science (ICS) Sound source localization and isolation apparatuses, methods and systems
US9615172B2 (en) 2012-10-04 2017-04-04 Siemens Aktiengesellschaft Broadband sensor location selection using convex optimization in very large scale arrays
US9232310B2 (en) 2012-10-15 2016-01-05 Nokia Technologies Oy Methods, apparatuses and computer program products for facilitating directional audio capture with multiple microphones
JP6085465B2 (ja) 2012-12-14 2017-02-22 株式会社システムインフロンティア マイクロホンアレイ装置
US9467777B2 (en) 2013-03-15 2016-10-11 Cirrus Logic, Inc. Interface for a digital microphone array
US9351060B2 (en) 2014-02-14 2016-05-24 Sonic Blocks, Inc. Modular quick-connect A/V system and methods thereof
US9226062B2 (en) 2014-03-18 2015-12-29 Cisco Technology, Inc. Techniques to mitigate the effect of blocked sound at microphone arrays in a telepresence device
EP2942981A1 (en) * 2014-05-05 2015-11-11 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. System, apparatus and method for consistent acoustic scene reproduction based on adaptive functions
KR20170067682A (ko) 2014-05-26 2017-06-16 블라디미르 셔먼 음향 신호 수집을 위한 코드 실행가능 방법, 회로, 장치, 시스템 및 관련 컴퓨터
JP6149818B2 (ja) 2014-07-18 2017-06-21 沖電気工業株式会社 収音再生システム、収音再生装置、収音再生方法、収音再生プログラム、収音システム及び再生システム
US9654868B2 (en) 2014-12-05 2017-05-16 Stages Llc Multi-channel multi-domain source identification and tracking
US9565493B2 (en) 2015-04-30 2017-02-07 Shure Acquisition Holdings, Inc. Array microphone system and method of assembling the same
CN205385604U (zh) * 2016-02-04 2016-07-13 北京卓锐微技术有限公司 一种麦克风阵列模组
US9851938B2 (en) * 2016-04-26 2017-12-26 Analog Devices, Inc. Microphone arrays and communication systems for directional reception
WO2018140618A1 (en) 2017-01-27 2018-08-02 Shure Acquisiton Holdings, Inc. Array microphone module and system
US9966059B1 (en) * 2017-09-06 2018-05-08 Amazon Technologies, Inc. Reconfigurale fixed beam former using given microphone array

Patent Citations (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62254083A (ja) * 1986-04-26 1987-11-05 Teru Hayashi 音源探査装置
US20030138119A1 (en) * 2002-01-18 2003-07-24 Pocino Michael A. Digital linking of multiple microphone systems
US20050175190A1 (en) * 2004-02-09 2005-08-11 Microsoft Corporation Self-descriptive microphone array
US20060104457A1 (en) * 2004-11-15 2006-05-18 Sony Corporation Microphone system and microphone apparatus
US20140037081A1 (en) * 2005-10-27 2014-02-06 Yamaha Corporation Audio conference device
CN101911724A (zh) * 2008-03-18 2010-12-08 高通股份有限公司 使用多个装置上的多个麦克风进行语音增强
CN102131136A (zh) * 2010-01-20 2011-07-20 微软公司 自适应环境声抑制和语音跟踪
CN103004233A (zh) * 2010-07-15 2013-03-27 摩托罗拉移动有限责任公司 基于两个或更多宽带麦克风信号生成修改宽带音频信号的电子设备
CN102487423A (zh) * 2010-12-03 2012-06-06 亚斯数码科技有限公司 可独立调整音源输入的会议系统
WO2013099045A1 (ja) * 2011-12-28 2013-07-04 大日本スクリーン製造株式会社 画像表示装置および画像表示方法
CN103813239A (zh) * 2012-11-12 2014-05-21 雅马哈株式会社 信号处理系统和信号处理方法
US20150277847A1 (en) * 2012-12-05 2015-10-01 Nokia Corporation Orientation Based Microphone Selection Aparatus
US20150078582A1 (en) * 2013-03-01 2015-03-19 ClearOne Inc. Beamforming Microphone Array with Support for Interior Design Elements
US20160302002A1 (en) * 2013-03-01 2016-10-13 ClearOne Inc. Band-limited Beamforming Microphone Array
CN105074812A (zh) * 2013-03-08 2015-11-18 应美盛股份有限公司 用于麦克风阵列的分散式自动水平控制
US9197962B2 (en) * 2013-03-15 2015-11-24 Mh Acoustics Llc Polyhedral audio system based on at least second-order eigenbeams
CN104244164A (zh) * 2013-06-18 2014-12-24 杜比实验室特许公司 生成环绕立体声声场
US20150050967A1 (en) * 2013-08-15 2015-02-19 Cisco Technology, Inc Acoustic Echo Cancellation for Audio System with Bring Your Own Devices (BYOD)
WO2015102681A2 (en) * 2013-09-11 2015-07-09 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Methods and systems for rf power generation and distribution to facilitate rapid radiation therapies
CN203859872U (zh) * 2014-05-14 2014-10-01 许忠 一种基于阵列式麦克风的会议系统
CN103986996A (zh) * 2014-05-14 2014-08-13 许忠 一种基于阵列式麦克风的会议系统
CN105848062A (zh) * 2015-01-12 2016-08-10 芋头科技（杭州）有限公司 多声道的数字麦克风
US9392381B1 (en) * 2015-02-16 2016-07-12 Postech Academy-Industry Foundation Hearing aid attached to mobile electronic device
CN105828266A (zh) * 2016-03-11 2016-08-03 苏州奇梦者网络科技有限公司 一种麦克风阵列的信号处理方法与系统
CN106098075A (zh) * 2016-08-08 2016-11-09 腾讯科技（深圳）有限公司 基于麦克风阵列的音频采集方法和装置

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
P. L. CHU: "Desktop mic array for teleconferencing", 《1995 INTERNATIONAL CONFERENCE ON ACOUSTICS》 *
李元首等: "用于风洞试验的麦克风阵列设计及校准方法研究", 《中国声学学会第八届全国会员代表大会暨2014年全国声学学术会议》 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111182412A (zh) * 2019-12-31 2020-05-19 联想(北京)有限公司 一种电子设备、用于电子设备的数据处理方法及会议系统设备

Also Published As

Publication number Publication date
US10440469B2 (en) 2019-10-08
US20230300523A1 (en) 2023-09-21
EP3574659A1 (en) 2019-12-04
JP2020505862A (ja) 2020-02-20
US11647328B2 (en) 2023-05-09
KR20190107717A (ko) 2019-09-20
US20220014847A1 (en) 2022-01-13
JP7051876B2 (ja) 2022-04-11
TWI786083B (zh) 2022-12-11
CN110447238B (zh) 2021-12-03
TW201832570A (zh) 2018-09-01
US20200037068A1 (en) 2020-01-30
KR102377356B1 (ko) 2022-03-21
US20180227666A1 (en) 2018-08-09
JP7051876B6 (ja) 2023-08-18
WO2018140618A1 (en) 2018-08-02
US10959017B2 (en) 2021-03-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110447238A (zh) 阵列麦克风模块及系统
US11109133B2 (en) Array microphone module and system
CN112335261B (zh) 图案形成麦克风阵列
CN101682808B (zh) 声学设备
US11800280B2 (en) Steerable speaker array, system and method for the same
JP2020505862A5 (zh)
US20130101136A1 (en) Wearable directional microphone array apparatus and system
JPH01192299A (ja) ステレオ音響の収音装置
CN101310558A (zh) 远程会议设备以及声音发出/采集设备
CN101569210A (zh) 音频处理系统
AU2006251068A1 (en) Apparatus, system and method for acoustic signals
JP2008005346A (ja) 音響反射装置
US20230328430A1 (en) Microphone unit, microphone meta-array and network with microphone meta-array
CN210444453U (zh) 一种3d环绕无指向性组合音响
CN205491152U (zh) 麦克风线阵复合固定装置及机器人
JPS61135296A (ja) マイクロホン
JP2010056598A (ja) 放収音装置
CN105959893A (zh) 麦克风线阵复合固定装置及机器人

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant