CN110850360B - 声音方向检测传感器以及包括其的电子装置 - Google Patents

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Abstract

提供了能够检测声音输入方向的声音方向检测传感器以及包括所述声音方向检测传感器的电子装置。声音方向检测传感器包括接收输入声音的声音入口、输出通过声音入口输入的声音的声音出口以及以如下方式布置在声音入口和声音出口之间的多个定向振动器：至少一个定向振动器基于通过声音入口输入的声音的方向选择性地作出响应，其中，与所述多个定向振动器中具有最低输出幅值的定向振动器的方向垂直的方向被确定为声音的输入方向。

Description

声音方向检测传感器以及包括其的电子装置
技术领域
本公开涉及声音方向检测传感器，更具体地，涉及能够通过使用多个定向振动器检测声音的输入方向的声音方向检测传感器以及包括所述声音方向检测传感器的电子装置。
背景技术
安装在家用电器、图像显示装置、虚拟现实装置、增强现实装置、人工智能扬声器等中用于声音方向检测和语音识别的传感器的可用性正在增加。一般地，声音方向检测传感器通过使用声音到达多个全向声学传感器的时间差来计算声音的输入方向。当使用多个全向声学传感器时，这些全向声学传感器需要彼此间隔开足够的距离以检测时间差。声音方向检测传感器的角分辨率是基于多个全向声学传感器之间的距离和采样频率进行确定的，并且当距离和采样频率增加时角分辨率可能下降。
发明内容
根据实施例的一个方面，一种声音方向检测传感器可以包括：被配置为接收声音的声音入口、被配置为输出通过声音入口输入的声音的声音出口、以及布置在声音入口和声音出口之间的多个定向振动器。所述多个定向振动器中的至少一个定向振动器可以基于通过声音入口输入的声音的方向选择性地作出响应。声音的输入方向可以被确定为垂直于所述多个定向振动器中具有最低输出幅值的定向振动器的方向。
将位于第一位置的第一定向振动器的第一输出的第一幅值与位于第二位置的第二定向振动器的第二输出的第二幅值进行比较，其中第一位置与具有最低输出幅值的定向振动器的方向成+90°偏移，第二位置与具有最低输出幅值的定向振动器的方向成-90°偏移。可以将第一定向振动器和第二定向振动器中具有较大输出幅值的定向振动器的方向确定为声音的输入方向。
第一幅值和第二幅值中的每一个可以由第一定向振动器和第二定向振动器中的相应一个定向振动器的振动波形的均方根(RMS)表示。
可以将第一幅值和第二幅值与阈值进行比较。当第一幅值和第二幅值小于阈值时，可以将声音分类为噪声。
声音方向检测传感器还可以包括：全向振动器，被配置为无论声音的输入方向如何，都对声音作出响应。
可以将位于第一位置的第一定向振动器的相位和位于第二位置的第二定向振动器的相位与全向振动器的相位进行比较，其中第一位置与具有最低输出幅值的定向振动器的方向成+90°偏移，第二位置与具有最低输出幅值的定向振动器的方向成-90°偏移。可以将第一定向振动器和第二定向振动器中相位更接近全向振动器的相位的定向振动器的方向确定为声音的输入方向。
所述多个定向振动器和全向振动器可以彼此布置在相同的平面上。所述多个定向振动器可以布置为包围全向振动器。
所述多个定向振动器可以彼此布置在相同的平面上并且可以布置为包围该相同的平面上的中心点，该相同的平面垂直于位于声音入口处的中心轴。
所述多个定向振动器可以布置为相对于所述中心点具有对称性。
声音出口可以设置为面向所有所述多个定向振动器。
声音出口可以包括分别面向所述多个定向振动器的多个声音出口。
所述多个定向振动器可以具有一致的谐振频率。
所述多个定向振动器可以具有不一致的谐振频率。
可以将所述多个定向振动器分组为表示不同方向的多个子组。所述多个子组中的每个子组可以包括具有不一致的谐振频率的定向振动器。
所述多个子组中的每个子组中的多个定向振动器可以以谐振频率的顺序布置。
根据实施例的另一方面，一种声音方向检测方法可以包括：通过使用以至少一个定向振动器基于声音的方向选择性地作出响应的方式布置的多个定向振动器接收输入声音；识别所述多个定向振动器中具有最低输出幅值的定向振动器；以及将输入声音的输入方向确定为垂直于具有最低输出幅值的定向振动器的方向。
通过使用多个定向振动器接收输入声音可以包括：计算每个定向振动器的振动波形的均方根(RMS)。每个定向振动器的输出幅值可以是每个定向振动器的振动波形的RMS。
确定声音的输入方向可以包括：选择位于第一位置的第一定向振动器和位于第二位置的第二定向振动器，其中第一位置与具有最低输出幅值的定向振动器的方向成+90°偏移，第二位置与具有最低输出幅值的定向振动器的方向成-90°偏移；将第一定向振动器的第一输出的第一幅值与第二定向振动器的第二输出的第二幅值进行比较；以及将第一定向振动器和第二定向振动器中具有较大输出幅值的定向振动器的方向确定为声音的输入方向。
所述声音方向检测方法还可以包括：将第一幅值和第二幅值与阈值进行比较，并且当第一幅值和第二幅值小于阈值时，将输入声音分类为噪声。
所述声音方向检测方法还可以包括：通过使用全向振动器接收输入声音，其中，无论输入声音的输入方向如何，全向振动器都对输入声音作出响应。
确定输入声音的输入方向可以包括：选择位于第一位置的第一定向振动器和位于第二位置的第二定向振动器，其中第一位置与具有最低输出幅值的定向振动器的方向成+90°偏移，第二位置与具有最低输出幅值的定向振动器的方向成-90°偏移；将第一定向振动器和第二定向振动器的相位与全向振动器的相位进行比较；以及将第一定向振动器和第二定向振动器中相位更接近全向振动器的相位的定向振动器的方向确定为输入声音的输入方向。
根据实施例的另一方面，一种物联网(IoT)装置可以包括：被配置为接收用户提供的语音信号的声音方向检测传感器、被配置为存储一个或多个应用模块的存储器、以及被配置为执行所述一个或多个应用模块的处理器。
根据实施例的另一方面，一种车辆语音接口装置可以包括：声音方向检测传感器和有效信号提取模块，有效信号提取模块被配置为基于由声音方向检测传感器接收的信号的方向来确定所述信号是否是有效信号，并且当确定所述信号是有效信号时，将所述信号发送到车辆控制模块。
根据实施例的另一方面，一种空间记录装置可以包括：声音方向检测传感器、处理器和存储器，处理器被配置为通过分析声音方向检测传感器检测到的信号来确定输入到声音方向检测传感器的声音的输入方向，存储器被配置为存储用于处理器的信号处理操作的程序和处理器的执行结果。
根据实施例的另一方面，一种全向相机包括：声音方向检测传感器、全向拍摄模块、处理器和存储器，处理器被配置为以使得声音方向检测传感器检测到的定向声音信号与全向拍摄模块捕获的全向图像信号相匹配的方式控制声音方向检测传感器和全向拍摄模块，存储器被配置为存储定向声音信号和全向图像信号。
附图说明
通过以下结合附图对实施例的描述，这些和/或其他方面将变得明确并且更容易理解，在附图中：
图1是根据实施例的声音方向检测传感器的平面图；
图2是沿图1的声音方向检测传感器的线A-A’截取的截面图；
图3A是包括在图1的声音方向检测传感器中的多个定向振动器之一的截面图；
图3B是包括在图1的声音方向检测传感器中的多个定向振动器之一的平面图；
图4是根据另一实施例的声音方向检测传感器的平面图；
图5是沿图4的声音方向检测传感器的线A-A’截取的截面图；
图6是多个定向振动器中的一些定向振动器的平面图，用于描述多个定向振动器的工作原理和方向增益特性；
图7是示出了多个定向振动器中的两个定向振动器的方向特性的示例的曲线图；
图8是示出了在声音从一个方向输入的情况下，包括在声音方向检测传感器中的所有定向振动器的输出的曲线图；
图9A至图9D是示出了基于各种情况下声音的输入方向，多个定向振动器的输出的曲线图；
图10是根据实施例的声音方向检测方法的流程图；
图11是示出了根据实施例的通过使用声音方向检测传感器检测声音的输入方向的实验条件的示意图；
图12是示出了使用单音声源的实验结果的曲线图；
图13是示出了使用音乐声源的实验结果的曲线图；
图14是根据另一实施例的声音方向检测传感器的平面图；
图15是根据另一实施例的声音方向检测传感器的平面图；
图16是沿图15的声音方向检测传感器的线A-A’截取的截面图；
图17是示出了在声音从一个方向输入的情况下，一个全向振动器和彼此面对的两个定向振动器的振动相位的示例的曲线图；
图18是示出了根据另一实施例的声音方向检测方法的流程图；
图19是根据实施例的物联网(IoT)装置的框图；
图20是用于描述图19的IoT装置在日常生活中的操作示例的示意图；
图21是根据实施例的车辆语音接口装置的框图；
图22是用于描述车辆中的车辆语音接口装置的操作示例的示意图；
图23是根据实施例的空间记录装置的框图；以及
图24是根据实施例的全向相机的框图。
具体实施方式
现在详细参考实施例，在附图中示出了实施例的示例，其中，贯穿附图类似的附图标记表示类似的元件。在这点上，本实施例可以具有不同形式，并且不应当被解释为受限于本文所阐明的描述。因此，下面仅通过参考附图描述实施例，以解释各个方面。将理解：当层被称为在另一层或基板“上”时，其可以直接在另一层或基板上，或者还可以存在中间层。诸如“……中的至少一个”之类的表述在元件列表之后时修饰整个元件列表，而不是修饰列表中的单独元件。
图1是根据实施例的声音方向检测传感器100的平面图。图2是沿图1的声音方向检测传感器100的线A-A’截取的截面图。参考图1和图2，根据实施例的声音方向检测传感器100可以包括接收输入声音的声音入口134、输出通过声音入口134输入的声音的声音出口135、以及布置在声音入口134和声音出口135之间的多个定向振动器110_k。在本文中，假设定向振动器110_k的数量为N，k是1和N之间的整数。
可以基于定向振动器110_k的数量N来确定声音方向检测传感器100的物理角分辨率。例如，声音方向检测传感器100的物理角分辨率可以表示为360°/N。声音方向检测传感器100可以通过比较多个定向振动器110_k的输出幅值来检测声音的输入方向，并且当使用较大数量的定向振动器110_k(将比较它们的输出幅值)时可以实现较高的角分辨率。
多个定向振动器110_k以如下这种方式布置：至少一个定向振动器110_k基于通过声音入口134输入的声音的方向选择性地作出响应。多个定向振动器110_k可以布置为包围声音入口134。多个定向振动器110_k可以彼此不重叠地布置在平面上，并且所有多个定向振动器110_k可以通过声音入口134而暴露。如图1中所示，多个定向振动器110_k可以布置在相同的平面上。此外，多个定向振动器110_k可以布置为包围平面上的中心点C，该平面垂直于声音入口134的中心轴(例如，沿Z轴的方向)。多个定向振动器110_k以图1中的圆形形状包围中心点C，但是上述说明仅是示例。多个定向振动器110_k不限于上述布置，并且还可以以相对于中心点C具有对称性的各种形状来布置。例如，多个定向振动器110_k可以以多边形或者椭圆形形状布置。
声音出口135的数量可以等于定向振动器110_k的数量，并且声音出口135可以分别面向多个定向振动器110_k。声音入口134和声音出口135不限于任何特定大小或形状，并且还可以具有能够使多个定向振动器110_k均匀地暴露的任意大小和形状。
对于声音入口134和声音出口135，可以使用壳体130，壳体130具有与声音入口134和声音出口135的形状相对应的开口。壳体130可以由能够阻挡声音的各种材料制成。例如，壳体130可以由诸如铝的材料制成。设置在壳体130中的声音入口134和声音出口135不限于图1中所示的形状。
在壳体130内部，可以设置支撑件120，支撑件120被配置为支撑多个定向振动器110_k并且提供多个定向振动器110_k响应于声音而振动的空间。如图1中所示，可以通过在基板中形成通孔TH来提供支撑件120。多个定向振动器110_k可以在其端部由支撑件120支撑，并且设置为面向通孔TH。通孔TH提供定向振动器110_k由于外力而振动的空间，并且不限于任何特定形状或大小，只要通孔TH提供这种空间即可。支撑件120可以由诸如硅基板的各种材料制成。
图3A是包括在图1的声音方向检测传感器100中的多个定向振动器110_k之一的截面图，图3B是包括在图1的声音方向检测传感器100中的多个定向振动器110_k之一的平面图。参考图3A和图3B，定向振动器110_k可以包括固定到支撑件120的固定部分10、响应于声波而移动的可移动部分30、以及被配置为检测可移动部分30的运动的感测部分20。定向振动器110_k还可以包括被配置为向可移动部分30提供一定质量m的质量体40。
例如，可移动部分30可以由弹性膜制成。弹性膜可以具有长度L和宽度W，并且决定定向振动器110_k的谐振特性以及质量体40的质量m。弹性膜可以由诸如硅、金属或聚合物的材料制成。
感测部分20可以包括被配置为检测可移动部分30的运动的传感器层。例如，感测部分20可以包括压电元件。在这种情况下，感测部分20可以具有这种结构：其中电极层、压电材料层和另一电极层彼此堆叠。例如，压电材料可以包括氧化锌(ZnO)、氧化锡(SnO)、锆钛酸铅(PZT)、锡酸锌(ZnSnO3)、聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚(偏二氟乙烯-三氟乙烯)P(VDF-TrFE)、氮化铝(AlN)或者铌酸铅镁-钛酸铅(PMN-PT)。电极层可以由金属材料或各种其他导电材料制成。
可以考虑定向振动器110_k所需的谐振频率来确定定向振动器110_k的宽度、厚度等的值。例如，每个定向振动器110_k可以具有大约几微米至几百微米之间的宽度、小于或等于几微米的厚度以及等于或小于大约几毫米的长度，但不限于此。可以使用微机电系统(MEMS)工艺来生产微尺寸的定向振动器110_k。
定向振动器110_k响应于外部信号沿Z方向垂直振动并且具有与位移z成比例的输出。位移z满足以下运动等式。
在上述等式中，c表示阻尼系数，k表示弹性系数。F0cosωt表示驱动力并且指示由输入到定向振动器110_k的信号产生的动作。基于可移动部分30的物理特性和形状确定k的值。
定向振动器110_k示出了一定带宽相对于谐振频率f0的频率响应特性，其中谐振频率f0为中心频率。中心频率f0如下定义。
这样，包括在声音方向检测传感器100中的定向振动器110_k可以检测相对于所设计的中心频率具有一定频带的声音。因此，当设计中心频率时，可以选择在给定环境中具有高可用性的频带，并且可以根据所选择的频带实现定向振动器110_k。
在根据实施例的声音方向检测传感器100中，可以将位于不同位置的定向振动器110_k设置为相同的长度以具有相同(即，一致)的谐振频率。然而，多个定向振动器110_k不限于此，并且可以修改为具有不同(即，不一致)的谐振频率。
图4是根据另一实施例的声音方向检测传感器101的平面图。图5是沿图4的声音方向检测传感器101的线A-A’截取的截面图。参考图4和图5，声音方向检测传感器101可以包括接收输入声音的声音入口134、输出通过声音入口134输入的声音的声音出口137以及布置在声音入口134和声音出口137之间的多个定向振动器110_k。在本文中，假设定向振动器110_k的数量为N，k是从1至N的整数。
除了声音出口137的形状之外，图4和图5的声音方向检测传感器101的元件与图1和图2的声音方向检测传感器100的元件相同。例如，未提供多个(该数量与定向振动器110_k的数量相对应)声音出口137，而是由多个定向振动器110_k共享单个声音出口137。换句话说，单个声音出口137可以面向所有多个定向振动器110_k。图4和图5中所示的声音出口137的大小是一个示例，并且可以小于所示的大小。
对于声音入口134和声音出口137，可以使用壳体131，壳体131具有与声音入口134和声音出口137的形状相对应的开口。可以不指定声音出口137的大小。例如，相对于多个定向振动器110_k与声音入口134相对的整个空间可以是开放的。该开放空间可以用作声音出口137。
在根据上述实施例的声音方向检测传感器100和101中，多个定向振动器110_k中位于定向声音的输入路径上的一个或多个定向振动器响应于声音而振动。例如，如图2中所示，当声音沿路径①输入时，位于该路径上的第一定向振动器110_1以及与其相邻的一个或多个定向振动器可以振动。此外，当声音沿路径②输入时，位于该路径上的第九定向振动器110_9以及与其相邻的一个或多个定向振动器可以振动。因此，可以基于输入声音的方向，考虑多个定向振动器110_k的输出来检测声音的输入方向。
图6是多个定向振动器110_k中的一些定向振动器的平面图，用于描述多个定向振动器110_k的工作原理和方向增益特性。参考图6，多个定向振动器A、B和C用作单位声学传感器，具有与围绕声音入口134的圆的径向方向相对应的方向角。每个单位声学传感器的方向增益曲线为8字形。由于方向增益曲线，声音方向检测传感器100或101具有这样的输出：其中定向振动器110_k对从所有方向输入的信号(例如，声波)选择性地作出响应所产生的输出发生重叠。
根据定向振动器110_k被布置的位置，每个定向振动器110_k具有优选的角度，该角度为主方向。对于输出，来自主方向的声音贡献很多并且来自其他方向的声音贡献一点。因此，可以通过仅比较多个定向振动器110_k的输出幅值来估计来自所有任意方向的声音的输入方向。
图7是示出了多个定向振动器110_k中的两个定向振动器的方向特性的示例的曲线图。在图7中，假设六十四个定向振动器110_k以圆形形状布置在单个平面上，并且朝向平面上的中心点C对准，该平面垂直于声音入口134的中心轴。参考图7，位于180°方向的第一定向振动器Ch01响应于从180°和0°方向输入的声音具有最高输出，并且响应于从-90°和+90°方向输入的声音具有最低输出，从而呈现8字形增益特性。具体地，响应于从180°方向输入的声音所产生的输出略高于响应于从0°方向输入的声音所产生的输出。位于+90°方向(即，位于偏移+90°的位置)的第十七定向振动器Ch17响应于从-90°和+90°方向输入的声音具有最高输出，并且响应于从0°和180°方向输入的声音具有最低输出，从而呈现8字形增益特性。具体地，响应于从+90°方向输入的声音所产生的输出略高于响应于从-90°方向输入的声音所产生的输出。
图8是示出了在声音从一个方向输入的情况下，包括在声音方向检测传感器100或101中的所有定向振动器110_k的输出的曲线图。在图8中，假设布置了六十四个定向振动器110_k，并且沿第一定向振动器的长度方向朝第一定向振动器输入声音。参考图8，峰值输出被示为在第一定向振动器和第三十三定向振动器附近，其中第三十三定向振动器位于与第一定向振动器相对的位置。此外，最低输出被示为在第十七定向振动器和第四十九定向振动器附近，其中第十七定向振动器位于与第一定向振动器成+90°的方向(例如，位于偏移+90°的位置)，第四十九定向振动器位于与第一定向振动器成-90°的方向。特别地，输出在第三十三定向振动器附近最高。
因此，在多个定向振动器110_k中，位于输入声音的方向上的定向振动器具有最高输出，且位于与输入声音的方向成±90°的方向上的定向振动器具有最低输出。因此，预期可以使用具有最高输出的定向振动器和具有最低输出的定向振动器来检测声音的输入方向。然而，由于环境噪声和输入声音的强度，输入声音的方向可能不同于具有最高输出的定向振动器的方向。
图9A至图9D是示出了基于各种情况下输入声音的方向，多个定向振动器110_k的输出的曲线图。在图9A至图9D中，箭头表示输入声音的方向。图9A和图9C示出了输入声音的方向不同于具有最高输出的定向振动器的方向。因此，当使用具有最高输出的定向振动器的方向信息时，声音方向检测的准确性可能降低。
相反，参考图7、图8和图9A至图9D的曲线图，示出了无论输入声音的强度或环境噪声如何，位于与输入声音的方向成±90°的方向上的定向振动器总是具有最低输出。因此，根据当前实施例，通过比较多个定向振动器110_k的输出来指定具有最低输出的定向振动器的方向，并且将与该方向成±90°的方向确定为声音的输入方向。然后，可以通过将位于+90°方向的定向振动器的输出幅值与位于-90°方向的定向振动器的输出幅值进行比较，来最终确定声音的输入方向。
图10是根据实施例的声音方向检测方法的流程图。现在将参考图10来详细描述根据当前实施例的声音方向检测方法。
首先，在操作S10中，声音方向检测传感器100或101通过使用多个定向振动器110_k接收输入到声音方向检测传感器100或101的声波。例如，当声音输入到声音入口134或者在声音入口134处检测到声音时，多个定向振动器110_k的可移动部分30根据输入声音的强度和方向以不同振幅振动。感测部分20产生分别与可移动部分30的振动波形相对应的电压。
感测部分20产生的电压是交流电压。因此，为了计算多个定向振动器110_k的准确输出，在操作S11中，计算在时域中多个定向振动器110_k产生的交流电压的均方根(RMS)值。存储多个定向振动器110_k的输出幅值(表示为RMS值)。为此，声音方向检测传感器100或101还可以包括控制电路140(参见图11)，控制电路140包括被配置为执行RMS计算或值比较的计算器141(参见图11)和被配置为存储多个定向振动器110_k的输出幅值的存储器142(参见图11)。
然后，在操作S12中，计算器141(例如，处理器)通过比较存储在存储器142中的多个定向振动器110_k的输出幅值的值，找到具有最低输出幅值的定向振动器。例如，可以仅比较输出幅值的值，并且可以选择具有最低值的定向振动器。或者，当相邻定向振动器的输出幅值在预设偏差范围内形成一组最低值时，可以选择位于形成该组最低值的定向振动器的中心处的定向振动器。在另一示例中，如图8中所示，可以考虑位于相对侧的多个定向振动器形成两组最低值的事实。例如，在这两组最低值中，可以将彼此成180°角的每两个定向振动器进行配对，并且可以选择具有最小输出幅值和的一对定向振动器。
可以将以下方向确定为声音的输入方向：该方向垂直于所选择的具有最低输出幅值的定向振动器的方向。例如，与具有最低输出幅值的定向振动器的方向成+90°或-90°的方向是声音的输入方向。在操作S13中，计算器141将位于与操作S12中所选择的定向振动器的方向成+90°的方向上的定向振动器的RMS和位于与操作S12中所选择的定向振动器的方向成-90°的方向上的定向振动器的RMS进行比较。
如上所述，可以将与具有最低输出幅值的定向振动器的方向成+90°和-90°的方向之一(其与声音的较高强度相对应)确定为声音的输入方向。因此，在操作S14中，计算器141选择在操作S13中确定为具有较高RMS的定向振动器。
然后，在操作S15中，将最终选择的定向振动器的输出幅值(即，RMS)与预设阈值进行比较。当最终选择的定向振动器的输出幅值小于阈值时，控制电路140可以将输入声音分类为噪声并且所述方法可以返回到操作S10。然而，当最终选择的定向振动器的输出幅值大于阈值时，在操作S16中，控制电路140可以将输入声音视为有效声音，并且将最终选择的定向振动器的方向确定为声音的输入方向。关于所确定的声音的输入方向的信息可以用在下面将描述的各种电子装置中。
图11是示出了根据实施例的通过使用声音方向检测传感器101检测声音的输入方向的实验条件的示意图。尽管在图11中使用图4和图5的声音方向检测传感器101，但是也可以使用图1和图2的声音方向检测传感器100。如图11中所示，声音方向检测传感器101可以包括控制电路140，控制电路140包括被配置为执行RMS计算或值比较的计算器141和被配置为存储多个定向振动器110_k的输出幅值的存储器142。使用包括六十四个定向振动器110_k的声音方向检测传感器101。参考图11，声源1、声源2、声源3和声源4分别位于0°、30°、60°和90°方向且依次输出声音，并且控制电路140通过使用上述关于图9的声音方向检测方法来确定声音的输入方向。
图12是示出了使用单音声源的实验结果的曲线图。例如，声源1、声源2、声源3和声源4依次输出相同音调的声音(例如，500Hz)达一定时间，并且每当检测到声音时，控制电路140检测声音的输入方向。参考图12，示出了非常准确地检测到单音声音的输入方向。例如，使用单音声音的标准偏差约为0.8°。
图13是示出了使用音乐声源的实验结果的曲线图。例如，声源1、声源2、声源3和声源4依次输出音乐声音达一定时间。参考图13，示出了相对准确地检测到音乐声源的输入方向。例如，使用音乐声音的标准偏差约为4.9°。
因此，使用具有六十四个定向振动器110_k的小罗盘型声音方向检测传感器100或101，可以实现约6°内的高角分辨率。此外，可以通过增加定向振动器110_k的数量实现更高的角分辨率，并且可以基于定向振动器110_k的数量实现所需的角分辨率。声音方向检测传感器100或101可以具有小尺寸，并且因此可以容易地用在紧凑型电子产品中。此外，由于声音方向检测传感器100或101通过使用多个定向振动器110_k中振动最弱的定向振动器来检测声音的输入方向，因此输入声音的强度和环境噪声不会对声音方向检测传感器100或101产生强烈的影响。
当使用音乐声源时，可以使用具有各种谐振频率的定向振动器110_k的组合来增加角分辨率。例如，图14是根据另一实施例的声音方向检测传感器102的平面图。声音方向检测传感器102包括第一至第四子组SG_1、SG_2、SG_3和SG_4。第一至第四子组SG_1、SG_2、SG_3和SG_4中的每个子组可以包括一组特定数量的相邻定向振动器，以表示不同的方向。例如，第一至第四子组SG_1、SG_2、SG_3和SG_4可以以90°的增量表示相同大小的四个象限和方向。
根据当前实施例的声音方向检测传感器102与上述实施例的不同之处在于，声音方向检测传感器102包括具有不同谐振频率的定向振动器110_1_k、110_2_k、110_3_k和110_4_k。例如，第一至第四子组SG_1、SG_2、SG_3和SG_4可以分别包括定向振动器110_1_k、110_2_k、110_3_k和110_4_k，这些定向振动器在长度上不同以具有特定频率范围。如上所述配置的声音方向检测传感器102具有四个物理方向而不是六十四个方向，但是第一至第四子组SG_1、SG_2、SG_3和SG_4中的频带可以扩展到整个可听频带而不是单个谐振频带。
第一子组SG_1包括沿90°中心角范围的圆周布置的多个定向振动器110_1_k，第二子组SG_2包括沿下一90°中心角范围的圆周布置的多个定向振动器110_2_k，第三子组SG_3包括沿下一90°中心角范围的圆周布置的多个定向振动器110_3_k，第四子组SG_4包括沿下一90°中心角范围的圆周布置的多个定向振动器110_4_k。
设置包括在第i子组SG_i中的定向振动器110_i_k的谐振频率(其中i是1和4之间的整数，且k是1和N之间的整数)，以检测特定频率范围Δf的声音。可以考虑包括在子组SG_i中的定向振动器110_i_k的数量N和频率范围Δf来确定相邻定向振动器110_i_k之间的谐振频率间隔。
包括在每个子组SG_i中的多个定向振动器110_i_k可以以谐振频率的顺序布置。以谐振频率的顺序进行布置可以同样地应用于多个子组SG_i。例如，如图14中所示，每个子组SG_i的定向振动器110_i_k可以以其长度沿顺时针方向逐渐增加的方式布置。然而，定向振动器110_i_k不限于此，并且也可以以其长度沿逆时针方向逐渐增加的方式布置。备选地，一些子组SG_i的定向振动器可以以其长度沿顺时针方向逐渐增加的方式布置，而其他子组SG_j(其中j≠i)的定向振动器可以以其长度沿逆时针方向逐渐增加的方式布置。
在上述包括具有不同谐振频率的多个定向振动器的声音方向检测传感器102中，定向振动器不限于上述布置。每个子组的定向振动器可以以不同间隔(例如，以不同频率间隔或不同空间间隔)布置，以及可以以例如考虑相邻定向振动器之间的耦接的各种方式布置。
图15是根据另一实施例的声音方向检测传感器103的平面图，图16是沿图15的声音方向检测传感器103的线A-A’截取的截面图。参考图15和图16，声音方向检测传感器103还可以包括全向振动器115，无论输入声音的方向如何，全向振动器115都对输入声音作出响应。图15和图16的声音方向检测传感器103的其他元件可以与图4和图5的声音方向检测传感器101的那些元件相同。
例如，全向振动器115可以位于声音出口137中并且可以位于与多个定向振动器110_k相同的平面上。在这种情况下，多个定向振动器110_k可以布置为包围全向振动器115。然而，全向振动器115不限于上述位置，且还可以具有各种其他位置。例如，全向振动器115可以位于壳体131的外部。
不同于定向振动器110_k，全向振动器115对从所有方向输入的声音所作出的响应可以具有几乎相同的输出。为此，全向振动器115可以具有圆形薄膜的形式。当全向振动器115位于声音出口137中时，可以以圆形全向振动器115的中心对准声音出口137的中心点的方式布置全向振动器115。
虽然无论输入声音的方向如何，全向振动器115的输出都是恒定的，但是全向振动器115的振动相位可以根据输入声音的方向而变化。例如，如图16中示意性地所示，全向振动器115的振动相位可以与多个定向振动器110_k中位于输入声音方向上的定向振动器110_1的振动相位相同。此外，全向振动器115的振动相位可以与多个定向振动器110_k中位于与输入声音方向相反的方向上的定向振动器110_9的振动相位相反。
图17是示出了在声音从一个方向输入的情况下，全向振动器115与彼此面对的两个定向振动器110_1和110_9的振动相位的示例的曲线图。例如，假设定向振动器110_1和110_9彼此面对地设置，并且在从定向振动器110_1朝向定向振动器110_9的方向上输入声音。如图17中所示，定向振动器110_1的振动相位与定向振动器110_9的振动相位成180°相反。全向振动器115的振动相位与定向振动器110_1的振动相位相同，且与定向振动器110_9的振动相位成180°相反。
因此，可以参考全向振动器115和定向振动器110_k的振动相位来检测声音的输入方向。例如，图18是示出了根据另一实施例的声音方向检测方法的流程图。
首先，图18的操作S20至S22与如上关于图10所述的操作S10至S12相同。因此，将简要地提供操作S20至S22的描述。在操作S20中，声音方向检测传感器103通过使用多个定向振动器110_k接收输入到声音方向检测传感器103的声波。在操作S21中，计算在时域中由多个定向振动器110_k产生的交流电压的RMS值。将多个定向振动器110_k的输出幅值(表示为RMS值)存储在存储器142中。在操作S22中，计算器141通过比较存储在存储器142中的多个定向振动器110_k的输出幅值的值，找到具有最低输出幅值的定向振动器。
可以将以下方向确定为声音的输入方向：该方向垂直于所选择的具有最低输出幅值的定向振动器的方向。例如，与具有最低输出幅值的定向振动器的方向成+90°或-90°的方向是声音的输入方向。在操作S23中，计算器141将位于与操作S22中所选择的定向振动器的方向成+90°和-90°的方向上的定向振动器的振动相位与全向振动器115的振动相位进行比较。例如，可以将位于+90°和-90°方向上的定向振动器的振动波形与全向振动器115的振动波形相加。在这种情况下，与由于相长干涉而增加的结果波形相对应的定向振动器可以被确定为与全向振动器115具有相同的振动相位，而与由于相消干涉而减小的结果波形相对应的定向振动器可以被确定为具有与全向振动器115的振动相位相反的振动相位。还可以以各种其他方法比较振动相位。
如上所述，可以将以下定向振动器的方向确定为声音的输入方向：在位于与具有最低输出幅值的定向振动器的方向成+90°和-90°的方向上的定向振动器中，该定向振动器与全向振动器115具有相同的振动相位。因此，在操作S24中，计算器141可以选择与全向振动器115具有相同振动相位的定向振动器。备选地，计算器141可以选择振动相位更接近全向振动器115的振动相位的定向振动器。
然后，在操作S25中，将最终选择的定向振动器的RMS与预设阈值进行比较。当最终选择的定向振动器的输出幅值低于阈值时，控制电路140可以将输入声音分类为噪声，并且该方法可以返回到操作S20。然而，当最终选择的定向振动器的输出幅值大于阈值时，在操作S26中，控制电路140可以将输入声音视为有效声音并且将最终选择的定向振动器的方向确定为声音的输入方向。
如上所述，定向振动器110_k的最大输出幅值可以根据各种情况(例如，环境噪声)而变化。当使用上述关于图10的方法时，在一些情况下，声音的输入方向可被确定为与输入方向成180°相反的方向。相反，使用振动相位，可以在嘈杂的环境中准确地确定声音的输入方向。
根据上述实施例的声音方向检测传感器100、101、102和103可以用在各种电子装置中。例如，声音方向检测传感器100、101、102和103可以实现为芯片解决方案传感器，并且可以在移动设备、信息技术(IT)、家用电器和车辆的领域中执行声源跟踪、噪声消除和空间记录，或者可以用于全景拍摄、增强现实和虚拟现实的领域中。
现在将描述使用上述声音方向检测传感器100、101、102和103的电子装置。
图19是根据实施例的物联网(IoT)装置200的框图，图20是用于描述图19的IoT装置200在日常生活中的操作示例的示意图。
IoT装置200可以包括被配置为接收用户提供的语音信号的声音方向检测传感器210、被配置为存储一个或多个应用模块232的存储器230(应用模块232使用由声音方向检测传感器210接收的信号作为输入变量)、以及被配置为执行应用模块232的处理器220。IoT装置200还可以包括通信单元250。
IoT装置200还可以包括能够旋转或移动的可移动设备240。通过使用由声音方向检测传感器210接收的信号作为输入变量，可以控制可移动设备240沿基于任何应用模块232的执行结果所确定的方向旋转或移动。例如，旋转或运动的方向可以是面向或避开由声音方向检测传感器210检测到的声音方向的方向。可移动设备240可以被实现为具有能够将应用模块232的执行结果输出给用户的输出功能。可移动设备240可以是输出设备，例如扬声器或显示器。声音方向检测传感器210可以包括根据上述实施例的声音方向检测传感器100、101、102和103中的任一个、它们的修改或组合。
处理器220可以控制IoT装置200的整体操作。处理器220可以控制声音方向检测传感器210、可移动设备240和通信单元250的操作，使用相关控制信号，并且执行存储在存储器230中的程序。存储器230可以包括可移动设备控制模块234，可移动设备控制模块234被编程为基于控制信号沿某一方向旋转或移动可移动设备240。可移动设备控制模块234可以通过使用由声音方向检测传感器210检测到的信号和与该信号相关联的应用的执行结果来控制可移动设备240沿面向或避开以下方向的方向旋转或移动：由声音方向检测传感器210检测到的声音的方向。然而，以上描述仅是示例，并且基于由声音方向检测传感器210检测到的信号和应用的执行结果而进行的可移动设备240的旋转或运动的方向可以进行各种改变。
存储器230还可以包括学习模块236，学习模块236被编程为与声音的方向相关联地学习由声音方向检测传感器210接收的信号是否是有效输入信号。例如，学习模块236可以重复地产生并累积由声音方向检测传感器210检测到的声音方向和确定信号是否为有效信号的结果，作为学习数据，并且从累积的学习数据中提取统计特征，从而将从某一方向输入的声音视为无效信号。如本文所述，有效信号可以表示满足由声音方向检测传感器210的制造商确定的标准的任何信号。例如，只有人类声音可以有资格作为有效信号，而环境噪声可以被认为是无效信号。其他标准(例如，基于关于信号的频率、幅度等的期望特性)是可行的。存储器230还可以存储处理器220控制IoT装置200的整体操作所需的各种其他程序和数据。
存储器230可以包括以下至少一种类型的存储介质：例如，闪速存储器、硬盘、多媒体卡微型存储器、存储卡(例如，安全数字(SD)或极限数字(XD)存储器)、随机存取存储器(RAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)、可编程ROM(PROM)、磁性存储器、磁盘和光盘。
通信单元250可以通过使用但不限于以下方式与外部设备通信：蓝牙通信、蓝牙低功耗(BLE)通信、近场通信(NFC)、无线局域网(WLAN)通信、Zigbee通信、红外数据协会(IrDA)通信、WiFi直连(WFD)、超宽带(UWB)通信、Ant+通信、WiFi通信等。
参考图20，包括在IoT装置200中的可移动设备240被示为可旋转扬声器。以下将描述扬声器作为可移动设备240的示例，但是可移动设备240不限于此。IoT装置200可以确定输入声波S1或S2的方向并且旋转扬声器以面向所确定的方向。
IoT装置200可以识别输入声波S1和S2中的有效信号(即，有效声波)。例如，IoT装置200可以区分来自用户U的声波S1和来自非用户的声源NU(例如，电视)的声音信号S2。IoT装置200可以通过与输入声音的方向相关联地学习输入信号是否是有效信号来区分声波S1和S2。这样，例如，在学习并确定无效信号是从某一固定方向(例如，电视(TV))连续输入的之后，IoT装置200可以旋转扬声器朝向声波S2的方向，并且执行与声波S2相关的应用，其中声波S2被确定为输入声波S1和S2中的有效信号。IoT装置200可以用作人工智能(AI)扬声器，并且还可以应用于各种其他对象以增强对对象的固有功能的利用。
图21是根据实施例的车辆语音接口装置300的框图，图22是用于描述车辆400中的车辆语音接口装置300的操作示例的示意图。
参考图21，车辆语音接口装置300可以包括声音方向检测传感器310和有效信号提取模块350。有效信号提取模块350可以包括被配置为存储用于提取有效信号的程序的存储器、以及被配置为执行程序的处理器。声音方向检测传感器310可以包括根据上述实施例的声音方向检测传感器100、101、102和103中的任一个、它们的修改或组合。
有效信号提取模块350可以基于由声音方向检测传感器310接收的信号的方向来确定该信号是否是有效信号，并且当确定该信号是有效信号时将该信号发送到车辆控制模块。有效信号提取模块350可以在从各个方向输入的声波中去除或忽略来自除了驾驶员方向之外的方向的声波，并且将声波发送到车辆控制模块。
参考图22，车辆400中包括的声音方向检测传感器310检测来自驾驶员DR的声波S1和来自乘客PA的声波S2、S3和S4。声音方向检测传感器310可以检测接收到的声波S1、S2、S3和S4的方向，并且将检测结果发送到有效信号提取模块350。有效信号提取模块350可以仅将来自驾驶员DR的声波S1发送到车辆控制模块420。
图23是根据实施例的空间记录装置500的框图。参考图23，根据实施例的空间记录装置500可以包括声音方向检测传感器510、被配置为通过分析声音方向检测传感器510检测到的信号(例如，声波)来确定输入到声音方向检测传感器510的声音的方向的处理器520、以及被配置为存储用于处理器520的信号处理操作的程序和处理器520的执行结果的存储器530。声音方向检测传感器510可以包括根据上述实施例的声音方向检测传感器100、101、102和103中的任一个、它们的修改或组合。声音方向检测传感器510可以与声音的方向相关联地记录环境声音。声音方向检测传感器510可以以高分辨率估计声音的输入方向。
空间记录装置500可以通过使用声音的输入方向的估计结果来显式地或选择性地记录期望的声源。空间记录装置500还可以包括多声道扬声器550，以根据声音的方向再现所记录的声音。处理器520可以控制多声道扬声器550根据声波的方向再现存储在存储器530中的声波。通过根据声源的方向再现所记录的声源，可以更真实、沉浸、生动地提供所记录的内容。空间记录装置500可以用在增强现实(AR)或虚拟现实(VR)装置中。
图24是根据实施例的全向相机600的框图。参考图24，根据实施例的全向相机600是能够在所有方向上捕获对象的全景图像的相机。全向相机600可以包括声音方向检测传感器610、全向拍摄模块640(即，全向相机)、处理器620和存储器630，处理器620被配置为以使得声音方向检测传感器610检测到的定向声波与全向拍摄模块640捕获的全向图像信号相匹配的方式控制声音方向检测传感器610和全向拍摄模块640，存储器630被配置为存储定向声波和全向图像信号。声音方向检测传感器610可以包括根据上述实施例的声音方向检测传感器100、101、102和103中的任何一个、它们的修改或组合，并且可以检测来自所有方向的声音并检测声音的方向。
一般的全景拍摄模块可以用作全向拍摄模块640。例如，全向拍摄模块640可以在360°可旋转体中包括光学透镜、图像传感器等。在处理器620的控制下，可以将在声音方向检测传感器610检测到的信号中来自与全向拍摄模块640的拍摄方向相对应的方向的声音选择性地存储在存储器630中。这样，全向相机600可以将360°全景图像信号以及与该图像信号匹配的声波存储在存储器630中。所述图像和声波可以由包括多声道扬声器的显示设备再现，可以最大化真实感，并且可以用在AR/VR设备中。
根据上述实施例的电子装置可以包括：处理器、被配置为存储和执行程序数据的存储器、诸如磁盘驱动器的永久存储设备、被配置为与外部设备通信的通信端口、以及用户接口设备(例如，触摸面板、按键或按钮)。
在根据上述实施例的电子装置中使用软件模块或算法所实现的方法可以作为计算机可读代码或可由处理器执行的程序指令记录在计算机可读记录介质上。计算机可读记录介质的示例包括磁存储介质(例如，ROM、RAM、软盘和硬盘)和光学记录介质(例如，光盘ROM(CD-ROM)和数字通用盘(DVD))。计算机可读记录介质也可以分布在联网的计算机系统上，使得按照分布方式存储和执行计算机可读代码。介质可以被计算机读取，存储在存储器中，并被处理器执行。
应当理解的是，应仅以描述性意义而不是限制性目的来考虑本文中描述的实施例。对每个实施例中的特征或方面的描述通常应被看作可用于其他实施例中的其他类似特征或方面。本领域普通技术人员将理解，在不脱离权利要求限定的范围的情况下可以进行形式和细节上的各种改变。

Claims (25)

1.一种声音方向检测传感器，包括：
声音入口，被配置为接收声音；
声音出口，被配置为输出通过所述声音入口输入的声音；
多个定向振动器，布置在所述声音入口和所述声音出口之间，其中，所述多个定向振动器中的至少一个定向振动器基于通过所述声音入口输入的声音的方向选择性地作出响应，并且其中，所述多个定向振动器包围所述声音入口，并且所述声音出口面向所述多个定向振动器；以及
控制电路，被配置为：识别所述多个定向振动器中具有最低输出幅值的定向振动器，并将声音的输入方向确定为与所识别的定向振动器的方向垂直的方向。
2.根据权利要求1所述的声音方向检测传感器，其中，所述控制电路还被配置为：将位于第一位置的第一定向振动器的第一输出的第一幅值与位于第二位置的第二定向振动器的第二输出的第二幅值进行比较，所述第一位置与所述具有最低输出幅值的定向振动器的方向成+90°偏移，所述第二位置与所述具有最低输出幅值的定向振动器的方向成-90°偏移，以及
将所述第一定向振动器和所述第二定向振动器中具有较大输出幅值的定向振动器的方向确定为声音的输入方向。
3.根据权利要求2所述的声音方向检测传感器，其中，所述第一幅值和所述第二幅值中的每一个由所述第一定向振动器和所述第二定向振动器中的相应一个定向振动器的振动波形的均方根RMS表示。
4.根据权利要求2所述的声音方向检测传感器，其中，所述控制电路还被配置为：将所述第一幅值和所述第二幅值与阈值进行比较，以及
当所述第一幅值和所述第二幅值小于所述阈值时，将声音分类为噪声。
5.根据权利要求1所述的声音方向检测传感器，还包括：全向振动器，被配置为无论声音的输入方向如何，都对声音作出响应。
6.根据权利要求5所述的声音方向检测传感器，其中，所述控制电路还被配置为：将位于第一位置的第一定向振动器的相位和位于第二位置的第二定向振动器的相位与所述全向振动器的相位进行比较，所述第一位置与所述具有最低输出幅值的定向振动器的方向成+90°偏移，所述第二位置与所述具有最低输出幅值的定向振动器的方向成-90°偏移，以及
将所述第一定向振动器和所述第二定向振动器中相位更接近所述全向振动器的相位的定向振动器的方向确定为声音的输入方向。
7.根据权利要求5所述的声音方向检测传感器，其中，所述多个定向振动器和所述全向振动器彼此布置在相同的平面上，以及
其中，所述多个定向振动器被布置为包围所述全向振动器。
8.根据权利要求1所述的声音方向检测传感器，其中，所述多个定向振动器彼此布置在相同的平面上并且被布置为包围所述相同的平面上的中心点，所述相同的平面垂直于位于所述声音入口处的中心轴。
9.根据权利要求8所述的声音方向检测传感器，其中，所述多个定向振动器被布置为相对于所述中心点具有对称性。
10.根据权利要求1所述的声音方向检测传感器，其中，所述声音出口被设置为面向所有所述多个定向振动器。
11.根据权利要求1所述的声音方向检测传感器，其中，所述声音出口包括分别面向所述多个定向振动器的多个声音出口。
12.根据权利要求1所述的声音方向检测传感器，其中，所述多个定向振动器具有一致的谐振频率。
13.根据权利要求1所述的声音方向检测传感器，其中，所述多个定向振动器具有不一致的谐振频率。
14.根据权利要求13所述的声音方向检测传感器，其中，所述多个定向振动器被分组为表示不同方向的多个子组，以及
其中，所述多个子组中的每个子组包括具有不一致的谐振频率的定向振动器。
15.根据权利要求14所述的声音方向检测传感器，其中，所述多个子组中的每个子组中的定向振动器以谐振频率的顺序布置。
16.一种声音方向检测方法，包括：
通过使用以如下方式布置的多个定向振动器接收输入声音：所述多个定向振动器包围声音入口，并且声音出口面向所述多个定向振动器，并且所述多个定向振动器中的至少一个定向振动器基于通过所述声音入口输入的声音的方向选择性地作出响应；
识别所述多个定向振动器中具有最低输出幅值的定向振动器；以及
将输入声音的输入方向确定为与所述具有最低输出幅值的定向振动器的方向垂直的方向。
17.根据权利要求16所述的声音方向检测方法，其中，通过使用所述多个定向振动器接收输入声音包括：计算每个定向振动器的振动波形的均方根RMS，以及
其中，每个定向振动器的输出幅值是每个定向振动器的振动波形的RMS。
18.根据权利要求16所述的声音方向检测方法，其中，确定输入声音的输入方向包括：
选择位于第一位置的第一定向振动器和位于第二位置的第二定向振动器，所述第一位置与所述具有最低输出幅值的定向振动器的方向成+90°偏移，所述第二位置与所述具有最低输出幅值的定向振动器的方向成-90°偏移；
将所述第一定向振动器的第一输出的第一幅值与所述第二定向振动器的第二输出的第二幅值进行比较；以及
将所述第一定向振动器和所述第二定向振动器中具有较大输出幅值的定向振动器的方向确定为声音的输入方向。
19.根据权利要求18所述的声音方向检测方法，还包括：
将所述第一幅值和所述第二幅值与阈值进行比较；以及
当所述第一幅值和所述第二幅值小于所述阈值时，将输入声音分类为噪声。
20.根据权利要求16所述的声音方向检测方法，还包括：通过使用全向振动器接收输入声音，其中，无论输入声音的输入方向如何，所述全向振动器都对输入声音作出响应。
21.根据权利要求20所述的声音方向检测方法，其中，确定输入声音的输入方向包括：
选择位于第一位置的第一定向振动器和位于第二位置的第二定向振动器，所述第一位置与所述具有最低输出幅值的定向振动器的方向成+90°偏移，所述第二位置与所述具有最低输出幅值的定向振动器的方向成-90°偏移；
将所述第一定向振动器和所述第二定向振动器的相位与所述全向振动器的相位进行比较；以及
将所述第一定向振动器和所述第二定向振动器中相位更接近所述全向振动器的相位的定向振动器的方向确定为输入声音的输入方向。
22.一种物联网IoT装置，包括：
声音方向检测传感器，被配置为接收用户提供的语音信号；
存储器，被配置为存储一个或多个应用模块；以及
处理器，被配置为执行所述一个或多个应用模块，
其中，所述声音方向检测传感器包括：
声音入口，被配置为接收声音；
声音出口，被配置为输出通过所述声音入口输入的声音；
多个定向振动器，布置在所述声音入口和所述声音出口之间，其中，所述多个定向振动器中的至少一个定向振动器基于通过所述声音入口输入的声音的方向选择性地作出响应，并且其中，所述多个定向振动器包围所述声音入口，并且所述声音出口面向所述多个定向振动器；以及
控制电路，被配置为：识别所述多个定向振动器中具有最低输出幅值的定向振动器，并将声音的输入方向确定为与所识别的定向振动器的方向垂直的方向。
23.一种车辆语音接口装置，包括：
声音方向检测传感器；以及
有效信号提取模块，被配置为基于由所述声音方向检测传感器接收的信号的方向来确定所述信号是否是有效信号，并且当确定所述信号是有效信号时，将所述信号发送到车辆控制模块，
其中，所述声音方向检测传感器包括：
声音入口，被配置为接收声音；
声音出口，被配置为输出通过所述声音入口输入的声音；
多个定向振动器，布置在所述声音入口和所述声音出口之间，其中，所述多个定向振动器中的至少一个定向振动器基于通过所述声音入口输入的声音的方向选择性地作出响应，并且其中，所述多个定向振动器包围所述声音入口，并且所述声音出口面向所述多个定向振动器；以及
控制电路，被配置为：识别所述多个定向振动器中具有最低输出幅值的定向振动器，并将声音的输入方向确定为与所识别的定向振动器的方向垂直的方向。
24.一种空间记录装置，包括：
声音方向检测传感器；
处理器，被配置为通过分析由所述声音方向检测传感器检测到的信号来确定输入到所述声音方向检测传感器的声音的输入方向；以及
存储器，被配置为存储用于所述处理器的信号处理操作的程序和所述处理器的执行结果，
其中，所述声音方向检测传感器包括：
声音入口，被配置为接收声音；
声音出口，被配置为输出通过所述声音入口输入的声音；
多个定向振动器，布置在所述声音入口和所述声音出口之间，其中，所述多个定向振动器中的至少一个定向振动器基于通过所述声音入口输入的声音的方向选择性地作出响应，并且其中，所述多个定向振动器包围所述声音入口，并且所述声音出口面向所述多个定向振动器；以及
控制电路，被配置为：识别所述多个定向振动器中具有最低输出幅值的定向振动器，并将声音的输入方向确定为与所识别的定向振动器的方向垂直的方向。
25.一种全向相机，包括：
声音方向检测传感器；
全向拍摄模块；
处理器，被配置为以使得所述声音方向检测传感器检测到的定向声音信号与所述全向拍摄模块捕获的全向图像信号相匹配的方式控制所述声音方向检测传感器和所述全向拍摄模块；以及
存储器，被配置为存储所述定向声音信号和所述全向图像信号，
其中，所述声音方向检测传感器包括：
声音入口，被配置为接收声音；
声音出口，被配置为输出通过所述声音入口输入的声音；
多个定向振动器，布置在所述声音入口和所述声音出口之间，其中，所述多个定向振动器中的至少一个定向振动器基于通过所述声音入口输入的声音的方向选择性地作出响应，并且其中，所述多个定向振动器包围所述声音入口，并且所述声音出口面向所述多个定向振动器；以及
控制电路，被配置为：识别所述多个定向振动器中具有最低输出幅值的定向振动器，并将声音的输入方向确定为与所识别的定向振动器的方向垂直的方向。
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