CN113453138B - 麦克风阵列中麦克风顺序的检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及麦克风阵列领域，具体涉及一种麦克风阵列中麦克风顺序的检测方法，实现了对麦克风顺序的准确高效检测。方案概括为，确认麦克风阵列方案，麦克风阵列中各麦克风与外部扬声器的距离不一致，播放单声道测试音频，麦克风阵列实时录音，录音结束后，查看麦克风阵列中各麦克风通道是否有音频数据并且音频幅度是否各异，然后对各麦克风通道音频数据的音频幅度进行分析，确认第一号麦克风，在第一号麦克风音频通道的音频数据上选择某一时间点的音频幅度为基准，基准音频幅度记为A，查看其余各通道音频数据的音频幅度达到基准音频幅度A的时间点，并按照时间点先后顺序进行排序，排序结果即为麦克风顺序结果。本发明适用于麦克风顺序检测。
Description
技术领域
本发明涉及麦克风阵列领域，具体涉及一种麦克风阵列中麦克风顺序的检测方法。
背景技术
随着AI（人工智能）发展，机器语音识别准确率已达到很高的水平，因而催生出近年来智能语音硬件行业的蓬勃发展，而这些设备都是基于麦克风构成的传感器阵列技术的支撑。
相比于传统意义上的独立麦克风应用，麦克风阵列可以很好的解决远距离弱信号收音、声源位置无法确定以及环境干扰严重等问题。然而这些麦克风的排布并不是随心所欲杂乱无章的，它们基于一定的规则，需在空间上承担不同的角色功能。因此需要对麦克风的顺序进行检测，包括在产品开发流程中设计阶段需要检测、生产阶段也需要复核。
而目前主要通过人工或工装堵孔吹咪头方式检测，效率低，易出错，还可能划伤产品表面。
发明内容
本发明的目的是提供一种麦克风阵列中麦克风顺序的检测方法，实现了对麦克风阵列中麦克风顺序的高效检测，提高了麦克风顺序检测的正确率，并且极大地降低了对麦克风阵列造成的损伤。
本发明采取如下技术方案实现上述目的，麦克风阵列中麦克风顺序的检测方法，包括：
步骤1、确认麦克风阵列方案，所述麦克风阵列方案包括麦克风数量，并且各麦克风与外部扬声器的距离不一致；
步骤2、制作单声道测试音频，所述单声道测试音频在时间域上的音频幅度由弱变强；
步骤3、播放单声道测试音频，麦克风阵列实时录音；
步骤4、麦克风阵列录音结束后，查看麦克风阵列中各麦克风通道是否有音频数据，若否，则检查麦克风阵列，排除问题后进入步骤3；否则进入步骤5；
步骤5、查看各麦克风通道音频数据的音频幅度是否相异，若否，则检查麦克风阵列，排除问题后进入步骤3；否则进入步骤6；
步骤6、对各麦克风通道音频数据的音频幅度进行分析，确认第一号麦克风；
步骤7、在第一号麦克风音频通道的音频数据上选择某一时间点的音频幅度作为基准，基准音频幅度记为A；
步骤8、查看其余各通道音频数据的音频幅度达到基准音频幅度A的时间点，并按照时间点先后顺序进行排序，排序结果即为麦克风顺序结果。
进一步的是，步骤2中，所述单声道测试音频为左声道测试音频或右声道测试音频或独立声道测试音频，所述单声道为仅由一个外部扬声器发声。
进一步的是，步骤2或步骤3中，所述测试音频为白噪声或固定频率音频。
进一步的是，步骤6中，对各麦克风通道音频数据的音频幅度进行分析，确认第一号麦克风的方法包括：对各麦克风通道音频数据的音频幅度进行分析，将同时间点音频幅度最大的音频数据对应的麦克风作为第一号麦克风。
进一步的是，步骤6中，所述确认第一号麦克风的方法还包括：将距播放单声道测试音频的外部扬声器最近的麦克风作为第一号麦克风。
本发明避免了采用人工或工装堵孔吹咪头的方式对麦克风顺序进行检测，而是通过扬声器发生特定的单声道测试音频，利用麦克风阵列中各麦克风与外部扬声器的距离不一致导致麦克风阵列接收信号强度不同的特点，确定麦克风顺序，实现了对麦克风阵列中麦克风顺序的快速高效检测，同时提高了对麦克风顺序检测的正确率，并且极大地降低了对麦克风阵列造成的损伤。
附图说明
图1是本发明麦克风阵列与电视扬声器的布局示意图。
图2是本发明麦克风阵列顺序检测流程图。
附图中，1为电视，2为左声道，3为右声道，4为麦克风阵列，401为麦克风阵列中的1号麦克风，402为麦克风阵列中的2号麦克风，403为麦克风阵列中的3号麦克风，404为麦克风阵列中的4号麦克风，L1为左声道扬声器到麦克风阵列的距离，L2为右声道扬声器到麦克风的距离。
具体实施方式
本发明麦克风阵列中麦克风顺序的检测方法，包括：
步骤1、确认麦克风阵列方案，所述麦克风阵列方案包括麦克风数量，并且各麦克风与外部扬声器的距离不一致；
步骤2、制作单声道测试音频，所述单声道测试音频在时间域上的音频幅度由弱变强；
步骤3、播放单声道测试音频，麦克风阵列实时录音；
步骤4、麦克风阵列录音结束后，查看麦克风阵列中各麦克风通道是否有音频数据，若否，则检查麦克风阵列，排除问题后进入步骤3；否则进入步骤5；
步骤5、查看各麦克风通道音频数据的音频幅度是否相异，若否，则检查麦克风阵列，排除问题后进入步骤3；否则进入步骤6；
步骤6、对各麦克风通道音频数据的音频幅度进行分析，确认第一号麦克风；
步骤7、在第一号麦克风音频通道的音频数据上选择某一时间点的音频幅度作为基准，基准音频幅度记为A；
步骤8、查看其余各通道音频数据的音频幅度达到基准音频幅度A的时间点，并按照时间点先后顺序进行排序，排序结果即为麦克风顺序结果。
步骤2中，单声道测试音频为左声道测试音频或右声道测试音频或独立声道测试音频，所述单声道为仅由一个外部扬声器发声。
步骤2或步骤3中，所述测试音频为白噪声或固定频率音频。
步骤6中，对各麦克风通道音频数据的音频幅度进行分析，确认第一号麦克风的方法包括：对各麦克风通道音频数据的音频幅度进行分析，将同时间点音频幅度最大的音频数据对应的麦克风作为第一号麦克风。
步骤6中，所述确认第一号麦克风的方法还包括：将距播放单声道测试音频的外部扬声器最近的麦克风作为第一号麦克风。
以下结合附图对本发明麦克风阵列中麦克风顺序的检测方法进行进一步说明，特别需要指出的是本实施例仅用于说明和帮助理解本发明，并非限定本发明的实施场景。特别需要指出的是本实施例仅用于说明和帮助理解本发明，并非限定本发明的实施场景。
图1是本发明麦克风阵列与电视扬声器的布局示意图，麦克风阵列4由4颗麦克风，即麦克风401、麦克风402、麦克风403以及麦克风404直线排布构成，位于电视1的下框中部，2.0声道扬声器配置，左声道扬声器2、右声道扬声器3位于麦克风阵列4两侧，到麦克风阵列的距离分别为L1以及L2；各麦克风距左声道扬声器2或右声道扬声器3的距离不一致；
其中麦克风阵列顺序检测流程图如图2，第一步方案确认，确认麦克风的数量以及扬声器的位置；
第二步，测试音频制作，制作单声道测试音频，单声道测试音频在时间域上的音频幅度由弱变强；该测试音频可以使用白噪声或者固定频率音频；
第三步，播放的同时麦克风阵列录音，电视通过左声道扬声器播放单声道测试音频，麦克风阵列中全部麦克风同时录音；
第四步，查看录音数据，若麦克风阵列4颗麦克风均正常工作，数据应为4路不为空音频，由于每颗麦克风与发声源的距离不同，信号传播中衰减程度各异，每个通道的信号幅度是不同的。若麦克风异常，则无以上特征。工作异常，需排除故障后，重复第三部。正常则进入下一步；
第五步，定义并确定1号麦克风，选择基准，距左侧左声道扬声器2最近的麦克风定义为1号麦克风，即麦克风401,1号麦克风因距离播放声源最近，在任意时刻音频幅度总是最大，根据这一特点可确定为1号麦克风，并将1号麦克风通道记为a；在音频通道a的音频数据上选择某一时间点t1的音频幅度为基准，基准音频幅度记为A，该时刻在整个数据波形靠前，不能为音频停止时刻；
第六步，查看其余通道达到基准音频幅度A的时间点，并按照时间点先后顺序进行排序，即查看并记录其余各通道数据波形达到幅度A的时间点t2、t3、t4。然后按照时间先后顺序将剩余的3个通道进行先后排序，记为b、c、d。此排序后通道依次对应为2号麦克风402、3号麦克风403、4号麦克风404。由此就可以得到所有麦克风阵列的麦克风的顺序a、b、c、d。
本发明通过麦克风阵列和设备扬声器空间位置关系，制作专用测试音频控制扬声器设备单声道发声，利用麦克风阵列中各麦克风与外部扬声器的距离不一致导致麦克风阵列接收信号强度不同的特点，确定麦克风顺序。实现了在不借助额外工装，不需接触麦克风阵列，不需堵孔的情况下，准确的测出麦克风顺序。
综上所述，本发明实现了对麦克风阵列中麦克风顺序的高效检测，提高了麦克风顺序检测的正确率，并且极大地降低了对麦克风阵列造成的损伤。
Claims (4)
1.麦克风阵列中麦克风顺序的检测方法，其特征在于，包括：
步骤1、确认麦克风阵列方案，所述麦克风阵列方案包括麦克风数量，并且各麦克风与外部扬声器的距离不一致；
步骤2、制作单声道测试音频，所述单声道测试音频在时间域上的音频幅度由弱变强；
步骤3、播放单声道测试音频，麦克风阵列实时录音；
步骤4、麦克风阵列录音结束后，查看麦克风阵列中各麦克风通道是否有音频数据，若否，则检查麦克风阵列，排除问题后进入步骤3；否则进入步骤5；
步骤5、查看各麦克风通道音频数据的音频幅度是否相异，若否，则检查麦克风阵列，排除问题后进入步骤3；否则进入步骤6；
步骤6、对各麦克风通道音频数据的音频幅度进行分析，确认第一号麦克风，确认第一号麦克风的方法包括：将距播放单声道测试音频的外部扬声器最近的麦克风作为第一号麦克风；
步骤7、在第一号麦克风音频通道的音频数据上选择某一时间点的音频幅度作为基准，基准音频幅度记为A；
步骤8、查看其余各通道音频数据的音频幅度达到基准音频幅度A的时间点，并按照时间点先后顺序进行排序，排序结果即为麦克风顺序结果。
2.根据权利要求1所述的麦克风阵列中麦克风顺序的检测方法，其特征在于，步骤2中，所述单声道测试音频为左声道测试音频或右声道测试音频或独立声道测试音频，所述单声道为仅由一个外部扬声器发声。
3.根据权利要求2所述的麦克风阵列中麦克风顺序的检测方法，其特征在于，步骤2或步骤3中，所述测试音频为白噪声或固定频率音频。
4.根据权利要求3所述的麦克风阵列中麦克风顺序的检测方法，其特征在于，步骤6中，对各麦克风通道音频数据的音频幅度进行分析，确认第一号麦克风的方法包括：对各麦克风通道音频数据的音频幅度进行分析，将同时间点音频幅度最大的音频数据对应的麦克风作为第一号麦克风。
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