CN114946195A - 具有可调信号处理的麦克风 - Google Patents

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Abstract

一种麦克风，该麦克风可以包括用于检测声音的麦克风元件，以及被配置成根据多个数字信号处理(DSP)模式中的选定一个来处理基于声音的第一音频信号的数字信号处理器。DSP模式中的每一个可以用于以不同方式处理第一音频信号。例如，DSP模式可以考虑说话的人的距离(例如，近相对于远)和/或期望的音调(例如，较低沉、中性或明亮的音调)。模式中的至少一些可以具有例如自动电平控制设置，以在用户改变其与麦克风的距离或改变其说话电平时提供更一致的音量，并且该自动电平控制设置可以与参数攻击、保持、衰减、最大增益和/或目标增益的特定默认(和/或可调)值相关联，这些值中的每一个均取决于正应用哪一DSP。

Description

具有可调信号处理的麦克风
相关申请的交叉引用
本申请要求于2019年11月22日提交的标题为“具有可调信号处理的麦克风(Microphone With Adjustable Signal Processing)”的美国临时专利申请序列号62/939,347的优先权，其全部内容通过引用并入本文。
背景技术
各种类型的麦克风均具有某些优点和限制。例如，单向(例如，心形)动态麦克风为语音记录提供了若干优点。这些优点包括丰富的低端和对室内噪声更大的抗扰度。然而，由于邻近效应和较低的灵敏度，这样的麦克风往往需要用户了解一些“良好”的麦克风技术，以便获得一致的结果。
此外，虽然通用串行总线(USB)连接的麦克风通常很简单并且便于在单麦克风设置中使用，但是在同一设置中一次一起使用多于一个麦克风可能是相当困难的，并且有时甚至是不可能的。
发明内容
以下概述呈现了某些特征的简化概述。本概述不是广泛的概览，并且不旨在标识关键的或至关重要的元件。
本文描述了麦克风的实例以及用于操作和实施该麦克风的方法。
根据一些方面，麦克风可以包括任何类型的麦克风，诸如但不限于单向麦克风、多向麦克风、全向麦克风、动态麦克风、心形动态麦克风或电容麦克风。
根据另外的方面，麦克风可以包括多种类型的信号连接器，诸如一个或多个通用串行总线(USB)连接器和/或一个或多个XLR连接器，这些连接器可以与各种其他装置(例如，苹果Mac计算机和便携式装置、Windows PC计算机和便携式装置、安卓装置、XLR混频器和接口等)一起使用。麦克风连接器可以包括一个或多个数字信号连接器(例如，USB)和/或一个或多个模拟信号连接器(例如，XLR)。每个连接器可以用作输入连接器、输出连接器，或者既用作输入连接器又用作输出连接器。麦克风的用户能够方便地使用连接器中的一个或多个来扩展麦克风以使其成为使用多个麦克风的更大设置的一部分。例如，麦克风的XLR连接器可以是无源的，并且可以被配置成使得用户可以将来自另一麦克风的XLR连接器的输出菊花链到麦克风的XLR连接器中。在这样的布置中，来自两个麦克风的输出可以通过麦克风的另一连接器(诸如USB连接器)输出。
根据另外的方面，经由USB连接器提供音频输出的电路可以包括信号链中的前置放大器和/或数字信号处理器(DSP)。前置放大器和/或DSP可以是低噪声电路。
根据另外的方面，DSP可以根据多个模式中的任一个来处理传入音频。多个模式可以考虑例如说话的人的距离(例如，近相对于远)和/或期望的音调(例如，较低沉、中性或明亮的音调)。一些模式可以是自动模式，其例如可以被调谐以适应不同的语音中心场景。更具体地，自动模式可以被划分为例如多个麦克风位置场景(例如，近和远位置场景)和/或多个音调场景(例如，低沉、中性和明亮的音调场景)。用户可以手动设置，或者DSP可以自动设置这两种场景的任意组合。基于选定场景组合，麦克风DSP可以调整设置中的一个或多个以提供用于各种音频应用(诸如语音应用)的期望输出音频信号。近模式可以包括例如旨在减少邻近效应和齿音的量的多频带压缩和/或EQ设置。远模式可以包括例如旨在增加低端和减少当从大于预定距离(诸如大于12英寸)的距离使用单向麦克风时所经历的薄度的多频带压缩和/或EQ设置。而且，根据选定音调场景，音调调整可以例如基于个人偏好来调整均衡以向用户提供更低沉或更明亮的声音。此外，自动模式可以包括自动电平控制，以在用户改变其与麦克风的距离或改变其说话电平时提供更一致的音量。
根据另外的方面，多个模式中的一个或多个其他模式可以是手动模式，其可以允许用户对设置中的一个或多个进行手动控制(尽管一些设置可以或可以不仍自动设置)。
根据另外的方面，可以经由连接到麦克风的装置上的用户接口(诸如经由USB连接器)来选择DSP模式。该装置可以包括例如计算装置，诸如智能电话、平板计算机、个人计算机等。该装置可以向用户呈现用户接口，经由该用户接口，用户可以选择麦克风的期望操作特性，诸如期望的DSP模式或任何其他期望的麦克风设置。
根据另外的方面，麦克风本身可以包括用户接口，并且用户接口可以包括电容式触摸接口，该电容式触摸接口可以是弯曲的电容式触摸接口。这种用户接口可以允许用户根据需要手动地选择一个或多个麦克风设置。
根据另外的方面，麦克风可以连接到保持架，诸如可以以桌子模式和/或悬挂式工作室模式安装的轭。保持架可以例如是U形的。
根据另外的方面，可以提供一种麦克风，该麦克风包括被配置成检测声音的麦克风元件。该麦克风还可以包括数字信号处理器，该数字信号处理器被配置成根据多个数字信号处理模式中的选定一个来处理基于声音的第一音频信号。多个数字信号处理模式中的每一个可以用于以不同方式处理第一音频信号并且用于自动调整一个或多个参数以实现音频的目标增益或其他目标特性。
根据另外的方面，可以执行一种方法，该方法包括基于由麦克风的麦克风元件检测到的声音生成第一音频信号。麦克风可以从多个数字信号处理模式中选择选定数字信号处理模式。多个数字信号处理模式中的每一个可以用于以不同方式处理第一音频信号。麦克风还可以自动调整应用于实现音频的目标增益或其他目标特性的数字信号处理模式的一个或多个参数。麦克风还可以根据选定数字信号处理模式来执行第一音频信号的数字信号处理。这种数字信号处理还可以包括基于第一音频信号自动调整增益。作为数字信号处理的结果，麦克风还可以生成数字音频信号，并且经由麦克风的第一连接器(诸如USB连接器)输出数字音频信号。
根据另外的方面，可以执行一种方法，该方法包括由第一麦克风经由第一连接器(诸如XLR连接器)从第二麦克风或其他装置接收音频信号。第一麦克风可以检测声音(诸如通过使用麦克风元件)。麦克风还可以经由第二连接器(诸如USB连接器)输出基于经由第一连接器接收的音频信号和检测到的声音两者的数字信号。
下面更详细地描述这些和其他特征以及潜在的优点。
附图说明
在附图中，一些特征是作为实例而非限制示出的。在附图中，相似的附图标记表示相似的元件。
图1A示出了根据本文所述各方面的示例麦克风的侧视图。
图1B示出了图1A的麦克风的示例正视图。
图2示出了根据本文所述各方面的示出麦克风(诸如图1A和图1B的麦克风)与一个或多个其他装置的示例互连的框图。
图3示出了根据本文所述各方面的示例麦克风(诸如图1A和图1B的麦克风)的一个或多个部分的示例框图。
图4A示出了根据本文所述各方面的示例麦克风(诸如图1A和图1B的麦克风)的一个或多个部分的另一示例框图。
图4B示出了图4A的框图的另一部分。
图5示出了根据本文所述各方面的示例麦克风(诸如图1A和图1B的麦克风)的一个或多个部分的另一示例框图。
图6示出了根据本文所述各方面的示例计算装置的框图。
图7A示出了根据本文所述各方面的包括数字信号处理系统(DSP)的至少一部分的示例麦克风(诸如图1A和图1B的麦克风)的一个或多个部分的另一示例框图。
图7B示出了示出图7A的去咝声器和低音驯化器的进一步示例细节的框图。
图8示出了可以根据本文所述各方面执行的方法的示例流程图。
图9示出了根据本文所述各方面的可以通过连接到麦克风(诸如图1A和图1B的麦克风)的装置显示的示例用户接口。
具体实施方式
形成本文一部分的附图示出了本公开的实例。应当理解，附图所示和/或本文所讨论的实例是非排他性的，并且存在关于可以如何实践本公开的其他实例。
图1A和图1B分别示出了示例麦克风100的侧视图和正视图。麦克风100可以包括本体101，该本体101可以容纳麦克风的一个或多个其他部件，诸如本文关于图2、图3A、图3B、图4、图5、图6A和/或图6B所述的电子电路中的任一个。麦克风100还可以包括覆盖麦克风元件的防风罩102。
本体101可以包括环部分103或其他部分，可以将用户接口104设置在该环部分103或其他部分上和/或内。用户接口104可以包括例如用户可以经由触摸(例如，通过轻敲和/或滑动用户的手指)来控制的电容式触摸接口。用户接口104可以具有与本体101的部分的外部形状一致的形状，用户接口104设置在本体101上/内。例如，在本体101的部分是弯曲的情况下，用户接口104也可以以与本体101的部分相同的方式弯曲。
本体101可以连接到诸如轭的保持架105(例如，安装在保持架105上)。保持架可以用于将麦克风安装到一些其他物体，诸如桌子或墙壁。
本体101可以具有一个或多个连接器，诸如连接器106a和106b。连接器(本文中一般称为一个或多个连接器106)可以包括例如一个或多个通用串行总线(USB)连接器、一个或多个XLR连接器、一个或多个电源连接器和/或任何其他类型的数据和/或电源连接器，其适合于将诸如电力、数字数据(包括数字音频信号)和/或模拟音频信号的信号传输到麦克风100的电路和从麦克风100的电路传输这些信号。在一个特定实例中，连接器106a可以是XLR连接器，并且连接器106b可以是USB连接器。
图2示出了根据本文所述各方面的示出麦克风(诸如麦克风100)与一个或多个其他装置的示例互连的框图。在该实例中，麦克风100被示出为经由XLR电缆(诸如经由连接器106a)与另一XLR兼容麦克风201连接。该另一麦克风201可以经由XLR电缆向麦克风100发送表示由另一麦克风201检测到的声音的音频信号。麦克风100可以处理XLR电缆上的音频信号和表示由麦克风100的麦克风元件检测到的声音的音频信号的组合。该麦克风元件可以是任何类型的麦克风元件，诸如动态元件或电容元件。
麦克风100还可以经由USB电缆(诸如经由连接器106b)连接到另一装置，在该实例中为联网装置202。装置202可以是计算装置，诸如智能电话(例如，iPhone或安卓电话)、平板计算机、膝上型计算机、台式计算机、服务器等。如稍后将描述的，麦克风100可以包括数字信号处理系统(DSP)，并且装置202可以用于经由在连接在装置202与麦克风100之间的USB电缆上传输的信号来控制麦克风100的一个或多个设置，该一个或多个设置包括DSP在哪种模式下操作。除了传输设置信息之外，麦克风100还可以使用USB电缆来传输表示音频的数字信号。例如，麦克风100的DSP可以处理经由XLR电缆从另一麦克风201接收的音频信号和由麦克风100的麦克风元件检测声音产生的音频信号两者。可以经由USB电缆将至少部分地由DSP的处理产生的数字信号发送到装置202。因此，麦克风100(连接到另一麦克风201)的XLR连接器(可以是无源的)可以被配置成使得用户可以将来自另一麦克风201的XLR连接器的输出菊花链到麦克风100的XLR连接器中。从而，麦克风的用户能够方便地使用麦克风100的连接器中的一个或多个来扩展麦克风100以使其成为使用多个麦克风(在该实例中，为麦克风100和201)的更大设置的一部分。
虽然讨论了麦克风100与装置202之间的USB连接，但是也可以使用其他类型的有线或无线连接。例如，麦克风100与装置202之间的连接可以替代地是无线连接，诸如WiFi连接、蓝牙连接、近场连接(NFC)和/或红外连接。在连接是无线的情况下，麦克风100和装置202可以包括无线通信接口。
麦克风100还可以经由另一连接器(诸如另一XLR连接器)连接到一个或多个其他装置(诸如另一XLR兼容装置203)。其他XLR兼容装置的实例可以包括又一个麦克风、混频器、放大器、计算装置等。
图3示出了示例麦克风(诸如麦克风100)的一个或多个部分的示例框图。在所示实例中，麦克风100可以具有一个或多个XLR连接器(在附图中标记为“XLR输出”；并且其可以是先前讨论的连接器106中的一个或多个，诸如连接器106a)；至少一个麦克风筒，其可以包括一个或多个麦克风元件；音频输出，诸如3.5mm立体声音频插孔连接器；麦克风前置放大器；耳机放大器和/或线路驱动器；电容式触摸接口(其可以是先前讨论的用户接口104)；和/或一个或多个USB连接器(其可以是先前讨论的连接器106中的一个，诸如连接器106b)，诸如一个或多个USB micro B连接器或常规USB连接器。作为实例，图3还标识了XLR连接的若干配置、若干输出配置和若干USB连接类型。
图4A和图4B一起示出了诸如麦克风100的示例麦克风的一个或多个部分的另一示例框图。在所示实例中，麦克风100可以被认为在逻辑上被划分为音频子系统功能(本文中称为“音频子系统401”)和数字子系统功能(本文中称为“数字子系统402”)。
音频子系统401可以负责对音频和表示音频的数字信号进行路由和处理。可以与数字子系统402物理地共享电路部件的音频子系统401可以具有前端，该前端包括前述麦克风筒、前述一个或多个XLR连接器、前述音频插孔(其可以是立体声耳机插孔)和前述麦克风前置放大器。
音频子系统还可以包括电路，诸如放大器(例如，可调增益放大器、输入混频器、模数转换器(ADC)、数模转换器(DAC)、控制寄存器420、数据接口(诸如I2C接口)、音频接口(诸如串行I2S接口406)和DSP 403，如图4A和图4B所示地互连。如图4A所指示，从麦克风筒和/或XLR连接器(作为模拟音频信号)存在音频路径，该音频路径通过输入混频器被ADC数字化以生成数字音频信号，通过DSP，通过一组放大器，并且然后最终作为DSP处理的PCM数字音频数据提供，以便由CODEC 405经由串行音频I2S接口406传输到控制器404(图4B)，该控制器404可以被实施为例如片上系统(SoC)。数字音频和/或其他数据可以经由I2S连接双向地传输(从CODEC 405到控制器404，和/或从控制器404到CODEC 405)。图4A和图4B中的电路中的任一个都可以实施为例如可编程门阵列(PGA)。由一个或多个PGA体现的示例放大器部件在图4A中被标记为“PGA”。上述电路中的一些或全部电路可以被体现为CODEC 405的一部分，该CODEC 405可以是集成电路装置。
CODEC 405可以包含用于音频输入的可调增益级和/或混频器。例如，用于麦克风输入的所指示的PGA体现的放大器部件可以具有可调增益(“Adj Gain”)，诸如大约36dB的可调增益。线路输入也可以具有可调增益，诸如大约6dB的可调增益。ADC能够同时接受例如双麦克风输入、麦克风输入和线路输入的组合，或双线路输入(例如，在这些情况的每一种中的两个通道)。所指示的PGA体现的放大器部件可以具有带可变阻抗的非反相输入，使得麦克风100可以交叉连接到两个PGA，其中每条支路具有相同的输入阻抗。
数字子系统402可以经由一个或多个信令线路与模拟音频子系统401互连，诸如示出为将图4A的电路与图4B的电路互连的那些信令线路。数字子系统402可以负责麦克风100的总体控制，并且可以包括诸如一个或多个处理器的部件。控制器404还可以体现上文讨论的并且在图4A中示出的一个或多个PGA。
控制器404可以具有用于与数字子系统402和模拟子系统401的其他部分通信的各种信号输入和输出，诸如附图中所示的那些输入和输出。例如，由音频子系统401提供的数字音频信号可以由控制器404接收以用于进一步路由和/或处理，并且所得到的处理的和/或路由的数字信号然后可以经由USB接口(在附图中标记为“USB IF”)从控制器404传递到USB连接器106b。因此，音频子系统401中的音频路径还可以包括控制器404和USB连接器106b，最终经由控制器404与USB连接器106之间的标记为“数据+”和“数据-”的路径来传送所得的音频数据。除了前述音频数据之外，与USB连接器106b连接的这些“数据+”和“数据-”线路还可以双向地传送去往和来自麦克风100的控制信令。控制器404可以被配置成实施iAP和标准USB音频端点两者。机载MCU 407可以用于系统控制并且可以链接到iAP控制。
控制器404还可以包含用于执行各种功能的一个或多个处理器(诸如MCU 407)。控制器404还可以在非暂时性计算机可读存储介质(诸如存储器，其可以是MCU 407的一部分或连接到MCU 407)中存储用于执行各种步骤的可执行代码(例如，软件)。当由控制器404或至少由其一个或多个处理器执行时，代码可以使控制器404执行由代码定义的步骤。
还如图4B所示，用户接口104可以包括具有对应驱动器410的多个(例如，七个)电容式传感器408和/或多个(例如，21个)指示灯(例如，LED)409。在图1A中，指示灯(和/或其他指示标志)作为实例示出为用户接口104上的一系列黑点。用户接口、电容式传感器和/或指示灯可以由MCU 407控制。可以通过控制器(诸如电容式传感控制器411)来辅助MCU 407控制电容式传感器。
图5示出了诸如麦克风100的示例麦克风的一个或多个部分的另一示例框图。在该框图中，示出了麦克风100的示例音频输出链，包括去往/来自XLR连接器106a的模拟输出/输入、去往耳机(HP)插孔501的模拟输出以及去往USB连接器106b的数字输出。图5包括从不同的逻辑和功能观察点，具体地从音频子系统401观察点示出的音频子系统401和数字子系统402中的每一个的至少一部分。
图7A和图7B示出了示例麦克风(诸如麦克风100)的一个或多个部分的另一示例框图，包括DSP 403的至少一部分的细节。DSP 403可以包括例如用于处理音频的一个或多个模块，包括例如一个或多个均衡器，诸如高通/单频增强均衡器702和/或模式均衡器703；去咝声器704；低音均衡器，诸如低音驯化器(其可以用于降低邻近效应)705；限幅器706；压缩器707；和/或自动电平控制(ALC)708。模块702至708中的每一个可以被体现为例如物理专用电路和/或由一个或多个处理器(诸如作为控制器404的一部分的处理器)执行的软件。
如先前所讨论，DSP 403可以以多个模式中的任一个操作。模式中的每一个可以与任何或所有模块702至708的设置的不同组合或子组合相关联。为了根据期望的DSP模式设置来设置模块702至708，这些模块702至708中的每一个可以被控制为以根据包括模式设置信号701(在图7A中由“dsp模式(n)”表示，其中n可以指示模式设置信号701的维度)的一个或多个信号的各种配置操作。例如，模式设置信号701和/或另一信号可以以串行传送n位数据或n字节数据的数据包(例如，总线数据包)呈现，或者以各自传送一位或多位或一个或多个字节数据的n个并行传导线路呈现。作为一个实例，模式设置信号701和/或另一信号可以表示模块702至708中的每一个的设置。例如，模式设置信号701和/或另一信号可以指示用于模块702的特定设置、用于模块703的另一特定设置、用于模块704的另一特定设置、用于模块705的另一特定设置、用于模块706的另一特定设置、用于模块707的另一特定设置和/或用于模块708的另一特定设置。下面将进一步讨论这种设置的实例。
图7B示出了去咝声器704和低音驯化器705的示例详细实施。
图8示出了可以被执行的方法的示例流程图。这些步骤中的一些步骤可以由麦克风(诸如麦克风100)执行，这些步骤中的其他步骤可以由连接到麦克风的装置(诸如装置202)执行，并且这些步骤中的另外的步骤可以由该装置和/或麦克风的用户执行。虽然该方法以特定顺序示出了特定步骤，但是该方法还可以细分为附加的子步骤，步骤可以组合，并且步骤可以以其他顺序执行而不必偏离本文所述的构思。
在操作中，用户可以诸如利用连接在装置202的USB连接器与麦克风100的USB连接器106b之间的USB电缆将麦克风100连接到装置202(图8，步骤801)。用户还可以在装置202上运行被配置成控制麦克风101的一个或多个设置的软件(例如，app)(步骤802)。例如，软件在被执行时可以使装置202显示用户可以与之交互(例如，经由触摸屏、鼠标、键盘等)的用户接口，以选择麦克风100应当在其中操作的DSP模式(步骤803)。图9示出了这种用户接口的实例。响应于用户选择，装置202可以经由USB电缆发送指示根据用户选择的一个或多个DSP模式设置的控制信号(诸如数据)(步骤804)。可以在麦克风100的USB连接器106b处接收该控制信号。
接下来，USB连接器106b处的控制信号可以由USB接口(图4B)接收，并且然后呈现给MCU 407以供处理。基于接收的USB控制信号，MCU 407可以生成模式设置数据(步骤805)，该模式设置数据可以经由图4A和图4B中标识的“I2C数据”连接来发送，以供控制寄存器420中的一个或多个来存储。可以对该存储的模式设置数据进行检索并且将其用作模式设置信号701(步骤806)。如图7所指示，模式设置信号701还可以包括诸如“输入增益()”、“设置框(限幅器)”和“设置框(压缩器)”的其他数据或由这些数据补充，以设置DSP模式(步骤807)。基于模式设置信号701和/或这样的其他信号，DSP 403可以配置其本身，包括配置模块702至708中的一些或全部，以处理由麦克风100检测到的声音和/或其他音频信号(诸如从另一麦克风201接收的XLR音频信号)(步骤808)。如下文将进一步描述的，每个模式可以具有在该模式内可调的一个或多个设置，或者由用户手动地或者由DSP 403本身自动并动态地调整，而不需要手动干预(步骤809)。如果用户选择另一DSP模式，则图8的过程可以返回到步骤803以选择下一DSP模式，并且可以根据需要重复该过程的其余部分。
图9示出了可以由连接到麦克风的装置(诸如连接到麦克风100的装置202)显示的示例用户接口900。用户接口900可以是用户在步骤803中与之交互的用户接口。然而，用于选择或以其他方式设置DSP模式的其他用户接口可以替代地用于实施步骤803。
用户接口900可以包括麦克风选择部分901，其可以例如包括下拉菜单，并且其可以用于选择连接到装置202的一个或多个麦克风(例如，麦克风100)。用户接口900还可以包括自动/手动选择部分902，其可以用于在自动DSP模式操作与手动DSP设置操作之间进行选择。在自动DSP模式操作中，用户可以从多个提供的预定DSP模式中进行选择，并且可以根据选定DSP模式来配置DSP 403。在手动DSP设置操作中，用户可以手动配置多个DSP设置中的每一个。
用户接口900还可以包括麦克风静音开关904，其可以用于选择性地将由麦克风100检测到的声音静音。用户接口900还可以包括监视器混合设置(例如滑动条)905，其可以用于选择麦克风100输出音频信号(例如，基于由麦克风筒检测到的和/或经由XLR连接器106a从另一麦克风接收的声音)发送到耳机插孔501以用于实时监视目的的混合或比率。这可以允许用户通过处理链实时听到音频并进入耳机。
用户接口900还可以包括麦克风位置设置(诸如滑动条)906，其可以用于选择麦克风100将从声源(例如，从对着麦克风100说话或唱歌的人)使用的预期距离(或距离范围)。虽然“在6英寸内”和“6至18英寸远”的特定距离被示出为潜在设置，但任何其他距离均可用作潜在设置。
用户接口900还可以包括音调设置(诸如滑动条)907，其可以用于在多个音调配置(诸如较低沉音调、中性音调和/或较明亮音调)中进行选择。
如先前所讨论，DSP 403可以被配置成以多个DSP模式操作。例如，该多个DSP模式可以各自被组织为特定麦克风距离(例如，近，诸如在六英寸内，相对于远，诸如6至18英寸远)与特定音调(例如，较低沉相对于中性相对于较明亮)的组合。给定这样的组织，则多个DSP模式因此可以包括例如以下六个DSP模式：近-中性模式、近-较低沉模式、近-较明亮模式、远-中性模式、远-较低沉模式和远-较明亮模式。
基于选定DSP模式，DSP 403可以调整设置中的一个或多个以提供用于各种音频应用(诸如语音应用)的期望输出音频信号。近模式(例如，近-中性、近-较低沉、近-较明亮)可以包括例如旨在减少邻近效应和齿音的量的多频带压缩和/或EQ设置。远模式(例如，远-中性、远-较低沉和远-较明亮)可以包括例如旨在增加低端和减少当从大于预定距离(诸如大于12英寸)的距离使用单向麦克风时所经历的薄度的多频带压缩(使用压缩器模块707)和/或均衡(EQ)设置(使用模式均衡器模块702)。而且，根据选定音调情景(例如，中性、较低沉、较明亮)，音调调整可以例如基于个人偏好来调整EQ以向用户提供更低沉或更明亮的声音。此外，DSP模式可以包括自动电平控制(使用模块708)，以在用户改变其与麦克风的距离或改变其说话电平时提供更一致的音量。
更具体地，DSP模式中的每一个可以与音频设置的不同组合或子组合相关联，其中的一些或全部可以由模式设置信号701表示并由DSP 403实施。可以与DSP模式相关联的音频设置的实例包括用于配置模块702至708中的任一个的设置。这些设置可以包括例如自动电平控制设置、去咝声器设置、低音驯化器设置、限幅器设置和/或均衡设置。下面讨论这些设置中的每一个。
自动电平控制(ALC)是一种基于期望的输出信号电平来调整放大器增益的方式。通过调整放大器的输入增益，ALC模块708提供维持音频输出的期望的(例如，最大化)信噪比的方式。自动电平控制设置可以被设置为例如参数攻击、保持、衰减、最大增益和/或目标增益的特定值，每个值取决于选择多个DSP模式中的哪一个。下面的表1总结了ALC模块708的这种示例设置。
Figure BDA0003721267860000081
作为实例，值A1至A6可以在大约10至大约50毫秒的范围内，值H1至H6可以在大约1至大约2秒的范围内，值D1至D6可以在大约500至大约1000毫秒的范围内，值MG1至MG6可以在大约+10至大约+20分贝的范围内，并且值TG1至TG6可以在大约-5至大约-12分贝的范围内，这些值中的每一个均取决于选择多个DSP模式中的哪一个。上述值的范围仅是实例，并不旨在限制可以使用的可能值；适当的值将取决于麦克风100的特定特性。
如先前所讨论，DSP模式中的一些或每一个还可以被配置成随着时间在DSP模式内动态且自动地调整(动态帧内模式调整)DSP模式的一个或多个参数(例如，本文所述的音频设置中的任一个)。例如，自动电平控制设置可以在给定DSP模式内动态且自动地调整参数攻击、保持和/或衰减中的任一个，以自动地实现与给定DSP模式相关联的所指示的目标增益(例如，TG1至TG6中的任一个)并保持在与给定DSP模式相关联的所指示的最大增益(例如，MG1至MG6中的任一个)之下。DSP模式的其他参数可以附加地或替代地被调整，以实现与近DSP模式相比，远DSP模式的自动电平控制的最大增益可以处于较高电平(例如，较高分贝电平)。此外，自动电平控制设置可以包括噪声门，该噪声门被设置为当输入下降到低于预定阈值(例如，在大约-50至大约-60分贝的范围内)时保持增益恒定，以潜在地减少或者甚至避免噪声基底的过度增益。
去咝声是用于减少记录中的齿音常数(‘s’、‘ch’、‘z’、‘sh’)的量的技术。如图7B所示，可以使用多频带压缩器来实现去咝声器模块704。去咝声器设置可以用于配置去咝声器模块704，并且可以被设置为例如特定的咝声频带，以及设置为参数攻击、衰减、比率和/或阈值的特定值，在该特定值处自动执行去咝声，特定值中的每一个取决于选择多个DSP模式中的哪一个。比率参数是可以确定在超过阈值参数之后对输入音频信号施加多少压缩的压缩参数。下面的表2总结了去咝声器模块704的这种示例设置。
Figure BDA0003721267860000091
作为实例，值EB1至EB6可以是在大约3至大约10千赫范围内的特定频率，值A7至A12可以在大约3至大约100毫秒的范围内，值D7至D12可以在大约50至大约100毫秒的范围内，值R1至R6可以在大约1至大约2的范围内，并且值T1至T6可以在大约-40至大约-20分贝的范围内。上述值的范围仅是实例，并不旨在限制可以使用的可能值；适当的值将取决于麦克风100的特定特性。
低音驯化是一种用于动态地减少记录中低频信号的量的技术。如图7B所示，低音驯化器模块705可以使用多频带压缩器来实现这一点，该多频带压缩器的目的是当用户移动接近定向麦克风时平滑低频的增加(也称为邻近效应)。低音驯化器设置(其可以配置低音驯化器模块705)可以被设置为例如参数交叉、攻击、保持、衰减、比率和/或阈值的特定值，在该特定值处自动执行低音驯化。比率参数可以是确定在超过阈值参数之后对输入音频信号施加多少压缩的压缩参数。下面的表3总结了低音驯化器模块705的这种示例设置。
Figure BDA0003721267860000101
作为实例，值C1至C6可以在大约100至大约300赫兹的范围内，或者甚至被禁用，值A13至A18可以在大约10至大约100毫秒的范围内，值H7至H12可以在大约10至大约40毫秒的范围内，值D7至D12可以在大约50至大约1000毫秒的范围内，值R7至R12可以在大约2至大约3的范围内，并且值T7至T12可以在大约-20至大约-35分贝的范围内，这些值中的每一个均取决于选择多个DSP模式中的哪一个。上述值的范围仅是实例，并不旨在限制可以使用的可能值；适当的值将取决于麦克风100的特定特性。
限幅器模块706可以包括用于防止音频信号限幅的压缩器。限幅器设置(其可以配置限幅器模块706)可以被设置为参数攻击、保持、衰减和/或阈值的特定值，在该特定值处自动执行限制。下面的表4总结了限幅器模块706的这种示例设置。
Figure BDA0003721267860000102
作为实例，值A19至A24可以在大约50至大约100毫秒的范围内，值H13至H18可以在大约0至大约20毫秒的范围内，值D13至D18可以在大约500至大约1000毫秒的范围内，并且值T13至T18可以在大约-2至大约-5分贝的范围内，这些值中的每一个均取决于选择多个DSP模式中的哪一个。在一些实例中，攻击、保持、衰减和阈值的值对于以上列出的所有六个DSP模式可以相同，并且在其他实例中，这些值可以在以上列出的六个DSP模式之间不同。上述值的范围仅是实例，并不旨在限制可以使用的可能值；适当的值将取决于麦克风100的特定特性。
均衡是某些频率的选择性增加或减少。增加或减少可以是静态的或者可以随时间调整(通常相对缓慢)。为了实现均衡，均衡设置可以配置模式均衡器模块703和/或HP单频增强EQ模块702(后者可以强调较高的中频带频率(例如，大约4kHz至大约8kHz)，并且可以有助于设置一个或多个频带的均衡参数的可懂度。例如，给定DSP模式可以与要以特定方式均衡的一个或多个频带相关联。对于给定DSP模式的频带中的每一个，可以存在指定的特定滤波类型(例如，高通滤波器、低架滤波器或峰化滤波器)和增强/切断和/或Q参数的指定特定值。
Figure BDA0003721267860000111
作为实例，值B1至B6可以是诸如在50至100赫兹范围内的低频，或诸如数百或甚至数千赫兹的较高频率。同样作为实例，T1至T6的值可以指示滤波器形状，诸如高通滤波器、低架滤波器或峰化滤波器。同样作为实例，值BC1至BC6可以在大约-3至大约3的范围内，并且值Q1至Q6可以在大约0.5至大约2的范围内。上述值的范围仅是实例，并不旨在限制可以使用的可能值；适当的值将取决于麦克风100的特定特性。
上述DSP模式中的每一个可以由用户经由控制装置202的用户接口来选择，诸如在用户接口900的“自动”设置902中。然而，用户可以替代地使用用户接口900的“手动”设置902来手动设置(例如，超控，如果先前自动设置的话)任何或所有以上讨论的参数，用户接口900可以呈现用于允许用户手动设置模块702至708中的任一个的任何期望参数的值的用户接口。附加地或替代地，用户能够诸如经由用户接口104直接在麦克风上设置期望的DSP模式和/或以上讨论的值中的任一个。
图6示出了示例计算装置600的框图。计算装置600可以用于实施装置202的至少一部分和/或麦克风100的至少一部分。例如，控制器404中的一些或全部、MCU 407中的一些或全部、DSP 403中的一些或全部和/或其任何支持电路中的一些或全部可以替代地由计算装置600来实施。计算装置600可以是任何类型的计算装置，并且可以在物理上实施为单个单元或多个交互单元的系统。例如，计算装置600可以包括一个或多个智能电话、一个或多个平板计算机、一个或多个膝上型计算机、一个或多个台式计算机和/或具有计算功能的一件或多件音频设备等。图6中围绕计算装置600绘制的框并不旨在将计算装置600限于单个物理单元(例如，具有单个物理壳体)。
在所示实例中，计算装置600可以包括处理器601，该处理器601本身可以由一个或多个处理器(诸如一个或多个微处理器、CPU、MCU等)物理地实施。计算装置600还可以包括数据存储装置602，该数据存储装置602可以被实施为一个或多个计算机可读介质(其可以是非暂时性的)，诸如一个或多个存储器(例如，RAM、ROM、FLASH等)、硬盘驱动器、可移动驱动器、记忆棒等。计算装置600还可以包括输入装置603，诸如显示器的触摸接口、鼠标、键盘、语音控制装置等。计算装置600还可以包括装置控制器604，该装置控制器604用于控制诸如显示装置605的输出装置。显示装置605可以是触敏的，在这种情况下，显示装置605还可以用作输入装置603。计算装置600还可以包括用于与计算装置600外部的一个或多个装置通信的数据接口606。例如，数据接口606可以包括USB接口、XLR接口和/或无线接口(例如，WiFi、蓝牙、NFC、红外)。作为另一实例，数据接口606可以实施另一麦克风201的XLR接口、装置202的USB接口、XLR兼容装置203的XLR接口、USB连接器106b的USB接口421和/或XLR连接器106a的XLR接口。
数据存储装置602可以存储计算机可执行指令，这些指令在由处理器601执行时可以使计算装置600执行各种步骤。例如，当由麦克风100的任何处理器执行时，指令可以使麦克风100执行任何或所有步骤805至809，和/或执行麦克风100的任何其他功能。作为另一实例，当由装置202的任何处理器执行时，指令可以使装置202执行任何或所有步骤802至804，和/或执行装置202的任何其他功能。
数据存储装置602还可以存储其他数据。例如，在数据存储装置602是装置202的一部分的情况下，数据存储装置602可以存储其操作系统和/或执行步骤802至804的软件应用、诸如优选DSP模式的用户偏好、先前用软件应用设置的麦克风(诸如麦克风100)的列表、通信协议设置和/或支持装置202的任何其他功能的数据。在数据存储装置602是麦克风100的一部分的情况下，数据存储装置602可以例如体现控制寄存器420和/或可以存储用于选择和配置DSP模式的任何数据、DSP 403的任何其他设置、通信协议设置和/或支持麦克风100的任何其他功能的数据。
尽管以上描述了实例，但是这些实例的特征和/或步骤可以以任何期望的方式进行组合、划分、省略、重新排列、修改和/或扩充。本领域技术人员将容易地想到各种改变、修改和改进。尽管本文没有明确说明，但这样的改变、修改和改进旨在成为本说明的一部分，并且旨在属于本公开的精神和范围内。从而，前面的描述仅作为实例，而非限制。

Claims (20)

1.一种麦克风，包括：
麦克风元件，所述麦克风元件被配置成检测声音；
数字信号处理器，所述数字信号处理器被配置成根据多个数字信号处理模式中的选定一个来处理基于所述声音的第一音频信号，其中所述多个数字信号处理模式中的每一个用于以不同方式处理所述第一音频信号并且基于目标增益自动调整所述多个数字信号处理模式中的所述选定一个的一个或多个参数；以及
第一连接器，所述第一连接器被配置成输出通过根据所述多个数字信号处理模式中的所述选定一个处理所述第一音频信号而产生的数字信号。
2.根据权利要求1所述的麦克风，其中所述多个数字信号处理模式中的每一个包括麦克风位置设置与音调设置的不同组合。
3.根据权利要求1所述的麦克风，其中所述多个数字信号处理模式中的每一个与包括以下设置中的至少一个的不同设置相关联：增益控制设置、均衡设置、去咝声设置、低音设置、限幅器设置或音频压缩设置。
4.根据权利要求1所述的麦克风，其中所述麦克风是定向动态麦克风。
5.根据权利要求1所述的麦克风，还包括本体，所述本体包括电容式触摸接口，所述电容式触摸接口被配置成允许手动调整所述麦克风的至少一个设置，其中所述本体包括至少具有弯曲外部形状的部分，并且其中所述电容式触摸接口与所述弯曲外部形状一致地弯曲。
6.根据权利要求1所述的麦克风，其中所述第一连接器是通用串行总线(USB)连接器。
7.根据权利要求1所述的麦克风，其中所述多个数字信号处理模式中的每一个与不同目标增益相关联。
8.根据权利要求1所述的麦克风，其中所述第一连接器被配置成从另一装置接收指示所述多个数字信号处理模式中的所述选定一个的控制信号。
9.根据权利要求1所述的麦克风，其中所述第一连接器是通用串行总线(USB)连接器，还包括被配置成接收模拟第二信号的XLR连接器，其中所述麦克风被配置成经由所述USB连接器输出基于经由所述XLR连接器接收的所述模拟第二音频信号和所述第一音频信号两者的数字信号。
10.根据权利要求9所述的麦克风，其中所述一个或多个参数选自以下参数中的一个或多个：攻击、保持或衰减。
11.一种方法，包括：
基于由麦克风的麦克风元件检测到的声音生成第一音频信号；
从多个数字信号处理模式中选择选定数字信号处理模式，其中所述多个数字信号处理模式中的每一个用于以不同方式处理所述第一音频信号；
基于目标增益自动调整所述选定数字信号处理模式的一个或多个参数；
由所述麦克风根据所述选定数字信号处理模式并使用一个或多个经调整参数对所述第一音频信号执行数字信号处理；
由所述麦克风基于所执行的所述数字信号处理生成数字音频信号；以及
经由所述麦克风的第一连接器输出所述数字音频信号。
12.根据权利要求11所述的方法，其中所述多个数字信号处理模式中的每一个包括麦克风位置设置与音调设置的组合。
13.根据权利要求11所述的方法，其中所述多个数字信号处理模式中的每一个与用于以下音频处理方面中的至少一个的多个设置相关联：均衡设置、去咝声设置、低音设置、限幅器设置或音频压缩设置。
14.根据权利要求11所述的方法，其中所述第一连接器包括通用串行总线(USB)连接器。
15.根据权利要求11所述的方法，还包括经由所述第一连接器接收控制信号，其中所述选择包括基于所述控制信号选择所述选定数字信号处理模式。
16.根据权利要求11所述的方法，还包括经由所述麦克风的第二连接器接收第二音频信号，其中执行数字信号处理包括由所述麦克风根据所述选定数字信号处理模式对所述第一音频信号和所述第二音频信号执行数字信号处理。
17.一种方法，包括：
由第一麦克风经由XLR连接器从第二麦克风接收音频信号；
由所述第一麦克风检测声音；以及
经由通用串行总线(USB)连接器输出基于经由所述XLR连接器接收的所述音频信号和检测到的声音两者的数字信号。
18.根据权利要求17所述的方法，还包括：
从多个数字信号处理模式中选择选定数字信号处理模式；以及
根据所述选定数字信号处理模式，对由所述第一麦克风检测到的所述声音和来自所述第二麦克风的所述音频信号执行数字信号处理，以产生所述数字信号。
19.根据权利要求18所述的方法，还包括基于目标增益调整所述数字信号处理模式的一个或多个参数。
20.根据权利要求18所述的方法，其中所述选择包括基于经由所述USB连接器接收的控制信号选择所述选定数字信号处理模式。
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