CN115442703A - 一种音频通信设备 - Google Patents
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Abstract
本说明书实施例提供一种音频通信设备，包括：扬声器；以及，多个指向性麦克风，所述多个指向性麦克风分布在所述扬声器周围；所述指向性麦克风用于对所述指向性麦克风对应的拾音波束区域的近端语音信号进行拾音；所述扬声器位于所述拾音波束区域之外。在上述过程中，一方面，通过在音频通信设备中使用多个指向性麦克风，用于对所述指向性麦克风对应的拾音波束区域进行拾音，从而借助麦克风的指向性获取更清晰的拾音，提高拾音音质；另一方面，在将多个指向性麦克风分布在扬声器周围时，可以使得扬声器位于每个指向性麦克风对应的拾音波束区域之外，从而有效抑制对扬声器引起的回声的拾音。
Description
技术领域
本说明书涉及音频通信技术领域，尤其涉及一种音频通信设备。
背景技术
近年来，随着远程通信技术的发展，人与人之间的交流不仅越来越便利，而且成本越来越低。例如，个人可以通过智能手机与远方的亲朋好友视频聊天，企业可以通过在线会议实现远程沟通协作。
其中，音频是远程通信技术基础，音频的质量直接决定了用户的体验。如果沟通过程中出现任何的回声，轻则影响沟通效率，重则导致人耳难以忍受不得不中断沟通。
因此，随着当前对于音频质量的需求愈发强烈，如何进行回声消除，就变成了当下亟待解决的痛点问题。
发明内容
有鉴于此，本说明书一个或多个实施例提供一种音频通信设备、音频通信方法和装置，以解决相关技术中存在的问题。
为实现上述目的，本说明书一个或多个实施例提供技术方案如下：
根据本说明书实施例，提供一种音频通信设备；包括：
扬声器；
多个指向性麦克风，所述多个指向性麦克风分布在所述扬声器周围；所述指向性麦克风用于对所述指向性麦克风对应的拾音波束区域的近端语音信号进行拾音；所述扬声器位于所述拾音波束区域之外。
本说明书的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：
在上述过程中，一方面，通过在音频通信设备中使用多个指向性麦克风，用于对所述指向性麦克风对应的拾音波束区域进行拾音，从而借助麦克风的指向性获取更清晰的拾音，提高拾音音质；另一方面，在将多个指向性麦克风分布在扬声器周围时，可以使得扬声器位于每个指向性麦克风对应的拾音波束区域之外，从而有效抑制对扬声器引起的回声的拾音。
附图说明
图1为本说明书一示例性实施例提供的一种回声消除的示意图；
图2为本说明书一示例性实施例提供的一种音频通信设备的示意图；
图3为本说明书一示例性实施例提供的又一种音频通信设备的示意图；
图4为本说明书一示例性实施例提供的又一种音频通信设备的示意图；
图5为本说明书一示例性实施例提供的又一种音频通信设备的示意图。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本说明书一个或多个实施例相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本说明书一个或多个实施例的一些方面相一致的装置和方法的例子。
需要说明的是：在其他实施例中并不一定按照本说明书示出和描述的顺序来执行相应方法的步骤。在一些其他实施例中，其方法所包括的步骤可以比本说明书所描述的更多或更少。此外，本说明书中所描述的单个步骤，在其他实施例中可能被分解为多个步骤进行描述；而本说明书中所描述的多个步骤，在其他实施例中也可能被合并为单个步骤进行描述。
下面结合附图对本说明书的音频通信设备进行详细说明。
请参见图1，图1为本说明书一示例性实施例提供的一种回声消除的示意图。如图1所示，麦克风在采集声音信号时，不仅会采集到正在说话的用户的人声，还会采集到扬声器播放来自对端用户的声音在传播时遇到障碍物时所产生的回声。因此，如果不进行回声消除，对端用户将会听到自己的声音又传了回来。
目前，通常可以基于声学回声消除算法进行回声消除，但回声消除的效果依赖于算法性能的优劣。并且，当回声消除的效果不理想时，只能通过降低扬声器的音量来避免回声过大，导致产品功能受到制约，也影响了用户体验。
有鉴于此，本说明书提供一种通过多个指向性麦克风进行有差别采集，对指向性麦克风对应的拾音波束区域内进行拾音，对拾音波束区域之外的扬声器进行抑制，从而有效消除回声的技术方案。
在实现时，可以将多个指向性麦克风分布在所述扬声器周围；
其中，所述指向性麦克风用于对所述指向性麦克风对应的拾音波束区域进行拾音；所述扬声器位于每个指向性麦克风对应的拾音波束区域之外。
例如，所述多个指向性麦克风可以以所述扬声器为中心，环形均匀分布在所述扬声器周围。
在上述过程中，一方面，通过在音频通信设备中使用多个指向性麦克风，用于对所述指向性麦克风对应的拾音波束区域进行拾音，从而借助麦克风的指向性获取更清晰的拾音，提高拾音音质；另一方面，在将多个指向性麦克风分布在扬声器周围时，可以使得扬声器位于每个指向性麦克风对应的拾音波束区域之外，从而有效抑制对扬声器引起的回声的拾音。
在本说明书中，音频通信设备，可以包括扬声器，以及多个指向性麦克风；
其中，所述多个指向性麦克风分布在所述扬声器周围；所述指向性麦克风用于对所述指向性麦克风对应的拾音波束区域进行拾音；所述扬声器位于每个指向性麦克风对应的拾音波束区域之外。
需要说明的是，上述指向性麦克风是指具有指向性的麦克风，可以使得麦克风的拾音具有空间的指向性；上述拾音波束区域用于指示指向性麦克风拾音的范围，不同的指向性麦克风的拾音波束区域不同，指向性麦克风可以在对应的拾音波束区域内拾音，而在拾音波束区域范围外则抑制拾音。
上述拾音波束区域通常可以用频响曲线来表示，通过观察频响曲线可以发现麦克风的指向性特性，比如8字型指向性麦克风的频响曲线为8字型，呈现出8字的指向性。
值得说明的是，上述指向性麦克风的数量至少为两个，本领域技术人员可以根据实际需要覆盖的拾音区域确认指向性麦克风的数量。
以图2为例，请参见图2，图2为本说明书一示例性实施例提供的一种音频通信设备的示意图。
如图2所示，音频通信设备包括扬声器，以及指向性麦克风M1、M2和M3，指向性麦克风M1、M2和M3对应的拾音波束区域分布为D1、D2和D3。
其中，指向性麦克风M1、M2和M3分布在扬声器的周围，指向性麦克风M1用于对拾音波束区域D1进行拾音，指向性麦克风M2用于对拾音波束区域D2进行拾音，指向性麦克风M3用于对拾音波束区域D3进行拾音，而扬声器位于拾音波束区域D1、D2和D3之外。
在示出的一种实施方式中，所述多个指向性麦克风以所述扬声器为中心，环形均匀分布在所述扬声器周围。
例如，在图2中，指向性麦克风M1、M2和M3可以以扬声器为中心，环形均匀分布在扬声器周围。
值得说明的是，上述均匀分布可以是绝对均匀，也可以是相对均匀。例如，考虑到产品实际生产时的误差，各个指向性麦克风之间的间距小于预设的阈值时，即可认为是均匀分布的。
在示出的一种实施方式中，所述指向性麦克风包括8字型指向性麦克风，所述8字型指向性麦克风对应的拾音波束区域为8字型。
在示出的又一种实施方式中，所述8字型竖直方向的对称轴，垂直于所述8字型指向性麦克风的中心和所述扬声器的中心的连线。
以图3为例，请参见图3，图3为本说明书一示例性实施例提供的又一种音频通信设备的示意图。
如图3所示，所述指向性麦克风包括8字型指向性麦克风，所述8字型指向性麦克风对应的拾音波束区域为8字型。
值得说明的是，由于8字型指向性麦克风的拾音波束区域呈现在图纸上类似于一个8字，因此叫做8字型指向性麦克风。
其中，8字型指向性麦克风的位置，可以处于8字型的拾音波束区域的中间点，也就是图3中组成8字型的两个环形区域的交点。
由于8字型指向性麦克风在拾音时，分别从麦克风的前方和后方拾取声音，也就是图3中组成8字型的两个环形区域，但不从8字型的侧面拾音，因此将扬声器置于8字型的侧面，可以起到抑制拾音的作用。
值得说明的是，图3中的8字型指向性麦克风的数量并不限定，本领域技术人员可以根据需要确定，只需要使得扬声器处于8字型的拾音波束区域之外即可。
继续以图3为例，为了获得更好的抑制拾音效果，可以在布置上述8字型指向性麦克风时，可以将8字型竖直方向的对称轴L1，垂直于8字型指向性麦克风的中心P1和扬声器的中心P2的连线L2。
值得说明的是，上述指向性麦克风的中心和扬声器的中心，可以是近似的指向性麦克风的中心点和近似的扬声器的中心点，也可以是本领域技术人员为指向性麦克风和扬声器分别确定出的中心点。在本说明书中进行举例时，为了方便说明，以俯视图中位于同一个平面的近似中心为例，但并不意味着对此进行了限定，本领域技术人员可以根据需要自行选择。
在示出的一种实施方式中，所述指向性麦克风包括心型指向性麦克风，所述心型指向性麦克风对应的拾音波束区域为心型。
在示出的又一种实施方式中，所述心型的对称轴，与所述心型指向性麦克风的中心和所述扬声器的中心的连线重合或平行。
以图4为例，请参见图4，图4为本说明书一示例性实施例提供的又一种音频通信设备的示意图。
如图4所示，所述指向性麦克风包括心型指向性麦克风，所述心型指向性麦克风对应的拾音波束区域为心型。
值得说明的是，由于心型指向性麦克风的拾音波束区域呈现在图纸上类似于一个心型，因此叫做心型指向性麦克风。
其中，心型指向性麦克风的位置，可以位于心型向内凹陷处的顶点。
由于心型指向性麦克风在拾音时，主要从麦克风的正前方拾取声音，也就是心型向外凸出的顶点所在方向；对于心型的两侧虽然也可以拾音，但要弱于正前方；而对于心型的后方，则具有很好的屏蔽效果，因此将扬声器置于心型的背面，可以起到抑制拾音的作用。
值得说明的是，图4中的心型指向性麦克风的数量并不限定，本领域技术人员可以根据需要确定，只需要使得扬声器处于心型的拾音波束区域之外即可。
继续以图4为例，为了获得更好的抑制拾音效果，可以在布置上述心型指向性麦克风时，可以将心型的对称轴L3，与心型指向性麦克风的中心P3和扬声器的中心P4的连线L4重合或平行。
在示出的一种实施方式中，所述指向性麦克风包括基于多个全向麦克风模拟出的指向性麦克风。
其中，全向麦克风是指可以从所有方向均衡拾音的麦克风，对于任何方向的声音都具有相同的灵敏度。
值得说明的是，通过将全向麦克风进行组合，可以模拟出指向性麦克风。
例如，通过将两个全向麦克风按照位置间隔2-4cm进行布局时，可以得到椭圆形的拾音波束区域，从而可以将这两个全向麦克风模拟成指向性麦克风。
在示出的又一种实施方式中，所述模拟出的指向性麦克风对应的拾音波束区域为椭圆形；所述椭圆形的短轴所在的直线，经过所述扬声器的中心。
以图5为例，请参见图5，图5为本说明书一示例性实施例提供的又一种音频通信设备的示意图。
如图5所示，所述指向性麦克风包括基于多个全向麦克风模拟出的指向性麦克风，所述模拟出的指向性麦克风对应的拾音波束区域为椭圆形。
由于图5中模拟出的指向性麦克风在拾音时，主要从椭圆形短轴的两侧拾取声音，对于椭圆形长轴的两侧的拾音能力则较弱，因此将扬声器置于椭圆形长轴的侧面，可以起到抑制拾音的作用。
值得说明的是，图5中的心型指向性麦克风的数量并不限定，本领域技术人员可以根据需要确定，只需要使得扬声器处于椭圆形的拾音波束区域之外即可。
继续以图5为例，为了获得更好的抑制拾音效果，可以在布置上述全向麦克风时，可以将通过组合模拟出的指向性麦克风对应的椭圆形的拾音波束区域的短轴所在直线L5，经过扬声器的中心P5。
在示出的一种实施方式中，所述音频通信设备包括桌面音频通信设备。
例如，上述音频通信设备可以是桌面音频通信设备，可以作为会议室中的会议音频设备，在工作状态时，可以通过指向性麦克风拾取会议室内的声音，并通过扬声器播放对端的声音。
值得说明的是，在获取到会议室内的声音之后，还可以进一步进行信号处理。
例如，回声消除、噪声抑制，以及自动增益控制处理。
其中，上述回声消除(Acoustic Echo Cancellation，AEC)是指通过添加与回声的波形相反的反向波形，以消除回声；上述噪声抑制(Automatic Noise Suppression，ANS)是指将声音中的背景噪声识别并进行消除的处理，通过利用噪声的特点，对音频数据添加反向波形处理，以消除噪声；上述自动增益控制处理(Automatic Gain Control，AGC)是指通过调整音量幅值，将音量调整到人接受的范围，以得到自然清晰的声音。
另外，除了桌面式的形态，音频通信设备也可以具备其他形态，比如悬挂式、壁挂式等。
在示出的一种实施方式中，所述扬声器的最大输出音量，基于预设的所述指向性麦克风拾取的语音音量与所述扬声器引起的回声音量的最低比例，以及对所述扬声器抑制音量确定。
由前述可知，受限于扬声器产生的回声的影响，扬声器的输出功率，也就是音量，不宜过大，否则当音量过大时，仅靠算法无法实现很好的回声消除效果。而在本实施例中，通过使用多个指向性麦克风，并将扬声器布置在每个指向性麦克风对应的拾音波束区域之外，可以有效的抑制对扬声器产生的回声的拾音。也就是说，由于抑制效果好，因此可以增大扬声器的输出功率，增大扬声器的音量，从而更好的利用音频设备的性能。
上述指向性麦克风拾取的语音音量与扬声器引起的回声音量的最低比例，也叫信回比，本领域技术人员可以根据用户的听觉效果，预设信回比的最小值，即最低信回比。
举例来说，假设预设的最低信回比为1.8，在使用本方案之前，语音音量为50分贝，回声音量为30分贝，那么此时信回比约为1.67，小于预设的最低信回比1.8，那么需要通过降低扬声器的音量来提高信回比，比如在降低扬声器音量之后，回声音量为25分贝时，信回比为2，大于预设的最低信回比1.8，满足用户需求。
继续举例，由于本方案中可以有效抑制对扬声器引起的回声的拾音，因此在计算信回比时，使用的是经过抑制后的回声，假设可以抑制掉20分贝的回声音量，那么原本30分贝的回声音量，现在只有10分贝，此时的信回比为5，远大于1.8。
因此，当预设的最低信回比为1.8时，可以计算出回声音量允许的最大分贝为50/1.8，约等于27.8分贝，再加上抑制掉的20分贝回声音量，可以得到扬声器可以输出的最大分贝为47.8分贝，显然，扬声器的最大输出音量可以得到提升，用户可以听的更加清楚。
值得说明的是，上述扬声器的最大输出音量可以预先设置，也可以在拾音过程中实时调整，本领域技术人员可以根据需要自行选择，本说明书中对此不做限定。
在上述过程中，一方面，通过在音频通信设备中使用多个指向性麦克风，用于对所述指向性麦克风对应的拾音波束区域进行拾音，从而借助麦克风的指向性获取更清晰的拾音，提高拾音音质；另一方面，在将多个指向性麦克风分布在扬声器周围时，可以使得扬声器位于每个指向性麦克风对应的拾音波束区域之外，从而有效抑制对扬声器引起的回声的拾音。
还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
上述对本说明书特定实施例进行了描述。其它实施例在所附权利要求书的范围内。在一些情况下，在权利要求书中记载的动作或步骤可以按照不同于实施例中的顺序来执行并且仍然可以实现期望的结果。另外，在附图中描绘的过程不一定要求示出的特定顺序或者连续顺序才能实现期望的结果。在某些实施方式中，多任务处理和并行处理也是可以的或者可能是有利的。
在本说明书一个或多个实施例使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本说明书一个或多个实施例。在本说明书一个或多个实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
应当理解，尽管在本说明书一个或多个实施例可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本说明书一个或多个实施例范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。
以上所述仅为本说明书一个或多个实施例的较佳实施例而已，并不用以限制本说明书一个或多个实施例，凡在本说明书一个或多个实施例的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本说明书一个或多个实施例保护的范围之内。
Claims (10)
1.一种音频通信设备，包括：
扬声器；
多个指向性麦克风，所述多个指向性麦克风分布在所述扬声器周围；所述指向性麦克风用于对所述指向性麦克风对应的拾音波束区域进行拾音；所述扬声器位于每个指向性麦克风对应的拾音波束区域之外。
2.根据权利要求1所述的设备，所述多个指向性麦克风以所述扬声器为中心，环形均匀分布在所述扬声器周围。
3.根据权利要求1所述的设备，所述指向性麦克风包括8字型指向性麦克风，所述8字型指向性麦克风对应的拾音波束区域为8字型。
4.根据权利要求3所述的设备，所述8字型竖直方向的对称轴，垂直于所述8字型指向性麦克风的中心和所述扬声器的中心的连线。
5.根据权利要求1所述的设备，所述指向性麦克风包括心型指向性麦克风，所述心型指向性麦克风对应的拾音波束区域为心型。
6.根据权利要求5所述的设备，所述心型的对称轴，与所述心型指向性麦克风的中心和所述扬声器的中心的连线重合或平行。
7.根据权利要求1所述的设备，所述指向性麦克风包括基于多个全向麦克风模拟出的指向性麦克风。
8.根据权利要求7所述的设备，所述模拟出的指向性麦克风对应的拾音波束区域为椭圆形；所述椭圆形的短轴所在的直线，经过所述扬声器的中心。
9.根据权利要求1所述的设备，所述音频通信设备包括桌面音频通信设备。
10.根据权利要求1所述的设备，所述扬声器的最大输出音量，基于预设的所述指向性麦克风拾取的语音音量与所述扬声器引起的回声音量的最低比例，以及对所述扬声器抑制音量确定。
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Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN115442703A true CN115442703A (zh) | 2022-12-06 |
Family
ID=84242472
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202211001172.1A Pending CN115442703A (zh) | 2022-08-19 | 2022-08-19 | 一种音频通信设备 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN115442703A (zh) |
-
2022
- 2022-08-19 CN CN202211001172.1A patent/CN115442703A/zh active Pending
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