CN212519342U - 一种远场拾音的降噪麦克风阵列 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种远场拾音的降噪麦克风阵列，所述麦克风阵列包括：外壳、设置在外壳内的电路板以及USB接口，在所述电路板上集成两个麦克风和主控芯片；所述两个麦克风均为心形指向麦克风，两个麦克风的主拾音方向相同；所述主控芯片，用于处理两个麦克风采集的声音信号；所述USB接口设置于外壳上，且位于两个麦克风之间的中心面上，用于插入外接设备。本实用新型的麦克风阵列具有成本低，易于使用，降噪效果好，视频录音质量高的优点。

Description

一种远场拾音的降噪麦克风阵列

技术领域

本实用新型涉及麦克风领域，具体涉及一种远场拾音的降噪麦克风阵列。

背景技术

远场拾音是对较远距离的声音源进行采集的行为。此行为受到如下几个因素的制约：

1、目标距离。相对于麦克风紧靠声源的通常录音行为，远场拾音需求为较高质量的录制距离较远的音源。目标音源距离录音设备越远，则录音质量会越发降低。

2、目标声音的响度。其响度越大，则采集设备更容易获得目标声音的信息。

3、拾音环境中，目标音源之外的无用的干扰声音，即噪声。噪声越小，则采集设备更容易获得目标声音的信息。

当前的远场拾音主要有两种手段：

其一是指向性拾音。利用特定的音腔结构，或者麦克风阵列的软件算法，来强化拾音设备的指向性，对特定方向上的声音提高灵敏度，而对其他方向上的声音做衰减，从而能够在较远距离采集到比较干净的目标声音。其缺点是无法处理和目标音源相同方向的噪声。

其二是降噪。通过一定的物理手段减少噪声干扰(比如录音棚)或者用软件算法对收集到的原始声音数据进行处理，凸出目标音源的声音，同时降低/消除噪声。前者需要隔音环境，后者的效果优劣则取决于算法水平。

市面上具有远场拾音特性的录音设备会使用上述两种手段之一或者综合。单纯的结构指向性拾音对结构要求高，多为专业设备，体积大价格高；搭载麦克风阵列指向的设备则对算法和硬件性能要求较高，功耗大且不便携；物理降噪受到环境限制，泛用性差；而算法降噪同样会对设备的性能有要求。

随着短视频媒体的兴起，人们对视频拍摄的需求也越来越多，智能手机作为最为常见的拍摄设备，被广泛使用。但是由于手机的拾音能力较弱，录制出来的声音往往音量小，噪声大，影响观感。一些追求拍摄质量的用户则可能会选择专业设备或者通过后期配音来解决此问题，但这些方式的成本都较高。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述技术缺陷，提出了一种带有指向性录音前端的远场拾音的降噪麦克风阵列。

为实现上述目的，本实用新型提出了一种远场拾音的降噪麦克风阵列，所述麦克风阵列包括：外壳、设置在外壳内的电路板以及USB接口，在所述电路板上集成两个麦克风和主控芯片；

所述两个麦克风均为心形指向麦克风，两个麦克风的主拾音方向相同；

所述主控芯片，用于处理两个麦克风采集的声音信号；

所述USB接口设置于外壳上，且位于两个麦克风之间的中心面上，用于插入外接设备。

作为上述装置的一种改进，所述两个麦克风对称设置在外壳内的横向的两端，间距范围为40～80mm。

作为上述装置的一种改进，所述外壳为长条状，其尺寸为65mm×25mm×10mm，两个麦克风的间距为50mm。

作为上述装置的一种改进，所述主控芯片为由一个或者多个芯片组成的处理器。

作为上述装置的一种改进，所述电路板上还集成两个使用分立容阻元件设计的音频滤波器，用于分别滤除两个麦克风采集的信号中，大于8000Hz的高频信号和小于150Hz的低频信号，然后发送至主控芯片。

作为上述装置的一种改进，所述USB接口设置于外壳底部的中间位置。

作为上述装置的一种改进，所述USB接口为USB-A、USB-B、USB TYPE-C、Mini USB、Micro USB或Lightning。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：

1、本实用新型的麦克风阵列具有成本低，易于使用，降噪效果好，视频录音质量高的优点；

2、本实用新型提供了一种带有指向性录音前端，可以在距离目标音源2-5米录制较高品质人声的，且泛用性强的远场拾音麦克风阵列。

附图说明

图1为心形指向的麦克风指向图；

图2为本实用新型的麦克风阵列的结构图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的技术方案进行详细说明。

在人声范围内，最大程度的优化麦克风阵列的指向性；指向型麦克风都会有一个指向图，根据图上测量曲线上某一点到中心的距离可以看出麦克风对不同方向上声源的灵敏度差异。图1是一个心形指向的麦克风指向图，从图1中可以看出，A点到中心的距离大于B点到中心的距离，那么此麦克风在A点标示的0°(即正向)的灵敏度就高于在B点标示的180°(即反向)，这表示，对于某一个固定的声音，麦克风正面录入要比背面录入的音量大。

但是图1只是在1KHz的音源下的测试情况。人耳能听到的频率约为20-20000Hz，对于一个麦克风来说，不同频率的音源测试出来的方向性也是有区别的。也就是说在不同频率时，麦克风的指向型也会有所变化。一般而言，在音频范围内的高频区和低频区，正向和反向的频率响应会比较接近，麦克风的指向性会变得不明显。同时，人声的频率范围基本无法达到高频(>8000Hz)和低频(<150Hz)的区域，对使用者来说，这部分声音是无用的。因此，本实用新型在高频和低频段做了滤波，滤除了这部分不需要的声音成分，从而实现在人声范围内，最大程度的优化麦克风阵列的指向性这一目的。

如图2所示，本实用新型的一种远场拾音的降噪麦克风阵列，所述麦克风阵列包括：外壳、设置在外壳内的电路板以及USB接口，在所述电路板上集成两个麦克风、两个滤波器和一个主控芯片；

两个麦克风的间距为40-80mm。每个麦克风都为心形指向。每个心形指向麦克风的主拾音方向保持相同。

两个音频滤波器，用于分别滤除两个麦克风采集的信号中，大于8000Hz的高频信号和小于150Hz的低频信号，然后发送至主控芯片。滤波器采用市场采购的滤波器即可，其采用的滤波算法为现有技术的滤波算法。音频滤波器采用分立容阻元件。

主控芯片为由一个或者多个芯片组成的处理器，用来运行现有的音频处理算法，例如，对两路声音信号进行叠加合成等。并且处理麦克风和其他设备之间的数据通信协议。数据通信协议采用USB Audio协议。

USB接口设置于外壳上，且位于两个麦克风之间的中心面上，用于插入外接设备。外接设备包括：移动终端、监控系统、个人电脑等。

该麦克风阵列通过USB接口连接到终端上，USB接口包括且不限于USB-A、USB-B、USB TYPE-C、Mini USB、Micro USB、Lightning以及其他非标准USB接口。

优选的，小型化的麦克风阵列和电路板集成在一个大约65×25×10mm的外壳内，两个麦克风的间距为50mm；在外壳底部的中间位置设置USB TYPE-C接口，能够在大部分支持OTG功能的TYPE-C接口的手机上即插即用，显著提升录音效果。

最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (7)

1.一种远场拾音的降噪麦克风阵列，其特征在于，所述麦克风阵列包括：外壳、设置在外壳内的电路板以及USB接口，在所述电路板上集成两个麦克风和主控芯片；

所述两个麦克风均为心形指向麦克风，两个麦克风的主拾音方向相同；

所述主控芯片，用于处理两个麦克风采集的声音信号；

所述USB接口设置于外壳上，且位于两个麦克风之间的中心面上，用于插入外接设备。

2.根据权利要求1所述的远场拾音的降噪麦克风阵列，其特征在于，所述两个麦克风对称设置在外壳内的横向的两端，间距范围为40～80mm。

3.根据权利要求1所述的远场拾音的降噪麦克风阵列，其特征在于，所述外壳为长条状，其尺寸为65mm×25mm×10mm，两个麦克风的间距为50mm。

4.根据权利要求1所述的远场拾音的降噪麦克风阵列，其特征在于，所述主控芯片为由一个或者多个芯片组成的处理器。

5.根据权利要求3所述的远场拾音的降噪麦克风阵列，其特征在于，所述电路板上还集成两个音频滤波器，用于分别滤除两个麦克风采集的信号中，大于8000Hz的高频信号和小于150Hz的低频信号，然后发送至主控芯片。

6.根据权利要求3所述的远场拾音的降噪麦克风阵列，其特征在于，所述USB接口设置于外壳底部的中间位置。

7.根据权利要求1或5所述的远场拾音的降噪麦克风阵列，其特征在于，所述USB接口为USB-A、USB-B、USB TYPE-C、Mini USB、Micro USB或Lightning。

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