DE102014100985B4 - Apparatus and method of multi-sensor sound recording - Google Patents
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Abstract
Tonaufnahme-Vorrichtung (100), umfassend:ein Gehäuse (102) mit einem akustischen Resonator (110), wobei der akustische Resonator beschaffen ist, ein Tonsignal (105) hindurchgehen zu lassen;ein Mikrofon (120), das in dem Gehäuse angeordnet und mit dem akustischen Resonator verbunden ist, wobei das Mikrofon eine Vielzahl von Sensoren (121,122) aufweist, die beschaffen sind, das Tonsignal in eine Vielzahl von elektronischen Signalen umwandeln, wobei der akustische Resonator bewirkt, dass das Mikrofon einen Frequenzgang-Offset erzeugt;einen Speicher (140), der einen Entzerrer(145) speichert, wobei der Entzerrer den Frequenzgang-Offset kompensiert, undeinen Prozessor (160), der an das Mikrofon angeschlossen ist, wobei der Prozessor die elektronischen Signale entsprechend dem Entzerrer kompensiert und die kompensierten elektronischen Signale selektiert oder kombiniert, um ein Ausgangssignal zu erzeugen,wobei der Entzerrer (145) eine Verstärkungsreserve und eine Phasenreserve des Tonsignals kompensiert, die durch das Tonsignal verursacht werden, das den akustischen Resonator (110) durchläuft, um das Ausgangssignal davor zu bewahren, von der Resonanz des Tonsignals in dem akustischen Resonator beeinträchtigt zu werden,wobei der Entzerrer (145) die Verstärkungsreserve durch Auslöschen eines Ausgangs-Verstärkung der Sensoren (121, 122) in einem Frequenzband kompensiert, und die Phasenreserve durch Erhöhen einer Ausgangsphase der Sensoren, um größer als -180 Grad zu sein, kompensiert,wobei die Sensoren einen ersten Sensor (121) und einen zweiten Sensor (122), wobei die elektronischen Signale ein erstes elektronisches Signal und ein zweites elektronisches Signals umfassen, und wobei der Entzerrer (145) umfasst:ein erstes Filter (141) zum Erzeugen eines ersten entzerrten Signals gemäß dem ersten elektronischen Signal, undein zweites Filter (142) zum Erzeugen eines zweiten entzerrten Signals gemäß dem zweiten elektronischen Signal, wobei die kompensierten elektronischen Signale das erste entzerrte Signal und das zweite entzerrte Signal umfassen und das erste Filter und das zweite Filter beides Filter mit unendlicher Impulsantwort sind, und wobei der Prozessor (160) umfasst:einen Energie-Rechner(162), der die Energie des ersten entzerrten Signals und des zweiten entzerrten Signals getrennt berechnet;einen Mischer (164), der mit dem Energie-Rechner verbunden ist, und der das erste entzerrte Signal und/oder das zweite entzerrte Signal gemäß der Energie des ersten entzerrten Signals und/oder des zweiten entzerrten Signals auswählt, um ein drittes elektronisches Signal zu erzeugen; undein Glättungsteil (166), das mit dem Mischer verbunden ist, und das eine Tiefpassfilterung an dem dritten elektronischen Signal durchführt, um das Ausgangssignal zu erzeugen.An audio recording apparatus (100) comprising: a housing (102) having an acoustic resonator (110), said acoustic resonator adapted to pass a sound signal (105); a microphone (120) disposed in said housing; is connected to the acoustic resonator, the microphone having a plurality of sensors (121, 122) adapted to convert the sound signal into a plurality of electronic signals, the acoustic resonator causing the microphone to produce a frequency response offset; a memory (140) storing an equalizer (145), the equalizer compensating for the frequency response offset, and a processor (160) connected to the microphone, wherein the processor compensates for the electronic signals corresponding to the equalizer and selects the compensated electronic signals or combined to produce an output signal, the equalizer (145) having a gain margin and a phase margin of the tone signal s caused by the sound signal passing through the acoustic resonator (110) to prevent the output signal from being affected by the resonance of the sound signal in the acoustic resonator, the equalizer (145) canceling out the gain margin by canceling Compensates the output gain of the sensors (121, 122) in a frequency band, and compensates the phase margin by increasing an output phase of the sensors to be greater than -180 degrees, the sensors including a first sensor (121) and a second sensor (121). 122), the electronic signals comprising a first electronic signal and a second electronic signal, and wherein the equalizer (145) comprises: a first filter (141) for generating a first equalized signal according to the first electronic signal, and a second filter (142 ) for generating a second equalized signal according to the second electronic signal, wherein the compensated electroni The first filter and the second filter are both infinite impulse response filters, and wherein the processor (160) comprises: an energy calculator (162) that equalizes the energy of the first one A mixer (164) connected to the energy calculator, and the first equalized signal and / or the second equalized signal according to the energy of the first equalized signal and / or the second equalized one Selects signal to generate a third electronic signal; and a smoothing portion (166) connected to the mixer and performing low-pass filtering on the third electronic signal to produce the output signal.
Description
QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGENCROSS-REFERENCE TO RELATED APPLICATIONS
Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der vorläufigen US- Anmeldung mit der Serien-Nr. 61/761,274, eingereicht am 6. Februar 2013. Der Gesamtinhalt der oben genannten Patentanmeldung wird hiermit durch Bezugnahme aufgenommen und somit zum Bestandteil der vorliegenden Beschreibung gemacht.This application claims the benefit of US Provisional Application Ser. No. 61 / 761,274 filed on Feb. 6, 2013. The entire contents of the above-referenced patent application are hereby incorporated by reference and thus incorporated into the present specification.
HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION
GEBIET DER ERFINDUNGFIELD OF THE INVENTION
Die Erfindung betrifft eine Tonaufnahme-Verfahren und Verfahren, und insbesondere ein Tonaufnahme-Vorrichtung und Verfahren, die mehrere Sensoren verwenden.The invention relates to a sound recording method and method, and more particularly to a sound recording apparatus and method using a plurality of sensors.
BESCHREIBUNG DER VERWANDTEN TECHNIKDESCRIPTION OF THE RELATED TECHNIQUE
Eine Funktion der Tonaufnahme ist heutzutage bei Smartphones üblich. Doch aktuelle Smartphones setzen Einzelmembran- Mikrofone ein. Die Ausgestaltung einer Membran in einem Einzelmembran- Mikrofon kann eine hohe Empfindlichkeit oder große Lautstärke bzw. Klangvolumen zum Ziel haben, kann aber nicht beides erreichen. EinzelMembran-Mikrofone mit hoher Empfindlichkeit produzieren weniger Rauschen und zeigen eine bessere Aufnahmequalität. Allerdings, wenn sie für Tonaufnahmen mit großer Lautstärke (High-Volume-Tonaufnahmen) verwendet wird, kann es zu Verzerrungen kommen. Indes erzeugen Einzelmembran- Mikrofone, die für High-Volume-Tonaufnahmen geeignet sind, stärkeres Rauschen. Daher haben die Hersteller Multimembran-Mikrofone bereitgestellt, die zwei Membran-Typen kombinieren, um somit beide Anforderungen für hohe Empfindlichkeit und große Lautstärke zu erfüllen.A sound recording function is commonplace in smartphones nowadays. But current smartphones use single-diaphragm microphones. The design of a membrane in a single-membrane microphone may have a high sensitivity or high volume or sound volume to the goal, but can not achieve both. Single-diaphragm microphones with high sensitivity produce less noise and show better recording quality. However, when used for high-volume sound recordings (high-volume sound recordings), distortion may occur. However, single-diaphragm microphones that are suitable for high-volume sound recordings generate more noise. Therefore, manufacturers have provided multi-membrane microphones that combine two types of membrane to meet both high sensitivity and high volume requirements.
US 2012 / 0250 900 A1 offenbart eine Halbleitervorrichtung umfassend eine erste interne Spannungstreibereinheit, die zum Ansteuern einer internen Spannung konfiguriert ist, eine zweite interne Spannungstreibereinheit, die konfiguriert ist, um die interne Spannung in einer einem Aktivierungssignal entsprechenden Betriebsperiode anzusteuern, und eine Strombetragserfassungseinheit, die zum Erfassen einer Strommenge konfiguriert ist, welche von der ersten internen Spannungstreibereinheit geliefert wird. Außerdem umfasst die Halbleitervorrichtung eine Strommengenvergleichseinheit, die konfiguriert ist, um die Strommenge des von der Strommengeerfassungseinheit erfassten Stroms mit der Menge eines Referenzstroms zu vergleichen und um zu bestimmen, ob das Freigabesignal als Reaktion auf das Vergleichsergebnis aktiviert werden soll oder nicht.US 2012/0250900 A1 discloses a semiconductor device comprising a first internal voltage drive unit configured to drive an internal voltage, a second internal voltage drive unit configured to drive the internal voltage in an operation period corresponding to an activation signal, and a current amount detection unit is configured to detect a current amount supplied from the first internal voltage drive unit. In addition, the semiconductor device includes a current quantity comparing unit configured to compare the amount of current of the current detected by the current detecting unit with the amount of reference current and to determine whether or not to enable the enabling signal in response to the comparison result.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION
Die Erfindung stellt eine Tonaufnahme-Vorrichtung und ein Verfahren bereit, um nicht nur den beiden Anforderungen für hohe Empfindlichkeit und große Lautstärke zu genügen, sondern auch das Problem der akustischen Resonanz bei einem Tonaufnahme-Vorgang zu lösen.The invention provides a sound recording device and a method to satisfy not only the two requirements for high sensitivity and high volume, but also to solve the problem of acoustic resonance in a sound recording operation.
Die Tonaufnahme-Vorrichtung der Erfindung weist ein Gehäuse, ein Mikrofon, einen Speicher und einen Prozessor auf. Das Gehäuse weist einen akustischen Resonator auf und der akustische Resonator ermöglicht es, dass ein Tonsignal hindurchgeht. Das Mikrofon ist in dem Gehäuse angeordnet und steht mit dem akustischen Resonator in Verbindung. Das Mikrofon weist eine Vielzahl von Sensoren auf. Die Sensoren sind beschaffen, das Tonsignal in eine Vielzahl von elektronischen Signalen umwandeln. Der akustische Resonator bewirkt, dass das Mikrofon einen Frequenzgang-Offset erzeugt. Der Speicher speichert einen Entzerrer und der Entzerrer kompensiert den Frequenzgang-Offset. Der Prozessor ist mit dem Mikrofon gekoppelt. Der Prozessor kompensiert die elektronischen Signale entsprechend dem Entzerrer und selektiert oder kombiniert die kompensierten elektronischen Signale, um ein Ausgangssignal zu erzeugen. Der Entzerrer kompensiert eine Verstärkungsreserve und eine Phasenreserve des Tonsignals, die durch das Tonsignal verursacht werden, das den akustischen Resonator durchläuft, um das Ausgangssignal davor zu bewahren, von der Resonanz des Tonsignals in dem akustischen Resonator beeinträchtigt zu werden, wobei der Entzerrer die Verstärkungsreserve durch Auslöschen eines Ausgangs-Verstärkung der Sensoren in einem Frequenzband kompensiert, und die Phasenreserve durch Erhöhen einer Ausgangsphase der Sensoren, um größer als -180 Grad zu sein, kompensiert. Die Sensoren umfassen einen ersten Sensor und einen zweiten Sensor, wobei die elektronischen Signale ein erstes elektronisches Signal und ein zweites elektronisches Signals umfassen. Der Entzerrer umfasst: ein erstes Filter zum Erzeugen eines ersten entzerrten Signals gemäß dem ersten elektronischen Signal, und ein zweites Filter zum Erzeugen eines zweiten entzerrten Signals gemäß dem zweiten elektronischen Signal, wobei die kompensierten elektronischen Signale das erste entzerrte Signal und das zweite entzerrte Signal umfassen und das erste Filter und das zweite Filter beides Filter mit unendlicher Impulsantwort sind. Der Prozessor umfasst ein Energie-Rechner, der die Energie des ersten entzerrten Signals und des zweiten entzerrten Signals getrennt berechnet; einen Mischer, der mit dem Energie-Rechner verbunden ist, und der das erste entzerrte Signal und/oder das zweite entzerrte Signal gemäß der Energie des ersten entzerrten Signals und/oder des zweiten entzerrten Signals auswählt, um ein drittes elektronisches Signal zu erzeugen; und ein Glättungsteil, das mit dem Mischer verbunden ist, und das eine Tiefpassfilterung an dem dritten elektronischen Signal durchführt, um das Ausgangssignal zu erzeugen.The sound recording device of the invention comprises a housing, a microphone, a memory and a processor. The housing has an acoustic resonator and the acoustic resonator allows a sound signal to pass through. The microphone is disposed in the housing and communicates with the acoustic resonator. The microphone has a plurality of sensors. The sensors are designed to convert the sound signal into a variety of electronic signals. The acoustic resonator causes the microphone to produce a frequency response offset. The memory stores an equalizer and the equalizer compensates for the frequency response offset. The processor is coupled to the microphone. The processor compensates for the electronic signals corresponding to the equalizer and selects or combines the compensated electronic signals to produce an output signal. The equalizer compensates for a gain margin and a phase margin of the sound signal caused by the sound signal passing through the acoustic resonator to prevent the output signal from being affected by the resonance of the sound signal in the acoustic resonator, the equalizer passing through the gain margin Canceling an output gain of the sensors compensated in a frequency band, and the phase margin compensated by increasing an output phase of the sensors to be greater than -180 degrees. The Sensors include a first sensor and a second sensor, the electronic signals including a first electronic signal and a second electronic signal. The equalizer comprises: a first filter for generating a first equalized signal according to the first electronic signal, and a second filter for generating a second equalized signal according to the second electronic signal, the compensated electronic signals comprising the first equalized signal and the second equalized signal and the first filter and the second filter are both infinite impulse response filters. The processor includes an energy calculator that separately calculates the energy of the first equalized signal and the second equalized signal; a mixer connected to the energy calculator and selecting the first equalized signal and / or the second equalized signal according to the energy of the first equalized signal and / or the second equalized signal to produce a third electronic signal; and a smoothing part connected to the mixer and performing low pass filtering on the third electronic signal to produce the output signal.
Das Tonaufnahme-Verfahren der Erfindung ist an die oben genannte Tonaufnahme-Vorrichtung angepasst. Das Tonaufnahme-Verfahren umfasst die folgenden Schritte. Ein Tonsignal wird in eine Vielzahl von elektronischen Signalen umgewandelt. Die elektronischen Signale werden nach dem Entzerrer kompensiert, wobei der Frequenzgang-Offset durch den Entzerrer kompensiert wird. Darüber hinaus werden die kompensierten elektronischen Signale selektiert oder kombiniert, um ein Ausgangssignal zu erzeugen. Der Entzerrer kompensiert eine Verstärkungsreserve und eine Phasenreserve des Tonsignals, die durch das Tonsignal verursacht werden, das den akustischen Resonator durchläuft, um das Ausgangssignal davor zu bewahren, von der Resonanz des Tonsignals in dem akustischen Resonator beeinträchtigt zu werden, wobei das Tonsignal in die elektronischen Signale durch eine Vielzahl von Sensoren umgewandelt wird. Der Schritt des Kompensierens der elektronischen Signale umfasst: Kompensation der Verstärkungsreserve durch Auslöschen eines Ausgangs-Verstärkung der Sensoren in einem Frequenzband; und Kompensation der Phasenreserve durch Erhöhen einer Ausgangsphase der Sensoren, um größer als -180 Grad zu sein. Die elektronischen Signale umfassen ein erstes elektronisches Signal und ein zweites elektronisches Signals, wobei der Entzerrer ein erstes Filter und ein zweites Filter umfassen, wobei das erste Filter ein erstes entzerrtes Signal gemäß dem ersten elektronischen Signal erzeugt, und das zweite Filter ein zweites entzerrtes Signal gemäß dem zweiten elektronischen Signal erzeugt. Die kompensierten elektronischen Signale umfassen das erste entzerrte Signal und das zweite entzerrte Signal, wobei das erste Filter und das zweite Filter beides Filter mit unendlicher Impulsantwort sind. Der Schritt des Erzeugens des Ausgangssignals umfasst: Berechnen der Energie des ersten entzerrten Signals und des zweiten entzerrten Signals getrennt und/oder separat; Auswählen des ersten entzerrten Signals und/oder des zweiten entzerrten Signals gemäß der Energie des ersten entzerrten Signals und/oder des zweiten entzerrten Signals, um ein drittes elektronisches Signal zu erzeugen; und Durchführen einer Tiefpassfilterung an dem dritten elektronischen Signal, um das Ausgangssignal zu erzeugen.The sound recording method of the invention is adapted to the above-mentioned sound recording device. The sound recording method includes the following steps. A sound signal is converted into a variety of electronic signals. The electronic signals are compensated for after the equalizer, whereby the frequency response offset is compensated by the equalizer. In addition, the compensated electronic signals are selected or combined to produce an output signal. The equalizer compensates for a gain margin and a phase margin of the sound signal caused by the sound signal passing through the acoustic resonator to prevent the output signal from being affected by the resonance of the sound signal in the acoustic resonator, the sound signal being converted to the electronic signal Signals is converted by a variety of sensors. The step of compensating the electronic signals comprises: compensation of the gain margin by canceling an output gain of the sensors in a frequency band; and compensating the phase margin by increasing an output phase of the sensors to be greater than -180 degrees. The electronic signals comprise a first electronic signal and a second electronic signal, the equalizer comprising a first filter and a second filter, wherein the first filter generates a first equalized signal according to the first electronic signal, and the second filter generates a second equalized signal according to generated the second electronic signal. The compensated electronic signals include the first equalized signal and the second equalized signal, wherein the first filter and the second filter are both infinite impulse response filters. The step of generating the output signal comprises: calculating the energy of the first equalized signal and the second equalized signal separately and / or separately; Selecting the first equalized signal and / or the second equalized signal according to the energy of the first equalized signal and / or the second equalized signal to produce a third electronic signal; and performing low pass filtering on the third electronic signal to produce the output signal.
Um die obigen Merkmale und Vorteile der Erfindung verständlicher zu machen, werden Ausführungsbeispiele, in Begleitung von Zeichnungen, im Detail wie folgt beschrieben.In order to make the above features and advantages of the invention easier to understand, embodiments accompanied by drawings will be described in detail as follows.
Figurenlistelist of figures
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1 ist eine schematische Darstellung einer Tonaufnahme-Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.1 is a schematic representation of a sound recording device according to an embodiment of the invention. -
2A ist eine schematische Darstellung eines Ausgangssignals einer Tonaufnahme-Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.2A Fig. 11 is a schematic representation of an output signal of a sound recording device according to an embodiment of the invention. -
2B ist eine schematische Darstellung eines Ausgangssignals einer Tonaufnahme-Vorrichtung nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung.2 B Fig. 12 is a schematic representation of an output signal of a sound recording device according to another embodiment of the invention. -
3 ist ein Flussdiagramm eines Tonaufnahme-Verfahrens nach einer Ausführungsform der Erfindung.3 is a flowchart of a sound recording method according to an embodiment of the invention. -
4 ist ein Bode-Diagramm einer Tonaufnahme-Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.4 is a Bode diagram of a sound recording device according to an embodiment of the invention. -
5 ist ein Bode-Diagramm einer Tonaufnahme-Vorrichtung nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung.5 is a Bode diagram of a sound recording device according to another embodiment of the invention.
BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMENDESCRIPTION OF THE EMBODIMENTS
Das Mikrofon
Der Energierechner
Wenn das Tonsignal
Die Tonaufnahme-Vorrichtung
In Schritt
Im Schritt
Im Schritt
Ist kein Entzerrer
In Schritt
Da das Glättungsfilter
Die
In einem Frequenzbandbereich, der mit 530 nummeriert ist, weist ein Frequenzgang
Der Entzerrer
Zusammenfassend kombiniert die Erfindung die Signale, welche von zwei verschiedenen Sensoren stammen, zu einem einzigen Signal, wodurch eine hohe Klangqualität der Aufnahme mit hoher Empfindlichkeit und niedriges Rauschen erreicht werden. Auch ist es geeignet für High-Volume-Tonaufnahmen. Darüber hinaus verbessert der Entzerrer der Erfindung die Stabilität eines Tonaufnahmesystems, wobei instabile Oszillationen verhindert werden, in einem Ausgangssignal aufgrund der Resonanz eines akustischen Resonators aufzutreten.In summary, the invention combines the signals originating from two different sensors into a single signal, thereby achieving a high sound quality of the recording with high sensitivity and low noise. Also, it is suitable for high-volume sound recordings. Moreover, the equalizer of the invention improves the stability of an audio recording system, preventing unstable oscillations from occurring in an output signal due to the resonance of an acoustic resonator.
Obwohl die Erfindung mit Bezug auf die obigen Ausführungsformen beschrieben wurde, ist es offensichtlich für einen Fachmann, dass Modifikationen der beschriebenen Ausführungsformen möglich sind ohne vom Geist der Erfindung abzuweichen. Dementsprechend wird der Umfang der Erfindung durch die beigefügten Ansprüche und nicht durch die obigen detaillierten Beschreibungen definiert.Although the invention has been described with reference to the above embodiments, it will be apparent to those skilled in the art that modifications to the described embodiments are possible without departing from the spirit of the invention. Accordingly, the scope of the invention is defined by the appended claims rather than by the foregoing detailed description.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R012 | Request for examination validly filed | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R018 | Grant decision by examination section/examining division | ||
R020 | Patent grant now final |