TWI404967B - 聲源定位系統及方法 - Google Patents

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聲源定位系統及方法
本發明涉及一種聲源定位系統及方法。
市面上多數手持電子裝置，如手機都內置有麥克風用來傳輸聲音。
然而，當手機處於免提狀態模式時，傳統手機通常沒法確定聲源的位置，無法傳輸清晰的語音訊息從而降低通話品質。
當手機處於電話會議模式時，由於聲源方向是會變化的，而此時如果手機無法準確定位聲源方位，亦無法傳輸高品質聲音。
鑒於以上內容，有必要提供一種聲源定位系統及方法，其可準確確定聲源方位，並提高麥克風在聲源方位的感度以提高聲音傳輸品質。
本發明較佳實施例提供一種聲源定位系統，包括一個安裝有聲源定位程式的手持裝置，該手持裝置包括至少一個用於接收聲源訊號的麥克風，所述之聲源定位程式利用波束形成演算法計算出麥克風接收聲音訊號的總電壓，藉由所述總電壓計算出麥克風接收聲音訊號的能量分佈以確定聲源的方位。
本發明較佳實施例還提供一種聲源定位方法，該方法包括步驟：(a)將聲源定位程式安裝於手持裝置中； (b)運行該聲源定位程式；(c)利用波束形成演算法計算麥克風接收聲音訊號的總電壓；(d)藉由所述總電壓計算出麥克風接收聲音訊號的能量分佈；及(e)確定能量分佈最大的方位為聲源方位。
相較於習知技術，所述之聲源定位系統及方法，可利用波束形成演算法計算手持裝置內麥克風接收聲音訊號的總電壓，並藉由該總電壓計算出聲音訊號的能量分佈，從而確定最大能量分佈方位為聲源方位並同時提高麥克風在聲源方位的感度，最終改善麥克風的聲音傳輸品質。
1‧‧‧聲源
2‧‧‧手持裝置
20‧‧‧麥克風
21‧‧‧聲源定位程式
圖1是本發明聲源定位系統的應用環境圖。
圖2是本發明的聲音能量分佈示意圖。
圖3是本發明聲源定位方法較佳實施例的流程圖。
參閱圖1所示，是本發明聲源定位系統較佳實施例的應用環境圖。該聲源定位系統至少包括一個手持裝置2。該手持裝置2可以是手機或其他安裝有麥克風的電子裝置。該手持裝置2中運行一個聲源定位程式21。該手持裝置2包括多個組成一陣列的麥克風20，其中每兩個相鄰麥克風20之間的距離為d。一個聲源1從θ角度位置入射到手持裝置2上。該手持裝置2中的麥克風20陣列接收該聲源1發出的聲音訊號。該聲源定位程式21利用波束形成演算法處理麥克風20陣列接收到的聲音訊號，計算各個角度上的能量分佈，藉由最大波束能量來判斷聲源方位，並將麥克風20陣列在該方位上的感度調至最高，從而大大改善聲音的傳輸品質。
在其他實施例中，手持裝置2中亦可僅包括一個麥克風20。
其中，波束形成演算法的公式為如下：
1)θ角度上入射到麥克風20陣列的總電壓的計算公式：
其中，d為麥克風間距；λ為聲波波長；n為麥克風的數量；m為第m個麥克風；及Rm為第m個麥克風的電壓回應。
2)由上述接收的總電壓V可得出波束在各方位能量分佈的計算公式：
其中，b(θ)的分佈示意圖如圖2所示，從圖中可看出，其中聲音訊號能量分佈為A，B及C三個方向，能量密集的A方位就是聲源方位。
圖3是本發明聲源定位方法的工作流程圖。步驟S301，將聲源定位程式21寫入手持裝置2中，該手持裝置2可以是手機。
步驟S302，當用戶使用免提(Speakerphone)電話或進行電話會議(Conference Call)時運行該聲源定位程式21。
步驟S303，當手持裝置2中的麥克風20陣列接收到聲源1發出的聲音訊號時，該聲源定位程式21利用波束形成演算法計算該聲音訊號的聲音能量分佈 ，找出最大的能量分佈來確定聲音聲源1的方向。其中波形形成演算法如下：
1)θ角度上入射到麥克風20陣列的總電壓的計算公式：
其中，d為麥克風間距；λ為聲波波長；n為麥克風的數量；m為第m個麥克風；及Rm為第m個麥克風的電壓回應。
2)由上述接收的總電壓V可得出波束在各方位能量分佈的計算公式：
其中，b(θ)的分佈示意圖如圖2所示，從圖中可看出，其中聲音訊號能量分佈為A，B及C三個方向，能量密集的A方位就是聲源方位。
步驟S304，在確定聲源1的方位後，將麥克風20陣列對聲源1所在方位的感度調至最高，並降低聲源1在其他方位的感度。從而提高麥克風20傳輸聲音的品質。
綜上所述，本發明符合發明專利要件，爰依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施例，本發明之範圍並不以上述實施例為限，舉凡熟悉本案技藝之人士援依本發明之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。
1‧‧‧聲源
2‧‧‧手持裝置
20‧‧‧麥克風
21‧‧‧聲源定位程式

Claims (8)

  1. 一種聲源定位系統，包括一個安裝有聲源定位程式的手持裝置，該手持裝置包括至少一個用於接收聲音訊號的麥克風，其中：所述之聲源定位程式根據手持裝置包括的麥克風的數量、相鄰兩個麥克風之間的距離、聲音訊號的聲波波長、每個麥克風的電壓回應利用波束形成演算法計算出麥克風接收的聲音訊號的總電壓，藉由所述總電壓計算出麥克風接收聲音訊號的能量分佈，確定能量分佈最大的方位為聲源方位。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之聲源定位系統，所述之聲源定位程式還用於在確定聲源方位後，將麥克風在聲源方位的感度調至最高，並同時降低其他方位的感度。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之聲源定位系統，所述波束形成演算法的計算公式為： 其中，d為相鄰兩個麥克風之間的間距；λ為聲波波長；n為麥克風的數量；m為第m個麥克風；及Rm為第m個麥克風的電壓回應。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之聲源定位系統，所述能量分佈的計算公式為：
  5. 一種聲源定位方法，該方法利用波速形成演算法確定聲源的方位，該方法包括步驟：(a)將聲源定位程式安裝於手持裝置中；(b)運行該聲源定位程式；(c)根據手持裝置包括的麥克風的數量、相鄰兩個麥克風之間的距離、聲音訊號的聲波波長、每個麥克風的電壓回應利用波束形成演算法計算麥克風接收的聲音訊號的總電壓；(d)藉由所述總電壓計算出麥克風接收聲音訊號的能量分佈；及(e)確定能量分佈最大的方位為聲源方位。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之聲源定位方法，該方法還包括步驟：(f)當確定聲源方位後，將麥克風在聲源方位的感度調至最高，並同時降低其他方位的感度。
  7. 如申請專利範圍第5項所述之聲源定位方法，所述波束形成演算法的計算公式為： 其中，d為相鄰兩個麥克風之間的間距；λ為聲波波長；n為麥克風的數量；m為第m個麥克風；及Rm為第m個麥克風的電壓回應。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之聲源定位方法，所述能量分佈的計算公式為：
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI402531B (zh) * 2009-06-29 2013-07-21 Univ Nat Cheng Kung 音源辨位方法與應用此音源辨位方法之音源辨位系統和電腦程式產品
TWI417563B (zh) * 2009-11-20 2013-12-01 Univ Nat Cheng Kung 遠距離音源定位晶片裝置及其方法
TWI649576B (zh) * 2017-06-19 2019-02-01 佐臻股份有限公司 可分辨聲源方位以提升接收效果的收音裝置

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1293350A (zh) * 2000-12-15 2001-05-02 清华大学 高速运动物体表面声场分析方法
US20040013275A1 (en) * 2002-06-05 2004-01-22 Balan Radu Victor Apparatus and method for estimating the direction of arrival of a source signal using a microphone array
US6707910B1 (en) * 1997-09-04 2004-03-16 Nokia Mobile Phones Ltd. Detection of the speech activity of a source
TW200612110A (en) * 2004-07-27 2006-04-16 Matsushita Electric Works Ltd Acoustic wave sensor
TW200708328A (en) * 2005-05-05 2007-03-01 Sony Computer Entertainment Inc Selective sound source listening in conjunction with computer interactive processing
TW200734888A (en) * 2006-03-01 2007-09-16 Univ Nat Chiao Tung Visualization system of acoustic source energy distribution and the method thereof

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6707910B1 (en) * 1997-09-04 2004-03-16 Nokia Mobile Phones Ltd. Detection of the speech activity of a source
CN1293350A (zh) * 2000-12-15 2001-05-02 清华大学 高速运动物体表面声场分析方法
US20040013275A1 (en) * 2002-06-05 2004-01-22 Balan Radu Victor Apparatus and method for estimating the direction of arrival of a source signal using a microphone array
TW200612110A (en) * 2004-07-27 2006-04-16 Matsushita Electric Works Ltd Acoustic wave sensor
TW200708328A (en) * 2005-05-05 2007-03-01 Sony Computer Entertainment Inc Selective sound source listening in conjunction with computer interactive processing
TW200734888A (en) * 2006-03-01 2007-09-16 Univ Nat Chiao Tung Visualization system of acoustic source energy distribution and the method thereof

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