TWI511126B - 麥克風系統及噪音消除方法 - Google Patents

Description

麥克風系統及噪音消除方法 相關申請案

本申請案係2012年4月24日提出申請、標題為「Automatic Microphone Muting of Noises by Microphone Arrays」、序列號為61/637,358之一非臨時申請案，該申請案以引用方式併入本文中。

本發明係關於揚聲電話及其他位於書桌或桌子上之麥克風系統。

經常存在在一音訊或視訊會議期間連續發生之非所要的噪音。此等噪音之實例包含鍵盤聲及紙沙沙聲。此等噪音可係讓人分心的，尤其在具有一大群人之音訊或視訊會議期間當一個人的鍵盤可干擾另一個人的講話時。因此，非常期望當此等聲音存在且無人談話時使麥克風自動消音。然而，不存在辨別講話聲與噪音之可靠方法。

在以下之第2008/0279366號美國專利申請公開案中揭示處理此問題之一先前方法之一項實例：藉由將來自使用者之鍵盤之一信號提供至會議應用以使得當在鍵盤上按下一鍵時使用者之電腦提供一信號而解決此問題。在電腦上或在一單獨裝置上執行之會議應用針對在接收按鍵信號時之一段時間使麥克風消音。雖然此方法有助於排除鍵盤噪音，但其係有問題的，此乃因雖然將鍵盤聲消音但同時同樣將發生之 任何講話消音。此可造成講話空白且導致會議之混淆及中斷。此外，此方法無法排除環境中之其他噪音，諸如紙沙沙聲或一行動電話之振鈴。

在根據本發明之一項實施例中，使用一垂直麥克風陣列來區分一所接收聲音之傾斜角。若該聲音接近於水平面，則將音訊消音。此排除紙沙沙聲、鍵盤點擊聲及諸如此類。若該聲音與水平面成一給定角度以上，則不將其消音，此乃因此指示一人正在講話。

102‧‧‧垂直陣列麥克風/垂直麥克風陣列

104‧‧‧麥克風

106‧‧‧麥克風

108‧‧‧鍵盤

110‧‧‧滑鼠

112‧‧‧桌子

114‧‧‧參與者

200‧‧‧揚聲電話

202‧‧‧垂直麥克風陣列

204‧‧‧揚聲器

302‧‧‧回聲消除模組

304‧‧‧傾斜角偵測模組

402‧‧‧桌子噪音

404‧‧‧參與者

406‧‧‧噪音角度

408‧‧‧講話角度

併入於本說明書中且構成本說明書之一部分之隨附圖式圖解說明符合本發明之設備及方法之一實施方案，且與詳細說明一起用於闡釋符合本發明之優點及原理。

圖1係根據本發明之一項實施例之一麥克風組態之一圖解說明。

圖2係根據本發明之一項實施例之經組態而具有一第二麥克風陣列之一揚聲電話之一圖解說明。

圖3係根據本發明之一項實施例之信號處理之一方塊圖。

圖4係根據本發明之一項實施例之普及任意數目個麥克風及講話者以及噪音角度之實施例之一圖解說明。

圖1圖解說明由兩個麥克風104及106組成之一垂直陣列麥克風102。如所展示，麥克風106在桌子之水平表面附近且麥克風104位於麥克風106上方。當垂直麥克風陣列102放置於桌子112上時，使用在皆據此以引用方式併入本文中之美國專利7,787,328；6,912,178及5,778,082中所闡述之技術，可使用一處理器估計聲音源之傾斜角。由沙沙作響之紙發出之聲音、鍵盤108或滑鼠110之點擊聲或行動電話噪音及諸如此類靠近於桌子表面起源且因此具有通常偏離水平面小於兩 度之一低傾斜角。另一方面，對於坐在桌子旁邊之一人(諸如參與者114)，其嘴巴將在桌子高度上方大約一英尺處。在六英尺之一距離處，來自一談話者之嘴巴之聲音將在atan(1/6)=9.5度之一陣列下產生一傾斜角。因此藉由量測傾斜角且估計何種角度對應於一人之講話及哪些角度對應於桌子噪音，可區分講話與桌子噪音。

可在短間隔內週期性地進行傾斜角量測。在本發明之較佳實施例中，每20 ms地進行傾斜角量測。若所量測傾斜角在一預定角度以下，則針對彼20 ms間隔將音訊消音。否則，不將音訊消音。因此當某人正進行談話且不存在桌子聲音時，談話者之講話將無偽差地經傳達。

除當聲音皆來自桌子噪音時之情況及當全部聲音皆源自一參與者談話時之情況之外，有時亦在會議期間當參與者正進行談話時他們亦正在一鍵盤上打字或在環境中造成其他噪音。儘管在會議期間桌子噪音可係讓人分心的，但較佳地，若此等噪音與由相同參與者發出之一講話同步產生則聽到該等噪音而非亦移除該講話。為確保伴隨有桌子噪音之講話不被移除，系統經組態以使得：若一聲音源由於源自大於五度之一傾斜角而在兩個20 ms間隔內被偵測到，則針對下一個二分之一秒不允許消音。在同步之桌子噪音及講話期間，結果係將聽到桌子噪音及講話兩者。然而，在人停止講話之後之二分之一秒內，將要將桌子噪音消音。

圖2展示實施上文所論述之傾斜角量測之一例示性揚聲電話200。在揚聲電話200中，垂直麥克風陣列202係距揚聲器204幾英吋遠且遠離揚聲器204指向之單向麥克風。此組態提供麥克風與揚聲器之間的充足垂直間距以達成揚聲器聲音之充分回聲消除。

圖3圖解說明麥克風陣列202之一方塊圖。如圖3中所展示，垂直麥克風陣列202中之麥克風各自要求揚聲器信號之聲學回聲消除，以 使得當遠端正在一會議電話中講話時可發生桌子噪音拒斥。因此，來自麥克風陣列中之每一麥克風之信號在經發送至傾斜角偵測模組304以用於判定聲音之傾斜角之前經過一回聲消除模組302。

儘管在麥克風陣列202中僅展示兩個麥克風，但應理解，可使用複數個麥克風。圖4圖解說明可如何將以上傾斜角量測應用於N個麥克風之一麥克風陣列。無論在該陣列中使用多少個麥克風，系統總是量測在每一麥克風處所接收之聲音之傾斜角。如圖4中所展示，桌子噪音402之噪音角度406通常總是小於參與者404之講話之講話角度408。因此，藉由量測在每一麥克風處所接收之聲音之傾斜角，所論述之噪音消除方法可容易地普及至任意數目個麥克風及參與者位置及噪音位置之任意角度。

因此，可使用傾斜角量測來高效地及有效地排除圍繞桌子產生之噪音同時使由參與者發出之任何講話通過。

應強調，本發明之先前所闡述實施例(尤其係任何較佳實施例)僅係為清楚地理解本發明之原理而陳述之實施方案之可能實例。可對本發明之先前所闡述實施例做出諸多變化及修改，此並不實質上背離本發明之精神及原理。所有此等修改及變化在此揭示內容及本發明之範疇內意欲包含於本文中且由以下申請專利範圍保護。

202‧‧‧垂直麥克風陣列

302‧‧‧回聲消除模組

304‧‧‧傾斜角偵測模組

Claims (10)

1. 一種麥克風系統，其包括：一垂直麥克風陣列，其具有至少兩個麥克風，其中一第一麥克風位在一水平表面上方附近且一第二麥克風位於該第一麥克風上方；及一處理器，其耦合至該麥克風陣列以自該第一麥克風及該第二麥克風接收聲音且經組態以判定一所接收聲音之與水平面所成之一角度且若與水平面所成之該角度低於一預定量則將該聲音消音。
2. 如請求項1之麥克風系統，其進一步包括至少一個揚聲器。
3. 如請求項2之麥克風系統，其中該等麥克風中之至少一者遠離該揚聲器一垂直距離。
4. 如請求項1之麥克風系統，其進一步包括用於該垂直麥克風陣列中之每一麥克風之一回聲消除模組。
5. 如請求項4之麥克風系統，其中該等回聲消除模組提供來自一揚聲器信號之聲音之回聲消除。
6. 一種噪音消除方法，其包括：提供具有至少兩個麥克風之一垂直麥克風陣列，其中一第一麥克風位在一水平表面上方附近且一第二麥克風位於該第一麥克風上方；及自該第一麥克風及該第二麥克風接收聲音；及判定一所接收聲音之與水平面所成之一角度且若與水平面所成之該角度低於一預定量則將該聲音消音。
7. 如請求項6之噪音消除方法，其進一步提供至少一個揚聲器。
8. 如請求項7之噪音消除方法，其中該等麥克風中之至少一者遠離該揚聲器一垂直距離。
9. 如請求項6之噪音消除方法，其進一步提供用於該垂直麥克風陣列中之每一麥克風之一回聲消除模組。
10. 如請求項9之噪音消除方法，其進一步包括藉由該等回聲消除模組提供來自一揚聲器信號之聲音之回聲消除。