用于监控麦克风的装置和方法制造方法及图纸

本申请描述了一种用于具有声学端口(110)的麦克风设备(100)的噪声降低装置(800)。该装置具有谱峰值检测块(301)，用于接收麦克风信号(SMIC)以及由该麦克风信号确定与该麦克风的该声学端口相关联的共振峰值(202)的至少一个特性。所述至少一个特性可以包括共振频率(fH)和/或品质因数(QH)。噪声降低块(801)被配置为基于共振特性来处理该麦克风信号，以便降低经处理的麦克风信号中由于所述共振引起的噪声。该噪声降低块可以应用一个函数，该函数是所确定的共振特性的逆。

Devices and methods for monitoring microphones

The present application describes a noise reduction device (800) for a microphone device (100) having an acoustic port (110). The device has a spectral peak detection block (301) for receiving a microphone signal (SMIC) and determining at least one characteristic of a resonant peak (202) associated with the acoustic port of the microphone by the microphone signal. The at least one characteristic may include a resonance frequency (FH) and / or a quality factor (QH). The noise reduction block (801) is configured to process the microphone signal based on resonance characteristics in order to reduce the noise caused by the resonance in the processed microphone signal. A function can be applied to the noise reduction block, which is the inverse of the determined resonance characteristics.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于监控麦克风的装置和方法本申请涉及用于监控麦克风(诸如，MEMS麦克风)的方法和装置，且尤其涉及确定麦克风的操作条件，特别是声学端口阻挡状态和/或温度信息和/或信号带中的空气共振噪声。
技术介绍
多种电子设备设有麦克风，例如以允许语音通信、用于声音记录和/或用于噪声消除。语音控制也正变得越来越普及，且为了允许语音控制的能力，麦克风可以被设置在一系列设备上。机器对机器通信对于超声通信也是感兴趣的，这要求换能器用于发送和/或检测所发送的超声信号。MEMS(微机电系统)麦克风已经变得越来越普及，部分原因在于它们的尺寸小。在这样的应用中，通常期望的是，监控麦克风(例如，MEMS麦克风)的操作条件，以检测可能影响麦克风和/或主机设备的性能的任何操作条件。
技术实现思路
根据本专利技术的一个方面，提供了一种用于具有声学端口的麦克风设备的噪声降低装置，该装置包括：一个谱峰值检测块，用于接收麦克风信号以及由该麦克风信号确定与该麦克风的该声学端口相关联的共振峰值的至少一个特性，一个噪声降低块，被配置为基于与该麦克风的该声学端口相关联的共振的所述至少一个特性来处理该麦克风信号，以便降低经处理的麦克风信号中由于所述共振引起的噪声。与该麦克风的该声学端口相关联的共振的所述至少一个特性可以包括所述共振的共振频率和品质因数中的至少一个。附加地或替代地，与该麦克风的该声学端口相关联的共振的所述至少一个特性可以包括第一信号，该第一信号指示在多个频率处或在多个频率区段内该共振的相对幅度。该噪声降低块可以被配置为根据第一函数来处理该麦克风信号，其中所述第一函数基于共振峰值的所述至少一个特性。所述第一函数可以被确定为该共振峰值的分布的逆函数。该噪声降低块可以包括一个滤波器或滤波器组。该谱峰值检测块可以包括一个转换块，该转换块被配置为接收该麦克风信号以及输出一个谱信号，该谱信号与该麦克风信号在至少一个预限定的频率范围内的频域型式对应。该转换块可以包括一个快速傅里叶变换(FFT)块。在此情况下，该谱峰值检测块可以包括一个滤波器，用于对该FFT块的输出进行滤波以提供该谱信号。该谱峰值检测块可以包括一个滤波器组，该滤波器组被配置为接收该麦克风信号以及输出一个谱信号，该谱信号包括对在至少一个预限定的频率范围内的多个频率或频率区段处的信号幅度的指示。该谱峰值检测块可以包括一个共振频率检测块，该共振频率检测块被配置为由该谱信号确定该共振频率。该共振频率检测块可以被配置为将在该预限定的频率范围内具有最高信号幅度的频率识别为该共振频率。该共振频率检测块可以被配置为识别在该预限定的频率范围内的最高信号幅度和最低信号幅度之间的一个信号幅度范围，确定所识别的信号范围内的第一阈值，并且横跨该预限定的频率范围对在该第一阈值以上的信号幅度的值积分，以识别第一频率且将所述第一频率识别为该共振频率，在该第一频率处，积分等于总积分的一半。所述第一阈值可以在对应于该信号幅度范围的50％-70％的电平的信号幅度处。该谱峰值检测块可以包括一个品质因数确定块，该品质因数确定块被配置为由该谱信号确定所述品质因数。该品质因数确定块可以被配置为确定与该谱信号中的该共振峰值相关联的多个点，以将一个曲线拟合到所确定的点且由所述曲线确定对所述品质因数的指示。该品质因数确定块可以被配置为确定与信号幅度的峰值对应的第一点，且分别在该第一点以上和以下一预定频率处识别第二点和第三点。该品质因数确定块可以被配置为将拟合曲线位于峰值幅度以下一预定幅度间隔处的宽度确定为该品质因数。在一些情况下，指示该共振在多个频率处或在多个频率区段内的相对幅度的第一信号可以基于所述拟合曲线。该装置还可以包括一个活动检测器，该活动检测器被配置为确定对预限定的频率范围内的活动的指示。该活动检测器可以被配置为确定对当前的谱信号与至少一个先前的谱信号之间的差异的指示。该谱峰值检测块可以包括一个控制器，该控制器响应于该活动检测器。该控制器可以被配置为使得如果该活动在活动阈值以上，则相关谱信号不被用来确定对从该谱峰值检测块输出的共振频率或品质因数的指示。与该麦克风的该声学端口相关联的共振峰值的至少一个特性可以包括与该声学端口相关联的共振的共振频率和品质因数。在此情况下，该装置还可以包括一个条件监控块，该条件监控块被配置为确定共振频率和品质因数相对于共振频率和品质因数的相应的参考值的任何改变，且基于所检测到的改变来确定该麦克风的操作条件。该操作条件可以包括以下中的至少一个：该声学端口的阻挡状态和空气温度条件。该装置可以被实施为集成电路。多个方面还涉及一种麦克风系统，该麦克风系统包括第一麦克风和如上文变体的任何一个中所描述的装置，该装置被配置为从所述第一麦克风接收麦克风信号。还提供了一种电子设备，该电子设备包括如上文变体的任何一个中所描述的装置或该麦克风系统。该电子设备可以是以下中的至少一个：便携式设备；电池供电设备；通信设备；移动电话或蜂窝电话；智能手机设备；计算设备；膝上型计算机、笔记本计算机或平板计算机；游戏设备；可穿戴设备；语音控制设备或语音激活设备。多个方面还涉及一种用于具有声学端口的麦克风设备的噪声降低的方法，该方法包括：接收麦克风信号以及由该麦克风信号确定与该麦克风的该声学端口相关联的共振峰值的至少一个特性，以及基于与该麦克风的该声学端口相关联的共振的所述至少一个特性来处理该麦克风信号，以便降低经处理的麦克风信号中由于所述共振引起的噪声。在另一方面，提供了一种用于麦克风的噪声降低电路，包括：一个谱峰值检测块，用于处理由该麦克风所生成的麦克风信号，以识别该麦克风信号中由于亥姆霍兹共振引起的谱峰值的至少一个特性；以及一个噪声降低电路，用于基于所识别的该谱峰值的至少一个特性来处理该麦克风信号，以在至少一个感兴趣的信号带内降低经处理的麦克风信号中由于亥姆霍兹共振引起的任何噪声。另一方面提供了一种用于监控麦克风的声学端口的阻挡的装置，该装置包括：一个谱峰值检测块，用于接收麦克风信号以及由该麦克风信号确定与该声学端口相关联的共振的共振频率和品质因数，一个条件监控块，被配置为确定共振频率和品质因数相对于共振频率和品质因数的相应的参考值的任何改变，且基于所检测到的改变来确定该麦克风的阻挡状态。另一方面提供了一种用于监控麦克风的声学端口的阻挡的装置，该装置包括：一个谱峰值检测模块，被配置为分析所接收的麦克风信号，以确定与该声学端口相关联的共振的共振频率和品质因数；以及一个条件监控块，被配置为基于所确定的共振频率和所确定的品质因数这二者来确定该麦克风的该声学端口的阻挡状态。另一方面提供了一种用于监控麦克风的声学端口的阻挡的装置，该装置包括：一个品质因数确定块，用于接收麦克风信号以及由该麦克风信号确定与该声学端口相关联的共振的相关联的品质因数，一个条件监控块，被配置为基于所确定的品质因数来确定该麦克风的该声学端口的阻挡状态。另一方面提供了一种用于监控具有声学端口的麦克风设备的装置，该装置包括：一个谱峰值检测块，用于接收麦克风信号以及由该麦克风信号确定与该声学端口相关联的共振的共振频率和品质因数，一个条件监控块，被配置为确定共振频率和品质因数相对于共振频率和品质因数的相应的参考值的任何改变，且基于所检测到的改变来确定该麦克风的操作条件；其中该操作本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于具有声学端口的麦克风设备的噪声降低装置，该装置包括：一个谱峰值检测块，用于接收麦克风信号以及由该麦克风信号确定与该麦克风的该声学端口相关联的共振峰值的至少一个特性，一个噪声降低块，被配置为基于与该麦克风的该声学端口相关联的共振的所述至少一个特性来处理该麦克风信号，以便降低经处理的麦克风信号中由于所述共振引起的噪声。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.04.27 GB 1706707.5;2017.03.30 US 62/479,0501.一种用于具有声学端口的麦克风设备的噪声降低装置，该装置包括：一个谱峰值检测块，用于接收麦克风信号以及由该麦克风信号确定与该麦克风的该声学端口相关联的共振峰值的至少一个特性，一个噪声降低块，被配置为基于与该麦克风的该声学端口相关联的共振的所述至少一个特性来处理该麦克风信号，以便降低经处理的麦克风信号中由于所述共振引起的噪声。2.根据权利要求1所述的噪声降低装置，其中与该麦克风的该声学端口相关联的共振的所述至少一个特性包括所述共振的共振频率和品质因数中的至少一个。3.根据权利要求1或2所述的噪声降低装置，其中与该麦克风的该声学端口相关联的共振的所述至少一个特性包括第一信号，该第一信号指示该共振在多个频率处或在多个频率区段内的相对幅度。4.根据任一项前述权利要求所述的噪声降低装置，其中该噪声降低块被配置为根据第一函数来处理该麦克风信号，其中所述第一函数基于共振峰值的所述至少一个特性。5.根据权利要求4所述的噪声降低装置，其中所述第一函数被确定为该共振峰值的分布的逆函数。6.根据权利要求4或5所述的噪声降低装置，其中该噪声降低块包括一个滤波器或滤波器组。7.根据任一项前述权利要求所述的装置，其中该谱峰值检测块包括一个转换块，该转换块被配置为接收该麦克风信号且输出与该麦克风信号在至少一个预限定的频率范围内的频域型式对应的谱信号。8.根据权利要求7所述的装置，其中该转换块包括一个快速傅里叶变换(FFT)块。9.根据权利要求8所述的装置，其中该谱峰值检测块包括一个滤波器，用于对该FFT块的输出进行滤波以提供该谱信号。10.根据权利要求1至6中的任一项所述的装置，其中该谱峰值检测块包括一个滤波器组，该滤波器组被配置为接收该麦克风信号以及输出包括对在至少一个预限定的频率范围内多个频率或频率区段处的信号幅度的指示的谱信号。11.根据权利要求7至10中的任一项所述的装置，其中该谱峰值检测块包括一个共振频率检测块，该共振频率检测块被配置为由该谱信号确定该共振频率。12.根据权利要求11所述的装置，其中该共振频率检测块被配置为将该预限定的频率范围内的具有最高信号幅度的频率识别为该共振频率。13.根据权利要求11所述的装置，其中该共振频率检测块被配置为识别该预限定的频率范围内的最高信号幅度和最低信号幅度之间的一个信号幅度范围，确定所识别的信号范围内的第一阈值且横跨该预限定的频率范围对该第一阈值以上的信号幅度的值进行积分，以识别第一频率且将所述第一频率识别为该共振频率，在该第一频率处，积分等于总积分的一半。14.根据权利要求13所述的装置，其中所述第一阈值在对应于该信号幅度范围的50％-70％的电平的信号幅度处。15.根据权利要求7至14中的任一项所述的装置，其中该谱峰值检测块包括一个品质因数确定块，该品质因数确定块被配置为由该谱信号确定所述品质因数...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·P·莱索，E·P·C·哈迪，
申请(专利权)人：思睿逻辑国际半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：英国,GB