麦克风阵列信号处理方法及手持式装置制造方法及图纸

一种麦克风阵列信号处理方法，包含声音信号接收步骤、声压信号产生步骤、声压值判定步骤、声源角度判定步骤及增强信号产生步骤。在声压值判定步骤中，各应用声压信号所对应的频率小于应用频率，判定应用声压信号中任一者的声压值是否大于声压阈值。在声源角度判定步骤中，当应用声压信号中所述一者的声压值大于声压阈值时，判定应用声压信号中所述一者的声源角度是否介于‑45度至45度之间。在增强信号产生步骤中，当所述声源角度介于‑45度至45度之间时，将总声压信号的声压值加上增强权重值而成为增强信号。因此，提供使用者所需的声音品质。

Microphone array signal processing method and handheld device

【技术实现步骤摘要】
麦克风阵列信号处理方法及手持式装置
本专利技术涉及一种麦克风阵列信号处理方法及手持式装置，且特别涉及导入应用频率的一种麦克风阵列信号处理方法及手持式装置。
技术介绍
近年来网络通信发达，视频会议及多人会议机已广为大众所使用，以麦克风阵列的方法强化收音品质逐渐受到重视，而将麦克风阵列应用于手持式装置也成了未来的趋势。手持式装置的特点在于可以随时随地使用，然而在吵杂的环境中，使用者在麦克风的体验会大幅降低。在一种现有技术的含有麦克风阵列的手持式装置中，可增强麦克风在特定方向(例如使用者方向)的感度，但因受限于麦克风间距的物理限制，应用的频宽比较小，以及特定方向的感度提升及非特定方向的感度抑制并不是非常的显着。再者，非特定方向常产生旁办效应，即空间混叠(SpatialAliasing)，这会造成波束在其他方向产生，而造成错误的声源音量提升。以图5为例，现有技术的手持式装置在频率约为1kHz以上时即有所谓空间混叠的效应产生，非特定方向90度及270度所产生的旁办会加强此方向的接收强度，造成错误方向的声压增量，且在频率低于600Hz的情况下，其他方向的感度抑制已不太显着，显见现有技术的手持式装置在收音品质有其限制性。根据上述，市场上亟需一种麦克风阵列信号处理方法及手持式装置，其可强化手持式装置在扩音模式中使用者方向的收音效果，并同时抑制其他方向产生的噪音，提高噪声环境下收音的强健性，大幅改善手机等手持式装置在扩音模式时的收音品质。
技术实现思路
本专利技术提供一种麦克风阵列信号处理方法及执行所述方法的手持式装置，通过麦克风阵列信号处理方法中的声压值判定步骤、声源角度判定步骤及增强信号产生步骤，可强化手持式装置在扩音模式中使用者方向的收音效果，并同时抑制其他方向产生的噪音，提高噪声环境下收音的强健性，大幅改善手持式装置在扩音模式时的收音品质。依据本专利技术一实施方式提供一种麦克风阵列信号处理方法，用于麦克风阵列，麦克风阵列包含多个麦克风，所述麦克风具有预设的中心位置、应用频率及声压阈值，麦克风阵列信号处理方法包含声音信号接收步骤、声压信号产生步骤、声压值判定步骤、声源角度判定步骤及增强信号产生步骤。在声音信号接收步骤中，通过各麦克风接收多个声音信号。在声压信号产生步骤中，将各麦克风所接收的声音信号转换为频域上的多个声压信号，各声压信号对应一频率及相对于中心位置的一声源角度。在声压值判定步骤中，一部分数量的声压信号为多个应用声压信号，各应用声压信号所对应的频率小于应用频率，判定应用声压信号中任一者的声压值是否大于声压阈值。在声源角度判定步骤中，当应用声压信号中所述一者的声压值大于声压阈值时，通过最小变异量无失真响应演算法判定应用声压信号中所述一者的声源角度是否介于-45度至45度之间。在增强信号产生步骤中，依据对应相同的声源角度的应用声压信号中所述一者及其他者而得出总声压信号，总声压信号对应所述声源角度，当所述声源角度介于-45度至45度之间时，将总声压信号的声压值加上增强权重值而成为增强信号，增强权重值大于0dB。因此，有助增强主要声源预设方向发出的声音，同时有效区隔其他方向发出的噪音，以有助提供使用者所需的声音信号品质。根据前述实施方式的麦克风阵列信号处理方法，还包含声压值保持步骤，当应用声压信号中另一者的声压值不大于声压阈值时，应用声压信号中所述另一者的声压值保持不变。根据前述实施方式的麦克风阵列信号处理方法，其中在声源角度判定步骤中，判定应用声压信号中所述一者的声源角度是否介于-30度至30度之间。在增强信号产生步骤中，当声源角度介于-30度至30度之间时，将总声压信号的声压值加上增强权重值而成为增强信号，增强权重值大于0dB。麦克风阵列信号处理方法还包含抑制信号产生步骤，依据对应相同的声源角度的应用声压信号中所述一者及其他者而得出总声压信号，总声压信号对应声源角度，当声源角度不介于-30度至30度之间时，将总声压信号的声压值加上抑制权重值而成为抑制信号，抑制权重值小于0dB。根据前述实施方式的麦克风阵列信号处理方法，其中在声源角度判定步骤中，通过最小变异量无失真响应演算法判定应用声压信号中所述一者的声源角度是否介于-30度至30度之间。在增强信号产生步骤中，通过宽边阵列演算法且依据对应相同的声源角度的应用声压信号中所述一者及其他者而得出总声压信号。在抑制信号产生步骤中，通过宽边阵列演算法且依据对应相同的声源角度的应用声压信号中所述一者及其他者而得出总声压信号。根据前述实施方式的麦克风阵列信号处理方法，其中声压阈值大于60dB且小于110dB，增强权重值大于0dB且小于20dB，抑制权重值大于-20dB且小于0dB。根据前述实施方式的麦克风阵列信号处理方法，其中麦克风的数量为两个，麦克风分别设置于手持式装置的两端，应用频率与麦克风之间的距离成反比，声源零度方向垂直于距离的方向且位于麦克风的前方。通过前述实施方式的麦克风阵列信号处理方法，有助记录或输出使用者所需的声音信号品质。依据本专利技术另一实施方式提供一种手持式装置，执行前述的麦克风阵列信号处理方法，手持式装置包含麦克风阵列及麦克风阵列信号处理单元。麦克风阵列包含多个麦克风。麦克风阵列信号处理单元通信连接麦克风，麦克风阵列信号处理单元执行声压信号产生步骤、声压值判定步骤、声源角度判定步骤及增强信号产生步骤。因此，有效区隔主要声源预设方向与其他方向发出的声音，同时简化手持式装置的软硬件设计。根据前述实施方式的手持式装置，其中在声源角度判定步骤中，通过最小变异量无失真响应演算法判定应用声压信号中所述一者的声源角度是否介于-30度至30度之间。在增强信号产生步骤中，通过宽边阵列演算法且依据对应相同的声源角度的应用声压信号中所述一者及其他者而得出总声压信号，当声源角度介于-30度至30度之间时，将总声压信号的声压值加上增强权重值而成为增强信号，增强权重值大于0dB。麦克风阵列信号处理方法还包含抑制信号产生步骤，通过宽边阵列演算法且依据对应相同的声源角度的应用声压信号中所述一者及其他者而得出总声压信号，总声压信号对应声源角度，当声源角度不介于-30度至30度之间时，将总声压信号的声压值加上抑制权重值而成为抑制信号，抑制权重值小于0dB。根据前述实施方式的手持式装置，其中声压阈值大于60dB且小于110dB，增强权重值大于0dB且小于20dB，抑制权重值大于-20dB且小于0dB。根据前述实施方式的手持式装置，其中麦克风的数量为两个，麦克风分别设置于手持式装置的两端，应用频率与麦克风之间的距离成反比，声源零度方向垂直于距离的方向且位于麦克风的前方。通过前述实施方式的手持式装置，有助于提升手持式装置在扩音模式时的收音品质。附图说明图1示出本专利技术第一实施例的麦克风阵列信号处理方法的流程图；图2示出本专利技术第二实施例的麦克风阵列信号处理方法的流程图；图3A示出本专利技术第三实施例的手持式装置的方框图；图3B示出第三实施例的手持式装置的立体图；图3C示出第三本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种麦克风阵列信号处理方法，其特征在于，用于一麦克风阵列，该麦克风阵列包含多个麦克风，所述多个麦克风具有预设的一中心位置、一应用频率及一声压阈值，该麦克风阵列信号处理方法包含：/n一声音信号接收步骤，通过各该麦克风接收多个声音信号；/n一声压信号产生步骤，将各该麦克风所接收的所述多个声音信号转换为频域上的多个声压信号，各该声压信号对应一频率及相对于该中心位置的一声源角度；/n一声压值判定步骤，一部分数量的所述多个声压信号为多个应用声压信号，各该应用声压信号所对应的该频率小于该应用频率，判定所述多个应用声压信号中任一者的一声压值是否大于该声压阈值；/n一声源角度判定步骤，当所述多个应用声压信号中该者的该声压值大于该声压阈值时，通过一最小变异量无失真响应演算法判定所述多个应用声压信号中该者的该声源角度是否介于-45度至45度之间；以及/n一增强信号产生步骤，依据对应相同的该声源角度的所述多个应用声压信号中该者及其他者而得出一总声压信号，该总声压信号对应该声源角度，当该声源角度介于-45度至45度之间时，将该总声压信号的一声压值加上一增强权重值而成为一增强信号，该增强权重值大于0dB。/n...

【技术特征摘要】
1.一种麦克风阵列信号处理方法，其特征在于，用于一麦克风阵列，该麦克风阵列包含多个麦克风，所述多个麦克风具有预设的一中心位置、一应用频率及一声压阈值，该麦克风阵列信号处理方法包含：
一声音信号接收步骤，通过各该麦克风接收多个声音信号；
一声压信号产生步骤，将各该麦克风所接收的所述多个声音信号转换为频域上的多个声压信号，各该声压信号对应一频率及相对于该中心位置的一声源角度；
一声压值判定步骤，一部分数量的所述多个声压信号为多个应用声压信号，各该应用声压信号所对应的该频率小于该应用频率，判定所述多个应用声压信号中任一者的一声压值是否大于该声压阈值；
一声源角度判定步骤，当所述多个应用声压信号中该者的该声压值大于该声压阈值时，通过一最小变异量无失真响应演算法判定所述多个应用声压信号中该者的该声源角度是否介于-45度至45度之间；以及
一增强信号产生步骤，依据对应相同的该声源角度的所述多个应用声压信号中该者及其他者而得出一总声压信号，该总声压信号对应该声源角度，当该声源角度介于-45度至45度之间时，将该总声压信号的一声压值加上一增强权重值而成为一增强信号，该增强权重值大于0dB。


2.如权利要求1所述的麦克风阵列信号处理方法，其特征在于，还包含：
一声压值保持步骤，当所述多个应用声压信号中另一者的该声压值不大于该声压阈值时，所述多个应用声压信号中该另一者的该声压值保持不变。


3.如权利要求1所述的麦克风阵列信号处理方法，其特征在于，在该声源角度判定步骤中，判定所述多个应用声压信号中该者的该声源角度是否介于-30度至30度之间；
在该增强信号产生步骤中，当该声源角度介于-30度至30度之间时，将该总声压信号的该声压值加上该增强权重值而成为该增强信号，该增强权重值大于0dB；以及
该麦克风阵列信号处理方法还包含一抑制信号产生步骤，依据对应相同的该声源角度的所述多个应用声压信号中该者及该其他者而得出该总声压信号，该总声压信号对应该声源角度，当该声源角度不介于-30度至30度之间时，将该总声压信号的该声压值加上一抑制权重值而成为一抑制信号，该抑制权重值小于0dB。


4.如权利要求3所述的麦克风阵列信号处理方法，其特征在于，在该声源角度判定步骤中，通过该最小变异量无失真响应演算法判定所述多个应用声压信号中该者的该声源角度是否介于-30度至30度之间；
在该增强信号产生步骤中，通过一宽边阵列演算法且依据对应相同的该声源角度的所述多个应用声压信...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈佑祥，谢秉儒，黄荣钦，
申请(专利权)人：环鸿电子昆山有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32