麦克风位置确定方法及麦克风系统技术方案

本发明专利技术提供麦克风位置确定方法及麦克风系统。所述麦克风位置确定方法是用于确定具有在多个同心圆中配置的多个麦克风(11)的麦克风阵列(1)中的所述多个麦克风(11)的位置的方法。所述麦克风位置确定方法包括：约束条件获取步骤，用于获取包括所述多个麦克风(11)的最大数量的约束条件；以及选择步骤，用于从所述多个同心圆中的各同心圆中所包括的麦克风(11)的数量和所述多个同心圆中的各同心圆的半径的多个组合中，选择表示与所述麦克风阵列(1)的指向特性的目标值的差最小的指向特性的组合，其中所述多个组合满足所述约束条件。其中所述多个组合满足所述约束条件。其中所述多个组合满足所述约束条件。

【技术实现步骤摘要】
麦克风位置确定方法及麦克风系统


[0001]本专利技术涉及包括多个麦克风的麦克风阵列中的该多个麦克风的位置的确定方法及包括麦克风阵列的麦克风系统。

技术介绍

[0002]传统地，已知会议室等中所安装的麦克风阵列。在美国专利9565493所公开的传统麦克风阵列中，多个麦克风被设置在多个同心圆上。

技术实现思路

[0003]专利技术要解决的问题
[0004]传统麦克风阵列中的麦克风的配置由设计者的经验和直觉确定。因此，麦克风阵列的指向特性中的主瓣和旁瓣之间的差是不够的，并且需要提高指向性。
[0005]本专利技术集中于这一点，并且本专利技术的目的是提高麦克风阵列的指向性。
[0006]用于解决问题的方案
[0007]根据本专利技术的第一方面的麦克风位置确定方法是用于确定具有在多个同心圆中配置的多个麦克风的麦克风阵列中的所述多个麦克风的位置的方法。
[0008]所述麦克风位置确定方法包括：约束条件获取步骤，用于获取包括所述多个麦克风的最大数量的约束条件；以及选择步骤，用于从(i)所述多个同心圆中的各同心圆中所包括的麦克风的数量和(ii)所述多个同心圆中的各同心圆的半径的多个组合中，选择表示与所述麦克风阵列的指向特性的目标值的差最小的指向特性的组合，其中所述多个组合满足所述约束条件。
[0009]所述选择步骤可以包括通过使用包括所述多个同心圆中的各同心圆中所包括的麦克风的数量和所述多个同心圆中的各同心圆的半径的变量向量作为差分进化算法中所使用的变异向量，来选择表示与所述目标值的差最小的指向特性的、所述多个同心圆中的各同心圆中所包括的麦克风的数量和所述多个同心圆中的各同心圆的半径的组合。
[0010]所述约束条件获取步骤可以包括获取用于指定声源的方向的多个声源定位麦克风的数量作为所述约束条件之一。所述约束条件获取步骤可以包括获取所述多个同心圆中的最外侧同心圆的半径作为所述约束条件之一。所述约束条件获取步骤可以包括获取所述多个同心圆中的各同心圆中所包括的麦克风的数量为三个或更多个作为所述约束条件之一。
[0011]所述约束条件获取步骤可以包括获取与对所输入的声音信号的灵敏度的主瓣的大小和旁瓣的大小之间的差相对应的指向特性的目标值作为所述约束条件之一。
[0012]所述选择步骤可以包括：将包括配置有所述多个麦克风的所述多个同心圆的数量、所述多个同心圆中的各同心圆的半径、以及所述多个同心圆中的各同心圆中配置的所述麦克风的数量作为变量的向量设置为初始变量向量；计算初始目标函数值，所述初始目标函数值是表示所述麦克风阵列的指向特性的理想值和使用所述初始变量向量计算出的
所述麦克风阵列的指向特性之间的误差的值；确定与所述初始变量向量不同的多个更新变量向量；计算多个更新目标函数值，所述多个更新目标函数值是表示所述麦克风阵列的指向特性的理想值和使用所述多个更新变量向量计算出的所述麦克风阵列的指向特性之间的误差的值，以及从所述初始目标函数值和所述多个更新目标函数值中，选择与最小目标函数值相对应的、所述多个麦克风的位置的组合。
[0013]根据本专利技术的第二方面的麦克风系统是具有在多个同心圆上配置的多个麦克风的麦克风阵列，其中，所述多个同心圆中的彼此相邻的两个同心圆的半径之间的差的变化量不会根据相对于所述多个同心圆的中心位置的距离而单调增加，以及指向特性中的旁瓣相对于主瓣的衰减量等于或大于10dB。
[0014]所述多个麦克风可以包括：多个定位麦克风，其被设置在所述中心位置处以及所述多个同心圆中的离所述中心位置最近的最内侧同心圆上的多个位置处，并且用于指定声源的方向；以及多个波束形成麦克风，其被设置在所述多个同心圆上，并且用于收集从所述多个定位麦克风所指定的声源产生的声音。
[0015]可以在所述最内侧同心圆上等间隔地配置有三个或六个所述定位麦克风。所述多个定位麦克风中的彼此相邻的两个定位麦克风之间的距离可以小于或等于用于指定所述声源的方向的频带中的声音的最小波长的一半。所述两个定位麦克风之间的距离可以小于或等于42.5mm。
[0016]可以在通过所述多个同心圆的中心的至少一个直线与所述多个同心圆中的各同心圆相交的多个交点处设置有所述多个麦克风中的一些麦克风。
[0017]上述的麦克风系统还可以包括：音频处理部，用于处理从所述麦克风阵列输出的声音信号，其中，所述音频处理部可以包括：方向指定部，用于基于从所述多个定位麦克风输入的多个声音信号来指定声源的方向；以及声音输出部，用于输出通过基于所述方向指定部所指定的所述声源的方向对输入到所述多个波束形成麦克风的多个声音中的各声音进行加权而合成的声音。
[0018]专利技术的效果
[0019]根据本专利技术，实现了使麦克风阵列不太可能收集不必要的声音的效果。
附图说明
[0020]图1A和1B各自示出麦克风系统的概要。
[0021]图2示出麦克风阵列的结构。
[0022]图3示出音频处理部的结构。
[0023]图4是示出多个麦克风的配置的确定方法的概要的流程图。
[0024]图5示出本搜索例中所使用的模型。
[0025]图6示出第一搜索例的麦克风阵列的指向特性。
[0026]图7示出比较例的麦克风阵列的指向特性。
[0027]图8示出第二搜索例的麦克风阵列的指向特性。
[0028]图9示出第三搜索例的麦克风阵列的指向特性。
具体实施方式
[0029][麦克风系统S的概要][0030]图1A和1B分别示出麦克风系统S的概要。图2示出麦克风阵列1的结构。麦克风系统S包括麦克风阵列1和音频处理部2，并且是用于收集诸如会议室或大厅等的空间中的多个说话者H(图1A和1B中的说话者H-1至H-4)所产生的语音的系统。麦克风系统S无需包括音频处理部2，并且可以连接至进行音频处理的计算机。
[0031]如图2中的黑色圆所示，麦克风阵列1包括多个麦克风11，并且被安装在说话者H停留的空间的天花板、墙面或地面上。麦克风阵列1基于输入到多个麦克风11的语音而向音频处理部2输入多个声音信号。
[0032]音频处理部2是处理从麦克风阵列1输出的声音信号(即，从多个麦克风11输出的多个声音信号)的装置。音频处理部2通过分析从麦克风阵列1输入的声音信号来指定向着说话的说话者H(即，声源)所在位置的方向。此外，音频处理部2通过基于向着指定说话者H的方向调整与多个麦克风11相对应的多个声音信号的权重系数来执行波束形成处理，并且使对该说话者H所产生的语音的灵敏度高于对来自除向着该说话者H的方向以外的其它方向的声音的灵敏度。
[0033]图1A示出说话者H-2正在说话的状态。图1B示出说话者H-3正在说话的状态。在图1A所示的状态中，音频处理部2进行波束形成处理，使得麦克风阵列1的指向特性中的主瓣指向说话者H-2。在这种情况下，音频处理部2例如通过向从说话者H-2附近的位置处的麦克风11输出的声音信号分配比向从其它麦克风11输出的声音信本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种麦克风位置确定方法，其是用于确定具有在多个同心圆中配置的多个麦克风的麦克风阵列中的所述多个麦克风的位置的方法，所述麦克风位置确定方法包括：约束条件获取步骤，用于获取包括所述多个麦克风的最大数量的约束条件；以及选择步骤，用于从所述多个同心圆中的各同心圆中所包括的麦克风的数量和所述多个同心圆中的各同心圆的半径的多个组合中，选择表示与所述麦克风阵列的指向特性的目标值的差最小的指向特性的组合，其中所述多个组合满足所述约束条件。2.根据权利要求1所述的麦克风位置确定方法，其中，所述选择步骤包括通过使用包括所述多个同心圆中的各同心圆中所包括的麦克风的数量和所述多个同心圆中的各同心圆的半径的变量向量作为差分进化算法中所使用的变异向量，来选择表示与所述目标值的差最小的指向特性的、所述多个同心圆中的各同心圆中所包括的麦克风的数量和所述多个同心圆中的各同心圆的半径的组合。3.根据权利要求1或2所述的麦克风位置确定方法，其中，所述约束条件获取步骤包括获取用于指定声源的方向的多个声源定位麦克风的数量作为所述约束条件之一。4.根据权利要求1或2所述的麦克风位置确定方法，其中，所述约束条件获取步骤包括获取所述多个同心圆中的最外侧同心圆的半径作为所述约束条件之一。5.根据权利要求1或2所述的麦克风位置确定方法，其中，所述约束条件获取步骤包括获取所述多个同心圆中的各同心圆中所包括的麦克风的数量为三个或更多个作为所述约束条件之一。6.根据权利要求1或2所述的麦克风位置确定方法，其中，所述约束条件获取步骤包括获取与对所输入的声音信号的灵敏度的主瓣的大小和旁瓣的大小之间的差相对应的指向特性的目标值作为所述约束条件之一。7.根据权利要求1或2所述的麦克风位置确定方法，其中，所述选择步骤包括：将包括配置有所述多个麦克风的所述多个同心圆的数量、所述多个同心圆中的各同心圆的半径、以及所述多个同心圆中的各同心圆中配置的所述麦克风的数量作为变量的向量设置为初始变量向量；计算初始目标函数值，所述初始目标函数值是表示所述麦克风阵列的指向特性的理想值和使用所述初始变量向量计算出的所述麦克风阵列的指向特性之间的误...

【专利技术属性】
技术研发人员：金丸真健，
申请(专利权)人：铁三角有限公司，
类型：发明
国别省市：