用于阵列麦克风的可调整的波瓣形状制造技术

本发明专利技术提供具有可调整波瓣形状的阵列麦克风系统及方法。阵列麦克风中的拾音模式的所述波瓣形状可通过对组成阵列的麦克风元件的子集的音频信号进行加权来调整。可在独立于波瓣的操纵向量的方向上调整所述波瓣形状。用户可对波瓣具有较大控制，这可使得对环境中的音频源具有较高效且最优的覆盖。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于阵列麦克风的可调整的波瓣形状交叉参考本申请案主张于2018年9月20日申请的第62/733,779号美国临时专利申请案的优先权，所述临时专利申请案的全部内容以引用的方式并入本文中。
本申请案一般来说涉及一种具有可调整波瓣形状的阵列麦克风。特定来说，本申请案涉及一种允许在独立于波瓣的操纵向量的方向上较多地控制波瓣的形状的阵列麦克风。
技术介绍
会议环境(例如，会议厅、会议室、视频会议应用等等)可涉及使用麦克风来捕获来自此些环境中的现用的各种音频源的声音。举例来说，此些音频源可包含人类发言。经捕获声音可通过放大扬声器(用于声音加强)散播到环境中的本地听众及/或远离环境的其它听众(例如，经由电视广播及/或网络广播)。麦克风的类型及其在特定环境中的放置可取决于音频源的位置、物理空间要求、美观、房间布局及/或其它考虑因素。举例来说，在一些环境中，麦克风可放置于靠近音频源的桌子或讲台上。举例来说，在其它环境中，麦克风可安装在高处以捕获来自整个房间的声音。因此，可获得各种大小、形状因数、安装选项及布线选项的麦克风以满足特定环境的需要。传统麦克风通常具有固定极性模式及很少可手动选择的设置。为捕获会议环境中的声音，可同时使用许多传统麦克风来捕获环境内的音频源。然而，传统麦克风也倾向捕获不想要的音频，例如，房间噪声、回声，及其它非所要的音频元素。许多麦克风的使用加剧对这些不想要的噪声的捕获。具有多个麦克风元件的阵列麦克风可提供例如可操纵覆盖范围或拾音模式(具有一或多个波瓣)等益处，这允许麦克风集中于所要音频源且排斥不想要的声音，例如，房间噪声。操纵音频拾音模式的能力提供能够在麦克风放置上不那么精确的益处，且以此方式，阵列麦克风较宽容。而且，阵列麦克风提供用一个阵列麦克风或单元对多个音频源拾音的能力，此能力再次归因于操纵拾音模式的能力。然而，在某些环境及情况下，阵列麦克风的拾音模式的波瓣的几何形状可并非是最优的。举例来说，房间的尺寸或布局可使得其不能高效地被波瓣覆盖，或默认波瓣形状当在所要音频源处被操纵时可对非所要的噪声拾音。类似地，如果所有所要音频源在整个房间中太分散，那么默认波瓣形状可能不能覆盖此些源。作为实例，非所要的或不想要的音频源可由波瓣拾音。在另一实例中，两个邻近讲话人可较高效地由一个拉伸波瓣而非两个默认窄波瓣拾音。因此，阵列麦克风具有解决这些关注点的机会。更特定来说，阵列麦克风具有允许较多地控制波瓣的整体形状以实现对环境的较高效及最优的覆盖的机会。
技术实现思路
本专利技术打算通过提供阵列麦克风系统及方法解决上述问题，所述阵列麦克风系统及方法经设计以尤其：(1)使得能够在独立于阵列麦克风的波瓣的操纵向量的方向上调整波瓣的形状；(2)选择阵列麦克风的麦克风元件的子集以执行波瓣形状调整；及(3)确定用于调整阵列麦克风的波瓣形状的权重。在一个实施例中，一种阵列麦克风包含处理器及多个麦克风元件，所述多个麦克风元件各自经配置以检测声音且输出音频信号。所述处理器可与所述多个麦克风元件通信。所述处理器可经配置以：从所述多个麦克风元件中的每一者接收所述音频信号；基于组合所述音频信号而将一或多个波瓣成形；且将权重应用于所述多个麦克风元件的一或多个子集的所述音频信号的量值，使得所述一或多个波瓣的形状被调整。在另一实施例中，揭示一种用于使用处理器选择阵列麦克风中的多个麦克风元件的一或多个子集以用于调整所述阵列麦克风的波瓣的形状的方法。所述方法可包含：在所述处理器处接收所述阵列麦克风的所述波瓣的所要操纵向量及所要形状；使用所述处理器基于所述所要操纵向量而指定所述多个麦克风元件的横向于所述所要操纵向量的中心线；使用所述处理器基于所述多个麦克风元件的所述一或多个子集到所述中心线的相应距离而选择所述子集；及使用所述处理器确定用于所述多个麦克风元件的所述经选择子集的权重，其中可将所述权重应用于所述经选择子集的所述音频信号的量值，使得所述一或多个波瓣的形状被调整为所述所要形状。依据以下详细描述及所附图式，将明了且更全面地理解这些及其它实施例以及各种排列及方面，以下详细描述及所附图式陈述指示可采用本专利技术的原理的各种方式的说明性实施例。附图说明图1是根据一些实施例的阵列麦克风的框图。图2是根据一些实施例的包含麦克风元件的阵列麦克风的示意图。图3是图解说明根据一些实施例的用于调整阵列麦克风的波瓣形状的操作的流程图。图4是图解说明根据一些实施例的用于选择阵列麦克风中的麦克风元件的子集来调整波瓣形状的操作的流程图。图5A到5F是展示根据一些实施例的麦克风元件的各种子集的极性响应及量值加权的图表。具体实施方式以下的描述根据本专利技术的原理描述、图解说明且例示本专利技术的一或多个特定实施例。提供此描述并非欲将本专利技术限于本文中描述的实施例，而是以此方式解释且教示本专利技术的原理：使得所属领域的普通技术人员能够理解这些原理且在有所述理解的情况下能够应用其以不仅实践本文中所描述的实施例，而且实践根据这些原理可想到的其它实施例。本专利技术的范围打算覆盖可照字面地或在等效内容的原则下归属于所附权利要求书的范围内的所有此些实施例。应注意，在描述及图式中，相似或基本上类似的元件可用相同参考编号来标记。然而，有时可用不同数字标记这些元件，例如在其中此类标记促进更清晰描述的情形中。此外，本文中陈述的图式未必按比例绘制，且在一些例子中可能已放大比例以更清晰地描绘某些特征。此些标记及图式实践未必暗指基础实质目的。如以上所述，本说明书打算被视为整体且根据如本文中教示的本专利技术的原理来解释且被所属领域的普通技术人员理解。本文中描述的阵列麦克风系统及方法可使得能够调整拾音模式的波瓣的形状以为声音捕获提供对环境的较高效及最优的覆盖。阵列麦克风可包含多个麦克风元件，及与麦克风元件通信的处理器。处理器可通过组合从麦克风元件接收的音频信号而将一或多个波瓣成形，且每一波瓣可与操纵向量相关联。处理器可通过将权重应用于麦克风元件的子集的音频信号的量值而在独立于操纵向量的方向上调整波瓣的形状。以此方式，用户可对阵列麦克风的波瓣的几何形状具有较大控制以例如避免非所要的噪声及/或较高效地覆盖环境内的音频源。图1是可以各种频率检测来自音频源的声音的阵列麦克风100的框图。可在例如音频源可为一或多个发言人的会议厅或会议室中利用阵列麦克风100。在环境中可存在可为非所要的其它声音，例如来自通风设备、其他人员、音频/视觉装备、电子装置等的噪声。在典型情况中，音频源可坐在桌子旁的椅子上，但音频源的其它配置及放置是可考虑及可能的。阵列麦克风100可放置于桌子、讲台、桌面等上，使得可检测且捕获来自音频源的声音，例如发言人所说的演讲。阵列麦克风100可包含例如任何数目个麦克风元件102a、102b、…、102zz，且能够将多个拾音模式成形，使得可检测且捕获来自音频源的声音。任何适当数目个麦克风元件102是可能及可考虑的。阵列麦克风100中的麦克风元件102中的每一者可检测声音本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种阵列麦克风，其包括：/n多个麦克风元件，所述多个麦克风元件中的每一者经配置以检测声音且输出音频信号；/n处理器，其与所述多个麦克风元件通信，所述处理器经配置以：/n从所述多个麦克风元件中的每一者接收所述音频信号；/n基于组合所述音频信号而将一或多个波瓣成形；及/n将权重应用于所述多个麦克风元件的一或多个子集的所述音频信号的量值，使得所述一或多个波瓣的形状被调整。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180920 US 62/733,7791.一种阵列麦克风，其包括：
多个麦克风元件，所述多个麦克风元件中的每一者经配置以检测声音且输出音频信号；
处理器，其与所述多个麦克风元件通信，所述处理器经配置以：
从所述多个麦克风元件中的每一者接收所述音频信号；
基于组合所述音频信号而将一或多个波瓣成形；及
将权重应用于所述多个麦克风元件的一或多个子集的所述音频信号的量值，使得所述一或多个波瓣的形状被调整。


2.根据权利要求1所述的阵列麦克风，其中所述处理器经配置以通过基于所述多个麦克风元件的所述一或多个子集距中心线的距离应用所述权重来应用所述权重，其中所述中心线横向于与所述一或多个波瓣相关联的操纵向量。


3.根据权利要求1所述的阵列麦克风，其中所述处理器进一步经配置以自动地确定操纵向量及所要形状。


4.根据权利要求1所述的阵列麦克风，其进一步包括与所述处理器通信的用户接口，其中所述处理器进一步经配置以从所述用户接口接收操纵向量。


5.根据权利要求1所述的阵列麦克风：
其进一步包括与所述处理器通信的用户接口；
其中：
所述处理器进一步经配置以从所述用户接口接收所述一或多个波瓣的所要形状；且
所述处理器经配置以通过将所述权重应用于所述多个麦克风元件的一或多个子集的所述音频信号的所述量值来应用所述权重，使得所述一或多个波瓣的所述形状被调整为所述所要形状。


6.根据权利要求1所述的阵列麦克风：
其进一步包括与所述处理器通信的数据库，其中所述数据库包括对应于所述一或多个波瓣的不同形状的多个权重；
其中所述处理器进一步经配置以从所述数据库检索用于所述一或多个波瓣的所述形状的所述权重。


7.根据权利要求1所述的阵列麦克风，其中所述多个麦克风元件布置于不同大小的若干个同心嵌套环中，每一环包括沿着所述环的圆周以预定间隔定位的所述多个麦克风元件的子集。


8.根据权利要求7所述的阵列麦克风，其中所述同心嵌套环彼此旋转偏移。


9.根据权利要求7所述的阵列麦克风，其中所述环定位...

【专利技术属性】
技术研发人员：B·R·舒莫德，M·T·亚伯拉罕，
申请(专利权)人：舒尔获得控股公司，
类型：发明
国别省市：美国;US