汽车驾驶舱多音区小型拾音消噪麦克风阵列制造技术

本发明专利技术汽车驾驶舱多音区小型拾音消噪麦克风阵列，包括对应设置于汽车驾驶仓内的双麦克风阵列，双麦克风阵列包括两个横向排列的麦克风主体，两个麦克风主体间距

【技术实现步骤摘要】
汽车驾驶舱多音区小型拾音消噪麦克风阵列


[0001]本专利技术汽车驾驶仓拾音技术，具体的，是一种汽车驾驶舱多音区小型拾音消噪麦克风阵列
。

技术介绍

[0002]汽车中的麦克阵列，已经存在了很多年了，最早的是单个麦克，一般放在汽车驾驶员的上方遮阳板附近，只拾取驾驶员的声音，用于汽车免提电话的语音通话，当然其他噪音也会混进去，通过软法或硬件芯片消除，可以进一步消除车内回音和车内噪音
。
[0003]最早的麦克阵列消噪效果并不好，人们就开始增加一个麦克，用两个并列的麦克风阵列来替代单个麦克，一般这种麦克会放在中间后视镜和天窗控制按键位置，通过双麦克的波束成形，来达到更好的驾驶员声音拾取和消噪效果，有点系统还能通过波束成形，同时拾取副驾驶位置的语音人声，最初此系统主要用于语音通话
。
[0004]随着新能源汽车的发展，特别是电动汽车的发展，智能语音座舱也越来越普及，特别是随着人机语音控制和人机对话被引入汽车，成为一个必不可少的功能，各种各样的麦克风阵列，也被布置在智能座舱里
。
[0005]而且，现在每个座位上的乘客都可以唤醒语音助手，并进行人机对话，所以需要多音区同时的拾音和消噪，现在流行的方法是在每一个座位的上方或者车门上方都布置一个麦克，这叫分布式的麦克阵列布置
。
[0006]分布式的麦克阵列布置存在问题：
[0007]每个麦克都要单独布线，造成线束的增加，特别是现在智能汽车里各种传感器众多，声学装置越来越多，其中喇叭可以多达
20
‑
30
个，麦克多达8‑
10
个，所有的传感器都需要复杂的线束，如何减少线束的长度，减轻线束的重量，是每个整车厂越来越关心的问题；
[0008]同时，很多声学信号，是通过
A2B
总线传输的
。
每一个位置的喇叭，每一个位置的麦克，都要占用
A2B
总线上的一个节点，这样每个节点都需要一颗昂贵的
A2B
芯片，每条总线最多只能挂
16
个节点，分布式声学布线也是非常昂贵的
。
[0009]麦克风阵列已经广泛的应用于智能音箱，电话会议等产品和情景中
。
甚至并排双麦克风阵列也普遍的应用在汽车里，一般出现在中间后视镜和天窗控制键附近，主要用于汽车电话通话和语音命令，但是当人们把智能音箱和语音小助手等功能引入汽车座舱的时候，需要更多个麦克风的阵列，取得更好的消噪性能和指向性
。
[0010]能不能直接把智能音箱的麦克阵列直接移植到汽车里呢？亚马逊等公司尝试过，效果并不太好，国内的智能新能源汽车一般采用分布式麦克风，在每个座位上方安装一个或多个麦克风，但是这又带来布线太长，成本过高的问题，另外麦克风太靠近车门的位置，也易受风的影响，当车窗打开的时候，往往语音识别会失效
。
[0011]汽车座舱内部的声学环境非常复杂，因为空间狭小，车内车窗和其他表面的反射相当严重，因此多麦克风阵列形成的波束，往往和在实验室大空间里的测试结果完全不一样，导致多音区拾音和消噪效果不尽人意
。
[0012]因此，有必要提高一种汽车驾驶舱多音区小型拾音消噪麦克风阵列来解决上述问题
。

技术实现思路

[0013]本专利技术的目的是提供一种汽车驾驶舱多音区小型拾音消噪麦克风阵列
。
[0014]技术方案如下：
[0015]一种汽车驾驶舱多音区小型拾音消噪麦克风阵列，包括对应设置于汽车驾驶仓内的双麦克风阵列，双麦克风阵列包括两个横向排列的麦克风主体，两个麦克风主体间距
2cm
‑
4cm
；
[0016]通过端射波束成形技术进行波束成型，分别形成左右方向的端射单指向波束，分别指向左右主副驾或者后排左右乘客的座位头部人嘴区域；
[0017]通过多音区消噪算法进行消噪，通过一个主波束和一个参考波束互相对消，利用主波束和参考波束中针对特定方向和区域说话人的话含量的差异，以及他们波束中环境噪音含量的差异，进行自适应的对消；最大限度的消除环境噪音，同时最大限度的保存指向的特定区域说话人的话语；
[0018]双麦克风阵列布置在汽车每一排座椅的中间顶棚上面，和每一排的人头平行，有几排座椅就布置几个麦克风阵列
。
[0019]进一步的，主波束是心形单指向波形，指向说话的主驾驶或者乘客的嘴部，所以主波束最大量的包含说话人的说话，心形波束的静音方向指向同排乘客或者副驾，最大限度的消除反方向，如副驾方向
、
同排旁边乘客的方向传来的声音
。
[0020]进一步的，参考波束与主波束相反，也是心形单指向波束，但是指向同排旁边的乘客或者副驾，而它的静音方向却指向说话的主驾驶或者乘客的嘴部，从而最大限度的剔除了说话人的声音，主要包含了环境噪音和旁边说话人的声音
。
[0021]进一步的，因为主波束和参考波束中的说话和噪音都不纯，所以保护特定的说话声就特别重要，通过说话声音检测算法，对说话声音的保护，否则说话声音很有可能被当成噪音消掉
。
[0022]进一步的，说话声音检测算法，是通过主波束和参考波束空间形状的不同，利用他们在不同方向的能量比的不同，来判断和保护来自特定的需要的说法方向的语音，而不保护其他方向的声音
。
[0023]进一步的，端射波束形成的波束是单指向的，经过自适应消噪算法以后，波形更窄，包含在波束里面的噪音更少，消噪和消回音的效果更佳
。
[0024]进一步的，端射波束形成的波束，从侧面横向指向人嘴，不容易受人嘴说话在挡风玻璃上直接反射的影响
。
[0025]进一步的，主波束和参考波束，都源自同一个狭小的区域，他们的信号在时间是没有先后之分，几乎是同时发声的，参考路信号并不比主路信号在时间上发生的更早，因此无法直接采用自适应参考路信号消除方法，在主波束主信号上加一段延迟，造成主信号和参考信号一个人为的时间延迟，再应用自适应参考路信号消除算法
。
[0026]进一步的，信号延迟量的大小，一般是环境冲激响应的长度，自适应算法的滤波器长度，就是主信号延迟量的两倍；由于主波束信号和参考波束的空间距离很近，时间延迟很
短，因此冲激响应和滤波器长度都可以采取较短的长度，即可以达到较为满意的效果
。
[0027]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
[0028]集中式麦克风阵列，相较于分布式麦克风阵列，节省一半的线束，也节省一半的
A2B bus
节点芯片，不但省钱，也减轻线束的重量和布线复杂度；
[0029]麦克风阵列由于布置于座舱顶棚中间线上，远离车窗，因此较少会受风噪的影响，特别是在行使中当车窗打开的时候，能避免风直接吹到麦克，提高语音命令的识别率；
[0030]麦克风阵列是个小型麦克本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种汽车驾驶舱多音区小型拾音消噪麦克风阵列，其特征在于：包括对应设置于汽车驾驶仓内的双麦克风阵列，双麦克风阵列包括两个横向排列的麦克风主体，两个麦克风主体间距
2cm
‑
4cm
；通过端射波束成形技术进行波束成型，分别形成左右方向的端射单指向波束，分别指向左右主副驾或者后排左右乘客的座位头部人嘴区域；通过多音区消噪算法进行消噪，通过一个主波束和一个参考波束互相对消，利用主波束和参考波束中针对特定方向和区域说话人的话含量的差异，以及他们波束中环境噪音含量的差异，进行自适应的对消；最大限度的消除环境噪音，同时最大限度的保存指向的特定区域说话人的话语；双麦克风阵列布置在汽车每一排座椅的中间顶棚上面，和每一排的人头平行，有几排座椅就布置几个麦克风阵列
。2.
根据权利要求1所述的一种汽车驾驶舱多音区小型拾音消噪麦克风阵列，其特征在于：端射波束形成的波束是单指向的，经过自适应消噪算法以后，波形更窄，包含在波束里面的噪音更少，消噪和消回音的效果更佳
。3.
根据权利要求2所述的一种汽车驾驶舱多音区小型拾音消噪麦克风阵列，其特征在于：端射波束形成的波束，从侧面横向指向人嘴，不容易受人嘴说话在挡风玻璃上直接反射的影响
。4.
根据权利要求1所述的一种汽车驾驶舱多音区小型拾音消噪麦克风阵列，其特征在于：主波束是心形单指向波形，指向说话的主驾驶或者乘客的嘴部，所以主波束最大量的包含说话人的说话，心形波束的静音方向指向同排旁边乘客或者副驾，最大限度的消除反方向，如副驾方向
、
同排旁边乘客的方向传来的声音
。5.
根据权利要求4所述的一种汽车驾驶舱多音区小型拾音消噪麦克风阵列，其特征在于：参考波束与主波束相反，也是心形单指向波束，但是指向同排旁边的乘客或者副驾，而它的静音方向却指向说话的主驾驶或者同排拾音区域乘客的嘴部，从而最大限度的剔除了说话人的声音，主要包含了环境噪音和非拾音区说话人的声音
。6.
...

【专利技术属性】
技术研发人员：樊大申，
申请(专利权)人：上海芯智声科技有限公司，
类型：发明
国别省市：