基于两个或更多宽带麦克风信号生成修改宽带音频信号的电子设备制造技术

至少两个麦克风(330，370)响应于进入的声波来生成宽带电子音频信号，并且对宽带音频信号滤波(422、428、442、448))以生成低频带信号(423、443)和高频带信号(429、449)。从低频带信号生成低频带波束形成信号，并且将低频带波束形成信号与高频带信号组合，以生成修改的宽带音频信号。在一种实现中，提供了电子装置，其包括麦克风阵列、交叉部(450)、波束形成器模块(470)和组合器模块(480)。麦克风阵列具有响应于进入的声波而生成宽带电子音频信号的至少两个压力麦克风(330、370)。交叉部从宽带电子音频信号生成低频带信号和高频带信号。波束形成器模块从低频带信号生成低频带波束形成信号。组合器模块组合高频带信号和低频带波束形成信号以生成修改的宽带音频信号。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】基于两个或更多宽带麦克风信号生成修改宽带音频信号的电子设备
本专利技术总体上涉及便携式电子装置，并且更具体地涉及具有获取宽带音频信息的能力的便携式电子装置。
技术介绍
许多便携式电子装置现今实现了可以用于获取音频和视频信息的多媒体获取系统。许多这样的装置包括音频和视频记录功能，该音频和视频记录功能允许它们作为手持、 便携式音频-视频(AV)系统操作。具有这样的能力的便携式电子装置的示例例如包括数字无线蜂窝电话和其他类型的无线通信装置、数字摄像机等。一些便携式电子装置包括在便携式电子装置中安装的一个或多个麦克风。这些麦克风可以用于获取和/或记录来自装置的操作员和/或来自在被记录的对象的音频信息。 期望能够获取和/或记录在完全或整个音频频率带宽上的空间音频信号。波束形成一般指的是音频信号处理技术，该技术可以用于在空间上处理和滤波由麦克风阵列接收到的声波以实现在期望方向上的较窄的响应。波束形成可以用于改变麦克风阵列的定向性，使得可以组合从不同麦克风生成的音频信号。波束形成使得能够优先地观察特定的声音模式，以允许获取感兴趣的音频信号并且排除在定向波束模式之外的音频信号。然而，当被应用到便携式电子装置时，物理限制或约束可以限制传统多麦克风波束形成技术的有效性。便携式电子装置的物理结构可以限制多媒体获取系统的可用带宽， 并且因此防止它获取在全20-20KHZ音频带宽上的空间宽带音频信号。可以限制多媒体获取系统的性能或可使用带宽的参数包括例如因为安装麦克风的物理结构导致的物理麦克风间距、端口不匹配、频率响应不匹配和阴影。这部分地因为麦克风可以是多用途的，例如， 用于多媒体音频信号获取、私用模式电话对话和扬声器电话对话。因此，期望提供具有获取和/或记录在全音频频率带宽上的空间宽带音频信号的能力的改进的便携式电子装置。也期望提供在这样的装置内的方法和系统，该方法和系统可以允许便携式电子装置在虽然有这样的装置的物理限制的情况下获取和/或记录在全音频频率带宽上的空间宽带音频信号。此外，通过结合附图和前述的
和
技术介绍
进行的随后的详细说明和所附的权利要求，本专利技术的其他期望的特征和特性将变得显而易见。附图说明通过结合下面的附图考虑时参考详细说明和权利要求，可以得出对本专利技术的更完整的理解，在附图中，相似的附图标号贯穿附图指示类似的元件。图1A是根据公开的实施例的一种示例性实现的电子设备的前立体图1B是图1A的电子设备的后立体图2A是图1A的电子装置的前视图2B是图1A的电子装置的后视图3是根据公开的实施例的一些的电子装置的麦克风和摄像机配置的示意图4是根据公开的实施例的一些的电子装置的音频获取和处理系统的框图5A是根据公开的实施例的一些的一种实现的、由音频获取和处理系统生成的取向右边的低频带波束形成的信号的示例性极坐标图5B是根据公开的实施例的一些的一种实现的、由音频获取和处理系统生成的取向左边的低频带波束形成的信号的示例性极坐标图6是根据其他公开的实施例的一些的电子装置的麦克风和摄像机配置的示意图7是根据公开的实施例的一些的电子装置的音频获取和处理系统的框图8A是根据公开的实施例的一些的一种实现的、由音频获取和处理系统生成的取向右前边的低频带波束形成的信号的示例性极坐标图8B是根据公开的实施例的一些的一种实现的、由音频获取和处理系统生成的取向左前边的低频带波束形成的信号的示例性极坐标图9是根据其他公开的实施例的一些的电子装置的音频获取和处理系统的框图1OA是根据公开的实施例的一些的一种实现的、由音频获取和处理系统生成的左前边的低频带波束形成的信号的示例性极坐标图1OB是根据公开的实施例的一些的一种实现的、由音频获取和处理系统生成的前中心的低频带波束形成的信号的示例性极坐标图1OC是根据公开的实施例的一些的一种实现的、由音频获取和处理系统生成的右前边的低频带波束形成的信号的示例性极坐标图1OD是根据公开的实施例的一些的一种实现的、由音频获取和处理系统生成的左后边的低频带波束形成的信号的示例性极坐标IOE是根据公开的实施例的一些的一种实现的、由音频获取和处理系统生成的右后边的低频带波束形成的信号的示例性极坐标图11是图示根据公开的实施例的一些的用于低采样速率波束形成处理的方法的流程图；以及图12是可以在公开的实施例的一种实现中使用的电子装置的框图。具体实施方式如在此使用，词语“示例性”意指“作为示例、实例或例示”。下面的详细说明在本质上仅是示例性的，并且不意欲限制本专利技术或本专利技术的应用和使用。在此被描述为“示例性”的任何实施例不一定被解释为相对于其他实施例优选或有利。在该具体实施方式中描述的实施例的全部是示例性实施例，该示例性实施例被提供来使得本领域内的技术人员能够作出或使用本专利技术，并且不限制由权利要求限定的本专利技术的范围。此外，没有要被在前面的
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技术介绍
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技术实现思路
或下面的详细说明中提供的任何明确或隐含的理论约束的意欲。在详细描述根据本专利技术的实施例之前，应当观察到，实施例主要驻留在用于获取在20-20KHZ的全音频频率带宽上的宽带音频信息的方法中。因为可以限制多媒体获取系统的性能或可用带宽的参数，诸如因为安装麦克风的物理结构导致的物理麦克风间距、端口不匹配、频率响应不匹配和阴影，麦克风不能捕获20-20KHZ的全音频带宽。例如，一个麦克风用于扬声器电话模式，并且一般被放置于嘴部所位于的远端处。结果是具有麦克风的装置，该麦克风被放置得隔开太远以至于不能在具有超过在两个麦克风之间的距离的两倍的波长的频率上波束形成。如此一来，当麦克风隔开超过波长的一半时，常规的波束形成技术不能用于捕获音频信号的更高频分量。另外，麦克风谐振可以有时位于多媒体带宽内。虽然这些谐振的幅度的大多数可以被整平(例如，通过将声阻放置在麦克风路径内)，但是因为该谐振导致的相移仍然存在，并且如果麦克风不都具有相同的谐振，则在通道之间的该相位变化使得在那个区域中的波束形成不实用。根据该方法，响应于进入的声音来生成宽带电子音频信号，并且从宽带电子音频信号生成低频带信号和高频带信号。从低频带信号生成低频带波束形成信号。该低频带波束形成信号与高频带信号组合以生成修改的宽带音频信号。在一种实现中，提供了一种电子设备，该电子设备包括麦克风阵列、音频交叉部、 波束形成器模块和组合器模块。麦克风阵列包括至少两个压力麦克风，该至少两个压力麦克风响应于进入的声音来生成宽带电子音频信号。如在此使用的，术语“交叉部”指的是滤波器组，该滤波器组将进入的电子音频信号分割为至少一个高频带音频信号和至少一个低频带音频信号。因此，交叉部可以从宽带电子音频信号生成低频带信号和高频带信号。如果存在多个输入信号，则交叉部可以对于每一个进入的音频信号生成低频带信号和高频带信号。波束形成器模块从交叉部接收两个或更多的低频带信号，每一个进入的麦克风信号一个，并且从低频带信号生成低频带波束形成信号。组合器模块组合高频带信号和低频带波束形成信号以生成修改的宽带音频信号。在参考图3-12描述电子设备之前，将参考图1A-2B来描述电子设备和操作环境的一个示例。图1A是根据公开的实施例的一个示例性实现的电子设备100的前立体图。图1B是电子设备100的后立体图。参考视听地记录对象150的电子设备10本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.07.15 US 12/837,3141.一种电子设备,包括麦克风阵列，所述麦克风阵列具有至少两个压力麦克风，所述至少两个压力麦克风响应于进入的声音来生成宽带电子音频信号；交叉部，所述交叉部被设计成从所述宽带电子音频信号生成低频带信号和高频带信号;波束形成器模块，所述波束形成器模块被设计成从所述低频带信号生成低频带波束形成信号；以及组合器模块，所述组合器模块被设计成组合所述高频带信号和所述低频带波束形成信号，以生成修改的宽带音频信号。2.根据权利要求1所述的电子设备，其中，基于在所述至少两个压力麦克风之间的距离来确定所述交叉部的交叉频率。3.根据权利要求1所述的电子设备，其中，确定所述交叉部的交叉频率，使得所述高频带信号包括所述至少两个压力麦克风的第一谐振。4.根据权利要求1所述的电子设备，其中，所述低频带信号是全向的，并且所述高频带信号不是全向的。5.根据权利要求1所述的电子设备，其中，所述修改的宽带音频信号包括所述高频带信号和所述低频带波束形成信号的线性组合。6.根据权利要求1所述的电子设备，其中，所述麦克风阵列包括第一压力麦克风，所述第一压力麦克风响应于进入的声波而生成第一宽带电子音频信号；以及第二压力麦克风，所述第二压力麦克风响应于所述进入的声波而生成第二宽带电子音频信号，其中，所述交叉部包括第一低通滤波器，所述第一低通滤波器用于生成第一低频带信号，所述第一低频带信号包括所述第一宽带电子音频信号的低频分量；第一高通滤波器，所述第一高通滤波器用于生成第一高频带信号，所述第一高频带信号包括所述第一宽带电子音频信号的高频分量；第二低通滤波器，所述第二低通滤波器用于生成第二低频带信号，所述第二低频带信号包括所述第二宽带电子音频信号的低频分量；以及第二高通滤波器，所述第二高通滤波器用于生成第二高频带信号，所述第二高频带信号包括所述第二宽带电子音频信号的高频分量。7.根据权利要求6所述的电子设备，其中，所述波束形成器模块包括第一校正滤波器，所述第一校正滤波器用于校正在所述第一低频带信号中的相位延迟，以生成第一低频带延迟信号；第二校正滤波器，所述第二校正滤波器用于校正在所述第二低频带信号中的相位延迟，以生成第二低频带延迟信号；第一求和器模块，所述第一求和器模块被设计成对所述第一低频带信号和所述第二低频带延迟信号进行求和，以生成第一低频带波束形成信号；以及第二求和器模块，所述第二求和器模块被设计成对所述第二低频带信号和所述第一低频带延迟信号进行求和，以生成第二低频带波束形成信号。8.根据权利要求7所述的电子设备，其中，所述组合器模块包括第一组合器模块，所述第一组合器模块被设计成对所述第一高频带信号和所述第一低频带波束形成信号进行求和，以生成与右通道立体声输出相对应的第一修改的宽带音频信号；以及第二组合器模块，所述第二组合器模块被设计成对所述第二高频带信号和所述第二低频带波束形成信号进行求和，以生成与左通道立体声输出相对应的第二修改的宽带音频信号。9.根据权利要求7所述的电子设备，进一步包括摄像机，所述摄像机位于所述电子设备的前侧，其中，所述第一压力麦克风被部署在所述电子设备的右侧附近，并且所述第二压力麦克风被部署在所述电子设备的左侧附近，其中，所述第一低频带波束形成信号的图案一般指向右，并且所述第二低频带波束形成信号的图案指向左。10.根据权利要求1所述的电子设备，其中，所述麦克风阵列包括第一压力麦克风，所述第一压力麦克风响应于进入的声波来生成第一宽带电子音频信号;第二压力麦克风，所述第二压力麦克风响应于所述进入的声波来生成第二宽带电子音频信号；以及第三压力麦克风，所述第三压力麦克风响应于所述进入的声波来生成第三宽带电子音频信号，以及其中，所述交叉部包括第一低通滤波模块，所述第一低通滤波模块用于生成第一低频带信号，所述第一低频带信号包括所述第一宽带电子音频信号的低频分量；第一高通滤波模块...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗伯特·楚雷克，凯文·巴什迪尔，约耳·克拉克，普拉门·伊万诺夫，
申请(专利权)人：摩托罗拉移动有限责任公司，
类型：
国别省市：