專利名稱：高信噪比跟蹤定向采音設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于電通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種麥克風(fēng)的語音采集設(shè)備。
背景技術(shù)：
在眾多語音相關(guān)的場合中，人們普遍使用麥克風(fēng)作為語音拾取工具。目前語音采集一般還是利用單個孤立的麥克風(fēng)進行拾取，孤立麥克風(fēng)可以拾取拾音范圍內(nèi)的任何聲音，同時不可避免的拾取噪音，但人們常常只對這些信源中的一個或多個說話人感興趣；同時由于說話人可能在室內(nèi)小范圍內(nèi)走動，以及室內(nèi)各種其它聲音的多徑反射和混響等情況都會導(dǎo)致單個位置固定的麥克風(fēng)接收的信號不夠理想，從而導(dǎo)致語音通信質(zhì)量惡化，有時會使得感興趣的說話人的聲音難以聽清。位置固定的傳統(tǒng)麥克風(fēng)無法分離出不同的聲音、無法有效抑制噪聲，而且無法始終對準并跟蹤感興趣的說話人。·[0003]如果改變傳統(tǒng)的單個麥克風(fēng)的采音方式，利用多個麥克風(fēng)來拾取語音，把多個麥克風(fēng)排成線形或環(huán)形陣列，可以通過結(jié)合陣列信號處理而達到智能的語音信號處理。陣列式麥克風(fēng)對接收到的來自空間不同方向的空時信號進行處理，能夠自動跟蹤說話人的方向和位置變化并提高信噪比。因此，基于麥克風(fēng)陣列的產(chǎn)品能夠廣泛利用于具有嘈雜背景的語音通信環(huán)境，例如會場、多媒體教室、車載免提電話和助聽器等。但利用多個麥克風(fēng)并通過結(jié)合陣列信號處理的電路進行處理時，要分別固定好各個麥克風(fēng)的相對位置，比較麻煩，且成本較高。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型要解決的問題是提供一種價格低廉、采音靈敏且可定向跟蹤采集聲音、抑制環(huán)境噪音的語音拾取裝置。本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是高信噪比跟蹤定向采音設(shè)備，包括麥克風(fēng)陣列、控制盒，其特征在于麥克風(fēng)陣列由4-6個尺寸、性能均相同且間距10-20厘米固定在一起的麥克風(fēng)構(gòu)成；控制盒內(nèi)設(shè)置有前置放大濾波預(yù)處理電路和數(shù)字信號處理器(DSP)部分以及電源管理模塊。本實用新型的進一步設(shè)計，所述前置放大濾波電路中各個麥克風(fēng)對應(yīng)通道的增益完全相同，且增益可調(diào)；所述麥克風(fēng)均為駐極體麥克風(fēng)；所述數(shù)字信號處理器(DSP)使用浮點數(shù)字信號處理器ADSP21479，A/D和D/A模塊采用音頻編解碼器AD1939。電源管理模塊可以為每個麥克風(fēng)提供+5V的電壓，為放大濾波電路提+15V和-15V的偏置電壓，同時給DSP和擴音器供電。放大濾波模塊對采集到的聲音信號處理，濾掉高頻，并放大采集到的信號。數(shù)字信號處理部分是以浮點DSP——ADSP-21479為整個系統(tǒng)的核心，完成算法的執(zhí)行，并控制著整個系統(tǒng)的協(xié)調(diào)工作，系統(tǒng)中使用音頻編解碼器AD1939和RCA端子進行語音采集信號處理和實現(xiàn)A/D、D/A轉(zhuǎn)換功能。上述的電源管理模塊、放大濾波電路、DSP模塊均設(shè)置在控制盒中。[0011]本實用新型工作原理如下接通電源后，各模塊開始運作，麥克風(fēng)陣列將采集到的語音信號交由放大濾波電路進行預(yù)處理，處理后的聲音信號經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后送往數(shù)字信號處理系統(tǒng)(DSP)以實現(xiàn)算法，實現(xiàn)算法后的輸出信號在經(jīng)過D/A轉(zhuǎn)換后輸出，便可由音響播放出環(huán)境中說話聲音最響的那個人的聲音，當(dāng)講話者走動時，系統(tǒng)會自動跟蹤講話者聲音的位置，并抑制了其他方向的聲音，使得聲音更加清晰。上述算法是指采樣自相關(guān)矩陣求逆(SMI)算法，運行該算法可以求得講話者所在方向，進而求得麥克風(fēng)陣列中每個麥克風(fēng)的權(quán)值，加權(quán)求和后便可得到講話者的聲音信號。本實用新型的有益效果是可以對固定位置的麥克風(fēng)陣列采集到的聲音進行處理，剝離出講話者的聲音，抑制環(huán)境噪音；可以很靈敏地采集到3米之內(nèi)特定方向的聲音，使講話者脫離了手持麥克風(fēng)的束縛，增加了活動的自由度；多人講話時可以自動轉(zhuǎn)移、跟蹤、定位每個講話人聲音，避免了傳統(tǒng)采音方式來回傳遞話筒的麻煩。本實用新型安裝擺放方便，成本低廉，可適用于小舞臺、講臺、多媒體教室、會議室以及圓桌會議等場所。

·[0013]圖I是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中，I-麥克風(fēng)陣列，2-控制盒，3-輸入音頻口，4-輸出音頻口，5-開關(guān)，6_電源指示燈，7-音量旋鈕。
具體實施方式
如圖I所示，本實用新型包括麥克風(fēng)陣列I、控制盒2，其特征在于麥克風(fēng)陣列I由4個尺寸、性能均相同且間距10-20厘米固定在一起的麥克風(fēng)構(gòu)成；控制盒2內(nèi)設(shè)置有4路前置放大濾波預(yù)處理電路和數(shù)字信號處理器(DSP)以及電源管理模塊。前置放大濾波電路中各個麥克風(fēng)對應(yīng)通道的增益完全相同，且增益可調(diào)。所述數(shù)字信號處理器(DSP)使用美國ADI公司生產(chǎn)的浮點數(shù)字信號處理器ADSP21479，A/D和D/A模塊采用音頻編解碼器AD1939。電源管理模塊可以為每個麥克風(fēng)提供+5V的電壓，為放大濾波電路提+15V和-15V的偏置電壓，同時給數(shù)字信號處理器(DSP)和擴音器供電。麥克風(fēng)陣列固定在一個直線型或圓弧型的支架上，控制盒2上設(shè)置有輸入音頻口
3、輸出音頻口 4、開關(guān)5、電源指示燈6及音量旋鈕7。本實用新型所用元件優(yōu)選技術(shù)標準件，如RCA蓮花頭等，容易實現(xiàn)量產(chǎn)，也可以降低成本。使用時，將麥克風(fēng)陣列及其支架安放在一個固定的位置，比如放在講臺或者會議室內(nèi)桌子上，輸出音頻口與室內(nèi)音響或者耳機等音頻輸出設(shè)備連接起來。在接通電源后，打開開關(guān)5，電源指示燈6亮，便能正常工作，即可實時跟蹤、采集到來自各個方向的講話者聲音，并抑制環(huán)境噪音。
權(quán)利要求1.高信噪比跟蹤定向采音設(shè)備，包括麥克風(fēng)陣列(I)、控制盒(2)，其特征在于麥克風(fēng)陣列(I)由4-6個尺寸、性能均相同且間距10-20厘米固定在一起的麥克風(fēng)構(gòu)成；控制盒(2)內(nèi)設(shè)置有4-6路前置放大濾波預(yù)處理電路和數(shù)字信號處理器以及電源管理模塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高信噪比跟蹤定向采音設(shè)備，其特征是所述前置放大濾波電路中各個麥克風(fēng)對應(yīng)通道的增益完全相同，且增益可調(diào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的高信噪比跟蹤定向采音設(shè)備，其特征是所述麥克風(fēng)為駐極體麥克風(fēng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的高信噪比跟蹤定向采音設(shè) 備，其特征是所述數(shù)字信號處理器使用浮點數(shù)字信號處理器ADSP21479，A/D和D/A模塊采用音頻編解碼器AD1939。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的高信噪比跟蹤定向采音設(shè)備，其特征是所述麥克風(fēng)陣列固定在一個直線型或圓弧型的支架上；控制盒(2)上設(shè)置有輸入音頻口(3)、輸出音頻口(4)、開關(guān)(5)、電源指示燈(6)和音量旋鈕(7)。
專利摘要高信噪比跟蹤定向采音設(shè)備，包括麥克風(fēng)陣列、控制盒，其特征在于麥克風(fēng)陣列由4-6個尺寸、性能均相同且間距10-20厘米固定在一起的麥克風(fēng)構(gòu)成；控制盒內(nèi)設(shè)置有前置放大濾波預(yù)處理電路和數(shù)字信號處理器(DSP)部分以及電源。麥克風(fēng)陣列將采集到的語音信號交由放大濾波電路進行預(yù)處理，然后將聲音信號經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后送往數(shù)字信號處理系統(tǒng)以實現(xiàn)算法，運算后的輸出信號再經(jīng)過D/A轉(zhuǎn)換后輸出。優(yōu)點是可以剝離出講話者的聲音，抑制環(huán)境噪音；可以使講話者脫離了手持麥克風(fēng)的束縛，增加了活動的自由度；避免了傳統(tǒng)采音方式來回傳遞話筒的麻煩。本實用新型安裝方便，可適用于小舞臺、講臺、多媒體教室、會議室以及圓桌會議等場所。
文檔編號H04R1/32GK202773062SQ20122049598
公開日2013年3月6日 申請日期2012年9月22日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月22日
發(fā)明者方楠 申請人:方楠