自动调整的麦克风阵列、方法和携带麦克风阵列的装置

具体实施方式

为使本发明的目的、技术特征和实施效果更加清楚，下面将结合附图及具体实施例对本发明的技术方案进行详细描述。本发明提供的实施例中，提出一种根据检测到的空间参数以动态调整麦克风阵列的参数设置的技术。

本发明实施例中，提供一种自动调整的麦克风阵列，如图2所示，包括：

麦克风阵列201，用于收集声源的声音；

采集单元202，用于检测空间参数；

处理单元203，与所述采集单元202连接，用于当所述空间参数满足预定条件时生成控制信号；

麦克风阵列控制单元204，与麦克风阵列201和所述处理单元203连接，用于根据所述控制信号调整所述麦克风阵列201，使得调整后的所述麦克风阵列201收集到的声音符合预定的声音标准。

所述麦克风阵列201由主麦克风Uni-MIC和参考麦克风Omni-MIC组成。

应用本发明实施例提供的技术，控制信号是根据空间参数与预定条件之间的关系生成的，应用该控制信号调整麦克风阵列201，而非通过人工操作调整麦克风阵列201，提高了通话或录音质量，避免了固定设置麦克风阵列201的各参数带来的诸多问题。

为帮助技术人员进一步理解技术方案，对其工作原理进行解析。如图3所示，音源终端301携带了普通麦克风3011，收音终端302携带了扬声器3021，音源终端301通过线缆将声音传输给收音终端302；普通麦克风3011无法分辨噪音和有用声音，会无差别的收集噪音和有用声音，因此播放的时候效果较差。将普通麦克风3011替换为一个麦克风阵列201，由于麦克风阵列201具有拾音角，因此麦克风阵列201可以通过自身所形成的拾音角屏蔽掉工作区域以外的噪音，获取到清晰的有用声音，提高收音终端302处的声音的质量。

麦克风阵列控制单元204具体为：拾音角调整单元。拾音角调整单元包括：到达时间调整单元、拾音角距离调整单元、拾音角角度调整单元和拾音角方向调整单元；用于根据所述控制信号调整所述拾音角的拾音角参数。且不失一般性，使用麦克风阵列的用户作为声源，发出声音；其中，

到达时间调整单元，如图4所示，同一声源发出的声音到达麦克风阵列201(即拾音角)中的不同麦克风时，到达第一麦克风的是第一声音，到达第二麦克风的是第二声音。通过获取第一麦克风和第二麦克风之间的距离，以及所形成的角A，以计算第一声音和第二声音到达拾音角的时间差(TDOA，TimeDifference ofArrival)作为灵敏度参数；当TDOA大于一个阈值ΔT时，生成灵敏度调整指令用以滤掉该声源发出的声音。阈值ΔT是一个预先设定的值，可以由厂商根据业界的技术经验设定，以改变麦克风阵列201的灵敏度。

拾音角方向调整单元，如图5所示，用于根据空间参数中的方向参数，生成方向调整指令，该方向调整指令指示所述拾音角朝向声源。此处，拾音角方向可理解为拾音角的中轴线的朝向。根据声源位置调整拾音角方向，作为声源的用户正在进行VoIP通信，当用户的位置发生改变，但仍然保持面对计算机时，通过图像识别技术判断用户的位置发生了改变，但用户仍然在使用麦克风阵列201，此时调整方向参数，使得拾音角方向始终对准用户面部。

拾音角角度调整单元，如图6所示，用于根据空间参数中的声源数目参数，生成角度调整指令；所述角度调整指令在声源数目增加时，用以扩大所述拾音角的角度，在声源数目减少时，缩小所述拾音角的角度。即，此种调整多是在声源数目发生变化的情形下进行，在应用场景中，根据用户数量调整拾音角大小：在一个用户进行语音通信时，有新的用户加入，根据摄像头检测到的信息进行人脸识别，发现用户增多，则增大拾音角；反之减小拾音角。

拾音角距离调整单元，如图7所示，用于根据空间参数中的距离参数，生成距离调整指令；所述距离调整指令在当该声源远离所述拾音角时，用以增大所述拾音角能够收集声音的有效距离；当该声源靠近所述拾音角时，用以缩小所述拾音角能够收集声音的有效距离。具体地，摄像头拍摄用户面部，根据用户面部到麦克风阵列201的距离调整拾音角距离。当用户使用麦克风阵列201时，根据用户面部轮廓判断出用户离设备的距离，当用户离设备较近时，减小拾音角距离，以减小外来噪音的干扰；当用户远离设备时，增大拾音角距离，以采集来自用户的有用声音。

由上述的具体实施例可以看出，麦克风阵列控制单元204具体为：拾音角调整单元。拾音角调整单元包括多个子单元：到达时间调整单元、拾音角距离调整单元、拾音角角度调整单元和拾音角方向调整单元。上述各个单元分别对应了根据灵敏度参数、距离参数、声源数目参数、方向参数各生成对应的灵敏度调整指令、距离调整指令、角度调整指令和方向调整指令，作为具体的控制信号。

由于处理单元203可以根据厂商预先的设置，支持多种类型的控制信号，因此为用户提供了多种选择。进一步地，厂商在装置或设备出厂时，可以选择性地设置拾音角调整单元所包含的子单元的数目。

采集单元202具体为摄像头，该摄像头与处理单元203连接，处理单元203对摄像头采集的人脸数据进行分析。

处理单元203具体可以是一个人脸数据分析单元。人脸数据分析单元基于人的脸部特征，对从摄像头输入的人脸图象或者视频流，首先判断其是否存在人脸，如果存在人脸，则进一步的计算出每个人脸的位置、大小和各个主要面部器官的位置信息。

为此，人脸数据分析单元，具体可以采用区域特征分析算法，利用计算机图像处理技术从摄像头传来的视频中提取人像特征点，利用生物统计学的原理进行分析建立数学模型，即人脸特征模板。

需要进一步说明的是，当存在多个用户的人脸时，人脸数据分析单元可以按照预先设定的程序，计算出这多个人物的人脸的有效区域，并确定有效区域的中心，作为控制信号传输给麦克风阵列控制单元204。

和/或者，

处理单元203具体是一个参照物分析单元，用于对摄像头采集的非人物物体的空间参数进行分析处理。例如，当摄像头采集的空间参数是一个喇叭，音箱或者光源的空间位置时，参照物分析单元对空间参数进行分析，生成控制信号传输给麦克风阵列控制单元204。

装置还包括：优先级仲裁单元，用于调整到达时间调整单元、拾音角距离调整单元、拾音角角度调整单元、拾音角方向调整单元之间的工作优先级。

采集单元202也可以具体为热成像仪，用于对人物等发热物体的空间位置进行采集，生成合乎技术标准能够被使用的空间参数，发送给处理单元203。

采集单元202还可以具体为红外设备，以及其他可以检测空间中的所述声源的空间参数的设备，由于不同的设备的工作原理不同，因此检测到的空间参数也不尽相同，根据所述空间参数生成的控制信号也因此而不同，此时，麦克风阵列控制单元204则根据对应的控制信号控制所述麦克风阵列。

与麦克风阵列对应地，本发明实施例还提供了一种自动调整的方法，如图8所示，用于携带麦克风阵列的装置，包括：

步骤801，收集声源的声音；

步骤802，检测空间中的所述声源的空间参数；

步骤803，当所述空间参数满足预定条件时生成控制信号；

步骤804，根据所述控制信号调整所述麦克风阵列，使得调整后的所述麦克风阵列收集到的声音符合预定的声音标准。

上述方法中，当所述空间参数满足预定条件时生成控制信号的过程还包括：在同一声源发出的第一声音和第二声音到达拾音角时，计算所述第一声音和第二声音到达所述拾音角的时间差TDOA；当TDOA大于一个阈值ΔT时，滤掉该声源发出的声音；

根据空间参数中的距离参数，生成距离调整指令；所述距离调整指令在当该声源远离所述拾音角时，用以增大所述拾音角的距离；当该声源靠近所述拾音角时，用以缩小所述拾音角的距离；

根据空间参数中的声源数目参数，生成角度调整指令；所述角度调整指令在声源数目增加时，用以扩大所述拾音角的角度，在声源数目减少时，缩小所述拾音角的角度；

根据空间参数中的方向参数，生成方向调整指令，该方向调整指令指示所述拾音角朝向所述声源。

根据上述方法的描述，采集单元202，具体可以是摄像头，周期性检测用户的状态，生成空间参数。具体是检测当前用户的位置，数目和距离信息，当检测到用户的状态发生变化时，产生相应的空间参数，并将空间参数发送给处理单元203。处理单元203根据采集单元202发来的空间参数，经过分析生成控制信号；发送给麦克风阵列控制单元204。控制信号到达麦克风阵列控制单元204，麦克风阵列控制单元204与所述麦克风阵列201和处理单元203连接，用于根据控制信号调整所述麦克风阵列201，使得调整后的麦克风阵列201收集到的声音符合预定的声音标准。控制信号具体可以是调整麦克风阵列201的角度，大小和方向等。

本实施例中提供了一种携带麦克风阵列的装置，如图9所示，包括：

麦克风阵列，用于收集声源的声音；

采集单元，用于检测空间中的所述声源的空间参数；

处理单元，与所述采集单元连接，用于当所述空间参数满足预定条件时生成控制信号；

麦克风阵列控制单元，与所述麦克风阵列和所述处理单元连接，用于根据所述控制信号调整所述麦克风阵列，使得调整后的所述麦克风阵列收集到的声音符合预定的声音标准；

装置主体，用于承载所述麦克风阵列、采集单元、处理单元和麦克风阵列控制单元。

装置还包括：所述麦克风阵列控制单元具体是：拾音角调整单元，用于根据所述控制信号调整所述拾音角的拾音角参数。

本发明的实施例具有以下有益效果，用于控制麦克风阵列的控制信号是根据空间参数与预定条件之间的关系生成的，应用该控制信号调整麦克风阵列，而非通过人工操作调整麦克风阵列，提高了通话或录音质量，避免了固定设置麦克风阵列的各参数带来的诸多问题。

应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，所有的参数取值可以根据实际情况调整，且在该权利保护范围内。本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。