專利名稱：指向性傳聲器裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及指向性傳聲器裝置，尤其涉及不僅作為設(shè)備內(nèi)置的傳聲器，而且作為一般的指向性傳聲器而被廣泛應(yīng)用的以聲壓梯度法而得到指向性的指向性傳聲器裝置。
背景技術(shù)：
有一種不僅作為設(shè)備內(nèi)置的傳聲器，而且作為一般的指向性傳聲器而被廣泛應(yīng)用的以聲壓梯度法得到指向性的指向性傳聲器裝置。在以聲壓梯度法而得到指向性的方法中，雖然具有能夠形成小型且具有指向性的傳聲器裝置的優(yōu)點(diǎn)，然而在信號(hào)合成時(shí)會(huì)造成聲壓靈敏度的降低。在以聲壓梯度法而得到指向性的方法中，對(duì)于在信號(hào)合成時(shí)的傳聲器器件的熱噪聲以及話筒放大器的熱噪聲的噪聲級(jí)而言，傳聲器的靈敏度降低以及S/ N (Signal to Noise ratio:信噪比)比劣化則成為問(wèn)題。尤其是從多個(gè)傳聲器器件的輸出信號(hào)，以聲壓梯度法來(lái)合成指向性的情況下，由于不能忽視熱噪聲的影響，因此出現(xiàn)在具有指向性的頻帶的低頻區(qū)域受到局限以及傳聲器陣列的小型化方面受到局限的問(wèn)題。

圖1是示出以往的指向性傳聲器裝置1的構(gòu)成的方框圖。指向性傳聲器裝置1包括第一傳聲器器件11 ；第二傳聲器器件12 ；被輸入來(lái)自第二傳聲器器件12的輸出信號(hào)，并將被輸入的該信號(hào)延遲的信號(hào)延遲單元14 ；從來(lái)自第一傳聲器器件11的輸出信號(hào)中減去來(lái)自信號(hào)延遲單元14的輸出信號(hào)的信號(hào)減法單元15 ；以及被輸入來(lái)自信號(hào)減法單元15的輸出信號(hào)，并對(duì)被輸入的該信號(hào)的頻率特性進(jìn)行校正并輸出的頻率特性校正單元16。以下，對(duì)具有以上這種構(gòu)成的以往的指向性傳聲器裝置1的工作進(jìn)行說(shuō)明。圖1中的以往的指向性傳聲器裝置1的構(gòu)成示出了，從兩個(gè)傳聲器器件中，以聲壓梯度法而得到指向性的傳聲器的基本構(gòu)成。在圖1中的第一傳聲器器件11和第二傳聲器器件12被設(shè)置在相對(duì)于圖中所示的正面方向的縱深方向上，且第一傳聲器器件11和第二傳聲器器件12相距距離d。在將來(lái)自第一傳聲器器件11的輸出信號(hào)的靈敏度特性設(shè)為msl (ω)，來(lái)自第二傳聲器器件12的輸出信號(hào)的靈敏度特性設(shè)為ms2( )，聲源S方向設(shè)為θ (正面=0° )，以及聲速=C時(shí)，來(lái)自信號(hào)減法單元15的輸出信號(hào)相對(duì)于聲源S的靈敏度特性D( θ，ω)能夠由(公式1)來(lái)表示。(公式1)
權(quán)利要求
1.一種指向性傳聲器裝置，其特征在于，包括多個(gè)傳聲器單元，在該多個(gè)傳聲器單元之間至少指向性以及靈敏度特性不同； 控制單元，利用從所述多個(gè)傳聲器單元的每一個(gè)輸出的信號(hào)，來(lái)生成輸出信號(hào)；以及輸出部，輸出在所述控制單元生成的所述輸出信號(hào)；所述控制單元生成所述輸出信號(hào)，以使被生成的所述輸出信號(hào)在到達(dá)所述指向性傳聲器裝置的聲波的小振幅區(qū)域成為指向性弱而靈敏度高的狀態(tài)，在所述聲波的大振幅區(qū)域成為靈敏度低卻具有指向性的狀態(tài)。
2.如權(quán)利要求1所述的指向性傳聲器裝置，其特征在于，所述多個(gè)傳聲器單元包括第一傳聲器單元和第二傳聲器單元，所述第一傳聲器單元的指向性主軸朝向目標(biāo)音方向，所述第二傳聲器單元的指向性比所述第一傳聲器單元強(qiáng)，并且指向性主軸朝向目標(biāo)音方向；所述指向性傳聲器裝置還包括信號(hào)振幅電平檢測(cè)單元，該信號(hào)振幅電平檢測(cè)單元檢測(cè)從所述第一傳聲器單元或所述第二傳聲器單元輸出的信號(hào)的振幅電平；所述控制單元，通過(guò)對(duì)從所述第一傳聲器單元輸出的信號(hào)和從所述第二傳聲器單元輸出的信號(hào)進(jìn)行混合，從而生成所述輸出信號(hào)，以使得在由所述信號(hào)振幅電平檢測(cè)單元檢測(cè)出所述信號(hào)的振幅小時(shí)，使從所述第一傳聲器單元輸出的信號(hào)的比率提高，在由所述信號(hào)振幅電平檢測(cè)單元檢測(cè)出所述信號(hào)的振幅大時(shí)，使從所述第二傳聲器單元輸出的信號(hào)的比率提高。
3.如權(quán)利要求1所述的指向性傳聲器裝置，其特征在于，所述多個(gè)傳聲器單元包括第一傳聲器單元和第二傳聲器單元，所述第一傳聲器單元對(duì)目標(biāo)音方向具有靈敏度，所述第二傳聲器單元的指向性比第一傳聲器單元強(qiáng)，并且指向性死角朝向目標(biāo)音方向； 所述控制單元包括噪聲抑制單元，抑制從所述第二傳聲器單元輸出的信號(hào)中的熱噪聲電平的噪聲分量;以及減法單元，通過(guò)從所述第一傳聲器單元所輸出的信號(hào)中減去所述噪聲抑制單元所輸出的信號(hào)，從而生成所述輸出信號(hào)。
4.如權(quán)利要求3所述的指向性傳聲器裝置，其特征在于，所述噪聲抑制單元按照非線性放大特性來(lái)抑制熱噪聲電平的噪聲分量，所述非線性放大特性僅使所述輸出信號(hào)的小振幅區(qū)域的放大率降低。
5.如權(quán)利要求3所述的指向性傳聲器裝置，其特征在于，所述噪聲抑制單元利用抑制熱噪聲電平的固定噪聲的方法，并且按照僅使小振幅區(qū)域的放大率降低的非線性放大特性，抑制熱噪聲電平的噪聲分量。
6.如權(quán)利要求3所述的指向性傳聲器裝置，其特征在于， 進(jìn)一步包括白化濾波單元，位于所述第二傳聲器單元和所述噪聲抑制單元之間，對(duì)從所述第二傳聲器單元輸出的信號(hào)的熱噪聲分量進(jìn)行白化處理；以及白化逆濾波單元，位于所述噪聲抑制單元和所述減法單元之間，被輸入從所述噪聲抑制單元輸出的信號(hào)，并具有與所述白化濾波單元相反的特性。
7.如權(quán)利要求3所述的指向性傳聲器，其特征在于，所述第一傳聲器單元和所述第二傳聲器單元分別是通過(guò)對(duì)具有同一特性的第一傳聲器器件和第二傳聲器器件所輸出的信號(hào)進(jìn)行合成而構(gòu)成的傳聲器單元；所述第一傳聲器單元，是通過(guò)對(duì)從所述第一傳聲器器件以及所述第二傳聲器器件輸出的信號(hào)的任一個(gè)進(jìn)行成為高靈敏度的加法合成而構(gòu)成的，或者是通過(guò)對(duì)從所述第一傳聲器器件以及所述第二傳聲器器件輸出的信號(hào)進(jìn)行成為高靈敏度的加法合成而構(gòu)成的；所述第二傳聲器單元是通過(guò)從所述第一傳聲器器件以及所述第二傳聲器器件所輸出的信號(hào)中，使距離目標(biāo)音近的一側(cè)的信號(hào)延遲后進(jìn)行減法運(yùn)算，并通過(guò)合成在目標(biāo)音方向形成靈敏度死角的信號(hào)而構(gòu)成的。
8.如權(quán)利要求3所述的指向性傳聲器裝置，其特征在于，所述指向性傳聲器裝置進(jìn)一步包括熱噪聲推定單元，該熱噪聲推定單元根據(jù)從所述第一傳聲器單元輸出的信號(hào)和所述第二傳聲器單元輸出的信號(hào)的電平變化量的不同，推定從所述第二傳聲器單元輸出的信號(hào)的熱噪聲電平；所述噪聲抑制單元根據(jù)在所述熱噪聲推定單元推定的熱噪聲電平，進(jìn)行抑制從所述第二傳聲器單元輸出的信號(hào)中的熱噪聲電平的噪聲分量的處理。
9.如權(quán)利要求2所述的指向性傳聲器裝置，其特征在于，從所述第一傳聲器器件輸出的信號(hào)和從所述第二傳聲器器件輸出的信號(hào)被劃分到頻帶并被處理。
10.如權(quán)利要求3所述的指向性傳聲器裝置，其特征在于，所述噪聲抑制單元，僅將針對(duì)目標(biāo)音而言靈敏度比所述第一傳聲器單元低的所述第二傳聲器單元的區(qū)域作為噪聲抑制頻帶，并針對(duì)所述噪聲抑制頻帶抑制熱噪聲電平的噪聲分量。
11.一種方法，對(duì)指向性傳聲器裝置進(jìn)行控制，其特征在于，包括多個(gè)傳聲器單元，在該多個(gè)傳聲器單元之間至少指向性以及靈敏度特性不同； 控制步驟，利用從所述多個(gè)傳聲器單元的每一個(gè)輸出的信號(hào)，來(lái)生成輸出信號(hào)；以及輸出步驟，輸出在所述控制步驟生成的所述輸出信號(hào)；所述控制單元生成所述輸出信號(hào)，以使被生成的所述輸出信號(hào)在到達(dá)所述指向性傳聲器裝置的聲波的小振幅區(qū)域成為指向性弱而靈敏度高的狀態(tài)，在所述聲波的大振幅區(qū)域成為靈敏度低卻具有指向性的狀態(tài)。
12.—種程序，是用于使計(jì)算機(jī)執(zhí)行處理的指向性傳聲器裝置的程序，包括 多個(gè)傳聲器單元，在該多個(gè)傳聲器單元之間至少指向性以及靈敏度特性不同；控制步驟，利用從所述多個(gè)傳聲器單元的每一個(gè)輸出的信號(hào)，來(lái)生成輸出信號(hào)；以及輸出步驟，輸出在所述控制步驟生成的所述輸出信號(hào)；所述控制單元生成所述輸出信號(hào)，以使被生成的所述輸出信號(hào)在到達(dá)所述指向性傳聲器裝置的聲波的小振幅區(qū)域成為指向性弱而靈敏度高的狀態(tài)，在所述聲波的大振幅區(qū)域成為靈敏度低卻具有指向性的狀態(tài)。
13.一種集成電路，其特征在于，包括多個(gè)傳聲器單元，在該多個(gè)傳聲器單元之間至少指向性以及靈敏度特性不同； 控制單元，利用從所述多個(gè)傳聲器單元的每一個(gè)輸出的信號(hào)，來(lái)生成輸出信號(hào)；以及輸出部，輸出在所述控制單元生成的所述輸出信號(hào)；所述控制單元生成所述輸出信號(hào)，以使被生成的所述輸出信號(hào)在到達(dá)所述集成電路的聲波的小振幅區(qū)域成為指向性弱而靈敏度高的狀態(tài)，在所述聲波的大振幅區(qū)域成為靈敏度低卻具有指向性的狀態(tài)。
全文摘要
本發(fā)明的指向性傳聲器裝置能夠抑制并解決在進(jìn)行指向性合成時(shí)的熱噪聲上升的問(wèn)題(靈敏度降低的問(wèn)題)，包括多個(gè)傳聲器單元，至少具有指向性以及無(wú)指向性的特性；控制單元，利用從所述多個(gè)傳聲器單元的每一個(gè)輸出的信號(hào)，來(lái)生成輸出信號(hào)；以及輸出部，輸出在控制單元生成的輸出信號(hào)；控制單元生成輸出信號(hào)，以使所述輸出信號(hào)成為在小振幅區(qū)域的指向性弱而靈敏度高的狀態(tài)，在大振幅區(qū)域成為靈敏度低卻具有指向性的狀態(tài)。
文檔編號(hào)H04R3/00GK102177732SQ200880103809
公開(kāi)日2011年9月7日 申請(qǐng)日期2008年8月21日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月22日
發(fā)明者金森丈郎 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社