校正小陣列麥克風性能的方法
【專利摘要】一種用以校正小陣列麥克風(SAM)的性能的方法，其中該小陣列麥克風包括至少兩麥克風；該方法包括：測量麥克風參數(shù)；將該參數(shù)記錄于一儲存媒體；并依據(jù)記錄于儲存媒體中的參數(shù)校正陣列麥克風聲學性能。
【專利說明】校正小陣列麥克風性能的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是關(guān)于陣列麥克風校正技術(shù)，更進一步的是關(guān)于小陣列麥克風的聲音校正技術(shù)。

【背景技術(shù)】
[0002]麥克風是一種將聲音轉(zhuǎn)換成電子信號的換能器，其具有多種應(yīng)用，包括語音通訊及語音識別。
[0003]一個陣列麥克風可具有數(shù)個麥克風。陣列麥克風可擷取更多的聲音信息，因此較單一麥克風能達到更好的效能。然而，陣列麥克風中常發(fā)生麥克風彼此不匹配的問題，例如相位不匹配、靈敏度不匹配、頻率響應(yīng)不匹配等。
[0004]小陣列麥克風(small array microphone, SAM)是一種新型式的陣列麥克風，陣列之中的任兩麥克風僅需間隔5mm即可。因此，小陣列麥克風可被廣泛地應(yīng)用在各種環(huán)境。相較于傳統(tǒng)的廣陣列麥克風(其中的任兩麥克風彼此間距30mm以上)而言，小陣列麥克風中的參數(shù)不匹配問題會變得更加嚴重，因此在處理聲音及語音上需要完全不同的算法。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提供一種用以校正小陣列麥克風(SAM)性能的方法，其中該小陣列麥克風包括至少兩麥克風。該方法包括:測量麥克風參數(shù)；將該參數(shù)記錄于一儲存媒體；并依據(jù)記錄于儲存媒體中的參數(shù)校正陣列麥克風聲學性能。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0006]圖1是依據(jù)本發(fā)明一實施例用以校正小陣列麥克風(small array microphone,SAM)性能的方法流程圖。
[0007]圖2為本發(fā)明測量程序(圖1的步驟S102)的詳細流程圖。
[0008]圖3A與圖3B皆繪示該隔音艙302、擴音器304以及本發(fā)明的小陣列麥克風。
[0009]圖4為一小陣列麥克風的兩個麥克風402與404。
[0010][標號說明]
[0011]S102?S106?步驟；S202?S208?步驟；
[0012]302?隔音艙304?擴音器
[0013]306?移動電話。

【具體實施方式】
[0014]下文為介紹本發(fā)明的最佳實施例。各實施例用以說明本發(fā)明原理，但非用以限制本發(fā)明。本發(fā)明范圍應(yīng)當以附屬的權(quán)利要求項為準。
[0015]圖1是依據(jù)本發(fā)明的一實施例用以校正小陣列麥克風(small array microphone,SAM)性能的方法流程圖。與傳統(tǒng)陣列麥克風相似的是，本發(fā)明的小陣列麥克風包括至少兩麥克風(一對麥克風)。然而，與傳統(tǒng)陣列麥克風不同的是，小陣列麥克風的任兩個麥克風彼此間隔短得多。方法100包括:在步驟S102中，測量該麥克風參數(shù)；在步驟S104中，將參數(shù)記錄于一儲存媒體中；而在步驟S106中，依據(jù)儲存該儲存媒體的參數(shù)校正陣列麥克風聲學性能。在本發(fā)明中，本文的參數(shù)包括麥克風相位、靈敏度、頻率響應(yīng)的至少其中的一個。下文將詳述本發(fā)明的上述步驟。
[0016]測量程序
[0017]圖2為本發(fā)明測量程序(圖1步驟S102)詳細流程圖。本發(fā)明測量程序包括:在步驟S202中，將小陣列麥克風設(shè)置于一隔音艙中；在步驟S204中，在隔音艙中通過一擴音器播放一測試信號；在步驟S206中，以該小陣列麥克風接收該測試信號；以及在步驟S208中，通過一計算單元校正該等麥克風參數(shù)。圖3A與圖3B表示該隔音艙302、擴音器304以及本發(fā)明小陣列麥克風，圖中的陣列麥克風設(shè)置于一移動電話306之中，但在圖3A與圖3B中分別以不同的方式擺放。值得注意的是，陣列麥克風擺放方式會造成參數(shù)出現(xiàn)一些變化。然而，當所測量的參數(shù)越多，越能在校正程序后使陣列麥克風產(chǎn)生更好的聲學性能。在隔音艙中擺設(shè)陣列麥克風的方式不必以圖3A與圖3B實施。在一實施例中，擴音器所播放的測試信號為一白噪音。在另一實施例中，擴音器所播放的測試信號為一掃頻音。在一實施例中，計算單元(圖3A或圖3B中未畫出)可整合于隔音艙302中陣列麥克風中。在另一實施例中，計算單元可配置于隔音艙302外的一計算機中(圖3A或圖3B中未畫出)，但該計算機可通過有線或無線的方式與陣列麥克風連接。
[0018]記錄程序
[0019]前述測量程序中所測量到的麥克風的各種參數(shù)，包括相位、靈敏度、頻率響應(yīng)等，都會在此記錄程序(步驟S104)中被記錄于一儲存媒體中。在一實施例中，本發(fā)明的儲存媒體是一非易失性存儲器，例如EEPR0M、閃存或硬盤。儲存媒體可為多重時間可存取裝置(multiple time access-able device),例如閃存、EEPROM存儲器,或多重可編程存儲器，或一次可編程裝置，例如一次可編程(one-time programmable,OTP)存儲器、電子可編程熔絲(Efuse)單元以及激光調(diào)整結(jié)構(gòu)(Laser trim structures)。本發(fā)明儲存媒體可與陣列麥克風相整合，或設(shè)置于與陣列麥克風隔離但相連接的另一裝置(例如計算機)。
[0020]校正程序
[0021]在此校正程序(步驟S106)中，可依據(jù)前述記錄程序中所儲存的麥克風參數(shù)(例如，相位、靈敏度、頻率響應(yīng))校正陣列麥克風的聲學性能。下文為本發(fā)明實施例，目的在校正相位(延遲)不匹配:
[0022]圖4為一小陣列麥克風的兩個麥克風402與404。在測量程序中，隔音艙的擴音器可播放一測試信號s (t)，而該測試信號之后可被兩麥克風402與404所接收。所接收的測試信號，其公式如下所示:
[0023]xl (t) =hl (t) *s (t);而
[0024]x2 (t) =h2 (t) *s (t),
[0025]其中符號表示「卷積」運算，符號hi (t)與h2(t)表示由聲源分別發(fā)送至麥克風402與404的脈沖信號。所接收的測試信號xl (t)與x2(t)可以下列公式表示:
[0026]xl (t-tO) =x2 (t)(公式 I),
[0027]其中t0為一延遲時間，可補償從聲源至兩麥克風傳播路徑間的差異。而后，可依據(jù)下列公式設(shè)計濾波器wl (t)與w2(t)以消除上述延遲:
[0028]wI (t) *xl (t-tO) =w2 (t) *x2 (t)(公式 2)
[0029]為了簡化計算，公式2可進行Z轉(zhuǎn)換，如下所示:
[0030]Wl (z) W2 (z) =Z-D (公式 3)，
[0031]其中符號“D”表示在Z域中的延遲，為一非負值。在某些實施例中，下述公式可應(yīng)用在濾波器:
[0032]MinimizeE [wl (t) *xl (t_t0) _w2 (t) *x2 (t) ]2 (公式 4)
[0033]值得注意的是，前述校正程序可應(yīng)用于具有兩個或兩個以上麥克風的陣列麥克風，各個麥克風可以不同的入射角接收來自數(shù)個聲源的聲音。此校正程序可執(zhí)行于時域、頻域或以上組合。
[0034]本發(fā)明雖以較佳實施例揭露如上，但并非用以限定本發(fā)明的范圍，在不脫離本發(fā)明精神和范圍內(nèi)，可做些許的更動與潤飾，因此本發(fā)明保護范圍應(yīng)當由所附的權(quán)利要求范圍為準。
【權(quán)利要求】
1.一種用以校正小陣列麥克風性能方法，其中該小陣列麥克風包括至少兩麥克風；該方法包括: 測量該麥克風的參數(shù)； 將該參數(shù)記錄于一儲存媒體；以及 依據(jù)記錄于該儲存媒體的參數(shù)校正該陣列麥克風聲學性能。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用以校正小陣列麥克風性能方法，其中該儲存媒體與該陣列麥克風互相整合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用以校正小陣列麥克風性能方法，其中該儲存媒體置于一裝置中，而該裝置與該陣列麥克風分離但相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用以校正小陣列麥克風性能方法，其中該測量陣列麥克風參數(shù)包括: 將小陣列麥克風置于一隔音艙中； 通過一擴音器于該隔音艙中播放一測試信號； 以該小陣列麥克風接收該測試信號；以及 通過一計算單元校正該麥克風參數(shù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用以校正小陣列麥克風性能方法，其中該測試信號為一白噪曰?
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用以校正小陣列麥克風性能方法，其中該測試信號為一掃頻曰?
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用以校正小陣列麥克風性能方法，其中該參數(shù)包括該麥克風相位。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用以校正小陣列麥克風性能方法，其中該參數(shù)包括該麥克風靈敏度。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用以校正小陣列麥克風性能方法，其中該參數(shù)包括該麥克風頻率響應(yīng)。
【文檔編號】H04R27/00GK104244159SQ201310394026
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2013年9月3日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月6日
【發(fā)明者】黃炎松, 陳姚玎, 李細林, 白博仁 申請人:美商富迪科技股份有限公司