[发明专利]用于确定检测点和声源之间的方向的方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及确定检测点和声源之间的方向，特别涉及一种用于确定检测点和诸如视频会议中的发言参与者之类的主动发言人之间的方向的方法和系统。

背景技术

视频电话会议系统用于创建在位于不同位置的两个或两个以上的人或者两组或两组以上的人之间的虚拟会议。确定检测点和声源间的方向在视频会议中是很有用的。这样的确定可用于例如视频会议系统中的自动摄像机指向。在视频会议端点(视频会议网站的终端设备)的一种典型情况的会议室为：一些会议参与者坐在桌前或围着桌子观看端点显示设备，而位于显示设备附近的摄像机拍摄会议室的画面。如果在房间里有许多参与者，在远端侧的会议室中观看会议室画面的人可能难以确定发言人或听取几位发言人间的讨论。因此，优选找出室内的主动发言人的位置并将摄像机自动指向和引导到该参与者。此外，摄像机可以变焦，以获得发言人的合适的画面。

美国专利No.5,778,082示出了背景技术中声源定位的一个示例，除了别的方面以外，其说明了使用成对的两个空间分离的麦克风来获取声源的方向的方法和系统。通过检测代表声源的声音的麦克风的各个信号的起点，可确定在接收到的声信号之间的时间延迟，然后可计算声源的方向。

这一原理已在图1中说明。按间距D设置的两个麦克风A和B从声源C接收声信号。入射角θ表示检测点(麦克风A和B之间的中点)和源C之间的方向。时间延迟τ表示在麦克风A和B处的声信号到达时间之间的差异。这一时间延迟是作为分别由麦克风A和B提供的信号的互相关的最大值点来计算。此处，“最大值点”是指与麦克风信号的互相关的最大值对应的内容，即时间。

然后以计算角θ，其中c是声速，τ是计算的时间延迟，D是麦克风之间的距离。

上述技术背景的方法有一定的缺陷。特别是已经证明，由麦克风自身产生的噪音对产生角度的确定有不利影响。因此，一直以来，必须使用昂贵的高品质麦克风来获取足够精确和可靠的在检测点和主动发言人之间的方向确定。

发明内容

本发明的目的在于克服背景技术方案的至少某些缺点。

本发明由所附的权利要求定义。

附图说明

当研究下面的详细说明和附图时，将很容易地获得对本发明及其优点更完整的理解。然而，详细说明和附图不应被解释为限制本发明的范围。

图1是示出了在背景技术中的方向确定的原理的示意图；

图2是示出了用于确定检测点和声源之间的方向的方法和系统的某些方面的示意图；

图3是示出了用于确定检测点和声源之间的方向的系统的第一实施例的原理的示意框图；

图4是示出了用于确定检测点和声源之间的方向的系统的第二实施例的原理的示意框图；

图5是示出了用于确定检测点和声源之间的方向的系统的第三实施例的原理的示意框图；

图6是说明用于确定检测点和声源之间的方向的方法的第一实施例的原理的示意流程图；和

图7是说明用于确定检测点和声源之间的方向的方法的第二实施例的原理的示意流程图。

具体实施方式

下面，将通过参照附图说明优选实施例来讨论本发明。然而，本领域的技术人员将意识到在由权利要求定义的本发明的范围内，存在其它应用和修改。

在上面的技术背景部分已经提到图1。

图2是示出了用于确定检测点和声源之间的方向的方法和系统的某些方面的示意图。

在图2中，假定源于声源的声平面波冲击关于中央检测点190对称的线性麦克风阵列。因此，麦克风阵列包括在一直线上排列的一些麦克风元件，并且从检测点到阵列的一个侧面的任何麦克风元件的距离与到另一个侧面的相应的麦克风元件的距离是相同的。为了说明起见，示出了四个麦克风元件：第一对麦克风元件110、120和第二对麦克风元件130、140。此外，为了说明起见，设立了直角坐标系，使麦克风阵列和平面声波的位置跨越x-y平面，并且与检测点对应的原点位于麦克风阵列的中心。

在这个示例中，以更普遍的方面来看，在麦克风阵列中有M对麦克风元件，即，麦克风元件的总数为2M。

第i个麦克风的位置是x_i，

i∈{-M；-(M-1)，…(M-1)，M}。

在图2的示例说明中，M＝2，即麦克风阵列中有4个麦克风元件。此外，在图2中，x_i＝iΔ，M＝2。然而，M可以假定为2、3、4、5或更大的任何整数。

在下面将展示是检测点190和声源之间的方向表示的到达角度θ的数学推导。