[发明专利]高动态范围麦克风系统

说明书

背景技术

声压（也称为声学压力）是由声波导致的偏离环境气压的局部压力偏差。声压可以使用空气中的麦克风来测量，并且用于声压的SI单位为帕斯卡（Pa）。声压级是涉及参考值的声音的有效声压的对数度量。声压级以分贝（dB）为单位进行测量，其典型地在20μPa RMS的空气中的标准参考级以上，所述标准参考级通常被视为人类听觉的阈值。因此，当在标准参考级之上进行测量时，用于声压级的单位为“dB（SPL）”。

已经结合地使用了多个麦克风。例如，已经使用了通过频率划分的两个麦克风碳精盒（microphone capsule）的组合。这样的实现方式可以被推动以通过使用例如用于低频的大振膜碳精盒和用于高频的较小振膜来实现非常宽的频率响应。经组合的结果然后典型地实现比两个麦克风碳精盒单独可以实现的响应中的任一者更平滑且更宽的响应。组合通过频率划分的这种麦克风碳精盒的另一推动力在于当使用定向麦克风碳精盒时，在第一阶麦克风中的极性图案在本质上难以实现用于全音频带宽。通过将在低频中具有良好极性图案的麦克风碳精盒与在高频中具有良好极性图案的另一麦克风碳精盒相组合，可以实现宽带宽极性图案。

发明内容

本发明的实施例涉及与用于接收声音并且产生表示声音的输出信号的麦克风系统相关联的系统、方法和计算机程序产品。麦克风系统包括具有第一动态范围的第一麦克风，其中第一麦克风接收声音并且基于所接收的声音产生第一声音信号。第二麦克风具有第二动态范围并且接收声音并基于所接收的声音产生第二声音信号，其中第一动态范围和第二动态范围重叠从而形成过渡（transition）动态范围。麦克风系统还具有在操作上耦合到第一麦克风和第二麦克风的处理逻辑。处理逻辑被配置成从第一麦克风接收第一声音信号，从第二麦克风接收第二声音信号，并且通过组合第一声音信号和第二声音信号来生成输出信号。

在一些实施例中，第一动态范围具有第一最小声压级和第一最大声压级，并且第二动态范围具有第二最小声压级和第二最大声压级。第一最小声压级低于第二最小声压级，并且第一最大声压级低于第二最大声压级。

在一些这样的实施例中，处理逻辑被配置成通过组合第一声音信号和第二声音信号来生成输出信号，这至少部分地通过至少部分地基于升到第一最大声压级以上的第一声音信号的声压级而从第一声音信号切换到第二声音信号来实现。在其它这样的实施例中，处理逻辑被配置成通过组合第一声音信号和第二声音信号来生成输出信号，这至少部分地通过至少部分地基于升到第二最小声压级以上的第一声音信号的声压级而从第一声音信号切换到第二声音信号来实现。在又一些这样的实施例中，处理逻辑被配置成通过组合第一声音信号和第二声音信号来生成输出信号，这至少部分地通过至少部分地基于落到第一最大声压级以下的第二声音信号的声压级而从第二声音信号切换到第一声音信号来实现。在又一些这样的实施例中，处理逻辑被配置成通过组合第一声音信号和第二声音信号来生成输出信号，这至少部分地通过至少部分地基于落到第二最小声压级以下的第二声音的声压级而从第二声音信号切换到第一声音信号来实现。

在一些实施例中，麦克风系统还包括第一模拟到数字转换器和第二模拟到数字转换器，所述第一模拟到数字转换器被配置成在处理逻辑接收第一声音信号之前接收第一声音信号并且将第一声音信号从模拟转换到数字，所述第二模拟到数字转换器被配置成在处理逻辑接收第二声音信号之前接收第二声音信号并且将第二声音信号从模拟转换到数字。在一些实施例中，处理逻辑被配置成通过组合第一声音信号和第二声音信号来生成输出信号，这至少部分地通过至少部分地基于第一麦克风变得饱和而从第一声音信号切换到第二声音信号来实现。在一些实施例中，处理逻辑被配置成通过组合第一声音信号和第二声音信号来生成输出信号，这至少部分地通过至少部分地基于第二麦克风达到噪声级而从第二声音信号切换到第一声音信号来实现。

在一些实施例中，处理逻辑被配置成通过组合第一声音信号和第二声音信号来生成输出信号，这至少部分地通过响应于第一声音信号或第二声音信号穿过过渡动态范围而基本上即刻在第一声音信号和第二声音信号之间进行切换来实现。在其它实施例中，处理逻辑被配置成通过组合第一声音信号和第二声音信号来生成输出信号，这至少部分地通过至少部分地基于第一麦克风在预定时间段内饱和而从第一声音信号切换到第二声音信号来实现。在一些实施例中，处理逻辑被配置成通过组合第一声音信号和第二声音信号来生成输出信号，这至少部分地通过至少部分地基于第二麦克风在预定时间段内达到噪声级而从第二声音信号切换到第一声音信号来实现。