[实用新型]一种麦克风线性阵列增强指向性拾音器

说明书

技术领域：

本实用新型涉及安防监控领域，尤其涉及一种麦克风线性阵列增强指向性拾音器。

背景技术：

传统的安防拾音器一般包括一个全向或心形指向的驻极体麦克风，驻极体麦克风实现音频信号到电信号的转换，然后通过一级或者两级模拟电路放大，低通或带通滤波后模拟输出。

市面上也有一些拾音器包括两个驻极体麦克风，一个驻极体麦克风灵敏度比较高，负责自由远场的拾音，另外一个驻极体麦克风灵敏度比较低，负责近场背景噪声的拾音，然后通过模拟电路控制相位，同向叠加来抑制背景噪声。

这些拾安防音器存在如下缺陷：

（1）在实际应用中，周围环境存在较大的背景噪声，通过模拟降噪的方法不能有效地降低整个频段的噪声，甚至将声音的高频部分损失，造成输出的信号质量不高。

（2）由于选用的驻极体麦克风保真度较低，加上滤波电路造成的相位延时，输出的声音信号与实际声音存在差别。不能满足安防语音监控清晰度的要求。

（3）拾音范围较小，完全取决于驻极体麦克风的灵敏度，一般只能做到10m范围内的拾音。驻极体麦克风随着使用时间的增加，灵敏度会衰减而降低拾音距离。由于拾音范围的限制，拾音器一般吊在房间天花板中间位置，声孔指向音源，靠近关键区域。而摄像头覆盖区域比较大，安装在房间顶部一角，拾音器和摄像头距离较远，布线较为复杂。

（4）功能比较单一，只有音频的拾音和放大作用，难以实现一些特定功能应用，例如环境噪声抑制、波束成形和波束指向性等。

实用新型内容：

为了解决上述问题，本实用新型提供了利用麦克风线性阵列增强技术，提供一种采集声音清晰度高、降噪效果好、拾音距离远、具有指向性的拾音器的技术方案：

一种麦克风线性阵列增强指向性拾音器，包括麦克风阵列单元、音频编码单元、DSP处理单元和音频输出单元，麦克风阵列单元与音频编码单元导通，音频编码单元与音频输出单元以并行方式与DSP处理单元连接。

作为优选，麦克风阵列单元包括4个MEMS咪头，4个MEMS咪头在电路板上直线排布形成麦克风线性阵列，相邻MEMS咪头的中心距为20±0.1mm。

作为优选，MEMS咪头的灵敏度为-40dB±0.5dB，频率响应为100Hz–10KHz，长度为3.76mm，宽度为2.95mm，信噪比不小于60dB。

作为优选，音频解码单元采用集成IC芯片NAU85L40，NAU85L40最大支持48KHz采样，系统采用16KHz采样率，24bit采样精度。

本实用新型的有益效果在于：

（1）本实用新型利用麦克风线性阵列增强技术实现的指向性拾音器，在差分波束形成是频不变波束形成算法，重建后的语音信号在人耳敏感的区域频率成分无变化，所以重建后的语音信号清晰度高，可满足一些关键区域的高质量语音监控需要。

（2）本实用新型中拾音器的4个麦克风咪头对同向音频信号进行叠加，指向性好，拾音距离远，有效拾音距离可达20米以上。

（3）实用新型与单个模拟拾音器相比，由于麦克风线性阵列接收的声音信号已经数字化，可以被进一步处理，还可以进行声源分离、解混响以及声源定位和声源追踪等特定功能应用。

（4）实用新型中拾音器除可以使用传统的模拟音频接口和摄像头配合实现音视频的同步记录，还可以使用USB数字音频接口，USB数字音频接口避免摄像头AD或Codec芯片二次采样带来的电路噪声，提高摄像头端音频信号的信噪比。

附图说明：

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为麦克风阵列单元结构示意图；

图3为麦克风咪头理想波束图；

图4为本实用新型的咪头波束图。

具体实施方式：

为使本实用新型的发明目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的实施方式作进一步地详细描述。