[发明专利]用于精确计算声音在麦克风阵列处的到达方向的方法

说明书

用于精确计算声音在麦克风阵列处的到达方向的方法。信号处理单元计算来自声音源的声音到组成麦克风阵列的第一麦克风和第二麦克风的第一到达时间差，并且计算作为第一到达时间差与实际时间之间的差的第二到达时间差，并且基于第一到达时间差和第二到达时间差之和确定声音源的位置。

技术领域

本发明的一个实施方式涉及用于使用麦克风获取声音源的声音的声音收集装置和声音收集方法。

背景技术

声音收集装置可以估计声音源的到达方向，以提高阵列麦克风在声音源方向上的灵敏度。为了找到声音源的到达方向，声音收集装置找到多个麦克风的所收集声音信号之间的相关。声音收集装置通过计算来自声音源的声音到多个麦克风的到达时间差来估计到达方向。到达时间差例如使用互相关函数来找到。声音收集装置找到多个麦克风的所收集声音信号的互相关函数，并且找到互相关函数指示峰值时的采样数。该采样数与来自声音源的声音到多个麦克风的到达时间差对应。到达时间差通过乘以声速转换成距离。因此，声音收集装置基于多个麦克风之间的距离和通过将声速乘以到达时间差找到的距离使用三角函数运算可以估计到达方向。

然而，当在时域中使用互相关函数找到到达时间差时，无法找到一个采样或更少的时间差。因此，到达方向的估计精度依赖于采样频率和多个麦克风之间的距离。

发明内容

声音收集装置设置有多个麦克风(即麦克风阵列)和信号处理单元。信号处理单元通过将所计算的第一到达时间差加到所计算的第二到达时间来计算声音在阵列中的麦克风之间的总或实际到达时间差。第一到达时间差基于具有到一个采样间时间的精度的、来自声音源的声音到多个麦克风的到达时间差，计算作为第一到达时间差与实际到达时间差之间的差的第二到达时间差，并且基于第三或实际到达时间估计声音源的位置。

附图说明

本发明可以通过参照附图阅读说明书来最佳地理解，附图中：

图1是例示了声音发出/收集装置10的构造的外部立体图。

图2是例示了声音发出/收集装置10的构造的框图。

图3是例示了信号处理单元15的构造的功能框图。

图4是例示了语音活动检测单元(VAD)50的构造的功能框图。

图5是例示了到达方向单元(DOA)60的构造的功能框图。

图6是例示了到达方向单元(DOA)60的操作的流程图。

图7是例示了白化交叉谱R的相位(ω)的图。

图8是例示了白化交叉谱R’的相位(ω)的图。

图9是例示了到达方向与由于麦克风而引起的声音的位移之间的关系的图。

图10是例示了波束成型单元(BF)20的构造的框图。

图11是例示了声音发出/收集装置10的操作的流程图。

图12是例示了到达方向单元60的构造的框图。

具体实施方式

图1是示意性例示声音发出/收集装置10的立体图。图1例示了所发出声音和所收集声音的主要构造，并且未例示其他构造。

声音发出/收集装置10设置有：长方体壳体1；麦克风阵列，该麦克风阵列具有麦克风11、麦克风12以及麦克风13；扬声器70L；以及扬声器70R。被设置为阵列的多个麦克风(麦克风11、麦克风12以及麦克风13)成行地布置在壳体1的一个侧面。扬声器70L和扬声器70R作为一对布置在麦克风11、麦克风12以及麦克风13的外侧，使麦克风11、麦克风12以及麦克风13介于它们之间。