本發(fā)明涉及一種通信技術(shù)的語(yǔ)音拾取技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種大屏幕移動(dòng)終端的波束定位系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

現(xiàn)在已開(kāi)始進(jìn)入信息化時(shí)代，用現(xiàn)代手段研究語(yǔ)音處理技術(shù)，使人們能更加有效地產(chǎn)生、傳輸、存儲(chǔ)、獲取和應(yīng)用語(yǔ)音信息?，F(xiàn)有的大屏幕移動(dòng)終端(例如筆記本電腦、平板電腦等)均搭載有語(yǔ)音拾取裝置，通常語(yǔ)音拾取裝置由麥克風(fēng)形成，麥克風(fēng)安裝于屏幕上端，使得用戶(hù)在使用大屏幕設(shè)備時(shí)，發(fā)音源(口腔)正對(duì)的麥克風(fēng)，方便麥克風(fēng)進(jìn)行語(yǔ)音的采集或拾取，并根據(jù)語(yǔ)音形成與之相匹配的語(yǔ)音信號(hào)。但是現(xiàn)有的大屏幕中設(shè)置有一個(gè)麥克風(fēng)或者兩個(gè)麥克風(fēng)，但是所有的麥克風(fēng)的安裝位置均朝向屏幕顯示的方向，相當(dāng)于僅僅只能對(duì)屏幕顯示方向發(fā)出的語(yǔ)音進(jìn)行采集，而對(duì)于其他方向(例如與屏幕顯示方向相反的位置)的語(yǔ)音，麥克風(fēng)的采集能力較弱，特別是處于嘈雜環(huán)境中，麥克風(fēng)能夠采集到多種語(yǔ)音信號(hào)，使得有效的語(yǔ)音信號(hào)被其它語(yǔ)音信號(hào)干擾，降低了信號(hào)的傳輸質(zhì)量。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的主要目的在于提供一種大屏幕移動(dòng)終端的波束定位系統(tǒng)，旨在提高麥克風(fēng)語(yǔ)音采集的信噪比，提高語(yǔ)音信號(hào)傳輸質(zhì)量。

一種大屏幕移動(dòng)終端的波束定位系統(tǒng)，其中：包括

麥克風(fēng)陣列，設(shè)置于所述移動(dòng)終端上且形成二維空間的所述麥克風(fēng)陣列， 包括復(fù)數(shù)個(gè)麥克風(fēng)陣元，每個(gè)所述麥克風(fēng)陣元用以拾取當(dāng)前聲源發(fā)出的聲音信號(hào)，并分別形成語(yǔ)音信號(hào)輸出；

處理單元，連接所述麥克風(fēng)陣列，接收每個(gè)所述麥克風(fēng)陣元輸出的所述語(yǔ)音信號(hào)，分別根據(jù)所述語(yǔ)音信號(hào)形成波束，并計(jì)算所述聲源到達(dá)所述麥克風(fēng)陣列中每個(gè)所述麥克風(fēng)陣元的時(shí)延，所述時(shí)延結(jié)合所述波束判定所述聲源的位置信息。

上述的大屏幕移動(dòng)終端的波束定位系統(tǒng)，其中，還包括控制單元，連接所述處理單元，用以根據(jù)所述位置信息控制與所述位置信息相匹配的所述麥克風(fēng)陣元采集所述聲音信號(hào)，使得所述麥克風(fēng)陣列輸出的所述語(yǔ)音信號(hào)功率達(dá)到最大值。

上述的大屏幕移動(dòng)終端的波束定位系統(tǒng)，其中，所述麥克風(fēng)陣列包括三個(gè)麥克風(fēng)陣元；

第一麥克風(fēng)陣元，固定設(shè)置于所述移動(dòng)終端的屏幕顯示裝置上并朝向所述屏幕顯示方向；用以采集所述移動(dòng)終端所述聲源發(fā)出的所述聲音信號(hào)，并形成與所述處理單元相匹配的第一信號(hào)輸出至所述處理單元；

第二麥克風(fēng)陣元，于所述第一麥克風(fēng)陣元間隔一預(yù)定長(zhǎng)度固定設(shè)置于所述移動(dòng)終端的屏幕顯示裝置上并朝向所述屏幕顯示方向；用以采集所述移動(dòng)終端所述聲源發(fā)出的所述聲音信號(hào)，并形成與所述處理單元相匹配的第二信號(hào)輸出至所述處理單元；

第三麥克風(fēng)陣元，設(shè)置于所述移動(dòng)終端的屏幕顯示裝置具有預(yù)定厚度的側(cè)壁上并與所述第一麥克風(fēng)陣元處于同一垂直面上；用以采集所述移動(dòng)終端所述聲源發(fā)出的所述聲音信號(hào)，并形成與所述處理單元相匹配的第三信號(hào)輸出至所述處理單元。

上述的大屏幕移動(dòng)終端的波束定位系統(tǒng)，其中，所述處理單元分別根據(jù)所述第一信號(hào)、所述第二信號(hào)、所述第三信號(hào)比較計(jì)算得到第一信號(hào)時(shí)延、第二信號(hào)時(shí)延、第三信號(hào)時(shí)延；

于所述第一信號(hào)時(shí)延小于所述第三信號(hào)時(shí)延時(shí)，判斷所述聲源位置位于所述移動(dòng)終端的大屏幕前方；

于所述第一信號(hào)時(shí)延大于所述第三信號(hào)時(shí)延時(shí)，判斷所述聲源位置位于所述移動(dòng)終端的大屏幕后方。

上述的大屏幕移動(dòng)終端的波束定位系統(tǒng)，其中，于所述第一信號(hào)時(shí)延小于所述第三信號(hào)時(shí)延時(shí)，比較所述第一信號(hào)時(shí)延與所述第二信號(hào)時(shí)延，

于所述第一信號(hào)時(shí)延小于所述第二信號(hào)時(shí)延時(shí)，判斷所述聲源位置為靠近所述第一麥克風(fēng)陣元的一側(cè)；

于所述第一信號(hào)時(shí)延大于所述第二信號(hào)時(shí)延時(shí)，判斷所述聲源位置為靠近所述第二麥克風(fēng)陣元的一側(cè)；

于所述第一信號(hào)時(shí)延等于所述第二信號(hào)時(shí)延時(shí)，判斷所述聲源位置為位于所述第一麥克風(fēng)陣元與所述第二麥克風(fēng)陣元之間。

上述的大屏幕移動(dòng)終端的波束定位系統(tǒng)，其中，所述處理單元包括一濾波電路，用以根據(jù)所述聲源的所述位置信息加強(qiáng)靠近所述聲源位置的每個(gè)所述麥克風(fēng)陣元獲取的所述語(yǔ)音信號(hào)并濾除遠(yuǎn)離所述聲源位置的每個(gè)所述麥克風(fēng)陣元獲取的所述語(yǔ)音信號(hào)。

上述的大屏幕移動(dòng)終端的波束定位系統(tǒng)，其中，所述濾波電路為自適應(yīng)濾波電路。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：

(1)將麥克風(fēng)陣列采用二維空間設(shè)計(jì)，每個(gè)所述麥克風(fēng)陣元用以拾取當(dāng)前聲源發(fā)出的聲音信號(hào)，并分別形成語(yǔ)音信號(hào)輸出，可以提高采集語(yǔ)音的信噪比。

(2)處理單元將每個(gè)麥克風(fēng)陣元采集的語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行處理形成波束，同時(shí)結(jié)合每個(gè)麥克風(fēng)陣元的時(shí)延判斷聲源位置，通過(guò)聲源位置引導(dǎo)波速，使得麥克風(fēng)陣列的輸出信號(hào)功率達(dá)到最大值。

(3)選擇與聲源最靠近的一個(gè)或者多個(gè)麥克風(fēng)陣元采集語(yǔ)音，形成語(yǔ)音信 號(hào)輸出，避免其他麥克風(fēng)陣元采集背景噪音。能夠減少處理單元的運(yùn)算量，提高處理單元的運(yùn)算精度，提高采集語(yǔ)音的信噪比以及語(yǔ)音信號(hào)的傳輸質(zhì)量。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的電路結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，但不作為本發(fā)明的限定。

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

需要說(shuō)明的是，在不沖突的情況下，本發(fā)明中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，但不作為本發(fā)明的限定。

如圖1所示，一種大屏幕移動(dòng)終端的波束定位系統(tǒng)，其中：包括

麥克風(fēng)陣列，設(shè)置于所述移動(dòng)終端上且形成二維空間的所述麥克風(fēng)陣列，包括復(fù)數(shù)個(gè)麥克風(fēng)陣元，每個(gè)所述麥克風(fēng)陣元用以拾取當(dāng)前聲源發(fā)出的聲音信號(hào)，并分別形成語(yǔ)音信號(hào)輸出；

處理單元，連接所述麥克風(fēng)陣列，接收每個(gè)所述麥克風(fēng)陣元輸出的所述語(yǔ)音信號(hào)，分別計(jì)算所述聲源到達(dá)所述麥克風(fēng)陣列中每個(gè)所述麥克風(fēng)陣元的時(shí)延，并根據(jù)所述時(shí)延判定所述聲源的位置信息。

本發(fā)明的工作原理是：將麥克風(fēng)陣列采用二維空間設(shè)計(jì)，每個(gè)所述麥克風(fēng)陣元用以拾取當(dāng)前聲源發(fā)出的聲音信號(hào)，并分別形成語(yǔ)音信號(hào)輸出。以筆 記本電腦為例，在顯示屏幕的正前方垂直方向設(shè)置有麥克風(fēng)陣元，該麥克風(fēng)陣元可以采集顯示屏幕正前方向的語(yǔ)音信號(hào)，在顯示屏幕的正背面垂直方向設(shè)置有麥克風(fēng)陣元，該麥克風(fēng)陣元可以采集顯示屏幕背后的語(yǔ)音信號(hào)，在顯示屏幕上方的水平方向設(shè)置有麥克風(fēng)陣元，該麥克風(fēng)陣元可以采集顯示屏幕上方的語(yǔ)音信號(hào)，因此采用二維空間的麥克風(fēng)陣列，可以提高采用語(yǔ)音的信噪比。

處理單元接收每個(gè)所述麥克風(fēng)陣元輸出的所述語(yǔ)音信號(hào)，分別計(jì)算所述聲源到達(dá)所述麥克風(fēng)陣列中每個(gè)所述麥克風(fēng)陣元的時(shí)延，并根據(jù)所述時(shí)延判定所述聲源的位置信息。處理單元將每個(gè)麥克風(fēng)陣元采集的語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行處理形成波束，同時(shí)結(jié)合每個(gè)麥克風(fēng)陣元的時(shí)延判斷聲源位置，通過(guò)聲源位置引導(dǎo)波速，使得麥克風(fēng)陣列的輸出信號(hào)功率達(dá)到最大值，通常波束輸出功率最大的點(diǎn)就是聲源的位置。波束的形成可通過(guò)常用加權(quán)求和的方法獲取，也可以采用其它方法獲取，本申請(qǐng)中對(duì)波束的形成方法不做具體限定。

上述的大屏幕移動(dòng)終端的波束定位系統(tǒng)，其中，還包括控制單元，連接所述處理單元，用以根據(jù)所述位置信息控制與所述位置信息相匹配的所述麥克風(fēng)陣元采集所述聲音信號(hào)。通常選擇與聲源最靠近的一個(gè)或者多個(gè)麥克風(fēng)陣元采集語(yǔ)音，形成語(yǔ)音信號(hào)輸出，避免其他麥克風(fēng)陣元采集背景噪音。能夠減少處理單元的運(yùn)算量，提高處理單元的運(yùn)算精度，提高采集語(yǔ)音的信噪比以及語(yǔ)音信號(hào)的傳輸質(zhì)量。

上述的大屏幕移動(dòng)終端的波束定位系統(tǒng)，其中，所述麥克風(fēng)陣列包括三個(gè)麥克風(fēng)陣元；

第一麥克風(fēng)陣元，固定設(shè)置于所述移動(dòng)終端的屏幕顯示裝置上并朝向所述屏幕顯示方向；用以采集所述移動(dòng)終端所述聲源發(fā)出的所述聲音信號(hào)，并形成與所述處理單元相匹配的第一信號(hào)輸出至所述處理單元；

第二麥克風(fēng)陣元，于所述第一麥克風(fēng)陣元間隔一預(yù)定長(zhǎng)度固定設(shè)置于所述移動(dòng)終端的屏幕顯示裝置上并朝向所述屏幕顯示方向；用以采集所述移動(dòng)終 端所述聲源發(fā)出的所述聲音信號(hào)，并形成與所述處理單元相匹配的第二信號(hào)輸出至所述處理單元；

第三麥克風(fēng)陣元，設(shè)置于所述移動(dòng)終端的屏幕顯示裝置具有預(yù)定厚度的側(cè)壁上并與所述第一麥克風(fēng)陣元處于同一垂直面上；用以采集所述移動(dòng)終端所述聲源發(fā)出的所述聲音信號(hào)，并形成與所述處理單元相匹配的第三信號(hào)輸出至所述處理單元。采用三個(gè)麥克風(fēng)陣元，減少麥克風(fēng)陣元的數(shù)量，減少麥克風(fēng)陣元輸出的語(yǔ)音信號(hào)數(shù)量，降低處理單元的運(yùn)算復(fù)雜度。同時(shí)三個(gè)麥克風(fēng)分別設(shè)置于移動(dòng)終端的不同位置，可以采集移動(dòng)終端區(qū)域內(nèi)有效空間的語(yǔ)音信號(hào)。

作為進(jìn)一步優(yōu)選實(shí)施例，上述的大屏幕移動(dòng)終端的波束定位系統(tǒng)，其中，所述處理單元分別根據(jù)所述第一信號(hào)、所述第二信號(hào)、所述第三信號(hào)比較計(jì)算得到第一信號(hào)時(shí)延、第二信號(hào)時(shí)延、第三信號(hào)時(shí)延；

于所述第一信號(hào)時(shí)延小于所述第三信號(hào)時(shí)延時(shí)，判斷所述聲源位置位于所述移動(dòng)終端的大屏幕前方；

于所述第一信號(hào)時(shí)延大于所述第三信號(hào)時(shí)延時(shí)，判斷所述聲源位置位于所述移動(dòng)終端的大屏幕后方。采用此種方式，通過(guò)時(shí)延信號(hào)的比較判斷聲源位置，在聲源位置的空間區(qū)域內(nèi)計(jì)算最大波束點(diǎn)，能夠在確定了聲源的空間位置后快速確定聲源的具體位置，通過(guò)麥克風(fēng)陣元準(zhǔn)確獲取語(yǔ)音信號(hào)，同時(shí)快速濾除背景噪音，進(jìn)一步提高了語(yǔ)音采集的信噪比。

上述的大屏幕移動(dòng)終端的波束定位系統(tǒng)，其中，于所述第一信號(hào)時(shí)延小于所述第三信號(hào)時(shí)延時(shí)，比較所述第一信號(hào)時(shí)延與所述第二信號(hào)時(shí)延，

于所述第一信號(hào)時(shí)延小于所述第二信號(hào)時(shí)延時(shí)，判斷所述聲源位置為靠近所述第一麥克風(fēng)陣元的一側(cè)；

于所述第一信號(hào)時(shí)延大于所述第二信號(hào)時(shí)延時(shí)，判斷所述聲源位置為靠近所述第二麥克風(fēng)陣元的一側(cè)；當(dāng)聲源位置位于任一麥克風(fēng)陣元的一側(cè)時(shí)，處理單元對(duì)該麥克風(fēng)陣元獲取的語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行加強(qiáng)，并衰弱遠(yuǎn)離聲源的麥克風(fēng) 陣元獲取的語(yǔ)音信息。通常遠(yuǎn)離聲源的麥克風(fēng)陣元獲取的語(yǔ)音信息均不是有效信號(hào)，可能為背景噪聲，也可能為回聲或者混響，這些語(yǔ)音信號(hào)均會(huì)對(duì)有效語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行干擾，濾波電路需要對(duì)這些信號(hào)進(jìn)行濾除。

于所述第一信號(hào)時(shí)延等于所述第二信號(hào)時(shí)延時(shí)，判斷所述聲源位置為位于所述第一麥克風(fēng)陣元與所述第二麥克風(fēng)陣元之間。當(dāng)聲源位置為位于所述第一麥克風(fēng)陣元與所述第二麥克風(fēng)陣元之間，則會(huì)加強(qiáng)位于聲源兩側(cè)的麥克風(fēng)陣元獲得語(yǔ)音信號(hào)，提高采音的信噪比。

作為進(jìn)一步優(yōu)選實(shí)施方案，上述的大屏幕移動(dòng)終端的波束定位系統(tǒng)，其中，所述處理單元包括一濾波電路，用以根據(jù)所述聲源的所述位置信息加強(qiáng)靠近所述聲源位置的每個(gè)所述麥克風(fēng)陣元獲取的所述語(yǔ)音信號(hào)并濾除遠(yuǎn)離所述聲源位置的每個(gè)所述麥克風(fēng)陣元獲取的所述語(yǔ)音信號(hào)。濾波電路可為預(yù)設(shè)有一定帶通的濾波電路。人耳較敏感的頻帶為300HZ～4000HZ，通過(guò)濾波器可將300HZ～4000HZ之外的頻率成分濾除，減少噪音對(duì)后續(xù)信號(hào)處理的影響。

作為進(jìn)一步優(yōu)選實(shí)施方案，上述的大屏幕移動(dòng)終端的波束定位系統(tǒng)，其中，所述濾波電路為自適應(yīng)濾波電路。自適應(yīng)濾波電路根據(jù)麥克風(fēng)陣元采集的語(yǔ)音信號(hào)，自動(dòng)調(diào)整濾波系數(shù)，使其達(dá)到最佳的濾波效率?？蓱?yīng)用于周?chē)h(huán)境復(fù)雜，背景噪音較多的場(chǎng)合。

作為進(jìn)一步優(yōu)選實(shí)施方案，上述的大屏幕移動(dòng)終端的波束定位系統(tǒng)，因信號(hào)強(qiáng)度與時(shí)延成正比，時(shí)延越大，信號(hào)強(qiáng)度越弱。處理單元也可以分別計(jì)算所述聲源到達(dá)所述麥克風(fēng)陣列中每個(gè)所述麥克風(fēng)陣元的信號(hào)強(qiáng)度，并根據(jù)所述強(qiáng)度判斷所述聲源的位置信息。

以上所述僅為本發(fā)明較佳的實(shí)施例，并非因此限制本發(fā)明的實(shí)施方式及保護(hù)范圍，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，應(yīng)當(dāng)能夠意識(shí)到凡運(yùn)用本發(fā)明說(shuō)明書(shū)及圖示內(nèi)容所作出的等同替換和顯而易見(jiàn)的變化所得到的方案，均應(yīng)當(dāng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。