福建数字麦克风阵列特征

    说明是本实用新型实施方式的装置立体分解；本实用新型实施方式的印刷电路板的背面图；本实用新型实施方式的电连接关系；本实用新型实施方式的整体示意；1、包体；2、印刷电路板；3、音频采集装置；4、视频采集装置；5、wifi模块；6、电池；7、便携式平板电脑；8、图像出孔；9、透光挡片；10、夹层布料；11、图像采集装置安装孔；12、声音出孔；13、排线穿孔；14、吸音材料。具体实施方式下面结合和具体实施例对本实用新型的技术方案进行详细说明。以下所述为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。一种便携式可视化麦克风阵列装置，包括包体，设置在包体内的印刷电路板、音频采集装置、视频采集装置、无线模块和供电装置，以及便携式操作终端；包体的正面设有一图像出孔，视频采集装置安装在印刷电路板上，且其镜头与图像出孔重合，音频采集装置阵列式排布在印刷电路板上，无线模块分别与视频采集装置和音频采集装置电连接。语音信号由麦克风阵列直接获得，再进行分离可以得到多路单一麦克风语音信号。福建数字麦克风阵列特征

    如果声源到阵列中心的距离大于2d2/λmin，则为远场模型，否则为近场模型。近场模型和远场模型(2)麦克风阵列拓扑结构按麦克风阵列的维数，可分为一维、二维和三维麦克风阵列。这里只讨论有一定形状规则的麦克风阵列。一维麦克风阵列，即线性麦克风阵列，其阵元中心位于同一条直线上。根据相邻阵元间距是否相同，又可分为均匀线性阵列(UniformLinearArray，ULA)和嵌套线性阵列，均匀线性阵列是简单的阵列拓扑结构，其阵元之间距离相等、相位及灵敏度一直。嵌套线性阵列则可看成几组均匀线性阵列的叠加，是一类特殊的非均匀阵。线性阵列只能得到信号的水平方向角信息。线性阵列拓扑结构二维麦克风阵列，即平面麦克风阵列，其阵元中心分布在一个平面上。根据阵列的几何形状可分为等边三角形阵、T型阵、均匀圆阵、均匀方阵、同轴圆阵、圆形或矩形面阵等，平面阵列可以得到信号的水平方位角和垂直方位角信息。平面阵列拓扑结构三维麦克风阵列，即立体麦克风阵列，其阵元中心分布在立体空间中。根据阵列的立体形状可分为四面体阵、正方体阵、长方体阵、球型阵等。福建数字麦克风阵列特征根据麦克风阵列的拓扑结构，则可分为线性阵列、平面阵列、体阵列等。

    2)测量一对麦克风同步采集信号相位差ΔΦ，根据频率f和声传播速度C0得到这一对麦克风的位置间隔：经过计算及试验验证，相位法分析麦克风相对位置差的精度要比互相关法分析的精度高。通过算法控制，麦克风阵列在搜索到讲话者的位置之后可以将波束指向当前的讲话者。麦克风阵列这种极强的智能指向性功能可以降低周边环境噪声及回声的影响。使用单麦克风与采用波束形成技术麦克风阵列接收讲话者声音效果的对比.阵列指向性由于麦克风阵列的输出信号中包含比单只麦克风更低的噪声和回声成份，所以其固有噪声抑制能力要远高于单只麦克风。麦克风阵列在1000Hz的典型指向性波束。其指向性要远好于任一款价格昂贵的高性能超心形麦克风。麦克风阵列在1000Hz的典型指向性波束.指向性指数另一个表证波束的参数是指向性指数。指向性指数D表征的是麦克风阵列主响应轴(波束轴线)检测到的声源信号与需要屏蔽的各种噪声与回声信号的比值。其中：P(f,φ,θ)：声源信号之声能ρ0：与参考点的平均距离)(φT,θT)：与参考声轴的角度作为频率函数的麦克风阵列指向性。

    )可以认为是麦克风阵列上所有麦克风对的信号两两做基于相位变换的广义互相关并求和：()=其中k、l第k、l个麦克风，表示相位变换的权重，τ()表示从声音从位置x到达第k个麦克风的时间。式中将定义为组合加权函数：考虑到计算()所涉及的对称性，并去掉一些固定能量项，则()随x变化的部分为：=因而，为了简化计算可以替换为：=4.在整个房间内进行全局搜索，利用随机区域收缩算法(src)得到能量大的坐标点y。随机区域收缩算法的基本思想是，在所给定的初始值中随机找出一个n维的矩阵，在顺序过程中，逐步缩小范围，直到达到足够小的范围，找出峰值。从而计算出定位坐标点。随机区域收缩算法的过程如下：1）先定义i为迭代的次数，表示第i次迭代时随机抽取的点数，表示下一代的子搜索空间中包含的点数，表示下一代子搜索空间。定义每计算一次便记为一次，表示第i次迭代后的次数，表示停止值，φ表示大被允许计算的次数。表示新的子搜索空间的边界；2）初始化迭代次数i=0；3）设置初始参数：、，；4）计算中所有的值；5）整理出，使得≪；6）根据收缩当前的搜索空间，更新搜索空间和新的区域边界；7）如果，或者并且，则确定该点坐标位置，保存结果并输出；8）如果只有，则舍弃结果。一个麦克风阵列室内定位系统：麦克风阵列拓扑结构分析模块、阵列自适应滤波校正模块、说话人定位算法模块！

    电容c4的另一端接地，电阻r7的另一端连接电阻r6的另一端、电容c1的一端，放大器u2的7脚连接电阻r9的另一端、电容c1的另一端；二级带通滤波电路由型号为op275的运算放大器和贴片电阻电容组成，通过构建二阶低通电路和二阶高通电路形成带通滤波，后使得系统的理论通带为160-12000hz，该频带满足ci滤波器组的频带要求同时省去50hz陷波电路的设计，在确保滤波、放大功能的同时，进一步减小了系统的硬件体积。电源管理电路包括：升压转换器u3、稳压电源u4、稳压器u5、插座j1、开关j2、电感l1、l2,、电容c9～c21、电阻r11～r13，升压转换器u3的1脚、2脚连接后接入电感l1的一端，升压转换器u3的11脚接地，升压转换器u3的3脚、4脚连接后与电阻r11的一端、电阻r12的一端、电容c13的一端、电容c9的一端、电容c10的一端、电容c11的一端连接后接入到电源，升压转换器u3的5脚连接电阻r11的另一端，电容c9的另一端、电容c10的另一端、电容c11的另一端互相连接后接地；升压转换器u3的6脚连接电容c12的一端，电容c12的另一端连接电阻r13的一端后接地，升压转换器u3的7脚、电阻r13的另一端、电阻r12的另一端、电容c13的另一端互相连接。目前中远距离声音的获取主要依靠规模较大的麦克风阵列装置来获取。福建数字麦克风阵列特征

声源与麦克风阵列的距离，是麦克风阵列孔径，是声源的工作波长。福建数字麦克风阵列特征

    麦克风阵列，是一组位于空间不同位置的全向麦克风按一定的形状规则布置形成的阵列，是对空间传播声音信号进行空间采样的一种装置，采集到的信号包含了其空间位置信息。根据声源和麦克风阵列之间距离的远近，可将阵列分为近场模型和远场模型。根据麦克风阵列的拓扑结构，则可分为线性阵列、平面阵列、体阵列等。(1)近场模型和远场模型声波是纵波，即媒质中质点沿传播方向运动的波。声波是一种振动波，声源发声振动后，声源四周的媒质跟着振动，声波随着媒质向四周扩散，所以是球面波。根据声源和麦克风阵列距离的远近，可将声场模型分为两种：近场模型和远场模型。近场模型将声波看成球面波，它考虑麦克风阵元接收信号间的幅度差;远场模型则将声波看成平面波，它忽略各阵元接收信号间的幅度差，近似认为各接收信号之间是简单的时延关系。显然远场模型是对实际模型的简化，极大地简化了处理难度。一般语音增强方法就是基于远场模型。近场模型和远场模型的划分没有的标准，一般认为声源离麦克风阵列中心参考点的距离远大于信号波长时为远场;反之，则为近场。设均匀线性阵列相邻阵元之间的距离(又称阵列孔径)为d，声源高频率语音的波长(即声源的小波长)为λmin。福建数字麦克风阵列特征