陣列式麥克風(fēng)在電視機(jī)上的應(yīng)用

　　摘要：本文將主要闡述在電視中應(yīng)用陣列式麥克風(fēng)，可以大大提升用戶的體驗(yàn)感受;而且提出了一些解決回聲的技術(shù)方案。

　　關(guān)鍵詞：聊天電視;陣列式麥克風(fēng);回聲;體驗(yàn)感;校準(zhǔn)

　　前言

　　隨著國(guó)家三網(wǎng)融合政策地推進(jìn)并落實(shí)，電視機(jī)作為家庭的娛樂(lè)終端，也將帶來(lái)一些非常積極的變化。例如，像深圳創(chuàng)維在2010年2月就率先研發(fā)成功了“聊天電視”，隨后海信、TCL等家電廠家也推出相似的產(chǎn)品。

　　在聊天電視中，麥克風(fēng)的語(yǔ)音收集就變得非常重要。目前多數(shù)聊天電視基本上都是使用了單個(gè)麥克風(fēng)進(jìn)行收音，可能是有線麥克風(fēng)，也可能是無(wú)線麥克風(fēng)。采用單個(gè)麥克風(fēng)收音，會(huì)帶來(lái)以下一些問(wèn)題。

　　● 用戶體驗(yàn)不好。

　　即用戶在視頻聊天的過(guò)程中，需要手握著，或者盡量靠近麥克風(fēng)來(lái)說(shuō)話，感覺(jué)不好;特別是很多家庭成員要一起聊天時(shí)，更顯得擁擠不堪。

　　使用有線麥克風(fēng)，連接線顯得很啰嗦，而且影響家庭的裝飾;無(wú)線麥克風(fēng)在人移動(dòng)速度稍快時(shí)，都容易出現(xiàn)斷音;而且無(wú)論采取哪種方式，用了一段時(shí)間后，都需要更換電池或者再次充電。

　　● 成本較高。

　　目前在聊天電視上，采用無(wú)線麥克風(fēng)，載波調(diào)制為2.4GHz的方式，已經(jīng)成為主流，但是這種方式的成本明顯偏高。

　　針對(duì)上述兩個(gè)問(wèn)題，我們提出使用陣列式麥克風(fēng)應(yīng)用在電視上，可以較好解決這兩個(gè)問(wèn)題。

　　陣列式麥克風(fēng)

　　陣列式麥克風(fēng)(Array Microphone)，又名麥克風(fēng)陣列(Microphone Array)，即設(shè)置兩組以上麥克風(fēng)，并以這些麥克風(fēng)對(duì)音訊進(jìn)行偵測(cè)，所得到的資料交由數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)進(jìn)行比對(duì)，用以還原聲音的原貌，并消除背景雜音。陣列式麥克風(fēng)目前是HD Audio的標(biāo)準(zhǔn)之一。Windows Vista已可以支持陣列式麥克風(fēng)。

　　陣列式麥克風(fēng)通過(guò)對(duì)拾取的多路語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行分析與處理，使陣列形成的波束方向圖主瓣對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)語(yǔ)音，“零點(diǎn)”指向干擾源以抑制干擾信號(hào)，從而盡可能地獲取目標(biāo)語(yǔ)音。其中波束方向及波束主瓣寬度與麥克風(fēng)的間距、麥克風(fēng)數(shù)目、麥克風(fēng)的擺放位置、聲源入射角及采樣頻率緊密相關(guān)。波束的形成不僅消除了使用單個(gè)麥克風(fēng)時(shí)需人工調(diào)節(jié)麥克風(fēng)指向性問(wèn)題，而且可以使輸出語(yǔ)音的信噪比大幅度提高，從而無(wú)需人工干預(yù)亦可獲得高質(zhì)量的語(yǔ)音。

　　使用傳統(tǒng)麥克風(fēng)說(shuō)話時(shí)，人需要盡量靠近麥克風(fēng)，對(duì)于系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，靠近麥克風(fēng)說(shuō)話的就是“主音”，系統(tǒng)獲得較大的輸入。而對(duì)于旁邊的雜音，或者對(duì)話者從揚(yáng)聲器輸出的聲音相對(duì)“主音”來(lái)說(shuō)，幅度都是比較小的，都屬于“干擾音”。這樣系統(tǒng)可以更準(zhǔn)確過(guò)濾掉“干擾音”，保留“主音”。在這種傳統(tǒng)的麥克風(fēng)拾音過(guò)程中，回聲的問(wèn)題并不突出。而在應(yīng)用陣列式麥克風(fēng)時(shí)，回聲問(wèn)題則需要重點(diǎn)關(guān)注。

　　回聲是指在揚(yáng)聲器播出的聲音在被受話方聽(tīng)到的同時(shí)，語(yǔ)音信號(hào)也通過(guò)多種途徑被麥克風(fēng)拾取，重新回輸至原說(shuō)話人處。回聲通過(guò)的路徑各不相同，也就產(chǎn)生了不同的延時(shí)回聲，包括直接回聲和間接回聲。直接回聲是指揚(yáng)聲器播出的聲音未經(jīng)任何的反射直接進(jìn)入麥克風(fēng)，這種回聲的延時(shí)最短，它同遠(yuǎn)端說(shuō)話者的語(yǔ)音能量，揚(yáng)聲器和麥克風(fēng)間的距離、角度、揚(yáng)聲器的播放音量，麥克風(fēng)的拾音靈敏度直接相關(guān)。而間接回聲是指揚(yáng)聲器播出的聲音經(jīng)過(guò)不同的路徑(如房屋或房屋內(nèi)任何的物品)一次或多次反射后進(jìn)入麥克風(fēng)后所產(chǎn)生回聲的集合。房屋內(nèi)任何物品的移動(dòng)或改變都會(huì)改變回聲通道。因此這種回聲的特點(diǎn)是多路徑和時(shí)變的。

　　在陣列式麥克風(fēng)應(yīng)用中，由于人在說(shuō)話時(shí)，不再需要緊貼麥克風(fēng)，相對(duì)而言，人的“主音”對(duì)麥克風(fēng)的影響力可能會(huì)降低，即旁邊的“干擾音”有可能會(huì)干擾“主音”，導(dǎo)致系統(tǒng)無(wú)法正確識(shí)別哪個(gè)才是真正的“主音”。特別是在聊天過(guò)程中，對(duì)方的聲音從揚(yáng)聲器出來(lái)，如果聲音比較大，會(huì)被麥克風(fēng)重新獲取，被對(duì)方再一次或者多次聽(tīng)到他本人說(shuō)過(guò)的話。這就是在應(yīng)用陣列式麥克風(fēng)所要面對(duì)的最大的難題。

　　簡(jiǎn)而言之，在應(yīng)用陣列式麥克風(fēng)過(guò)程中，建議關(guān)注以下幾個(gè)問(wèn)題：收音范圍是否足夠?qū)?收音距離是否足夠遠(yuǎn);收音的效果是否足夠清晰;回聲的問(wèn)題是否得以較好的消除。其中收音范圍可以通過(guò)更換麥克風(fēng)的個(gè)數(shù)以及麥克風(fēng)的擺放位置來(lái)調(diào)整;而收音的距離和清晰度等可以通過(guò)調(diào)整麥克風(fēng)的靈敏度來(lái)配合，本文不作過(guò)多的論述。由于對(duì)于回聲的問(wèn)題最難處理，本文也試圖提出一些個(gè)人的想法。