陣列式麥克風(fēng)在電視機上的應(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;體驗感;校準(zhǔn)

　　前言

　　隨著國家三網(wǎng)融合政策地推進并落實，電視機作為家庭的娛樂終端，也將帶來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麥克風(fēng)進行收音，可能是有線麥克風(fēng)，也可能是無線麥克風(fēng)。采用單個麥克風(fēng)收音，會帶來以下一些問題。

　　● 用戶體驗不好。

　　即用戶在視頻聊天的過程中，需要手握著，或者盡量靠近麥克風(fēng)來說話，感覺不好;特別是很多家庭成員要一起聊天時，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;無線麥克風(fēng)在人移動速度稍快時，都容易出現(xiàn)斷音;而且無論采取哪種方式，用了一段時間后，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。

　　針對上述兩個問題，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問題。

　　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)對音訊進行偵測，所得到的資料交由數(shù)字信號處理器(DSP)進行比對，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)通過對拾取的多路語音信號進行分析與處理，使陣列形成的波束方向圖主瓣對準(zhǔn)目標(biāo)語音，“零點”指向干擾源以抑制干擾信號，從而盡可能地獲取目標(biāo)語音。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麥克風(fēng)時需人工調(diào)節(jié)麥克風(fēng)指向性問題，而且可以使輸出語音的信噪比大幅度提高，從而無需人工干預(yù)亦可獲得高質(zhì)量的語音。

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

　　回聲是指在揚聲器播出的聲音在被受話方聽到的同時，語音信號也通過多種途徑被麥克風(fēng)拾取，重新回輸至原說話人處?；芈曂ㄟ^的路徑各不相同，也就產(chǎn)生了不同的延時回聲，包括直接回聲和間接回聲。直接回聲是指揚聲器播出的聲音未經(jīng)任何的反射直接進入麥克風(fēng)，這種回聲的延時最短，它同遠端說話者的語音能量，揚聲器和麥克風(fēng)間的距離、角度、揚聲器的播放音量，麥克風(fēng)的拾音靈敏度直接相關(guān)。而間接回聲是指揚聲器播出的聲音經(jīng)過不同的路徑(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)任何物品的移動或改變都會改變回聲通道。因此這種回聲的特點是多路徑和時變的。

　　在陣列式麥克風(fēng)應(yīng)用中，由于人在說話時，不再需要緊貼麥克風(fēng)，相對而言，人的“主音”對麥克風(fēng)的影響力可能會降低，即旁邊的“干擾音”有可能會干擾“主音”，導(dǎo)致系統(tǒng)無法正確識別哪個才是真正的“主音”。特別是在聊天過程中，對方的聲音從揚聲器出來，如果聲音比較大，會被麥克風(fēng)重新獲取，被對方再一次或者多次聽到他本人說過的話。這就是在應(yīng)用陣列式麥克風(fēng)所要面對的最大的難題。

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