陣列式麥克風(fēng)在電視機上的應用

　　摘要：本文將主要闡述在電視中應用陣列式麥克風(fēng)，可以大大提升用戶(hù)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

　　前言

　　隨著(zhù)國家三網(wǎng)融合政策地推進(jìn)并落實(shí)，電視機作為家庭的娛樂(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(chǎng)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(xiàn)麥克風(fēng)，也可能是無(wú)線(xiàn)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(hù)體驗不好。

　　即用戶(hù)在視頻聊天的過(guò)程中，需要手握著(zhù)，或者盡量靠近麥克風(fēng)來(lái)說(shuō)話(huà)，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(xiàn)麥克風(fēng)，連接線(xiàn)顯得很啰嗦，而且影響家庭的裝飾;無(wú)線(xiàn)麥克風(fēng)在人移動(dòng)速度稍快時(shí)，都容易出現斷音;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(xiàn)麥克風(fēng)，載波調制為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(gè)問(wèn)題，我們提出使用陣列式麥克風(fēng)應用在電視上，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)，即設置兩組以上麥克風(fēng)，并以這些麥克風(fēng)對音訊進(jìn)行偵測，所得到的資料交由數字信號處理器(DSP)進(jìn)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的標準之一。Windows Vista已可以支持陣列式麥克風(fēng)。

　　陣列式麥克風(fēng)通過(guò)對拾取的多路語(yǔ)音信號進(jìn)行分析與處理，使陣列形成的波束方向圖主瓣對準目標語(yǔ)音，“零點(diǎn)”指向干擾源以抑制干擾信號，從而盡可能地獲取目標語(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)需人工調節麥克風(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)需人工干預亦可獲得高質(zhì)量的語(yǔ)音。

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

　　回聲是指在揚聲器播出的聲音在被受話(huà)方聽(tīng)到的同時(shí)，語(yǔ)音信號也通過(guò)多種途徑被麥克風(fēng)拾取，重新回輸至原說(shuō)話(huà)人處?；芈曂ㄟ^(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，它同遠端說(shuō)話(huà)者的語(yǔ)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(guò)不同的路徑(如房屋或房屋內任何的物品)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)應用中，由于人在說(shuō)話(huà)時(shí)，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(huì )降低，即旁邊的“干擾音”有可能會(huì )干擾“主音”，導致系統無(wú)法正確識別哪個(gè)才是真正的“主音”。特別是在聊天過(guò)程中，對方的聲音從揚聲器出來(lái)，如果聲音比較大，會(huì )被麥克風(fēng)重新獲取，被對方再一次或者多次聽(tīng)到他本人說(shuō)過(guò)的話(huà)。這就是在應用陣列式麥克風(fēng)所要面對的最大的難題。

　　簡(jiǎn)而言之，在應用陣列式麥克風(fēng)過(guò)程中，建議關(guān)注以下幾個(gè)問(wèn)題：收音范圍是否足夠寬;收音距離是否足夠遠;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)數以及麥克風(fēng)的擺放位置來(lái)調整;而收音的距離和清晰度等可以通過(guò)調整麥克風(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。