麦克风校准的制作方法
【专利说明】
[0001] 相关申请的交叉引用
[0002] 本申请要求于2013年7月26提交的、题为"APPARATUS,SYSTEMS,ANDMET册DS FORMICROPHONECALIBRATION"的美国临时专利申请号61/858750的较早优先权日的权益， 其明确地在此通过引用并入其整体。 柳的]背景
技术领域
[0004] 公开的装置、系统和方法设及校准在电子系统中的麦克风。
【背景技术】
[0005] 电子设备通常使用多个麦克风，W提高测量的声信息的质量，并提取有关声源和/ 或周围环境的信息。例如，电子设备可W使用由多个麦克风检测的信号W根据它们的来源 分离它们，运通常被称为盲源分离。作为另一个例子，电子设备可W使用由多个麦克风检测 的信号W抑制检测信号中的回声或从检测信号取消音响回波。
[0006] 当处理由多个麦克风检测的信号时，电子设备通常假定麦克风具有相同的幅度灵 敏度和相位误差。不幸的是，麦克风通常不具有相同的幅度灵敏度和相位误差，甚至当使用 相同的过程创建麦克风时。运样的工艺变化是在用于消费类电子产品（诸如，智能手机） 的廉价的麦克风中更加明显。因为适度方差的量值灵敏度和/或相位误差可导致上述应用 的显著误差，有必要在本领域中提供用于校准麦克风的装置、系统和方法。
【发明内容】
[0007] 在本申请中，提供了用于在电子系统中校准麦克风的装置、系统和方法。
[0008] 一些实施例包括一种装置。该装置可W包括接口，经配置为接收第一数字化信号 流和第二数字化信号流，其中，所述第一数字化信号流和第二数字化信号流对应于分别由 第一麦克风和第二麦克风捕获的声音信号。该装置还可W包括与所述接口通信的处理器， 配置为运行在存储器中存储的模块。该模块可W被配置为确定所述第一数字化信号流的第 一时间-频率表示和第二数字化信号流的第二时间-频率表示，其中，第一时间-频率表示 指示第一数字化信号流对于在多个时间帖的多个频率的幅值，并且其中所述第二时间-频 率表示指示第二数字化信号流对于多个时间帖的多个频率的大小；确定第一时间-频率 表示和第二时间-频率表示在多个时间帖对于第一多个频率之间的关系；W及基于第一时 间-频率表示和第二时间-频率表示，确定第一麦克风和第二麦克风之间对于第一多个频 率的幅度校准因子的关系。
[0009] 一些实施例包括一种方法。该方法可W包括：由禪合到第一麦克风和第二麦克风 的数据处理模块接收第一数字化信号流和第二数字化信号流，其中，所述第一数字化信号 流和第二数字化信号流对应于分别通过第一麦克风和第二麦克风捕获的声音信号。该方法 还可W包括：由数据处理模块确定所述第一数字化信号流的第一时间-频率表示和第二数 字化信号流的第二时间-频率表示，其中，第一时间-频率表示表示第一数字化信号流对于 多个时间帖的多个频率的大小，W及其中所述第二时间-频率表示表示第二数字化信号流 对于多个时间帖的多个频率的幅度。该方法可W进一步包括：通过与所述数据处理模块通 信的校准模块确定所述第一时间-频率表示和第二时间-频率表示之间在多个时间帖对于 多个第一频率的关系。该方法还可W包括：基于第一时间-频率表示和第二时间-频率表 示法之间的关系，由校准模块确定第一麦克风和第二麦克风对于第一多个频率的幅度校准 因子。
[0010] 一些实施例包括非暂时性计算机可读介质。非临时性计算机可读介质可W包括 可执行指令，可操作来促使数据处理装置通过禪合到第一麦克风和第二麦克风的接口接收 第一数字化信号流和第二数字化信号流，其中所述第一数字化信号流和第二数字化信号流 对应于分别由所述第一麦克风和第二麦克风捕获的声音信号。所述计算机可读介质还可 W包括可执行指令，可操作来使得数据处理装置，W确定所述第一数字化信号流的第一时 间-频率表示和第二数字化信号流的第二时间-频率表示，其中，第一时间-频率表示指示 第一数字化信号流对于多个时间帖的多个频率的大小，W及其中所述第二时间-频率表示 指示第二数字化信号流对于为多个时间帖的多个频率的大小。所述计算机可读介质还可W 包括可执行指令，可操作来使得数据处理装置确定所述第一时间-频率表示和所述第二时 间-频率表示法之间对于多个时间帖中的第一多个频率的关系，和基于第一时间-频率表 示和第二时间-频率表示法之间的关系，确定第一麦克风和第二麦克风对于第一多个频率 的幅度校准因子。
[0011] 在一些实施例中，该装置、方法和/或非临时性计算机可读介质可W包括模块、步 骤或可执行指令，用于确定对于第一多个频率的第二时间-频率表示与第一时间-频率表 示对于每个多个时间帖的比例，并且确定对应于第一多个频率的比例的直方图。
[0012] 在一些实施例中，该装置、方法和/或非临时性计算机可读介质可W包括模块、步 骤或可执行指令，用于基于直方图中比例的计数确定幅度校正因子。
[0013] 在一些实施例中，该装置、方法和/或非临时性计算机可读介质可W包括模块、步 骤或可执行指令，用于基于多个直方图确定对应于多个频率的多个幅度校准因子，其中所 述多个直方图分别对应于多个频率；和平滑和至少两个所述多个频率相关联的幅度校准因 子。
[0014] 在一些实施例中，该装置、方法和/或非临时性计算机可读介质可W包括模块、步 骤或可执行指令，用于识别直方图中具有最高计数的比例。
[0015] 在一些实施例中，装置、方法和/或非临时性计算机可读介质可W包括模块、步骤 或可执行指令，用于识别建模对应于所述多个时间帖和第一多个频率的所述第一时间-频 率表示和第二时间-频率表示之间的关系的线。
[0016] 在一些实施例中，该装置、方法和/或非临时性计算机可读介质可W包括模块、步 骤或可执行指令，用于将第一多个频率的第一时间-频率表示乘W第一多个频率的幅度校 准因子，W相对于所述第二麦克风校准第一麦克风。
[0017] 在一些实施例中，该装置、方法和/或非临时性计算机可读介质可W包括模块、步 骤或可执行指令，用于接收对应于由第一麦克风在第一时间帖捕获的声音信号的第一数字 化信号流的第一附加数字化信号；接收对应于由第二麦克风在第一时间帖捕获的声音信 号的第二数字化信号流的第二附加数字化信号；基于所述第一附加数字化信号计算第= 时间-频率表示；基于所述第二附加数字化信号计算第四时间-频率表示；和基于第=时 间-频率表示和第四时间-频率表示更新幅度校准因子。
[0018] 在一些实施例中，该装置、方法和/或非临时性计算机可读介质可W包括模块、步 骤或可执行指令，用于识别第一时间帖的第=时间-频率表示的幅度低于噪声电平的频 率，W及当基于第=时频表示更新幅度校正因子时，丢弃所识别的频率和第一时间帖的第 =时频表示。
[0019] 在一些实施例中，装置，方法，和/或所述非临时性计算机可读介质可W包括模 块、步骤或可执行指令，用于识别所述第一时间帖的第=时间-频率表示与不符合要求的 声信号相关联的频率；和当基于第=时频表示更新幅度校正因子时，丢弃所识别的频率和 第一时间帖的第=时频表示。
[0020] 在一些实施例中，该装置、方法和/或所述非临时性计算机可读介质可W包括模 块，步骤或可执行指令，用于当第四时频表示和第=时间-频率表示的比例足够不同于基 于第一时间-频率表示和第二时间-频率表示来计算的幅度校正因子时，确定所述第=时 频表示与不合格的声信号相关联时。
[0021] 在一些实施例中，时间-频率表示包括短时傅立叶变换（STFT)或小波变换的一个 或多个。
[0022] 在一些实施例中，该装置可W包括配置为接收第一数字化信号流和第二数字化信 号流的接口，其中，所述第一数字化信号流和第二数字化信号流对应于由第一麦克风和第 二麦克风分别捕获的声音信号。该装置还可W包括与所述接口通信的处理器，配置为运行 存储在存储器中的模块。该模块可W被配置为确定所述第一数字化信号流的第一时间-频 率表示和第二数字化信号流的第二时间-频率表示，其中，第一时间-频率表示法指示第 一数字化信号流相对第一时间帖的多个频率的幅度，W及所述第二时间-频率表示法表示 第二数字化信号流相对于所述多个频率和第一时间帖的幅度。该模块也可W被配置为基 于所述第一麦克风和第二麦克风的相对布置，W及在第一多个频率和第一时间帖的第一时 间-频率表示和第二时间-频率表示而计算指示声音信号的到达方向的第一参数。该模块 也可W被配置成基于在第一多个频率和第一时间帖的第一参数、第一时间-频率表示和第 二时频表示，确定所述第一麦克风和第二麦克风之间对于第一时间帖和第一多个频率的第 一相对相位误差。
[0023] 在一些实施例中，该方法可包括：由禪合到第一麦克风和第二麦克风的数据处理 模块接收第一数字化信号流和第二数字化信号流，其中，所述第一数字化信号流和第二数 字化信号流分别对应由第一麦克风和第二麦克风捕获的声音信号。该方法还可W包括：在 数据处理模块确定所述第一数字化信号流的第一时间-频率表示和第二数字化信号流的 第二时间-频率表示，其中，第一时间-频率表示指示第一数字化信号流对于多个频率和 第一时间帖的相位，并且其中所述第二时间-频率表示指示第二数字化信号流对于所述多 个频率的和第一时间帖的相位。该方法还可W包括：在与数据处理模块通信的校准模炔基 于所述第一麦克风和所述第二麦克风的相对布置、在第一多个频率和第一时间帖的第一时 间-频率表示和第二时间-频率表示而计算第一参数，其指示声信号的到达方向。该方法 还可W包括：在校准模块，基于在第一多个频率和第一时间帖的第一参数、第一时间-频率 表示W及第二时频表示，而确定第一麦克风和第二麦克风对于第一时间帖和第一多个频率 的第一相对相位误差。
[0024] 在一些实施例中，非临时性计算机可读介质可W包括可执行指令，可操作来促使 数据处理装置通过禪合到第一麦克风和第二麦克风的接口接收第一数字化信号流和第二 数字化信号流，其中，第一数字化信号流和第二数字化信号流对应于由所述第一麦克风和 所述第二麦克风分别捕捉的声音信号。所述计算机可读介质还可W包括可执行指令，可操 作来使得数据处理装置确定所述第一数字化信号流的第一时间-频率表示和第二数字化 信号流的第二时间-频率表示，其中，第一时间-频率位置表示第一数字化信号流对于多个 频率和第一时间帖的相位，并且其中所述第二时间-频率表示指示第二数字化信号流对于 多个频率和第一时间帖的相位。所述计算机可读介质还可W包括可执行指令，可操作来促 使数据处理装置来基于所述第一麦克风和第二麦克风的相对布置、在第一多个频率和在第 一时间帖的一时间频率表示和第二时间-频率表示而计算指示声音信号的到达方向的第 一参数。所述计算机可读介质还可W包括可执行指令，可操作来使得数据处理设备基于第 一参数、在第一多个频率和第一时间帖的第一时间-频率表示和第二时间频率表示而确定 第一麦克风和第二麦克风之间对于第一时间帖和第一多个频率的第一相对相位误差。
[0025] 在一些实施例中，该装置方法和/或所述非临时性计算机可读介质可W包括模 块、步骤或可执行指令，用于确定在第一所述多个已量化频率和第一时间帖的所述第一时 间-频率表示和第二时间-频率表示之间的第一相位差；W及基于所述第一相位差确定第 一参数。
[0026] 在一些实施例中，该装置中，该方法和/或所述非临时性计算机可读介质可W包 括模块、步骤或可执行指令，用于根据线性系统确定第一参数，所述线性系统至少部分设及 到达方向W及第一时间-频率表示和第二时间-频率表示法之间的相位差。
[0027] 在一些实施例中，该装置、方法和/或非临时性计算机可读介质可W包括模块、步 骤或可执行指令，用于接收对应于由第一麦克风在第二时间帖捕获的声音信号的第一数字 化信号流的第一附加数字化信号；接收对应于由第二麦克风在第二时间帖捕获的声音信 号的第二数字化信号流的第二附加数字化信号；基于所述第一附加数字化信号，计算第二 时间帖的第=时间-频率表示；基于所述第二附加数字化信号，计算第二时间帖的第四时 间-频率表示；基于对于第二时间帖的第=频率表示和第四频率表示、第一麦克风和第二 麦克风的相对布置、第一时间帖的第一相对相位误差，确定表示所述声信号对于第二时间 帖的到达方向的第二参数；和基于第=频率表示和在第二时间帖中的第四频率表示W及第 二参数，确定第一麦克风和第二麦克风对于第二时间帖和第一多个频率之间的第二相对相 位误差。
[0028] 在一些实施例中，该装置、方法和/或所述非临时性计算机可读介质可W包括模 块、步骤或可执行指令，用于基于所述第一相对相位误差确定第二相对相位误差，W相对于 所述第一相对相位误差平滑所述第二相对相位误差。
[0029] 在一些实施例中，该装置、方法和/或所述非临时性计算机可读介质可W包括模 块、步骤或可执行指令，用于确定当第一参数和第二参数彼此接近时的第二相对相位误差 时，所述第一参数指示第一时间帖的到达方向的离散化，而第二参数指示第二时间帖的到 达方向的离散化。
[0030] 在一些实施例中，该装置、方法和/或所述非临时性计算机可读介质可W包括模 块、步骤或可执行指令，用于提供掩码，该掩码识别第=时频表示的幅度小于噪声电平的频 率。
[0031] 在一些实施例中，该装置、方法和/或所述非临时性计算机可读介质可W包括模 块、步骤或可执行指令，用于在估计第二相对相位误差中使用该掩模W丢弃对所识别的频 率的第=时频表示。
[0032] 在一些实施例中，该装置、方法和/或非临时性计算机可读介质可W包括一个模 块、步骤或可执行指令，用于提供识别第=时频表示与不符合要求的声信号相关联的频率 掩模。
[0033] 在一些实施例中，该装置、方法和/或所述非临时性计算机可读介质可W包括模 块、步骤或可执行指令，用于在估计第二相对相位误差中使用该掩模W丢弃对所标识的频 率的第=时频表示。
[0034] 在一些实施例中，该装置、方法和/或非临时性计算机可读介质可W包括模块、步 骤或可执行指令，用于平滑和所述多个频率的至少两个相关联的第一相对相位误差。
[0035] 在一些实施例中，该装置、方法和/或所述非临时性计算机可读介质可W包括模 块、步骤或可执行指令，用于接收对应于由第一麦克风在第二时间帖捕获的声音信号的第 一数字化信号流的第一附加数字化信号；基于所述第一附加信号数字化计算第二时间帖的 第=时间-频率表示；和从对于第一多个频率和第二时间帖的第=时频表示去除第一相对 相位误差，W对于第一所述多个频率相对于所述第二麦克风校准第一麦克风。
[0036] 所公开的校准方法（其包括本文描述的装置、系统和方法）可W提供W下一个或 多个