本发明涉及扩声领域，尤其是一种多麦克风阵列降噪的会议系统。
背景技术：
扩声系统可分为四类：室内扩声系统、厅堂扩声系统、公共广播系统和专用会议系统。其中专用会议系统的应用场景非常常见，最为常见的有：某党总支或党组党员集中在一起召开会议，学习党的理论知识；某机关专业工程人员聚在一起开会，布置新的工作任务；教育局或学校的中层管理人员在会议室召开会议，传达和落实上级会议精神等。
会议系统由于应用环境复杂，噪声不可避免地产生，影响到会议系统的使用。采用会议系统已有麦克风进行降噪是一个很好的解决方案，可以使用双麦克风降噪解决方案，也可以使用多麦克风阵列降噪解决方案。
一种多麦克风阵列降噪的会议系统，可以使用现有或新增的麦克风进行人声和噪声的采集、降噪，无需额外配置麦克风。因为，一般现有会议系统中也会拥有多个麦克风（即“旧麦克风”），这些麦克风包括了模拟麦克风和数字麦克风，如果能够接入多麦克风阵列降噪的会议系统中，则可以节省总拥有成本。
这些“旧麦克风”可以是模拟麦克风，也可以是数字麦克风，对于模拟麦克风，一种多麦克风阵列降噪的会议系统可以对其采集的信号进行数字化，以兼容模拟麦克风。
一种多麦克风阵列降噪的会议系统，可以采用双麦克风降噪方案，也可以采用多麦克风阵列降噪方案，而且双麦克风降噪和多麦克风降噪方案各有多种不同的算法可供选择。
目前传统的会议系统存在以下缺点：
不能兼容现有的麦克风（即“旧麦克风”），如果使用新的会议系统，则现有的麦克风都不能再使用，造成资源的浪费。
不具备降噪功能，噪声问题严重影响会议系统的使用。
仅能提供双麦克风降噪或者多麦克风阵列降噪的功能，而且，采用双麦克风降噪或多麦克风阵列降噪时，需要额外地配置专门和专业的麦克风，增加费用。
采用双麦克风进行降噪时，仅有一种算法，有时往往效果并不好，需要提供不同的算法以获得更好的效果。
采用多麦克风阵列进行降噪时，仅有一种算法，有时往往效果并不好，需要提供不同的算法以获得更好的效果。
采用多麦克风降噪方案时，仅有一种选择降噪麦克风的方法，有时效果不好，需要提供不同的选择降噪麦克风的方法以获得更好的效果。
因此，设计一种可使用现有（即“旧麦克风”）或新增麦克风进行人声和噪声采集、降噪处理，而无需额外配置麦克风，而且可以采用双麦克风或多麦克风阵列降噪方案，并且双麦克风或多麦克风阵列降噪有不同的算法可供选择，在应用多麦克风阵列降噪方案时，选择降噪麦克风拥有多种不同方法的一种多麦克风阵列降噪的会议系统是十分必要的。
现有情况下最接近技术的分析与对比。
目前，现有情况下最接近的技术方案为：授权公告号为cn102306496b的《一种多麦克风阵列噪声消除方法、装置及系统》（下文简称“对比文件1”）、授权公告号为cn102111697b的《一种麦克风阵列降噪控制方法及装置》（下文简称“对比文件2”）。
对比文件1、对比文件2均采用了麦克风阵列进行噪声消除、降噪控制，但是对比文件1和对比文件2与本发明有很大区别。
对比文件1，授权公告号为cn102306496b的《一种多麦克风阵列噪声消除方法、装置及系统》，描述了一种多麦克风阵列噪声消除方法、装置及系统，其方法包括：根据所述多麦克风阵列的每对麦克风构成的不同间距的数量，把全频带划分成相同数量的子带；将不同间距的每对麦克风的信号分解到相应的子带内，并对相应的子带内的分解信号进行自适应降噪，得到各个子带降噪后的信号；对所述各个子带降噪后的信号进行合成，从而获得所述多麦克风阵列在全频带降噪后的信号。而本发明，可以采用双麦克风进行降噪，也可以采用多麦克风阵列进行降噪，而且有多种方法和算法，多种方法和算法与对比文件1噪声消除方法并不相同，而且本发明还能够利用现有麦克风，包括模拟麦克风和数字麦克风。对比文件1中消除噪声的方法仅仅是本发明多麦克风阵列降噪方法中的一种─子空间算法。
对比文件2，授权公告号为cn102111697b的《一种麦克风阵列降噪控制方法及装置》，描述了一种麦克风阵列降噪控制方法和麦克风阵列降噪控制装置，主要利用麦克风阵列直接得到声音的空间方位信息，从而准确地控制自适应滤波器更新滤波，消除噪声，提高信噪比。而本发明，可以采用双麦克风进行降噪，也可以采用多麦克风阵列进行降噪，而且有多种方法和算法，多种方法和算法与对比文件1噪声消除方法并不相同，而且本发明还能够利用现有麦克风，包括模拟麦克风和数字麦克风。
技术实现要素：
为了解决上述技术问题，本发明的目的是：提供一种多麦克风阵列降噪的会议系统，能够使用现有或新增麦克风进行人声和噪声采集、降噪处理，而无需额外配置麦克风，减少总拥有成本；该会议系统可以采用双麦克风降噪方案，也可以采用多麦克风降噪方案；该会议系统的双麦克风降噪方案有2种算法，多麦克风降噪方案有3种算法；该会议系统在多麦克风阵列降噪模式下，选择降噪麦克风拥有多种不同的方法。
一种多麦克风阵列降噪的会议系统采用了一体化和集成化的设计，系统可以自行配置麦克风，也可以使用现有的会议系统中的麦克风（即“旧麦克风”），包括模拟麦克风和数字麦克风。
一种多麦克风阵列降噪的会议系统，其中所有处理的信号都是数字信号，对于模拟麦克风信号，可以提供数字化的功能，从而能够兼容多种类型麦克风，减少总拥有成本。
一种多麦克风阵列降噪的会议系统，可以采用双麦克风方式和算法进行降噪，也可以采用多麦克风阵列方式和算法进行降噪。
针对双麦克风降噪方式，会议系统可以提供2种算法。
针对多麦克风阵列降噪方式，会议系统可以提供3种算法。
在多麦克风阵列降噪方式下，系统的多个麦克风可按照线性阵列、矩形阵列或圆形阵列排列，而且可以提供不同的降噪麦克风的选择方法。
本发明与传统的会议系统相比，采用了一体化和集成化的设计，可以使用现有的麦克风，减少了总拥有成本。可以采用双麦克风降噪，也可以采用多麦克风阵列降噪，而且针对不同的情况应用多种算法。连接和使用非常简单，仅需要简单地设置，减少了学习成本，也不浪费学习时间。用户无需专业技术，可以在很短的时间里上手并掌握。
附图说明
图1一种多麦克风阵列降噪的会议系统工作原理图。
图2线性阵列会议系统结构图。
图3矩形阵列会议系统结构图。
图4圆形阵列会议系统结构图。
标号说明
100：麦克风适配模块。
200：麦克风数字化模块。
300：麦克风降噪模块。
301：双麦克风降噪选择器。
302：双麦克风降噪处理器。
303：多麦克风降噪选择器。
304：多麦克风降噪处理器。
……。
具体实施方式
如图1，是一种多麦克风阵列降噪的会议系统的工作原理图，麦克风适配模块100可以接入多个麦克风，这些麦克风可以是现有的（即原有的“旧麦克风”）或新增麦克风，通过麦克风适配模块100接入这些麦克风，并能够兼容多种类型麦克风，包括模拟麦克风和数字麦克风。
麦克风通过麦克风适配模块100接入会议系统后，将连接麦克风数字化模块200。这是由于接入的麦克风有的是现有的（即原有的“旧麦克风”），也有的是新增的，有的是模拟麦克风，而会议系统所有处理的信号都是数字信号，对于模拟麦克风需要通过麦克风数字化模块200进行数字化，才能够进行信号的处理，包括降噪的过程。
会议系统有两种降噪模式，双麦克风降噪模式或多麦克风阵列降噪模式，均由麦克风降噪模块300来实现。
会议系统处于双麦克风降噪模式下时，由双麦克风降噪选择器301来选择主麦克风（即采集发言人讲话的麦克风）和降噪麦克风，并由双麦克风降噪处理302来进行降噪处理，包括算法的应用和执行。其有2种方法和算法，具体为：
方法1具体为：当某个麦克风m1处于发言模式时，相邻麦克风m2（左侧或右侧）将自动被打开，麦克风m1和相邻麦克风m2同时采集发言人的声音和周围的噪声，此时一共获得4种声波：sm1表示麦克风m1采集的发言人的声音，nm1表示麦克风m2采集的周围的噪声，sm2表示麦克风m2采集的发言人的声音，nm1表示麦克风m2采集的周围的噪声；因为，由于周围的噪声相对于发言人的声音都远离麦克风m1和麦克风m2，因此nm1=nm2，通过降噪芯片进行差分计算，得到nv=nm1-nm2=0，即将噪声消除；同时，发言人离麦克风m1较近，离麦克风m2较远，因此sm1>sm2，通过降噪芯片进行差分计算，得到sv=sm1-sm2，sv即为消除噪声后的发言人的声音，但音量较小，将其进行放大即可。
方法2具体为：当某个麦克风m1处于发言模式时，相邻麦克风m2（左侧或右侧）将自动被打开，麦克风m1和相邻麦克风m2同时采集发言人的声音和周围的噪声，麦克风m1和麦克风m2采集的发言人的声音会大约6db的声强差，降噪芯片可以利用麦克风m1和麦克风m2收集到的不同声音进行处理，会自动产生与噪音相反的声波，用来主动抵消噪音。
会议系统处于多麦克风阵列降噪模式下时，由多麦克风降噪选择器303来选择主麦克风（即采集发言人讲话的麦克风）和降噪麦克风，并由多麦克风降噪处理304来进行降噪处理，其中包括如何选择降噪麦克风和算法的应用和执行。
在多麦克风阵列降噪模式下，选择降噪麦克风的方法具体为：多个麦克风中某一麦克风m1处于发言模式时作为主麦克风，另外多只麦克风m2、m3、m4……mn均可以作为辅助麦克风，并可以从这n-1只辅助麦克风中选择任何x只麦克风作为降噪辅助麦克风，而且降噪麦克风的选择方法有所不同，其中：对于线性阵列排列的会议系统，可以随机选择x只麦克风，也可以采用以下规则选择麦克风：若麦克风m1处于线性阵列的两端，则需要向某一方向选择麦克风，中间间隔int(n/x）只麦克风；若麦克风m1不处于线性阵列的两端，则视线性阵列中的所有麦克风为闭环，并分别双向选择麦克风，间隔int(n/x)只麦克风，其中int为取整函数；对于矩形阵列排列的会议系统，可以随机选择x只麦克风，也可以以麦克风m1作为起点，分别双向选择麦克风，其规则为：间隔int(n/x)只麦克风，其中int为取整函数；对于圆形阵列排列的会议系统，可以随机选择x只麦克风，也可以以麦克风m1作为起点，分别双向选择麦克风，其规则为：间隔int(n/x)只麦克风，其中int为取整函数。
在多麦克风阵列降噪模式下，可以采用不同的算法来进行噪声消除，而且，不同的算法是可供用户选择的，具体为：对于小房间场景，优先采用近场波束形成算法来进行降噪处理；对于接入有原有麦克风的场景，优先采用固定波束形成算法来进行降噪处理；对于其他情况，可以采用子空间算法来进行降噪处理。
早在2000年，业界对于麦克风降噪领域的研究就一直很热门，并提出过远场波束形成算法、混合近场算法等。而近场波束形成算法于2004年提出，由于近场声学比较复杂，在近场波束形成算法领域，近场波束形成算法主要用于消除小房间里的噪声。
之所以在接入原有麦克风的场景下，优先采用固定波束形成算法，是因为固定波束形成算法很好地衰减了麦克风中的噪声信号，并能够很大程度上提高语音质量。而原有麦克风，一般是老式的，往往噪声控制不好，信噪比较低。固定波束形成算法由flanagan提出，该算法主要有三部分组成：一是时延估计；二是时延补偿；三是累加。这样一来，信号既可以实现有效校正，又可以达到对齐的目的。但是，需要说明的是，该算法的实现相对比较简单，且在多麦克风语音增强效果方面，其增强效果更佳显著。因此，固定波束在多麦克风降噪方面，具有良好的应用效果。
子空间算法的形成较早，在实际领域应用较为广泛，其主要原理是通过对带噪语音信号的相关矩阵进行奇异值分解，把信号空间分为信号子空间和噪声子空间，除去噪声子空间，用信号子空间重建增强的语音信号。子空间算法也存在一定的不足，它的实时性差，而且对于声学环境比较敏感，并不能适应时变性强的空间和环境。
在具体实施时，上述的多种算法是可以让用户自行选择的，可以根据自己的情况进行应用。
最后要强调的是，本发明所述的具体实施方式是说明性的，而不是限定性的，因此本发明包括并不限于具体实施方式中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本发明的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本发明保护的范围。