天津信息化麦克风阵列设计

    本发明涉及室内位置服务领域，具体是一种基于不同麦克风阵列拓扑结构分析的室内声源定位方法。背景技术：语音是人们进行信息交流有效的方式之一。在利用数字音频技术的通信系统中，人们利用麦克风采集语音信号，对语音信号进行处理或存储，以应用于人机交互、视频会议、远程传输等。设是声源与麦克风阵列的距离，是麦克风阵列孔径，是声源的工作波长，则在麦克风近场条件下，即当成立时，麦克风所采集的语音信号可以被认为无噪声干扰的信号，具有较高的话音质量。然而，在很多情况下，这一条件并不满足，如在人机交互、视频会议等场合，说话的人通常处于阵列远场。因此，在阵列远场的情况下，麦克风接收信号中将不可避免地混杂有较强的环境噪声、反射声、方向性干扰等，使拾取的语音信号质量降低。单通道语音无法做到准确的声源定位与，因此声源定位与的算法一般针对多通道语音而言。常用的多通道声源定位技术有三类：1.基于声达时间差的方法，该方法是在较低信噪比和较强混响条件下，现有的时延估计方法误差都较大，此外，这类定位方法适合于单个声源，很难用于多声源定位；2.基于辨谱估计的方法，该方法能做到定向，在精细定位上精度很差。为什么需要麦克风阵列？天津信息化麦克风阵列设计

    对声信号m1(n)、m2(n)进行分帧与加窗之后，再进行时频变换即得到时频分布信号m1(l,k)和m2(l,k)，其中：l和k分别是频率点和时间窗的序号；s2：因为同一个声源的声信号到达两个麦克风mic1、mic2的时间存在延迟，计算延迟系数t(l,k)；s3：将所述延迟系数与所述目标声源的理想延迟时间δ1进行比较，确定所述目标声源的能量所占成分；s4：基于所述延迟系数与所述目标声源的理想延迟时间δ1的比较结果，计算m1(l,k)的掩蔽权重b(l,k)，得到增强信号的时频分布表达式：s5：对目标声源对应的所述增强信号进行傅里叶反变换，然后利用重叠相加法，可以得到增强后的信号此时获得的信号中方向性的竞争语音噪声已经被抑制。其进一步特征在于：所述一级放大电路包括：放大器u1、电容c5、c6、c7、c8、电阻r5、r10，所述放大器u1的1脚连接所述电阻r10的一端，所述放大器u1的2脚连接所述电阻r10的另一端后接地，所述放大器u1的3脚和16脚分别连接所述电阻r5的两端，所述放大器u1的7脚、所述电容c8的负极、所述电容c6的一端连接后接入电源，所述电容c6的另一端、所述电容c5的一端连接后接地，所述放大器u1的8脚所述电容c7的正极、所述电容c5的另一端互相连接后接入电源。内蒙古新一代麦克风阵列服务标准使用无线连接方式操控便携式可视化麦克风阵列。

    视频采集装置的镜头从印刷电路板背面穿过其安装孔后正对包体正面的图像出孔，视频采集装置固定在印刷电路板背面，音频采集装置焊接在印刷电路板背面并与声音出孔相对应。可选的，图像出孔的大小与视频采集装置的镜头大小相同，且图像出孔处粘贴有透光挡片，以防止灰尘污染镜头。可选的，包体内设有一夹层布料，印刷电路板设置在夹层布料与包体正面形成的夹层中，保证视频采集装置的镜头与包体正面的图像出孔对准重合；夹层布料上还设有一排线穿孔，无线模块通过排线穿过排线穿孔与印刷电路板上的视频采集装置和音频采集装置电连接。可选的，包体背面与夹层布料之间还填充有吸音材料。可选的，包体的正面材料选择透音性能好的织物材料。可选的，视频采集装置为高清的摄像机。可选的，无线模块为wifi模块。可选的，便携式操作终端为带windows7操作系统的平板电脑。可选的，音频采集装置为4×12的麦克风阵列，单个麦克风为底部出孔的mems麦克风。有益效果：与现有技术相比，本实用新型将可视化麦克风整列巧妙的伪装到常用的手提包中，整体外观与一般手提包无明显差别，携带方便；使用无线连接方式操控便携式可视化麦克风阵列，即操作方便，又不易于暴露。

    麦克风阵列波束形成，是对各阵元的输出进行时延或相位补偿、幅度加权处理，以形成指向特定方向的波束。在远场模型中，假设输入是一个平面波。设传播方向为θ，时域频率(弧度)为ω，声音在介质中的传播速度为c，对于在一个局部均匀的介质里传播的平面波，定义波束k为k=ωsinθ/c=2sinθ/λ，其中λ是对应于频率ω的波长。由于信号到达不同的传感器的时间不同，则阵列接收到的信号可表示为f(t)=[f(t-τ0)f(t-τ1)…f(t-τN-1)]T=[exp(jω(t-kτ0))exp(jω(t-kτ1))…exp(jω(t-kτN-1))]T其中τn为第n个阵元接收到的信号相对于参考点的时延，N为阵元个数，T表示转置。定义v(k)=[e-jωkτ0e-jωkτ1…e-jωkτN-1]T矢量v包含了阵列的空间特征，称为阵列流行矢量。则f(t)可表示为f(t)=ejωtv(k)。阵列处理器对一个平面波的响应为y(t,k)=HT(ω)v(k)ejωt其中H(ω)是滤波器系数向量的傅里叶变换。符号y(t,k)强调了输出和输入波数k的关系。时域上的相关性体现在输出是一个复指数，和输入平面波有相同的频率。在频域上式可表示为Y(ω,k)=HT(ω)v(k)。注意此处ω对应单一的输入频率，所以是窄带的。阵列的空时处理关系完全可以由上式的右端描述，称为阵列的频率-波数响应函数。目前主流采用麦克风阵列+深度学习的方式来进行去混响。

    还可以是有线方式和无线方式的双模式连接；另一方面本技术还提供一种电子设备，包括：主体装置；处理器，设置在所述主体装置中；键盘，所述键盘采用上述带有触摸屏和麦克风阵列的键盘，与所述处理器连接。与现有技术相比，本技术的有益效果是：1.在不改变用户原有键盘使用习惯的前提下，将九宫格键盘内涵到单区键盘中。2.内涵九宫格优化方案节省桌面空间，提升桌面利用效率。＊3数字小键盘以方便纠错。″＝″键不叠加复用，在NumLock键锁定时保持原有等号″＝″功能，克服台式机三区键盘的数字小键盘缺少等号″＝″键、″BackSpace″键的缺陷。5.内涵九宫格优化方案既适合右手使用也适合左手使用。6.触摸屏与电容笔或电磁笔配合实现公式手写输入。7.键盘内置麦克风阵列，配合语音识别软件实现远场拾音，并具有降噪功能。8.电容触摸屏上映射希腊字母、符号、几何证明符号、逻辑运算符号的虚拟键盘，通过触摸屏虚拟键盘快速输入数理化特殊符号，提升学生作业数字化的输入效率。上述说明是本技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本技术的技术手段，并本文档来自技高网...【技术保护点】1.一种带触摸屏和麦克风阵列的键盘，其特征在于。麦克风阵列的作用有哪些？内蒙古新一代麦克风阵列服务标准

使用无线连接方式操控便携式可视化麦克风阵列，即操作方便，又不易于暴露。天津信息化麦克风阵列设计

    δ1的表达式为：设，当目标声源占主导时，有如下关系：其中，l和k分别是频率点和时间窗的序号，pi为圆周率π；令：约等式右边的代数式为t(l,k)，则，根据两个麦克风mic1、mic2采集到的数据可计算得到每个频域点的t(l,k)；当数值越接近d1，则表示在对应的频率点，目标声源的能量在带噪信号中占主导的成分越多。s4：基于延迟系数与目标声源的理想延迟时间δ1的比较结果，计算m1(l,k)的掩蔽权重b(l,k)，得到增强信号的时频分布表达式：采用720种声源组合分别对系统进行试验，分别进行短时傅里叶变换，统计t(l,k)在一定数值范围内时频单元块的个数，记做n1，以及这些时频单元块中满足|s1(l,k)|＞＞|s2(l,k)|并且|s1(l,k)|＞＞|s3(l,k)|的个数，记做n2；将延迟系数t(l,k)与目标声源的理想延迟时间δ1进行比较，为了较好地平衡干扰噪声的引入和目标信号的能量损失，当延迟系数t(l,k)在a2×δ1～a1×δ1的范围内时，目标信号在这些视频单元内占主导，对这一部分的时频单元的能量全部予以保留；当延迟系数t(l,k)在a3×δ1～a2×δ1的范围内时，目标信号在这些视频单元内仍然占据很大成分，对延迟系数t(l,k)在这一范围内的时频单元的能量进行部分保留；当延迟系数t(l。天津信息化麦克风阵列设计

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