CN101640835A - 电子装置及麦克风系统的运作方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种麦克风系统的运作方法。于一实施例中，该麦克风系统包括多个构成组件。首先，进行一运作测试以决定所述构成组件是否正常运作，而产生一测试结果。接着，依据该测试结果决定是否该麦克风系统的一目前运作模式下的多个必须构成组件是正常运作。当该测试结果指示所述必须构成组件的部分运作失灵时，将该目前运作模式改为一更改后运作模式，并指示该麦克风系统依据该更改后运作模式进行运作，其中依据该测试结果该更改后运作模式所需的多个第二必须构成组件是正常运作。

Description

电子装置及麦克风系统的运作方法

技术领域

本发明涉及麦克风，特别是涉及麦克风阵列(array microphone)。

背景技术

具有波束成形功能的麦克风系统需包括一麦克风阵列及一波束成形(beamforming)模块。麦克风阵列包括多个麦克风。当麦克风阵列接收到一声音时，麦克风阵列所包括的多个麦克风会将该声音转换为多个声音信号，所述多个声音信号之间具有小幅度的相位差。接着，波束成形模块进行一波束成型过程，以依据所述声音信号的相位差产生一波束信号，其中该波束信号包括来自一使用者所指定的特定方向的声音成分。因此，波束信号的质量得以提升。

许多电子装置包括具有波束成形功能的麦克风系统。然而，麦克风系统可能因其构成组件的损坏而运作失灵。举例来说，当麦克风系统的麦克风阵列所包括的其中之一麦克风损坏时，即使麦克风系统的波束成形模块运作正常，波束成形模块仍无法依据损坏的麦克风所产生的声音信号而产生具良好质量的波束信号。此外，当波束成形模块已损坏，即使麦克风系统的多个麦克风全部运作正常，也无法使波束成形模块产生具有正常质量的波束信号。因此，只要麦克风系统的其中之一构成组件运作失灵，则麦克风系统便无法产生有用的波束信号以提供予电子装置使用。因此，需要一种麦克风系统的运作方法，可以在麦克风系统的构成组件运作失灵时，仍然使麦克风系统产生有用的输出声音信号，以提高麦克风系统的运作弹性。此外，当麦克风阵列的麦克风损毁时，会降低麦克风系统的效能。因此，需要一种方法以延长麦克风系统的麦克风阵列的多个麦克风的使用寿命。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种电子装置，以解决现有技术存在的问题。于一实施例中，该电子装置包括一麦克风系统以及一控制器。该麦克风系统包括多个构成组件。该控制器进行一运作测试以决定所述构成组件是否正常运作而产生一测试结果，依据该测试结果决定是否该麦克风系统的一目前运作模式下的多个必须构成组件是正常运作，当该测试结果指示所述必须构成组件皆正常运作时指示该麦克风系统依据该目前运作模式进行运作，以及当该测试结果指示所述必须构成组件的部分运作失灵时，将该目前运作模式改为一更改后运作模式，并指示该麦克风系统依据该更改后运作模式进行运作。其中依据该测试结果该更改后运作模式所需的多个第二必须构成组件是正常运作。

本发明还提供一种麦克风系统的运作方法。于一实施例中，该麦克风系统包括多个构成组件。首先，进行一运作测试以决定所述构成组件是否正常运作，而产生一测试结果。接着，依据该测试结果决定是否该麦克风系统的一目前运作模式下的多个必须构成组件是正常运作。当该测试结果指示所述必须构成组件的部分运作失灵时，将该目前运作模式改为一更改后运作模式，并指示该麦克风系统依据该更改后运作模式进行运作，其中依据该测试结果该更改后运作模式所需的多个第二必须构成组件是正常运作。当该测试结果指示所述必须构成组件皆正常运作时，指示该麦克风系统依据该目前运作模式进行运作。

为了使本发明的上述和其它目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举数个较佳实施例，并结合附图详细说明如下。

附图说明

图1为依据本发明的包含麦克风系统的电子装置的框图；

图2为依据本发明的评估麦克风系统的构成组件的运作状况的运作测试的方法的流程图；

图3为依据本发明的阵列麦克风的详细电路图；

图4为依据本发明的依据测试结果动态调整麦克风系统的运作模式的方法的流程图；

图5为依据本发明的于单声道模式下控制麦克风系统的运作的方法的流程图；

图6为依据本发明的于多声道模式下控制麦克风系统的运作的方法的流程图；

图7为依据本发明的于波束成形模式下控制麦克风系统的运作的方法的流程图。

附图符号说明

(图1)

100～电子装置；

102～麦克风系统；

104～储存装置；

106～控制器；

108～存储器；

112～阵列麦克风；

114、116～麦克风；

120～程序；

118～波束成形模块；

(图3)

112～阵列麦克风；

114～麦克风；

302～电源供应器；

312-320～开关组件；

116～麦克风；

304～电源供应器；

322-330～开关组件。

具体实施方式

图1为依据本发明的包含麦克风系统102的电子装置100的框图。麦克风系统102为电子装置100转换外部声音为声音信号。麦克风系统102包括阵列麦克风(array microphone)112以及波束成形(beamforming)模块118。于一实施例中，阵列麦克风112包括两麦克风114及116，用以转换一声音为声音信号S1及S2。于其它实施例中，阵列麦克风112可包括数目超过两个的麦克风。当阵列麦克风112产生声音信号S1及S2之后，波束成形模块118进行一波束成型过程以依据声音信号S1及S2产生一波束信号S3。波束信号S3包括来自一使用者所指定的特定方向的声音成分。

除了麦克风系统102外，电子装置100亦包括储存装置104、控制器106、以及存储器108。储存装置104储存波束成形模块118所产生的波束信号S3以及阵列麦克风112所产生的声音信号S1、S2。控制器106接着存取储存装置104中所储存的波束信号S3以及声音信号S1、S2，以供后续信号处理。控制器106为电子装置100的核心模块，控制电子装置100的其它构成组件。存储器108储存供麦克风系统102运作的程序120，而控制器106执行程序代码120以控制麦克风系统102的运作。于一实施例中，电子装置100为一笔记型计算机、一移动电话、一掌上型计算机、或一监控装置。

于控制器106决定该麦克风系统102的运作模式之前，控制器106必须先决定是否麦克风系统102的构成组件运作正常或失灵。控制器106因此必须执行一运作测试以评估麦克风系统102的构成组件的运作状况。图2是依据本发明的评估麦克风系统102的构成组件的运作状况的运作测试的方法200的流程图。于一实施例中，控制器106执行程序120的部分以进行运作测试的方法200。首先，控制器106启动麦克风系统102(步骤202)。接着，控制器106利用麦克风系统102的两个麦克风114及116分别转换一声音为两声音信号S1及S2(步骤204)。于一实施例中，该声音是电子装置100的使用者所发出的语音。

当声音信号S1及S2被产生之后，控制器106依据声音信号S1及S2决定麦克风114及116是否正常运作。当两声音信号S1及S2都有良好的质量时(步骤208)，控制器106决定两麦克风114及116皆运作正常(步骤206)。于一实施例中，控制器106检查是否声音信号S1及S2的振幅超过一界限值，以决定两声音信号S1及S2是否具有良好的质量。若麦克风114及116皆运作正常，控制器106接着指示波束成形模块118依据该两麦克风信号S1及S2产生一波束信号S3(步骤210)。控制器106接着决定是否该波束信号S3具有良好的质量(步骤212)。若波束信号S3具有良好的质量，控制器106决定该波束成形模块118是运作正常(步骤214)。反之，若波束信号S3不具有良好的质量，则控制器106决定该波束成形模块118运作失灵(步骤216)。若两声音信号S1及S2仅其中之一具有良好质量(步骤220)，则控制器106决定两麦克风114及116其中之一运作失灵(步骤222)。反之，控制器116决定两麦克风114及116皆运作失灵(步骤224)。最后，控制器106纪录麦克风114及116与波束成形模块118的运作状况为一测试结果(步骤218)。于一实施例中，测试结果被储存于储存装置104。

为了延长麦克风114及116的使用寿命，当电子装置100进行与麦克风系统102无关的应用功能时，控制器106将麦克风114与116的电源供应切断。控制器106可藉控制信号C1与C2启动或关闭麦克风114与116的电源供应。图3为依据本发明的麦克风114与116的详细电路图。电源供应器302与304供应麦克风114与116的电源V1与V2。静电保护线321与331分别耦接至麦克风114与116以防止静电放电的轰击。信号S11、S12、S13、...、S1n于麦克风114与控制器106间传递，而信号S21、S22、S23、...、S2n于麦克风116与控制器106间传递。由控制信号C1所控制的多个开关组件312～320耦接至信号线S11、S12、S13、...、S1n及电源供应通路V1。因此，控制器106可藉失能控制信号C1而关闭电源供应通路V1并切断麦克风114与控制器106间的信号S11、S12、S13、...、S1n的传送。同样的，由控制信号C2所控制的多个开关组件322～330耦接至信号线S21、S22、S23、...、S2n及电源供应通路V2。因此，控制器106可藉失能控制信号C2而关闭电源供应通路V2并切断麦克风116与控制器106间的信号S21、S22、S23、...、S2n的传送。由于控制器106于麦克风系统102不被使用时会关闭麦克风114与116的电源供应，因此可延长麦克风114与116的使用寿命。

控制器106比较一目前运作模式所需的麦克风系统102的构成组件与麦克风系统的测试结果。当目前运作模式所需的麦克风系统102的构成组件被测试结果指出运作失灵时，控制器106便需变更麦克风系统102的目前运作模式，以使更改后运作模式所需的麦克风系统102的构成组件皆被测试结果指出运作正常。于一实施例中，麦克风系统102共有三种运作模式，包括单声道模式、多声道模式、以及波束成形模式。当麦克风系统102是运作于单声道模式下，麦克风114及116所产生的声音信号S1与S2仅其中之一被输出至控制器106。因此，仅有麦克风114及116的其中之一需要运作正常，便可维持麦克风系统102在单声道模式的功能。当麦克风系统102是运作于多声道模式下，麦克风114及116所产生的声音信号S1与S2两者皆被输出至控制器106。因此，麦克风114及116两者皆需要运作正常，才可维持麦克风系统102在多声道模式的功能。当麦克风系统102是运作于波束成形模式下，波束成形模块118所产生的波束信号S3被输出至控制器106。因此，麦克风114及116及波束成形模块118皆需要运作正常，才可维持麦克风系统102在波束成形模式的功能。

图4为依据本发明的依据测试结果动态调整麦克风系统的运作模式的方法400的流程图。于一实施例中，控制器102执行程序代码120的一部分以实行方法400。首先，控制器106自储存装置104读取麦克风系统102的一测试结果以决定该麦克风系统102的构成组件是否皆运作正常(步骤402)。控制器106接着依据测试结果决定麦克风系统102的一目前运作模式的必须构成组件的运作情形(步骤404)。当对应于目前运作模式的必须构成组件的其中之一运作失灵时(步骤406)，控制器106将麦克风系统102的目前运作模式切换为一更改后运作模式(步骤408)，其中更改后运作模式所需的构成组件依据测试结果皆运作正常。控制器106接着指示麦克风系统102依据该更改后运作模式进行运作(步骤412)。当对应于目前运作模式的必须构成组件全部皆运作正常时(步骤406)，控制器106指示麦克风系统102依据该目前运作模式进行运作(步骤410)。

图5为依据本发明的于单声道模式下控制麦克风系统的运作的方法500的流程图。当麦克风系统102运作于单声道模式下，仅需要麦克风114及116的其中之一发挥功能。控制器106首先检查一测试结果(步骤502)。若测试结果指出麦克风系统102的两麦克风114及116均运作正常(步骤504)，则控制器106随机选取麦克风114及116其中之一作为目标麦克风(步骤506)。接着，控制器106启动目标麦克风(步骤508)，并运用目标麦克风转换一声音为声音信号(步骤510)。若测试结果指出麦克风114及116仅其中之一运作失灵(步骤512)，则控制器106选取运作正常的麦克风为一目标麦克风(步骤514)，接着启动目标麦克风(步骤508)，并运用目标麦克风转换一声音为声音信号(步骤510)。反之，当麦克风114及116皆运作失灵时(步骤512)，则控制器106向麦克风系统102回报发生错误(步骤516)。

图6为依据本发明的于多声道模式下控制麦克风系统的运作的方法600的流程图。当麦克风系统102运作于多声道模式下，需要麦克风114及116两者皆发挥功能。控制器106首先检查一测试结果(步骤602)。若测试结果指出麦克风系统102的两麦克风114及116均运作正常(步骤604)，则控制器启动两麦克风114及116(步骤606)，并运用两麦克风114及116转换一声音为两声音信号S1及S2(步骤608)，并将两声音信号S1及S2传送至控制器106。若测试结果指出麦克风114及116仅其中之一运作失灵(步骤610)，则控制器106将麦克风系统102的运作模式转换为一单声道模式(步骤612)，接着启动运作正常的麦克风(步骤614)，并运用运作正常的麦克风转换一声音为声音信号(步骤616)。反之，当麦克风114及116皆运作失灵时(步骤610)，则控制器106向麦克风系统102回报发生错误(步骤618)。

图7为依据本发明的于波束成形模式下控制麦克风系统的运作的方法700的流程图。当麦克风系统102运作于波束成形模式下，需要波束成形模块118及麦克风114及116三者皆发挥功能。控制器106首先检查一测试结果(步骤702)。若测试结果指出波束成形模块运作正常(步骤704)，则控制器106启动两麦克风114及116(步骤706)，指示麦克风系统102利用两麦克风114及116转换一声音为两声音信号S1及S2(步骤708)，并指示麦克风系统102利用波束成形模块118依据两声音信号S1及S2产生一波束信号S3(步骤710)，并将波束信号S3传送至控制器106以供后续处理。

若测试结果指出波束成形模块运作失灵(步骤704)，则控制器106检查测试结果以决定麦克风系统102的两麦克风114及116是否均运作正常(步骤712)。若两麦克风114及116均运作正常(步骤712)，则控制器106转换麦克风系统102的一运作模式为双声道模式(步骤714)，启动两麦克风114及116(步骤716)，指示麦克风系统102运用两麦克风114及116转换一声音为两声音信号S1及S2(步骤718)，并将两声音信号S1及S2传送至控制器106。若测试结果指出麦克风114及116仅其中之一运作失灵(步骤720)，则控制器106将麦克风系统102的运作模式转换为一单声道模式(步骤722)，接着启动运作正常的麦克风(步骤724)，并指示麦克风系统102运用运作正常的麦克风转换一声音为声音信号(步骤726)。反之，当麦克风114及116皆运作失灵时(步骤720)，则控制器106向麦克风系统102回报发生错误(步骤728)。

本发明提供一种依据麦克风系统的构成组件的运作状态动态改变麦克风系统的运作模式的方法。即使麦克风系统的部分构成组件运作失灵，麦克风系统的控制器依旧可以依据麦克风系统的构成组件的运作状态决定一最佳运作模式。于该最佳运作模式下，麦克风系统运作失灵的构成组件不会被运用，而仅使麦克风系统运作正常的构成组件发挥功能，一样可以使麦克风系统产生可供使用且具一定质量的声音信号。

虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围的前提下可作若干的更动与润饰，因此本发明的保护范围以本发明的权利要求为准。

Claims (19)

1.一种麦克风系统的运作方法，其中该麦克风系统包括多个构成组件，该方法包括下列步骤：

进行一运作测试以决定所述构成组件是否正常运作，而产生一测试结果；

依据该测试结果决定是否该麦克风系统的一目前运作模式下的多个必须构成组件是正常运作；

当该测试结果指示所述必须构成组件的部分运作失灵时，将该目前运作模式改为一更改后运作模式，并指示该麦克风系统依据该更改后运作模式进行运作，其中依据该测试结果该更改后运作模式所需的多个第二必须构成组件是正常运作；以及

当该测试结果指示所述必须构成组件皆正常运作时，指示该麦克风系统依据该目前运作模式进行运作。

2.如权利要求1所述的麦克风系统的运作方法，其中所述构成组件包括一麦克风阵列的多个麦克风以及一波束成形模块。

3.如权利要求2所述的麦克风系统的运作方法，其中该目前运作模式及该更改后运作模式是择自一单声道模式、一多声道模式、以及一波束成形模式，其中该单声道模式仅运用所述麦克风其中之一，该多声道模式运用所述麦克风全部，而该波束成形模式运用所述麦克风全部以及该波束成形模块。

4.如权利要求3所述的麦克风系统的运作方法，其中当该目前运作模式为该单声道模式时，该方法包括下列步骤：

当所述麦克风中的一个以上运作正常，随机地自运作正常的所述麦克风中选取一目标麦克风，并利用该目标麦克风产生一声音信号；

当所述麦克风中仅有一个运作正常，利用运作正常的该麦克风产生一声音信号；以及

当所述麦克风皆运作失灵，向该麦克风系统回报错误发生。

5.如权利要求3所述的麦克风系统的运作方法，其中当该目前运作模式为该多声道模式时，该方法包括下列步骤：

当所述麦克风中的全部均运作正常，利用所述麦克风产生多个声音信号；

当所述麦克风中仅有一个运作正常，将该目前运作模式更改为该单声道模式，并利用运作正常的该麦克风产生一声音信号；以及

当所述麦克风皆运作失灵，向该麦克风系统回报错误发生。

6.如权利要求3所述的麦克风系统的运作方法，其中当该目前运作模式为该波束成形模式时，该方法包括下列步骤：

当该波束成形模块以及所述麦克风中的全部均运作正常，利用所述麦克风产生多个声音信号，并利用该波束成形模块依据所述声音信号产生一波束信号；

当所述麦克风中的全部均运作正常而该波束成形模块运作失灵时，将该目前运作模式更改为该多声道模式，并利用所述麦克风产生多个声音信号；

当所述麦克风中仅有一个运作正常，将该目前运作模式更改为该单声道模式，并利用运作正常的该麦克风产生一声音信号；以及

当所述麦克风皆运作失灵，向该麦克风系统回报错误发生。

7.如权利要求2所述的麦克风系统的运作方法，其中该方法还包括当该麦克风系统不在使用状态时关闭所述麦克风的电源供应，以延长所述麦克风的使用寿命。

8.如权利要求2所述的麦克风系统的运作方法，其中该运作测试的进行步骤包括：

运用所述麦克风转换一声音为多个声音信号；

依据所述声音信号的质量决定是否所述麦克风运作正常；

运用该波束成形模块依据所述声音信号产生一波束信号；以及

依据该波束信号的质量决定是否该波束成形模块运作正常。

9.如权利要求8所述的麦克风系统的运作方法，其中所述麦克风是否运作正常的决定步骤包括：

量测所述声音信号的振幅；

当所述声音信号的振幅超过一界限值时，决定产生所述声音信号的所述麦克风是运作正常。

10.一种电子装置，包括：

一麦克风系统，包括多个构成组件；

一控制器，进行一运作测试以决定所述构成组件是否正常运作而产生一测试结果，依据该测试结果决定是否该麦克风系统的一目前运作模式下的多个必须构成组件是正常运作，当该测试结果指示所述必须构成组件皆正常运作时指示该麦克风系统依据该目前运作模式进行运作，以及当该测试结果指示所述必须构成组件的部分运作失灵时，将该目前运作模式改为一更改后运作模式，并指示该麦克风系统依据该更改后运作模式进行运作；

其中依据该测试结果该更改后运作模式所需的多个第二必须构成组件是正常运作。

11.如权利要求10所述的电子装置，其中该麦克风系统包括：

一麦克风阵列，包括多个麦克风，用以转换一声音为多个声音信号；以及

一波束成形模块，执行一波束成形过程，以依据所述声音信号产生一波束信号；

其中所述构成组件包括所述麦克风以及该波束成形模块。

12.如权利要求2所述的电子装置，其中该电子装置为一笔记型计算机、一移动电话、一掌上型计算机、或一监控装置。

13.如权利要求11所述的电子装置，其中该目前运作模式及该更改后运作模式是择自一单声道模式、一多声道模式、以及一波束成形模式，其中该单声道模式仅运用所述麦克风其中之一，该多声道模式运用所述麦克风全部，而该波束成形模式运用所述麦克风全部以及该波束成形模块。

14.如权利要求13所述的电子装置，其中当该目前运作模式为该单声道模式时，该控制器依据下列步骤指示该麦克风系统运作：

当所述麦克风中的一个以上运作正常，该控制器随机地自运作正常的所述麦克风中选取一目标麦克风，并指示该麦克风系统利用该目标麦克风产生一声音信号；

当所述麦克风中仅有一个运作正常，该控制器指示该麦克风系统利用运作正常的该麦克风产生一声音信号；以及

当所述麦克风皆运作失灵，该控制器向该麦克风系统回报错误发生。

15.如权利要求13所述的电子装置，其中当该目前运作模式为该多声道模式时，该控制器依据下列步骤指示该麦克风系统运作：

当所述麦克风中的全部均运作正常，该控制器指示该麦克风系统利用所述麦克风产生多个声音信号；

当所述麦克风中仅有一个运作正常，该控制器将该目前运作模式更改为该单声道模式，并指示该麦克风系统利用运作正常的该麦克风产生一声音信号；以及

当所述麦克风皆运作失灵，该控制器向该麦克风系统回报错误发生。

16.如权利要求13所述的电子装置，其中当该目前运作模式为该波束成形模式时，该控制器依据下列步骤指示该麦克风系统运作：

当该波束成形模块以及所述麦克风中的全部均运作正常，该控制器指示该麦克风系统利用所述麦克风产生多个声音信号，并指示该麦克风系统利用该波束成形模块依据所述声音信号产生一波束信号；

当所述麦克风中的全部均运作正常而该波束成形模块运作失灵时，该控制器指示该麦克风系统将该目前运作模式更改为该多声道模式，并指示该麦克风系统利用所述麦克风产生多个声音信号；

当所述麦克风中仅有一个运作正常，该控制器指示该麦克风系统将该目前运作模式更改为该单声道模式，并指示该麦克风系统利用运作正常的该麦克风产生一声音信号；以及

当所述麦克风皆运作失灵，该控制器向该麦克风系统回报错误发生。

17.如权利要求11所述的电子装置，其中当该麦克风系统不在使用状态时，该控制器关闭所述麦克风的电源供应，以延长所述麦克风的使用寿命。

18.如权利要求11所述的电子装置，其中该控制器指示该麦克风系统运用所述麦克风转换一声音为多个声音信号，依据所述声音信号的质量决定是否所述麦克风运作正常，指示该麦克风系统运用该波束成形模块依据所述声音信号产生一波束信号，以及依据该波束信号的质量决定是否该波束成形模块运作正常，以进行该运作测试而产生该测试结果。

19.如权利要求18所述的电子装置，其中该控制器量测所述声音信号的振幅，并于所述声音信号的振幅超过一界限值时决定产生所述声音信号的所述麦克风是运作正常。

Images