[发明专利]处理信号的方法以及相应的设备

说明书

公开了处理信号的方法以及相应的设备。分别从表示物理实体的若干初始信号(ACWi)发出采用第一采样频率的第一数字样本的若干第一流(BSi)。将从这些第一流发出的流转换成以低于该第一采样频率的第二采样频率采样的第二数字流(SSi)。确定待施加到至少一个第一流以便满足该第二流的条件的至少一个延迟(τ_i)，并且在转换之前将该至少一个延迟施加到该至少一个第一流。该转换包括：将该若干第一流滤波到对应的若干抽取滤波器(150)，并且将该至少一个延迟施加到该至少一个第一流包括跳过(160)该至少一个第一流中的一定数量个第一样本，该数量取决于该至少一个延迟的值，该跳过的第一样本不被传递至该相应的抽取滤波器(150)。

技术领域

本发明的实施例涉及处理表示物理实体的信号，例如但不限于从若干麦克风(诸如MEMS(Micro Electromechanical System，微机电系统)麦克风)发出的声学信号。

本发明的非限制性应用包括具有若干麦克风的音频应用(例如，波束赋形，其是一种用于基于不同信号源的物理位置在不同信号之间进行区分的方法)。

其他应用还可以使用源信号的位置，诸如用于手势识别的超声波检测。

背景技术

MEMS麦克风通常包括对电容器的电极进行限定的薄膜。当薄膜响应于声学信号而经历形变时，电容器的电容发生变化，并且这些变化可以被读取并转换成指示声学信号的振幅的输出信号。

MEMS麦克风则设置有通常供应PDM(脉冲密度调制)格式的电输出信号的读接口，即一系列高频脉冲(典型地从几百kHz到几MHz)，其时间密度指示输入信号的振幅。这些电信号然后被供应给用于实施转换成为PCM(脉冲编码调制)格式的处理单元，该格式通常用于音频信号的编码。

PDM格式的高频信号使得能够获得PCM格式的高精度信号。

针对在其中使用了麦克风阵列的应用，除其他事项之外，MEMS麦克风已经证明了特别令人感兴趣。在这些情况下，由单独麦克风供应的信号由单个处理单元收集，该单个处理单元收集除了实施转换成为PCM格式之外可以对接收的信号进行组合及进一步处理。具体地，可能实现所谓的波束赋性算法(即使得能够选择性放大来自给定方向的声学信号的空间滤波技术)，从而衰减其他贡献。当方向性对于提升接收质量比较重要时(例如在音乐记录、语音识别、电话会议应用、网络会议等的情况下)，频繁地使用波束赋性算法。

换言之，波束赋性是一种用于基于不同信号源的物理位置在不同信号之间进行区分的方法，并且波束赋性使得能够使用麦克风阵列产生指向优选方向的虚拟麦克风。

波束赋性通常由软件执行并且使用音频PCM流。

如果旨在有特权的方向是0°、90°或180°，则施加到麦克风之一的延迟是1/F的整数值，其中，F为PCM采样频率。在所有其他情况下，延迟是1/F的分数值。

然而，通常，由于PCM频率包括在4kHz与48kHz之间(典型地等于16kHz)，因此保持装置(诸如例如智能电话)中的麦克风之间的这种距离是困难的。

因此，当麦克风之间的距离小于C/F(其中，C为声音在空气中的速度：≈340m/s)时，需要调节麦克风信号的延迟以便模仿麦克风的静态或动态布置。

用于实现那些延迟的常规解决方案在于使用延迟线。

这些延迟线的大小(即延迟单元的数量)可能是重要的，特别是在需要利用精调步骤来微调许多麦克风路径的情况下，因此在硅上引起了大表面。

进一步地，延迟深度(即延迟单元的数量)必须在设计阶段期间由硬件来固定并且实际上是针对最糟的情况设计的，因此引起了大量的延迟单元(该数量在其他情况下不必大)。

发明内容

因此，需要用于以较少区域消耗的方式实现那些延迟的新解决方案。