麦克风控制装置及方法

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麦克风控制装置及方法\n技术领域\n[0001] 本发明涉及一种麦克风及其控制方法，特别是关于一种控制麦克风最佳收音位置的装置及方法。\n背景技术\n[0002] 麦克风是一种将声音转换成电子信号的能量转换器，其基本原理为当麦克风的声音振膜经过声音的震动以后，将声音震动转变成电子信号，电子信号经过扩大器放大，再送到喇叭就成为原来的声音。此种信号转换方式的麦克风常见有动圈式麦克风(又称动态式麦克风)及电容式麦克风。其中，电容式麦克风较贵，但音质较好也较细，缺点为不耐高压。\n[0003] 麦克风除了转换信号的方式不同以外，还可以按其接收声音的方式来进行区分。\n若一支麦克风可以接收各个方向传来的声音，便为无指向式麦克风；若麦克风只能接收某个方向的声音，则为指向式麦克风。指向式麦克风在舞台上尤其重要，因为它只接收前方的声音，从旁边或后方传来的声音都会被排斥掉，如此可避免很多不必要的杂音。然而，使用者在使用时就必须小心麦克风的方向，若麦克风的方向不对，收到的声音就不对。\n[0004] 根据前述，不同种类的麦克风各有不同的收音方式，但由于传统的麦克风没有结合影像侦测技术，无法自动侦测使用者的面部及口部位置，并按使用者身高自行调整至最佳收音位置及角度，使用者只能在使用前自行动手调整麦克风的高度与角度位置。然而，大部分的活动流程中总会有多位致词者或表演者，即使活动前已请专业音效师事先设置好麦克风位置，却往往因为每位致词者或表演者的身高不尽相同而导致收音效果不一样。若每位致词者在致词前皆重新调整麦克风高度与角度位置，除了会影响演说情绪及表演质量，也可能导致活动时间拖延而不易管控，另外使用者自行调整后的麦克风收音与扩音效果也不能够达到最佳效果。\n发明内容\n[0005] 鉴于以上内容，有必要提供一种麦克风控制装置及方法，能够自动调整麦克风高度、距离与角度至最佳收音位置，而无需使用者以手动方式调整麦克风位置。\n[0006] 所述的麦克风控制装置包括：影像输入单元，用于实时拍摄麦克风附近的场景影像；制动单元，用于调节麦克风的位置；及微处理器，该微处理器包括影像侦测模块及调节模块。所述的影像侦测模块用于接收影像输入单元所拍摄的场景影像，采用脸部侦测方法针对场景影像进行影像侦测与识别，判断场景影像中是否包含使用者的人脸影像，及根据人脸影像与场景影像的尺寸比例侦测出使用者的口部位置。所述的调节模块用于根据使用者的口部位置及麦克风的预设位置计算麦克风所需调整的高度、距离与角度，根据计算出的高度、距离与角度产生相应的控制信号，及根据该控制信号驱动所述的制动单元将麦克风的位置调整至使用者的口部位置。\n[0007] 所述的麦克风控制方法包括如下步骤：控制器判断使用者是启用自动模式还是自定义模式；当使用者启用自动模式时，执行步骤(a1)至步骤(a5)：(a1)通过影像输入单元针对麦克风附近的场景影像；(a2)采用脸部侦测方法针对影像输入单元所摄取的场景影像进行影像侦测与识别；(a3)当场景影像中包含使用者的人脸影像时，根据人脸影像与场景影像的尺寸比例侦测出使用者的口部位置；(a4)根据使用者的口部位置及麦克风的设定位置计算麦克风所需调整的高度、距离及角度；(a5)根据计算出的高度、距离与角度产生相应的控制信号，并根据该控制信号驱动制动单元将麦克风的位置调整至使用者的口部位置。当使用者启用自定义模式时，执行步骤(b1)至步骤(b4)：(b1)使用者应将脸部移至欲设定位置；(b2)通过影像输入单元依据欲设定位置附近拍摄使用者的人脸影像；(b3)采用脸部侦测方法分析出人脸影像与场景影像的尺寸比例及使用者的人脸影像尺寸数据；\n(b4)将人脸影像与场景影像的尺寸比例及使用者的人脸影像尺寸数据存储于存储单元中，并执行步骤(a1)至步骤(a5)。\n[0008] 相较于现有技术，本发明所述的麦克风控制装置及方法采用了脸部侦测技术，能够根据使用者面部及口部位置自动调整麦克风的高度、距离与角度至最佳收音位置。让麦克风能够撷取到使用者最清晰的声音，而使用者无需以手动方式调整麦克风位置，不仅能够更精确掌控活动流程与时间，也可以让麦克风实时达到最佳的收音效果。\n附图说明\n[0009] 图1是本发明麦克风控制装置较佳实施例的架构图。\n[0010] 图2是本发明麦克风控制装置应用于麦克风支架上的示意图。\n[0011] 图3是本发明麦克风控制方法较佳实施例的流程图。\n[0012] 图4是使用者于自动模式下使用麦克风的示意图。\n[0013] 图5是使用者于自定义模式下使用麦克风的示意图。\n[0014] 主要元件符号说明\n[0015] 麦克风控制装置 10\n[0016] 影像输入单元 1\n[0017] 微处理器 2\n[0018] 影像侦测模块 21\n[0019] 调节模块 22\n[0020] 制动单元 3\n[0021] 控制器 4\n[0022] 自动按钮 41\n[0023] 设定按钮 42\n[0024] 存储单元 5\n[0025] 麦克风 11\n[0026] 支架 12\n具体实施方式\n[0027] 如图1所示，是本发明麦克风控制装置10较佳实施例的架构图。该麦克风控制装置10用于根据使用者的面部及口部位置自动地调整麦克风11的高度、距离与角度。参考图2所示，麦克风11安装于麦克风控制装置10，该麦克风控制装置10安装于支架12上。\n在本实施例中，所述的麦克风控制装置10至少包括影像输入单元1、微处理器2、制动单元\n3、控制器4以及存储单元5。\n[0028] 所述的影像输入单元1与微处理器2相连接，其用于实时地拍摄麦克风11附近的场景影像，例如图4所示的影像A以及图5所示的影像B，并将该场景影像发送至微处理器\n2进行影像侦测。在本实施例中，所述的影像输入单元1是一种具备夜间拍摄功能的夜视摄影机、红外线摄影机，或者为任何可以获取得数字影像的影像输入装置。\n[0029] 所述的微处理器2与制动单元3相连接，其用于识别分析影像输入单元1所摄取的场景影像，从场景影像中侦测出使用者的面部及口部位置，以及产生控制信号驱动制动单元3将麦克风11的高度、距离与角度调整至使用者的口部位置。在本实施例中，所述的微处理器2为一种可程序化芯片，内固化有麦克风控制指令模块，其包括影像侦测模块21及调节模块22。\n[0030] 所述的控制器4与微处理器2相连接，其包括自动按钮41及设定按钮42，用于判断使用者是启用自动(Auto)模式还是自定义(Reset)模式。在本实施例中，当使用者按下自动按钮41(参考图4所示)时，控制器4执行自动模式；当使用者按下设定按钮42(参考图5所示)时，控制器4执行自定义模式。所述的自动模式是利用存储于存储单元5中的出厂设置值来自动调整麦克风11的位置，该出厂设置值包括麦克风11的最佳收音质量对应的使用者身高的位置设定数据。所述的自定义模式是使用者可以根据个人喜好自行设定克风11的位置，根据该设定位置来调整麦克风11的位置。当使用者欲自行设定麦克风11的位置时，可先按下设定按钮42，再将脸部移至欲设定的适当位置后放开设定按钮42，控制器4即进入自定义模式。\n[0031] 所述的存储单元5与微处理器2相连接，其用于存储调整麦克风11位置的出厂设置值，例如麦克风11的最佳收音质量对应的使用者身高的位置设定数据，以及存储当使用自定义模式时使用者的人脸影像尺寸数据，例如图5所示的长度(W)与宽度(H)。\n[0032] 所述的影像侦测模块21用于接收影像输入单元1所拍摄的麦克风11附近位置的场景影像，采用脸部侦测方法针对所摄取的场景影像进行影像侦测与识别，判断场景影像中是否包含使用者的人脸影像，以及根据人脸影像与场景影像的尺寸比例侦测出使用者的口部位置。在本实施例中，当影像侦测模块21辨识出场景影像中包含人脸影像后，再以使用者脸部位置区域下方大致三分之一处作为使用者的口部位置。\n[0033] 所述的调节模块22用于根据使用者的口部位置及麦克风11的预设位置计算麦克风11所需调整的高度、距离与角度，根据计算出的高度、距离与角度产生相应的控制信号，以及根据该控制信号驱动制动单元3将麦克风11的位置调整至使用者的口部位置，从而使麦克风11能够达到最佳的收音质量与收音效果。\n[0034] 如图3所示，是本发明麦克风控制方法较佳实施例的流程图。在本实施例中，该麦克风控制方法可以执行自动模式以及自定义模式两种模式，结合脸部侦测技术以及麦克风\n11的最佳收音特性，按根据使用者的面部、口部位置将麦克风11自动调整至使用者的口部位置。\n[0035] 步骤S300，厂商预先在存储单元5内设定麦克风11的出厂设置值，例如麦克风11的最佳收音质量对应的使用者身高的位置设定数据。步骤S301，控制器4判断使用者是启用自动(Auto)模式还是自定义(Reset)模式。在本实施例中，当使用者按下控制器4的自动按钮41(参考图4所示)时，控制器4执行自动模式，流程转向步骤S302；当使用者按下控制器4的设定按钮42(参考图5所示)时，控制器4执行自定义模式，流程转向步骤S309。\n[0036] 步骤S302，当控制器4执行自动模式时，影像侦测模块21通过影像输入单元1针对麦克风11附近位置的场景进行拍摄来获取场景影像。步骤S303，影像侦测模块21采用脸部侦测方法针对影像输入单元1所摄取的场景影像进行影像侦测与识别。步骤S304，影像侦测模块21判断场景影像中是否包含使用者的人脸影像。若场景影像中没有包含使用者的人脸影像，流程返回步骤S302持续摄取麦克风11附近的场景影像。若场景影像中包含使用者的人脸影像，步骤S305，影像侦测模块21根据人脸影像与场景影像的尺寸比例侦测出使用者的口部位置。在本实施例中，当影像侦测模块21辨识出场景影像中包含人脸影像后，再以使用者脸部位置区域下方大致三分之一处作为使用者的口部位置。\n[0037] 步骤S306，调节模块22根据使用者的口部位置及麦克风11的设定位置计算麦克风11所需调整的高度、距离及角度。步骤S307，调节模块22根据计算出的高度、距离与角度产生相应的控制信号，并根据该控制信号驱动制动单元3将麦克风11的位置调整至使用者的面部及口部位置，从而使麦克风11能够达到最佳的收音质量与收音效果。步骤S308，控制器4判断麦克风11是否被关闭。若麦克风11被关闭，则流程结束；若麦克风11没有被关闭，流程转向步骤S302持续摄取麦克风11附近的场景影像。因此，使用者在演出过程中，若身体有任何晃动、或稍微偏离麦克风的动作产生，亦会动态按照使用者的面部及口部位置进行麦克风11的高度、距离与角度的实时修正调整。\n[0038] 步骤S309，当使用者按下控制器4的设定按钮42(参考图5所示)时，控制器4执行自定义模式。步骤S310，此时使用者应将脸部移至欲设定位置后放开设定按钮42。步骤S311，影像侦测模块21通过影像输入单元1依据欲设定位置拍摄使用者的人脸影像。步骤S312，影像侦测模块21采用脸部侦测方法分析出人脸影像与场景影像的尺寸比例以及使用者的人脸影像尺寸数据，例如图5所示的长度(W)与宽度(H)。步骤S313，影像侦测模块21将人脸影像与场景影像的尺寸比例以及使用者的人脸影像尺寸数据存储于存储单元\n5中，而后流程执行上述相同的步骤S302至步骤S308。\n[0039] 在本实施例中，使用者在使用麦克风11过程中，影像输入单元1会持续拍摄含有使用者脸部的场景影像。影像侦测模块21将所拍摄的场景影像以脸部侦测技术来侦测出使用者的脸部位置及人脸影像尺寸。调节模块22与先前设定的最佳人脸影像尺寸与位置数据进行比对，依据数据将麦克风11调整至适当位置。当使用者欲解除自定义模式恢复为原厂设定值时，仅需按下自动按钮41，控制器4便解除先前的自定义模式，以原出厂设定值为调整标准。