【翻译】Kinect v2程序设计(C++-) AudioBeam篇
Kinect v2，Microphone Array可以用来对于水平面音源方向的推测（AudioBeam）和语音识别（Speech Recognition）。这一节是介绍如何取得AudioBeam。
上一节，介绍如何使用通过Kinect SDK v2预览版，从Kinect v2预览版的Color Camera和Depth 传感器中获取数据的方法。
本节，将介绍从Kinect的Microphone Array中取得AudioBeam（水平面音源方向的推测）的方法。
Microphone Array
在第一节中介绍过，Kinect除搭载了Color Camera，Depth传感器之外，还有Microphone Array。
Microphone Array由4个Microphone构成，能进行水平面音源方向的推测（AudioBeam）和语音识别（Speech Recognition）等。
这一节，将介绍取得AudioBeam的方法。
图1 Kinect v2预览版的Microphone Array
图2 Kinect SDK v2预览版的示例程序（AudioBasics）
示例程序
用Kinect SDK v2取得AudioBeam，将结果显示在console上的示例程序。
Audio的功能（AudioBeam，Speech Recognition）的数据取得流程，在「Sensor」～「Source」这一块与之前的Image（Color，Depth，BodyIndex，Body）的取得流程一样。不过在这之后还请注意Audio功能所特有的部分，这里主要是介绍与Image所同样的数据取得流程。
这个示例程序的全部内容，在下面的github里全部公开了。
图3 Kinect SDK v2预览版的数据取得的流程（重发）
「Sensor」
取得「Sensor」
// Sensor IKinectSensor* pSensor; // ……1 HRESULT hResult = S_OK; hResult = GetDefaultKinectSensor（ &pSensor ）; //……2 if（ FAILED（ hResult ） ）{ std::cerr << "Error : GetDefaultKinectSensor" << std::endl; return -1; } hResult = pSensor->Open（）; //……3 if（ FAILED（ hResult ） ）{ std::cerr << "Error : IKinectSensor::Open（）" << std::endl; return -1; }
列表1.1 相当于图1「Sensor」的部分（重发）
1 处理Kinect v2预览版的Sensor接口。
2 取得默认的Sensor。
3 打开Sensor。
「Source」
从「Sensor」取得「Source」。
// Source IAudioSource* pAudioSource; //……1 hResult = pSensor->get_AudioSource（ &pAudioSource ）; //……2 if（ FAILED（ hResult ） ）{ std::cerr << "Error : IKinectSensor::get_AudioSource（）" << std::endl; return -1; }
列表1.2 相当于图1「Source」的部分
1 Audio功能的Source接口。
2 从Sensor取得Source。
「AudioBeamList」～「OpenAudioBeam」
从「Source」取得「AudioBeamList」，从List里打开指定的「AudioBeam」。
// Get Audio Beam List IAudioBeamList* pAudioBeamList; //……1 hResult = pAudioSource->get_AudioBeams（ &pAudioBeamList ）; //……2 if（ FAILED（ hResult ） ）{ std::cerr << "Error : IAudioSource::get_AudioBeams（）" << std::endl; return -1; } // Open Audio Beam IAudioBeam* pAudioBeam; //……3 hResult = pAudioBeamList->OpenAudioBeam（ 0， &pAudioBeam ）; //……4 if（ FAILED（ hResult ） ）{ std::cerr << "Error : IAudioBeamList::OpenAudioBeam（）" << std::endl; return -1; }
列表1.3 取得Microphone Array和AudioBeam
1 AudioBeamList接口。
2 从Source取得AudioBeam，然后取得Microphone Array的List。
3 AudioBeam接口。
4 从List里取得AudioBeam，打开Microphone Array。
0代表第一个被找到的默认的Microphone Array。
「Get Angle and Confidence」
从「Stream」读入Audio数据，取得音源方向和推测的信赖值。
while（ 1 ）{ // Get Angle and Confidence FLOAT angle = 0.0f; FLOAT confidence = 0.0f; pAudioBeam->get_BeamAngle（ &angle ）; // radian [-0.872665f， 0.872665f] ……1 pAudioBeam->get_BeamAngleConfidence（ &confidence ）; // confidence [0.0f， 1.0f] ……2 // Show Result // Convert from radian to degree : degree = radian * 180 / Pi if（ confidence > 0.5f ）{ std::system（ "cls" ）; std::cout << "Angle : " << angle * 180.0f / M_PI << "， Confidence : " << confidence << std::endl; //……3 } // Input Key （ Exit ESC key ） if（ GetKeyState（ VK_ESCAPE ） < 0 ）{ break; } }
列表1.5 取得音源方向和推测的信赖值
1 取得音源方向。
角度单位是radian（弧度）。
2 取得音源方向的推测信赖值。
取值范围是0.0f～1.0f，数值越大表示可信度更高。
3 把radian（弧度）转为dgree（度数）在Console上输出。
只显示当前的数值，如果注释掉「std::system（"cls"）;」的话，那么之前的值也会留在Cconsole上。
可以取得的音源方向是Kinect v2的中心正面向水平方向左右+/-50°的范围。
图4 音源方向的检测范围（+/-50°）
因为取得的音源方向的角度单位是「radian（弧度）」要利用公式1转换为「degree（度数）」。
【公式1 adian（弧度）转换为（度数）】
- 弧度（radian）→角度（degree）∶ degree=radian×180÷π
- 角度（degree）→弧度（radian）∶ radian=degree×π÷180
运行结果
运行这个示例程序，就像图5一样，将显示出声音的音源角度（Angle）和推测的信赖值（Confidence）。
如果Microphone Array的反应过度敏感或迟钝，可以通过调整操作系统的录音设备属性来改善（在［控制面板］-[声音]-[录制]的录音设备中的「麦克排列Xbox NUI Sensor」的属性里调整等级）。
图5 运行结果
在Console上显示了音源方向的角度和推测的信赖值。
总结
这一节是介绍如何使用Kinect SDK v2预览版取得AudioBeam。
与Kinect SDK v1相比，从Microphone Array取得Audio数据的处理更加简单。
