CN104754471A - 基于麦克风阵列的声场处理方法和电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种基于麦克风阵列的声场处理方法和电子设备，该方法通过对包括n个全指向性麦克风的麦克风阵列按照3个全指向麦克风为一组构成的三角形麦克风阵列进行处理，获得三角形麦克风阵列中指向X轴和Y轴的声场1阶分量的平均值，作为整个麦克风阵列的X轴和Y轴的声场1阶分量，然后再利用n个全指向性麦克风的麦克风信号均值获得声场的0阶分量，在获取到WXY方向上的分量后，根据依据扬声器位置预设的解码矩阵获得扬声器激励信号，经由扬声器利用该激励信号重建环绕声场。从而实现了通过采用低成本，小尺寸的全指向性麦克风便于设置于移动终端，实现环绕通信和声场录制的目的。

Description

基于麦克风阵列的声场处理方法和电子设备

技术领域

本发明涉及语音通信技术领域，更具体的说，是涉及一种基于麦克风阵列的声场处理方法和电子设备。

背景技术

为了满足人们越来越多的生活和工作的需求，作为能够实现语音会议或多人语音通信的语音会议系统被广泛的应用。目前的语音会议系统，大多都是系统复杂，价格昂贵，只有大型公司企业才有能力负担，对于中小企业或者家庭而言，则利用付出较小的代价实现语音会议或者多人语音通信的移动终端等电子设备作为会议终端。

在现有技术中，大型的语音会议系统通常采用多个麦克风组成麦克风阵列进行多路语音采集，其中，多路语音信号主要用于语音增强处理，麦克风阵列则用于呈现立体环绕声效果。其中，利用两个超指向性的麦克风在相互垂直方向获得两路信号，直接回放就可以呈现立体声效果；同样，采用球形麦克风利用球谐函数的处理方法获得不同阶次的声场分量，再解码获得三维声场效果，重建二维或三维的环绕声场，以此呈现环绕声效果。但是，目前移动终端上大部分是简单的单通道语音通信，没有环绕声通信效果，且由于上述超指向性麦克风和球形麦克风阵列价格较高，体积较大，不方便在移动设备等电子设备上布放。

因此，利用移动终端等电子设备作为会议终端时，怎样使该电子设备在多人语音通信过程中呈现立体环绕声通信，成为当下迫切需要解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种基于麦克风阵列的声场处理方法和电子设备，以克服由于现有技术中的麦克风阵列体积较大不方便在电子设备上布放，导致该电子设备无法实现立体环绕声通信的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明实施例第一方面提供了一种基于麦克风阵列的声场处理方法，所述麦克风阵列包括n个全指向性麦克风，n的取值为大于等于3的正整数，该方法包括：

按照3个全指向麦克风为一组构成的三角形麦克风阵列划分所述麦克风阵列；

选取一个或多个所述三角形麦克风阵列进行处理，获取正交的指向X轴和Y轴的声场1阶分量和其中，当选取多个三角形麦克风阵列时，所述和为选取的多个所述三角形麦克风阵列正交的指向X轴和Y轴的声场1阶分量的平均值，当选取一个三角形麦克风阵列时，所述和为所述选取的三角形麦克风阵列正交的指向X轴和Y轴的声场1阶分量；

取n个全指向性麦克风的麦克风信号的第i帧第k个频率点的频谱S_n(k,i)的平均值作为声场0阶分量W(k,i)；

依据预设的对应扬声器位置的解码矩阵，以及所述声场1阶分量和声场0阶分量W(k,i)计算得到各个所述扬声器的激励信号；

利用所述激励信号重建环绕声场并进行回放。

本发明实施例第一方面提供的第一种实现方式，所述三角形麦克风阵列进行处理，包括：

采集3路麦克风信号进行加窗截取N点信号进行快速傅立叶变换，获取分别表示3个所述全指向性麦克风的第i帧第k个频率点的频谱S₁(k,i)，S₂(k,i)和S₃(k,i)，i和N为任意正整数，k为小于等于N的正整数；

对所述频谱S₁(k,i)，S₂(k,i)和S₃(k,i)进行幅度均衡处理，以一个全指向性麦克风为定点，获取所述全指向性麦克风与另外2个全指向性麦克风之间的连线与X轴的夹角为C1，与Y轴的夹角为C2的麦克风均衡处理信号S_Xj(k,i)=H_Xj(k,i)S_j(k,i)和S_Yj(k,i)=H_Yj(k,i)S_j(k,i)；

其中，角标X指代X轴方向，角标Y指代Y轴方向，角标j指代所述3路麦克风信号对应的全指向性麦克风的标号，H_Xj表示与X轴的夹角为C1的所述全指向性麦克风的匹配滤波器，H_Yj表示与Y轴的夹角为C2的所述全指向性麦克风的匹配滤波器，C1和C2的取值为0～90度；

取所述麦克风均衡处理信号S_Xj(k,i)和S_Yj(k,i)分别进行差分处理和低频补偿，将对应获得的8字形差分波束C_X(k,i)和8字形差分波束C_Y(k,i)转换为正交的指向X轴的声场1阶分量X(k,i)和指向Y轴的声场1阶分量Y(k,i)。

本发明实施例第一方面提供的第二种实现方式，采集3路麦克风信号进行加窗截取N点信号进行快速傅立叶变换，获取分别表示3个所述全指向性麦克风的第i帧第k个频率点的频谱S₁(k,i)，S₂(k,i)和S₃(k,i)，包括：

获取3个所述全指向性麦克风各自对应的麦克风信号作为第一麦克风信号；

对3路所述第一麦克风信号采用N点长度的窗函数加窗处理，得到N点第二麦克风信号S₁(l+1,…,l+N/2,l+N/2+1,…,l+N)，S₂(l+1,…,l+N/2,l+N/2+1,…l+N)和S₃(l+1,…,l+N/2,l+N/2+1,…,l+N)；

对3路所述第二麦克风信号进行N点快速傅立叶变换，得到对应3路所述第二麦克风信号的第i帧第k个频率点的频谱S₁(k,i)，S₂(k,i)和S₃(k,i)。

本发明实施例第一方面提供的第三种实现方式，，当所述三角形麦克风阵列为直角三角形，其中，全指向性麦克风mic1和mic2位于Y轴，全指向性麦克风mic2和mic3位于X轴时，取所述麦克风均衡处理信号S_Xj(k,i)和S_Yj(k,i)分别进行差分处理和低频补偿，将对应获得的8字形差分波束C_X(k,i)和8字形差分波束C_Y(k,i)转换为正交的指向X轴的声场1阶分量X(k,i)和指向Y轴的声场1阶分量Y(k,i)，包括：

分别获取所述mic1，mic2和mic3经幅度均衡处理后的位于Y轴的麦克风均衡信号S_Y1(k,i)和S_Y2(k,i)，及位于X轴的麦克风均衡信号S_X2(k,i)和S_X3(k,i)；

利用所述S_Y1(k,i)和所述S_Y2(k,i)，所述S_X2(k,i)和所述S_X3(k,i)分别进行差分处理，获得位于X轴的差分信号(S_X2(k,i)-S_X3(k,i))和位于Y轴的差分信号(S_Y2(k,i)-S_Y1(k,i))；

采用低频补偿滤波器对位于X轴的(S_X2(k,i)-S_X3(k,i))进行低频补偿，得到8字形差分波束 $C_X(k,i)=(S_{X2}(k,i)-S_{X3}(k,i))H_{d_{23}}\left(i\right);$

将所述8字形差分波束C_X(k,i)直接作为指向X轴的声场1阶分量X(k,i)；

采用低频补偿滤波器对位于Y轴方向上的(S_Y2(k,i)-S_Y1(k,i))进行低频补偿，得到8字形差分波束 $C_Y(k,i)=(S_{Y2}(k,i)-S_{Y1}(k,i))H_{d_{12}}\left(i\right);$

将所述8字形差分波束C_Y(k,i)直接作为指向Y轴的声场1阶分量Y(k,i)。

本发明实施例第一方面提供的第四种实现方式，当所述三角形麦克风阵列中的三个所述全指向性麦克风mic1，mic2和mic3为所述mic1和mic2位于Y轴方向，mic3位于任意位置时，取所述麦克风均衡处理信号S_Xj(k,i)和S_Yj(k,i)分别进行差分处理和低频补偿，将对应获得的8字形差分波束C_X(k,i)和8字形差分波束C_Y(k,i)转换为正交的指向X轴的声场1阶分量X(k,i)和指向Y轴的Y(k,i)，包括：

分别获取所述mic1，mic2和mic3经幅度均衡处理后的位于Y轴的麦克风均衡信号S_Y1(k,i)和S_Y2(k,i)，及偏向于X轴的麦克风均衡信号S_X2(k,i)和S_X3(k,i)；

利用所述S_Y1(k,i)和所述S_Y2(k,i)，所述S_X2(k,i)和所述S_X3(k,i)分别进行差分处理，获得偏向于X轴的差分波束(S_X2(k,i)-S_X3(k,i))和位于Y轴的差分波束(S_Y2(k,i)-S_Y1(k,i))；

采用低频补偿滤波器对位于Y轴的差分信号(S_Y2(k,i)-S_Y1(k,i))进行低频补偿，得到8字形差分波束 $C_Y(k,i)=(S_{Y2}(k,i)-S_{Y1}(k,i))H_{d_{12}}\left(i\right);$

将所述8字形差分波束C_Y(k,i)直接作为指向Y轴的声场1阶分量Y(k,i)；

采用低频补偿滤波器对偏向于X轴的差分信号(S_X2(k,i)-S_X3(k,i))进行低频补偿，得到8字形差分波束 $C_X(k,i)=(S_{X2}(k,i)-S_{X3}(k,i))H_{d_{23}}\left(i\right);$

利用所述mic1与mic2，mic3的位置关系，获取所述mic2与mic3的连线与X轴的夹角β，β属于C1；

依据所述夹角β与所述8字形差分波束C_Y(k,i)，对所述8字形差分波束C_X(k,i)进行补偿调整，得到映射转换后，指向X轴的声场1阶分量 $X(k,i)=\frac{C_X(k,i)-C_Y(k,i)\cos \mathrm{\β}}{\sin \mathrm{\β}}.$

本发明实施例第一方面提供的第五种实现方式，当所述三角形麦克风阵列中的三个所述全指向性麦克风mic1，mic2和mic3为所述mic1位于任意位置，mic2和mic3位于X轴方向时，取所述麦克风均衡处理信号S_Xj(k,i)和S_Yj(k,i)分别进行差分处理和低频补偿，将对应获得的8字形差分波束C_X(k,i)和8字形差分波束C_Y(k,i)转换为正交的指向X轴的声场1阶分量X(k,i)和指向Y轴的Y(k,i)，包括：

分别获取所述mic1，mic2和mic3经幅度均衡处理后的偏向于Y轴的麦克风均衡信号S_Y1(k,i)和S_Y2(k,i)，位于X轴的麦克风均衡信号S_X2(k,i)和S_X3(k,i)；

利用所述S_Y1(k,i)和所述S_Y2(k,i)，所述S_X2(k,i)和所述S_X3(k,i)分别进行差分处理，获得位于X轴的差分波束(S_X2(k,i)-S_X3(k,i))和偏向于Y轴的差分波束(S_Y2(k,i)-S_Y1(k,i))；

采用低频补偿滤波器对位于X轴方向上的差分信号(S_X2(k,i)-S_X3(k,i))进行低频补偿，得到8字形差分波束 $C_X(k,i)=(S_{X2}(k,i)-S_{X3}(k,i))H_{d_{23}}\left(i\right);$

将所述8字形差分波束C_X(k,i)直接作为指向X轴的声场1阶分量X(k,i)；

采用低频补偿滤波器对偏向于Y轴方向上的差分信号(S_Y2(k,i)-S_Y1(k,i))进行低频补偿，得到8字形差分波束 $C_Y(k,i)=(S_{Y2}(k,i)-S_{Y1}(k,i))H_{d_{12}}\left(i\right);$

利用所述mic1与mic2，mic3的位置关系，获取所述mic1与mic2的连线与X轴的夹角α，α属于C1；

依据所述夹角α与所述8字形差分波束C_X(k,i)，对8字形差分波束C_Y(k,i)进行补偿调整，得到映射转换后，指向Y轴的声场1阶分量 $Y(k,i)=\frac{C_Y(k,i)-C_X(k,i)\cos \mathrm{\α}}{\sin \mathrm{\α}}.$

本发明实施例第一方面提供的第六种实现方式，当所述三角形麦克风阵列为任意三角形，所述全指向性麦克风mic1，mic2和mic3位于任意位置时，取所述麦克风均衡处理信号S_Xj(k,i)和S_Yj(k,i)分别进行差分处理和低频补偿，将对应获得的8字形差分波束C_X(k,i)和8字形差分波束C_Y(k,i)转换为正交的指向X轴的声场1阶分量X(k,i)和指向Y轴的Y(k,i)，包括：

分别获取所述mic1，mic2和mic3经幅度均衡处理后的偏向于Y轴的麦克风均衡信号S_Y1(k,i)和S_Y2(k,i)，偏向于X轴的麦克风均衡信号S_X2(k,i)和S_X3(k,i)；

取所述S_Y1(k,i)和所述S_Y2(k,i)，所述S_X2(k,i)和所述S_X3(k,i)分别进行差分处理，获得偏向于X轴方向上的差分信号(S_X2(k,i)-S_X3(k,i))和偏向于Y轴方向上的差分信号(S_Y2(k,i)-S_Y1(k,i))；

采用低频补偿滤波器对偏向于X轴方向上的差分信号(S_X2(k,i)-S_X3(k,i))进行低频补偿，得到8字形差分波束 $C_X(k,i)=(S_{X2}(k,i)-S_{X3}(k,i))H_{d_{23}}\left(i\right);$

利用所述mic1与mic2，mic3的位置关系，获取所述mic2与mic3的连线与X轴的夹角α₁，α₁属于C1；

采用低频补偿滤波器对偏向于Y轴方向上的差分信号(S_Y2(k,i)-S_Y1(k,i))进行低频补偿，得到8字形差分波束 $C_Y(k,i)=(S_{Y2}(k,i)-S_{Y1}(k,i))H_{d_{12}}\left(i\right);$

利用所述mic1与mic2，mic3的位置关系，获取所述mic1与mic2的连线与X轴的夹角α₂，所述α₂属于C1；

依据所述相对于X轴的夹角α₁，所述相对于X轴的夹角α₂，所述8字形差分波束C_X(k,i)和所述8字形差分波束C_Y(k,i)进行映射转换，获得指向X轴的声场1阶分量和指向Y轴的声场1阶分量 $Y(k,i)=\frac{C_X(k,i)\cos {\mathrm{\α}}_2-C_Y(k,i)\cos {\mathrm{\α}}_1}{\sin ({\mathrm{\α}}_1-{\mathrm{\α}}_2)}.$

本发明实施例第一方面提供的第七种实现方式，当选取多个三角形麦克风阵列时，所述对多个所述三角形麦克风阵列进行处理，获取多个所述三角形麦克风阵列中指向X轴和Y轴的声场1阶分量的平均值和包括：

对所述多个三角形麦克风阵列中指向X轴的声场1阶分量X(k,i)进行幅度平均和相位平均，获取指向X轴的声场1阶分量的平均值

对所述多个三角形麦克风阵列中指向Y轴的声场1阶分量Y(k,i)进行幅度平均和相位平均，获取指向Y轴的声场1阶分量的平均值

本发明实施例第一方面提供的第八种实现方式，所述依据预设的对应扬声器位置的解码矩阵，以及所述声场1阶分量和声场0阶分量W(k,i)计算得到各个所述扬声器的激励信号，包括：

获取预设的对应扬声器位置的解码矩阵M_B2F；

利用所述解码矩阵M_B2F，由 $\left[\begin{array}{c}{S}_1^{\′}(k,i)\\ .\\ .\\ .\\ S_v^{\′}(k,i)\end{array}\right]=M_{B2F}\left[\begin{array}{c}W(k,i)\\ \stackrel{\‾}{X}(k,i)\\ \stackrel{\‾}{Y}(k,i)\end{array}\right]$ 计算得到各个所述扬声器的激励信号第i帧第k个频率点的频谱S₁′(k,i)至S_v′(k,i)，所述M_B2F是解码矩阵，v表示所述扬声器的个数；

对所述S₁′(k,i)至S_v′(k,i)进行反傅立叶变换，得到各个所述扬声器的第i帧时域激励信号s₁(k,i)至s_v(k,i)；

叠接相加各个所述扬声器的第i帧时域激励信号与第i-1帧时域激励信号，得到各个所述扬声器的激励信号s₁(t)至s_v(t)。

本发明实施例第一方面提供的第九种实现方式，所述依据预设的对应扬声器位置的解码矩阵，以及所述声场1阶分量和声场0阶分量W(k,i)计算得到各个所述扬声器的激励信号，包括：

获取预设的对应扬声器位置的解码矩阵M_B2F；

当k>k_m时，采用所述解码矩阵，由计算得到各个所述扬声器的激励信号第i帧第k个频率点的频谱S₁′(k,i)至S_v′(k,i)；所述M_B2F是解码矩阵，所述k_m为第m个频率点的频率，v表示所述扬声器的个数；

当k≤k_m时，采用所述声场的0阶分量W(k,i)作为各个所述扬声器的激励信号第i帧第k个频率点的频谱S₁′(k,i)至S_v′(k,i)；

对所述各个所述扬声器的激励信号第i帧的频谱S₁′(k,i)至S_v′(k,i)进行反傅立叶变换，得到各个所述扬声器的第i帧时域激励信号s₁(k,i)至s_n(k,i)；

叠接相加各个所述扬声器的第i帧时域激励信号与第i-1帧时域激励信号，得到各个所述扬声器的激励信号s₁(t)至s_v(t)。

本发明实施例第二方面提供了一种电子设备，包括：

麦克风阵列，所述麦克风阵列包括n个全指向性麦克风，所述麦克风阵列按照3个全指向麦克风为一组构成的三角形麦克风阵列进行划分，n的取值为大于等于3的正整数；

处理器，用于选取一个或多个所述三角形麦克风阵列进行处理，获取所述三角形麦克风阵列正交的指向X轴和Y轴的声场1阶分量的和其中，当选取多个三角形麦克风阵列时，所述和为选取的多个所述三角形麦克风阵列正交的指向X轴和Y轴的声场1阶分量的平均值，当仅选取一个三角形麦克风阵列时，所述和为所述三角形麦克风阵列正交的指向X轴和Y轴的声场1阶分量；取n个全指向性麦克风的麦克风信号的第i帧第k个频率点的频谱S_n(k,i)的平均值作为声场0阶分量W(k,i)；依据预设的对应扬声器位置的解码矩阵，以及所述声场1阶分量和声场0阶分量W(k,i)计算得到各个所述扬声器的激励信号；

扬声器，用于利用所述激励信号重建环绕声场并进行回放。

本发明实施例第二方面提供的第一种实现方式，所述用于对所述三角形麦克风阵列进行处理的处理器，包括：

所述处理器，用于采集3路麦克风信号进行加窗截取N点信号进行快速傅立叶变换，获取分别表示3个所述全指向性麦克风的第i帧第k个频率点的频谱S₁(k,i)，S₂(k,i)和S₃(k,i)，i和N为任意正整数，k为小于等于N的正整数；对所述频谱S₁(k,i)，S₂(k,i)和S₃(k,i)进行幅度均衡处理，以一个全指向性麦克风为定点，获取所述全指向性麦克风与另外2个全指向性麦克风之间的连线与X轴的夹角C1，与Y轴的夹角为C2的麦克风均衡处理信号S_Xj(k,i)=H_Xj(k,i)S_j(k,i)和S_Yj(k,i)=H_Yj(k,i)S_j(k,i)；取所述麦克风均衡处理信号S_Xj(k,i)和S_Yj(k,i)分别进行差分处理和低频补偿，将对应获得的8字形差分波束C_X(k,i)和8字形差分波束C_Y(k,i)转换为正交的指向X轴的声场1阶分量X(k,i)和指向Y轴的声场1阶分量Y(k,i)；

其中，角标X指代X轴方向，角标Y指代Y轴方向，角标j指代所述3路麦克风信号对应的全指向性麦克风的标号，H_Xj表示与X轴的夹角为C1的所述全指向性麦克风的匹配滤波器，H_Yj表示与Y轴的夹角为C2的所述全指向性麦克风的匹配滤波器，C1和C2的取值为0～90度。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明实施例公开了一种基于麦克风阵列的声场处理方法，该方法基于包括n个全指向性麦克风的麦克风阵列，并按照3个全指向麦克风为一组构成的三角形麦克风阵列划分所述麦克风阵列；首先通过对三角形麦克风阵列的处理，获得每一个三角形麦克风阵列中指向X轴和Y轴的声场1阶分量，分别取其平均值，将获得的指向X轴和Y轴的声场1阶分量的平均值，作为整个麦克风阵列的X轴的声场1阶分量和Y轴的声场1阶分量，然后再利用n个全指向性麦克风的麦克风信号均值获得声场的0阶分量，在获取到WXY方向上的分量后，根据依据扬声器位置预设的解码矩阵获得扬声器激励信号，经由扬声器利用该激励信号重建环绕声场并进行回放。通过在小尺寸的电子设备设置全指向性麦克风并采用上述方式计算WXY方向上的分量，并根据依据对应扬声器位置预设的解码矩阵获得扬声器激励信号，从而实现环绕声通信，在实现多人语音通信功能的同时提高了通信体验效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例一公开的一种基于麦克风阵列的声场处理方法的流程图；

图2为本发明实施例一公开的全指向性麦克风在移动终端上的排布示意图；

图3为本发明实施例二公开的对三角形麦克风阵列进行处理的流程图；

图4a为本发明实施例三中公开的示例一中的全指向性麦克风在移动终端上的排布示意图；

图4b为本发明实施例三中公开的示例一中的方法流程图；

图4c为本发明实施例三中公开的示例一中的8字形差分波束示意图；

图5a为本发明实施例三中公开的示例二中的全指向性麦克风在移动终端上的排布示意图；

图5b为本发明实施例三中公开的示例二中的方法流程图；

图5c为本发明实施例三中公开的示例二中的8字形差分波束示意图；

图6a为本发明实施例三中公开的示例三中的全指向性麦克风在移动终端上的排布示意图；

图6b为本发明实施例三中公开的示例三中的方法流程图；

图6c为本发明实施例三中公开的示例三中的8字形差分波束示意图；

图7a为本发明实施例三中公开的示例四中的全指向性麦克风在移动终端上的排布示意图；

图7b为本发明实施例三中公开的示例四中的方法流程图；

图7c为本发明实施例三中公开的示例四中的8字形差分波束示意图；

图8为本发明实施例三中公开的示例六中4个全指向性麦克风构成的麦克风阵列图示；

图9为本发明实施例四公开的一种获取扬声器激励信号的流程图；

图10为本发明实施例四公开的另一种获取扬声器激励信号的流程图；

图11为本发明实施例五公开的一种电子设备的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清除、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

由背景技术可知，目前移动终端上大部分是简单的单通道语音通信，没有环绕声通信效果，且由于上述超指向性麦克风和球形麦克风阵列价格较高，体积较大，不方便在移动设备等电子设备上布放，导致现有的利用移动终端等电子设备作为会议终端时，在多人语音通信过程中呈现立体环绕声通信存在一定的问题。

因此，本发明实施例通过利用至少3个全指向性麦克风构成麦克风阵列，对不同的麦克风采用差分处理算法获得8字的差分波束，根据正交映射关系将差分波束转换为声场正交分量，再采用解码矩阵获得任意位置扬声器的激励信号重建环绕声场并进行回放，从而实现环绕声通信，在实现多人语音通信功能的同时提高了通信体验效果。具体过程通过以下本发明实施例进行说明。

实施例一

如图1所示，为本发明实施例一公开的一种基于麦克风阵列的声场处理方法，所述麦克风阵列包括n个全指向性麦克风，n的取值为大于等于3的正整数，该方法主要包括以下步骤：

步骤S101，按照3个全指向麦克风为一组构成的三角形麦克风阵列划分所述麦克风阵列；

在步骤S101中，将n个全指向性麦克风按照3个全指向麦克风为一组进行划分，使位于移动终端上的全指向性麦克风以3个为一组进行相应的处理。例如，如图2中示出的设置于移动终端四个侧边角上的4个全指向性麦克风mic1，mic2，mic3和mic4，按照3个为一组可划分为4组三角形麦克风阵列，其中，mic1，mic2和mic3为一组，mic1，mic2和mic4为一组，mic1，mic3和mic4为一组，mic2，mic3和mic4为一组。

步骤S102，选取一个或多个所述三角形麦克风阵列进行处理，获取所选取的三角形麦克风阵列正交的指向X轴和Y轴的声场1阶分量和

在步骤S102，按照执行步骤S101划分好的三角形麦克风阵列进行处理，需要说明的是，在执行步骤S101划分麦克风阵列后，可能划分出不止一个三角形麦克风阵列时，执行步骤S102，在处理的过程中，可以选择一个三角形麦克风阵列进行处理，也可以选择多个三角形麦克风阵列进行处理。若只有一个三角形麦克风阵列则就对这一个三角形麦克风阵列进行处理。

以一个三角形麦克风阵列为例，获取该三角形麦克风阵列正交的指向X轴和Y轴声场1阶分量的X(k,i)和Y(k,i)。其中，k指代第i帧第k个频率点，i为任意正整数，k为小于等于N的正整数，N为在进行三角形麦克风阵列处理时快速傅立叶变换所取的点数

当选取多个三角形麦克风阵列进行处理时，执行步骤S102获取到的所述和为选取所述三角形麦克风阵列正交的指向X轴和Y轴的声场1阶分量的平均值；当选取一个三角形麦克风阵列时，所述和为所述选取的三角形麦克风阵列正交的指向X轴和Y轴的声场1阶分量；

步骤S103，取n个全指向性麦克风的麦克风信号的第i帧第k个频率点的频谱S_n(k,i)的平均值作为声场0阶分量W(k,i)；

在步骤S103中，为了实现环绕声场的效果，利用多路（多个）全指向性麦克风信号的平均值计算获得声场0阶分量W。

步骤S104，依据预设的对应扬声器位置的解码矩阵，以及所述声场1阶分量和声场0阶分量W(k,i)计算得到各个所述扬声器的激励信号；

在步骤S104中，结合执行步骤S102和步骤S103获取到的所述声场1阶分量和声场0阶分量W，依据按照扬声器位置预设的解码矩阵计算移动终端上各个扬声器的激励信。

步骤S105，利用所述激励信号重建环绕声场并进行回放。

通过本发明实施例公开的上述方法，采用低成本，小尺寸的全指向性麦克风便于设置于移动终端。在移动终端上设置至少3个全指向性麦克风并利用其构成三角形麦克风阵列，利用对全指向性麦克风的处理，分别获取立体空间上的WXY方向上的声阶分量，并根据对应扬声器位置的预设的解码矩阵获得扬声器激励信号，依据该激励信号重建环绕声场实现环绕通信。通过在小尺寸的电子设备设置全指向性麦克风并采用上述方式计算WXY方向上的分量，并根据依据对应扬声器位置预设的解码矩阵获得扬声器激励信号，从而实现环绕声通信，在实现多人语音通信功能的同时提高了通信体验效果，进一步丰富了移动终端的音频体验。

实施例二

基于上述本发明实施例一公开的一种基于麦克风阵列的声场处理方法，如图1中示出的步骤S102，对选取的一个或多个所述三角形麦克风阵列中的一个所述三角形麦克风阵列进行处理的具体过程，如图3所示，主要包括以下步骤：

步骤S201，采集3路麦克风信号加窗截取N点信号进行快速傅立叶变换，获取分别表示3个所述全指向性麦克风的第i帧第k个频率点的频谱S₁(k,i)，S₂(k,i)和S₃(k,i)，i和N为任意正整数，k为小于等于N的正整数；

在执行步骤S201的过程中，以一个三角形麦克风阵列为一个处理小组。采集构成该三角形麦克风阵列的3个全指向性麦克风的3路麦克风信号进行加窗处理截取N点信号进行快速傅立叶变换。其中，该所进行的加窗处理所应用到的窗函数可以是汉宁窗函数，也可以是正弦窗函数或者凯泽窗函数。

如，获取3个所述全指向性麦克风各自对应的麦克风信号作为第一麦克风信号；

对3路麦克风信号采用N点长度的汉宁窗加窗处理，得到N点第二麦克风信号为：

s₁(l+1,L,l+N2,l+N2+1,L,l+N)，s₂(l+1,L,l+N2,l+N2+1,L,l+N)和s₃(l+1,L,l+N2,l+N2+1,L,l+N)。

基于上述获取到的N点第二麦克风信号进行快速傅立叶变换，得到3个全指向性麦克风的第i帧第k个频率点的频谱S₁(k,i)，S₂(k,i)和S₃(k,i)。

其中，S₁(k,i)，S₂(k,i)和S₃(k,i)实际上分别表示3个全指向性麦克风的3路麦克风信号的第i帧第k个频率点的幅度。

需要说明的是，若设置信号重叠率为50%，则获取的3路麦克风信号的下一帧的N点处理信号为：

s₁(l+N2+1,L,l+N,L,l+N+N2)，s₂(l+N2+1,L,l+N,L,l+N+N2)和s₃(l+N2+1,L,l+N,L,l+N+N2)。

针对本发明实施例中所采用的汉宁窗加窗处理方式，在此本发明并不进行限定，也可以是其他窗函数。

步骤S202，对所述频谱S₁(k,i)，S₂(k,i)和S₃(k,i)进行幅度均衡处理，以一个全指向性麦克风为定点，获取所述全指向性麦克风与另外2个全指向性麦克风之间的连线与X轴的夹角为C1，与Y轴的夹角为C2的麦克风均衡处理信号S_Xj(k,i)和S_Yj(k,i)；

在步骤S202中，为了保证麦克风信号的幅度一致性，采用幅度匹配滤波器进行幅度均衡处理。以构成三角形麦克风阵列中的一个全指向性麦克风作为定点，获取作为定点的全指向性麦克风与另外2个全指向性麦克风之间的连线与X轴的夹角为C1的麦克风均衡处理信号如公式（1）所示：

S_Xj(k,i)=H_Xj(k,i)S_j(k,i)     （1）

获取作为定点的全指向性麦克风与另外2个全指向性麦克风之间的连线与Y轴的夹角为C2的麦克风均衡处理信号如公式（2）所示：

S_Yj(k,i)=H_Yj(k,i)S_j(k,i)     （2）

公式（1）和公式（2）中，角标X指代X轴方向，角标Y指代Y轴方向，角标j指代所述3路麦克风信号对应的全指向性麦克风的标号，H_Xj表示与X轴的夹角为C1的所述全指向性麦克风的匹配滤波器，H_Yj表示与Y轴的夹角为C2的所述全指向性麦克风的匹配滤波器，C1和C2的取值为0～90度。

针对上述以一个全指向性麦克风作为定点进行计算时，该作为定点的全指向性麦克风需要分别计算出其在指向或偏向于X轴和Y轴上的麦克风均衡处理信号。也就是说，针对一个三角形麦克风阵列，总共可以计算出4个，2对分别指向或偏向于X轴和Y轴的麦克风均衡处理信号。

步骤S203，取所述麦克风均衡处理信号S_Xj(k,i)和S_Yj(k,i)分别进行差分处理和低频补偿，将对应获得的8字形差分波束C_X(k,i)和8字形差分波束C_Y(k,i)转换为正交的指向X轴的声场1阶分量X(k,i)和指向Y轴的声场1阶分量Y(k,i)。

在步骤S203中，利用上述执行步骤S202获取到的麦克风均衡处理信号S_Xj(k,i)和S_Yj(k,i)进行差分处理和低频补偿后，可以对应获得指向或偏向于X轴的8字形差分波束C_X(k,i)，可以对应获得指向或偏向于Y轴的8字形差分波束C_Y(k,i)，将其进行相应的正交转换后，可以得到对应的指向X轴的声场1阶分量X(k,i)和指向Y轴的声场1阶分量Y(k,i)。

针对附图1中示出的步骤S102中获取所选取的一个或多个所述三角形麦克风阵列正交的指向X轴和Y轴的声场1阶分量和

当设置于移动终端上的麦克风阵列仅包括3个全指向性麦克风，也就是说仅构成了一个三角形麦克风阵列。此时只能选取一个三角形麦克风阵列进行处理，执行上述附图3公开的步骤S201至步骤S203，获得指向X轴的声场1阶分量X(k,i)和指向Y轴的声场1阶分量Y(k,i)，将其作为步骤S102中所述的所述三角形麦克风阵列正交的指向X轴和Y轴的声场1阶分量和

当存在多个三角形麦克风阵列，此时可以选择一个三角形麦克风阵列进行处理，也可以选择多个三角形麦克风阵列进行处理，当选择一个三角形麦克风阵列进行处理时采用图3中示出的方式进行处理即可。

当选择多个三角形麦克风阵列进行处理时，对每一个三角形麦克风阵列都执行如图3所示的步骤S201至步骤S203，获取多个三角形麦克风阵列指向X轴的声场1阶分量X(k,i)和指向Y轴的声场1阶分量Y(k,i)，然后针对附图1中示出的步骤S102中获取所选取的所述三角形麦克风阵列正交的指向X轴和Y轴的声场1阶分量和具体包括：

对获取的所述多个三角形麦克风阵列中指向X轴的声场1阶分量X(k,i)进行幅度平均和相位平均，获取指向X轴的声场1阶分量的平均值

对获取的所述多个三角形麦克风阵列中指向Y轴的声场1阶分量Y(k,i)进行幅度平均和相位平均，获取指向Y轴的声场1阶分量的平均值

以上，本发明实施例通过在移动终端上布放至少3个低成本的全指向性麦克风构成麦克风阵列，并采用3个全指向性麦克风为一组构成的三角形麦克风阵列为一处理单元，对全指向性麦克风之间进行差分处理，获得三角形麦克风阵列中全指向性麦克风对所在方向的8字形差分波束，并将2个8字形差分波束输出结果通过映射转换为2个（X轴方向和Y轴方向）正交的声场1阶分量，然后再利用多个全指向性麦克风均值获得声场0阶分量。结合本发明实施例一中的后续根据扬声器位置设计解码矩阵获得扬声器激励信号的处理，能够实现重建环绕声场的目的。

实施例三

基于上述本发明实施例一和本发明实施例二中公开的内容，以下以3个全指向麦克风为一组构成的不同的三角形麦克风阵列，对上述附图1中示出的步骤S102，对所述三角形麦克风阵列进行处理，以及具体到附图3中示出的步骤S202，对所述频谱S₁(k,i)，S₂(k,i)和S₃(k,i)进行幅度均衡处理，以一个全指向性麦克风为定点，获取所述全指向性麦克风与另外2个全指向性麦克风之间的连线与X轴的夹角为C1，与Y轴的夹角为C2的麦克风均衡处理信号S_Xj(k,i)和S_Yj(k,i)，以及步骤S203中的，取所述麦克风均衡处理信号S_Xj(k,i)和S_Yj(k,i)分别进行差分处理和低频补偿，将对应获得的8字形差分波束C_X(k,i)和8字形差分波束C_Y(k,i)转换为正交的指向X轴的声场1阶分量X(k,i)和指向Y轴的声场1阶分量Y(k,i)的过程进行举例说明。

示例一

如图4a所示，3个全指向性麦克风构成的三角形麦克风阵列为直角三角形，其中，全指向性麦克风mic1和mic2位于Y轴，全指向性麦克风mic2和mic3位于X轴。对所述三角形麦克风阵列进行处理的过程如图4b所示，包括以下步骤：

步骤S301，分别获取所述mic1，mic2和mic3经幅度均衡处理后的位于Y轴的麦克风均衡信号S_Y1(k,i)和S_Y2(k,i)，及位于X轴的麦克风均衡信号S_X2(k,i)和S_X3(k,i)；

在步骤S301中获取到的位于Y轴的麦克风均衡信号S_Y1(k,i)和S_Y2(k,i)，及位于X轴的麦克风均衡信号S_X2(k,i)和S_X3(k,i)，其通过执行图3中的步骤S202得到。基于图4a示出的全指向性麦克风mic1和mic2位于Y轴，全指向性麦克风mic2和mic3位于X轴，以mic2为定点，通过公式（1）和公式（2）可以得到位于X轴的麦克风均衡信号S_X2(k,i)和S_X3(k,i)，及位于Y轴的麦克风均衡信号S_Y1(k,i)和S_Y2(k,i)；

其中，S_X2(k,i)=H_X2(k,i)S₂(k,i)；S_X3(k,i)=H_X3(k,i)S₃(k,i)；

S_Y1(k,i)=H_Y1(k,i)S₁(k,i)；S_Y2(k,i)=H_Y2(k,i)S₂(k,i)；

H_Y1是mic1的匹配滤波器，H_X2和H_Y2是mic2的匹配滤波器，H_X3是mic3的匹配滤波器。

步骤S302，利用所述S_Y1(k,i)和所述S_Y2(k,i)，所述S_X2(k,i)和所述S_X3(k,i)分别进行差分处理，获得位于X轴的差分信号(S_X2(k,i)-S_X3(k,i))和位于Y轴的差分信号(S_Y2(k,i)-S_Y1(k,i))；

步骤S303，采用低频补偿滤波器对位于X轴的(S_X2(k,i)-S_X3(k,i))进行低频补偿，得到8字形差分波束C_X(k,i)；

在步骤S303中，得到的8字形差分波束C_X(k,i)具体如公式（3）所示：

$C_X(k,i)=(S_{X2}(k,i)-S_{X3}(k,i))H_{d_{23}}\left(i\right)---\left(3\right)$

由于mic2和mic3位于X轴，因此上述公式（3）获取到的8字形差分波束C_X(k,i)如图4c中所示位于X轴。

步骤S304，将所述8字形差分波束C_X(k,i)直接作为指向X轴的声场1阶分量X(k,i)；

由上述执行步骤S303可知，获取到的8字形差分波束C_X(k,i)位于X轴，因此，在步骤S304中可以将该8字形差分波束C_X(k,i)直接作为指向X轴的声场1阶分量X(k,i)，具体如公式（4）所示：

$X(k,i)=(S_{X2}(k,i)-S_{X3}(k,i))H_{d_{23}}(k,i)---\left(4\right)$

步骤S305，采用低频补偿滤波器对位于Y轴方向上的(S_Y2(k,i)-S_Y1(k,i))进行低频补偿，得到8字形差分波束C_Y(k,i)；

在步骤S305中，得到的8字形差分波束C_Y(k,i)具体如公式（5）所示：

$C_Y(k,i)=(S_{Y2}(k,i)-S_{Y1}(k,i))H_{d_{12}}\left(i\right)---\left(5\right)$

由于mic1和mic2位于Y轴，因此上述公式（5）获取到的8字形差分波束C_Y(k,i)如图4c中所示位于Y轴。在图4c中，8字形差分波束C_X(k,i)和8字形差分波束C_Y(k,i)为垂直关系。

步骤S306，将所述8字形差分波束C_Y(k,i)直接作为指向Y轴的声场1阶分量Y(k,i)。

由上述执行步骤S305可知，获取到的8字形差分波束C_Y(k,i)位于Y轴，因此，在步骤S306中可以将该8字形差分波束C_Y(k,i)直接作为指向Y轴的声场1阶分量Y(k,i)，具体如公式（6）所示：

$Y(k,i)=(S_{Y2}(k,i)-S_{Y1}(k,i))H_{d_{12}}(k,i)---\left(6\right)$

通过执行上述步骤S301至步骤S306，可获得当3个全指向性麦克风构成的三角形麦克风阵列为直角三角形时，指向X轴的声场1阶分量X(k,i)和指向Y轴的声场1阶分量Y(k,i)。

针对该直角三角形麦克风阵列，同时计算3路麦克风信号的第i帧第k个频率点的频谱S₁(k,i)，S₂(k,i)和S₃(k,i)的平均值作为声场0阶分量W(k,i)，具体如公式（7）所示：

$W(k,i)=\frac{S_1(k,i)+S_2(k,i)+S_3(k,i)}{3}---\left(7\right)$

针对设置于移动终端上的麦克风阵列，当按照3个全指向麦克风为一组划分麦克风阵列时，划分获得的直角三角形麦克风阵列可通过上述本发明示例一公开的内容获得指向X轴的声场1阶分量X(k,i)，指向Y轴的声场1阶分量Y(k,i)和作为声场0阶分量W(k,i)。

由于设置于移动终端上的全指向性麦克风未必全部都在X轴和Y轴上，因此，其构成的三角形麦克风阵列两两连线也未必正好在X轴和Y轴上。通过以下示例二至示例四进行说明。

示例二

如图5a所示，3个全指向性麦克风构成的三角形麦克风阵列为非直角三角形，其中，全指向性麦克风mic1和mic2位于Y轴方向，mic3位于任意位置，对所述三角形麦克风阵列进行处理的过程如图5b所示，包括以下步骤：

步骤S401，分别获取所述mic1，mic2和mic3经幅度均衡处理后的位于Y轴的麦克风均衡信号S_Y1(k,i)和S_Y2(k,i)，及偏向于X轴的麦克风均衡信号S_X2(k,i)和S_X3(k,i)；

在步骤S401中，获取到的位于Y轴的麦克风均衡信号S_Y1(k,i)和S_Y2(k,i)，及偏向于X轴的麦克风均衡信号S_X2(k,i)和S_X3(k,i)，其通过执行图3中的步骤S202得到。基于图5a示出的全指向性麦克风mic1和mic2位于Y轴，mic3位于任意位置，同样以mic2为定点，通过公式（1）和公式（2）可以得到：

S_X2(k,i)=H_X2(k,i)S₂(k,i)；S_X3(k,i)=H_X3(k,i)S₃(k,i)；

S_Y1(k,i)=H_Y1(k,i)S₁(k,i)；S_Y2(k,i)=H_Y2(k,i)S₂(k,i)；

其中，H_Y1是mic1的匹配滤波器，H_X2和H_Y2是mic2的匹配滤波器，H_X3是mic3的匹配滤波器。

步骤S402，利用所述S_Y1(k,i)和所述S_Y2(k,i)，所述S_X2(k,i)和所述S_X3(k,i)分别进行差分处理，获得偏向于X轴的差分波束(S_X2(k,i)-S_X3(k,i))和位于Y轴的差分波束(S_Y2(k,i)-S_Y1(k,i))；

步骤S403,采用低频补偿滤波器对位于Y轴的差分信号(S_Y2(k,i)-S_Y1(k,i))进行低频补偿，得到8字形差分波束C_Y(k,i)；

在步骤S403中，得到的8字形差分波束C_Y(k,i)具体如公式（8）所示：

$C_Y(k,i)=(S_{Y2}(k,i)-S_{Y1}(k,i))H_{d_{12}}\left(i\right)---\left(8\right)$

由于mic1和mic2位于Y轴，因此上述公式（8）获取到的8字形差分波束C_Y(k,i)如图5c中所示位于Y轴。

步骤S404，将所述8字形差分波束C_Y(k,i)直接作为指向Y轴的声场1阶分量Y(k,i)；

由上述执行步骤S403可知，获取到的8字形差分波束C_Y(k,i)位于Y轴，因此，在步骤S404中可以将该8字形差分波束C_Y(k,i)直接作为指向Y轴的声场1阶分量Y(k,i)，具体如公式（9）所示：

$Y(k,i)=(S_{Y2}(k,i)-S_{Y1}(k,i))H_{d_{12}}(k,i)---\left(9\right)$

步骤S405,采用低频补偿滤波器对偏向于X轴的差分信号(S_X2(k,i)-S_X3(k,i))进行低频补偿，得到8字形差分波束C_X(k,i)；

在步骤S405中，得到的8字形差分波束C_X(k,i)具体如公式（10）所示：

$C_X(k,i)=(S_{X2}(k,i)-S_{X3}(k,i))H_{d_{23}}\left(i\right)---\left(10\right)$

由于mic3位于任意位置，因此，mic2和mic3之间的连线不是位于X轴上，而是偏向于X轴的。因此，还需要对获得的8字形差分波束C_X(k,i)进行处理。

步骤S406，利用所述mic1与mic2，mic3的位置关系，获取所述mic2与mic3的连线与X轴的夹角β，β属于C1；

如图4a中示出的mic1与mic2，mic3的位置关系可知，在步骤S406中获取到的mic2与mic3的连线与X轴的夹角β小于90度。

步骤S407，依据所述夹角β与所述8字形差分波束C_Y(k,i)，对所述8字形差分波束C_X(k,i)进行补偿调整，得到映射转换后，指向X轴的声场1阶分量X(k,i)。

在步骤S407中，通过执行步骤S406获取到的夹角β，基于公式（11）对所述8字形差分波束C_X(k,i)进行补偿调整，得到映射转换后，指向X轴的声场1阶分量X(k,i)。

$X(k,i)=\frac{C_X(k,i)-C_Y(k,i)\cos \mathrm{\β}}{\sin \mathrm{\β}}---\left(11\right)$

通过执行上述步骤S401至步骤S407，可获得当3个全指向性麦克风构成的三角形麦克风阵列为锐角三角形时，指向X轴的声场1阶分量X(k,i)和指向Y轴的声场1阶分量Y(k,i)。

针对本发明示例二示出的非直角三角形，同时计算3路麦克风信号的第i帧第k个频率点的频谱S₁(k,i)，S₂(k,i)和S₃(k,i)的平均值作为声场0阶分量W(k,i)，具体如上述公式（7）所示。

针对设置于移动终端上的麦克风阵列，当按照3个全指向麦克风划分获得本发明示例二示出的非直角三角形麦克风阵列时，可通过上述本发明示例二公开的内容获得指向X轴的声场1阶分量X(k,i)，指向Y轴的声场1阶分量Y(k,i)和作为声场0阶分量W(k,i)。

示例三

如图6a所示，3个全指向性麦克风构成的三角形麦克风阵列为非直角三角形，其中，全指向性麦克风mic2和mic3位于X轴方向，mic1位于任意位置，对所述三角形麦克风阵列进行处理的过程如图5b所示，包括以下步骤：

步骤S501，分别获取所述mic1，mic2和mic3经幅度均衡处理后的偏向于Y轴的麦克风均衡信号S_Y1(k,i)和S_Y2(k,i)，位于X轴的麦克风均衡信号S_X2(k,i)和S_X3(k,i)；

在步骤S501中，获取到的偏向于Y轴的麦克风均衡信号S_Y1(k,i)和S_Y2(k,i)，及位于X轴的麦克风均衡信号S_X2(k,i)和S_X3(k,i)，其通过执行图3中的步骤S202得到。基于图6a示出的全指向性麦克风mic2和mic3位于X轴，mic1位于任意位置，同样以mic2为定点，通过公式（1）和公式（2）可以得到：

S_X2(k,i)=H_X2(k,i)S₂(k,i)；S_X3(k,i)=H_X3(k,i)S₃(k,i)；

S_Y1(k,i)=H_Y1(k,i)S₁(k,i)；S_Y2(k,i)=H_Y2(k,i)S₂(k,i)；

其中，H_Y1是mic1的匹配滤波器，H_X2和H_Y2是mic2的匹配滤波器，H_X3是mic3的匹配滤波器。

步骤S502，利用所述S_Y1(k,i)和所述S_Y2(k,i)，所述S_X2(k,i)和所述S_X3(k,i)分别进行差分处理，获得位于X轴的差分波束(S_X2(k,i)-S_X3(k,i))和偏向于Y轴的差分波束(S_Y2(k,i)-S_Y1(k,i))；

步骤S503，采用低频补偿滤波器对位于X轴方向上的差分信号(S_X2(k,i)-S_X3(k,i))进行低频补偿，得到8字形差分波束C_X(k,i)；

在步骤S503中，得到的8字形差分波束C_X(k,i)具体如公式（12）所示：

$C_X(k,i)=(S_{X2}(k,i)-S_{X3}(k,i))H_{d_{23}}\left(i\right)---\left(12\right)$

由于mic2和mic3位于X轴，因此上述公式（12）获取到的8字形差分波束C_X(k,i)如图6c中所示位于X轴。

步骤S504，将所述8字形差分波束C_X(k,i)直接作为指向X轴的声场1阶分量X(k,i)；

由上述执行步骤S503可知，获取到的8字形差分波束C_X(k,i)位于X轴，因此，在步骤S504中可以将该8字形差分波束C_X(k,i)直接作为指向X轴的声场1阶分量X(k,i)，具体如公式（13）所示：

$X(k,i)=(S_{X2}(k,i)-S_{X3}(k,i))H_{d_{23}}\left(i\right)---\left(13\right)$

步骤S505，采用低频补偿滤波器对偏向于Y轴方向上的差分信号(S_Y2(k,i)-S_Y1(k,i))进行低频补偿，得到8字形差分波束C_Y(k,i)；

在步骤S505中，得到的8字形差分波束C_Y(k,i)具体如公式（14）所示：

$C_Y(k,i)=(S_{Y2}(k,i)-S_{Y1}(k,i))H_{d_{12}}\left(i\right)---\left(14\right)$

由于mic1位于任意位置，因此，mic2和mic1之间的连线不是位于Y轴上，而是偏向于Y轴的。因此，还需要对获得的8字形差分波束C_Y(k,i)进行处理。

步骤S506，利用所述mic1与mic2，mic3的位置关系，获取所述mic1与mic2的连线与Y轴的夹角α，α属于C1；

如图6a中示出的mic1与mic2，mic3的位置关系可知，在步骤S506中获取到的mic2与mic1的连线与Y轴的夹角α小于90度。

步骤S507，依据所述夹角α与所述8字形差分波束C_Y(k,i)，对8字形差分波束C_Y(k,i)进行补偿调整，得到映射转换后，指向Y轴的声场1阶分量Y(k,i)。

在步骤S507中，通过执行步骤S506获取到的夹角α，基于公式（15）对所述8字形差分波束C_Y(k,i)进行补偿调整，得到映射转换后，指向Y轴的声场1阶分量Y(k,i)。

$Y(k,i)=\frac{C_Y(k,i)-C_X(k,i)\cos \mathrm{\α}}{\sin \mathrm{\α}}---\left(15\right)$

通过执行上述步骤S501至步骤S507，可获得当3个全指向性麦克风构成的三角形麦克风阵列为锐角三角形时，指向X轴的声场1阶分量X(k,i)和指向Y轴的声场1阶分量Y(k,i)。

针对本发明示例三示出的锐角三角形，同时计算3路麦克风信号的第i帧第k个频率点的频谱S₁(k,i)，S₂(k,i)和S₃(k,i)的平均值作为声场0阶分量W(k,i)，具体如上述公式（7）所示。

针对设置于移动终端上的麦克风阵列，当按照3个全指向麦克风划分获得本发明示例三示出的锐角三角形麦克风阵列时，可通过上述本发明示例三公开的内容获得指向X轴的声场1阶分量X(k,i)，指向Y轴的声场1阶分量Y(k,i)和作为声场0阶分量W(k,i)。

示例四

如图7a所示，3个全指向性麦克风构成的三角形麦克风阵列为锐角三角形，其中，全指向性麦克风mic1，mic2和mic3位于任意位置，对所述三角形麦克风阵列进行处理的过程如图7b所示，包括以下步骤：

步骤S601，分别获取所述mic1，mic2和mic3经幅度均衡处理后的偏向于Y轴的麦克风均衡信号S_Y1(k,i)和S_Y2(k,i)，偏向于X轴的麦克风均衡信号S_X2(k,i)和S_X3(k,i)；

在步骤S601中，获取到的偏向于Y轴的麦克风均衡信号S_Y1(k,i)和S_Y2(k,i)，及偏向于X轴的麦克风均衡信号S_X2(k,i)和S_X3(k,i)，其通过执行图3中的步骤S202得到。基于图6a示出的全指向性麦克风mic1，mic2和mic3位于任意位置，同样以mic2为定点，通过公式（1）和公式（2）可以得到：

S_X2(k,i)=H_X2(k,i)S₂(k,i)；S_X3(k,i)=H_X3(k,i)S₃(k,i)；

S_Y1(k,i)=H_Y1(k,i)S₁(k,i)；S_Y2(k,i)=H_Y2(k,i)S₂(k,i)；

其中，H_Y1是mic1的匹配滤波器，H_X2和H_Y2是mic2的匹配滤波器，H_X3是mic3的匹配滤波器。

步骤S602，取所述S_Y1(k,i)和所述S_Y2(k,i)，所述S_X2(k,i)和所述S_X3(k,i)分别进行差分处理，获得偏向于X轴方向上的差分信号(S_X2(k,i)-S_X3(k,i))和偏向于Y轴方向上的差分信号(S_Y2(k,i)-S_Y1(k,i))；

步骤S603，采用低频补偿滤波器对偏向于X轴方向上的差分信号(S_X2(k,i)-S_X3(k,i))进行低频补偿，得到8字形差分波束C_X(k,i)；

在步骤S603中，得到的8字形差分波束C_X(k,i)具体如公式（16）所示：

$C_X(k,i)=(S_{X2}(k,i)-S_{X3}(k,i))H_{d_{23}}\left(i\right)---\left(16\right)$

由于mic2和mic3偏向于X轴，经由上述公式（16）获取到的8字形差分波束C_X(k,i)如图6c中所示偏向于X轴。因此，还需要对获得的8字形差分波束C_Y(k,i)进行处理。

步骤S604，利用所述mic1与mic2，mic3的位置关系，获取所述mic2与mic3的连线与X轴的夹角α₁，α₁属于C1；

如图7a中示出的mic1与mic2，mic3的位置关系可知，在步骤S604中获取到的mic2与mic3的连线与X轴的夹角α₁小于90度。

步骤S605，采用低频补偿滤波器对偏向于Y轴方向上的差分信号(S_Y2(k,i)-S_Y1(k,i))进行低频补偿，得到8字形差分波束C_Y(k,i)；

在步骤S505中，得到的8字形差分波束C_Y(k,i)具体如公式（17）所示：

$C_Y(k,i)=(S_{Y2}(k,i)-S_{Y1}(k,i))H_{d_{12}}\left(i\right)---\left(17\right)$

由于mic2和mic1偏向于X轴，经由上述公式（17）获取到的8字形差分波束C_Y(k,i)如图7c中所示偏向于X轴。因此，还需要对获得的8字形差分波束C_Y(k,i)进行处理。

步骤S606，利用所述mic1与mic2，mic3的位置关系，获取所述mic1与mic2的连线与X轴的夹角α₂，所述α₂属于C1；

如图7a中示出的mic1与mic2，mic3的位置关系可知，在步骤S606中获取到的mic2与mic1的连线与X轴的夹角α₂小于90度。

步骤S607，依据所述相对于X轴的夹角α₁，所述相对于X轴的夹角α₂，所述8字形差分波束C_X(k,i)和所述8字形差分波束C_Y(k,i)进行映射转换，获得指向X轴的声场1阶分量X(k,i)和指向Y轴的声场1阶分量Y(k,i)。

如图7c可知，8字形差分波束C_X(k,i)和8字形差分波束C_Y(k,i)之间也存在一定的夹角，结合各自相对于X轴的夹角α₁和相对于X轴的夹角α₂，基于公式（18）对8字形差分波束C_X(k,i)进行补偿调整得到映射转换后，指向X轴的声场1阶分量X(k,i)；基于公式（19）对8字形差分波束C_Y(k,i)进行补偿调整得到映射转换后，得到映射转换后，指向Y轴的声场1阶分量Y(k,i)。

$X(k,i)=\frac{C_X(k,i)\sin {\mathrm{\α}}_2-C_Y(k,i)\sin {\mathrm{\α}}_1}{\sin ({\mathrm{\α}}_2-{\mathrm{\α}}_1)}---\left(18\right)$

$Y(k,i)=\frac{C_X(k,i)\cos {\mathrm{\α}}_2-C_Y(k,i)\cos {\mathrm{\α}}_1}{\sin ({\mathrm{\α}}_1-{\mathrm{\α}}_2)}---\left(19\right)$

针对本发明示例四示出的锐角三角形，同时计算3路麦克风信号的第i帧第k个频率点的频谱S₁(k,i)，S₂(k,i)和S₃(k,i)的平均值作为声场0阶分量W(k,i)，具体如上述公式（7）所示。

针对设置于移动终端上的麦克风阵列，当按照3个全指向麦克风划分获得本发明示例四示出的锐角三角形麦克风阵列时，可通过上述本发明示例四公开的内容获得指向X轴的声场1阶分量X(k,i)，指向Y轴的声场1阶分量Y(k,i)和作为声场0阶分量W(k,i)。

需要说明的是，上述示例一至示例四中各个声场分量（1阶分量和0阶分量）可近似看着声场中同一个点的声场分量，即同一个点上的WXY分量。

示例五

针对上述示例一至示例四公开的技术方案，在移动终端的四个角上共设置4个全指向性麦克风，构成一个长方形或正方形。如图8所示（示出的为长方形），4个全指向性麦克风（mic1、mic2、mic3和mic4）中取其中3个全指向性麦克风分别构成4个不同的三角形，按照上述示例一至示例四中给出的各种三角形麦克风阵列的计算方式，获取4个三角形麦克风阵列的指向X轴的声场1阶分量X(k,i)和指向Y轴的声场1阶分量Y(k,i)。4个声场1阶分量X(k,i)是关于四边形中心对称的，因此，对声场1阶分量X(k,i)进行幅度平均和相位平均得到中心点处的声场1阶分量的平均值同理可获得Y轴的声场1阶分量的平均值同时计算4路麦克风信号的第i帧第k个频率点的频谱的平均值作为声场0阶分量W(k,i)。基于上述计算，可将正交的指向X轴和Y轴的声场1阶分量的平均值和以及声场0阶分量W(k,i)作为长方形的中心位置的声场分量。

基于上述本发明实施例三中公开的各个示例可知，本发明实施例通过在移动终端上布放至少3个低成本的全指向性麦克风构成麦克风阵列，并采用3个全指向性麦克风为一组构成的三角形麦克风阵列为一处理单元，对全指向性麦克风之间进行差分处理，获得三角形麦克风阵列中全指向性麦克风对所在方向的8字形差分波束，并将2个8字形差分波束输出结果通过映射转换为2个（X轴方向和Y轴方向）正交的声场1阶分量，然后再利用多个全指向性麦克风均值获得声场0阶分量。结合本发明实施例一中的后续根据扬声器位置设计解码矩阵获得扬声器激励信号的处理，能够实现重建环绕声场的目的。

实施例四

基于上述本发明实施例一至本发明实施例三中公开的内容，如图1中示出的步骤S104，所述依据预设的对应扬声器位置的解码矩阵，以及所述声场1阶分量和声场0阶分量W(k,i)计算得到各个所述扬声器的激励信号，其执行过程如图9所示，主要包括：

步骤S1040，获取预设的对应扬声器位置的解码矩阵M_B2F；

在步骤S1040中，获取到的预设的解码矩阵M_B2F如公式（20）所示；

$M_{B2F}=\begin{array}{c}\left[\begin{array}{ccc}{m}_{1W}& m_{1X}& m_{1Y}\\ .& .& .\\ m_{\mathrm{vW}}& m_{\mathrm{vX}}& m_{\mathrm{vY}}\end{array}\right]---\left(20\right)\end{array}$

步骤S1041，利用所述解码矩阵M_B2F，由 $\left[\begin{array}{c}{S}_1^{\′}(k,i)\\ .\\ .\\ .\\ S_v^{\′}(k,i)\end{array}\right]=M_{B2F}\left[\begin{array}{c}W(k,i)\\ \stackrel{\‾}{X}(k,i)\\ \stackrel{\‾}{Y}(k,i)\end{array}\right]$ 计算得到各个所述扬声器的激励信号第i帧第k个频率点的频谱S₁′(k,i)至S_v′(k,i)，所述M_B2F是解码矩阵，v表示所述扬声器的个数；

在执行步骤S1040和步骤S1041的过程中依据预设的根据扬声器位置设置的相应的解码矩阵M_B2F，计算得到各个扬声器的激励信号第i帧第k个频率点的频谱S₁′(k,i)至S_v′(k,i)。

步骤S1042，对所述S₁′(k,i)至S_v′(k,i)进行反傅立叶变换，得到各个所述扬声器的第i帧时域激励信号s₁(k,i)至s_v(k,i)；

步骤S1043，叠接相加各个所述扬声器的第i帧时域激励信号与第i-1帧时域激励信号，得到各个所述扬声器的激励信号s₁(t)至s_v(t)。

在步骤S1043中，采用时域信号叠接相加得到扬声器的激励信号s₁(t)至s_v(t)；该叠接相加为语音信号处理过程中常用到的方法。

基于上述本发明实施例一至本发明实施例三中示出的，两路麦克风信号的差分处理造成频响随着频率的减小而降低，因此采用了补偿滤波器增大低频响应，但在实际应用中由于全指向性麦克风存在本底噪声，为避免重建声场出现不必要的噪音，针对不同频段进行平面声场解码计算。

因此，图1中示出的步骤S104，所述依据预设的对应扬声器位置的解码矩阵，以及所述声场1阶分量和声场0阶分量W(k,i)计算得到各个所述扬声器的激励信号，如图10所示，其具体执行过程还可以包括如下步骤：

步骤S1044，获取预设的对应扬声器位置的解码矩阵M_B2F；

步骤S1045，判断k与k_m的关系，若k>k_m则执行步骤S1046，若k≤k_m则执行步骤S1047；

步骤S1046，当k>k_m时，采用所述解码矩阵，由 $\left[\begin{array}{c}{S}_1^{\′}(k,i)\\ .\\ .\\ .\\ S_v^{\′}(k,i)\end{array}\right]=M_{B2F}\left[\begin{array}{c}W(k,i)\\ \stackrel{\‾}{X}(k,i)\\ \stackrel{\‾}{Y}(k,i)\end{array}\right]$ 计算得到各个所述扬声器的激励信号第i帧第k个频率点的频谱S₁′(k,i)至S_v′(k,i)；所述M_B2F是解码矩阵，所述k_m为第m个频率点的频率，v表示所述扬声器的个数；

步骤S1047，当k≤k_m时，采用所述声场的0阶分量W(k,i)作为各个所述扬声器的激励信号第i帧第k个频率点的频谱S₁′(k,i)至S_v′(k,i)；

采用步骤S1046和步骤S1047的计算过程，对于小于k_m的频率点，直接采用0阶声场分量作为信号低频信号，而大于k_m的频率点，采用解码矩阵M_B2F计算得到。

步骤S1048，对所述各个所述扬声器的激励信号第i帧的频谱S₁′(k,i)至S_v′(k,i)进行反傅立叶变换，得到各个所述扬声器的第i帧时域激励信号s₁(k,i)至s_n(k,i)；

步骤S1049，叠接相加各个所述扬声器的第i帧时域激励信号与第i-1帧时域激励信号，得到各个所述扬声器的激励信号s₁(t)至s_v(t)。

结合上述本发明实施例一至本发明实施例三所公开的一种基于麦克风阵列的声场处理方法，通过本发明实施例公开的根据对应扬声器位置的预设的解码矩阵获得扬声器激励信号，依据该激励信号重建环绕声场实现环绕通信，且通过采用低成本，小尺寸的全指向性麦克风便于设置于移动终端，实现环绕通信和声场录制，进一步丰富了移动终端的音频体验。

实施例五

上述本发明实施例一至本发明实施例四中公开的一种基于麦克风阵列的声场处理方法可以采用多种装置，系统或电子设备实现。因此，本发明实施例五还公开了一种电子设备A，具体结构如图11所示，主要包括：

麦克风阵列1，所述麦克风阵列包括n个全指向性麦克风，所述麦克风阵列按照3个全指向麦克风为一组构成的三角形麦克风阵列进行划分，n的取值为大于等于3的正整数；

处理器2，用于选取一个或多个所述三角形麦克风阵列进行处理，获取所述三角形麦克风阵列正交的指向X轴和Y轴的声场1阶分量的和其中，当选取多个三角形麦克风阵列时，所述和为选取的多个所述三角形麦克风阵列正交的指向X轴和Y轴的声场1阶分量的平均值，当仅有一个三角形麦克风阵列时，所述和为所述三角形麦克风阵列正交的指向X轴和Y轴的声场1阶分量；取n个全指向性麦克风的麦克风信号的第i帧第k个频率点的频谱S_n(k,i)的平均值作为声场0阶分量W(k,i)；依据预设的对应扬声器3位置的解码矩阵，以及所述声场1阶分量和声场0阶分量W(k,i)计算得到各个所述扬声器3的激励信号；

扬声器3，用于利用所述激励信号重建环绕声场并进行回放。

其中，所述处理器2，用于采集3路麦克风信号进行加窗截取N点信号进行快速傅立叶变换，获取分别表示3个所述全指向性麦克风的第i帧第k个频率点的频谱S₁(k,i)，S₂(k,i)和S₃(k,i)，i和N为任意正整数，k为小于等于N的正整数；对所述频谱S₁(k,i)，S₂(k,i)和S₃(k,i)进行幅度均衡处理，以一个全指向性麦克风为定点，获取所述全指向性麦克风与另外2个全指向性麦克风之间的连线与X轴的夹角C1，与Y轴的夹角为C2的麦克风均衡处理信号S_Xj(k,i)=H_Xj(k,i)S_j(k,i)和S_Yj(k,i)=H_Yj(k,i)S_j(k,i)；取所述麦克风均衡处理信号S_Xj(k,i)和S_Yj(k,i)分别进行差分处理和低频补偿，将对应获得的8字形差分波束C_X(k,i)和8字形差分波束C_Y(k,i)转换为正交的指向X轴的声场1阶分量X(k,i)和指向Y轴的声场1阶分量Y(k,i)；

其中，角标X指代X轴方向，角标Y指代Y轴方向，角标j指代所述3路麦克风信号对应的全指向性麦克风的标号，H_Xj表示与X轴的夹角为C1的所述全指向性麦克风的匹配滤波器，H_Yj表示与Y轴的夹角为C2的所述全指向性麦克风的匹配滤波器，C1和C2的取值为0～90度。

上述图11示出的麦克风阵列1，处理器2和扬声器3之间的关系，虚线部分指代麦克风阵列1设置的范围在电子设备A上，扬声器3的数量也是指代可以为多个数量，但其数量并不进行限定。处理器2与麦克风阵列1，扬声器3直接连接关系是指麦克风阵列1和扬声器3进行的处理需通过处理器2进行处理。

的具体过程可以参见本发明实施例一至本发明实施例四中的相关说明，可进行引用说明，这里不再进行赘述。

需要说明的是，上述本发明实施例五公开的电子设备可以为手机，也可以为PAD，也可以是其他具有通信功能的小型终端或移动终端。

综上所述，通过本发明实施例公开的上述方法，采用低成本，小尺寸的全指向性麦克风便于设置于移动终端。在移动终端上设置至少3个全指向性麦克风并利用其构成三角形麦克风阵列，利用对两两全指向性麦克风的处理，分别获取立体空间上的WXY方向上的声阶分量，并根据对应扬声器位置的预设的解码矩阵获得扬声器激励信号，依据该激励信号重建环绕声场实现环绕通信。通过在小尺寸的电子设备设置全指向性麦克风并采用上述方式计算WXY方向上的分量，并根据依据对应扬声器位置预设的解码矩阵获得扬声器激励信号，从而实现环绕声通信，在实现多人语音通信功能的同时提高了通信体验效果，进一步丰富了移动终端的音频体验。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (12)

1.一种基于麦克风阵列的声场处理方法，其特征在于，所述麦克风阵列包括n个全指向性麦克风，n的取值为大于等于3的正整数，该方法包括：

按照3个全指向麦克风为一组构成的三角形麦克风阵列划分所述麦克风阵列；

选取一个或多个所述三角形麦克风阵列进行处理，获取正交的指向X轴和Y轴的声场1阶分量和其中，当选取多个三角形麦克风阵列时，所述和为选取的多个所述三角形麦克风阵列正交的指向X轴和Y轴的声场1阶分量的平均值，当仅选取一个三角形麦克风阵列时，所述和为所述选取的三角形麦克风阵列正交的指向X轴和Y轴的声场1阶分量；

取n个全指向性麦克风的麦克风信号的第i帧第k个频率点的频谱S_n(k,i)的平均值作为声场0阶分量W(k,i)；

依据预设的对应扬声器位置的解码矩阵，以及所述声场1阶分量和声场0阶分量W(k,i)计算得到各个所述扬声器的激励信号；

利用所述激励信号重建环绕声场并进行回放。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述三角形麦克风阵列进行处理，包括：

采集3路麦克风信号进行加窗截取N点信号进行快速傅立叶变换，获取分别表示3个所述全指向性麦克风的第i帧第k个频率点的频谱S₁(k,i)，S₂(k,i)和S₃(k,i)，i和N为任意正整数，k为小于等于N的正整数；

对所述频谱S₁(k,i)，S₂(k,i)和S₃(k,i)进行幅度均衡处理，以一个全指向性麦克风为定点，获取所述全指向性麦克风与另外2个全指向性麦克风之间的连线与X轴的夹角为C1，与Y轴的夹角为C2的麦克风均衡处理信号S_Xj(k,i)=H_Xj(k,i)S_j(k,i)和S_Yj(k,i)=H_Yj(k,i)S_j(k,i)；

其中，角标X指代X轴方向，角标Y指代Y轴方向，角标j指代所述3路麦克风信号对应的全指向性麦克风的标号，H_Xj表示与X轴的夹角为C1的所述全指向性麦克风的匹配滤波器，H_Yj表示与Y轴的夹角为C2的所述全指向性麦克风的匹配滤波器，C1和C2的取值为0～90度；

取所述麦克风均衡处理信号S_Xj(k,i)和S_Yj(k,i)分别进行差分处理和低频补偿，将对应获得的8字形差分波束C_X(k,i)和8字形差分波束C_Y(k,i)转换为正交的指向X轴的声场1阶分量X(k,i)和指向Y轴的声场1阶分量Y(k,i)。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，采集3路麦克风信号进行加窗截取N点信号进行快速傅立叶变换，获取分别表示3个所述全指向性麦克风的第i帧第k个频率点的频谱S₁(k,i)，S₂(k,i)和S₃(k,i)，包括：

获取3个所述全指向性麦克风各自对应的麦克风信号作为第一麦克风信号；

对3路所述第一麦克风信号采用N点长度的窗函数加窗处理，得到N点第二麦克风信号S₁(l+1,…,l+N/2,l+N/2+1,…,l+N)，S₂(l+1,…,l+N/2,l+N/2+1,…,l+N)和S₃(l+1,…,l+N/2,l+N/2+1,…,l+N)；

对3路所述第二麦克风信号进行N点快速傅立叶变换，得到对应3路所述第二麦克风信号的第i帧第k个频率点的频谱S₁(k,i)，S₂(k,i)和S₃(k,i)。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，当所述三角形麦克风阵列为直角三角形，其中，全指向性麦克风mic1和mic2位于Y轴，全指向性麦克风mic2和mic3位于X轴时，取所述麦克风均衡处理信号S_Xj(k,i)和S_Yj(k,i)分别进行差分处理和低频补偿，将对应获得的8字形差分波束C_X(k,i)和8字形差分波束C_Y(k,i)转换为正交的指向X轴的声场1阶分量X(k,i)和指向Y轴的声场1阶分量Y(k,i)，包括：

分别获取所述mic1，mic2和mic3经幅度均衡处理后的位于Y轴的麦克风均衡信号S_Y1(k,i)和S_Y2(k,i)，及位于X轴的麦克风均衡信号S_X2(k,i)和S_X3(k,i)；

利用所述S_Y1(k,i)和所述S_Y2(k,i)，所述S_X2(k,i)和所述S_X3(k,i)分别进行差分处理，获得位于X轴的差分信号(S_X2(k,i)-S_X3(k,i))和位于Y轴的差分信号(S_Y2(k,i)-S_Y1(k,i))；

采用低频补偿滤波器对位于X轴的(S_X2(k,i)-S_X3(k,i))进行低频补偿，得到8字形差分波束 $C_X(k,i)=(S_{X2}(k,i)-S_{X3}(k,i))H_{d_{23}}\left(i\right);$

将所述8字形差分波束C_X(k,i)直接作为指向X轴的声场1阶分量X(k,i)；

采用低频补偿滤波器对位于Y轴方向上的(S_Y2(k,i)-S_Y1(k,i))进行低频补偿，得到8字形差分波束 $C_Y(k,i)=(S_{Y2}(k,i)-S_{Y1}(k,i))H_{d_{12}}\left(i\right);$

将所述8字形差分波束C_Y(k,i)直接作为指向Y轴的声场1阶分量Y(k,i)。

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，当所述三角形麦克风阵列中的三个所述全指向性麦克风mic1，mic2和mic3为所述mic1和mic2位于Y轴方向，mic3位于任意位置时，取所述麦克风均衡处理信号S_Xj(k,i)和S_Yj(k,i)分别进行差分处理和低频补偿，将对应获得的8字形差分波束C_X(k,i)和8字形差分波束C_Y(k,i)转换为正交的指向X轴的声场1阶分量X(k,i)和指向Y轴的Y(k,i)，包括：

分别获取所述mic1，mic2和mic3经幅度均衡处理后的位于Y轴的麦克风均衡信号S_Y1(k,i)和S_Y2(k,i)，及偏向于X轴的麦克风均衡信号S_X2(k,i)和S_X3(k,i)；

利用所述S_Y1(k,i)和所述S_Y2(k,i)，所述S_X2(k,i)和所述S_X3(k,i)分别进行差分处理，获得偏向于X轴的差分波束(S_X2(k,i)-S_X3(k,i))和位于Y轴的差分波束(S_Y2(k,i)-S_Y1(k,i))；

采用低频补偿滤波器对位于Y轴的差分信号(S_Y2(k,i)-S_Y1(k,i))进行低频补偿，得到8字形差分波束 $C_Y(k,i)=(S_{Y2}(k,i)-S_{Y1}(k,i))H_{d_{12}}\left(i\right);$

将所述8字形差分波束C_Y(k,i)直接作为指向Y轴的声场1阶分量Y(k,i)；

采用低频补偿滤波器对偏向于X轴的差分信号(S_X2(k,i)-S_X3(k,i))进行低频补偿，得到8字形差分波束 $C_X(k,i)=(S_{X2}(k,i)-S_{X3}(k,i))H_{d_{23}}\left(i\right);$

利用所述mic1与mic2，mic3的位置关系，获取所述mic2与mic3的连线与X轴的夹角β，β属于C1；

依据所述夹角β与所述8字形差分波束C_Y(k,i)，对所述8字形差分波束C_X(k,i)进行补偿调整，得到映射转换后，指向X轴的声场1阶分量 $X(k,i)=\frac{C_X(k,i)-C_Y(k,i)\cos \mathrm{\β}}{\sin \mathrm{\β}}.$

6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，当所述三角形麦克风阵列中的三个所述全指向性麦克风mic1，mic2和mic3为所述mic1位于任意位置，mic2和mic3位于X轴方向时，取所述麦克风均衡处理信号S_Xj(k,i)和S_Yj(k,i)分别进行差分处理和低频补偿，将对应获得的8字形差分波束C_X(k,i)和8字形差分波束C_Y(k,i)转换为正交的指向X轴的声场1阶分量X(k,i)和指向Y轴的Y(k,i)，包括：

分别获取所述mic1，mic2和mic3经幅度均衡处理后的偏向于Y轴的麦克风均衡信号S_Y1(k,i)和S_Y2(k,i)，位于X轴的麦克风均衡信号S_X2(k,i)和S_X3(k,i)；

利用所述S_Y1(k,i)和所述S_Y2(k,i)，所述S_X2(k,i)和所述S_X3(k,i)分别进行差分处理，获得位于X轴的差分波束(S_X2(k,i)-S_X3(k,i))和偏向于Y轴的差分波束(S_Y2(k,i)-S_Y1(k,i))；

采用低频补偿滤波器对位于X轴方向上的差分信号(S_X2(k,i)-S_X3(k,i))进行低频补偿，得到8字形差分波束 $C_X(k,i)=(S_{X2}(k,i)-S_{X3}(k,i))H_{d_{23}}\left(i\right);$

将所述8字形差分波束C_X(k,i)直接作为指向X轴的声场1阶分量X(k,i)；

采用低频补偿滤波器对偏向于Y轴方向上的差分信号(S_Y2(k,i)-S_Y1(k,i))进行低频补偿，得到8字形差分波束 $C_Y(k,i)=(S_{Y2}(k,i)-S_{Y1}(k,i))H_{d_{12}}\left(i\right);$

利用所述mic1与mic2，mic3的位置关系，获取所述mic1与mic2的连线与X轴的夹角α，α属于C1；

依据所述夹角α与所述8字形差分波束C_X(k,i)，对8字形差分波束C_Y(k,i)进行补偿调整，得到映射转换后，指向Y轴的声场1阶分量 $Y(k,i)=\frac{C_Y(k,i)-C_X(k,i)\cos \mathrm{\α}}{\sin \mathrm{\α}}.$

7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，当所述三角形麦克风阵列为任意三角形，所述全指向性麦克风mic1，mic2和mic3位于任意位置时，取所述麦克风均衡处理信号S_Xj(k,i)和S_Yj(k,i)分别进行差分处理和低频补偿，将对应获得的8字形差分波束C_X(k,i)和8字形差分波束C_Y(k,i)转换为正交的指向X轴的声场1阶分量X(k,i)和指向Y轴的Y(k,i)，包括：

分别获取所述mic1，mic2和mic3经幅度均衡处理后的偏向于Y轴的麦克风均衡信号S_Y1(k,i)和S_Y2(k,i)，偏向于X轴的麦克风均衡信号S_X2(k,i)和S_X3(k,i)；

取所述S_Y1(k,i)和所述S_Y2(k,i)，所述S_X2(k,i)和所述S_X3(k,i)分别进行差分处理，获得偏向于X轴方向上的差分信号(S_X2(k,i)-S_X3(k,i))和偏向于Y轴方向上的差分信号(S_Y2(k,i)-S_Y1(k,i))；

采用低频补偿滤波器对偏向于X轴方向上的差分信号(S_X2(k,i)-S_X3(k,i))进行低频补偿，得到8字形差分波束 $C_X(k,i)=(S_{X2}(k,i)-S_{X3}(k,i))H_{d_{23}}\left(i\right);$

利用所述mic1与mic2，mic3的位置关系，获取所述mic2与mic3的连线与X轴的夹角α₁，α₁属于C1；

采用低频补偿滤波器对偏向于Y轴方向上的差分信号(S_Y2(k,i)-S_Y1(k,i))进行低频补偿，得到8字形差分波束 $C_Y(k,i)=(S_{Y2}(k,i)-S_{Y1}(k,i))H_{d_{12}}\left(i\right);$

利用所述mic1与mic2，mic3的位置关系，获取所述mic1与mic2的连线与X轴的夹角α₂，所述α₂属于C1；

依据所述相对于X轴的夹角α₁，所述相对于X轴的夹角α₂，所述8字形差分波束C_X(k,i)和所述8字形差分波束C_Y(k,i)进行映射转换，获得指向X轴的声场1阶分量 $X(k,i)=\frac{C_X(k,i)\sin {\mathrm{\α}}_2-C_Y(k,i)\sin {\mathrm{\α}}_1}{\sin ({\mathrm{\α}}_2-{\mathrm{\α}}_1)}$ 和指向Y轴的声场1阶分量 $Y(k,i)=\frac{C_X(k,i)\cos {\mathrm{\α}}_2-C_Y(k,i)\cos {\mathrm{\α}}_1}{\sin ({\mathrm{\α}}_1-{\mathrm{\α}}_2)}.$

8.根据权利要求1～7中任意一项所述的方法，其特征在于，当选取多个三角形麦克风阵列时，所述对多个所述三角形麦克风阵列进行处理，获取多个所述三角形麦克风阵列中指向X轴和Y轴的声场1阶分量的平均值和包括：

对所述多个三角形麦克风阵列中指向X轴的声场1阶分量X(k,i)进行幅度平均和相位平均，获取指向X轴的声场1阶分量的平均值

对所述多个三角形麦克风阵列中指向Y轴的声场1阶分量Y(k,i)进行幅度平均和相位平均，获取指向Y轴的声场1阶分量的平均值

9.根据权利要求1～7中任意一项所述的方法，其特征在于，所述依据预设的对应扬声器位置的解码矩阵，以及所述声场1阶分量和声场0阶分量W(k,i)计算得到各个所述扬声器的激励信号，包括：

获取预设的对应扬声器位置的解码矩阵M_B2F；

利用所述解码矩阵M_B2F，由 $\left[\begin{array}{c}{S}_1^{\′}(k,i)\\ .\\ .\\ .\\ S_v^{\′}(k,i)\end{array}\right]=M_{B2F}\left[\begin{array}{c}W(k,i)\\ \stackrel{\‾}{X}(k,i)\\ \stackrel{\‾}{Y}(k,i)\end{array}\right]$ 计算得到各个所述扬声器的激励信号第i帧第k个频率点的频谱S₁′(k,i)至S_v′(k,i)，所述M_B2F是解码矩阵，v表示所述扬声器的个数；

对所述S₁′(k,i)至S_v′(k,i)进行反傅立叶变换，得到各个所述扬声器的第i帧时域激励信号s₁(k,i)至s_v(k,i)；

叠接相加各个所述扬声器的第i帧时域激励信号与第i-1帧时域激励信号，得到各个所述扬声器的激励信号s₁(t)至s_v(t)。

10.根据权利要求1～7中任意一项所述的方法，其特征在于，所述依据预设的对应扬声器位置的解码矩阵，以及所述声场1阶分量和声场0阶分量W(k,i)计算得到各个所述扬声器的激励信号，包括：

获取预设的对应扬声器位置的解码矩阵M_B2F；

当k>k_m时，采用所述解码矩阵，由 $\left[\begin{array}{c}{S}_1^{\′}(k,i)\\ .\\ .\\ .\\ S_v^{\′}(k,i)\end{array}\right]=M_{B2F}\left[\begin{array}{c}W(k,i)\\ \stackrel{\‾}{X}(k,i)\\ \stackrel{\‾}{Y}(k,i)\end{array}\right]$ 计算得到各个所述扬声器的激励信号第i帧第k个频率点的频谱S₁′(k,i)至S_v′(k,i)；所述M_B2F是解码矩阵，所述k_m为第m个频率点的频率，v表示所述扬声器的个数；

当k≤k_m时，采用所述声场的0阶分量W(k,i)作为各个所述扬声器的激励信号第i帧第k个频率点的频谱S₁′(k,i)至S_v′(k,i)；

对所述各个所述扬声器的激励信号第i帧的频谱S₁′(k,i)至S_v′(k,i)进行反傅立叶变换，得到各个所述扬声器的第i帧时域激励信号s₁(k,i)至s_n(k,i)；

叠接相加各个所述扬声器的第i帧时域激励信号与第i-1帧时域激励信号，得到各个所述扬声器的激励信号s₁(t)至s_v(t)。

11.一种电子设备，其特征在于，包括：

麦克风阵列，所述麦克风阵列包括n个全指向性麦克风，所述麦克风阵列按照3个全指向麦克风为一组构成的三角形麦克风阵列进行划分，n的取值为大于等于3的正整数；

处理器，用于选取一个或多个所述三角形麦克风阵列进行处理，获取所述三角形麦克风阵列正交的指向X轴和Y轴的声场1阶分量的和其中，当选取多个三角形麦克风阵列时，所述和为选取的多个所述三角形麦克风阵列正交的指向X轴和Y轴的声场1阶分量的平均值，当仅选取一个三角形麦克风阵列时，所述和为所述三角形麦克风阵列正交的指向X轴和Y轴的声场1阶分量；取n个全指向性麦克风的麦克风信号的第i帧第k个频率点的频谱S_n(k,i)的平均值作为声场0阶分量W(k,i)；依据预设的对应扬声器位置的解码矩阵，以及所述声场1阶分量和声场0阶分量W(k,i)计算得到各个所述扬声器的激励信号；

扬声器，用于利用所述激励信号重建环绕声场并进行回放。

12.根据权利要求11所述的电子设备，其特征在于，所述用于对所述三角形麦克风阵列进行处理的处理器，包括：

所述处理器，用于采集3路麦克风信号进行加窗截取N点信号进行快速傅立叶变换，获取分别表示3个所述全指向性麦克风的第i帧第k个频率点的频谱S₁(k,i)，S₂(k,i)和S₃(k,i)，i和N为任意正整数，k为小于等于N的正整数；对所述频谱S₁(k,i)，S₂(k,i)和S₃(k,i)进行幅度均衡处理，以一个全指向性麦克风为定点，获取所述全指向性麦克风与另外2个全指向性麦克风之间的连线与X轴的夹角C1，与Y轴的夹角为C2的麦克风均衡处理信号S_Xj(k,i)=H_Xj(k,i)S_j(k,i)和S_Yj(k,i)=H_Yj(k,i)S_j(k,i)；取所述麦克风均衡处理信号S_Xj(k,i)和S_Yj(k,i)分别进行差分处理和低频补偿，将对应获得的8字形差分波束C_X(k,i)和8字形差分波束C_Y(k,i)转换为正交的指向X轴的声场1阶分量X(k,i)和指向Y轴的声场1阶分量Y(k,i)；

其中，角标X指代X轴方向，角标Y指代Y轴方向，角标j指代所述3路麦克风信号对应的全指向性麦克风的标号，H_Xj表示与X轴的夹角为C1的所述全指向性麦克风的匹配滤波器，H_Yj表示与Y轴的夹角为C2的所述全指向性麦克风的匹配滤波器，C1和C2的取值为0～90度。