CN110793625B - 声场测量装置及方法 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供一种声场测量装置及方法，该装置包括麦克风阵列模块、信息处理模块以及信息采集模块，所述信息采集模块包括定位模块、方向采集模块以及位置信息获取模块，该方案中，可通过采集某声源A的位置信息以及声场测量装置的位置信息，从而可根据上述两个位置信息获得声源A的方向信息，进而可以根据声源A的方向信息以及麦克风阵列模块采集的包括A在内的M个声源的多路总声场强度来确定声源A的声场强度，由此可实现同时存在M个已知位置声源的情况下，对上述M个声源的音频输出在声场测量装置所在位置的声场强度进行定向测量。

Description

声场测量装置及方法

技术领域

本申请涉及声场测量技术领域，具体而言，涉及一种声场测量装置及方法。

背景技术

麦克风阵列可用于采集来自于不同空间方向的声音，从而可基于麦克风阵列实现对声源的定向测量。但是存在多个声源的情况下时，受到声源本身音频输出强度和距离麦克风阵列距离的影响，麦克风阵列本身无法根据不同方向上声场强度的强弱判断待测量声源所在的方向，因此现有的麦克风阵列技术无法对多个同时存在的声源进行定向声场强度测量。

发明内容

本申请实施例的目的在于提供一种声场测量装置及方法，可以实现同时存在M个已知位置声源的情况下，对上述M个声源的音频输出在声场测量装置所在位置的声场强度进行定向测量。

第一方面，本申请实施例提供了一种声场测量装置，所述装置包括：麦克风阵列模块、信息处理模块以及信息采集模块，所述信息采集模块包括定位模块、方向采集模块以及位置信息获取模块，所述麦克风阵列模块与所述信息处理模块连接，所述信息处理模块均与所述定位模块、所述方向采集模块、所述位置信息获取模块连接；所述麦克风阵列模块，用于采集M个声源的多路总声场强度，M为大于或等于1的整数；所述定位模块，用于采集所述声场测量装置的位置信息；所述方向采集模块，用于采集所述声场测量装置布置姿态的方向信息；所述位置信息获取模块，用于获取第m个声源的位置信息，m为1到M中的任一整数；所述信息处理模块，用于根据所述声场测量装置的位置信息以及所述第m个声源的位置信息确定所述第m个声源相对于所述声场测量装置的方向信息；所述信息处理模块，还用于根据所述声场测量装置的方向信息、所述第m个声源的方向信息以及所述M个声源的多路总声场强度确定所述第m个声源的声场强度。

在上述实现过程中，通过采集声源的位置信息以及声场测量装置的位置信息，从而可根据上述两个位置信息获得声源相对于声场测量装置的方向信息，进而可以根据上述方向信息以及麦克风阵列模块采集的M个声源的多路总声场强度确来确定某个声源的声场强度，由此可实现对某个方向上声源的音频输出在声场测量装置所在位置的声场强度进行定向测量。

可选地，所述麦克风阵列模块包括声场强度采集电路、音频匹配滤波电路、第一供电电路以及第一板间连接器，所述声场强度采集电路与所述音频匹配滤波电路连接，所述音频匹配滤波电路与所述第一板间连接器连接，所述第一供电电路分别与所述声场强度采集电路、所述音频匹配滤波电路、所述第一板间连接器连接；

所述声场强度采集电路，用于采集所述M个声源的多路总声场强度；

所述音频匹配滤波电路，用于对采集的所述多路总声场强度进行滤波处理。

在上述实现过程中，可以通过音频匹配滤波电路对其进行滤波处理，从而可以使得M个声源的多路总声场强度信号低衰减的传输。

可选地，所述声场强度采集电路包括X个麦克风芯片以及Y个音频编码芯片，每个音频编码芯片与X/Y个麦克风芯片连接，X为Y的倍数，X，Y为大于或等于2的整数；

所述X个麦克风芯片，用于采集X路总声场强度，每路总声场强度包括所述M个声源的总声场强度；

所述Y个音频编码芯片，用于对所述X路总声场强度进行滤波处理。

在上述实现过程中，通过设置多个麦克风芯片，可以使声场测量装置定向测量方向分辨率更高，通过设置可处理多路声场强度信号的音频编码芯片，可以使系统集成度更高。

可选地，所述声场强度采集电路、所述音频匹配滤波电路、所述第一供电电路以及所述第一板间连接器均集成在第一印制电路板上，所述X个麦克风芯片均匀分布在预设直径的圆周上。

在上述实现过程中，为了提高麦克风阵列模块的集成度，可将麦克风阵列模块各组件安装在印制电路板上，且为了便于对声场强度信号进行定向衰减处理，可将麦克风芯片均匀设置在圆周上。

可选地，所述信息采集模块与所述信息处理模块均集成在第二印制电路板上，所述第二印制电路板上还设置有第二板间连接器，所述第二板间连接器与所述信息处理模块连接，所述第二板间连接器用于与所述第一板间连接器连接。

在上述实现过程中，为了提高信息采集模块与信息处理模块的集成度，可将信息采集模块与信息处理模块集成在第二印制电路板上。

可选地，所述第二印制电路板上还设置有第二供电电路，所述第二供电电路分别与所述信息处理模块与所述信息采集模块连接。

可选地，所述定位模块为全球定位系统GPS模块，从而可实现对声场测量装置的精确定位。

可选地，所述方向采集模块为数字罗盘芯片，从而可采集的声场测量装置布置姿态的方向信息。

第二方面，本申请实施例提供了一种声场测量方法，应用于上述第一方面提高的声场测量装置，所述方法包括：

所述麦克风阵列模块采集M个声源的多路总声场强度，M为大于或等于1的整数；

所述定位模块采集所述声场测量装置的位置信息；

所述方向采集模块采集所述声场测量装置布置姿态的方向信息；

所述位置信息获取模块获取第m个声源的位置信息，m为1到M中的任一整数；

所述信息处理模块根据所述声场测量装置的位置信息以及所述第m个声源的位置信息确定所述第m个声源相对于所述声场测量装置的方向信息；

所述信息处理模块根据所述声场测量装置的方向信息、所述第m个声源的方向信息以及所述M个声源的多路总声场强度确定所述第m个声源的声场强度。

可选地，所述麦克风阵列模块采集M个声源的多路总声场强度，包括：

所述麦克风阵列模块采集X路总声场强度，每路总声场强度包括所述M个声源的总声场强度，X为大于或等于2的整数；

所述信息处理模块根据所述声场测量装置的方向信息、所述第m个声源的方向信息以及所述X路总声场强度确定所述第m个声源的声场强度，包括：

所述信息处理模块根据所述声场测量装置的方向信息、所述第m个声源的方向信息获得第m个声源对应的第x路总声场强度的延时处理参数，其中，x为大于等于1且小于等于X的整数；

所述信息处理模块根据所述延时处理参数以及所述X路总声场强度确定所述第m个声源的声场强度。

本申请的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请实施例了解。本申请的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请实施例提供的一种声场测量装置的结构框图；

图2为本申请实施例提供的一种麦克风阵列模块的结构框图；

图3为本申请实施例提供的一种声场强度采集电路的结构布局示意图；

图4为本申请实施例提供的一种麦克风芯片与音频编码芯片的连接示意图；

图5为本申请实施例提供的一种音频编码芯片与第一板间连接器的连接示意图；

图6为本申请实施例提供的一种信息采集模块与信息处理模块的连接示意图；

图7为本申请实施例提供的一种声场测量方法的流程图。

图标：100-声场测量装置；110-麦克风阵列模块；112-声场强度采集电路；1122-麦克风芯片；1124-音频编码芯片；114-音频匹配滤波电路；116-第一供电电路；118-第一板间连接器；120-信息处理模块；130-信息采集模块；132-定位模块；134-方向采集模块；136-位置信息获取模块；140-第二板间连接器。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

请参照图1，图1为本申请实施例提供的一种声场测量装置100的结构框图，所述装置包括：麦克风阵列模块110、信息处理模块120以及信息采集模块130，所述信息采集模块130包括定位模块132、方向采集模块134以及位置信息获取模块136，麦克风阵列模块110与信息处理模块120连接，信息处理模块120均与定位模块132、方向采集模块134、位置信息获取模块136连接。

其中，麦克风阵列模块110是一组位于空间不同位置的全向麦克风按一定的形状规则布置形成的阵列，即采用多个全向麦克风采集来自于不同空间方向的声音。

可以理解地，在M个声源共同发声的情况下，麦克风阵列模块110用于采集M个声源的多路总声场强度，M为大于或等于1的整数。

定位模块132，用于采集声场测量装置100的位置信息，即采集声场测量装置100所在的坐标信息。

可选地，该定位模块132可以为全球定位系统(Global Positioning System，GPS)，当然该定位模块132还可以为全球导航卫星系统(Global Navigation SatelliteSystem，GLONASS)，罗盘导航系统(COMPASS)、伽利略定位系统、准天顶卫星系统(Quasi-Zenith Satellite System，QZSS)、无线保真(Wireless Fidelity，WiFi)定位技术等，或其任意组合。一个或多个上述定位系统可以在本申请中互换使用。

其中，定位模块132为GPS模块时，GPS模块可以采用bd-280d型号的模块。

方向采集模块134，用于采集声场测量装置100布置姿态的方向信息，该方向采集模块134可以为数字罗盘芯片，即电子罗盘，电子罗盘是利用磁场来定北极，从而获得目标所在的方向，其获得声场测量装置100的方向信息的方式如下：

仅用地磁场在X和Y的两个分矢量值便可确定方向值：Azimuth＝arcTan(Y/X)。

其中，数字罗盘器可以采用型号为ak8973的芯片。

位置信息获取模块136，用于获取第m个声源的位置信息，m为1到M中的任一整数。

由于有M个声源，若需要对某个声源的声场强度进行定向测量时，则可以获取M个声源中的某个声源的位置信息即可，若需要对M个声源中每个声源的声场强度进行测量，则需获取每个声源的位置信息。

由于声场测量装置100与声源之间可能有一定的距离，所以，声源的位置信息可以通过用户终端发送给声场测量装置100，或者由声源主动将自己的位置信息发送给声场测量装置100，或者声场测量装置100与声源无线连接，在需要获取某个声源的位置信息时，声场测量装置100可向该声源发送位置信息获取指令，该声源在接收到位置信息获取指令后，可向声场测量装置100发送对应的位置信息，由此，声场测量装置100可获得该声源的位置信息。同理，声场测量装置100也可按照上述方式获得其他声源的位置信息。

其中，声源的位置信息可以采用上述的GPS以及其他定位系统获得，即在声源上安装对应的GPS或其他定位系统，从而可获得声源的位置信息。

另外，为了接收声源的位置信息，位置信息获取模块136可以为无线传输模块，无线传输模块可以为蓝牙模块，或者WiFi模块，WiFi模块可以采用型号为esp8266的芯片。

信息处理模块120，用于根据声场测量装置100的位置信息以及第m个声源的位置信息确定第m个声源相对于所述声场测量装置100的方向信息。

可以理解地，可以根据声场测量装置100的坐标以及第m个声源的坐标即可确定第m个声源的方向，即第m个声源相对于声场测量装置100的方向。

信息处理模块120，还用于根据声场测量装置100的方向信息、第m个声源的方向信息以及M个声源的多路总声场强度确定第m个声源的声场强度。

其中，在获得第m个声源的方向信息后，通过后文描述的方法可对其他方向传播来的其他声源的声音进行衰减，从而可对声源进行定向测量其声场强度。

在上述实现过程中，通过采集声源的位置信息以及声场测量装置100的位置信息，从而可根据两个设备的位置信息获得声源的方向信息，进而可以根据两个设备的方向信息以及麦克风阵列模块110采集的M个声源的多路总声场强度确来确定某个声源的声场强度，由此可实现对某个方向上声源的音频输出在声场测量装置100所在位置的声场强度进行定向测量。

作为一种示例，请参照图2，图2为本申请实施例提供的一种麦克风阵列模块110的结构框图，麦克风阵列模块110包括声场强度采集电路112、音频匹配滤波电路114、第一供电电路116以及第一板间连接器118，声场强度采集电路112与音频匹配滤波电路114连接，音频匹配滤波电路114与第一板间连接器118连接，第一供电电路116分别与声场强度采集电路112、音频匹配滤波电路114、第一板间连接器118连接。

声场强度采集电路112，用于采集M个声源的多路总声场强度。

音频匹配滤波电路114，用于对M个声源的多路总声场强度进行滤波处理。

在上述实现过程中，可以通过音频匹配滤波电路对其进行滤波处理，从而可以使得M个声源的多路总声场强度信号低衰减的传输。

其中，请参照图3，图3为本申请实施例提供的一种声场强度采集电路112的结构布局示意图，声场强度采集电路112包括X个麦克风芯片1122以及Y个音频编码芯片1124，每个音频编码芯片1124与X/Y个麦克风芯片1122连接，X为Y的倍数，Y为大于或等于1的整数。

所述X个麦克风芯片，用于采集X路总声场强度，每路总声场强度包括所述M个声源的总声场强度。

所述Y个音频编码芯片，用于对所述X路总声场强度进行滤波处理。

在本申请实施例中，X的取值可以为24，Y的取值可以为6，这样每个音频编码芯片1124均连接4个麦克风芯片1122。

麦克风芯片1122可以采用型号为INMP411或者INMP510的芯片，INMP411是一款高性能、低噪声、低功耗、模拟输出、底部收音孔式全向MEMS麦克风，其包括一个MEMS麦克风元件、一个阻抗转换器、一个放大器。

音频编码芯片1124可以采用型号为PCM1864的芯片，该PCM1864芯片采用音频功能集成方法，从而能够以更低的成本实现高性能终端产品。

麦克风芯片1122在接收到声源发出的音频信号后，对音频信号转换成模拟电信号，然后该模拟电信号经音频匹配滤波电路114输入至音频编码芯片1124，音频编码芯片1124对模拟电信号进行采样编码，转换成对应的数字信号，即总声场强度信号。由于有X个麦克风芯片1122，则每个麦克风芯片1122均会采集到对应M个声源的总声场强度，则每个麦克风芯片1122采集的声场强度即为M个声源在声场测量装置100的其中一路总声场强度，即X个麦克风芯片一共采集X路总声场强度。

另外，为了使来自不同方向的声场具有不同的延时特性，可以将X个麦克风芯片1122均匀分布在预设直径的圆周上。其中，预设直径可以根据实际需求进行设定，如预设直径为10cm。

请参照图4，图4为本申请实施例提供的一种麦克风芯片1122与音频编码芯片1124的连接示意图，一个音频编码芯片1124连接4个麦克风芯片1122，其中，音频编码芯片1124的IO-INPUT1端与第一麦克风芯片的IO-output端连接，音频编码芯片1124的IO-INPUT2端与第二麦克风芯的IO-output端连接，音频编码芯片1124的IO-INPUT3端与第三麦克风芯片的IO-output端连接，音频编码芯片1124的IO-INPUT4端与第四麦克风芯片的IO-output端连接，各音频编码芯片1124和各麦克风芯片1122的电源信号、接地信号和其他辅助电路按照各芯片的数据手册连接，在图中未绘出。

请参照图5，图5为本申请实施例提供的一种音频编码芯片1124与第一板间连接器118的连接示意图，本申请实施例的Y个音频编码芯片1124均与第一板间连接器118连接，图5中只示出两个音频编码芯片1124与第一板间连接器118的连接示意图。第一个音频编码芯片1124的IO-15端与第一板间连接器118的IO-g0-scki端连接，第一个音频编码芯片1124的IO-16端与第一板间连接器118的IO-g0-lrck端连接，第一个音频编码芯片1124的IO-17端与第一板间连接器118的IO-g0-bck端连接，第一个音频编码芯片1124的IO-18端与第一板间连接器118的IO-g0-dout端连接，第一个音频编码芯片1124的IO-19端与第一板间连接器118的IO-g0-int端连接。同样的，第二个音频编码芯片1124的IO-15端与第一板间连接器118的IO-g0-scki端连接，第二个音频编码芯片1124的IO-16端与第一板间连接器118的IO-g0-lrck端连接，第二个音频编码芯片1124的IO-17端与第一板间连接器118的IO-g0-bck端连接，第二个音频编码芯片1124的IO-18端与第一板间连接器118的IO-g0-dout端连接，第二个音频编码芯片1124的IO-19端与第一板间连接器118的IO-g0-int端连接。对于其他的音频编码芯片1124，其与第一板间连接器118的连接方式也与上述的音频编码芯片1124与第一板间连接器118的连接方式一致，在此不再一一叙述。各音频编码芯片1124的电源信号、接地信号和其他辅助电路按照各芯片的数据手册连接，在图中未绘出。

其中，音频匹配滤波电路114可以采用滤波电路，从而使所述X路声场信号低衰减的传输，例如，可以采用一个匹配音频信号频率特征的带通滤波器，带通滤波器的电路结构可以采用现有技术中的电路结构(例如串联一个1uf的电容)，在此不做过多介绍。

作为一种示例，为了提高麦克风阵列模块110的集成度，可以将麦克风阵列模块110集成在一个印制电路板上，即将声场强度采集电路112、音频匹配滤波电路114、第一供电电路116以及第一板间连接器118均集成在第一印制电路板上。

第一供电电路116可以由锂电池作为电源输入，由稳压器芯片转换为第一印制电路板中各功能芯片需要的电压，由锂电池作为电源输入，经稳压器转换芯片生成适合的电压为成熟技术，在此不过多介绍。

另外，为了提高信息采集模块130与信息处理模块120的集成度，信息采集模块130与信息处理模块120可集成在另一印制电路板上，即第二印制电路板，第二印制电路板上还设置有第二板间连接器140，第二板间连接器140与信息处理模块120连接，第二板间连接器140用于与第一板间连接器118连接。

为了保证信息采集模块130与信息处理模块120的供电，还可以在第二印制电路板上设置第二供电电路，第二供电电路分别与信息处理模块和信息采集模块130连接。

第二供电电路可以由锂电池作为电源输入，由稳压器芯片转换为第二印制电路板中各功能芯片需要的电压，由锂电池作为电源输入，经稳压器转换芯片生成适合的电压为成熟技术，在此不过多介绍。

其中，信息处理模块120可以采用型号为te-7020的系统模块，信息处理模块120与第二板间连接器140通过6组数字信号线路连接。

请参照图6，图6为本申请实施例提供的一种信息采集模块130各组件与信息处理模块120的连接示意图，信息处理模块120的IO1端与GPS模块的IO-gps-tx连接，信息处理模块120的IO2端与GPS模块的IO-gps-rx端连接，信息处理模块120的IO3端与数字罗盘器的IO-compass-scl端连接，信息处理模块120的IO4端与数字罗盘器的IO-compass-sda端连接，信息处理模块120的IO5端与数字罗盘器的IO-compass-cad0端连接，信息处理模块120的IO6端与数字罗盘器的IO-compass-cad1端连接，信息处理模块120的IO7端与数字罗盘器的IO-compass-reset端连接，信息处理模块120的IO8端与数字罗盘器的IO-compass-int端连接。信息处理模块120的IO9端与位置信息获取模块136的IO-ESP12-E-RESET端连接，信息处理模块120的IO10端与位置信息获取模块136的IO-ESP12-E-EN端连接，信息处理模块120的IO11端与位置信息获取模块136的IO-ESP12-E-TX端连接，信息处理模块120的IO12端与位置信息获取模块136的IO-ESP12-E-RX端连接。

需要说明的是，在图6中只绘出各模块间的数据信号连接，供电和接地信号和其他辅助电路均按各芯片和模块数据手册连接，并未详细绘出。

信息处理模块120的其他端口与第二板间连接器140的对应端口一一连接，如图6所示，对于其连接关系在此不再一一描述。其中(IO-gx-scki，IO-gx-irck，IO-gx-bck，IO-gx-dout，IO-gx-int，x取值0,1,2,3,4,5)是一组音频编码芯片在第二板间连接器140上的输出信号，与信息处理模块120的对应端口连接。

需要说明的是，在本示例中信息处理模块120通过第二板间链接器共连接6组音频编码芯片的输出信号，图6只画出2组，其他连接用省略号代替。

另外，信息处理模块120根据声场测量装置100的方向信息、第m个声源的方向信息以及M个声源的多路总声场强度(即上述的X路总声场强度)确定第m个声源的声场强度的过程如下：

信息处理模块120根据声场测量装置100的方向信息、第m个声源的方向信息获得第m个声源对应的第x路总声场强度的延时处理参数，然后再根据延时处理参数以及所述X路总声场强度确定第m个声源的声场强度。

例如，在本申请实施例中，将布置在第一印制电路板上的X个麦克风芯片连续的按照顺时针方向编号为0，1，......，X-1，将数字罗盘芯片在第一印制电路板以适当的方向安装，当以所述X个麦克风芯片所在的圆周中心为起点，经过编号为0的麦克风芯片几何中心的射线指向正北方时，数字罗盘芯片返回的角度为0。当声场测量装置的姿态随机放置时，声场测量装置100的方向信息由数字罗盘芯片ak8973返回的数据直接计算获得，如为angle1。若声场测量装置100的位置信息为(lng1,lat1)，第m个声源的位置信息为(lng2,lat2)，则第m个声源相对于声场测量装置100的方向信息angle2可以采用如下公式计算获得：

X＝sin(lng2-lng1)*cos(lat2)；

Y＝cos(lat1)*sin(lat2)-sin(lat1)*cos(lat2)*cos(lng2-lng1)；

temp＝atan2(X,Y)*180/pi；

若temp>0，则angle2＝temp，否则angle2＝temp+360°。

应理解，上述的第m个声源的方向即为第m个声源相对于声场测量装置100的方向。可以理解地，第m个声源的方向为以声场测量装置100的第一印制电路板上多个麦克风芯片所在的圆周中心为起点，向正北方向的射线延顺时针方向旋转到以声场测量装置100的第一印制电路板上多个麦克风芯片所在的圆周中心为起点，连接到第m个声源的射线所经过的最小角度。

由于各麦克风芯片1122的空间位置的差异，对于来自某个方向上的声场，各个麦克风芯片1122接收到的音频信号和输出的声场强度信号存在时延。针对某一方向，以下文给出的计算公式，对所述X路声场强度信号进行时延补偿，保证来自某个方向的声场强度信号，以相同的延时到达信息处理模块120进行求和处理。而对于来自其他方向的声场，产生的声场强度信号延时不同步，从而形成频率响应上的衰减，进而达到定向测量的效果。

若以麦克风芯片1122所在的圆周的中心点为参考点，圆周的半径为r，声音传播速度为c，pi为圆周率，k表示麦克风芯片的编号，则延时处理函数λ(k)定义为：

λ(k)(Fin)＝Fin(t-d(k))；

其中，Fin为输入信号，λ(k)(Fin)表示对输入信号Fin进行处理得到Fin(t-d(k))。Fin(t-d(k))表示对信号Fin延时d(k)后得到信号。

d(k)＝(r/c)cos((angle2-angle1)-k*2pi/X)；

其中，X为麦克风芯片1122的个数。

所以，对于每个麦克风芯片1122均可获得对应的延时处理参数，若有24个麦克风芯片1122时，可以采用如下公式获得第m个声源在声场测量装置100部署位置的声场强度：

S(m)＝λ(0)(L(0))+λ(1)(L(1))+...+λ(23)(L(23))。

L(k)为第k个麦克风芯片1122采集的声场强度，即L(k)为第k个麦克风芯片1122采集的M个声源的总声场强度，S(m)为第m个声源的声场强度。

所以，对于每个声源的声场强度，均可按照上述的方式计算，由此，通过该声场测量装置100可针对每个声源进行声场强度测量，进而实现对声源的定向测量。

请参照图7，图7为本申请实施例提供的一种声场测量方法的流程图，该方法应用于上述的声场测量装置，所述方法包括如下步骤：

步骤S110：所述麦克风阵列模块采集M个声源的多路总声场强度。

步骤S120：所述定位模块采集所述声场测量装置的位置信息。

步骤S130：所述方向采集模块采集所述声场测量装置布置姿态的方向信息。

步骤S140：所述位置信息获取模块获取第m个声源的位置信息，m为1到M中的任一整数。

步骤S150：所述信息处理模块根据所述声场测量装置的位置信息以及所述第m个声源的位置信息确定所述第m个声源相对于所述声场测量装置的方向信息。

步骤S160：所述信息处理模块根据所述声场测量装置的方向信息、所述第m个声源的方向信息以及所述M个声源的多路总声场强度确定所述第m个声源的声场强度。

需要说明的是，步骤S110-步骤S140中几个步骤的执行顺序可不做具体限定，即其可以同时执行，也可以按上述的步骤执行。

作为一种示例，所述麦克风阵列模块采集M个声源的多路总声场强度，包括：

所述麦克风阵列模块采集X路总声场强度，每路总声场强度包括所述M个声源的总声场强度，X为大于或等于2的整数；

所述信息处理模块根据所述声场测量装置的方向信息、所述第m个声源的方向信息以及所述M个声源的多路总声场强度确定所述第m个声源的声场强度，包括：

所述信息处理模块根据所述声场测量装置的方向信息、所述第m个声源的方向信息获得第m个声源对应的第x路总声场强度的延时处理参数，其中，x为大于等于1且小于等于X的整数；

所述信息处理模块根据所述延时处理参数以及所述X路总声场强度确定所述第m个声源的声场强度。

该方法实施例的具体实现过程请参照上述装置的实现过程，为了描述的简洁，在此不再过多赘述。

综上所述，本申请实施例提供一种声场测量装置及方法，该装置包括麦克风阵列模块、信息处理模块以及信息采集模块，所述信息采集模块包括定位模块、方向采集模块以及位置信息获取模块，该方案中，可通过采集声源的位置信息以及声场测量装置的位置信息，从而可根据两个设备的位置信息获得声源的方向信息，进而可以根据上述方向信息以及麦克风阵列模块采集的M个声源的多路总声场强度确来确定某个声源的声场强度，由此可实现对某个方向上声源的音频输出在声场测量装置所在位置的声场强度进行定向测量。

在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

另外，作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

再者，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。

在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种声场测量装置，其特征在于，所述装置包括：麦克风阵列模块、信息处理模块以及信息采集模块，所述信息采集模块包括定位模块、方向采集模块以及位置信息获取模块，所述麦克风阵列模块与所述信息处理模块连接，所述信息处理模块均与所述定位模块、所述方向采集模块、所述位置信息获取模块连接；

所述麦克风阵列模块，用于采集M个声源的多路总声场强度，M为大于或等于1的整数；

所述定位模块，用于采集所述声场测量装置的位置信息；

所述方向采集模块，用于采集所述声场测量装置布置姿态的方向信息；

所述位置信息获取模块，用于获取第m个声源的位置信息，m为1到M中的任一整数；

所述信息处理模块，用于根据所述声场测量装置的位置信息以及所述第m个声源的位置信息确定所述第m个声源相对于所述声场测量装置的方向信息；

所述信息处理模块，还用于根据所述声场测量装置的方向信息、所述第m个声源的方向信息以及所述M个声源的多路总声场强度确定所述第m个声源的声场强度。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述麦克风阵列模块包括声场强度采集电路、音频匹配滤波电路、第一供电电路以及第一板间连接器，所述声场强度采集电路与所述音频匹配滤波电路连接，所述音频匹配滤波电路与所述第一板间连接器连接，所述第一供电电路分别与所述声场强度采集电路、所述音频匹配滤波电路、所述第一板间连接器连接；

所述声场强度采集电路，用于采集所述M个声源的多路总声场强度；

所述音频匹配滤波电路，用于对采集的所述多路总声场强度进行滤波处理。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述声场强度采集电路包括X个麦克风芯片以及Y个音频编码芯片，每个音频编码芯片与X/Y个麦克风芯片连接，X为Y的倍数，Y为大于或等于1的整数；

所述X个麦克风芯片，用于采集X路总声场强度，每路总声场强度包括所述M个声源的总声场强度；

所述Y个音频编码芯片，用于对所述X路总声场强度进行模拟信号转数字信号处理。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述声场强度采集电路、所述音频匹配滤波电路、所述第一供电电路以及所述第一板间连接器均集成在第一印制电路板上，所述X个麦克风芯片均匀分布在预设直径的圆周上。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述信息采集模块与所述信息处理模块均集成在第二印制电路板上，所述第二印制电路板上还设置有第二板间连接器，所述第二板间连接器与所述信息处理模块连接，所述第二板间连接器用于与所述第一板间连接器连接。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述第二印制电路板上还设置有第二供电电路，所述第二供电电路分别与所述信息处理模块与所述信息采集模块连接。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述定位模块为全球定位系统GPS模块。

8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述方向采集模块为数字罗盘芯片。

9.一种声场测量方法，其特征在于，应用于权利要求1-8任一项所述的声场测量装置，所述方法包括：

所述麦克风阵列模块采集M个声源的多路总声场强度，M为大于或等于1的整数；

所述定位模块采集所述声场测量装置的位置信息；

所述方向采集模块采集所述声场测量装置布置姿态的方向信息；

所述位置信息获取模块获取第m个声源的位置信息，m为1到M中的任一整数；

所述信息处理模块根据所述声场测量装置的位置信息以及所述第m个声源的位置信息确定所述第m个声源相对于所述声场测量装置的方向信息；

所述信息处理模块根据所述声场测量装置的方向信息、所述第m个声源的方向信息以及所述M个声源的多路总声场强度确定所述第m个声源的声场强度。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述麦克风阵列模块采集M个声源的多路总声场强度，包括：

所述麦克风阵列模块采集X路总声场强度，每路总声场强度包括所述M个声源的总声场强度，X为大于或等于2的整数；

所述信息处理模块根据所述声场测量装置的方向信息、所述第m个声源的方向信息以及所述X路总声场强度确定所述第m个声源的声场强度，包括：

所述信息处理模块根据所述声场测量装置的方向信息、所述第m个声源的方向信息获得第m个声源对应的第x路总声场强度的延时处理参数，其中，x为大于等于1且小于等于X的整数；

所述信息处理模块根据所述延时处理参数以及所述X路总声场强度确定所述第m个声源的声场强度。