CN111261138B - 降噪系统确定方法及装置、噪声处理方法及装置 - Google Patents

降噪系统确定方法及装置、噪声处理方法及装置 Download PDF

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Abstract

公开了一种降噪系统确定方法及装置、噪声处理方法及装置。该降噪系统确定方法包括：基于空间声场中的第一传入装置确定空间声场对应的第一声场信息；基于待降噪区域中的第二传入装置确定待降噪区域对应的第二声场信息；确定初始系统，并基于第一声场信息和第二声场信息确定初始系统的参数，以生成降噪系统，其中，降噪系统用于控制次级声源装置发出与第二声场信息对应的降噪声波。本公开实施例能够充分考虑声场信息在传递路径中的变化情况，进而最终生成高精准度的降噪系统。此外，当降噪系统中设置有成分提取滤波器时，本公开实施例能够借助成分提取滤波器提取需要进行降噪处理的声场成分，进而实现简化噪声环境、降低降噪系统的计算量的目的。

Description

降噪系统确定方法及装置、噪声处理方法及装置
技术领域
本公开涉及信号处理技术领域，尤其涉及降噪系统确定方法及装置、噪声处理方法及装置、计算机可读存储介质及电子设备。
背景技术
一般情况下，空间内噪声的成分十分复杂，噪声是由各种各样的噪声源贡献，不同噪声成分在空间中进行混杂，以此形成让人感到不适的噪声，其中降低空间内噪声的一种方式为主动降噪，采用该种方式即系统驱动扬声器发出一个与噪声声波幅值相同，相位相反的降噪声波进行干涉抵消，该种方式涉及到的一个问题在于，如果对声场中的所有噪声成分都进行计算分析处理，会导致系统压力过大，系统处理效率低，不能满足实时性的需求，且产生的降噪效果也并非理想。
发明内容
为了解决上述技术问题，提出了本公开。本公开的实施例提供了一种降噪系统确定方法及装置、噪声处理方法及装置、计算机可读存储介质及电子设备。此外，本公开的实施例提供了一种能够实现精准降噪的采用声音成分提取的主动降噪方法。
一方面，本公开实施例提供一种降噪系统确定方法，应用于包括待降噪区域的空间声场，空间声场内设置有次级声源装置。该降噪系统确定方法包括：基于空间声场中的第一传入装置确定空间声场对应的第一声场信息；基于待降噪区域中的第二传入装置确定待降噪区域对应的第二声场信息，其中，第二声场信息与第一声场信息对应；确定初始系统，并基于第一声场信息和第二声场信息确定初始系统的参数，以生成降噪系统，其中，降噪系统用于控制次级声源装置发出与第二声场信息对应的降噪声波。
在本公开一实施例中，初始系统包括信号连接的成分提取滤波器和降噪滤波器，降噪滤波器与次级声源装置信号连接，基于所述第一声场信息和第二声场信息确定所述初始系统的参数，包括：基于第一声场信息和预设条件确定成分提取滤波器的系数；基于第一声场信息和第二声场信息确定降噪滤波器的系数。
在本公开一实施例中，基于第一声场信息和预设条件确定成分提取滤波器的系数，包括：基于第一声场信息计算空间声场对应的声源信息；基于声源信息和预设条件确定符合所述预设条件的声源；基于第一声场信息确定与符合预设条件的声源对应的第一噪声信号；基于第一噪声信号确定从第一声场信息提取第一噪声信号的第一传递函数，以确定成分提取滤波器的系数。
在本公开一实施例中，第一传入装置的数量为多个，多个第一传入装置各自对应有一声场采集信号，基于第一声场信息计算空间声场对应的声源信息，包括：基于多个第一传入装置各自对应的声场采集信号组合生成第一向量；计算第一向量对应的自谱矩阵；基于自谱矩阵确定第一空间声场对应的声源信息。
在本公开一实施例中，基于自谱矩阵确定第一空间声场对应的声源信息，包括：对自谱矩阵进行奇异值分解，以确定对角矩阵和矩阵U，其中，对角矩阵中的各对角线元素分别为声场采集信号的不同声源成分的统计强度，矩阵U表示声源成分到声源成分提取位置的传递矩阵；基于对角矩阵确定第一空间声场对应的声源信息。
在本公开一实施例中，基于第一声场信息和第二声场信息确定降噪滤波器的系数，包括：基于第二声场信息确定符合预设条件的声源对应的第二噪声信号；确定次级声源装置和第二传入装置之间的第二传递函数；确定降噪滤波器对应的第三传递函数，其中，第三传递函数基于降噪滤波器对应的初始滤波器系数确定；基于第二传递函数、第三传递函数和第一噪声信号确定第一降噪声波；基于第二噪声信号和第一降噪声波调整第三传递函数，以确定符合预设要求的滤波器系数。
在本公开一实施例中，噪声残余量的计算式为：
Figure RE-GDA0002472054280000021
其中，
Figure RE-GDA0002472054280000022
表征第二噪声信号，
Figure RE-GDA0002472054280000023
表征第一降噪声波，Ge(f)表征第二传递函数，Wv(f)表征第三传递函数，
Figure RE-GDA0002472054280000024
基于第一噪声信号经过傅里叶变换确定。
在本公开一实施例中，
Figure RE-GDA0002472054280000025
其中，w(n)表征滤波器系数，fk表征频宽，并且，
Figure RE-GDA0002472054280000026
其中，J表征所述噪声残余量的平方和，为功率谱密度函数，找寻约束空间内，J 值最小时对应的Wv(fk)确定为Wv(f)的值。
在本公开一实施例中，在基于第二传递函数、第三传递函数和第一噪声信号确定第一降噪声波之前，进一步包括：确定次级声源装置和第一传入装置之间的第四传递函数；基于第四传递函数和第一降噪声波确定第一噪声信号的干扰声波，其中，干扰声波由第一降噪声波生成；基于第一噪声信号抵消干扰声波，以生成第三噪声信号。其中，基于所述第二传递函数、第三传递函数和第一噪声信号确定第一降噪声波；基于第二噪声信号和第一降噪声波调整第三传递函数，以确定符合预设要求的滤波器系数，包括：基于第二传递函数、第三传递函数和第三噪声信号确定第二降噪声波；基于第二噪声信号和第二降噪声波调整第三传递函数，以确定符合预设要求的滤波器系数。
在另一方面，本公开实施例还提供一种噪声处理方法，应用于包括待降噪区域的空间声场，空间声场内设置有次级声源装置。该噪声处理方法包括：基于空间声场中的传入装置确定输入声场信息；将输入声场信息输入至降噪系统，并利用降噪系统控制次级声源装置发出与输入声场信息对应的降噪声波，其中，降噪系统基于上述任一实施例所提及的降噪系统确定方法获得。
在本公开一实施例中，在基于空间声场中的传入装置确定输入声场信息之后，还包括：基于空间声场的传入装置的位置信息确定传入装置的类型，其中，类型包括位于声源预设范围中和位于降噪区域中。其中，将输入声场信息输入至降噪系统，并利用降噪系统控制次级声源装置发出与输入声场信息对应的降噪声波，包括：基于类型将输入声场信息输入至降噪系统，并利用降噪系统控制次级声源装置发出与输入声场信息对应的降噪声波。
在另一方面，本公开实施例还提供一种降噪系统确定装置，应用于包括待降噪区域的空间声场，空间声场内设置有次级声源装置。该降噪系统确定装置包括：第一声场信息确定模块，用于基于空间声场中的第一传入装置确定空间声场对应的第一声场信息；第二声场信息确定模块，用于基于待降噪区域中的第二传入装置确定待降噪区域对应的第二声场信息，其中，第二声场信息与第一声场信息对应；降噪系统确定模块，用于确定初始系统，并基于第一声场信息和第二声场信息确定初始系统的参数，以生成降噪系统，其中，降噪系统用于控制次级声源装置发出与第二声场信息对应的降噪声波。
在另一方面，本公开实施例还提供一种噪声处理装置，应用于包括待降噪区域的空间声场，空间声场内设置有次级声源装置。该噪声处理装置包括：输入声场信息确定模块，用于基于空间声场中的传入装置确定输入声场信息；降噪声波确定模块，用于将输入声场信息输入至降噪系统，并利用降噪系统控制次级声源装置发出与输入声场信息对应的降噪声波，其中，降噪系统基于上述任一实施例所提及的降噪系统确定方法获得。
在另一方面，本公开实施例还提供一种计算机可读存储介质，该存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序用于执行上述任一实施例所述的降噪系统确定方法或上述任一实施例所述所述的噪声处理方法。
在另一方面，本公开实施例还提供一种电子设备，该电子设备包括：处理器；用于存储处理器可执行指令的存储器；所述处理器，用于执行上述任一实施例所述的降噪系统确定方法或上述任一实施例所述所述的噪声处理方法。
在另一方面，本公开实施例还提供一种采用声音成分提取的主动降噪方法，包括以下步骤：
S1、确定降噪区域，在需要降噪的空间内安装多个传入装置及输出装置；
S2、噪声声场统计特性分析，首先对噪声声场进行统计特性分析，通过计算各个麦克风中任意两个麦克风之间两个复合信号组合的统计相关函数即两个麦克风各自的复合信号组合的互谱矩阵的傅里叶变换，获取至少一组声场信号
Figure RE-GDA0002472054280000041
的自功率谱Cxx；对所述自功率谱Cxx进行奇异值分解，获得对角矩阵∑(f)＝UH(f)CxxU(f)；其中，所述对角矩阵∑(f)中的各对角线元素分别为所述声场信号
Figure RE-GDA0002472054280000042
的不同声源成分；U(f)为所述声场信号
Figure RE-GDA0002472054280000043
到声音成分提取位置的传递矩阵；随后利用所述传递矩阵U(f)对所述声场信号
Figure RE-GDA0002472054280000044
进行成分提取运算，获得需要的声音成分；
S3、启动降噪系统，对声场中的噪声信号进行初步的降噪，在很多情况下，次级声源在发出声音降低在误差麦克风位置即降噪区域处的噪音的同时，这个次级声场也会在参考麦克风处即噪声声源产生影响，因此需要在信号处理算法中先除去这部分影响从而保证输入给控制器的信息只包含原本噪声的信息，随后通过测得的声音成分构成的噪声信号形成的噪声声场计算出声场总能量公式，通过声场总能量公式求得使声场总能量最小的控制器参数；
S4、将步骤S3求得的控制器参数输入，主动降噪系统根据麦克风阵列采集的噪声信号计算出相应的反相声波，反相声波结合控制器参数对声场内的噪声信号进行降噪，麦克风阵列继续对经过降噪处理的噪声信号进行采集并由主动降噪系统继续进行降噪处理。
作为优选，步骤S2声源处计算所述声场信号
Figure RE-GDA0002472054280000045
中所包含的声音成分的步骤包括：
利用特征传递向量
Figure RE-GDA0002472054280000046
计算所述声场信号
Figure RE-GDA0002472054280000047
所对应的声音成分
Figure RE-GDA0002472054280000048
利用特征传递向量
Figure RE-GDA0002472054280000049
计算位置M处声音信号
Figure RE-GDA00024720542800000410
其中，特征传递向量
Figure RE-GDA00024720542800000411
为所述传递矩阵U(f)的第i列。
作为优选，所述声音信号
Figure RE-GDA00024720542800000412
为：
Figure RE-GDA00024720542800000413
其中，特征传递向量
Figure RE-GDA00024720542800000414
为所述传递矩阵U(f)的第i列，是对应所述对角矩阵∑(f)中需要提取的第i种声源成分的特征向量。
作为优选，声音成分
Figure RE-GDA00024720542800000415
其中，所述特征传递向量
Figure RE-GDA00024720542800000416
为所述传递矩阵U(f)的第i列，是对应所述对角矩阵∑(f)中需要提取的第i种声源成分的特征向量。
作为优选，所述声场信号为所述声场的频域信号；所述各组声场信号分别由不同的传感装置在不同的采样位置采样后，进行频域信号转换计算而获得。
作为优选，步骤S3在信号处理算法中先除去这部分影响从而保证输入给控制器的信息只包含原本噪声的信息，此时信号如下：
Figure RE-GDA00024720542800000417
；
Figure RE-GDA00024720542800000418
；
Figure RE-GDA00024720542800000419
表示的是第i种声音成分在误差麦克风处的信号，
Figure RE-GDA00024720542800000420
是第i种声音成分在降噪喇叭发出反相声波相抵消后在误差麦克风的信号，
Figure RE-GDA00024720542800000421
这个信号与
Figure RE-GDA00024720542800000422
的区别在于，
Figure RE-GDA00024720542800000423
是未经过反相声波抵消的、被误差麦克风采集到的信号，
Figure RE-GDA00024720542800000424
是第i种成分经过反相声波抵消后，误差麦克风采集到的该成分噪声的信号，Ge为降噪喇叭到降噪区域的传递函数，通过测量可以得到，
Figure RE-GDA0002472054280000051
为所述传递矩阵U(f)的第i列，指的是第i种成分的传递函数，是对应所述对角矩阵∑(f)中需要提取的第i种声音成分的特征向量，Wv是控制器参数， vi(f)是第i种声音成分信号在参考麦克风处的声音信号，这个公式的意思也就是降噪区域降噪后的噪声信号，等于降噪区域的噪声信号与反相声波叠加抵消后的信号。
作为优选，式中Wv可用以下公式表示：
Figure RE-GDA0002472054280000052
Wv m是控制器的传递函数，通过该组参数可以生成控制喇叭生成反相声波的信号，wm(n)是一个滤波器系数，v是记号，虚拟成分，m代表输出装置的编号，n是滤波器的阶数，Fk是频点，代表对应频段的功率，傅里叶变换之后有多少个小fk，通过需求决定，根据下式计算对应于确定的每个所述单独噪声信号的噪声滤波系数：
Figure RE-GDA0002472054280000053
其中，J表示第i个误差麦克风处的声场总功率，为第i个误差麦克风信号的功率谱密度函数，tr是迹求矩阵对角线元素的和，
Figure RE-GDA0002472054280000054
表示第i个单独噪声信号对应的实际噪声信号的自谱矩阵，表示的是采集点处或误差麦克风的自谱矩阵，
Figure RE-GDA0002472054280000055
表示vi 信号的功率谱密度函数，表示该信号的功率在不同频段上的分布情况，
Figure RE-GDA0002472054280000056
表示vi信号和
Figure RE-GDA0002472054280000057
信号的互谱矩阵，
Figure RE-GDA0002472054280000058
表示
Figure RE-GDA0002472054280000059
信号的功率谱密度函数，表示该信号的功率在不同频段上的分布情况。
本公开针对多个输入装置导致的计算量巨大的问题，在收集数据之后滤波系统进行分析处理，将多个传入通道采集的数据量降低为一个传入通道采集的数据量，极大地降低计算量，另一方面，结合采用声场成分提取的好处是可以简化噪声环境，只针对噪声中最需要降低的噪声成分进行降噪，也可以应用于声品质的建设，另外一次只提取某一声成分进行处理也是降低系统计算量的一种方式，如需要处理多种成分噪声，也可每种噪声成分单独提取，单独处理。
本公开实施例提供的降噪系统确定方法，通过基于空间声场中的第一传入装置确定空间声场对应的第一声场信息，然后基于待降噪区域中的第二传入装置确定待降噪区域对应的第二声场信息，继而基于第一声场信息和第二声场信息生成降噪系统的方式，实现了生成用于控制次级声源装置发出与第二声场信息对应的降噪声波的降噪系统的目的。由于本公开实施例是基于待降噪区域对应的第二声场信息以及空间声场对应的第一声场信息之间的传递关系生成降噪系统，因此，本公开实施例能够充分考虑声场信息在传递路径中的变化情况，进而最终生成高精准度的降噪系统。
附图说明
通过结合附图对本公开实施例进行更详细的描述，本公开的上述以及其他目的、特征和优势将变得更加明显。附图用来提供对本公开实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本公开实施例一起用于解释本公开，并不构成对本公开的限制。在附图中，相同的参考标号通常代表相同部件或步骤。
图1所示为本公开一示例性实施例提供的降噪系统确定方法的流程示意图。
图2所示为本公开一示例性实施例提供的基于第一声场信息和第二声场信息确定初始系统的参数的流程示意图。
图3所示为本公开一示例性实施例提供的基于第一声场信息和预设条件确定成分提取滤波器的系数的流程示意图。
图4所示为本公开一示例性实施例提供的基于第一声场信息计算空间声场对应的声源信息的流程示意图。
图5所示为本公开一示例性实施例提供的基于自谱矩阵确定第一空间声场对应的声源信息的流程示意图。
图6所示为本公开一示例性实施例提供的基于第一声场信息和第二声场信息确定降噪滤波器的系数的流程示意图。
图7所示为本公开另一示例性实施例提供的基于第一声场信息和第二声场信息确定降噪滤波器的系数的流程示意图。
图8所示为本公开一示例性实施例提供的噪声处理方法的流程示意图。
图9所示为本公开另一示例性实施例提供的噪声处理方法的流程示意图。
图10所示为本公开一示例性实施例提供的采用声音成分提取的主动降噪方法的流程示意图。
图11所示为本公开一示例性实施例提供的降噪系统确定装置的结构示意图。
图12所示为本公开一示例性实施例提供的降噪系统确定模块的结构示意图。
图13所示为本公开一示例性实施例提供的第一系数确定单元的结构示意图。
图14所示为本公开一示例性实施例提供的声源信息确定子单元的结构示意图。
图15所示为本公开一示例性实施例提供的第一确定子单元的结构示意图。
图16所示为本公开一示例性实施例提供的第二系数确定单元的结构示意图。
图17所示为本公开另一示例性实施例提供的第二系数确定单元的结构示意图。
图18所示为本公开一示例性实施例提供的噪声处理装置的结构示意图。
图19所示为本公开另一示例性实施例提供的噪声处理装置的结构示意图。
图20所示为本公开一示例性实施例提供的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
下面详细描述本公开的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本公开，而不能理解为对本公开的限制。
在本公开的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
图1所示为本公开一示例性实施例提供的降噪系统确定方法的流程示意图。具体地，本公开实施例提供的降噪系统确定方法应用于包括待降噪区域的空间声场，且该空间声场内设置有次级声源装置。如图1所示，本公开实施例提供的降噪系统确定方法包括如下步骤。
步骤10，基于空间声场中的第一传入装置确定空间声场对应的第一声场信息。
示例性地，第一传入装置为麦克风或其他能够采集声场信息的装置。
步骤20，基于待降噪区域中的第二传入装置确定待降噪区域对应的第二声场信息，其中，第二声场信息与第一声场信息对应。
同理，第二传入装置为麦克风或其他能够采集声场信息的装置。
步骤20中提及的待降噪区域指的是空间声场中的待降噪区域。比如，空间声场为汽车形成的空间声场，该空间声场中包括风噪、引擎噪声和胎噪等，对应地，待降噪区域为汽车驾驶舱。
步骤30，确定初始系统，并基于第一声场信息和第二声场信息确定初始系统的参数，以生成降噪系统，其中，降噪系统用于控制次级声源装置发出与第二声场信息对应的降噪声波。
示例性地，步骤30中提及的初始系统指的是基于自动控制原理生成的控制系统，其中，该控制系统中可包括滤波器等结构。对应地，初始系统的参数为滤波器等结构的系数。
示例性地，次级声源装置为扬声器等能够发出降噪声波的装置。
在实际应用过程中，首先基于空间声场中的第一传入装置确定空间声场对应的第一声场信息，然后基于待降噪区域中的第二传入装置确定待降噪区域对应的第二声场信息，继而确定初始系统，并基于第一声场信息和第二声场信息确定初始系统的参数，以生成降噪系统。
本公开实施例提供的降噪系统确定方法，通过基于空间声场中的第一传入装置确定空间声场对应的第一声场信息，然后基于待降噪区域中的第二传入装置确定待降噪区域对应的第二声场信息，继而基于第一声场信息和第二声场信息生成降噪系统的方式，实现了生成用于控制次级声源装置发出与第二声场信息对应的降噪声波的降噪系统的目的。由于本公开实施例是基于待降噪区域对应的第二声场信息以及空间声场对应的第一声场信息之间的传递关系生成降噪系统，因此，本公开实施例能够充分考虑声场信息在传递路径中的变化情况，进而最终生成高精准度的降噪系统。
图2所示为本公开一示例性实施例提供的基于第一声场信息和第二声场信息确定初始系统的参数的流程示意图。在本公开图1所示实施例的基础上延伸出本公开图2所示实施例，下面着重叙述图2所示实施例与图1所示实施例的不同之处，相同之处不再赘述。
如图2所示，在本公开实施例提供的降噪系统确定方法中，初始系统包括信号连接的成分提取滤波器和降噪滤波器，并且成分提取滤波器输出的信号为降噪滤波器的输入信号。其中，基于第一声场信息和第二声场信息确定初始系统的参数步骤包括如下步骤。
步骤31，基于第一声场信息和预设条件确定成分提取滤波器的系数。
步骤31中提及的成分提取滤波器能够提取第一声场信息中的符合预设条件的声场成分。比如，第一声场信息中包括多个声场成分，预设条件为提取该多个声场成分中能量最高的声场成分，那么，成分提取滤波器的系数就基于第一声场信息和上述预设条件确定。
步骤32，基于第一声场信息和第二声场信息确定降噪滤波器的系数。
示例性地，步骤32中提及的降噪滤波器指的是能够滤除掉上述提及的符合预设条件的声场成分的降噪滤波器。
在本公开一实施例中，降噪滤波器为主动降噪(Active Noise Control,ANC)滤波器。
在实际应用过程中，首先基于空间声场中的第一传入装置确定空间声场对应的第一声场信息，然后基于待降噪区域中的第二传入装置确定待降噪区域对应的第二声场信息，继而确定初始系统，基于第一声场信息和预设条件确定成分提取滤波器的系数，并基于第一声场信息和第二声场信息确定降噪滤波器的系数，以生成降噪系统。
本公开实施例提供的降噪系统确定方法，利用成分提取滤波器实现了提取需要进行降噪处理的声场成分的目的，进而实现了简化噪声环境、降低降噪系统的计算量的目的。
图3所示为本公开一示例性实施例提供的基于第一声场信息和预设条件确定成分提取滤波器的系数的流程示意图。在本公开图2所示实施例的基础上延伸出本公开图3所示实施例，下面着重叙述图3所示实施例与图2所示实施例的不同之处，相同之处不再赘述。
如图3所示，在本公开实施例提供的降噪系统确定方法中，基于第一声场信息和预设条件确定成分提取滤波器的系数步骤包括如下步骤。
步骤311，基于第一声场信息计算空间声场对应的声源信息。
步骤312，基于声源信息和预设条件确定符合预设条件的声源。
示例性地，待降噪区域为汽车驾驶舱，声源包括引擎声源、风噪声源等。
需要说明的是，此处提及的符合预设条件的声源指的是与预设条件对应的声源。比如，预设条件为提取该多个声场成分中能量最高的声场成分，那么，符合预设条件的声源指的是能量最好的声场成分对应的声源。
步骤313，基于第一声场信息确定与符合预设条件的声源对应的第一噪声信号。
步骤314，基于第一噪声信号确定从第一声场信息提取第一噪声信号的第一传递函数，以确定成分提取滤波器的系数。
即，基于从第一声场信息提取第一噪声信号的第一传递函数确定成分提取滤波器的系数。应当理解，成分提取滤波器的频域表达即为第一传递函数。
在实际应用过程中，首先基于空间声场中的第一传入装置确定空间声场对应的第一声场信息，然后基于待降噪区域中的第二传入装置确定待降噪区域对应的第二声场信息，继而确定初始系统，基于第一声场信息计算空间声场对应的声源信息，并基于声源信息和预设条件确定符合预设条件的声源，然后基于第一声场信息确定与符合预设条件的声源对应的第一噪声信号，并基于第一噪声信号确定从第一声场信息提取第一噪声信号的第一传递函数，以确定成分提取滤波器的系数，最后基于第一声场信息和第二声场信息确定降噪滤波器的系数，以生成降噪系统。
本公开实施例提供的降噪系统确定方法实现了基于第一声场信息和预设条件确定成分提取滤波器的系数的目的。
图4所示为本公开一示例性实施例提供的基于第一声场信息计算空间声场对应的声源信息的流程示意图。在本公开图3所示实施例的基础上延伸出本公开图4所示实施例，下面着重叙述图4所示实施例与图3所示实施例的不同之处，相同之处不再赘述。
如图4所示，在本公开实施例提供的降噪系统确定方法中，第一传入装置的数量为多个，并且多个第一传入装置各自对应有一声场采集信号。其中，基于第一声场信息计算空间声场对应的声源信息步骤包括如下步骤。
步骤3111，基于多个第一传入装置各自对应的声场采集信号组合生成第一向量。
步骤3112，计算第一向量对应的自谱矩阵。
步骤3113，基于自谱矩阵确定第一空间声场对应的声源信息。
在实际应用过程中，首先基于空间声场中的第一传入装置确定空间声场对应的第一声场信息，然后基于待降噪区域中的第二传入装置确定待降噪区域对应的第二声场信息，继而确定初始系统，基于第一声场信息计算空间声场对应的声源信息，并基于声源信息和预设条件确定符合预设条件的声源，然后基于第一声场信息确定与符合预设条件的声源对应的第一噪声信号，并基于第一噪声信号确定从第一声场信息提取第一噪声信号的第一传递函数，以确定成分提取滤波器的系数，最后基于第一声场信息和第二声场信息确定降噪滤波器的系数，以生成降噪系统。
本公开实施例提供的降噪系统确定方法，通过基于多个第一传入装置各自对应的声场采集信号组合生成第一向量，计算第一向量对应的自谱矩阵，并基于自谱矩阵确定第一空间声场对应的声源信息的方式，实现了基于第一声场信息计算空间声场对应的声源信息的目的。
本领域技术人员能够理解，图4所示实施例是图10所示实施例中的步骤S2中的部分内容的上位方案。
在本公开一实施例中，基于自谱矩阵确定第一空间声场对应的声源信息步骤的具体实现方式见图5所示实施例。
具体地，图5所示为本公开一示例性实施例提供的基于自谱矩阵确定第一空间声场对应的声源信息的流程示意图。如图5所示，在本公开实施例提供的降噪系统确定方法中，基于自谱矩阵确定第一空间声场对应的声源信息步骤包括如下步骤。
步骤31131，对自谱矩阵进行奇异值分解，以确定对角矩阵和矩阵U，其中，对角矩阵中的各对角线元素分别为声场采集信号的不同声源成分的统计强度，矩阵U表示声源成分到声源成分提取位置的传递矩阵。
步骤31132，基于对角矩阵确定第一空间声场对应的声源信息。
同样，本领域技术人员能够理解，图5所示实施例是图10所示实施例中的步骤S2中的部分内容的概括。
图6所示为本公开一示例性实施例提供的基于第一声场信息和第二声场信息确定降噪滤波器的系数的流程示意图。在本公开图2所示实施例的基础上延伸出本公开图6所示实施例，下面着重叙述图6所示实施例与图2所示实施例的不同之处，相同之处不再赘述。
如图6所示，在本公开实施例提供的降噪系统确定方法中，基于第一声场信息和第二声场信息确定降噪滤波器的系数步骤包括如下步骤。
步骤321，基于第二声场信息确定符合预设条件的声源对应的第二噪声信号。
示例性地，符合预设条件的声源对应的第二噪声信号，指的是符合预设条件的声源发出的第一噪声信号传送到待降噪区域时，所实际产生的噪声信号。
步骤322，确定次级声源装置和第二传入装置之间的第二传递函数。
步骤323，确定降噪滤波器对应的第三传递函数，其中，第三传递函数基于降噪滤波器对应的初始滤波器系数确定。
需要说明的是，降噪滤波器对应的第三传递函数，指的是在未基于第一声场信息和第二声场信息确定降噪滤波器的系数之前，降噪滤波器对应的传递函数。即，第三传递函数基于降噪滤波器对应的初始滤波器系数确定。
步骤324，基于第二传递函数、第三传递函数和第一噪声信号确定第一降噪声波。
步骤325，基于第二噪声信号和第一降噪声波调整第三传递函数，以确定符合预设要求的滤波器系数。
示例性地，噪声残余量的计算式为：
Figure RE-GDA0002472054280000101
其中，
Figure RE-GDA0002472054280000102
表征第二噪声信号，
Figure RE-GDA0002472054280000103
表征第一降噪声波，Ge(f)表征第二传递函数，Wv(f)表征第三传递函数，
Figure RE-GDA0002472054280000104
基于第一噪声信号经过傅里叶变换确定。
在本公开一实施例中，
Figure RE-GDA0002472054280000111
其中，w(n)表征滤波器系数，fk表征频宽。
本领域技术人员能够理解，图6所示实施例是图10所示实施例中的步骤S3中的部分内容对应。比如，此处提及的
Figure RE-GDA0002472054280000112
即为图10所示实施例中的vi(f)，此处提及的Wv(fk) 即为图10所示实施例中的Wv m(f)。这些表达上的区别并不影响本领域技术人员清楚理解本公开实施例。
本公开实施例提供的降噪系统确定方法，通过基于第二声场信息确定符合预设条件的声源对应的第二噪声信号，确定次级声源装置和第二传入装置之间的第二传递函数，确定降噪滤波器对应的第三传递函数，继而基于第二传递函数、第三传递函数和第一噪声信号确定第一降噪声波，并基于第二噪声信号和第一降噪声波调整第三传递函数，以确定符合预设要求的滤波器系数的方式，实现了基于第一声场信息和第二声场信息确定降噪滤波器的系数的目的。
图7所示为本公开另一示例性实施例提供的基于第一声场信息和第二声场信息确定降噪滤波器的系数的流程示意图。在本公开图6所示实施例的基础上延伸出本公开图7所示实施例，下面着重叙述图7所示实施例与图6所示实施例的不同之处，相同之处不再赘述。
如图7所示，在本公开实施例提供的降噪系统确定方法中，在基于第二传递函数、第三传递函数和第一噪声信号确定第一降噪声波之前，还包括如下步骤。
步骤326，确定次级声源装置和第一传入装置之间的第四传递函数。
步骤327，基于第四传递函数和第一降噪声波确定第一噪声信号的干扰声波，其中，干扰声波由第一降噪声波生成。
步骤328，基于第一噪声信号抵消干扰声波，以生成第三噪声信号。
并且，在本公开实施例中，基于第二传递函数、第三传递函数和第一噪声信号确定第一降噪声波步骤包括如下步骤。
步骤3241，基于第二传递函数、第三传递函数和第三噪声信号确定第二降噪声波。
并且，在本公开实施例中，基于第二噪声信号和第一降噪声波调整第三传递函数，以确定符合预设要求的滤波器系数步骤包括如下步骤。
步骤3251，基于第二噪声信号和第二降噪声波调整第三传递函数，以确定符合预设要求的滤波器系数。
本公开实施例提供的降噪系统确定方法，通过首先基于第一噪声信号抵消第一降噪声波产生的干扰声波，然后再根据抵消后生成的第二降噪声波和第二噪声信号确定符合预设要求的滤波器系数的方式，减缓甚至消除了次级声源装置对降噪系统的干扰，提高了所确定的降噪系统的降噪精准度。
图8所示为本公开一示例性实施例提供的噪声处理方法的流程示意图。具体地，本公开实施例提供的噪声处理方法应用于包括待降噪区域的空间声场，并且该空间声场内设置有次级声源装置。
如图8所示，本公开实施例提供的噪声处理方法包括如下步骤。
步骤40，基于空间声场中的传入装置确定输入声场信息。
示例性地，传入装置为麦克风，输入声场信息指的是传入装置采集的声场信息。
步骤50，将输入声场信息输入至降噪系统，并利用降噪系统控制次级声源装置发出与输入声场信息对应的降噪声波。
示例性地，步骤50中提及的降噪系统基于上述任一实施例所提及的降噪系统确定方法获得。
在本公开一实施例中，次级声源装置为降噪扬声器。
本公开实施例提供的噪声处理方法，通过基于空间声场中的传入装置确定输入声场信息，进而将输入声场信息输入至降噪系统，并利用降噪系统控制次级声源装置发出与输入声场信息对应的降噪声波的方式，实现了对待降噪区域进行降噪处理的目的。当本公开实施例提供的噪声处理方法基于上述实施例提供的降噪系统确定方法所确定的降噪系统实现时，本公开实施例不但能够提高降噪精准度，而且能够有效提高降噪实时性。
图9所示为本公开另一示例性实施例提供的噪声处理方法的流程示意图。在本公开图8所示实施例的基础上延伸出本公开图9所示实施例，下面着重叙述图9所示实施例与图8所示实施例的不同之处，相同之处不再赘述。
如图9所示，在本公开实施例提供的噪声处理方法中，在基于空间声场中的传入装置确定输入声场信息步骤之后还包括如下步骤。
步骤60，基于空间声场的传入装置的位置信息确定传入装置的类型，其中类型包括位于声源预设范围中和位于降噪区域中。
应当理解，当传入装置位于声源预设范围时，传入装置可以为下述实施例提及的参考麦克风；当传入装置位于降噪区域时，传入装置可以为下述实施例提及的误差麦克风。
并且，在本公开实施例中，将输入声场信息输入至降噪系统，并利用降噪系统控制次级声源装置发出与输入声场信息对应的降噪声波步骤包括如下步骤。
步骤51，基于类型将输入声场信息输入至降噪系统，并利用降噪系统控制次级声源装置发出与输入声场信息对应的降噪声波。
在实际应用过程中，首先基于空间声场中的传入装置确定输入声场信息，然后基于空间声场的传入装置的位置信息确定传入装置的类型，最后基于类型将输入声场信息输入至降噪系统，并利用降噪系统控制次级声源装置发出与输入声场信息对应的降噪声波。
无论传入装置位于声源预设范围还是位于降噪区域，本公开实施例均能够基于降噪系统实现待降噪区域的精准噪声处理的目的。因此，本公开实施例提供的噪声处理方法具有很好地适应能力和应用广泛性。
本领域技术人员能够理解，上述实施例提及的降噪系统确定方法和噪声处理方法，能够与下述实施例提及的采用声音成分提取的主动降噪方法对应。
图10所示为本公开一示例性实施例提供的采用声音成分提取的主动降噪方法的流程示意图。下面参照图10描述根据本公开实施例的一种采用声音成分提取的主动降噪方法，包括以下步骤。
S1、确定降噪区域，在需要降噪的空间内安装多个传入装置及输出装置；
S2、噪声声场统计特性分析，首先对噪声声场进行统计特性分析，通过计算各个麦克风中任意两个麦克风之间两个复合信号组合的统计相关函数即两个麦克风各自的复合信号组合的互谱矩阵的傅里叶变换，获取至少一组声场信号
Figure RE-GDA0002472054280000131
的自功率谱Cxx；对所述自功率谱Cxx进行奇异值分解，获得对角矩阵∑(f)＝UH(f)CxxU(f)；其中，所述对角矩阵∑(f)中的各对角线元素分别为所述声场信号
Figure RE-GDA0002472054280000132
的不同声源成分；U(f)为所述声场信号
Figure RE-GDA0002472054280000133
到声音成分提取位置的传递矩阵；随后利用所述传递矩阵U(f)对所述声场信号
Figure RE-GDA0002472054280000134
进行成分提取运算，获得需要的声音成分；
S3、启动降噪系统，对声场中的噪声信号进行初步的降噪，在很多情况下，次级声源在发出声音降低在误差麦克风位置即降噪区域处的噪音的同时，这个次级声场也会在参考麦克风处即噪声声源产生影响，因此需要在信号处理算法中先除去这部分影响从而保证输入给控制器的信息只包含原本噪声的信息，随后通过测得的声音成分构成的噪声信号形成的噪声声场计算出声场总能量公式，通过声场总能量公式求得使声场总能量最小的控制器参数；
S4、将步骤S3求得的控制器参数输入，主动降噪系统根据麦克风阵列采集的噪声信号计算出相应的反相声波，反相声波结合控制器参数对声场内的噪声信号进行降噪，麦克风阵列继续对经过降噪处理的噪声信号进行采集并由主动降噪系统继续进行降噪处理。
作为优选，步骤S2声源处计算所述声场信号
Figure RE-GDA0002472054280000135
中所包含的声音成分的步骤包括：
利用特征传递向量
Figure RE-GDA0002472054280000136
计算所述声场信号
Figure RE-GDA0002472054280000137
所对应的声音成分
Figure RE-GDA0002472054280000138
利用特征传递向量
Figure RE-GDA0002472054280000139
计算位置M处声音信号
Figure RE-GDA00024720542800001310
其中，特征传递向量
Figure RE-GDA00024720542800001311
为所述传递矩阵U(f)的第i列。
作为优选，所述声音信号
Figure RE-GDA00024720542800001312
为：
Figure RE-GDA00024720542800001313
其中，特征传递向量
Figure RE-GDA00024720542800001314
为所述传递矩阵U(f)的第i列，是对应所述对角矩阵∑(f)中需要提取的第i种声源成分的特征向量。
作为优选，声音成分
Figure RE-GDA00024720542800001315
其中，所述特征传递向量
Figure RE-GDA00024720542800001316
为所述传递矩阵U(f)的第i列，是对应所述对角矩阵∑(f)中需要提取的第i种声源成分的特征向量。
作为优选，所述声场信号为所述声场的频域信号；所述各组声场信号分别由不同的传感装置在不同的采样位置采样后，进行频域信号转换计算而获得。
作为优选，步骤S3在信号处理算法中先除去这部分影响从而保证输入给控制器的信息只包含原本噪声的信息，此时信号如下：
Figure RE-GDA0002472054280000141
；
Figure RE-GDA0002472054280000142
；
Figure RE-GDA0002472054280000143
表示的是第i种声音成分在误差麦克风处的信号，
Figure RE-GDA0002472054280000144
是第i种声音成分在降噪喇叭发出反相声波相抵消后在误差麦克风的信号，
Figure RE-GDA0002472054280000145
这个信号与
Figure RE-GDA0002472054280000146
的区别在于，
Figure RE-GDA0002472054280000147
是未经过反相声波抵消的、被误差麦克风采集到的信号，
Figure RE-GDA0002472054280000148
是第i种成分经过反相声波抵消后，误差麦克风采集到的该成分噪声的信号，Ge为降噪喇叭到降噪区域的传递函数，通过测量可以得到，
Figure RE-GDA0002472054280000149
为所述传递矩阵U(f)的第i列，指的是第i种成分的传递函数，是对应所述对角矩阵∑(f)中需要提取的第i种声音成分的特征向量，Wv是控制器参数， vi(f)是第i种声音成分信号在参考麦克风处的声音信号，这个公式的意思也就是降噪区域降噪后的噪声信号，等于降噪区域的噪声信号与反相声波叠加抵消后的信号。
作为优选，式中Wv可用以下公式表示：
Figure RE-GDA00024720542800001410
Wv m是控制器的传递函数，通过该组参数可以生成控制喇叭生成反相声波的信号，wm(n)是一个滤波器系数，v是记号，虚拟成分，m代表输出装置的编号，n是滤波器的阶数，Fk是频点，代表对应频段的功率，傅里叶变换之后有多少个小fk，通过需求决定，根据下式计算对应于确定的每个所述单独噪声信号的噪声滤波系数：
Figure RE-GDA00024720542800001411
其中，J表示第i个误差麦克风处的声场总功率，为第i个误差麦克风信号的功率谱密度函数，tr是迹求矩阵对角线元素的和，
Figure RE-GDA00024720542800001412
表示第i个单独噪声信号对应的实际噪声信号的自谱矩阵，表示的是采集点处或误差麦克风的自谱矩阵，
Figure RE-GDA00024720542800001413
表示vi信号的功率谱密度函数，表示该信号的功率在不同频段上的分布情况，
Figure RE-GDA00024720542800001414
表示vi信号和
Figure RE-GDA00024720542800001415
信号的互谱矩阵，
Figure RE-GDA00024720542800001416
表示
Figure RE-GDA00024720542800001417
信号的功率谱密度函数，表示该信号的功率在不同频段上的分布情况。
本公开针对多个输入装置导致的计算量巨大的问题，在收集数据之后滤波系统进行分析处理，将多个传入通道采集的数据量降低为一个传入通道采集的数据量，极大地降低计算量，另一方面，结合采用声场成分提取的好处是可以简化噪声环境，只针对噪声中最需要降低的噪声成分进行降噪，也可以应用于声品质的建设，另外一次只提取某一声成分进行处理也是降低系统计算量的一种方式，如需要处理多种成分噪声，也可每种噪声成分单独提取，单独处理。
图11所示为本公开一示例性实施例提供的降噪系统确定装置的结构示意图。如图11所示，本公开实施例提供的降噪系统确定装置包括：
第一声场信息确定模块100，用于基于空间声场中的第一传入装置确定空间声场对应的第一声场信息；
第二声场信息确定模块200，用于基于待降噪区域中的第二传入装置确定待降噪区域对应的第二声场信息，其中，第二声场信息与第一声场信息对应；
降噪系统确定模块300，用于确定初始系统，并基于第一声场信息和第二声场信息确定初始系统的参数，以生成降噪系统，其中，降噪系统用于控制次级声源装置发出与第二声场信息对应的降噪声波。
图12所示为本公开一示例性实施例提供的降噪系统确定模块的结构示意图。在本公开图11所示实施例的基础上延伸出本公开图12所示实施例，下面着重叙述图12所示实施例与图11所示实施例的不同之处，相同之处不再赘述。
如图12所示，在本公开实施例提供的降噪系统确定装置中，降噪系统确定模块300包括：
第一系数确定单元310，用于基于第一声场信息和预设条件确定成分提取滤波器的系数；
第二系数确定单元320，用于基于第一声场信息和第二声场信息确定降噪滤波器的系数。
图13所示为本公开一示例性实施例提供的第一系数确定单元的结构示意图。在本公开图12所示实施例的基础上延伸出本公开图13所示实施例，下面着重叙述图13所示实施例与图12所示实施例的不同之处，相同之处不再赘述。
如图13所示，在本公开实施例提供的降噪系统确定装置中，第一系数确定单元310包括：
声源信息确定子单元3110，用于基于第一声场信息计算空间声场对应的声源信息；
声源确定子单元3120，用于基于声源信息和预设条件确定符合预设条件的声源；
第一噪声信号确定子单元3130，用于基于第一声场信息确定与符合预设条件的声源对应的第一噪声信号；
第一系数确定子单元3140，用于基于第一噪声信号确定从第一声场信息提取第一噪声信号的第一传递函数，以确定成分提取滤波器的系数。
图14所示为本公开一示例性实施例提供的声源信息确定子单元的结构示意图。在本公开图13所示实施例的基础上延伸出本公开图14所示实施例，下面着重叙述图14 所示实施例与图13所示实施例的不同之处，相同之处不再赘述。
如图14所示，在本公开实施例提供的降噪系统确定装置中，声源信息确定子单元3110包括：
第一向量生成子单元31110，用于基于多个第一传入装置各自对应的声场采集信号组合生成第一向量；
自谱矩阵确定子单元31120，用于计算第一向量对应的自谱矩阵；
第一确定子单元31130，用于基于自谱矩阵确定第一空间声场对应的声源信息。
图15所示为本公开一示例性实施例提供的第一确定子单元的结构示意图。在本公开图14所示实施例的基础上延伸出本公开图15所示实施例，下面着重叙述图15所示实施例与图14所示实施例的不同之处，相同之处不再赘述。
如图15所示，在本公开实施例提供的降噪系统确定装置中，第一确定子单元31130包括：
对角矩阵确定子单元311310，用于对自谱矩阵进行奇异值分解，以确定对角矩阵和矩阵U，其中，对角矩阵中的各对角线元素分别为声场采集信号的不同声源成分的统计强度，矩阵U表示声源成分到声源成分提取位置的传递矩阵；
第二确定子单元311320，用于基于对角矩阵确定第一空间声场对应的声源信息。
图16所示为本公开一示例性实施例提供的第二系数确定单元的结构示意图。在本公开图12所示实施例的基础上延伸出本公开图16所示实施例，下面着重叙述图16所示实施例与图12所示实施例的不同之处，相同之处不再赘述。
如图16所示，在本公开实施例提供的降噪系统确定装置中，第二系数确定单元320包括：
第二噪声信号确定子单元3210，用于基于第二声场信息确定符合预设条件的声源对应的第二噪声信号；
第二传递函数确定子单元3220，用于确定次级声源装置和第二传入装置之间的第二传递函数；
第二系数确定子单元3230，用于确定降噪滤波器对应的第三传递函数，其中，第三传递函数基于降噪滤波器对应的初始滤波器系数确定；
第一降噪声波确定子单元3240，用于基于第二传递函数、第三传递函数和第一噪声信号确定第一降噪声波；
第一调整子单元3250，用于基于第二噪声信号和第一降噪声波调整第三传递函数，以确定符合预设要求的滤波器系数。
图17所示为本公开另一示例性实施例提供的第二系数确定单元的结构示意图。在本公开图16所示实施例的基础上延伸出本公开图17所示实施例，下面着重叙述图17 所示实施例与图16所示实施例的不同之处，相同之处不再赘述。
如图17所示，在本公开实施例提供的降噪系统确定装置中，第二系数确定单元320还包括：
第四传递函数确定子单元3260，用于确定次级声源装置和第一传入装置之间的第四传递函数；
干扰声波确定子单元3270，用于基于第四传递函数和第一降噪声波确定第一噪声信号的干扰声波，其中，干扰声波由第一降噪声波生成；
第三噪声信号确定子单元3280，用于基于第一噪声信号抵消干扰声波，以生成第三噪声信号。
并且，在本公开实施例中，第一降噪声波确定子单元3240包括：
第二降噪声波确定子单元32410，用于基于第二传递函数、第三传递函数和第三噪声信号确定第二降噪声波。
并且，在本公开实施例中，第一调整子单元3250包括：
第二调整子单元32510，用于基于第二噪声信号和第二降噪声波调整第三传递函数，以确定符合预设要求的滤波器系数。
图18所示为本公开一示例性实施例提供的噪声处理装置的结构示意图。如图18所示，本公开实施例提供的噪声处理装置包括：
输入声场信息确定模块400，用于基于空间声场中的传入装置确定输入声场信息；
降噪声波确定模块500，用于将输入声场信息输入至降噪系统，并利用降噪系统控制次级声源装置发出与输入声场信息对应的降噪声波。
图19所示为本公开另一示例性实施例提供的噪声处理装置的结构示意图。在本公开图18所示实施例的基础上延伸出本公开图19所示实施例，下面着重叙述图19所示实施例与图18所示实施例的不同之处，相同之处不再赘述。
如图19所示，本公开实施例提供的噪声处理装置还包括：
类型确定模块600，用于基于空间声场的传入装置的位置信息确定传入装置的类型，其中类型包括位于声源预设范围中和位于降噪区域中。
并且，在本公开实施例中，降噪声波确定模块500包括：
降噪声波确定单元510，用于基于类型将输入声场信息输入至降噪系统，并利用降噪系统控制次级声源装置发出与输入声场信息对应的降噪声波。
应当理解，图11至图17提供的降噪系统确定装置中的第一声场信息确定模块100、第二声场信息确定模块200和降噪系统确定模块300，以及降噪系统确定模块300中包括的第一系数确定单元310和第二系数确定单元320，以及第一系数确定单元310中包括的声源信息确定子单元3110、声源确定子单元3120、第一噪声信号确定子单元3130 和第一系数确定子单元3140，以及声源信息确定子单元3110中包括的第一向量生成子单元31110、自谱矩阵确定子单元31120和第一确定子单元31130，以及第一确定子单元31130中包括的对角矩阵确定子单元311310和第二确定子单元311320，以及第二系数确定单元320中包括的第二噪声信号确定子单元3210、第二传递函数确定子单元 3220、第二系数确定子单元3230、第一降噪声波确定子单元3240、第一调整子单元3250、第四传递函数确定子单元3260、干扰声波确定子单元3270和第三噪声信号确定子单元 3280，以及第一降噪声波确定子单元3240中包括的第二降噪声波确定子单元32410，以及第一调整子单元3250中包括的第二调整子单元32510的操作和功能可以参考上述图1 至图7提供的降噪系统确定方法，为了避免重复，在此不再赘述。
此外，应当理解，图18和图19提供的噪声处理装置中的输入声场信息确定模块400、降噪声波确定模块500和类型确定模块600，以及降噪声波确定模块500中包括的降噪声波确定单元510的操作和功能可以参考上述图8和图9提供的噪声处理方法，为了避免重复，在此不再赘述。
下面，参考图20来描述根据本公开实施例的电子设备。图20所示为本公开一示例性实施例提供的电子设备的结构示意图。
如图20所示，电子设备70包括一个或多个处理器701和存储器702。
处理器701可以是中央处理单元(CPU)或者具有数据处理能力和/或指令执行能力的其他形式的处理单元，并且可以控制电子设备70中的其他组件以执行期望的功能。
存储器702可以包括一个或多个计算机程序产品，所述计算机程序产品可以包括各种形式的计算机可读存储介质，例如易失性存储器和/或非易失性存储器。所述易失性存储器例如可以包括随机存取存储器(RAM)和/或高速缓冲存储器(cache)等。所述非易失性存储器例如可以包括只读存储器(ROM)、硬盘、闪存等。在所述计算机可读存储介质上可以存储一个或多个计算机程序指令，处理器701可以运行所述程序指令，以实现上文所述的本公开的各个实施例的降噪系统确定方法、噪声处理方法以及/或者其他期望的功能。在所述计算机可读存储介质中还可以存储诸如声场信息等各种内容。
在一个示例中，电子设备70还可以包括：输入装置703和输出装置704，这些组件通过总线系统和/或其他形式的连接机构(未示出)互连。
该输入装置703可以包括例如键盘、鼠标等等。
该输出装置704可以向外部输出各种信息，包括确定出的降噪声波等。该输出装置704可以包括例如显示器、通信网络及其所连接的远程输出设备等等。
当然，为了简化，图20中仅示出了该电子设备70中与本公开有关的组件中的一些，省略了诸如总线、输入/输出接口等等的组件。除此之外，根据具体应用情况，电子设备 4还可以包括任何其他适当的组件。
除了上述方法和设备以外，本公开的实施例还可以是计算机程序产品，其包括计算机程序指令，所述计算机程序指令在被处理器运行时使得所述处理器执行本说明书上述“示例性方法”部分中描述的根据本公开各种实施例的降噪系统确定方法和噪声处理方法中的步骤。
所述计算机程序产品可以以一种或多种程序设计语言的任意组合来编写用于执行本公开实施例操作的程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言，诸如Java、C++等，还包括常规的过程式程序设计语言，诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算设备上执行、部分地在用户设备上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算设备上部分在远程计算设备上执行、或者完全在远程计算设备或服务器上执行。
此外，本公开的实施例还可以是计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，所述计算机程序指令在被处理器运行时使得所述处理器执行本说明书上述“示例性方法”部分中描述的根据本公开各种实施例的降噪系统确定方法和噪声处理方法中的步骤。
所述计算机可读存储介质可以采用一个或多个可读介质的任意组合。可读介质可以是可读信号介质或者可读存储介质。可读存储介质例如可以包括但不限于电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM 或闪存)、光纤、便携式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。
以上结合具体实施例描述了本公开的基本原理，但是，需要指出的是，在本公开中提及的优点、优势、效果等仅是示例而非限制，不能认为这些优点、优势、效果等是本公开的各个实施例必须具备的。另外，上述公开的具体细节仅是为了示例的作用和便于理解的作用，而非限制，上述细节并不限制本公开为必须采用上述具体的细节来实现。
本公开中涉及的器件、装置、设备、系统的方框图仅作为例示性的例子并且不意图要求或暗示必须按照方框图示出的方式进行连接、布置、配置。如本领域技术人员将认识到的，可以按任意方式连接、布置、配置这些器件、装置、设备、系统。诸如“包括”、“包含”、“具有”等等的词语是开放性词汇，指“包括但不限于”，且可与其互换使用。这里所使用的词汇“或”和“和”指词汇“和/或”，且可与其互换使用，除非上下文明确指示不是如此。这里所使用的词汇“诸如”指词组“诸如但不限于”，且可与其互换使用。
还需要指出的是，在本公开的装置、设备和方法中，各部件或各步骤是可以分解和/或重新组合的。这些分解和/或重新组合应视为本公开的等效方案。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本公开的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本公开的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本公开的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本公开的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (14)

1.一种降噪系统确定方法，其特征在于，应用于包括待降噪区域的空间声场，所述空间声场内设置有次级声源装置，包括：
基于所述空间声场中的第一传入装置确定所述空间声场对应的第一声场信息；
基于所述待降噪区域中的第二传入装置确定所述待降噪区域对应的第二声场信息，其中，所述第二声场信息与所述第一声场信息对应；
确定初始系统，并基于所述第一声场信息和所述第二声场信息确定所述初始系统的参数，以生成降噪系统，其中，所述降噪系统用于控制所述次级声源装置发出与所述第二声场信息对应的降噪声波；
其中，所述初始系统包括信号连接的成分提取滤波器和降噪滤波器，并且所述降噪滤波器与所述次级声源装置信号连接，所述基于所述第一声场信息和所述第二声场信息确定所述初始系统的参数，包括：
基于所述第一声场信息和预设条件确定所述成分提取滤波器的系数；
基于所述第一声场信息和所述第二声场信息确定所述降噪滤波器的系数。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述第一声场信息和预设条件确定所述成分提取滤波器的系数，包括：
基于所述第一声场信息计算所述空间声场对应的声源信息；
基于所述声源信息和所述预设条件确定符合所述预设条件的声源；
基于所述第一声场信息确定与所述符合预设条件的声源对应的第一噪声信号；
基于所述第一噪声信号确定从所述第一声场信息提取所述第一噪声信号的第一传递函数，以确定所述成分提取滤波器的系数。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一传入装置的数量为多个，所述多个第一传入装置各自对应有一声场采集信号，所述基于所述第一声场信息计算所述空间声场对应的声源信息，包括：
基于所述多个第一传入装置各自对应的声场采集信号组合生成第一向量；
计算所述第一向量对应的自谱矩阵；
基于所述自谱矩阵确定所述空间声场对应的声源信息。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述基于所述自谱矩阵确定所述空间声场对应的声源信息，包括：
对所述自谱矩阵进行奇异值分解，以确定对角矩阵和矩阵U，其中，所述对角矩阵中的各对角线元素分别为所述声场采集信号的不同声源成分的统计强度，所述矩阵U表示声源成分到声源成分提取位置的传递矩阵；
基于所述对角矩阵确定所述空间声场对应的声源信息。
5.根据权利要求1至4任一所述的方法，其特征在于，所述基于所述第一声场信息和所述第二声场信息确定所述降噪滤波器的系数，包括：
基于所述第二声场信息确定所述符合预设条件的声源对应的第二噪声信号；
确定所述次级声源装置和所述第二传入装置之间的第二传递函数；
确定所述降噪滤波器对应的第三传递函数，其中，所述第三传递函数基于所述降噪滤波器对应的初始滤波器系数确定；
基于所述第二传递函数、所述第三传递函数和所述第一噪声信号确定第一降噪声波；
基于所述第二噪声信号和所述第一降噪声波调整所述第三传递函数，以确定符合预设要求的滤波器系数。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，噪声残余量的计算式为：
Figure FDA0003773715650000021
其中，
Figure FDA0003773715650000022
表征所述第二噪声信号，
Figure FDA0003773715650000023
表征所述第一降噪声波，Ge(f)表征所述第二传递函数，Wv(f)表征所述第三传递函数，
Figure FDA0003773715650000024
基于所述第一噪声信号经过傅里叶变换确定。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，
Figure FDA0003773715650000025
其中，w(n)表征滤波器系数，fk表征频宽，并且，
Figure FDA0003773715650000026
其中，J表征所述噪声残余量的平方和，为功率谱密度函数，找寻约束空间内，J值最小时对应的Wv(fk)确定为Wv(f)的值。
8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在所述基于所述第二传递函数、所述第三传递函数和所述第一噪声信号确定第一降噪声波之前，进一步包括：
确定所述次级声源装置和所述第一传入装置之间的第四传递函数；
基于所述第四传递函数和所述第一降噪声波确定所述第一噪声信号的干扰声波，其中，所述干扰声波由所述第一降噪声波生成；
基于所述第一噪声信号抵消所述干扰声波，以生成第三噪声信号；
其中，所述基于所述第二传递函数、所述第三传递函数和所述第一噪声信号确定第一降噪声波，基于所述第二噪声信号和所述第一降噪声波调整所述第三传递函数，以确定符合预设要求的滤波器系数，包括：
基于所述第二传递函数、所述第三传递函数和所述第三噪声信号确定第二降噪声波；
基于所述第二噪声信号和所述第二降噪声波调整所述第三传递函数，以确定符合预设要求的滤波器系数。
9.一种噪声处理方法，其特征在于，应用于包括待降噪区域的空间声场，并且所述空间声场内设置有次级声源装置，包括：
基于所述空间声场中的传入装置确定输入声场信息；
将所述输入声场信息输入至降噪系统，并利用所述降噪系统控制所述次级声源装置发出与所述输入声场信息对应的降噪声波，其中，所述降噪系统基于上述权利要求1至8任一所述的降噪系统确定方法获得。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，在所述基于所述空间声场中的传入装置确定输入声场信息之后，还包括：
基于所述空间声场的传入装置的位置信息确定所述传入装置的类型，其中所述类型包括位于声源预设范围中和位于降噪区域中；
其中，所述将所述输入声场信息输入至降噪系统，并利用所述降噪系统控制所述次级声源装置发出与所述输入声场信息对应的降噪声波，包括：
基于所述类型将所述输入声场信息输入至所述降噪系统，并利用所述降噪系统控制所述次级声源装置发出与所述输入声场信息对应的降噪声波。
11.一种降噪系统确定装置，其特征在于，应用于包括待降噪区域的空间声场，所述空间声场内设置有次级声源装置，包括：
第一声场信息确定模块，用于基于所述空间声场中的第一传入装置确定所述空间声场对应的第一声场信息；
第二声场信息确定模块，用于基于所述待降噪区域中的第二传入装置确定所述待降噪区域对应的第二声场信息，其中，所述第二声场信息与所述第一声场信息对应；
降噪系统确定模块，用于确定初始系统，并基于所述第一声场信息和所述第二声场信息确定所述初始系统的参数，以生成降噪系统，其中，所述降噪系统用于控制所述次级声源装置发出与所述第二声场信息对应的降噪声波；
其中，所述初始系统包括信号连接的成分提取滤波器和降噪滤波器，并且所述降噪滤波器与所述次级声源装置信号连接，所述基于所述第一声场信息和所述第二声场信息确定所述初始系统的参数，包括：
基于所述第一声场信息和预设条件确定所述成分提取滤波器的系数；
基于所述第一声场信息和所述第二声场信息确定所述降噪滤波器的系数。
12.一种噪声处理装置，其特征在于，应用于包括待降噪区域的空间声场，所述空间声场内设置有次级声源装置，包括：
输入声场信息确定模块，用于基于所述空间声场中的传入装置确定输入声场信息；
降噪声波确定模块，用于将所述输入声场信息输入至降噪系统，并利用所述降噪系统控制所述次级声源装置发出与所述输入声场信息对应的降噪声波，其中，所述降噪系统基于上述权利要求1至8任一所述的降噪系统确定方法获得。
13.一种计算机可读存储介质，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序用于执行上述权利要求1至8任一所述的降噪系统确定方法或上述权利要求9或10所述的噪声处理方法。
14.一种电子设备，所述电子设备包括：
处理器；
用于存储所述处理器可执行指令的存储器；
所述处理器，用于执行上述权利要求1至8任一所述的降噪系统确定方法或上述权利要求9或10所述的噪声处理方法。
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