CN113281704B - 方位角确定方法、装置、电子设备和介质 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种方位角确定方法、装置、电子设备和介质，属于声音定位技术领域。其中，方位角确定方法包括：基于M个预设方位角，确定M个第一空间谱，每个预设方位角分别对应一个第一空间谱，M为正整数；基于每个第一空间谱的第一谱峰值和第二谱峰值，分别确定每个主旁瓣比，该第一谱峰值为每个第一空间谱的主瓣范围内的最大谱峰值，该第二谱峰值为每个第一空间谱的旁瓣范围内的最大谱峰值；根据第一函数和第二函数，确定目标权值，该第一函数是：基于M个主旁瓣比中的最小主旁瓣比确定的，该第二函数是：基于预设条件为约束确定的；基于目标权值，确定声源的方位角。
Description
技术领域
本申请属于语音处理技术领域，具体涉及一种方位角确定方法、装置、电子设备和介质。
背景技术
目前，电子设备可以根据电子设备的不同麦克风采集的声源的声音信号，估计该声源相对于该不同麦克风的方位角，从而电子设备可以基于该方位角，对该声源的声音信号进行语音增强，以提升声音信号的信号质量。
具体地，电子设备可以将麦克风1采集的声音信号1，转换为频域信号1，并将麦克风2采集的声音信号2，转换为频域信号2，并根据该频域信号1和该频域信号2，进行快速傅里叶变化得到空间谱，从而电子设备可以将该空间谱的主瓣的谱峰值所在的位置，确定为声源的方位角。
但是，由于可能会出现得到的空间谱发生空间谱泄露的情况，这样，可能会导致该空间谱的主瓣的谱峰值被强干扰掩蔽，从而导致电子设备确定的主瓣的谱峰值所在的位置的不准确，因此，导致电子设备确定声源的方位角的准确性较低。
发明内容
本申请实施例的目的是提供一种方位角确定方法、装置、电子设备和介质，能够解决电子设备确定声源的方位角的准确性较低的问题。
第一方面，本申请实施例提供了一种方位角确定方法，该方法包括：基于M个预设方位角，确定M个第一空间谱，每个预设方位角分别对应一个第一空间谱，M为正整数；基于每个第一空间谱的第一谱峰值和第二谱峰值，分别确定每个主旁瓣比，该第一谱峰值为每个第一空间谱的主瓣范围内的最大谱峰值，该第二谱峰值为每个第一空间谱的旁瓣范围内的最大谱峰值；根据第一函数和第二函数，确定目标权值，该第一函数是：基于M个主旁瓣比中的最小主旁瓣比确定的，该第二函数是：基于预设条件为约束确定的；基于目标权值，确定声源的方位角。
第二方面，本申请实施例提供了一种方位角确定装置，方位角确定装置包括：确定模块。其中，确定模块，用于基于M个预设方位角，确定M个第一空间谱，每个预设方位角分别对应一个第一空间谱，M为正整数；并基于每个第一空间谱的第一谱峰值和第二谱峰值，分别确定每个主旁瓣比，该第一谱峰值为每个第一空间谱的主瓣范围内的最大谱峰值，该第二谱峰值为每个第一空间谱的旁瓣范围内的最大谱峰值；再根据第一函数和第二函数，确定目标权值，该第一函数是：基于M个主旁瓣比中的最小主旁瓣比确定的，该第二函数是：基于预设条件为约束确定的；以及，基于目标权值，确定声源的方位角。
第三方面，本申请实施例提供了一种电子设备，该电子设备包括处理器、存储器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的程序或指令，所述程序或指令被所述处理器执行时实现如第一方面所述的方法的步骤。
第四方面，本申请实施例提供了一种可读存储介质，所述可读存储介质上存储程序或指令，所述程序或指令被处理器执行时实现如第一方面所述的方法的步骤。
第五方面，本申请实施例提供了一种芯片，所述芯片包括处理器和通信接口，所述通信接口和所述处理器耦合，所述处理器用于运行程序或指令，实现如第一方面所述的方法。
在本申请实施例中，电子设备可以先基于M个预设方位角，确定M个第一空间谱，并基于每个第一空间谱的主瓣范围内的最大谱峰值、和旁瓣范围内的最大谱峰值，分别确定每个主旁瓣比，以确定M个主旁瓣比，然后根据第一函数和第二函数，确定目标权值，该第一函数是：基于该M个主旁瓣比中的最小主旁瓣比确定的，该第二函数是：基于预设条件为约束确定的，从而电子设备可以基于该目标权值，确定声源的方位角。由于电子设备可以基于至少一个预设方位角，确定至少一个第一空间谱，并基于该至少一个第一空间谱确定至少一个主旁瓣比(即该至少一个预设方位角对应的主旁瓣比)，然后再根据基于该至少一个主旁瓣比中的最小主旁瓣比确定的第一函数、和基于预设条件为约束确定的第二函数，确定目标权值，这样，电子设备在确定声源的方位角时，可以基于该目标权值得到的空间谱的主瓣的谱峰值不会被强干扰掩蔽，该的主瓣的谱峰值、与旁瓣的谱峰值间的差值较大，从而电子设备可以准确地确定主瓣的谱峰值所在的位置，因此，可以提升电子设备确定声源的方位角的准确性。
附图说明
图1是本申请实施例提供的一种方位角确定方法的示意图之一；
图2是本申请实施例提供的一种方位角确定装置的结构示意图之一；
图3是本申请实施例提供的一种方位角确定方法的示意图之二；
图4是第二权值和第一频率的对应关系示意图；
图5是相关技术中的空间谱和本申请实施例中的目标空间谱的对比图；
图6A在强方向性干扰的情况下，相关技术中的空间谱和本申请实施例中的目标空间谱的对比图之一；
图6B在强方向性干扰的情况下，相关技术中的空间谱和本申请实施例中的目标空间谱的对比图之二；
图7是本申请实施例提供的一种方位角确定装置的结构示意图之二；
图8是本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图；
图9是本申请实施例提供的一种电子设备的硬件示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施，且“第一”、“第二”等所区分的对象通常为一类，并不限定对象的个数，例如第一对象可以是一个，也可以是多个。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
下面结合附图，通过具体的实施例及其应用场景对本申请实施例提供的方位角确定方法进行详细地说明。
图1示出了本申请实施例提供的一种方位角确定方法的流程图。如图1所示，本申请实施例提供的方位角确定方法可以包括下述的步骤101至步骤104。
步骤101、方位角确定装置基于M个预设方位角，确定M个第一空间谱。
可选地，本申请实施例中，上述方位角确定装置具体可以为：设置有麦克风阵列的方位角确定装置。其中，麦克风阵列可以包括至少两个麦克风，该麦克风阵列具体可以为以下任一项：线性麦克风阵列、环形麦克风阵列等。
可选地，本申请实施例中，在方位角确定装置开启“声音信号增强”模式的情况下，方位角确定装置可以基于M个预设方位角，确定M个第一空间谱。
本申请实施例中，上述M个预设方位角中的每个预设方位角分别对应一个第一空间谱，M为正整数。
可选地，本申请实施例中，上述M个预设方位角可以为：方位角确定装置中预存的预设方位角，或，方位角确定装置生成的预设方位角。该M个预设方位角中的每个预设方位角的角度值均不同。
可选地，本申请实施例中，方位角确定装置可以先基于M个预设方位角，确定第三函数，然后再基于该第三函数，确定M个第一空间谱。
进一步可选地，本申请实施例中，上述第三函数具体可以为：
其中，θ0为预设方位角，θ0＝0°,1°,...,180°，即M个预设方位角，τ0(θ0)为θ0对应的时延差；θ为方位角确定装置的扫描锥角，θ＝0°,1°,...,180°，τ(θ)为方位角确定装置进行空间谱扫描的时延差；N为快速傅里叶变化(FFT)长度，N为偶数；fs为方位角确定装置的声音信号的采样率；k为频率，k＝0,1,...,N/2-1；Re{·}表示取实部。
进一步可选地，本申请实施例中，方位角确定装置可以根据M个预设方位角和第三函数，采用幅度相位估计(amplitude and phase estimation，APES)算法，确定M个第一空间谱；或者，方位角确定装置可以采用第一算法，根据M个预设方位角、第三函数和至少一个权值(例如下述实施例中的第一权值)，确定M个第一空间谱。
需要说明的是，针对APES算法的说明，可以参考相关技术中的具体描述，本申请实施例在此不予赘述。
下面将举例说明，方位角确定装置是如何采用第一算法，确定M个第一空间谱。
可选地，本申请实施例中，上述步骤101具体可以通过下述的步骤101a和步骤101b实现。
步骤101a、方位角确定装置根据第一预设方位角和X个第一权值，分别确定X个空间谱。
本申请实施例中，上述第一预设方位角为：M个预设方位角中的任一个预设方位角；上述X个第一权值中的每个第一权值分别对应一个空间谱，X为正整数。
可以理解，方位角确定装置可以根据M个预设方位角和M*X个第一权值，确定M*X个空间谱。
进一步可选地，本申请实施例中，上述X个第一权值中的每个第一权值均不同，每个第一权值可以分别对应一个频率。
步骤101b、方位角确定装置基于X个空间谱，得到第二空间谱。
进一步可选地，本申请实施例中，方位角确定装置可以将X个空间谱相加，以得到第二空间谱。
进一步可选地，本申请实施例中，在得到第二空间谱之后，方位角确定装置可以针对其他预设方位角(即M个预设方位角中除第一预设方位角外的)中的每个预设方位角，分别执行上述步骤101a和步骤101b，以得到其他第二空间谱，从而可以得到M个第一空间谱(即第二空间谱和其他第二空间谱)。
可以理解，方位角确定装置可以先基于M个预设方位角，确定第三函数，然后再根据该第三函数、M个预设方位角和X个第一权值，确定X个空间谱，然后再采用第一算法，得到M个第一空间谱。
进一步可选地，本申请实施例中，上述第一算法具体可以为：
其中，w(k)为第一权值。
可以理解，X＝N/2-1。
如此可知，由于方位角确定装置可以根据M个预设方位角中的任一个预设方位角和X个第一权值，分别确定X个空间谱，以确定M个空间谱，即确定不同的频域幅度加权的空间谱，从而方位角确定装置可以基于不同的频域幅度加权的空间谱，准确地确定出使得空间谱的主瓣的谱峰值与旁瓣的谱峰值间的差值较大的目标权值，因此，可以提升方位角确定装置确定声源的方位角的准确性。
步骤102、方位角确定装置基于每个第一空间谱的第一谱峰值和第二谱峰值，分别确定每个主旁瓣比。
本申请实施例中，上述第一谱峰值为每个第一空间谱的主瓣范围内的最大谱峰值，上述第二谱峰值为每个第一空间谱的旁瓣范围内的最大谱峰值。
可选地，本申请实施例中，方位角确定装置可以先确定出每个第一空间谱的主瓣范围和旁瓣范围，然后再从该每个第一空间谱的主瓣范围内，确定第一谱峰值，并从该每个第一空间谱的旁瓣范围内，确定第二谱峰值，从而方位角确定装置可以基于每个第一空间谱的第一谱峰值和第二谱峰值，确定每个主旁瓣比，以确定M个主旁瓣比。
可选地，本申请实施例中，采用第二算法，根据每个第一空间谱的第一谱峰值和第二谱峰值，确定每个主旁瓣比。
具体地，本申请实施例中，上述第二算法具体可以为：
其中，R(τ(θ0),w(k)；τ0(θ0))为第一谱峰值，即每个第一空间谱的主瓣范围内的最大谱峰值；R(τ(θ),w(k)；τ0(θ0))为第二谱峰值，即每个第一空间谱的旁瓣范围内的最大谱峰值(max项)。
可以理解，每个主旁瓣比为：每个第一空间谱的主瓣范围内的最大谱峰值，和每个第一空间谱的旁瓣范围内的最大谱峰值的绝对值之差。
步骤103、方位角确定装置根据第一函数和第二函数，确定目标权值。
本申请实施例中，上述第一函数是：基于M个主旁瓣比中的最小主旁瓣比确定的，上述第二函数是：基于预设条件为约束确定的。
可选地，本申请实施例中，上述第一函数具体可以为：最大化M个主旁瓣比中的最小主旁瓣比，该第一函数具体可以为：
可选地，本申请实施例中，上述第二函数具体可以为：以预设条件为约束的约束矩阵，该预设条件包括以下至少一项：
X个第一权值中的每个第一权值大于或等于0；
X个第一权值之和为常数；
X个第一权值中的Y个第一权值中，第i个第一权值大于或等于第i-1个第一权值；
X个第一权值中的X-Y个第一权值中，第j个第一权值小于或等于第j-1个第一权值。
本申请实施例中，上述第i个第一权值为Y个第一权值中的任一个第一权值，i为大于1的正整数，Y为正整数；上述X-Y个第一权值为：X个第一权值中，除Y个第一权值外的第一权值；上述第j个第一权值为X-Y个第一权值中的任一个第一权值，j为正整数。
进一步可选地，本申请实施例中，上述预设条件包括：
w(k)≥0
w(k)≥w(k-1),k＝1,2,...,k0
w(k)≤w(k+1),k＝k0,k0+1,...,N/2-2
其中，k0为中心频率。
具体地，本申请实施例中，在至少两个麦克风包括两个麦克风的情况下，k0为该两个麦克风间的间距为半波间距的中心频率。
具体地，本申请实施例中，方位角确定装置可以通过第三算法，确定k0。其中，该第三算法具体可以为：
k0＝round(cN/2dfs)
其中，c是声速，d是两个麦克风间的间距。
可以理解，方位角确定装置对每个第一权值进行非负约束，w(k)具有常数和(该常数可以为1)；在两个麦克风间的间距为半波间距的中心频率处，w(k)具有最大值，在左侧单调递增，在右侧单调递减。
可选地，本申请实施例中，上述目标权值可以包括一个权值或多个权值。
可选地，本申请实施例中，方位角确定装置可以根据最大化N个主旁瓣比中的最小主旁瓣比的第一函数、和以预设条件为约束的第二函数，确定目标权值和第二频率。
进一步可选地，本申请实施例中，在目标权值包括一个权值的情况下，第二频率包括一个频率；在目标权值包括多个权值的情况下，第二频率包括多个频率(例如下述实施例中的Q个第一频率)。
可以理解，w(k),k＝0,1,...,N/2-1是待求解的变量。
具体地，本申请实施例中，方位角确定装置可以根据第一函数和第二函数，确定至少一个第三权值，然后再将两个的该至少一个第三权值，确定为目标权值。其中，该目标权值中，第一个权值等于最后第一个权值，第二个权值等于最后第二个权值，以此类推。
示例性地，上述至少一个第三权值具体可以为w(k),k＝0,1,...,N/2-1，则该目标权值为w(k),k＝0,1,...,N-1。
步骤104、方位角确定装置基于目标权值，确定声源的方位角。
可选地，本申请实施例中，在至少两个麦克风分别采集到同一个声源(例如下述实施例中的目标声源)的声音信号的情况下，方位角确定装置可以基于目标权值，确定声源的方位角。
需要说明的是，上述“声源的方位角”可以理解为：声源的声音信号的传播方向与任一个麦克风所在的直线形成的角度。通常，在相关技术中，为了简化算法，便于空间谱估计，将声源的声音信号统一假设为等相位面平面波，这样，该声音信号的传播方向与任一个麦克风所在的直线形成的角度均相同。
举例说明，以方位角确定装置为手机为例进行说明。如图2所示，手机设置有麦克风阵列(例如麦克风10和麦克风11)，则声源的方位角为：声源的声音信号的传播方向(例如方向12)与任一个麦克风(例如麦克风10)所在的直线(例如直线13)形成的角度(例如角度θ1)。
可选地，本申请实施例中，方位角确定装置可以基于至少两个声音信号(即至少两个麦克风分别采集的声音信号)的相位差、目标权值和该至少两个声音信号的频点的频率，确定声源的方位角。
本申请实施例提供的方位角确定方法，方位角确定装置可以先基于M个预设方位角，确定M个第一空间谱，并基于每个第一空间谱的主瓣范围内的最大谱峰值、和旁瓣范围内的最大谱峰值，分别确定每个主旁瓣比，以确定M个主旁瓣比，然后根据第一函数和第二函数，确定目标权值，该第一函数是：基于该M个主旁瓣比中的最小主旁瓣比确定的，该第二函数是：基于预设条件为约束确定的，从而方位角确定装置可以基于该目标权值，确定声源的方位角。由于方位角确定装置可以基于至少一个预设方位角，确定至少一个第一空间谱，并基于该至少一个第一空间谱确定至少一个主旁瓣比(即该至少一个预设方位角对应的主旁瓣比)，然后再根据基于该至少一个主旁瓣比中的最小主旁瓣比确定的第一函数、和基于预设条件为约束确定的第二函数，确定目标权值，这样，方位角确定装置在确定声源的方位角时，可以基于该目标权值得到的空间谱的主瓣的谱峰值不会被强干扰掩蔽，该的主瓣的谱峰值、与旁瓣的谱峰值间的差值较大，从而方位角确定装置可以准确地确定主瓣的谱峰值所在的位置，因此，可以提升方位角确定装置确定声源的方位角的准确性。
本申请实施例中，方位角确定装置可以对不同频点的声音信号(或置信度水平)进行不同的频域幅度加权，而并不是如相关技术中，同等地对待所有频点，不考虑频点的声音信噪比强弱，麦克风间距相关的频点空间谱栅板问题等，因此，可以提升方位角确定装置确定声源的方位角的准确性。
并且，本申请实施例提供的方位角确定方法，可以有效减小相关技术中的空间谱泄露的情况，进而可以提升声音信号方位提取算法的精度，从而可以提升方位角确定装置的通话、录音和录像的声音信号分离或增强的性能。
下面将以至少两个麦克风包括两个麦克风为例，举例说明方位角确定装置是如何基于目标权值，确定声源的方位角的。
可选地，本申请实施例中，上述目标权值包括Q个第二权值，该Q个第二权值中的每个第二权值分别对应一个第一频率，Q为正整数。具体地，结合图1，如图3所示，上述步骤104具体可以通过下述的步骤104a至步骤104c实现。
步骤104a、方位角确定装置确定第一声音信号和第二声音信号的目标相位差。
可以理解，上述Q个第二权值中的第一个第二权值等于最后第一个第二权值，该Q个第二权值中的第二个第二权值等于最后第二个第二权值，以此类推。
本申请实施例中，上述第一声音信号和第二声音信号为目标声源的声音信号。
需要说明的是，针对方位角确定装置确定声音信号的相位差的说明，可以参考相关技术中的具体说明，本申请实施例在此不予赘述。
步骤104b、方位角确定装置基于目标相位差、Q个第二权值和Q个第一频率，确定目标空间谱。
进一步可选地，本申请实施例中，上述Q个第一频率具体可以包括以下至少一项：第一声音信号的目标频点的频率、第二声音信号的目标频点的频率。
图4示出了第二权值和第一频率的对应关系示意图。如图4所示，声音信号的不同频点的频率，对应不同的第二权值。
进一步可选地，本申请实施例中，方位角确定装置可以采用第四算法，根据目标相位差、Q个第二权值和Q个第一频率，确定目标空间谱；或者，方位角确定装置可以先根据目标相位差，确定目标时延差，然后再采用第五算法，根据该目标时延差、Q个第二权值和Q个第一频率，确定目标空间谱。
具体地，本申请实施例中，上述第四算法具体可以为：
其中，为目标相位差。
具体地，本申请实施例中，上述第五算法具体可以为：
其中，τ2(θ2)为目标时延差。
图5示出了相关技术中的空间谱和本申请实施例中的目标空间谱的对比图。如图5所示，虚线是相关技术中的空间谱，实线为本申请实施例中的目标空间谱示意图，可以看出，目标空间谱的主瓣的谱峰值与旁瓣的谱峰值间的差值较大，从而方位角确定装置可以准确地确定主瓣的谱峰值所在的位置。
图6A和图6B示出了在强方向性干扰(例如90°)的情况下，相关技术中的空间谱和本申请实施例中的目标空间谱的对比图。如图6A所示，在相关技术中，从空间谱中可以看到起伏明显的旁瓣，当声源位于82°和98°时，声音信号的空间主瓣(图中是以黑线框示意的)受强干扰旁瓣泄露影响，主瓣强度下降，这样，可能会导致方位角确定装置确定声源的方位角的准确性较低；如图6B所示，在本申请实施例中，目标空间谱的旁瓣的起伏显著下降，强干扰旁瓣泄露对主瓣(图中是以黑线框示意的)的影响被减小了，因此，可以提升方位角确定装置确定声源的方位角的准确性。
步骤104c、方位角确定装置基于目标空间谱的谱峰值对应的谱峰位置，确定目标声源的方位角。
如此可知，由于方位角确定装置可以确定第一声音信号和第二声音信号的目标相位差，并基于目标相位差、Q个第二权值和Q个第一频率，确定目标空间谱，该目标空间谱的主瓣的谱峰值与旁瓣的谱峰值间的差值较大，从而方位角确定装置可以准确地确定主瓣的谱峰值所在的位置，因此，可以提升方位角确定装置确定声源的方位角的准确性。
下面将举例说明，方位角确定装置是如何确定第一空间谱的主瓣范围和旁瓣范围的。
可选地，本申请实施例中，在上述步骤102之前，本申请实施例提供的方位角确定方法还可以包括下述的步骤201至步骤203。
步骤201、方位角确定装置根据M个预设方位角，确定M个第三空间谱。
本申请实施例中，上述M个预设方位角中的每个预设方位角分别对应一个第三空间谱，每个第三空间谱分别对应一个第一空间谱。
进一步可选地，本申请实施例中，方位角确定装置可以先根据M个预设方位角，确定第三函数，然后再采用第六算法，根据该第三函数和每个预设方位角，分别确定每个第三空间谱，以确定M个第三空间谱。
具体地，本申请实施例中，上述第六算法具体可以为：
步骤202、方位角确定装置分别确定每个第三空间谱的主瓣范围和旁瓣范围。
进一步可选地，本申请实施例中，方位角确定装置可以计算每个第三空间谱的左边第一个零点，并记为m1(θ0)，然后再计算每个第三空间谱的右边第一个零点，并记为m2(θ0)，从而方位角确定装置可以根据该m1(θ0)和该m2(θ0)，确定每个第三空间谱的主瓣范围，并根据该每个第三空间谱的主瓣范围，确定该每个第三空间谱的旁瓣范围。
具体地，本申请实施例中，每个第三空间谱的主瓣范围具体可以为：A(θ0)＝[m1(θ0),m2(θ0)]；每个第三空间谱的旁瓣范围具体可以为：除该主瓣范围外的范围，记为
步骤203、方位角确定装置将第四空间谱的主瓣范围和旁瓣范围，确定为第四空间谱对应的第一空间谱的主瓣范围和旁瓣范围。
本申请实施例中，上述第四空间谱为：M个第三空间谱中的任一个第三空间谱。
可以理解，一个第三空间谱对应一个预设方位角，而该一个预设方位角对应一个第一空间谱，则该一个第三空间谱对应该一个第一空间谱。
方位角确定装置可以将M个第三空间谱中的任一个第三空间谱的主瓣范围和旁瓣范围，确定为该任一个第三空间谱对应的第一空间谱的主瓣范围和旁瓣范围，以确定每个第一空间谱的主瓣范围和旁瓣范围。
如此可知，由于方位角确定装置可以根据M个预设方位角，确定未进行频域幅度加权的M个第三空间谱，并可以根据该M个第三空间谱中的任一个第三空间谱，确定对应的第一空间谱的主瓣范围和旁瓣范围，以确定每个第一空间谱的主瓣范围和旁瓣范围，以避免频域幅度加权导致空间谱的主瓣范围和旁瓣范围不准确的情况，因此，可以提升方位角确定装置确定主瓣范围和旁瓣范围的准确性。
需要说明的是，本申请实施例提供的方位角确定方法，执行主体可以为方位角确定装置，或者该方位角确定装置中的用于执行方位角确定方法的控制模块。本申请实施例中以方位角确定装置执行方位角确定方法为例，说明本申请实施例提供的方位角确定装置的。
图7示出了本申请实施例中涉及的方位角确定装置的一种可能的结构示意图。如图7所示，方位角确定装置60可以包括：确定模块61。
其中，确定模块61，用于基于M个预设方位角，确定M个第一空间谱，每个预设方位角分别对应一个第一空间谱，M为正整数；并基于每个第一空间谱的第一谱峰值和第二谱峰值，分别确定每个主旁瓣比，该第一谱峰值为每个第一空间谱的主瓣范围内的最大谱峰值，该第二谱峰值为每个第一空间谱的旁瓣范围内的最大谱峰值；再根据第一函数和第二函数，确定目标权值，该第一函数是：基于M个主旁瓣比中的最小主旁瓣比确定的，该第二函数是：基于预设条件为约束确定的；以及，基于目标权值，确定声源的方位角。
在一种可能的实现方式中，上述确定模块61，具体用于根据第一预设方位角和X个第一权值，分别确定X个空间谱，每个第一权值分别对应一个第一空间谱，X为正整数；基于该X个空间谱，得到第二空间谱。其中，该第一预设方位角为：M个预设方位角中的任一个预设方位角；该第二空间谱为：M个第一空间谱中，与第一预设方位角对应的第一空间谱。
在一种可能的实现方式中，上述预设条件包括以下至少一项：每个第一权值大于或等于0；X个第一权值之和为常数；X个第一权值中的Y个第一权值中，第i个第一权值大于或等于第i-1个第一权值；X个第一权值中的X-Y个第一权值中，第j个第一权值小于或等于第j-1个第一权值；其中，该第i个第一权值为Y个第一权值中的任一个第一权值，i为大于1的正整数，Y为正整数；该X-Y个第一权值为：X个第一权值中，除Y个第一权值外的第一权值；该第j个第一权值为X-Y个第一权值中的任一个第一权值，j为正整数。
在一种可能的实现方式中，上述确定模块61，还用于根据M个预设方位角，确定M个第三空间谱，每个预设方位角分别对应一个第三空间谱，每个第三空间谱分别对应一个第一空间谱；并分别确定每个第三空间谱的主瓣范围和旁瓣范围；以及，将第四空间谱的主瓣范围和旁瓣范围，确定为该第四空间谱对应的第一空间谱的主瓣范围和旁瓣范围；其中，第四空间谱为：M个第三空间谱中的任一个第三空间谱。
在一种可能的实现方式中，上述目标权值包括Q个第二权值，每个第二权值分别对应一个第一频率，Q为正整数；上述确定模块61，具体用于确定第一声音信号和第二声音信号的目标相位差，该第一声音信号和第二声音信号为目标声源的声音信号；并基于目标相位差、Q个第二权值和Q个第一频率，确定目标空间谱；以及，基于目标空间谱的谱峰值对应的谱峰位置，确定目标声源的方位角。
本申请实施例提供的方位角确定装置，由于方位角确定装置可以基于至少一个预设方位角，确定至少一个第一空间谱，并基于该至少一个第一空间谱确定至少一个主旁瓣比(即该至少一个预设方位角对应的主旁瓣比)，然后再根据基于该至少一个主旁瓣比中的最小主旁瓣比确定的第一函数、和基于预设条件为约束确定的第二函数，确定目标权值，这样，方位角确定装置在确定声源的方位角时，可以基于该目标权值得到的空间谱的主瓣的谱峰值不会被强干扰掩蔽，该的主瓣的谱峰值、与旁瓣的谱峰值间的差值较大，从而方位角确定装置可以准确地确定主瓣的谱峰值所在的位置，因此，可以提升方位角确定装置确定声源的方位角的准确性。
本申请实施例中的方位角确定装置可以是装置，也可以是终端中的部件、集成电路、或芯片。该装置可以是移动电子设备，也可以为非移动电子设备。示例性的，移动电子设备可以为手机、平板电脑、笔记本电脑、掌上电脑、车载电子设备、可穿戴设备、超级移动个人计算机(ultra-mobile personal computer，UMPC)、上网本或者个人数字助理(personaldigital assistant，PDA)等，非移动电子设备可以为服务器、网络附属存储器(networkattached storage，NAS)、个人计算机(personal computer，PC)、电视机(television，TV)、柜员机或者自助机等，本申请实施例不作具体限定。
本申请实施例中的方位角确定装置可以为具有操作系统的装置。该操作系统可以为安卓(Android)操作系统，可以为iOS操作系统，还可以为其他可能的操作系统，本申请实施例不作具体限定。
本申请实施例提供的方位角确定装置能够实现图1至图6的方法实施例实现的各个过程，为避免重复，这里不再赘述。
可选地，本申请实施例中，如图8所示，本申请实施例还提供一种电子设备70，包括处理器71，存储器72，存储在存储器72上并可在所述处理器71上运行的程序或指令，该程序或指令被处理器71执行时实现上述方位角确定装置方法实施例的各个过程，且能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。
需要说明的是，本申请实施例中的电子设备包括上述所述的移动电子设备和非移动电子设备。
图9为实现本申请实施例的一种电子设备的硬件结构示意图。
该电子设备100包括但不限于：射频单元101、网络模块102、音频输出单元103、输入单元104、传感器105、显示单元106、用户输入单元107、接口单元108、存储器109、以及处理器110等部件。
本领域技术人员可以理解，电子设备100还可以包括给各个部件供电的电源(比如电池)，电源可以通过电源管理系统与处理器110逻辑相连，从而通过电源管理系统实现管理充电、放电、以及功耗管理等功能。图9中示出的电子设备结构并不构成对电子设备的限定，电子设备可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置，在此不再赘述。
其中，处理器110，用于基于M个预设方位角，确定M个第一空间谱，每个预设方位角分别对应一个第一空间谱，M为正整数；基于每个第一空间谱的第一谱峰值和第二谱峰值，分别确定每个主旁瓣比，该第一谱峰值为每个第一空间谱的主瓣范围内的最大谱峰值，该第二谱峰值为每个第一空间谱的旁瓣范围内的最大谱峰值；根据第一函数和第二函数，确定目标权值，该第一函数是：基于M个主旁瓣比中的最小主旁瓣比确定的，该第二函数是：基于预设条件为约束确定的；基于目标权值，确定声源的方位角。
本申请实施例提供的电子设备，由于电子设备可以基于至少一个预设方位角，确定至少一个第一空间谱，并基于该至少一个第一空间谱确定至少一个主旁瓣比(即该至少一个预设方位角对应的主旁瓣比)，然后再根据基于该至少一个主旁瓣比中的最小主旁瓣比确定的第一函数、和基于预设条件为约束确定的第二函数，确定目标权值，这样，电子设备在确定声源的方位角时，可以基于该目标权值得到的空间谱的主瓣的谱峰值不会被强干扰掩蔽，该的主瓣的谱峰值、与旁瓣的谱峰值间的差值较大，从而电子设备可以准确地确定主瓣的谱峰值所在的位置，因此，可以提升电子设备确定声源的方位角的准确性。
可选地，本申请实施例中，处理器110，用于根据第一预设方位角和X个第一权值，分别确定X个空间谱，每个第一权值分别对应一个空间谱，X为正整数；基于X个空间谱，得到第二空间谱。
其中，上述第一预设方位角为：M个预设方位角中的任一个预设方位角；上述第二空间谱为：M个第一空间谱中，与第一预设方位角对应的第一空间谱。
如此可知，由于电子设备可以根据M个预设方位角中的任一个预设方位角和X个第一权值，分别确定X个空间谱，以确定M个空间谱，即确定不同的频域幅度加权的空间谱，从而电子设备可以基于不同的频域幅度加权的空间谱，准确地确定出使得空间谱的主瓣的谱峰值与旁瓣的谱峰值间的差值较大的目标权值，因此，可以提升电子设备确定声源的方位角的准确性。
可选地，本申请实施例中，处理器110，还用于根据M个预设方位角，确定M个第三空间谱，每个预设方位角分别对应一个第三空间谱，每个第三空间谱分别对应一个第一空间谱；并分别确定每个第三空间谱的主瓣范围和旁瓣范围；以及，将第四空间谱的主瓣范围和旁瓣范围，确定为第四空间谱对应的第一空间谱的主瓣范围和旁瓣范围。
其中，上述第四空间谱为：M个第三空间谱中的任一个第三空间谱。
如此可知，由于电子设备可以根据M个预设方位角，确定未进行频域幅度加权的M个第三空间谱，并可以根据该M个第三空间谱中的任一个第三空间谱，确定对应的第一空间谱的主瓣范围和旁瓣范围，以确定每个第一空间谱的主瓣范围和旁瓣范围，以避免频域幅度加权导致空间谱的主瓣范围和旁瓣范围不准确的情况，因此，可以提升电子设备确定主瓣范围和旁瓣范围的准确性。
可选地，本申请实施例中，上述目标权值包括Q个第二权值，每个第二权值分别对应一个第一频率，Q为正整数。
处理器110，具体用于确定第一声音信号和第二声音信号的目标相位差，该第一声音信号和第二声音信号为目标声源的声音信号；并基于目标相位差、Q个第二权值和Q个第一频率，确定目标空间谱；以及，基于目标空间谱的谱峰值对应的谱峰位置，确定目标声源的方位角。
如此可知，由于电子设备可以确定第一声音信号和第二声音信号的目标相位差，并基于目标相位差、Q个第二权值和Q第一频率，确定目标空间谱，该目标空间谱的主瓣的谱峰值与旁瓣的谱峰值间的差值较大，从而电子设备可以准确地确定主瓣的谱峰值所在的位置，因此，可以提升电子设备确定声源的方位角的准确性。
应理解的是，本申请实施例中，输入单元104可以包括图形处理器(graphicsprocessingunit，GPU)1041和麦克风1042，图形处理器1041对在视频捕获模式或图像捕获模式中由图像捕获装置(如摄像头)获得的静态图片或视频的图像数据进行处理。显示单元106可包括显示面板1061，可以采用液晶显示器、有机发光二极管等形式来配置显示面板1061。用户输入单元107包括触控面板1071以及其他输入设备1072。触控面板1071，也称为触摸屏。触控面板1071可包括触摸检测装置和触摸控制器两个部分。其他输入设备1072可以包括但不限于物理键盘、功能键(比如音量控制按键、开关按键等)、轨迹球、鼠标、操作杆，在此不再赘述。存储器109可用于存储软件程序以及各种数据，包括但不限于应用程序和操作系统。处理器110可集成应用处理器和调制解调处理器，其中，应用处理器主要处理操作系统、用户界面和应用程序等，调制解调处理器主要处理无线通信。可以理解的是，上述调制解调处理器也可以不集成到处理器110中。
本申请实施例还提供一种可读存储介质，所述可读存储介质上存储有程序或指令，该程序或指令被处理器执行时实现上述方位角确定方法实施例的各个过程，且能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。
其中，所述处理器为上述实施例中所述的电子设备中的处理器。所述可读存储介质，包括计算机可读存储介质，如计算机只读存储器(read-only memory，ROM)、随机存取存储器(random access memory，RAM)、磁碟或者光盘等。
本申请实施例另提供了一种芯片，所述芯片包括处理器和通信接口，所述通信接口和所述处理器耦合，所述处理器用于运行程序或指令，实现上述方位角确定方法实施例的各个过程，且能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。
应理解，本申请实施例提到的芯片还可以称为系统级芯片、系统芯片、芯片系统或片上系统芯片等。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。此外，需要指出的是，本申请实施方式中的方法和装置的范围不限按示出或讨论的顺序来执行功能，还可包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序来执行功能，例如，可以按不同于所描述的次序来执行所描述的方法，并且还可以添加、省去、或组合各种步骤。另外，参照某些示例所描述的特征可在其他示例中被组合。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以计算机软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端(可以是手机，计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述的方法。
上面结合附图对本申请的实施例进行了描述，但是本申请并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本申请的启示下，在不脱离本申请宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本申请的保护之内。
Claims (10)
1.一种方位角确定方法，其特征在于，所述方法包括：
基于M个预设方位角，确定M个第一空间谱，每个预设方位角分别对应一个第一空间谱，M为正整数；
基于每个第一空间谱的第一谱峰值和第二谱峰值，分别确定每个主旁瓣比，所述第一谱峰值为所述每个第一空间谱的主瓣范围内的最大谱峰值，所述第二谱峰值为所述每个第一空间谱的旁瓣范围内的最大谱峰值；
根据第一函数和第二函数，确定目标权值，所述第一函数是：基于M个主旁瓣比中的最小主旁瓣比确定的，所述第二函数是：基于预设条件为约束确定的；
基于所述目标权值，确定声源的方位角；
其中，第二空间谱是基于第一预设方位角和X个第一权值确定的，所述第一预设方位角为：所述M个预设方位角中的任一个预设方位角；所述第二空间谱为：所述M个第一空间谱中，与所述第一预设方位角对应的第一空间谱；X为正整数；
所述预设条件包括以下至少一项：
所述X个第一权值大于或等于0；
所述X个第一权值之和为常数；
所述X个第一权值中的Y个第一权值中，第i个第一权值大于或等于第i-1个第一权值；
所述X个第一权值中的X-Y个第一权值中，第j个第一权值小于或等于第j-1个第一权值；
其中，所述第i个第一权值为所述Y个第一权值中的任一个第一权值，i为大于1的正整数，Y为正整数；所述X-Y个第一权值为：所述X个第一权值中，除所述Y个第一权值外的第一权值；所述第j个第一权值为所述X-Y个第一权值中的任一个第一权值，j为正整数。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于M个预设方位角，确定M个第一空间谱，包括：
根据所述第一预设方位角和所述X个第一权值，分别确定X个空间谱，每个第一权值分别对应一个空间谱，X为正整数；
基于所述X个空间谱，得到所述第二空间谱。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于每个第一空间谱的第一谱峰值和第二谱峰值，分别确定每个主旁瓣比之前，所述方法还包括：
根据所述M个预设方位角，确定M个第三空间谱，每个预设方位角分别对应一个第三空间谱，每个第三空间谱分别对应一个第一空间谱；
分别确定每个第三空间谱的主瓣范围和旁瓣范围；
将第四空间谱的主瓣范围和旁瓣范围，确定为所述第四空间谱对应的第一空间谱的主瓣范围和旁瓣范围；
其中，所述第四空间谱为：所述M个第三空间谱中的任一个第三空间谱。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述目标权值包括Q个第二权值，每个第二权值分别对应一个第一频率，Q为正整数；
所述基于所述目标权值，确定声源的方位角，包括：
确定第一声音信号和第二声音信号的目标相位差，所述第一声音信号和所述第二声音信号为目标声源的声音信号；
基于所述目标相位差、所述Q个第二权值和所述Q个第一频率，确定目标空间谱；
基于所述目标空间谱的谱峰值对应的谱峰位置，确定所述目标声源的目标方位角。
5.一种方位角确定装置，其特征在于，所述方位角确定装置包括：确定模块；
所述确定模块，用于基于M个预设方位角，确定M个第一空间谱，每个预设方位角分别对应一个第一空间谱，M为正整数；并基于每个第一空间谱的第一谱峰值和第二谱峰值，分别确定每个主旁瓣比，所述第一谱峰值为所述每个第一空间谱的主瓣范围内的最大谱峰值，所述第二谱峰值为所述每个第一空间谱的旁瓣范围内的最大谱峰值；再根据第一函数和第二函数，确定目标权值，所述第一函数是：基于M个主旁瓣比中的最小主旁瓣比确定的，所述第二函数是：基于预设条件为约束确定的；以及，基于所述目标权值，确定声源的方位角；
其中，第二空间谱是基于第一预设方位角和X个第一权值确定的，所述第一预设方位角为：所述M个预设方位角中的任一个预设方位角；所述第二空间谱为：所述M个第一空间谱中，与所述第一预设方位角对应的第一空间谱；X为正整数；
所述预设条件包括以下至少一项：
所述X个第一权值大于或等于0；
所述X个第一权值之和为常数；
所述X个第一权值中的Y个第一权值中，第i个第一权值大于或等于第i-1个第一权值；
所述X个第一权值中的X-Y个第一权值中，第j个第一权值小于或等于第j-1个第一权值；
其中，所述第i个第一权值为所述Y个第一权值中的任一个第一权值，i为大于1的正整数，Y为正整数；所述X-Y个第一权值为：所述X个第一权值中，除所述Y个第一权值外的第一权值；所述第j个第一权值为所述X-Y个第一权值中的任一个第一权值，j为正整数。
6.根据权利要求5所述的方位角确定装置，其特征在于，所述确定模块，具体用于根据所述第一预设方位角和所述X个第一权值，分别确定X个空间谱，每个第一权值分别对应一个空间谱，X为正整数；
基于所述X个空间谱，得到所述第二空间谱。
7.根据权利要求5所述的方位角确定装置，其特征在于，所述确定模块，还用于根据所述M个预设方位角，确定M个第三空间谱，每个预设方位角分别对应一个第三空间谱，每个第三空间谱分别对应一个第一空间谱；并分别确定每个第三空间谱的主瓣范围和旁瓣范围；以及，将第四空间谱的主瓣范围和旁瓣范围，确定为所述第四空间谱对应的第一空间谱的主瓣范围和旁瓣范围；
其中，第四空间谱为：所述M个第三空间谱中的任一个第三空间谱。
8.根据权利要求5所述的方位角确定装置，其特征在于，所述目标权值包括Q个第二权值，每个第二权值分别对应一个第一频率，Q为正整数；
所述确定模块，具体用于确定第一声音信号和第二声音信号的目标相位差，所述第一声音信号和所述第二声音信号为目标声源的声音信号；并基于所述目标相位差、所述Q个第二权值和所述Q个第一频率，确定目标空间谱；以及，基于所述目标空间谱的谱峰值对应的谱峰位置，确定所述目标声源的方位角。
9.一种电子设备，其特征在于，包括处理器，存储器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的程序或指令，所述程序或指令被所述处理器执行时实现如权利要求1至4中任一项所述的方位角确定方法的步骤。
10.一种可读存储介质，其特征在于，所述可读存储介质上存储程序或指令，所述程序或指令被处理器执行时实现如权利要求1至4中任一项所述的方位角确定方法的步骤。
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