WO2014086157A1 - 麦克风阵列采集多声道声音的装置及其方法 - Google Patents

麦克风阵列采集多声道声音的装置及其方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2014086157A1
WO2014086157A1 PCT/CN2013/080338 CN2013080338W WO2014086157A1 WO 2014086157 A1 WO2014086157 A1 WO 2014086157A1 CN 2013080338 W CN2013080338 W CN 2013080338W WO 2014086157 A1 WO2014086157 A1 WO 2014086157A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
nth
delay adjustment
module
microphone array
sound
Prior art date
Application number
PCT/CN2013/080338
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
张德明
李海婷
Original Assignee
华为技术有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 华为技术有限公司 filed Critical 华为技术有限公司
Publication of WO2014086157A1 publication Critical patent/WO2014086157A1/zh

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R3/00—Circuits for transducers, loudspeakers or microphones
    • H04R3/005—Circuits for transducers, loudspeakers or microphones for combining the signals of two or more microphones
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R1/00—Details of transducers, loudspeakers or microphones
    • H04R1/20—Arrangements for obtaining desired frequency or directional characteristics
    • H04R1/32—Arrangements for obtaining desired frequency or directional characteristics for obtaining desired directional characteristic only
    • H04R1/40—Arrangements for obtaining desired frequency or directional characteristics for obtaining desired directional characteristic only by combining a number of identical transducers
    • H04R1/406—Arrangements for obtaining desired frequency or directional characteristics for obtaining desired directional characteristic only by combining a number of identical transducers microphones
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R2201/00—Details of transducers, loudspeakers or microphones covered by H04R1/00 but not provided for in any of its subgroups
    • H04R2201/40—Details of arrangements for obtaining desired directional characteristic by combining a number of identical transducers covered by H04R1/40 but not provided for in any of its subgroups
    • H04R2201/405—Non-uniform arrays of transducers or a plurality of uniform arrays with different transducer spacing
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R2430/00—Signal processing covered by H04R, not provided for in its groups
    • H04R2430/20—Processing of the output signals of the acoustic transducers of an array for obtaining a desired directivity characteristic
    • H04R2430/23—Direction finding using a sum-delay beam-former

Definitions

  • the present invention relates to the field of collecting multi-channel sound, and more particularly to an apparatus for collecting multi-channel sound from a microphone array and a method thereof. Background technique
  • the existing stereo pickup methods include XY system, size AB system, NOS system or ORTF system.
  • the above pickup methods have one thing in common: They all use "pair microphone", that is, two microphones with the same parameter index are pre-prepared. Set the spacing and angle to pick up the sound of the scene. Among them, the microphone has different sensitivity to the sound in each direction, and becomes the basis of the stereo pickup sound level difference. For example, the size of the pitch of the microphone controls the time difference of the pickup.
  • the above method of pickup is applied to professional recording, and the requirements for equipment and recording environments are very high.
  • the present invention provides an apparatus for collecting multi-channel sound in a microphone array and a method thereof for solving multi-channel sound collection that cannot be applied to a non-professional environment such as a home entertainment device, and incapable of flexibly adjusting the sound image width and picking up The distance is far from the problem.
  • the first aspect provides a method for collecting multi-channel sound by a microphone array, comprising the steps of: collecting M input signals, and performing echo suppression processing on M input signals; and M input through the nth delay adjustment module
  • the signal is time-delay adjusted to form M n-th output signals; the n-th adaptive beamforming module performs wave velocity formation on the Mth n-th output signals to obtain an n-th signal; and the n-th processing module
  • the nth channel signal is processed to obtain the nth channel signal; wherein n is a positive integer less than or equal to N, M is the number of microphone array elements in the microphone array, and N is a channel for the user to set the microphone array to collect multiple channels. Quantity.
  • collecting M inputs further includes: determining a range of sound field acquisition of the microphone array according to a sound field direction set by the user and a sound pickup distance.
  • delay adjustment of the M input signals by the nth delay adjustment module includes: using a beam direction adjustment module according to a sound field direction Obtaining a delay adjustment parameter of the nth delay adjustment module from the sound pickup distance; and delaying the M input signals according to the delay adjustment parameter by the nth delay adjustment module.
  • the delay adjustment of the M input signals by the nth delay adjustment module includes: adopting the nth delay adjustment module Obtaining a delay adjustment parameter of the nth delay adjustment module according to the sound field direction and the sound pickup distance; and delaying the M input signals by the nth delay adjustment module according to the delay adjustment parameter.
  • the nth adaptive beamforming module is a generalized sidelobe adaptive beamforming module.
  • the processing of the nth channel by the nth processing module to obtain the nth channel signal includes: using the nth processing module to the nth signal Perform noise suppression, nonlinear echo suppression, and adaptive gain control processing.
  • a second aspect provides an apparatus for collecting multi-channel sounds by a microphone array, comprising: a sound collection module, the sound collection module includes a microphone array, the microphone array collects M input signals; and the echo suppression module is configured to perform M input signals Echo suppression processing; N paths, each path includes: an nth delay adjustment module for delay adjustment of M input signals to form M nth output signals; nth adaptive beamforming a module, configured to perform wave velocity formation on the Mth nth output signals to obtain an nth channel signal; an nth processing module, configured to process the nth channel signal to obtain an nth channel signal; wherein, n is less than Or a positive integer equal to N, M is the number of microphone array elements in the microphone array, and N is the number of channels in which the user sets the microphone array to collect multiple channels.
  • the device further includes a setting module, and the user sets the sound field direction and the sound pickup distance through the setting module to determine a range of the sound field acquisition of the microphone array.
  • the device further includes a beam direction adjustment module, where the beam direction adjustment module acquires the nth delay adjustment module according to the sound field direction and the sound pickup distance The delay adjustment parameter, the nth delay adjustment module performs delay adjustment on the M input signals according to the delay adjustment parameter.
  • the nth delay adjustment module acquires a delay adjustment parameter of the nth delay adjustment module according to the sound field direction and the sound pickup distance And delay adjustment of the M input signals according to the delay adjustment parameter.
  • the nth adaptive beamforming module is a generalized sidelobe adaptive beamforming module.
  • the nth processing module performs noise suppression, nonlinear echo suppression, and adaptive gain control processing on the nth signal.
  • a third aspect provides a method for acquiring a multi-channel sound by a microphone array, comprising the steps of: acquiring M input signals; delaying adjustment of M input signals by an nth delay adjustment module to form M first n way output signal; through the nth adaptive beamforming module pair
  • M nth output signals are used to form a wave velocity to obtain an nth channel signal
  • the Nth nth signals are processed to obtain N channel signals; wherein n is a positive integer less than or equal to N, M is the number of microphone array elements in the microphone array, and N is a user setting microphone array acquisition multichannel The number of channels.
  • the step of acquiring the M input signals further includes: determining a range of the sound field acquisition of the microphone array according to the sound field direction and the sound pickup distance set by the user.
  • delay adjustment of the M input signals by the nth delay adjustment module includes: using a beam direction adjustment module according to a sound field direction Obtaining a delay adjustment parameter of the nth delay adjustment module from the sound pickup distance; and delaying the M input signals according to the delay adjustment parameter by the nth delay adjustment module.
  • the delay adjustment of the M input signals by the nth delay adjustment module includes: adopting the nth delay adjustment module Obtaining the time of the nth delay adjustment module based on the sound field direction and the sound pickup distance Delay adjustment parameter; delay adjustment of M input signals by the nth delay adjustment module according to the delay adjustment parameter.
  • the nth adaptive beamforming module is a generalized sidelobe adaptive beamforming module.
  • a fourth aspect provides an apparatus for collecting multi-channel sound in a microphone array, comprising: a sound collection module, the sound collection module includes a microphone array, and the microphone array collects M input signals; N paths, each path includes: an nth path a delay adjustment module, configured to perform delay adjustment on the M input signals to form M nth output signals; an nth adaptive beamforming module, configured to perform wave velocity formation on the M nth output signals, Obtaining an nth channel signal; the processing module is configured to process the Nth nth channel signals to obtain N channel signals; wherein n is a positive integer less than or equal to N, and M is a microphone array element in the microphone array The number of N, the number of channels for the user to set the microphone array to collect multiple channels.
  • the device further includes a setting module, and the user sets the sound field direction and the sound pickup distance through the setting module to determine the range of the sound field acquisition of the microphone array.
  • the device further includes a beam direction adjustment module, where the beam direction adjustment module obtains the nth delay adjustment module according to the sound field direction and the sound pickup distance The delay adjustment parameter, the nth delay adjustment module performs delay adjustment on the M input signals according to the delay adjustment parameter.
  • the nth delay adjustment module acquires a delay adjustment parameter of the nth delay adjustment module according to the sound field direction and the sound pickup distance And delay adjustment of the M input signals according to the delay adjustment parameter.
  • the nth adaptive beamforming module is a generalized sidelobe adaptive beamforming module.
  • the present invention has the beneficial effects that the present invention performs echo suppression processing on M input signals by collecting M input signals, and passes through the nth delay adjustment module, the nth adaptive beamforming module, and the The n-channel processing module obtains the n-th channel signal, and can be applied to multi-channel sound collection in a non-professional environment such as a home entertainment device, and can flexibly adjust the sound image width and the pick-up distance.
  • FIG. 1 is a schematic block diagram of an apparatus for collecting multi-channel sound of a microphone array according to a first embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a schematic block diagram of an apparatus for collecting multi-channel sound in a microphone array according to a second embodiment of the present invention
  • FIG. 3 is a schematic view showing the angle of the sound field direction of the setting module in FIG. 2;
  • FIG. 4 is a schematic diagram of the microphone array of FIG. 2 being a uniform line array
  • Figure 5 is a schematic view showing the microphone array of Figure 2 as a uniform circular array
  • FIG. 6 is a schematic structural diagram of an adaptive beamforming module of FIG. 2;
  • Figure 7 is a schematic block diagram of an apparatus for collecting multi-channel sound in a microphone array according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a flow chart showing a method of collecting multi-channel sound by a microphone array according to a first embodiment of the present invention
  • FIG. 9 is a schematic block diagram of an apparatus for collecting multi-channel sound in a microphone array according to a fourth embodiment of the present invention.
  • Figure 10 is a schematic block diagram of an apparatus for collecting multi-channel sound in a microphone array according to a fifth embodiment of the present invention.
  • Figure 11 is a schematic block diagram of an apparatus for collecting multi-channel sound in a microphone array according to a sixth embodiment of the present invention.
  • Figure 12 is a flow chart showing a method of collecting multi-channel sound by a microphone array according to a second embodiment of the present invention. Detailed ways
  • the apparatus 10 for collecting multi-channel sounds by the microphone array disclosed in this embodiment includes: a sound collection module 101, an echo suppression module 102, and N paths 103.
  • the sound collection module 101 includes a microphone array 1024, and the microphone array 1024 collects M input signals.
  • M is the number of microphone elements of the microphone array 1024, that is, the microphone array 1024 includes M microphone elements.
  • the microphone array 1024 includes a uniform line array or a uniform circular array. In other embodiments, those skilled in the art can fully set the microphone array 1024 to other arrays.
  • the echo suppression module 102 is configured to perform echo suppression processing on the M input signals according to the playback reference signal.
  • the number of echo suppression modules 102 is ⁇ .
  • the playback reference signal is provided by means 10 for collecting multi-channel sound from the microphone array.
  • the input signals that have been subjected to the echo suppression processing are converted into one channel signals through the plurality of paths 103, wherein ⁇ sets the number of channels for which the microphone array 1024 collects the plurality of channels.
  • the user sets the multi-channel collected by the microphone array 1024 to be a stereo channel, and the number of channels of the stereo channel is 2, then ⁇ is 2; the user sets the multi-channel collected by the microphone array 1024 to be a 5.1 channel signal, and a 5.1 channel signal.
  • the number of main channels is 5, then ⁇ is 5.
  • the 5.1 channel signal in addition to the 5 main channels, also contains a bass channel, which can be processed as a separate channel, or can reuse the processing results of the central channel. When the bass channel is a separate channel, the number of channels will change to 6, which is ⁇ 6.
  • the second path 109 includes a second delay adjustment module 110, a second adaptive beamforming module 111, and a second processing module 112, and the second delay adjustment module 110 inputs the signal to the M.
  • Delay adjustment is performed to form M second output signals, and M second output signals are beamformed by the second adaptive beamforming module 111 to obtain a second signal, and the second signal is processed by the second path.
  • Module 112 processes the second channel signal.
  • the nth path 113 includes an nth delay adjustment module 114, an nth adaptive beamforming module 115, and an nth processing module 116.
  • the nth delay adjustment module 114 performs delay adjustment on the M input signal to Mth nth output signals are formed, and the Mth nth output signals are beamformed by the nth adaptive beamforming module 115 to obtain an nth signal, and the nth signal is processed by the nth processing module 116 to obtain a nth a channel signal, where n is a positive integer less than or equal to N.
  • the apparatus 10 for collecting multi-channel sounds in the microphone array disclosed in the embodiment obtains the n-th channel signal through the sound collection module 101, the echo suppression module 102, and the N paths 103, and can be applied to the home entertainment device. Multi-channel sound collection in non-professional environments.
  • the present invention also provides an apparatus for collecting multi-channel sound of the microphone array of the second embodiment, which is described in detail based on the apparatus 10 for collecting multi-channel sound by the microphone array disclosed in the first embodiment.
  • the apparatus for collecting multi-channel sound of the microphone array disclosed in the present embodiment further includes a setting module 104, as shown in FIG.
  • the user sets the sound field direction and the sound pickup distance through the setting module 104.
  • the sound collection module 101 acquires the sound field direction and the sound pickup distance from the setting module 104, and determines the range of the sound field acquisition of the microphone array 1024 according to the sound field direction and the sound pickup distance.
  • the user can set the sound field direction and the sound picking distance on the setting module 104 in various manners.
  • the setting module 104 is provided with a knob, and the user sets the sound field direction and the sound picking distance by rotating the knob;
  • a touch screen is disposed on the 104, and the user sets the sound field direction and the sound picking distance through the touch screen.
  • the setting module 104 is provided with a camera, and the user sets the sound field direction and the sound picking distance by the linkage mode of the camera.
  • the nth time delay adjustment module 114 acquires delay adjustment parameters corresponding to the M input signals according to the sound field direction and the sound pickup distance set by the user, and delays the M input signals according to the delay adjustment parameter. Adjustment. The following describes in detail how the nth delay adjustment module 114 obtains the delay adjustment parameters corresponding to the M input signals according to the sound field direction and the sound pickup distance, and performs delay adjustment on the M input signals according to the delay adjustment parameters.
  • the apparatus for collecting multi-channel sounds of the wind array acquires stereo sound
  • the angle range of the sound field direction set by the user through the setting module 104 is ( ⁇ 1 ⁇ 2 ), wherein, and 2 are the angles between the boundary direction of the sound field and the horizontal line direction, respectively.
  • the sound pickup distance is r s
  • the microphone array acquires a multi-channel sound device
  • the 5.1 channel signal is acquired, and the user sets the angle of the sound field by the setting module 104 to be ( ⁇ 1 ⁇ 2 , ⁇ 3 , ⁇ 4 , ⁇ 5 ), and the sound pickup distance is r s .
  • the user sets the angle of the sound field by the setting module 104 to be ( ⁇ 1 ⁇ 2 , ⁇ 3 , ⁇ 4 , ⁇ 5 , ⁇ 6 ), the sound.
  • the picking distance is r s .
  • the microphone array 1024 is a uniform hook line array of one array element.
  • the distance between the array elements is d
  • the beam direction is ⁇ ⁇
  • the distance between the sound pickup distance and the center position 1022 of the microphone array 1024 is r s
  • the sampling frequency of the microphone array 1024 is f
  • the sound speed is c.
  • the m (m l, 2, ..., M) array elements and the center position of the microphone array 1024
  • the distance d m of 1022 is:
  • the distance r m of the sound source S from the mth array element of the microphone array 1024 is:
  • the delay adjustment parameter T corresponding to the M input signals is: ⁇ ,, ⁇ ,, -, ⁇ . f (6)
  • the parameter T delays the M input signals Y, and the Mth nth output signals Z n ( k ) after the delay adjustment are:
  • the formula (1) ⁇ - ⁇ , formula (4), formula (5) and formula (6) are substituted into equation (7), to get the first
  • Equation (4), Equation (5), and Equation (6) are substituted into Equation (7) to obtain the third output signal 3 ⁇ 4 (k).
  • the microphone array 1024 is a uniform circle of M array elements.
  • the radius of the microphone array 1024 is b
  • the beam direction is ⁇ ⁇
  • the distance between the sound pickup distance and the center position 1023 of the microphone array 1024 is r s
  • the sampling frequency of the microphone array 1024 is f
  • the sound speed is c.
  • the microphone array 1024 can determine the position of the sound source S of interest according to the sound field direction and the sound pickup distance set by the user, wherein the sound source S is located within the range of the sound field acquisition of the microphone array 1024.
  • the projection of the sound source S on the plane where the microphone array 1024 is located is S, S
  • the angle between the first array element is a horizontal angle ( ⁇ then, the horizontal angle of the mth array element (1 remind 1) for:
  • the distance r m between the sound source S and the mth array element of the microphone array 1024 is:
  • the delay adjustment parameters of the uniform linear array and the uniform circular array are:
  • n-th adaptive beamforming module 115 is preferably a generalized sidelobe cancellation adaptive beamforming. Module.
  • the n-th adaptive beamforming module 115 includes a fixed beamforming unit 117, a congestion matrix unit 118, and a multi-input cancellation unit 119.
  • the multi-input cancellation unit 119 includes a filter 120 and a filter coefficient update unit 121.
  • Delay-adjusted Mth nth output signal Z n (k) which includes Zl (k), z 2 (k), ..., z M (k), ⁇ ⁇ output
  • the fixed beam forming signal D(k) and the corresponding reference interference signal Uj (k) are obtained by the multi-input cancellation unit 119 to obtain the nth signal ABF(k).
  • the nth channel signal ABF(k) can also be used for the filter coefficient updating unit 121 to
  • the nth signal ABF(k) is processed by the nth processing module 116 of the nth path 113.
  • the nth channel signal is obtained.
  • the nth path processing module 116 is configured to process the nth channel signal ABF(k) to obtain an nth channel signal.
  • the nth path processing module 116 performs noise suppression, nonlinear echo suppression, and adaptive gain control on the nth signal ABF(k).
  • the purpose of the noise suppression processing on the nth channel signal ABF(k) by the nth path processing module 116 is to further reduce the subjective auditory influence of the residual noise, which may be monophonic by an adaptive filtering method or a conventional spectral subtraction method.
  • the noise suppression method is implemented.
  • the purpose of the nonlinear echo suppression processing of the nth channel signal ABF(k) by the nth path processing module 116 is to further reduce the influence of the residual echo on the subjective hearing, which can be based on the nth channel signal ABF(k) and the playback reference signal pair.
  • the residual echo is echo-detected, and the detected residual echo is processed according to the detection result using a noise filling method.
  • the nth processing module 116 performs adaptive gain control processing on the nth signal ABF(k) to enhance the volume of the long-distance pickup and ensure the sharpness of the distant source.
  • the apparatus 10 for collecting multi-channel sounds by the microphone array disclosed in this embodiment can be applied to home entertainment through the setting module 104, the sound collection module 101, the echo suppression module 102, and the N paths 103.
  • the present invention further provides a device for collecting multi-channel sounds in the microphone array of the third embodiment, which is different from the device for collecting multi-channel sounds in the microphone array disclosed in the second embodiment: as shown in FIG. 7, the embodiment is
  • the apparatus for collecting multi-channel sounds of the disclosed microphone array further includes a beam direction adjustment module 222 that converts the angle of the sound field direction set by the user through the setting module 204 into a beam direction, that is, the beam direction modulation module 222 sets the sound field.
  • the angle of the direction is converted into an angle between the direction of the sound field and the normal direction of the microphone array 2024.
  • the angle range is ( ⁇ 1 ⁇ 2 ) and the sound pickup distance is r s .
  • ⁇ ⁇ 2 is the angle between the boundary direction of the sound field and the horizontal line direction
  • the user sets the angle of the sound field by the setting module 204 to be ( ⁇ 1 ⁇ 2 , ⁇ 3 , ⁇ 4 , ⁇ 5 , ⁇ 6 ), and the sound pickup distance is r s .
  • the nth delay adjustment module 214 acquires the beam direction from the beam direction adjustment module 222 to calculate a delay adjustment parameter.
  • the present invention also provides a method of collecting multi-channel sound by the microphone array of the first embodiment, which is described in detail based on the apparatus 10 for collecting multi-channel sound from the microphone array of the first embodiment described above. As shown in FIG. 8, the method for collecting multi-channel sound by the microphone array disclosed in this embodiment includes the following steps:
  • Step 801 The microphone array 1024 collects one input signal, and performs echo suppression processing on the input signals through the echo suppression module 102.
  • Step 802 The ⁇ -th delay adjustment module 114 performs delay adjustment on the input signals to form one ⁇ -th output signal.
  • Step 803 The n-th adaptive beamforming module 115 performs wave velocity formation on the first n-th output signals to obtain an n-th signal;
  • Step 804 The ⁇ -th processing module 116 processes the ⁇ -th signal to obtain an ⁇ -channel signal.
  • the number of microphone array elements of the microphone array 1024 that is, the microphone array 1024 includes a plurality of microphone array elements.
  • the microphone array 1024 includes a uniform hook line array or a uniform circular array. In other embodiments, those skilled in the art can fully set the microphone array 1024 to other arrays.
  • the reference signal is used to perform echo suppression processing.
  • the playback reference signal is provided by the device 10 that captures multi-channel sound from the microphone array.
  • the method for collecting multi-channel sound by the microphone array disclosed in this embodiment collects M input signals through the microphone array 1024, and performs echo suppression processing on the M input signals through the echo suppression module 102, and
  • the nth channel signal is obtained by the nth delay adjustment module, the nth adaptive beamforming module, and the nth processing module, and can be applied to multi-channel sound collection in a non-professional environment such as a home entertainment device.
  • the present invention also provides an apparatus for collecting multi-channel sound by the microphone array of the fourth embodiment.
  • the apparatus 30 for collecting multi-channel sounds in the microphone array disclosed in this embodiment includes: a sound collection module 301, N paths 302, and a processing module 303.
  • the sound collection module 301 includes a microphone array 3021, and the microphone array 3021 collects M input signals.
  • M is the number of microphone elements of the microphone array 3021, that is, the microphone array 3021 includes M microphone elements.
  • the microphone array 3021 includes a uniform line array or a uniform circular array.
  • the M input signals are converted into N nth signals through N paths 303, where N is the number of channels in which the user sets the microphone array 3021 to acquire multiple channels.
  • N is the number of channels in which the user sets the microphone array 3021 to acquire multiple channels.
  • the user sets the multi-channel collected by the microphone array 3021 to be a stereo channel, and the number of channels of the stereo channel is 2, then N is 2; the user sets the multi-channel collected by the microphone array 3021 to be a 5.1 channel signal, and a 5.1 channel signal.
  • the number of channels is 5, then N is 5.
  • the bass channel of the 5.1 channel signal is a separate channel, the number of channels will change to 6, that is, N is 6.
  • the first path 305 includes a first path delay adjustment module 306 and a first path adaptive beamforming module 307, and the first path delay adjustment module 306 performs M input signals.
  • the delay adjustments form M first output signals, and the M first output signals are beamformed by the first adaptive beamforming module 307 to obtain a first path signal.
  • the second path 308 includes a second delay adjustment module 309 and a second adaptive beamforming module 310.
  • the second delay adjustment module 309 performs delay adjustment on the M input signals to form an M.
  • the second output signals, the M second output signals are beamformed by the second adaptive beamforming module 310 to obtain a second signal.
  • the nth path 311 includes an nth delay adjustment module 312 and an nth adaptive beamforming module 313, and the nth delay adjustment module 312 performs M input signals. Delay adjustment, forming M The nth output signal, and the Mth nth output signals are beamformed by the nth adaptive beamforming module 313 to obtain an nth signal.
  • the processing module 303 is configured to process the Nth nth signals to obtain N channel signals.
  • the present invention also provides an apparatus for collecting multi-channel sound of the microphone array of the fifth embodiment, which is described in detail based on the apparatus 30 for collecting multi-channel sound by the microphone array disclosed in the fourth embodiment.
  • the apparatus for collecting multi-channel sound in the microphone array disclosed in this embodiment further includes a setting module 304, as shown in FIG.
  • the user sets the sound field direction and the sound pickup distance through the setting module 304.
  • the microphone array 3021 acquires the sound field direction and the sound pickup distance from the setting module 304, and determines the range of the sound field acquisition of the microphone array 3021 according to the sound field direction and the sound pickup distance.
  • the user can set the sound field direction and the sound picking distance on the setting module 304 in various manners.
  • the setting module 304 is provided with a knob, and the user sets the sound field direction and the sound picking distance by rotating the knob;
  • a touch screen is disposed on the 304, and the user sets the sound field direction and the sound picking distance through the touch screen;
  • the setting module 304 is provided with a camera, and the user sets the sound field direction and the sound picking distance by the linkage mode of the camera.
  • the nth delay adjustment module 312 and the nth adaptive beamforming module 313 of the embodiment are respectively associated with the nth delay adjustment module 114 and the nth adaptive beamforming module disclosed in the first embodiment of the present invention. 115 is identical and will not be described here. Therefore, the M nth output signals Z are beamformed by the nth adaptive beamforming module 313 to obtain the nth channel signal ABF(k).
  • the processing module 303 is configured to perform noise suppression, echo suppression, and adaptive gain control on the Nth nth signal ABF(k) to obtain N channel signals.
  • the processing module 303 is preferably a multi-channel joint audio enhancement processor.
  • the purpose of the noise suppression processing of the N-channel signal by the processing module 303 is to further reduce the subjective auditory influence of the residual noise;
  • the purpose of the echo suppression processing by the processing module 303 for the N-channel signal is to reduce the influence of the echo on the subjective hearing;
  • the processing module 303 The purpose of the adaptive gain control processing of the N-channel signal is to enhance the volume of the long-distance pickup and ensure the sharpness of the distant source.
  • the processing module 303 adjusts the respective channel signals by using the correlation between the N signals to solve the problem of the image shift caused by the independent processing of the respective channel signals.
  • the apparatus 30 for collecting multi-channel sounds by the microphone array disclosed in the embodiment is configured by the sound collection module 301 according to the sound field direction and the sound pickup distance set by the user.
  • the range of the sound field acquisition of the microphone array 3021 is determined, and the microphone array 3021 collects M input signals, the M input signals are converted into Nth nth signals through the N paths 302, and the processing module 304 is used to N nth
  • the road signal performs multi-channel joint audio enhancement processing to obtain N channel signals, which can be applied to multi-channel sound collection in a non-professional environment such as a home entertainment device, and can flexibly adjust the sound image width and the picking distance, and can Solve the problem of image drift caused by independent processing of each channel signal.
  • the present invention further provides a device for collecting multi-channel sound in the microphone array of the sixth embodiment, which is different from the device for collecting multi-channel sound in the microphone array disclosed in the fifth embodiment, as shown in FIG.
  • the apparatus for collecting multi-channel sounds of the disclosed microphone array further includes a beam direction adjustment module 422 that converts the angle of the sound field direction set by the user through the setting module 404 into a beam direction, that is, the beam direction modulation module 422 sets the sound field.
  • the angle of the direction is converted into an angle between the direction of the sound field and the normal direction of the microphone array 4021.
  • the user sets the angle range of the sound field direction by the setting module 404 to be ( ⁇ 1 ⁇ 2 ), and the sound pickup distance is r s .
  • the device for collecting the multi-channel sound of the microphone array collects the 5.1 channel signal
  • the user sets the angle of the sound field by the setting module 404 to be ( ⁇ 1 ⁇ 2 , ⁇ 3 , ⁇ 4 , ⁇ 5 ), and the sound pickup distance is r s .
  • the nth delay adjustment module 412 acquires the beam direction from the beam direction adjustment module 422 to calculate a delay adjustment parameter.
  • the present invention also provides a method of collecting multi-channel sound by the microphone array of the second embodiment, which is described in detail based on the apparatus 30 for collecting multi-channel sound of the microphone array of the fourth embodiment.
  • the method for collecting multi-channel sound by the microphone array disclosed in this embodiment includes the following steps: Step 901: The microphone array 3021 collects M input signals.
  • Step 902 The nth delay adjustment module 312 performs delay adjustment on the M input signals to form M nth output signals.
  • Step 903 The nth adaptive beamforming module 313 performs wave velocity formation on the M nth output signals to obtain an nth channel signal.
  • Step 904 The processing module 303 processes the Nth nth signals to obtain N channel signals.
  • processing module 303 is preferably a multi-channel joint audio enhancement processor.
  • the purpose of the noise suppression processing of the N-channel signal by the processing module 303 is to further reduce the subjective auditory influence of the residual noise;
  • the purpose of the echo suppression processing by the processing module 303 for the N-channel signal is to reduce the influence of the echo on the subjective hearing;
  • the processing module 303 The purpose of the adaptive gain control processing of the N-channel signal is to enhance the volume of the long-distance pickup and ensure the sharpness of the distant source.
  • the processing module 303 adjusts the respective channel signals by using the correlation between the N signals to solve the problem of the image drift caused by the independent processing of the respective channel signals.
  • the present invention performs echo suppression processing on M input signals by collecting M input signals, and passes through the nth delay adjustment module, the nth adaptive beamforming module, and the nth processing.
  • the module obtains the nth channel signal, which can be applied to multi-channel sound collection in non-professional environments such as home entertainment equipment, and can flexibly adjust the width of the sound image and pick up the distance.

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Otolaryngology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Circuit For Audible Band Transducer (AREA)
  • Obtaining Desirable Characteristics In Audible-Bandwidth Transducers (AREA)

Abstract

一种麦克风阵列采集多声道声音的装置和方法，该麦克风阵列采集多声道声音的方法包括：采集M个输入信号，并对M个输入信号进行回声抑制处理；通过第n路时延调整模块对M个输入信号进行时延调整，以形成M个第n路输出信号；通过第n路自适应波束形成模块对M个第n路输出信号进行波束形成，以得到第n路信号；通过第n路处理模块对第n路信号进行处理得到第n声道信号。通过上述方式，能够应用到家庭娱乐设备等非专业环境的多声道声音采集，并且能够灵活调整声像宽度以及拾取距离远近。

Description

麦克风阵列采集多声道声音的装置及其方法
技术领域
本发明涉及采集多声道声音领域， 特别是涉及一种麦克风阵列采集多 声道声音的装置及其方法。 背景技术
现有的立体声的拾音方法包括 XY制、 大小 AB制、 NOS制或 ORTF 制， 以上拾音方法具有一个共同点： 均使用了 "对传声器"， 即 2支参数指 标一致的话筒摆成预设的间隔和角度， 以用来拾取临场的声音。 其中， 传 声器对各个方向的声音的灵敏度不同， 成为立体声拾音声级差的基础， 例 如， 传声器的间距的大小控制拾音的时间差。 但是以上拾音方法应用于专 业录音， 对于设备和录音环境的要求都非常高。 在非专业录音环境， 传声 器在拾取语音信号的同时，传输媒介引入的噪声、通信设备内部的电噪声、 房间混响乃至其他人的话音干扰都无法避免， 导致声音拾取的效果大打折 扣， 因此现有的立体声的拾音方法无法应用到家庭娱乐设备等非专业环境 的多声道声音采集。 此外， 现有的立体声的拾音方法无法灵活地调整声像 宽度和拾取距离远近的问题。 发明内容
有鉴于此， 本发明提供了一种麦克风阵列采集多声道声音的装置及其 方法， 以解决无法应用到家庭娱乐设备等非专业环境的多声道声音采集和 无法灵活调整声像宽度以及拾取距离远近的问题。
第一方面提供一种麦克风阵列采集多声道声音的方法， 其包括以下步 骤： 采集 M个输入信号， 并对 M个输入信号进行回声抑制处理； 通过第 n 路时延调整模块对 M个输入信号进行时延调整，以形成 M个第 n路输出信 号；通过第 n路自适应波束形成模块对 M个第 n路输出信号进行波速形成， 以得到第 n路信号； 通过第 n路处理模块对第 n路信号进行处理得到第 n 声道信号； 其中， n为小于或等于 N的正整数， M为麦克风阵列中麦克风 阵元的数量， N为用户设置麦克风阵列采集多声道的声道数量。
结合第一方面的实现方式， 在第一种可能的实现方式中， 采集 M个输 入信号的步骤之前还包括： 根据用户设置的声场方向和声音拾取距离， 以 确定麦克风阵列声场采集的范围。
结合第一方面的第一种可能的实现方式， 在第二种可能的实现方式中， 通过第 n路时延调整模块对 M个输入信号进行时延调整包括： 通过波束方 向调整模块根据声场方向和声音拾取距离获取第 n路时延调整模块的时延 调整参数； 通过第 n路时延调整模块根据时延调整参数对 M个输入信号进 行时延调整。
结合第一方面的第一种可能的实现方式， 在第三种可能的实现方式中， 通过第 n路时延调整模块对 M个输入信号进行时延调整包括： 通过第 n路 时延调整模块根据声场方向和声音拾取距离获取第 n路时延调整模块的时 延调整参数； 通过第 n路时延调整模块根据时延调整参数对 M个输入信号 进行时延调整。
结合第一方面的实现方式， 在第四种可能的实现方式中， 第 n路自适 应波束形成模块为广义旁瓣 ^^消自适应波束形成模块。
结合第一方面的实现方式， 在第五种可能的实现方式中， 通过第 n路 处理模块对第 n路信号进行处理得到第 n声道信号包括： 通过第 n路处理 模块对第 n路信号进行噪声抑制、 非线性回声抑制以及自适应增益控制的 处理。
第二方面提供一种麦克风阵列采集多声道声音的装置， 其包括： 声音 采集模块，声音采集模块包括麦克风阵列，麦克风阵列采集 M个输入信号； 回声抑制模块， 用于对 M个输入信号进行回声抑制处理； N个通路， 每个 通路包括： 第 n路时延调整模块， 用于对 M个输入信号进行时延调整， 以 形成 M个第 n路输出信号； 第 n路自适应波束形成模块， 用于对 M个第 n 路输出信号进行波速形成， 以得到第 n路信号； 第 n路处理模块， 用于对 第 n路信号进行处理得到第 n声道信号； 其中， n为小于或等于 N的正整 数， M为麦克风阵列中麦克风阵元的数量， N为用户设置麦克风阵列采集 多声道的声道数量。
结合第二方面的实现方式， 在第一种可能的实现方式中， 装置还包括 设定模块， 用户通过设定模块设置声场方向和声音拾取距离， 以确定麦克 风阵列声场采集的范围。 结合第二方面的第一种可能的实现方式， 在第二种可能的实现方式中， 装置还包括波束方向调整模块， 波束方向调整模块根据声场方向和声音拾 取距离获取第 n路时延调整模块的时延调整参数， 第 n路时延调整模块根 据时延调整参数对 M个输入信号进行时延调整。
结合第二方面的第一种可能的实现方式， 在第三种可能的实现方式中， 第 n路时延调整模块根据声场方向和声音拾取距离获取第 n路时延调整模 块的时延调整参数，并且根据时延调整参数对 M个输入信号进行时延调整。
结合第二方面的实现方式， 在第四种可能的实现方式中， 第 n路自适 应波束形成模块为广义旁瓣 ^^消自适应波束形成模块。
结合第二方面的实现方式， 在第五种可能的实现方式中， 第 n路处理 模块对第 n路信号进行噪声抑制、 非线性回声抑制以及自适应增益控制的 处理。
第三方面提供一种麦克风阵列采集多声道声音的方法， 其包括以下步 骤： 采集 M个输入信号； 通过第 n路时延调整模块对 M个输入信号进行时 延调整， 以形成 M个第 n路输出信号； 通过第 n路自适应波束形成模块对
M个第 n路输出信号进行波速形成， 以得到第 n路信号； 通过处理模块对
N个第 n路信号进行处理， 以得到 N个声道信号； 其中， n为小于或等于 N 的正整数， M为麦克风阵列中麦克风阵元的数量， N为用户设置麦克风阵 列采集多声道的声道数量。
结合第三方面的实现方式， 在第一种可能的实现方式中， 采集 M个输 入信号的步骤之前还包括： 根据用户设置的声场方向和声音拾取距离， 以 确定麦克风阵列声场采集的范围。
结合第三方面的第一种可能的实现方式， 在第二种可能的实施方式中， 通过第 n路时延调整模块对 M个输入信号进行时延调整包括： 通过波束方 向调整模块根据声场方向和声音拾取距离获取第 n路时延调整模块的时延 调整参数； 通过第 n路时延调整模块根据时延调整参数对 M个输入信号进 行时延调整。
结合第三方面的第一种可能的实现方式， 在第三种可能的实施方式中， 通过第 n路时延调整模块对 M个输入信号进行时延调整包括： 通过第 n路 时延调整模块根据声场方向和声音拾取距离获取第 n路时延调整模块的时 延调整参数； 通过第 n路时延调整模块根据时延调整参数对 M个输入信号 进行时延调整。
结合第三方面的实现方式， 在第四种可能的实现方式中， 第 n路自适 应波束形成模块为广义旁瓣 ^^消自适应波束形成模块。
第四方面提供一种麦克风阵列采集多声道声音的装置， 其包括： 声音 采集模块，声音采集模块包括麦克风阵列，麦克风阵列采集 M个输入信号； N个通路， 每个通路包括： 第 n路时延调整模块， 用于对 M个输入信号进 行时延调整， 以形成 M个第 n路输出信号； 第 n路自适应波束形成模块， 用于对 M个第 n路输出信号进行波速形成，以得到第 n路信号；处理模块， 用于对 N个第 n路信号进行处理， 以得到 N个声道信号； 其中， n为小于 或等于 N的正整数， M为麦克风阵列中麦克风阵元的数量， N为用户设置 麦克风阵列采集多声道的声道数量。
结合， 第四方面的实现方式， 在第一种可能的实现方式中， 装置还包 括设定模块， 用户通过设定模块设置声场方向和声音拾取距离， 以确定麦 克风阵列声场采集的范围。
结合第四方面的第一种可能的实现方式， 在第二种可能的实现方式中， 装置还包括波束方向调整模块， 波束方向调整模块根据声场方向和声音拾 取距离获取第 n路时延调整模块的时延调整参数， 第 n路时延调整模块根 据时延调整参数对 M个输入信号进行时延调整。
结合第四方面的第一种可能的实现方式， 在第三种可能的实现方式中， 第 n路时延调整模块根据声场方向和声音拾取距离获取第 n路时延调整模 块的时延调整参数，并且根据时延调整参数对 M个输入信号进行时延调整。
结合第四方面的实现方式， 在第四种可能的实现方式中， 第 n路自适 应波束形成模块为广义旁瓣 ^^消自适应波束形成模块。
通过上述方案，本发明的有益效果是：本发明通过采集 M个输入信号， 对 M个输入信号进行回声抑制处理， 并通过第 n路时延调整模块、 第 n路 自适应波束形成模块以及第 n路处理模块得到第 n声道信号， 能够应用到 家庭娱乐设备等非专业环境的多声道声音采集， 并且能够灵活调整声像宽 度以及拾取距离远近。 附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案， 下面将对实施例描述 中所需要使用的附图作筒单地介绍， 显而易见地， 下面描述中的附图仅仅 是本发明的一些实施例， 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， 还可以根据这些附图获得其他的附图。 其中：
图 1 是本发明第一实施例的麦克风阵采集多声道声音的装置的示意框 图；
图 2是本发明第二实施例的麦克风阵采集多声道声音的装置的示意框 图；
图 3是图 2中设定模块设置声场方向的角度示意图；
图 4是图 2中麦克风阵列为均匀线阵的示意图；
图 5是图 2中麦克风阵列为均匀圓阵的示意图；
图 6是图 2中自适应波束形成模块的结构示意图；
图 7是本发明第三实施例的麦克风阵采集多声道声音的装置的示意框 图；
图 8是本发明第一实施例的麦克风阵列采集多声道声音的方法的流程 图；
图 9是本发明第四实施例的麦克风阵列采集多声道声音的装置的示意 框图；
图 10是本发明第五实施例的麦克风阵列采集多声道声音的装置的示意 框图；
图 11是本发明第六实施例的麦克风阵列采集多声道声音的装置的示意 框图；
图 12是本发明第二实施例的麦克风阵列采集多声道声音的方法的流程 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 行清楚、 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 做出创造性的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。
参阅图 1 ,图 1是本发明第一实施例的麦克风阵列采集多声道声音的装 置的示意框图。 如图 1 所示， 本实施例所揭示的麦克风阵列采集多声道声 音的装置 10包括：声音采集模块 101、回声抑制模块 102以及 N个通路 103。
在本实施例中， 声音采集模块 101包括麦克风阵列 1024, 麦克风阵列 1024采集 M个输入信号。 在本实施例中， M为麦克风阵列 1024的麦克风 阵元的数量， 即麦克风阵列 1024包括 M个麦克风阵元。 其中， 麦克风阵列 1024 包括均匀线阵或均匀圓阵。 在其他实施例中， 本领域的技术人员完全 可以将麦克风阵列 1024设置为其他阵列。
回声抑制模块 102用于根据回放参考信号对 M个输入信号进行回声抑 制处理。 其中， 回声抑制模块 102 以麦克风阵列 1024 采集到的第 m ( m=l,2, ...... , Μ )个信号作为近端输入信号， 并且以回放参考信号为远 端参考信号，进行回声抑制处理。优选地， 回声抑制模块 102的数量为 Μ。 线性回声抑制的处理方法或自适应滤波器与非线性回声抑制处理相结合的 方法， 以使 Μ个输入信号能够达到回声抑制的效果。 此外， 回放参考信号 由麦克风阵列采集多声道声音的装置 10提供。
已经进行回声抑制处理的 Μ个输入信号通过 Ν个通路 103转换成 Ν个 声道信号， 其中， Ν为用户设置麦克风阵列 1024采集多声道的声道数量。 例如， 用户设置麦克风阵列 1024采集的 多声道为立体声道， 立体声道的 声道数量为 2, 则 Ν为 2; 用户设置麦克风阵列 1024采集的多声道为 5.1 声道信号， 5.1声道信号的主声道数量为 5, 则 Ν为 5。 值得注意的是， 5.1 声道信号， 除了 5 个主声道之外还包含一个低音声道， 这个低音声道可以 作为一个独立的声道进行处理， 也可以复用中央通道的处理结果， 当低音 声道为一个独立的声道时， 则声道数量会变为 6, 即 Ν为 6。
在本实施例中， 当 η=1时， 第一个通路 105包括第一路时延调整模块 106、 第一路自适应波束形成模块 107以及第一路处理模块 108, 第一路时 延调整模块 106对 Μ输入信号进行时延调整，以形成 Μ个第一路输出信号， Μ个第一路输出信号通过第一路自适应波束形成模块 107进行波束形成得 到第一路信号， 第一路信号通过第一路处理模块 108得到第一声道信号。 当 n=2时， 第二个通路 109包括第二路时延调整模块 110、第二路自适应波 束形成模块 111以及第二路处理模块 112, 第二路时延调整模块 110对 M 输入信号进行时延调整， 以形成 M个第二路输出信号， M个第二路输出信 号通过第二路自适应波束形成模块 111 进行波束形成得到第二路信号， 第 二路信号通过第二路处理模块 112处理得到第二声道信号。第 n个通路 113 包括第 n路时延调整模块 114、第 n路自适应波束形成模块 115以及第 n路 处理模块 116, 第 n路时延调整模块 114对 M输入信号进行时延调整， 以 形成 M个第 n路输出信号， M个第 n路输出信号通过第 n路自适应波束形 成模块 115进行波束形成得到第 n路信号， 第 n路信号通过第 n路处理模 块 116处理得到第 n声道信号， 其中， n为小于或等于 N的正整数。
区别于现有技术， 本实施例所揭示的麦克风阵列采集多声道声音的装 置 10通过声音采集模块 101、 回声抑制模块 102以及 N个通路 103得到第 n声道信号， 能够应用到家庭娱乐设备等非专业环境的多声道声音采集。
本发明还提供第二实施例的麦克风阵列采集多声道声音的装置， 其在 第一实施例所揭示的麦克风阵列采集多声道声音的装置 10的基础上进行详 细描述。 本实施所揭示的麦克风阵列采集多声道声音的装置还包括设定模 块 104 ,如图 2所示。用户通过设定模块 104设置声场方向和声音拾取距离， 声音采集模块 101从设定模块 104获取声场方向和声音拾取距离， 并根据 声场方向和声音拾取距离，以确定麦克风阵列 1024声场采集的范围。其中， 用户可以通过多种方式在设定模块 104上设置声场方向和声音拾取距离， 例如， 设定模块 104上设置有旋钮， 用户通过旋转旋钮的方式设置声场方 向和声音拾取距离； 设定模块 104上设置有触摸屏， 用户通过触摸屏设置 声场方向和声音拾取距离； 设定模块 104上设置有摄像头， 用户通过摄像 头的联动方式设置声场方向和声音拾取距离。
在本实施例中， 第 n路时延调整模块 114根据用户设置的声场方向和 声音拾取距离获取 M个输入信号对应的时延调整参数， 并且根据时延调整 参数对 M个输入信号进行时延调整。以下详细说明第 n路时延调整模块 114 如何根据声场方向和声音拾取距离获取 M个输入信号对应的时延调整参数 , 并根据时延调整参数对 M个输入信号进行时延调整。 如图 3所示， 假设麦 克风阵列采集多声道声音的装置采集立体声， 用户通过设定模块 104设置 声场方向的角度范围为 （ Φ1 φ2), 其中， 和 2分别为声场边界方向 与水平线方向的夹角。 声音拾取距离为 rs, 则对应的两个波束方向分别为： =<Κ- , =Α- 。 （1)
假设麦克风阵列采集多声道声音的装置采集 5.1声道信号，用户通过设 定模块 104设定声场的角度为 （ Φ1 Φ2, Φ3, Φ4, Φ5), 声音拾取距离 为 rs。 则对应的五个波束方向分别为： θ^ , -^, θ2=φ2 -^, θ3=φ3 -^, =A- ， =A- 。 （2)
当 5.1声道信号的低音声道为一个独立的声道时，则用户通过设定模块 104设定声场的角度为 （ Φ1 Φ2, Φ3, Φ4, Φ5, Φ6), 声音拾取距离为 rs。则对应的六个波束方向分别为： =Α- , θ2= 2 -^, θ3= 3 -^, θ4= 4 -^, =Α- 。 （3) 因此， 麦克风阵列采集多声道声音的装置需要通过第 η路时延调整模 块 114将声场方向的角度转换成波速方向， 即将声场方向的角度转换成声 场方向与麦克风阵列 1024的法线方向的夹角。
请参见图 4所示， 麦克风阵列 1024为 Μ个阵元的均勾线阵。 其中， 阵 元之间的距离为 d, 波束方向为 θη, 声音拾取距离与麦克风阵列 1024的中 心位置 1022的距离为 rs, 麦克风阵列 1024采集信号的采样频率为 f, 声速 为 c。 则， 第 m (m=l,2, ...... , M )个阵元与麦克风阵列 1024的中心位置
1022的距离 dm为:
d,. m (4)
2
假设声源 S位于麦克风阵列 1024声场采集的范围内。则声源 S距离麦 克风阵 1024的第 m个阵元的距离 rm为:
Figure imgf000010_0001
则， M个输入信号对应的时延调整参数 T为: τ^τ,,τ,,-,τ^. f (6) 假设经过回声抑制处理的 M个输入信号为 Y, Y=[yi(k), y2(k),...， yM(k)]， 第 n路时延调整模块 114根据时延调整参数 T对 M个输入信号 Y进行时延 调整， 则时延调整后的 M个第 n路输出信号 Zn ( k ) 为： 当麦克风阵列采集多声道声音的装置采集立体声时， 即 Ν=2, 此时， 将式（1) 的 =Α-^、 式（4)、 式（5) 以及式（6)代入式（7), 得到第
1路输出信号 (k)。 将式（1)的 =Α-^、 式（4)、 式（5)以及式（6) 代入式（ 7 ), 得到第 2路输出信号 Z2 ( k )。
当麦克风阵列采集多声道声音的装置采集 5.1声道信号时， 即 N=5, 此 时， 将式（2) 的 = - 、 式（4)、 式（5) 以及式（6)代入式（7), 得 到第 1路输出信号 (k)。 将式（2) 的 e2= 2- 、 式（4)、 式（5) 以及 式（6)代入式（7), 得到第 2路输出信号 Z2(k)。 将式（2)的 =^- 、
2 式（4)、 式（5) 以及式（6)代入式（7), 得到第 3路输出信号 ¾ (k)。 将式（2) 的 e4= - 、 式（4)、 式（5) 以及式（6)代入式（7), 得到第 4路输出信号 Z4(k)。 将式（2)的 = ^ - 、 式（4)、 式（5)以及式（6)
2
代入式（ 7 ), 得到第 5路输出信号 Z5 ( k )。
当 5.1声道信号的低音声道为一个独立的声道时， 则还需将 式（4)、 式（5) 以及式（6)代入式（7), 得到第 6路输出信号 Z6 (k)。
如图 5所示， 当麦克风阵列 1024为 M个阵元的均勾圓阵。 其中， 麦克 风阵列 1024的半径为 b, 波束方向为 θ η, 声音拾取距离与麦克风阵列 1024 的中心位置 1023的距离为 rs, 麦克风阵列 1024采集信号的采样频率为 f, 声速为 c。 麦克风阵列 1024根据用户设置的声场方向和声音拾取距离， 可 以确定感兴趣的声源 S的位置，其中声源 S位于麦克风阵列 1024声场采集 的范围内。 声源 S在麦克风阵列 1024所在的平面上的投影为 S，， S，与第一 个阵元之间的夹角为水平角（χ^ 那么， 第 m个阵元的水平角（1„1为：
Figure imgf000012_0001
则声源 S与麦克风阵列 1024的第 m个阵元的距离 rm为:
Figure imgf000012_0002
Figure imgf000012_0003
其中， 经过回声抑制处理的 M 个输入信号为 Y, Y=[yi(k), y2(k),...， yM(k)]， 第 n路时延调整模块 114根据时延调整参数 T对 M个输入信号 Y 进行时延调整， 则时延调整后的 M个第 n路输出信号 Zn ( k ) 为：
Zn(k) = [zMz2(k),---,zM(k)] = b1(k-T1),y2(k-T2),---,yM(k-TM)] (11 ) 将波束方向 θη、 式（8)、 （9)以及（10)代入式（11), 得出时延调整 后的 Μ个第 η路输出信号 Zn (k)。
当时延参数以相位差的形式表示出来， 则均匀线阵和均匀圓阵的时延 调整参数 Ψ为：
2 ) 2 ) 2
e (12) 则时延调整后的 M个第 n路输出信号 Z为：
z„ (k) = [z, (k), z2 (4… , zM (k)] = ¾ , y2 (φ2 ,… , yM J ( 13) 然后， M个第 n路输出信号 Zn (k)通过第 n路自适应波束形成模块 115进行波束形成得到第 n路信号。 在本实施例中， 第 n路自适应波束形成 模块 115优选为广义旁瓣抵消自适应波束形成模块。
如图 6所示， 第 n路自适应波束形成模块 115包括固定波束形成单元 117、 拥塞矩阵单元 118以及多输入抵消单元 119。 其中， 多输入抵消单元 119包括滤波器 120以及滤波器系数更新单元 121。 时延调整后的 M个第 n 路输出信号 Zn (k), 其包括 Zl (k), z2 (k), ...... , zM (k), Μ个第 η路 输出信号 Ζη (k)首先经过固定波束形成单元 117形成固定波束形成的信号 D (k), M个第 n路输出信号 Z同时经过拥塞矩阵单元 118形成参考干扰 信号 U k), U2(k), ...... , UM-i (k), 最后， 固定波束形成的信号 D(k) 和相应的参考干扰信号 Uj (k) 经过多输入抵消单元 119获得第 n路信号 ABF( k )。此外，第 n路信号 ABF( k )还可以用于滤波器系数更新单元 121, 以更
Figure imgf000013_0001
u]{k) = z]{k)-z]+l{k) , j=l,2, (15)
M-l
ABF(k) = D(k) - jHj (k)Uj (k) (16)
H.(k + 1) = H. (k) + 2aABF(k)U ,· (k) (17) 最后， 第 n路信号 ABF (k)通过第 n通路 113的第 n路处理模块 116 处理得到第 n声道信号。其中，第 n路处理模块 116用于对第 n路信号 ABF (k)进行处理， 以得到第 n声道信号。 其中， 第 n路处理模块 116对第 n 路信号 ABF (k)进行噪声抑制、 非线性回声抑制以及自适应增益控制的处 理。 第 n路处理模块 116对第 n路信号 ABF ( k )进行噪声抑制处理的目的 是进一步降低残留噪声对主观的听觉影响， 可以通过自适应滤波的方法或 传统的谱减的方法等单声道噪声抑制方法实现。第 n路处理模块 116对第 n 路信号 ABF (k)进行非线性回声抑制处理的目的是进一步降低残留回声对 主观听觉的影响， 可以通过根据第 n路信号 ABF (k)和回放参考信号对残 留回声进行回声检测， 再根据检测结果使用噪声填充的方法对检测到的残 留回声进行处理。 第 n路处理模块 116对第 n路信号 ABF ( k )进行自适应 增益控制处理的目的是增强远距离拾音的音量， 保证远距离声源的清晰度。
区别于现有技术的情况， 本实施例所揭示的麦克风阵列采集多声道声 音的装置 10通过设定模块 104、 声音采集模块 101、 回声抑制模块 102以 及 N个通路 103, 能够应用到家庭娱乐设备等非专业环境的多声道声音采 集， 并且能够灵活调整声像宽度以及拾取距离远近。
本发明还提供第三实施例的麦克风阵列采集多声道声音的装置， 其与 第二实施例所揭示的麦克风阵列采集多声道声音的装置不同在于： 如图 7 所示， 本实施例所揭示的麦克风阵列采集多声道声音的装置还包括波束方 向调整模块 222,波束方向调制模块 222将用户通过设定模块 204设置的声 场方向的角度转换成波束方向， 即波束方向调制模块 222将声场方向的角 度转换成声场方向与麦克风阵列 2024的法线方向的夹角。 当麦克风阵列采 集多声道声音的装置采集立体声时， 用户通过设定模块 204设置声场方向 的角度范围为 （ Φ1 Φ2), 声音拾取距离为 rs。其中， Φ^ Φ2分别为声场 边界方向与水平线方向的夹角， 则波束方向调整模块 222得到两个波束方 向分别为： θ =φ θ2=φ2-^。 当设麦克风阵列采集多声道声音的装置 采集 5.1声道信号时，用户通过设定模块 204设定声场的角度为（ Φ1 Φ2, Φ3, Φ4, Φ5), 声音拾取距离为 rs。 则波束方向调整模块 222得到五个波 束方向分别为: θγ=φγ - , θ2=φ2 -^, θ3 =φ3 -^, θ4=φ4 -^, θ5=φ5 当 5.1声道信号的低音声道为独立声道时，用户通过设定模块 204设定声场 的角度为 （ Φ1 Φ2, Φ3, Φ4, Φ5, Φ6), 声音拾取距离为 rs。 则波束方 向调整模块 222得到六个波束方向分别为 n , n , =3 - , θ4= 4 -^, θ5= 5 -^, θ6=φ6-^。 第 η路时延调整模块 214从波束方向调 整模块 222获取波束方向以计算时延调整参数。
本发明还提供第一实施例的麦克风阵列采集多声道声音的方法， 其在 前述第一实施例麦克风阵列采集多声道声音的装置 10的基础上进行详细描 述。 如图 8所示， 本实施例所揭示的麦克风阵列采集多声道声音的方法包 括以下步骤：
步骤 801: 麦克风阵列 1024采集 Μ个输入信号， 并通过回声抑制模块 102对 Μ个输入信号进行回声抑制处理；
步骤 802: 第 η路时延调整模块 114对 Μ个输入信号进行时延调整， 以形成 Μ个第 η路输出信号；
步骤 803: 第 η路自适应波束形成模块 115对 Μ个第 η路输出信号进 行波速形成， 以得到第 η路信号；
步骤 804:第 η路处理模块 116对第 η路信号进行处理得到第 η声道信 号。
在步骤 801中， Μ为麦克风阵列 1024的麦克风阵元的数量， 即麦克风 阵列 1024包括 Μ个麦克风阵元。 其中， 麦克风阵列 1024包括均勾线阵或 均匀圓阵。在其他实施例中，本领域的技术人员完全可以将麦克风阵列 1024 设置为其他阵列。 回声抑制模块 102 以麦克风阵列 1024 采集到的第 m (m=l,2, ...... , Μ)个信号作为近端输入信号， 并且以回放参考信号为远 端参考信号， 进行回声抑制处理。 此外， 回放参考信号由麦克风阵列采集 多声道声音的装置 10提供。
区别于现有技术的情况， 本实施例所揭示的麦克风阵列采集多声道声 音的方法通过麦克风阵列 1024采集 M个输入信号， 并通过回声抑制模块 102对 M个输入信号进行回声抑制处理，并通过第 n路时延调整模块、第 n 路自适应波束形成模块以及第 n路处理模块得到第 n声道信号， 能够应用 到家庭娱乐设备等非专业环境的多声道声音采集。
本发明还提供第四实施例的麦克风阵列采集多声道声音的装置。如图 9 所示， 本实施例所揭示的麦克风阵列采集多声道声音的装置 30包括： 声音 采集模块 301、 N个通路 302以及处理模块 303。
在本实施例中， 声音采集模块 301包括麦克风阵列 3021 , 麦克风阵列 3021采集 M个输入信号。 在本实施例中， M为麦克风阵列 3021的麦克风 阵元的数量， 即麦克风阵列 3021包括 M个麦克风阵元。 其中， 麦克风阵列 3021包括均匀线阵或均匀圓阵。
M个输入信号通过 N个通路 303转换成 N个第 n路信号， 其中， N为 用户设置麦克风阵列 3021采集多声道的声道数量。 例如， 用户设置麦克风 阵列 3021采集的多声道为立体声道，立体声道的声道数量为 2,则 N为 2; 用户设置麦克风阵列 3021采集的多声道为 5.1声道信号， 5.1声道信号的声 道数量为 5, 则 N为 5。 当 5.1声道信号的低音声道为一个独立的声道时， 则声道数量会变为 6, 即 N为 6。
在本实施例中， 当 n=l时， 第一通路 305包括第一路时延调整模块 306 以及第一路自适应波束形成模块 307, 第一路时延调整模块 306对 M个输 入信号进行时延调整， 形成 M个第一路输出信号， M个第一路输出信号通 过第一路自适应波束形成模块 307进行波束形成得到第一路信号。 当 n=2 时， 第二通路 308包括第二路时延调整模块 309以及第二路自适应波束形 成模块 310, 第二路时延调整模块 309对 M个输入信号进行时延调整， 形 成 M个第二路输出信号， M个第二路输出信号通过第二路自适应波束形成 模块 310进行波束形成得到第二路信号。当 n为小于或等于 N的正整数时， 第 n通路 311包括第 n路时延调整模块 312以及第 n路自适应波束形成模 块 313, 第 n路时延调整模块 312对 M个输入信号进行时延调整， 形成 M 个第 n路输出信号， M个第 n路输出信号通过第 n路自适应波束形成模块 313进行波束形成得到第 n路信号。
在本实施例中， 处理模块 303用于对 N个第 n路信号进行处理， 以得 到 N个声道信号。
本发明还提供第五实施例的麦克风阵列采集多声道声音的装置， 其在 第四实施例所揭示的麦克风阵列采集多声道声音的装置 30的基础上进行详 细描述。 本实施例所揭示的麦克风阵列采集多声道声音的装置还包括设定 模块 304, 如图 10所示。 用户通过设定模块 304设置声场方向和声音拾取 距离， 麦克风阵列 3021从设定模块 304获取声场方向和声音拾取距离， 并 根据声场方向和声音拾取距离， 以确定麦克风阵列 3021 声场采集的范围。 其中， 用户可以通过多种方式在设定模块 304上设置声场方向和声音拾取 距离， 例如， 设定模块 304上设置有旋钮， 用户通过旋转旋钮的方式设置 声场方向和声音拾取距离； 设定模块 304上设置有触摸屏， 用户通过触摸 屏设置声场方向和声音拾取距离； 设定模块 304上设置有摄像头， 用户通 过摄像头的联动方式设置声场方向和声音拾取距离。
本实施例的第 n路时延调整模块 312和第 n路自适应波束形成模块 313 分别与本发明第一实施例所揭示的第 n路时延调整模块 114和第 n路自适 应波束形成模块 115完全相同， 在此不再赘述。 因此， M个第 n输出信号 Z 通过第 n路自适应波束形成模块 313进行波束形成得到第 n路信号 ABF( k )。
在本实施例中， 处理模块 303用于对 N个第 n路信号 ABF ( k )进行 噪声抑制、 回声抑制以及自适应增益控制的处理， 以得到 N个声道信号。 其中，处理模块 303优选为多通道联合音频增强处理器。处理模块 303对 N 路信号进行噪声抑制处理的目的是进一步降低残留噪声对主观的听觉影响; 处理模块 303对 N路信号进行回声抑制处理的目的是降低回声对主观听觉 的影响； 处理模块 303对 N路信号进行自适应增益控制处理的目的是增强 远距离拾音的音量，保证远距离声源的清晰度。此外， 处理模块 303利用 N 路信号之间的相关性， 对各个声道信号进行调整， 以解决各个声道信号独 立处理造成的声像漂移问题。
区别于现有技术的情况， 本实施例所揭示的麦克风阵列采集多声道声 音的装置 30通过声音采集模块 301根据用户设置的声场方向和声音拾取距 离， 以确定麦克风阵列 3021声场采集的范围， 并且麦克风阵列 3021采集 M个输入信号， M个输入信号通过 N个通路 302转换成 N个第 n路信号， 处理模块 304用于对 N个第 n路信号进行多通道联合音频增强处理， 以得 到 N个声道信号， 进而能够应用到家庭娱乐设备等非专业环境的多声道声 音采集， 并且能够灵活调整声像宽度以及拾取距离远近， 以及能够解决各 个声道信号独立处理造成的声像漂移问题。
本发明还提供第六实施例的麦克风阵列采集多声道声音的装置， 其与 第五实施例所揭示的麦克风阵列采集多声道声音的装置不同在于： 如图 11 所示， 本实施例所揭示的麦克风阵列采集多声道声音的装置还包括波束方 向调整模块 422,波束方向调制模块 422将用户通过设定模块 404设置的声 场方向的角度转换成波束方向， 即波束方向调制模块 422将声场方向的角 度转换成声场方向与麦克风阵列 4021的法线方向的夹角。 当麦克风阵列采 集多声道声音的装置采集立体声时， 用户通过设定模块 404设置声场方向 的角度范围为 （ Φ1 Φ2), 声音拾取距离为 rs。 其中， 1和 2分别为声 场边界方向与水平线方向的夹角， 则波束方向调整模块 422得到两个波束 方向分别为： = - , =^- 。 当设麦克风阵列采集多声道声音的装 置采集 5.1声道信号时， 用户通过设定模块 404设定声场的角度为 （ Φ1 φ2, φ3, φ4, φ5), 声音拾取距离为 rs。 则波束方向调整模块 422得到五 个波束方向分别为： = - , θ2=φ2 --, θ3 = 3--, θ, = 4--, θ5=φ5 。
2 2 2 2 2 当 5.1声道信号的低音声道为一个独立的声道时， 则用户通过设定模块 404 设定声场的角度为 （ Φ1 Φ2, Φ3, Φ4, Φ5, Φ6), 声音拾取距离为 rs, 则波束方向调整模块 422得到六个波束方向分别为： = - , θ2= 2 -^, θ3 = 3 -^, θ4= 4 -^, θ5= 5-^, =Α- 。 第 η路时延调整模块 412从 波束方向调整模块 422获取波束方向以计算时延调整参数。
本发明还提供第二实施例的麦克风阵列采集多声道声音的方法， 其在 前述第四实施例麦克风阵列采集多声道声音的装置 30的基础上进行详细描 述。 如图 12所示， 本实施例所揭示的麦克风阵列采集多声道声音的方法包 括以下步骤： 步骤 901: 麦克风阵列 3021采集 M个输入信号；
步骤 902: 第 n路时延调整模块 312对 M个输入信号进行时延调整， 以形成 M个第 n路输出信号；
步骤 903: 第 n路自适应波束形成模块 313对 M个第 n路输出信号进 行波速形成， 以得到第 n路信号；
步骤 904: 处理模块 303对 N个第 n路信号进行处理， 以得到 N个声 道信号。
在步骤 904中， 处理模块 303优选为多通道联合音频增强处理器。 处 理模块 303对 N路信号进行噪声抑制处理的目的是进一步降低残留噪声对 主观的听觉影响； 处理模块 303对 N路信号进行回声抑制处理的目的是降 低回声对主观听觉的影响； 处理模块 303对 N路信号进行自适应增益控制 处理的目的是增强远距离拾音的音量， 保证远距离声源的清晰度。 此外， 处理模块 303利用 N路信号之间的相关性， 对各个声道信号进行调整， 以 解决各个声道信号独立处理造成的声像漂移问题。
区别于现有技术的情况， 本发明通过采集 M个输入信号，对 M个输入 信号进行回声抑制处理， 并通过第 n路时延调整模块、 第 n路自适应波束 形成模块以及第 n路处理模块得到第 n声道信号， 能够应用到家庭娱乐设 备等非专业环境的多声道声音采集， 并且能够灵活调整声像宽度以及拾取 巨离远近。
以上所述仅为本发明的实施例， 并非因此限制本发明的专利范围， 凡 是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换， 或直接 或间接运用在其他相关的技术领域， 均同理包括在本发明的专利保护范围 内。

Claims

权利要求
1. 一种麦克风阵列采集多声道声音的方法， 其特征在于， 所述方法包 括以下步骤：
采集 M个输入信号， 并对所述 M个输入信号进行回声抑制处理； 通过第 n路时延调整模块对所述 M个输入信号进行时延调整， 以形成
M个第 n路输出信号；
通过第 n路自适应波束形成模块对所述 M个第 n路输出信号进行波速 形成， 以得到第 n路信号；
通过第 n路处理模块对所述第 n路信号进行处理得到第 n声道信号； 其中， n为小于或等于 N的正整数， M为所述麦克风阵列中麦克风阵 元的数量， N为用户设置所述麦克风阵列采集多声道的声道数量。
2. 根据权利要求 1所述的方法， 其特征在于， 所述采集 M个输入信号 的步骤之前还包括：
根据用户设置的声场方向和声音拾取距离， 以确定所述麦克风阵列声 场采集的范围。
3. 根据权利要求 2所述的方法， 其特征在于， 所述通过第 n路时延调 整模块对所述 M个输入信号进行时延调整包括：
通过波束方向调整模块根据所述声场方向和声音拾取距离获取所述第 n路时延调整模块的时延调整参数；
通过所述第 n路时延调整模块根据所述时延调整参数对所述 M个输入 信号进行时延调整。
4. 根据权利要求 2所述的方法， 其特征在于， 所述通过第 n路时延调 整模块对所述 M个输入信号进行时延调整包括：
通过所述第 n路时延调整模块根据所述声场方向和声音拾取距离获取 所述第 n路时延调整模块的时延调整参数；
通过所述第 n路时延调整模块根据所述时延调整参数对所述 M个输入 信号进行时延调整。
5. 根据权利要求 1所述的方法， 其特征在于， 所述第 n路自适应波束 形成模块为广义旁瓣抵消自适应波束形成模块。
6. 根据权利要求 1所述的方法， 其特征在于， 所述通过第 n路处理模 块对所述第 n路信号进行处理得到第 n声道信号包括：
通过第 n路处理模块对所述第 n路信号进行噪声抑制、 非线性回声抑 制以及自适应增益控制的处理。
7. 一种麦克风阵列采集多声道声音的装置， 其特征在于， 所述装置包 括：
声音采集模块， 所述声音采集模块包括麦克风阵列， 所述麦克风阵列 采集 M个输入信号；
回声抑制模块， 用于对所述 M个输入信号进行回声抑制处理；
N个通路， 每个通路包括：
第 n路时延调整模块， 用于对所述 M个输入信号进行时延调整， 以形 成 M个第 n路输出信号；
第 n路自适应波束形成模块， 用于对所述 M个第 n路输出信号进行波 速形成， 以得到第 n路信号；
第 n路处理模块，用于对所述第 n路信号进行处理得到第 n声道信号； 其中， n为小于或等于 N的正整数， M为所述麦克风阵列中麦克风阵 元的数量， N为用户设置所述麦克风阵列采集多声道的声道数量。
8. 根据权利要求 7所述的装置， 其特征在于， 所述装置还包括设定模 块， 用户通过所述设定模块设置所述声场方向和声音拾取距离， 以确定所 述麦克风阵列声场采集的范围。
9. 根据权利要求 8所述的装置， 其特征在于， 所述装置还包括波束方 向调整模块， 所述波束方向调整模块根据所述声场方向和声音拾取距离获 取所述第 n路时延调整模块的时延调整参数， 所述第 n路时延调整模块根 据所述时延调整参数对所述 M个输入信号进行时延调整。
10.根据权利要求 8所述的装置， 其特征在于， 所述第 n路时延调整模 块根据所述声场方向和声音拾取距离获取所述第 n路时延调整模块的时延 调整参数，并且根据所述时延调整参数对所述 M个输入信号进行时延调整。
11.根据权利要求 7所述的装置， 其特征在于， 所述第 n路自适应波束 形成模块为广义旁瓣抵消自适应波束形成模块。
12.根据权利要求 7所述的装置， 其特征在于， 所述第 n路处理模块对 所述第 n路信号进行噪声抑制、 非线性回声抑制以及自适应增益控制的处 理。
13.—种麦克风阵列采集多声道声音的方法， 其特征在于， 所述方法包 括以下步骤：
采集 M个输入信号；
通过第 n路时延调整模块对所述 M个输入信号进行时延调整， 以形成 M个第 n路输出信号；
通过第 n路自适应波束形成模块对所述 M个第 n路输出信号进行波速 形成， 以得到第 n路信号；
通过处理模块对 N个所述第 n路信号进行处理，以得到 N个声道信号； 其中， n为小于或等于 N的正整数， M为所述麦克风阵列中麦克风阵 元的数量， N为用户设置所述麦克风阵列采集多声道的声道数量。
14.根据权利要求 13所述的方法， 其特征在于， 所述采集 M个输入信 号的步骤之前还包括：
根据用户设置的声场方向和声音拾取距离， 以确定所述麦克风阵列声 场采集的范围。
15.根据权利要求 14所述的方法， 其特征在于， 所述通过第 n路时延调 整模块对所述 M个输入信号进行时延调整包括：
通过波束方向调整模块根据所述声场方向和声音拾取距离获取所述第 n路时延调整模块的时延调整参数；
通过所述第 n路时延调整模块根据所述时延调整参数对所述 M个输入 信号进行时延调整。
16.根据权利要求 14所述的方法， 其特征在于， 所述通过第 n路时延调 整模块对所述 M个输入信号进行时延调整包括：
通过所述第 n路时延调整模块根据所述声场方向和声音拾取距离获取 所述第 n路时延调整模块的时延调整参数；
通过所述第 n路时延调整模块根据所述时延调整参数对所述 M个输入 信号进行时延调整。
17.根据权利要求 13所述的方法， 其特征在于， 所述第 n路自适应波束 形成模块为广义旁瓣抵消自适应波束形成模块。
18.—种麦克风阵列采集多声道声音的装置， 其特征在于， 所述装置包 括：
声音采集模块， 所述声音采集模块包括麦克风阵列， 所述麦克风阵列 采集 M个输入信号；
N个通路， 每个通路包括：
第 n路时延调整模块， 用于对所述 M个输入信号进行时延调整， 以形 成 M个第 n路输出信号；
第 n路自适应波束形成模块， 用于对所述 M个第 n路输出信号进行波 速形成， 以得到第 n路信号；
处理模块， 用于对 N个所述第 n路信号进行处理， 以得到 N个声道信 号；
其中， n为小于或等于 N的正整数， M为所述麦克风阵列中麦克风阵 元的数量， N为用户设置所述麦克风阵列采集多声道的声道数量。
19.根据权利要求 18所述的装置， 其特征在于， 所述装置还包括设定模 块， 用户通过所述设定模块设置所述声场方向和声音拾取距离， 以确定所 述麦克风阵列声场采集的范围。
20.根据权利要求 19所述的装置， 其特征在于， 所述装置还包括波束方 向调整模块， 所述波束方向调整模块根据所述声场方向和声音拾取距离获 取所述第 n路时延调整模块的时延调整参数， 所述第 n路时延调整模块根 据所述时延调整参数对所述 M个输入信号进行时延调整。
21.根据权利要求 19所述的装置， 其特征在于， 所述第 n路时延调整模 块根据所述声场方向和声音拾取距离获取所述第 n路时延调整模块的时延 调整参数，并且根据所述时延调整参数对所述 M个输入信号进行时延调整。
22.根据权利要求 18所述的装置， 其特征在于， 所述第 n路自适应波束 形成模块为广义旁瓣抵消自适应波束形成模块。
PCT/CN2013/080338 2012-12-06 2013-07-29 麦克风阵列采集多声道声音的装置及其方法 WO2014086157A1 (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201210520119.2 2012-12-06
CN201210520119.2A CN103856871B (zh) 2012-12-06 2012-12-06 麦克风阵列采集多声道声音的装置及其方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2014086157A1 true WO2014086157A1 (zh) 2014-06-12

Family

ID=50864000

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/CN2013/080338 WO2014086157A1 (zh) 2012-12-06 2013-07-29 麦克风阵列采集多声道声音的装置及其方法

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN103856871B (zh)
WO (1) WO2014086157A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110082724A (zh) * 2019-05-31 2019-08-02 浙江大华技术股份有限公司 一种声源定位方法、装置及存储介质

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105679326B (zh) * 2015-12-31 2019-07-19 武汉鸿瑞达信息技术有限公司 弱环境下互联网3d立体声优化系统及方法
KR102546212B1 (ko) * 2016-01-05 2023-06-22 삼성전자주식회사 소리 출력 방법 및 이를 지원하는 전자 장치
US10771894B2 (en) * 2017-01-03 2020-09-08 Koninklijke Philips N.V. Method and apparatus for audio capture using beamforming
CN106921915A (zh) * 2017-04-03 2017-07-04 张德明 一种全无线蓝牙立体声拾音装置
WO2018229821A1 (ja) * 2017-06-12 2018-12-20 ヤマハ株式会社 信号処理装置、遠隔会議装置、および信号処理方法
CN107343094A (zh) * 2017-06-30 2017-11-10 联想(北京)有限公司 一种处理方法及电子设备
CN108376548B (zh) * 2018-01-16 2020-12-08 厦门亿联网络技术股份有限公司 一种基于麦克风阵列的回声消除方法与系统
CN108694957B (zh) * 2018-04-08 2021-08-31 湖北工业大学 基于圆形麦克风阵列波束形成的回声抵消设计方法
CN108966112B (zh) * 2018-06-29 2020-10-13 北京橙鑫数据科技有限公司 时延参数调整方法、系统以及装置
CN109949820B (zh) * 2019-03-07 2020-05-08 出门问问信息科技有限公司 一种语音信号处理方法、装置及系统
CN110097891B (zh) * 2019-04-22 2022-04-12 广州视源电子科技股份有限公司 一种麦克风信号处理方法、装置、设备及存储介质
CN110119264B (zh) * 2019-05-21 2023-03-31 北京达佳互联信息技术有限公司 音效调整方法、装置及存储介质
CN110534127A (zh) * 2019-09-24 2019-12-03 华南理工大学 应用于室内环境中的麦克风阵列语音增强方法及装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008005347A (ja) * 2006-06-23 2008-01-10 Yamaha Corp 音声通信装置、および複合プラグ
US20080056517A1 (en) * 2002-10-18 2008-03-06 The Regents Of The University Of California Dynamic binaural sound capture and reproduction in focued or frontal applications
CN101401450A (zh) * 2005-12-05 2009-04-01 株式会社大义马吉克 声音采集/再现方法和设备
CN101981944A (zh) * 2008-04-07 2011-02-23 杜比实验室特许公司 麦克风阵列的环绕声产生
JP2011254243A (ja) * 2010-06-01 2011-12-15 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 音場収音再生装置、方法及びプログラム

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080056517A1 (en) * 2002-10-18 2008-03-06 The Regents Of The University Of California Dynamic binaural sound capture and reproduction in focued or frontal applications
CN101401450A (zh) * 2005-12-05 2009-04-01 株式会社大义马吉克 声音采集/再现方法和设备
JP2008005347A (ja) * 2006-06-23 2008-01-10 Yamaha Corp 音声通信装置、および複合プラグ
CN101981944A (zh) * 2008-04-07 2011-02-23 杜比实验室特许公司 麦克风阵列的环绕声产生
JP2011254243A (ja) * 2010-06-01 2011-12-15 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 音場収音再生装置、方法及びプログラム

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110082724A (zh) * 2019-05-31 2019-08-02 浙江大华技术股份有限公司 一种声源定位方法、装置及存储介质

Also Published As

Publication number Publication date
CN103856871A (zh) 2014-06-11
CN103856871B (zh) 2016-08-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2014086157A1 (zh) 麦克风阵列采集多声道声音的装置及其方法
CN105122847B (zh) 利用扬声器阵列的稳健串扰消除
US9191733B2 (en) Headphone apparatus and sound reproduction method for the same
US9699557B2 (en) Audio signal correction and calibration for a room environment
EP3737114B1 (en) Speaker adjustment method and electronic device using the same
JP5603325B2 (ja) マイクロホン配列からのサラウンド・サウンド生成
CN110557710B (zh) 具有语音控制的低复杂度多声道智能扩音器
US9716962B2 (en) Audio signal correction and calibration for a room environment
US9357304B2 (en) Sound system for establishing a sound zone
FR2738099A1 (fr) Procede de simulation de la qualite acoustique d&#39;une salle et processeur audio-numerique associe
AU2011202053A1 (en) Assembly, system and method for acoustic transducers
JP5259622B2 (ja) 収音装置、収音方法、収音プログラム、および集積回路
WO2014071788A1 (zh) 一种声接收系统
JP2007068000A (ja) 音場再生装置および音場再生装置用リモコン
JP2013247477A5 (ja) 音響処理装置、音響処理方法
US10595150B2 (en) Method and apparatus for acoustic crosstalk cancellation
WO2020057051A1 (zh) 汽车音响系统的多声道信号转换方法及汽车音响系统
US20080285768A1 (en) Method and System for Modifying and Audio Signal, and Filter System for Modifying an Electrical Signal
CN104735582B (zh) 一种声音信号处理方法、装置及设备
Jost et al. Transaural 3-D Audio with Usercontrolled Calibration
JP5140785B1 (ja) 指向性制御方法及び装置
CN104394498A (zh) 一种三通道全息声场回放方法及声场采集装置
Chatlani et al. Spatial noise reduction in binaural hearing aids
CN117676418B (zh) 一种用于混合相位系统中的声场均衡方法及系统
WO2009027886A2 (en) A device for and method of processing audio signals

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 13860979

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 13860979

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1