基于麥克風陣列的聲場處理方法和電子設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及語音通信技術(shù)領(lǐng)域，更具體的說，是涉及一種基于麥克風陣列的聲場 處理方法和電子設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002] 為了滿足人們越來越多的生活和工作的需求，作為能夠?qū)崿F(xiàn)語音會議或多人語音 通信的語音會議系統(tǒng)被廣泛的應用。目前的語音會議系統(tǒng)，大多都是系統(tǒng)復雜，價格昂貴， 只有大型公司企業(yè)才有能力負擔，對于中小企業(yè)或者家庭而言，貝村Ij用付出較小的代價實 現(xiàn)語音會議或者多人語音通信的移動終端等電子設(shè)備作為會議終端。
[0003] 在現(xiàn)有技術(shù)中，大型的語音會議系統(tǒng)通常采用多個麥克風組成麥克風陣列進行多 路語音采集，其中，多路語音信號主要用于語音增強處理，麥克風陣列則用于呈現(xiàn)立體環(huán)繞 聲效果。其中，利用兩個超指向性的麥克風在相互垂直方向獲得兩路信號，直接回放就可W 呈現(xiàn)立體聲效果；同樣，采用球形麥克風利用球諧函數(shù)的處理方法獲得不同階次的聲場分 量，再解碼獲得H維聲場效果，重建二維或H維的環(huán)繞聲場，W此呈現(xiàn)環(huán)繞聲效果。但是，目 前移動終端上大部分是簡單的單通道語音通信，沒有環(huán)繞聲通信效果，且由于上述超指向 性麥克風和球形麥克風陣列價格較高，體積較大，不方便在移動設(shè)備等電子設(shè)備上布放。
[0004] 因此，利用移動終端等電子設(shè)備作為會議終端時，怎樣使該電子設(shè)備在多人語音 通信過程中呈現(xiàn)立體環(huán)繞聲通信，成為當下迫切需要解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 有鑒于此，本發(fā)明實施例提供了一種基于麥克風陣列的聲場處理方法和電子設(shè) 備，W克服由于現(xiàn)有技術(shù)中的麥克風陣列體積較大不方便在電子設(shè)備上布放，導致該電子 設(shè)備無法實現(xiàn)立體環(huán)繞聲通信的問題。
[0006] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：
[0007] 本發(fā)明實施例第一方面提供了一種基于麥克風陣列的聲場處理方法，所述麥克風 陣列包括n個全指向性麥克風，n的取值為大于等于3的正整數(shù)，該方法包括：
[0008] 按照3個全指向麥克風為一組構(gòu)成的H角形麥克風陣列劃分所述麥克風陣列；
[0009] 選取一個或多個所述H角形麥克風陣列進行處理，獲取正交的指向X軸和Y軸 的聲場1階分量和，其中，當選取多個S角形麥克風陣列時，所述和 (心為選取的多個所述H角形麥克風陣列正交的指向X軸和Y軸的聲場1階分量的平均 值，當選取一個H角形麥克風陣列時，所述支(片/)和r(A，/；：!為所述選取的H角形麥克風陣 列正交的指向X軸和Y軸的聲場1階分量；
[0010] 取n個全指向性麥克風的麥克風信號的第i幀第k個頻率點的頻譜S?；琲)的平 均值作為聲場0階分量w(k，i);
[0011] 依據(jù)預設(shè)的對應揚聲器位置的解碼矩陣，W及所述聲場1階分量不和 r批/'），聲場0階分量W也i)計算得到各個所述揚聲器的激勵信號；
[0012] 利用所述激勵信號重建環(huán)繞聲場并進行回放。
[0013] 本發(fā)明實施例第一方面提供的第一種實現(xiàn)方式，所述H角形麥克風陣列進行處 理，包括：
[0014] 采集3路麥克風信號進行加窗截取N點信號進行快速傅立葉變換，獲取分別表示 3個所述全指向性麥克風的第i幀第k個頻率點的頻譜Si也U，S2也U和S3也U，i和N 為任意正整數(shù)，k為小于等于N的正整數(shù)；
[001引對所述頻譜Si化，i)，S2也U和53也^進行幅度均衡處理，W-個全指向性 麥克風為定點，獲取所述全指向性麥克風與另外2個全指向性麥克風之間的連線與X軸 的夾角為C1，與Y軸的夾角為C2的麥克風均衡處理信號Sw也i)=也也i)S^k，i)和 SYj(k，i)=HYj(k，i)Sj(k，i);
[0016] 其中，角標X指代X軸方向，角標Y指代Y軸方向，角標j指代所述3路麥克風信 號對應的全指向性麥克風的標號，Hw表示與X軸的夾角為C1的所述全指向性麥克風的匹 配濾波器，Hyj.表示與Y軸的夾角為C2的所述全指向性麥克風的匹配濾波器，C1和C2的取 值為0~90度；
[0017] 取所述麥克風均衡處理信號Sw也i)和Syj.也i)分別進行差分處理和低頻補償， 將對應獲得的8字形差分波束Cx(k，i)和8字形差分波束Cy(k，i)轉(zhuǎn)換為正交的指向X軸 的聲場1階分量x(k，i)和指向Y軸的聲場1階分量Y化，i)。
[0018] 本發(fā)明實施例第一方面提供的第二種實現(xiàn)方式，采集3路麥克風信號進行加窗截 取N點信號進行快速傅立葉變換，獲取分別表示3個所述全指向性麥克風的第i峽第k個 頻率點的頻譜Si化，i)，S2化，U和S3化，i)，包括：
[0019] 獲取3個所述全指向性麥克風各自對應的麥克風信號作為第一麥克風信號；
[0020] 對3路所述第一麥克風信號采用N點長度的窗函數(shù)加窗處理，得到N點第二麥 克風信號Si(1+1，…，1+N/2, 1+N/化 1，…，1+腳，S2 (1+1，…，1+N/2, 1+N/化 1，…1+腳和 SsQ+l,…，1+N/2, 1+N/化 1，…，1+腳；
[0021] 對3路所述第二麥克風信號進行N點快速傅立葉變換，得到對應3路所述第二麥 克風信號的第i幀第k個頻率點的頻譜Si化，i)，S2化，U和S3化，i)。
[0022] 本發(fā)明實施例第一方面提供的第H種實現(xiàn)方式，，當所述H角形麥克風陣列為直 角H角形，其中，全指向性麥克風micl和mic2位于Y軸，全指向性麥克風mic2和mic3位 于X軸時，取所述麥克風均衡處理信號Sw也i)和Syj.也i)分別進行差分處理和低頻補償， 將對應獲得的8字形差分波束Cx(k，i)和8字形差分波束Cy(k，i)轉(zhuǎn)換為正交的指向X軸 的聲場1階分量X(k，i)和指向Y軸的聲場1階分量Y化，i)，包括：
[0023] 分別獲取所述micl,mic2和mic3經(jīng)幅度均衡處理后的位于Y軸的麥克風均衡信 號Syi也i)和Sy2也i)，及位于X軸的麥克風均衡信號Sx2也i)和Sx3也i);
[0024] 利用所述Syi也i)和所述Sy2也i)，所述Sx2也i)和所述Sx3也i)分別進 行差分處理，獲得位于X軸的差分信號（Sx2(k，U-Sx3(k，U)和位于Y軸的差分信號 &2也i)-Syi(k，i));
[002引采用低頻補償濾波器巧/。（0對位于X軸的咕2也U-Sx3也i))進行低頻補償，得 至IJ8 字形差分波束C, (M)=片、2 (Av')-t、，（A'，/))//,,,:; (/);
[0026] 將所述8字形差分波束Cx也U直接作為指向X軸的聲場1階分量X也U;
[0027] 采用低頻補償濾波器巧（0對位于Y軸方向上的（Sy2化，i)-Syi化，i))進行低頻補 償，得到8字形差分波束Q(。)=(式;(U)-S>, (/);
[0028] 將所述8字形差分波束Cy化，i)直接作為指向Y軸的聲場1階分量Y化，i)。
[0029] 本發(fā)明實施例第一方面提供的第四種實現(xiàn)方式，當所述H角形麥克風陣列中的H 個所述全指向性麥克風micl，mic2和mic3為所述micl和mic2位于Y軸方向，mic3位于 任意位置時，取所述麥克風均衡處理信號Sw也i)和Syj.也i)分別進行差分處理和低頻補 償，將對應獲得的8字形差分波束Cx(k，i)和8字形差分波束Cy(k，i)轉(zhuǎn)換為正交的指向X 軸的聲場1階分量X&，U和指向Y軸的Y也i)，包括：
[0030] 分別獲取所述micl,mic2和mic3經(jīng)幅度均衡處理后的位于Y軸的麥克風均衡信 號Syi也i)和Sy2也i)，及偏向于X軸的麥克風均衡信號Sx2也i)和Sx3也i);
[0031]利用所述Syi也U和所述Sy2也i)，所述Sx2也U和所述Sx3也U分別進行 差分處理，獲得偏向于X軸的差分波束（Sx2(k，U-Sx3(k，U)和位于Y軸的差分波束 &2也i)-Syi(k，i));
[003引采用低頻補償濾波器馬,。（0對位于Y軸的差分信號（Sy2化，i)-Syi化，i))進行低 頻補償，得到8字形差分波束C, (A，/') =片2 心，(/);
[003引將所述8字形差分波束Cy&，U直接作為指向Y軸的聲場1階分量Y&，U; [0034] 采用低頻補償濾波器巧對偏向于X軸的差分信號（Sx2也i)-Sx3化，i))進行低 頻補償，得到 8 字形差分波束C'，（A，/) = (-、.2(Av')-6\;(以'))//,
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