一種回聲對消方法及裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明實施例提供了一種回聲對消方法及裝置，其中的方法具體包括：根據參考信號及麥克風陣列各陣元采集的數據，確定所述各陣元對應通道的濾波系數；根據所述濾波系數及所述參考信號對所述麥克風陣列各陣元采集的數據進行濾波，以完成所述麥克風陣列各陣元采集的數據的回聲對消，得到各陣元對應通道的目標數據。本發(fā)明實施例能夠提升回聲對消的速度，且得到較好的回聲對消效果。
【專利說明】
-種回聲對消方法及裝置
技術領域
[0001] 本發(fā)明設及數據處理技術領域，尤其設及一種回聲對消方法及裝置。
【背景技術】
[0002] 目前在智能家居、智能音箱等場景下使用的麥克風陣列，在音箱播放音樂或其他 聲音的情況下采集用戶的語音信息時，一般會將智能家居、智能音箱的音箱或卿趴播放的 聲音一起采集進麥克風，從而影響對用戶語音信息的識別，進而影響對聲源方向的估計，運 樣就需要在音箱播放音樂或其他聲音的情況下進行麥克風的回聲對消過程。
[0003] 現有的一種回聲對消方法為WLMS(最小均方誤差，least mean square)為代表的 一系列迭代方法，該迭代方法具體包括:歸一化LMS，分塊LMS，頻域LMS等等方法，其回聲對 消的過程是對麥克風陣列的多路輸入信號分別進行回聲對消。
[0004] 上述現有的回聲對消方法的問題是需要一直進行多路信號的回聲對消，運樣一 來，將耗費大量的計算資源，低端的電路或忍片難W實時完成;且由于回聲對消的方法是迭 代算法，因此若僅在需要時再進行回聲對消，則算法很難理立刻完成收斂，回聲對消的效果 較差。

【發(fā)明內容】

[0005] 本發(fā)明實施例提供一種回聲對消方法，W解決現有的回聲對消方法耗費大量的計 算資源，低端的電路或忍片難W實時完成，回聲對消的效果較差的問題。
[0006] 第一方面，本發(fā)明實施例提供了一種回聲對消方法，所述方法包括：
[0007] 根據參考信號及麥克風陣列各陣元采集的數據，確定所述各陣元對應通道的濾波 系數；
[000引根據所述濾波系數及所述參考信號對所述麥克風陣列各陣元采集的數據進行濾 波，W完成所述麥克風陣列各陣元采集的數據的回聲對消，得到各陣元對應通道的目標數 據。
[0009] 優(yōu)選的，所述根據參考信號及麥克風陣列各陣元采集的數據，確定所述各陣元對 應通道的濾波系數的步驟，包括：
[0010] 確定所述參考信號的自相關矩陣；
[0011] 根據所述麥克風陣列各陣元采集的數據及所述參考信號，確定所述麥克風陣列各 陣元對應通道與所述參考信號的互相關向量；
[0012] 根據所述自相關矩陣的逆矩陣及所述互相關向量確定所述濾波系數。
[0013] 優(yōu)選的，所述根據所述濾波系數及所述參考信號對所述麥克風陣列各陣元采集的 數據進行濾波的步驟，包括：
[0014] 對所述濾波系數進行補償，W得到補償濾波系數，并對所述補償濾波系數進行快 速傅里葉變換，得到補償濾波系數變換結果;其中，所述補償濾波系數為2的整數次幕；
[0015] 分別對所述麥克風陣列各陣元采集的數據進行補償，W得到補償麥克風陣列數 據，并對所述補償麥克風陣列數據進行快速傅里葉變換，得到補償麥克風陣列數據變換結 果;其中，所述補償麥克風陣列數據為2的整數次幕；
[0016] 對所述參考信號進行補償，W得到補償參考信號，并對所述補償參考信號進行快 速傅里葉變換，得到補償參考信號變換結果;其中，所述補償參考信號為2的整數次幕；
[0017] 根據所述補償濾波系數變換結果、所述補償麥克風陣列數據變換結果、及所述補 償參考信號變換結果，得到所述各陣元對應通道的目標數據。
[0018] 優(yōu)選的，所述根據所述補償濾波系數變換結果、所述補償麥克風陣列數據變換結 果、所述補償參考信號變換結果得到所述各陣元對應通道的目標數據的步驟，包括：
[0019] 確定所述補償濾波系數變換結果與所述補償參考信號變換結果的乘積為第一乘 積結果；
[0020] 確定所述補償麥克風陣列數據變換結果與所述第一乘積結果的差值為所述各陣 元對應通道的目標數據。
[0021 ]優(yōu)選的，所述方法還包括：
[0022] 根據所述各陣元對應通道的目標數據對聲源方向進行定位；
[0023] 其中，所述根據所述各陣元對應通道的目標數據對聲源方向進行定位的步驟，包 括：
[0024] 根據所述麥克風陣列中相鄰的兩個陣元對應的通道所對應的所述目標數據確定 所述相鄰的兩個陣元對應的通道的廣義相關函數；其中，所述廣義相關函數的個數為N-1 個，所述N為所述麥克風陣列中陣元的個數；
[0025] 確定所述廣義互相關函數中最大值對應的頻點索引值為估計結果；其中，所述估 計結果的個數為N-1個；
[0026] 確定所述N-1個所述估計結果的平均值；
[0027] 根據所述平均值及所述補償麥克風陣列數據確定所述時延值；
[0028] 根據所述時延值及所述麥克風陣列中陣元的間距確定所述聲源方向。
[0029] 第二方面，本發(fā)明實施例還提供了一種回聲對消裝置，所述裝置包括：
[0030] 第一確定模塊，用于根據參考信號及麥克風陣列各陣元采集的數據，確定所述各 陣元對應通道的濾波系數；
[0031 ]濾波模塊，用于根據所述濾波系數及所述參考信號對所述麥克風陣列各陣元采集 的數據進行濾波，W完成所述麥克風陣列各陣元采集的數據的回聲對消，得到各陣元對應 通道的目標數據。
[0032] 優(yōu)選的，所述第一確定模塊，包括：
[0033] 第一確定單元，用于確定所述參考信號的自相關矩陣；
[0034] 第二確定單元，用于根據所述麥克風陣列各陣元采集的數據及所述參考信號，確 定所述麥克風陣列各陣元對應通道與所述參考信號的互相關向量；
[0035] 第Ξ確定單元，用于根據所述自相關矩陣的逆矩陣及所述互相關向量確定所述濾 波系數。
[0036] 優(yōu)選的，所述濾波模塊，包括：
[0037] 第一補償單元，用于對所述濾波系數進行補償，W得到補償濾波系數，并對所述補 償濾波系數進行快速傅里葉變換，得到補償濾波系數變換結果;其中，所述補償濾波系數為 2的整數次幕；
[0038] 變換單元，用于分別對所述麥克風陣列各陣元采集的數據進行補償，W得到補償 麥克風陣列數據，并對所述補償麥克風陣列數據進行快速傅里葉變換，得到補償麥克風陣 列數據變換結果;其中，所述補償麥克風陣列數據為2的整數次幕；
[0039] 第二補償單元，用于對所述參考信號進行補償，W得到補償參考信號，并對所述補 償參考信號進行快速傅里葉變換，得到補償參考信號變換結果;其中，所述補償參考信號為 2的整數次幕；
[0040] 目標數據獲得單元，用于根據所述補償濾波系數變換結果、所述補償麥克風陣列 數據變換結果、及所述補償參考信號變換結果，得到所述各陣元對應通道的目標數據。
[0041 ]優(yōu)選的，所述目標數據獲得單元包括：
[0042] 第一確定子單元，用于確定所述補償濾波系數變換結果與所述補償參考信號變換 結果的乘積為第一乘積結果；
[0043] 第二確定子單元，用于確定所述補償麥克風陣列數據變換結果與所述第一乘積結 果的差值為所述各陣元對應通道的目標數據。
[0044] 優(yōu)選的，所述裝置還包括：
[0045] 定位模塊，用于根據所述各陣元對應通道的目標數據對聲源方向進行定位；
[0046] 其中，所述定位模塊，包括：
[0047] 第四確定單元，用于根據所述麥克風陣列中相鄰的兩個陣元對應的通道所對應的 所述目標數據確定所述相鄰的兩個陣元對應的通道的廣義相關函數;其中，所述廣義相關 函數的個數為N-1個，所述N為所述麥克風陣列中陣元的個數；
[0048] 第五確定單元，用于確定所述廣義互相關函數中最大值對應的頻點索引值為估計 結果;其中，所述估計結果的個數為N-1個；
[0049] 第六確定單元，用于確定所述N-1個所述估計結果的平均值；
[0050] 第屯確定單元，用于根據所述平均值及所述補償麥克風陣列數據確定所述時延 值；
[0051] 第八確定單元，用于根據所述時延值及所述麥克風陣列中陣元的間距確定所述聲 源方向。
[0052] 綜上，本發(fā)明實施例提供的一種回聲對消方法及裝置，采用濾波器濾波的方式同 時對麥克風陣列采集的多路數據進行濾波，通過參考信號及麥克風陣列各陣元采集的數據 確定所述各陣元對應通道的濾波系數，并根據所述濾波系數完成上述麥克風陣列采集的多 路數據的回聲對消;相對于現有的回聲對消方法對麥克風陣列的多路輸入信號分別進行回 聲對消，本發(fā)明實施例采用濾波器濾波的方式同時對麥克風陣列采集的多路數據進行濾 波，也即能夠同時對麥克風陣列采集的多路數據進行回聲對消過程，因此可W節(jié)約計算量； 且由于本發(fā)明實施例對各類數據信號(濾波系數、參考信號、麥克風陣列陣元采集的數據） 進行快速傅里葉變換，使得各類數據信號由時域信號變換為頻域信號，之后采用頻域乘積 的方式完成時域卷積的濾波運算，提升了計算速度，進而提升了回聲對消的速度;并且由于 上述多路數據的回聲對消過程可W-次完成，能夠使得上述回聲對消過程不受迭代算法的 收斂影響，因此回聲對消的效果較好。
【附圖說明】
[0053] 為了更清楚地說明本發(fā)明實施例的技術方案，下面將對本發(fā)明實施例的描述中所 需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施 例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可W根據運些附圖 獲得其他的附圖。
[0054] 圖1是本發(fā)明的一種回聲對消方法實施例一的流程圖；
[0055] 圖2是本發(fā)明的一種回聲對消方法實施例二的流程圖；
[0056] 圖3是本發(fā)明的一種回聲對消裝置實施例一的結構示意圖；
[0057] 圖4是本發(fā)明的一種回聲對消裝置實施例二的結構示意圖；
[0058] 圖5是本發(fā)明的一種回聲對消裝置實施例Ξ的結構示意圖；及
[0059] 圖6是本發(fā)明的一種回聲對消裝置實施例四的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0060] 下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā) 明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施 例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0061 ] 方法實施例一
[0062] 參照圖1，示出了本發(fā)明的一種回聲對消方法實施例一的流程圖，具體可W包括如 下步驟：
[0063] 步驟101、根據參考信號及麥克風陣列各陣元采集的數據確定所述各陣元對應通 道的濾波系數；
[0064] 本發(fā)明實施例可W應用于安裝有麥克風陣列的終端及場景中，例如：智能手機、平 板電腦、膝上型便攜計算機、車載電腦、臺式計算機、機頂盒、智能電視機、穿戴式設備等等 終端中，及聲響探測、視頻電話會議、人工智能、語音追蹤與識別、監(jiān)控系統(tǒng)等場景中，用W 對麥克風采集的數據進行回聲對消，W得到目標數據。
[0065] 本發(fā)明實施例中，上述麥克風陣列各陣元采集的數據包括用戶的語音信息及對用 戶的語音信息產生干擾的聲音信息，例如:音箱或卿趴播放的聲音;上述參考信息為上述麥 克風陣列各陣元采集的數據中包含的對用戶的語音信息產生干擾的聲音信息，例如：音箱 或卿趴播放的聲音，其可W通過linein的方式接入麥克風陣列中。
[0066] 本發(fā)明實施例中，麥克風陣列中呈線性均勻分布有Μ個麥克風，該Μ個麥克風即為 麥克風陣列中的Μ個陣元，該Μ個陣元的序列號依次分別為1、2、3、……；該1個陣元對應的通 道的序列號也分別為1、2、3、……；則本發(fā)明實施例中可W根據參考信號及上述Μ個陣元采 集的數據確定所述Μ個陣元對應Μ個通道的Μ個濾波系數。
[0067] 在本發(fā)明的一種可選實施例中，上述根據參考信號及麥克風陣列各陣元采集的數 據確定所述各陣元對應通道的濾波系數的步驟，具體可W包括：
[0068] 步驟Α1、確定所述參考信號的自相關矩陣；
[0069] 本發(fā)明實施例中，可W采用維納解的方式進行濾波器估計，假設參考信號為r(n)， 其中，η為大于等于ο且小于等于N-1的整數，其中，N可W表示上述參考信號采樣點的總數； 本發(fā)明實施例中，上述確定的參考信號的自相關矩陣參照下述矩陣1:
[0070]
( 1 )
[0071] 其中，上述Rrr可W表示上述參考信號的自相關矩陣;上述J表示濾波器的濾波器階 數;上述
其中，上述j可W用于表示1-J至J-1中的整數。
[0072] 步驟A2、根據所述麥克風陣列各陣元采集的數據及所述參考信號，確定所述麥克 風陣列各陣元對應通道與所述參考信號的互相關向量；
[0073] 本發(fā)明實施例中，假設麥克風陣列各陣元采集的數據為xm(n)，其中，m = 0,1，...， M-1是各陣元對應的通道的通道號;Μ為總的通道數;確定所述麥克風陣列各陣元對應通道 與所述參考信號的互相關向量可W參照下述矩陣2:
[0074]
[00巧]其中，上述可W表示通道號為m的通道與所述參考信號的互相關向量；上述
其中，上述j為0至J-1范圍內的整數。 ；?
[0076] 步驟A3、根據所述自相關矩陣的逆矩陣及所述互相關向量確定所述濾波系數。
[0077] 本發(fā)明實施例中，可^確定上述也,的逆矩陣為11；*，需要說明的是，由上述也,至逆 矩陣的計算過程參照現有根據對矩陣求逆的過程即可，本發(fā)明實施例在此對上述逆矩 陣的計算過程不加 W寶述。
[0078] 本發(fā)明實施例中，根據所述逆矩陣及所述互相關向量確定所述濾波系數的過程可 W參照下述公式一：
[0079]
[0080] 其中，上述hm可W表示通道號為m的通道對應的濾波系數;上述可W表示上述 逆矩陣，上述可W表示通道號為m的通道與所述參考信號的互相關向量。
[0081] 步驟102、根據所述濾波系數及所述參考信號對所述麥克風陣列各陣元采集的數 據進行濾波，W完成所述麥克風陣列各陣元采集的數據的回聲對消，得到各陣元對應通道 的目標數據。
[0082] 在本發(fā)明的一種可選實施例中，上述根據所述濾波系數及所述參考信號對所述麥 克風陣列各陣元采集的數據進行濾波的步驟，具體可W包括：
[0083] 步驟Bl、對所述濾波系數進行補償，W得到補償濾波系數，并對所述補償濾波系數 進行快速傅里葉變換，得到補償濾波系數變換結果;其中，所述補償濾波系數為2的整數次 幕；
[0084] 本發(fā)明實施例中，對上述濾波系數進行補償，直至補償該濾波系數至大于等于J+ N-1且為2的整數次幕為止，W得到補償濾波系數，其中，上述N可W表示上述參考信號采樣 點的總數，上述J表示濾波器的濾波器階數;并對該補償濾波系數進行快速傅里葉變換，得 到補償濾波系數變換結果Hm(k);其中，上述對補償濾波系數進行快速傅里葉變換，得到補 償濾波系數變換結果Hm化)的過程，調用數字信號處理領域成熟的FFT函數完成即可，本發(fā) 明實施例對此不再寶述。
[0085] 步驟B2、分別對所述麥克風陣列各陣元采集的數據進行補償，W得到補償麥克風 陣列數據，并對所述補償麥克風陣列數據進行快速傅里葉變換，得到補償麥克風陣列數據 變換結果;其中，所述補償麥克風陣列數據為2的整數次幕；
[0086] 本發(fā)明實施例中，對上述麥克風陣列數據進行補償，直至補償該麥克風陣列數據 至大于等于J+N-1且為2的整數次幕為止，其中，上述N可W表示上述參考信號采樣點的總 數，上述J表示濾波器的濾波器階數;并對該補償麥克風陣列數據進行快速傅里葉變換，得 到補償麥克風陣列數據變換結果Xm化）；其中，上述對補償該麥克風陣列數據進行快速傅里 葉變換，得到補償麥克風陣列數據變換結果Xm(k)的過程，調用數字信號處理領域成熟的 FFT函數完成即可，本發(fā)明實施例對此不再寶述。
[0087] 步驟B3、對所述參考信號進行補償，W得到補償參考信號，并對所述補償參考信號 進行快速傅里葉變換，得到補償參考信號變換結果;其中，所述補償參考信號為2的整數次 幕；
[0088] 本發(fā)明實施例中，對上述參考信號進行補償，直至補償該參考信號至大于等于J+ N-1且為2的整數次幕為止，其中，上述N可W表示上述參考信號采樣點的總數，上述J表示濾 波器的濾波器階數;并對該補償參考信號進行快速傅里葉變換，得到補償參考信號變換結 果Um化）；其中，上述對補償參考信號進行快速傅里葉變換，得到補償參考信號變換結果Xm 化)的過程，調用數字信號處理領域成熟的FFT函數完成即可，本發(fā)明實施例對此不再寶述。
[0089] 步驟B4、根據所述補償濾波系數變換結果、所述補償麥克風陣列數據變換結果、及 所述補償參考信號變換結果得到所述各陣元對應通道的目標數據。
[0090] 在本發(fā)明的一種可選實施例中，上述所述根據所述補償濾波系數變換結果、所述 補償麥克風陣列數據變換結果、所述補償參考信號變換結果得到所述各陣元對應通道的目 標數據的步驟，具體可W包括：
[0091] 步驟C1、確定所述補償濾波系數與所述補償參考信號的乘積為第一乘積結果；
[0092] 步驟C2、確定所述補償麥克風陣列數據與所述第一乘積結果的差值為所述各陣元 對應通道的目標數據。
[0093] 本發(fā)明實施例中，可W根據公式(2)完成上述步驟C1及步驟C2的過程：
[0094] Ym 化）=Xm 化)-lKk)Hm 化）（2)
[00M] 其中，上述Ym化)可W表示上述通道號為m的通道對應的目標數據;上述lKk)Hm化） 可W表示上述第一乘積結果；
[0096]本發(fā)明實施例中，當麥克風陣列中存在m個陣元時，相應的通道即為m個，則最終確 定的目標數據即為m個。
[0097]綜上，本發(fā)明實施例提供的一種回聲對消方法，采用濾波器濾波的方式同時對麥 克風陣列采集的多路數據進行濾波，通過參考信號及麥克風陣列各陣元采集的數據確定所 述各陣元對應通道的濾波系數，并根據所述濾波系數完成上述麥克風陣列采集的多路數據 的回聲對消；相對于現有的回聲對消方法對麥克風陣列的多路輸入信號分別進行回聲對 消，本發(fā)明實施例采用濾波器濾波的方式同時對麥克風陣列采集的多路數據進行濾波，也 即能夠同時對麥克風陣列采集的多路數據進行回聲對消過程，因此可W節(jié)約計算量;且由 于本發(fā)明實施例對各類數據信號(濾波系數、參考信號、麥克風陣列陣元采集的數據)進行 快速傅里葉變換，使得各類數據信號由時域信號變換為頻域信號，之后采用頻域乘積的方 式完成時域卷積的濾波運算，提升了計算速度，進而提升了回聲對消的速度;并且由于上述 多路數據的回聲對消過程可W-次完成，能夠使得上述回聲對消過程不受迭代算法的收斂 影響，因此回聲對消的效果較好。
[009引方法實施例二
[0099] 參照圖2,示出了本發(fā)明一種回聲對消方法實施例二的步驟流程圖，具體可W包 括：
[0100] 步驟201、根據參考信號及麥克風陣列各陣元采集的數據確定所述各陣元對應通 道的濾波系數；
[0101] 步驟202、根據所述濾波系數及所述參考信號對所述麥克風陣列各陣元采集的數 據進行濾波，W完成所述麥克風陣列各陣元采集的數據的回聲對消，得到各陣元對應通道 的目標數據。
[0102] 步驟203、根據所述各陣元對應通道的目標數據對聲源方向進行定位。
[0103] 在本發(fā)明的一種可選實施例中，上述根據所述各陣元對應通道的目標數據對聲源 方向進行定位的步驟，具體可W包括：
[0104] 步驟D1、根據所述麥克風陣列中相鄰的兩個陣元對應的通道所對應的所述目標數 據確定所述相鄰的兩個陣元對應的通道的廣義相關函數;其中，所述廣義相關函數的個數 為N-1個，所述N為所述麥克風陣列中陣元的個數；
[0105] 本發(fā)明實施例中，假設麥克風陣列中相鄰的兩個陣元為序列號為m及m+1的陣元， 則所述序列號為m及m+1的陣元的廣義相關函數為：
[0106]
[0107] 其中，上述GCCm,m+1化)可W表示上述序列號為m及m+1的陣元的廣義相關函數;上述 IFFT可W表示對上過
里行傅里葉逆變換；上述Ym(k)可W表示上述通道號 為m的通道的頻譜;上述}C+,(幻可W表示當前陣元對應通道號為m+1的通道的頻譜的共輛。
[0108] 本發(fā)明實施例中分別確定麥克風陣列中的相鄰的兩個陣元確定該相鄰的兩個陣 元對應的通道的廣義相關函數，假設當前的麥克風陣列中存在m+1個陣元，且陣元的序列號 為由1遞增的，分別1、2、3、……m，m+l，也即分別確定通道號為1和通道號為2、通道號為2和 通道號為3、通道號為3和通道號為4、……通道號為m和通道號為m+1的m個廣義相關函數；
[0109] 步驟D2、確定所述廣義互相關函數中最大值對應的頻點索引值為估計結果;其中， 所述估計結果的個數為N-1個；
[0110] 本發(fā)明實施例中，可W根據下述公式(4)確定上述廣義互相關函數中的最大值對 應的頻點索引值，W確定估計結果；
[0111]
[0112] 其中，上述輝.::+1可W表示上述廣義互相關函數中的最大值對應的頻點索引值，也 即估計結果。
[0113] 步驟D3、確定所述N-1個所述估計結果的平均值；
[0114] 本發(fā)明實施例中，麥克風陣列中的陣元的個數為N個，則相鄰的陣元對即為N-1個， 則確定的廣義相關函數的個數為N-1個，也即估計結果的個數為N-1個，對上述N-1個估計結 果進行平均值的計算過程可W參照下述公式(5):
[0115]
[0116] 其中，上述F可W表示上述估計結果的平均值；
[0117] 步驟D4、根據所述平均值及所述補償麥克風陣列數據確定所述時延值；
[0118] 本發(fā)明實施例中，可W根據下述公式(6)確定麥克風陣列中的陣元對應的通道相 對于所述基礎陣元對應的通道的時延值：
[0119]
[0120] 其中，上述τ可W用于表示時延值;上述fS可W表示語音的采樣頻率;上述Nfft可W 表示上述補償麥克風陣列數據。
[0121] 步驟D5、根據所述時延值及所述麥克風陣列中陣元的間距確定所述聲源方向。
[0122] 本發(fā)明實施例中，可W根據下述公式(7)確定所述聲源方向：
[0123]
[0124] 其中，上述Θ可W表示聲源方向相對于麥克風陣列的角度方向；上述C可W表示為 聲速，取值為340m/s;上述d可W表示麥克風陣列中陣元之間的間距;上述τ可W用于表示時 延值。
[0125] 綜上，本發(fā)明實施例提供的一種回聲對消方法，由于將各類數據信號進行快速傅 里葉變換后，獲得的目標數據，而進行快速傅里葉變換后，各數據信號均變換為頻域數據信 號，因此目標數據也為頻域數據信號;在根據目標數據進行聲源方向的定位時，直接在頻域 上進行廣義互相關的計算，進而求得聲源方向，由于避免了在濾波之后將目標數據從頻域 數據信號變換為時域數據信號，而在計算廣義互相關時又從時域數據信號變換到頻域數據 信號的過程，因此減少了對聲源進行定位的過程的復雜度，提升了定位的效率。
[0126] 需要說明的是，對于方法實施例，為了簡單描述，故將其都表述為一系列的動作組 合，但是本領域技術人員應該知悉，本申請實施例并不受所描述的動作順序的限制，因為依 據本申請實施例，某些步驟可W采用其他順序或者同時進行。其次，本領域技術人員也應該 知悉，說明書中所描述的實施例均屬于優(yōu)選實施例，所設及的動作并不一定是本申請實施 例所必須的。
[0127] 裝置實施例一
[0128] 參照圖3,示出了本發(fā)明一種回聲對消裝置實施例一的結構框圖，具體可W包括如 下模塊:第一確定模塊301及濾波模塊302;其中，
[0129] 上述第一確定模塊301，可W用于根據參考信號及麥克風陣列各陣元采集的數據， 確定所述各陣元對應通道的濾波系數；
[0130] 濾波模塊302,可W用于根據所述濾波系數及所述參考信號對所述麥克風陣列各 陣元采集的數據進行濾波，W完成所述麥克風陣列各陣元采集的數據的回聲對消，得到各 陣元對應通道的目標數據。
[0131] 裝置實施例二
[0132] 參照圖4,示出了本發(fā)明一種回聲對消裝置實施例二的結構框圖，具體可W包括如 下模塊:第一確定模塊401及濾波模塊402;其中，
[0133] 上述第一確定模塊401，可W用于根據參考信號及麥克風陣列各陣元采集的數據， 確定所述各陣元對應通道的濾波系數；
[0134] 濾波模塊402,可W用于根據所述濾波系數及所述參考信號對所述麥克風陣列各 陣元采集的數據進行濾波，W完成所述麥克風陣列各陣元采集的數據的回聲對消，得到各 陣元對應通道的目標數據；
[0135] 其中，上述第一確定模塊401，具體可W包括：
[0136] 第一確定單元4011，可W用于確定所述參考信號的自相關矩陣；
[0137] 第二確定單元4012,可W用于根據所述麥克風陣列各陣元采集的數據及所述參考 信號，確定所述麥克風陣列各陣元對應通道與所述參考信號的互相關向量；
[0138] 第Ξ確定單元4013,可W用于根據所述自相關矩陣的逆矩陣及所述互相關向量確 定所述濾波系數。
[0139] 裝置實施例Ξ
[0140] 參照圖5,示出了本發(fā)明一種回聲對消裝置實施例Ξ的結構框圖，具體可W包括如 下模塊:第一確定模塊501及濾波模塊502;其中，
[0141] 上述第一確定模塊501，可W用于根據參考信號及麥克風陣列各陣元采集的數據， 確定所述各陣元對應通道的濾波系數；
[0142] 濾波模塊502,可W用于根據所述濾波系數及所述參考信號對所述麥克風陣列各 陣元采集的數據進行濾波，W完成所述麥克風陣列各陣元采集的數據的回聲對消，得到各 陣元對應通道的目標數據；
[0143] 其中，上述濾波模塊502，具體可W包括：
[0144] 第一補償單元5021，可W用于對所述濾波系數進行補償，W得到補償濾波系數，并 對所述補償濾波系數進行快速傅里葉變換，得到補償濾波系數變換結果;其中，所述補償濾 波系數為2的整數次幕；
[0145] 變換單元5022,可W用于分別對所述麥克風陣列各陣元采集的數據進行補償，W 得到補償麥克風陣列數據，并對所述補償麥克風陣列數據進行快速傅里葉變換，得到補償 麥克風陣列數據變換結果;其中，所述補償麥克風陣列數據為2的整數次幕；
[0146] 第二補償單元5023，可W用于對所述參考信號進行補償，W得到補償參考信號，并 對所述補償參考信號進行快速傅里葉變換，得到補償參考信號變換結果;其中，所述補償參 考信號為2的整數次幕；
[0147] 目標數據獲得單元5024,可W用于根據所述補償濾波系數變換結果、所述補償麥 克風陣列數據變換結果、及所述補償參考信號變換結果，得到所述各陣元對應通道的目標 數據。
[0148] 在本發(fā)明的一種可選實施例中，所述目標數據獲得單元5024，具體可W包括：
[0149] 第一確定子單元，可W用于確定所述補償濾波系數變換結果與所述補償參考信號 變換結果的乘積為第一乘積結果；
[0150] 第二確定子單元，可W用于確定所述補償麥克風陣列數據變換結果與所述第一乘 積結果的差值為所述各陣元對應通道的目標數據。
[0151] 裝置實施例四
[0152] 參照圖6,示出了本發(fā)明一種回聲對消裝置實施例四的結構框圖，具體可W包括如 下模塊:第一確定模塊601、濾波模塊602及定位模塊603;其中，
[0153] 上述第一確定模塊601，可W用于根據參考信號及麥克風陣列各陣元采集的數據， 確定所述各陣元對應通道的濾波系數；
[0154] 濾波模塊602,可W用于根據所述濾波系數及所述參考信號對所述麥克風陣列各 陣元采集的數據進行濾波，W完成所述麥克風陣列各陣元采集的數據的回聲對消，得到各 陣元對應通道的目標數據；
[0155] 定位模塊603,可W用于根據所述各陣元對應通道的目標數據對聲源方向進行定 位；
[0156] 本發(fā)明實施例中，上述定位模塊603，具體可W包括：
[0157] 第四確定單元，可W用于根據所述麥克風陣列中相鄰的兩個陣元對應的通道所對 應的所述目標數據確定所述相鄰的兩個陣元對應的通道的廣義相關函數;其中，所述廣義 相關函數的個數為N-1個，所述N為所述麥克風陣列中陣元的個數；
[0158] 第五確定單元，可W用于確定所述廣義互相關函數中最大值對應的頻點索引值為 估計結果;其中，所述估計結果的個數為N-1個；
[0159] 第六確定單元，可W用于確定所述N-1個所述估計結果的平均值；
[0160] 第屯確定單元，可W用于根據所述平均值及所述補償麥克風陣列數據確定所述時 延值；
[0161] 第八確定單元，可W用于根據所述時延值及所述麥克風陣列中陣元的間距確定所 述聲源方向。
[0162] 本說明書中的各個實施例均采用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與 其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似的部分互相參見即可。
[0163] 本領域普通技術人員可W意識到，結合本發(fā)明實施例中所公開的實施例描述的各 示例的單元及算法步驟，能夠W電子硬件、或者計算機軟件和電子硬件的結合來實現。運些 功能究竟W硬件還是軟件方式來執(zhí)行，取決于技術方案的特定應用和設計約束條件。專業(yè) 技術人員可W對每個特定的應用來使用不同方法來實現所描述的功能，但是運種實現不應 認為超出本發(fā)明的范圍。
[0164] 所屬領域的技術人員可W清楚地了解到，為描述的方便和簡潔，上述描述的系統(tǒng)、 裝置和單元的具體工作過程，可w參考前述方法實施例中的對應過程，在此不再寶述。
[0165] 在本申請所提供的實施例中，應該理解到，所掲露的裝置和方法，可W通過其它的 方式實現。例如，W上所描述的裝置實施例僅僅是示意性的，例如，所述單元的劃分，僅僅為 一種邏輯功能劃分，實際實現時可W有另外的劃分方式，例如多個單元或組件可W結合或 者可W集成到另一個系統(tǒng)，或一些特征可W忽略，或不執(zhí)行。另一點，所顯示或討論的相互 之間的禪合或直接禪合或通信連接可W是通過一些接口，裝置或單元的間接禪合或通信連 接，可W是電性，機械或其它的形式。
[0166] 所述作為分離部件說明的單元可W是或者也可W不是物理上分開的，作為單元顯 示的部件可W是或者也可W不是物理單元，即可W位于一個地方，或者也可W分布到多個 網絡單元上?？蒞根據實際的需要選擇其中的部分或者全部單元來實現本實施例方案的目 的。
[0167] 另外，在本發(fā)明各個實施例中的各功能單元可W集成在一個處理單元中，也可W 是各個單元單獨物理存在，也可W兩個或兩個W上單元集成在一個單元中。
[0168] 所述功能如果W軟件功能單元的形式實現并作為獨立的產品銷售或使用時，可W 存儲在一個計算機可讀取存儲介質中?；谶\樣的理解，本發(fā)明的技術方案本質上或者說 對現有技術做出貢獻的部分或者該技術方案的部分可軟件產品的形式體現出來，該計 算機軟件產品存儲在一個存儲介質中，包括若干指令用W使得一臺計算機設備(可W是個 人計算機，服務器，或者網絡設備等)執(zhí)行本發(fā)明各個實施例所述方法的全部或部分步驟。 而前述的存儲介質包括:U盤、移動硬盤、R0M、RAM、磁碟或者光盤等各種可W存儲程序代碼 的介質。
[0169] W上所述，僅為本發(fā)明的【具體實施方式】，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何 熟悉本技術領域的技術人員在本發(fā)明掲露的技術范圍內，可輕易想到變化或替換，都應涵 蓋在本發(fā)明的保護范圍之內。因此，本發(fā)明的保護范圍應W權利要求的保護范圍為準。
【主權項】
1. 一種回聲對消方法，其特征在于，所述方法包括： 根據參考信號及麥克風陣列各陣元采集的數據，確定所述各陣元對應通道的濾波系 數； 根據所述濾波系數及所述參考信號對所述麥克風陣列各陣元采集的數據進行濾波，以 完成所述麥克風陣列各陣元采集的數據的回聲對消，得到各陣元對應通道的目標數據。2. 根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據參考信號及麥克風陣列各陣元采 集的數據，確定所述各陣元對應通道的濾波系數的步驟，包括： 確定所述參考信號的自相關矩陣； 根據所述麥克風陣列各陣元采集的數據及所述參考信號，確定所述麥克風陣列各陣元 對應通道與所述參考信號的互相關向量； 根據所述自相關矩陣的逆矩陣及所述互相關向量確定所述濾波系數。3. 根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據所述濾波系數及所述參考信號對 所述麥克風陣列各陣元采集的數據進行濾波的步驟，包括： 對所述濾波系數進行補償，以得到補償濾波系數，并對所述補償濾波系數進行快速傅 里葉變換，得到補償濾波系數變換結果;其中，所述補償濾波系數為2的整數次冪； 分別對所述麥克風陣列各陣元采集的數據進行補償，以得到補償麥克風陣列數據，并 對所述補償麥克風陣列數據進行快速傅里葉變換，得到補償麥克風陣列數據變換結果;其 中，所述補償麥克風陣列數據為2的整數次冪； 對所述參考信號進行補償，以得到補償參考信號，并對所述補償參考信號進行快速傅 里葉變換，得到補償參考信號變換結果;其中，所述補償參考信號為2的整數次冪； 根據所述補償濾波系數變換結果、所述補償麥克風陣列數據變換結果、及所述補償參 考信號變換結果，得到所述各陣元對應通道的目標數據。4. 根據權利要求3所述的方法，其特征在于，所述根據所述補償濾波系數變換結果、所 述補償麥克風陣列數據變換結果、所述補償參考信號變換結果得到所述各陣元對應通道的 目標數據的步驟，包括： 確定所述補償濾波系數變換結果與所述補償參考信號變換結果的乘積為第一乘積結 果； 確定所述補償麥克風陣列數據變換結果與所述第一乘積結果的差值為所述各陣元對 應通道的目標數據。5. 根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法還包括： 根據所述各陣元對應通道的目標數據對聲源方向進行定位； 其中，所述根據所述各陣元對應通道的目標數據對聲源方向進行定位的步驟，包括： 根據所述麥克風陣列中相鄰的兩個陣元對應的通道所對應的所述目標數據確定所述 相鄰的兩個陣元對應的通道的廣義相關函數;其中，所述廣義相關函數的個數為N-1個，所 述N為所述麥克風陣列中陣元的個數； 確定所述廣義互相關函數中最大值對應的頻點索引值為估計結果；其中，所述估計結 果的個數為N-1個； 確定所述N-1個所述估計結果的平均值； 根據所述平均值及所述補償麥克風陣列數據確定所述時延值； 根據所述時延值及所述麥克風陣列中陣元的間距確定所述聲源方向。6. -種回聲對消裝置，其特征在于，包括： 第一確定模塊，用于根據參考信號及麥克風陣列各陣元采集的數據，確定所述各陣元 對應通道的濾波系數； 濾波模塊，用于根據所述濾波系數及所述參考信號對所述麥克風陣列各陣元采集的數 據進行濾波，以完成所述麥克風陣列各陣元采集的數據的回聲對消，得到各陣元對應通道 的目標數據。7. 根據權利要求6所述的裝置，其特征在于，所述第一確定模塊，包括： 第一確定單元，用于確定所述參考信號的自相關矩陣； 第二確定單元，用于根據所述麥克風陣列各陣元采集的數據及所述參考信號，確定所 述麥克風陣列各陣元對應通道與所述參考信號的互相關向量； 第三確定單元，用于根據所述自相關矩陣的逆矩陣及所述互相關向量確定所述濾波系 數。8. 根據權利要求6所述的裝置，其特征在于，所述濾波模塊，包括： 第一補償單元，用于對所述濾波系數進行補償，以得到補償濾波系數，并對所述補償濾 波系數進行快速傅里葉變換，得到補償濾波系數變換結果;其中，所述補償濾波系數為2的 整數次冪； 變換單元，用于分別對所述麥克風陣列各陣元采集的數據進行補償，以得到補償麥克 風陣列數據，并對所述補償麥克風陣列數據進行快速傅里葉變換，得到補償麥克風陣列數 據變換結果;其中，所述補償麥克風陣列數據為2的整數次冪； 第二補償單元，用于對所述參考信號進行補償，以得到補償參考信號，并對所述補償參 考信號進行快速傅里葉變換，得到補償參考信號變換結果;其中，所述補償參考信號為2的 整數次冪； 目標數據獲得單元，用于根據所述補償濾波系數變換結果、所述補償麥克風陣列數據 變換結果、及所述補償參考信號變換結果，得到所述各陣元對應通道的目標數據。9. 根據權利要求8所述的裝置，其特征在于，所述目標數據獲得單元包括： 第一確定子單元，用于確定所述補償濾波系數變換結果與所述補償參考信號變換結果 的乘積為第一乘積結果； 第二確定子單元，用于確定所述補償麥克風陣列數據變換結果與所述第一乘積結果的 差值為所述各陣元對應通道的目標數據。10. 根據權利要求6所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括： 定位模塊，用于根據所述各陣元對應通道的目標數據對聲源方向進行定位； 其中，所述定位模塊，包括： 第四確定單元，用于根據所述麥克風陣列中相鄰的兩個陣元對應的通道所對應的所述 目標數據確定所述相鄰的兩個陣元對應的通道的廣義相關函數;其中，所述廣義相關函數 的個數為N-1個，所述N為所述麥克風陣列中陣元的個數； 第五確定單元，用于確定所述廣義互相關函數中最大值對應的頻點索引值為估計結 果;其中，所述估計結果的個數為N-1個； 第六確定單元，用于確定所述N-1個所述估計結果的平均值；
【文檔編號】G10L21/0232GK105989850SQ201610499011
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2016年6月29日
【發(fā)明人】李健, 張連毅, 武衛(wèi)東
【申請人】北京捷通華聲科技股份有限公司