出售的麦克风提供幅度校正因子A[Q]的分布的统计数据。现有 项可W考虑关于麦克风的运些额外统计信息来估计幅度校准因子《、r[Q]。
[0154]当幅度校准模块308从数据准备模块304接收附加的TFR样本时，幅度校准模 块308可W基于附加样本计算比例rjn，Q]并使用新计算的比例来重新估计该幅度校准 系数例如，幅度校准模块308可从时间帖T+1向直方图添加额外的比例rjQ，〇, n]，二晰!>;，〇])、《二1...(r+O和基于更新的直方图重新估算幅度校准系数 W此方式，随着麦克风随着时间检测附加声信号，其幅度校准模块308可重新估 计幅度校正因子人1[Q]，跟踪幅度校准因子人1[Q]的任何变化。 阳K5] 在一些实施例中，幅度校准模块308可通过估计在多个时间帖上接收的输入声音 信号Mi[n，Q]和MK[n，Q]的TFR样本之间的关系确定幅度校准因子。
[0156] 图14示出根据一些实施例，用于通过估计在多个时间帖接收的输入声音信号的 TFR样本之间的关系而确定幅度校正因子的方法。 阳157] 在步骤1402中，幅度校准模块308可收集多个时间帖的输入声音信号Mi[n，Q]和Mk[n，Q]的TFR样本。
[0158] 在步骤1404中，幅度校准模块308可关联对应于同一时间帖的TFR样本Mi[n，Q] 及MK[n，Q]。图15示出根据一些实施例设及对应于同一时间帖TFR样本Mi[n，Q]和MK[n， Q]的示例性散点图。在散点图上的各散射点1502对应于同一时间帖的TFR样本Mi[n，Q] 和Mk[n，Q]的值。 阳159] 在步骤1406,幅度校准模块308可确定对应于同一时间帖的TFR样本Mi[n，Q]和MkDi,Q]之间的关系。
[0160] 在一些实施例中，幅度校准模块308可W假定输入声音信号Mi[n，Q]和Mr[n，Q] 的TFR样本具有线性关系。因此，幅度校准模块308可被配置W确定描述输入声信号Mi[n，Q]和Mk[n，Q]的TFR样本之间的线性关系的线。 阳161] 在一些实施例中，幅度校准模块308可W进一步假设，代表该TFR样本Mi[n，Q]及 M?[n，Q]之间的线性关系的线经过散点图的原点。例如，对于图15所示的TFR样本Mi[n，Q]及Mk[n，Q]，幅度校准模块308可识别TFR样本Mi[n，Q]及Mk[n，Q]之间的线路1504 描述的线性关系（与零偏移）。在一些实施例中，幅度校准模块308可使用线拟合技术确定 行。线拟合技术可W被设计成识别最小化散射点和线之间的总正交距离的线。例如，该线 拟合技术可W被设计成识别最小化散射点和线之间的平方正交距离的总和的行。作为另一 个例子，线拟合技术可W被设计，W确定最小化分散点和线之间的正交距离规范总和的行。 阳162] 在一些实施例中，幅度校准模块308可W假定输入声音信号Mi[n，Q]和MrDi,Q] 的TFR样本具有可使用任意的样条曲线进行说明的关系。在运样的实施例中，幅度校准模 块308可W使用样条曲线拟合技术识别样条曲线。 阳163] 相位校准模块310可W被配置为确定第i麦克风和基准麦克风之间的相对相位误 差巧[HL在两个不同的麦克风所观测到信号的观察到的相位延迟可W取决于平面波的到 达方向0和由麦克风的特点赋予的相位误差巧样叫。
[0164]图7示出麦克风的到达方向0和相位误差巧[0]如何导致检测到的信号之间的相 位差。图7包括两个麦克风，204E和Mi204A，和各麦克风接收相同的声信号702。如果 声源远离两个麦克风，则声音信号可近似为平面波702。平面波可入射W角度0 706连接麦 克风204的线704,被称为到达方向值OA)。如果DOA0 706为JT的整数倍，则平面波将在 同一时间到达麦克风。在运种情况下，由基准麦克风检测到的信号和由第i个麦克风检测 到的信号之间的相位差是基准麦克风和第i个麦克风之间的相对相位误差口IQ]的函数。 [01化]然而，如图7所示，如果DOA0不是的整数倍，则在基准麦克风观测到的信号和 在第i个麦克风观测到的信号之间的相位差是相对相位误差巧[Q]和DOA0的函数。在图 7中，平面波在角度0到达，其中平面波在击中第i个麦克风之前撞击基准麦克风Mk。在 本图中，平面波必须行进的额外距离DW到达第i个麦克风。运个附加的距离（是DOA0 的函数）使得基准麦克风MR观察的信号和第i个麦克风观测的信号中之间的附加相位差。 因此，如果DOA0不是的整数倍，则在基准麦克风观测到的信号和第i个麦克风观测到 的信号之间的相位差是相对相位误差巧[0]和该DOA0的函数。由于DOA0，从基准麦克风 和第i个麦克风检测到的信号之间的相位延迟可被表示为njQ，0]。 阳166] 相位延迟njQ，0]、相对相位误差别巧W及DOA0通过线性方程W下系统相 关：
[0167]
阳168] 其中njQ，0]是相位延迟，巧是相对相位误差，fs是采样频率，Q为频率频段，P表示STFT的频率窗口的数量（例如，分辨率），V是声信号的速度，Ti是表示第i个麦克 风相对于该基准麦克风的位置的二维向量，W及0是声信号的D0A。相位校准模块308被 配置为测量所述相位延迟由于DOA0的n1 [Q，0 ]，求解相对于两个所述DOA0和相对相 位误差巧[Q!的上述方程，W确定相对相位误差护[Q]。
[0169] 在一些实施例中，线性方程系统可W在两个步骤求解：用于估计DOA0的第一步 和用于确定的相对相位误差口;[Q]的第二步。在一些情况下，DOA0可使用多个信号来估 计分类（MUSIC)方法。在其他情况下，DOA0可使用ESPR口法来估计。在另一些情况下， DOA0可W使用波束成形方法来估计。
[0170] 在一些实施例中，DOA 0的相对相位误差I脚可W通过直接求解线性方程组的上述 系统估计。图8A-8B示出根据一些实施例用于求解线性方程系统的过程。相位校准模块 310可使用此过程来估计相对相位误差沁巧假设相位校准模块310尚未接收到n= 1之前 。 的声信号的任何TFR。因为相位校准模块310不具有关于相对相位误差f[巧或DOA0的任 何信息，相位校准模块可W为所有麦克风初始化相对的相位误差巧[0]为零（例如，麦克风 具有相同的相位特性。） 阳171] 在步骤802中，相位校准模块310可W接收由所述第i麦克风和基准麦克风接收 的声音信号的TFR。从接收到的TFR样本，相位校准模块310可W测量第i个麦克风和基 准麦克风之间的相位延迟巧其中上标"1"表示该相位延迟与所述第一TFR样本相关。 相位延迟3^码|周可W通过比较第i麦克风和基准麦克风关联的TFR值来计算。具体地，相位 延迟对Q，0]可W如下计算： 阳17引外二 [fr二' I.刈)-过1说1/ J巧二1,巧）
[0173] 其中arg提供复数变量的角度。
[0174] 在步骤804,相位校准模块310可W使用所测量的相位延迟g粗，巧求解线性方程系 统，假定的相对的相位误差?>网是零：
阳176] 其中，0 1表示DOA在t= 1的估计，i> 1。当除了基准麦克风的麦克风的数量为 2 (即，设为i= 2)时，上述系统方程可W通过反转
来求解。当除了基准麦克风的 麦克风数目大于2(即，i> 2)时，则该系统是过完备，并且可W使用各种线性解算器来求 解。例如，相位校准模块310可使用最小平方方法求解上述的系统：
一苗[0]一
[0178]在步骤806中，相位校准模块310相关于I …求解下列方程，使用在步骤804 -知[0]_ 巧敕'圳 「游辟] 测量的0 1的值和所测量的相位延迟 ...W估计相对相位误差… ,妨辟，词J, - W[Q]」： 阳179]
阳180] 步骤808-814呈现相位校准模块310如何重新估计相对相位误差，当它在n=T接 收到新的数据样本时。在步骤808,相位校准模块310在n=T接收到新的信号样本，和相 位校准模块310可W测量第i个麦克风和基准麦克风之间的相位延迟Via"1。在步骤810， 相位校准模块310可W通过相对于0T求解下面的系统估计DOA0T:
[0181]
阳182] 其中.-tswI表示使用到时间帖n=T-I的数据样本估计的相对相位误差。在步 一烙辟]-. -訪你:f 骤812中，一旦估计DOA0T和第T个样本，该相位校准模块310可通过关于....求解如 ''與'脚_ …挪'悼.]- 下系统而估计临时相对相位误差 --- 骼.[口], -' ? 阳 183]
户...i。！
[0184] 在一些实施例中，HASE校准模块310可正规化临时的相对相位误差… 使 >' [打-]...， 得相邻的频率具有类似的相对相位误差。例如，相位校准模块310可W通过最小化相对于 ""1 的能量函数而求解上述线性系统：
[0186] 其中，D是在频域中的衍生物算子，并且，a和K是控制正规化的量的参数。该衍 生物操作者可W是一阶导数算子、二阶导数算子或更高阶导数算子。根据经验，Ll规则化 (即，K= 1)效果很好。 场r[Q]
[0187] 在步骤814,相位校准块310可基于临时相对相位误差...估计时间T的 _机口]_ -沁[Q]- 相对相位误差... 在一些实施例中，相位校准块310可W设置临时相对相位误差 扭[Q] *- - O 场r町] --- 为时间帖T的相对相位误差： 场-[~
阳18引 -知、。]-
[0189] 在其它实施例中，相位校正块310可更新时间帖T-I的相对相位误差... 使 k、。]」， -巧r-i[。]- 用临时的相对相位误差 … 使相对相位误差不会大幅跨过相邻时间帖而剧烈改变。 _矿1[。]」， 例如，相位校准块310可W计算在时间帖T估计的相对相位误差如下： 阳 190]
阳191] 其中，片化]是估计时间帖T对频率Qp的相对相位误差；y表示更新估计在时间 帖T-I的相对相位误差的学习步长；和S表示P-乘-P传输矩阵，y可由于控制基于临时 场T[口。]_ 相对相位误差...而更新相对相位误差在T-I的更新速率。 剧Qp] 阳192] 在一些情况下，传输矩阵S可W是单位矩阵。在其他情况下，传输矩阵可W是平滑 在时间帖T-I估计的相对相位误差的邻接频率段的平滑算子。例如，该传输矩阵可W是：
[0194] 其中I是单位矩阵，0控制其中相对相位误差的W前估计随频率平滑的程度。
[01河步骤808-814可W随时间接收的附加样本重复，如在步骤816指出的。因此，相位 校准模块310可W跟踪相对相位误差的一段时间的任何变化。 阳196] 在一些实施例中，相位校正模块310可W使用其他类型的优化技术来联合估计满 足线性方程的如下系统的临时相对相位误差劍@及DOA0 : 阳 197]
[0198] 在一些实施例中，相位校正模块310可W使用梯度下降优化技术，W共同相对于 该临时相对相位误差@阿及波达方向0求解W下函数：
阳200] 其中D是在频域中的微分算子，W及a和K是用于控制正规化的量的参数。能 解决上述问题的最优化的梯度下降优化技术可包括随机梯度下降法、共辆梯度法、内尔 德-米德法、牛顿法和随机元梯度法。在其他实施例中，线性方程系统可W使用一摩尔彭罗 斯伪逆矩阵来解决，如之前公开的。 阳201] 图9A-9C示出根据一些实施例的幅度和相位校准过程的进展。地面真校准轮廓是 用点表示，并且所估计的校准曲线是使用连续的线表示。图9A示出当校正模块306最初被 打开时的估计的状态。因此，由于校准模块306未接收多数据样本，估计的校准轮廓完全 不同于地面真校准轮廓。然而，当校准模块306在一段时间接收附加数据样本，如示于图 9B-9C，估计的校准轮廓变得越来越准确。 阳202] 在一些实施例中，校准模块306可W计算声信号的不同到达方向的不同校准曲 线。W此方式，校准模块306可W更精确地补偿两个麦克风之间的幅度校准因子和相对相 位误差。要做到运一点，校准模块306可W使用由数据准备模块304估计出的DOA标记数 据样本，并为每个DOA计算不同的校准曲线。在一些实施例中，DOA可W离散化为频段。因 此，校准模块306可W被配置为计算每个离散DOA频段的不同校准曲线，其中离散的DOA频 段可包括在预定范围内的D0A。在一些实施例中，校准模块306可W被配置来计算附近的离 散DOA频段的不同校准曲线（例如，其索引彼此接近的2-3个频段）。 阳203] 在一些实施例中，相位校正模块310可W去除由于方向有关相位延迟的偏压。例 如，相位校准模块310可W估计不同DOA的不同相对相位误差，并且随后平均化不同相对相 位误差估计，W确定最终的相对相位误差。在另一个例子中，相位校准模块310可W(1)选 择数据样本，使得与选择的样本相关联的DOA的分布均匀分布，（2)仅使用所选择的样本估 计相对相位误差。 阳204] 在一些实施例中，校准模块306可W从一组（i+1)的麦克风选择基准麦克风。从 理论上讲，校准模块306可W选择（i+1)个麦克风的任何一个作为基准麦克风。但是，如果 随机选择的基准麦克风是有缺陷的，校准过程可能变得不稳定。为了解决运个问题，校准模 块306可W从（i+1)个麦克风识别适当的基准麦克风。 阳205] 在一些实施例中，校准模块306可确定是否应该从"i"的麦克风来选择新的基准 麦克风。例如，如果估计幅度校正因子的值大于规定的下限阔值或低于预定的上阔 值，校准模块306可W改变基准麦克风。在另一实例中，校准模块306可W维护预期校准轮 廓的概率模型。如果是运样，校准模块306可W使用假设检验方法W确定该校准模块306应 选择新的基准麦克风。在此假设检验方法中，校准模块306可如上所述确定校准轮廓。然 后，校准模块306可确定所确定的校准轮廓是否按照预期校准轮廓的概率模型。如果确定 校准轮廓不按照概率模型，则校准模块306可W选择新的基准麦克风。 阳206] 即使场景中有多个声源（例如，两个人相互谈话），所公开的校准模块306可W是 健壮的。在多数情况下，不同的声源占据相同时间-频率频段[n，Q]的可能性小。因此，TFR样本Mi[n，Q]应不会对应于多个声源。即使TFR样本Mi[n，Q]对应于多个声源，当 第i个麦克风检测对应于单一声源的其他TFR样本时，对应于多个声源的TFR样本Mi[n， Q]将平均掉并从长远来看不会影响估计校准曲线。在一些情况下，TFR样本Mi[n，Q]的 时间-频率分辨率可W相应地调整，不同的声源占据相同时间-频率频段[n，Q]的可能性 较小。 阳207] -旦校准模块306重新估计幅度校准因子i；脚和相对相位误差別巧，校准模块 306可W提供校准轮廓到数据准备模块304。接着，如所讨论的如上所述，数据准备模块304 可W使用重新估计的校