三维声场中获取声音信号，所述移动终端设置有至少3个麦克风，其中，一 个麦克风用于接收至少一个方向上的声音信号； 根据所获取的声音信号，获取声源相对于所述移动终端的方向； 根据所述声源相对于所述移动终端的方向和所获取的声音信号，得到空间音频信号， 所述空间音频信号用于模拟所述三维声场。2. 根据权利要求1所述的处理声音信号的方法，其特征在于，所述根据所获取的声音 信号，获取声源相对于所述移动终端的方向，包括： 获取所述移动终端上的麦克风接收到一个方向上的声音信号与另一个方向上的声音 信号之间的到达时间差，所述移动终端上的麦克风用于接收至少四个方向上的声音信号； 根据所获取的到达时间差和所述移动终端上的麦克风在所述移动终端上的位置，得到 所述声源相对于所述移动终端的方向。3. 根据权利要求2所述的处理声音信号的方法，其特征在于，所述获取所述移动终端 上的麦克风接收到一个方向上的声音信号与另一个方向上的声音信号之间的到达时间差， 包括：依据 获取在第m麦克风接收到的声音信号与在第1麦克风接收到 t 的声音信号之间的到达时间差L，其中，P表示时延样点数，Y1 (η)表示在第1麦克风接收到 的声音信号，ym (η)表TK在第m麦克风接收到的声音信号，嚴表示y?和y?之间的互相关谱，Φ(?·)表示接收到的各个方向上的声音信号 所在频域的加权函数。4. 根据权利要求3所述的处理声音信号的方法，其特征在于，所述根据所获取的到达 时间差和所述移动终端上的麦克风在所述移动终端上的位置，得到所述声源相对于所述移 动终端的方向，包括： 根据.估计第2麦克风接收到的声音信号的方向根据估计第3麦克风接收到的声音信号的方向& ;根据估计第4麦克风接收到的声音信号的方向$; 根据，获取所述声源相对于所述移动终端的方向Θ ; 其中，所述第1麦克风与所述第4麦克风位于同一侧，所述第1麦克风与所述第2麦克 风位于同一侧；c表示声速，d表示所述第1麦克风的中心点与所述第4麦克风的中心点之 间的距离，d等于所述第2麦克风的中心点与所述第3麦克风的中心点之间的距离，h表示 所述第1麦克风的中心点与所述第2麦克风的中心点之间的距离，h等于所述第3麦克风 的中心点与所述第4麦克风的中心点之间的距离，(！表示所述移动终端的对角线与所述第 1麦克风和所述第4麦克风所位于的角所在的边的夹角。5. 根据权利要求3所述的处理声音信号的方法，其特征在于，所述根据所获取的到达 时间差和所述移动终端上的麦克风在所述移动终端上的位置，得到所述声源相对于所述移 动终端的方向，包括： 根据获取所述声源相对于所述移动终端的方向Θ ; 其中，所述第1麦克风与所述第2麦克风位于所述移动终端的一个面的轴对称线上，并 分别处于所述一个面上的两条相互平行的边缘；所述第3麦克风与所述第4麦克风位于所 述移动终端的另一面的轴对称线上，并分别处于所述另一个面上的两条相互平行的边缘；c 表示声速，（Xl，yi)表示对应于所述第1麦克风的坐标，（x2, y2)表示对应于所述第2麦克风 的坐标，（x3, y3)表示对应于所述第3麦克风的坐标，（x4, y4)表示对应于所述第4麦克风的 坐标。6. 根据权利要求1-5中的任意一项所述的处理声音信号的方法，其特征在于，所述空 间音频信号至少包括左侧方向上的信号、右侧方向上的信号、中侧方向上的信号、左后环绕 信号和右后环绕信号； 所述根据所述声源相对于所述移动终端的方向和所获取的声音信号，得到空间音频信 号，包括： 利用所述声源相对于所述移动终端的方向，生成增益调整参数，所述增益调整参数包 括：对应于所述左侧方向上的信号、所述右侧方向上的信号和所述中侧方向上的信号的第 1类增益调整参数Cl F、对应于所述左后环绕信号和所述右后环绕信号的第1类增益调整参 数α B、对应于所述左侧方向上的信号和所述左后环绕信号的第2类增益调整参数(^、对应 于所述右侧方向上的信号和所述右后环绕信号的第2类增益调整参数a R ;并且，当所述声 源相对于所述移动终端的方向Θ e [〇,90) U (270,360]时aF>aB，当Θ e (90,270)时 a F〈 a B，当 Θ e (〇, 180)时 a L> a R，当 Θ e (180, 360)时 a L〈 a R ; 根据所述声音信号，获取所述空间音频信号中的各个方向上的信号的初始值； 根据所述增益调整参数和所述空间音频信号中的各个方向上的信号的初始值，生成 所述左侧方向上的信号、所述右侧方向上的信号、所述中侧方向上的信号、所述左后环绕信 号、所述右后环绕信号。7. 根据权利要求6所述的处理声音信号的方法，其特征在于，所述空间音频信号还包 括：双声道信号； 所述方法还包括： 对所述左侧方向上的信号、所述右侧方向上的信号、所述中侧方向上的信号、所述左后 环绕信号和所述右后环绕信号进行下混，生成所述双声道信号。8.根据权利要求6所述的处理声音信号的方法，其特征在于，所述利用所述声源相对 于所述移动终端的方向，生成增益调整参数包括： 依据生成对应于所述左侧 方向上的信号、所述右侧方向上的信号和所述中侧方向上的信号的第1类增益调整参数 0F ； 依据生成对应于所述左 后环绕信号和所述右后环绕信号的第1类增益调整参数Cl B ; I ? ^ Ρ,ηι?ηΛ ^ F, medlΛ ^ F, maxiΛ ^ F,med2A ^ F,max2A ^ B, miniΛ ^ B, medlΛ ^ Β,ηι?η2Λ ^ B,med2 ^ B,max 为大于零的常数，并且aF， min^ ^ F,medl^ ^ F,maxl? ^ F,min^ ^ F,med2^ ^ F,max2? ^ B,minl^ ^ B,medl^ ^ B,max? α B，min2< α B, med2< α B, max? ^ B, medl ^ F, medl ? ^ B,med2 ^ F, med2 ? 依据生成对应于所述左侧 方向上的信号和所述左后环绕信号的第2类增益调整参数; 依据生成对应于所述右侧 方向上的信号和所述右后环绕信号的第2类增益调整参数a R ; 其中， a L，medl、〇 L，max、〇 L，med2、〇 L，min、〇 R，met|i、a R，min、Q R，met|2 fPI Ct 为大于零的常数， ^ ? -S* a l，niin〈 a l, medl〈 a l, max，a l, min〈 a l, med2〈 a l, max，a r，min〈 a r，meji〈 Q r，max，Q r，min〈 Q r，mej2〈 Ct r， max' a L，medl ^ R, medl ? ^ L,med2 ^ R, med2 °9.根据权利要求8所述的处理声音信号的方法，其特征在于，根据所述增益调整参数 和所述空间音频信号中的各个方向上的信号的初始值，生成所述空间音频信号中的各个方 向上的信号，包括： 依据获取所述左侧方向上的信号Su final (η)、所述中侧 方向上的信号Sc,final (η)、所述右侧方向上的信号SR,final (η)、所述左后环绕信号Smfinal (η)和 所述右后环绕信号SRS,final (η)，其中SJn)表示所述左侧方向上的信号的初始值，Se (η)表示 中侧方向上的信号的初始值，Sr(η)表不右侧方向上的信号的初始值，Sis(η)表不左后环绕 信号的初始值，S rs (η)表TK右后环绕信号的初始值，η表TK样点编号。10. 根据权利要求8所述的处理声音信号的方法，其特征在于，所述根据所述声音信 号，获取所述空间音频信号中的各个方向上的信号的初始值包括： 获取心形指向的波束(n)、BFr (n)、BFis (η)和BFrs (η)，其中，(η)的指向性极大 值在（〇,90° )，BFjn)的指向性极大值在（90°，180° )，BFRS(n)的指向性极大值在 (180°，270° )，BFR(n)的指向性极大值在（270°，360° ); 所述左侧方向上的信号的初始值SJn) =BFJn),所述中侧方向上的信号的初始值所述右侧方向上的信号的初始值Sr (n) = BFr (k)，所述左后环绕信 号的初始值Su (n) = BFu (η)，所述右后环绕信号的初始值Srs (n) = BFrs (η)，其中SJn)表 TK所述左侧方向上的信号的初始值，Sc(n)表TK中侧方向上的信号的初始值，Sr(η)表TK右 侧方向上的信号的初始值，S lii (η)表不左后环绕信号的初始值，Srs(η)表不右后环绕信号的 初始值，η表TK样点编号。11. 根据权利要求10所述的处理声音信号的方法，其特征在于，所述获取心形指向的 波束 BF?、BFr (n)、BFls (η)和 BFrs (η)，包括： 利用所述第1至第4麦克风接收到的声音信号，获取心形指向的波束BF1Jn)，其中， BFlj(Ii)的指向性的极大值点在所述第i麦克风与第j麦克风的连线指向所述第i麦克风 的方向，零点所述第i麦克风与第j麦克风的连线指向所述第j麦克风的方向，其中i，j = 1、2、3、4 ; 依据获取所述心形指向的波束(n)、BFr (n)、BFis (η) 和 BFrs (η)。12. 根据权利要求8所述的处理声音信号的方法，其特征在于，所述根据所述增益调整 参数和所述空间音频信号中的各个方向上的信号的初始值，生成所述空间音频信号中的各 个方向上的信号包括： 依据Sufinal(Ii) = S1 (η)* α ,，获取所述左侧方向上的信号Sufinal (η)， 依据Sc,final (n) = Sc(n)，获取所述中侧方向上的信号Sc,final (η)， 依据SR,final(n) = SR(n)*a R，获取所述右侧方向上的信号SR,final(n)， 依据心,final (η)=心(η) * a ^，获取所述左后环绕信号Sm, final (η)， 依据 Spg，fjnai (n) =SRS(n)*aR，获取所述右后环绕信号SRS,final(n); 其中S1 (η)表TK所述左侧方向上的信号的初始值，Sc (η)表TK中侧方向上的信号的初始 值，Sr (η)表不右侧方向上的信号的初始值,Sls (η)表不左后环绕信号的初始值，Srs (η)表不 右后环绕信号的初始值，η表TK样点编号。13. -种处理声音信号的装置，其特征在于，包括： 第一获取模块，用于从三维声场中获取声音信号，所述移动终端设置有至少3个麦克 风，其中，一个麦克风用于接收至少一个方向上的声音信号； 第二获取模块，用于根据所获取的声音信号，获取声源相对于所述移动终端的方向； 第一处理模块，用于根据所述声源相对于所述移动终端的方向和所获取的声音信号， 得到空间音频信号，所述空间音频信号用于模拟所述三维声场。14. 根据权利要求13所述的处理声音信号的装置，其特征在于，所述第二获取模块，包 括： 第一获取单元，用于获取所述移动终端上的麦克风接收到一个方向上的声音信号与另 一个方向上的声音信号之间的到达时间差，所述移动终端上的麦克风用于接收至少四个方 向上的声音信号； 第二获取单元，用于根据所获取的到达时间差和所述移动终端上的麦克风在所述移动 终端上的位置，得到所述声源相对于所述移动终端的方向。15. 根据权利要求14所述的处理声音信号的装置，其特征在于，所述第一获取单元，包 括： 第一获取子单元，用于依据获取在第m麦克风接收到的声音信 号与在第1麦克风接收到的声音信号之间的到达时间差I，其中，P表示时延样点数， Y1 (η)表不在第1麦克风接收到的声音信号，ym (η)表不在第m麦克风接收到的声音信号，表示Y1 (η)和y?之间的互相关谱，Φ (f)表示 接收到的各个方向上的声音信号所在频域的加权函数。16. 根据权利要求15所述的处理声音信号的装置，其特征在于，所述第二获取单元，包 括： 第二获取子单元，用于根据估计第2麦克风接收到的声音信号的方 向ip根据估计第3麦克风接收到的声音信号的方向I ;根据估计第4麦克风接收到的声音信号的方向s; 第三获取子单元，用于根据|获取所述声源相对于所述移动终端的方向 Θ ; 其中，所述第1麦克风与所述第4麦克风位于同一侧，所述第1麦克风与所述第2麦克 风位于同一侧；c表示声速，d表示所述第1麦克风的中心点与所述第4麦克风的中心点之 间的距离，d等于所述第2麦克风的中心点与所述第3麦克风的中心点之间的距离，h表示 所述第1麦克风的中心点与所述第2麦克风的中心点之间的距离，h等于所述第3麦克风 的中心点与所述第4麦克风的中心点之间的距离，(！表示所述移动终端的对角线与所述第 1麦克风和所述第4麦克风所位于的角所在的边的夹角。17. 根据权利要求15所述的处理声音信号的装置，其特征在于，所述第二获取单元，包 括： 第四获取子单元，用于根据获取所述声源相对于所述移动终端的方向Θ ; 其中，所述第1麦克风与所述第2麦克风位于所述移动终端的一个面的轴对称线上，并 分别处于所述一个面上的两条相互平行的边缘；所述第3麦克风与所述第4麦克风位于所 述移动终端的另一面的轴对称线上，并分别处于所述另一个面上的两条相互平行的边缘；c 表示声速，（Xl，yi)表示对应于所述第1麦克风的坐标，（x2, y2)表示对应于所述第2麦克风 的坐标，（x3, y3)表示对应于所述第3麦克风的坐标，（x4, y4)表示对应于所述第4麦克风的 坐标。18. 根据权利要求13-17中的任意一项所述的处理声音信号的装置，其特征在于，所述 空间音频信号至少包括左侧方向上的信号、右侧方向上的信号、中侧方向上的信号、左后环 绕信号、右后环绕信号； 所述第一处理模块，包括： 第一处理单元，用于利用所述声源相对于所述移动终端的方向，生成增益调整参数，所 述增益调整参数包括：对应于所述左侧方向上的信号、所述右侧方向上的信号和所述中侧 方向上的信号的第1类增益调整参数a F、对应于所述左后环绕信号和所述右后环绕信号的 第1类增益调整参数α B、对应于所述左侧方向上的信号和所述左后环绕信号的第2类增益 调整参数c^、对应于所述右侧方向上的信号和所述右后环绕信号的第2类增益调整参数 c^R;并且，当所述声源相对于所述移动终端的方向θe[0,90)U(270,360]时αF> αB，当 Θ e (90, 270)时 a F〈 a B，当 Θ e (〇, 180)时 a L> a R，当 Θ e (180, 360)时 a L〈 a R ; 第二处理单元，用于根据所述声音信号，获取所述空间音频信号中的各个方向上的信 号的初始值； 第三处理单元，用于根据所述增益调整参数和所述空间音频信号中的各个方向上的 信号的初始值，生成所述左侧方向上的信号、所述右侧方向上的信号、所述中侧方向上的信 号、所述左后环绕信号、所述右后环绕信号。19.根据权利要求18所述的处理声音信号的装置，其特征在于，所述空间音频信号还 包括：双声道信号； 所述装置还包括： 第四处理单元，用于对所述左侧方向上的信号、所述右侧方向上的信号、所述中侧方向 上的信号、所述左后环绕信号和所述右后环绕信号进行下混，生成所述双声道信号。
【专利摘要】本发明实施例公开了一种处理声音信号的方法及装置，涉及音频信号处理领域，能够采集并处理终端周围三维声场信号。本发明的方法包括：移动终端从三维声场中获取声音信号，所述移动终端设置有至少3个麦克风，其中，一个麦克风用于接收至少一个方向上的声音信号；根据所获取的声音信号，获取声源相对于所述移动终端的方向；根据所述声源相对于所述移动终端的方向和所获取的声音信号，得到空间音频信号，所述空间音频信号用于模拟所述三维声场。本发明适用于采集及处理终端周围三维声场信号的过程。
【IPC分类】H04S5/00, H04M1/725
【公开号】CN105451151
【申请号】CN201410439142
【发明人】陈景东, 李海婷, 张德明
【申请人】华为技术有限公司
【公开日】2016年3月30日
【申请日】2014年8月29日
【公告号】EP2991382A1, US20160066117