一种回声对消方法及装置的制造方法
【专利摘要】本发明实施例提供了一种回声对消方法及装置，其中的方法具体包括：根据参考信号及麦克风阵列各阵元采集的数据，确定所述各阵元对应通道的滤波系数；根据所述滤波系数及所述参考信号对所述麦克风阵列各阵元采集的数据进行滤波，以完成所述麦克风阵列各阵元采集的数据的回声对消，得到各阵元对应通道的目标数据。本发明实施例能够提升回声对消的速度，且得到较好的回声对消效果。
【专利说明】
-种回声对消方法及装置
技术领域
[0001] 本发明设及数据处理技术领域，尤其设及一种回声对消方法及装置。
【背景技术】
[0002] 目前在智能家居、智能音箱等场景下使用的麦克风阵列，在音箱播放音乐或其他 声音的情况下采集用户的语音信息时，一般会将智能家居、智能音箱的音箱或卿趴播放的 声音一起采集进麦克风，从而影响对用户语音信息的识别，进而影响对声源方向的估计，运 样就需要在音箱播放音乐或其他声音的情况下进行麦克风的回声对消过程。
[0003] 现有的一种回声对消方法为WLMS(最小均方误差，least mean square)为代表的 一系列迭代方法，该迭代方法具体包括:归一化LMS，分块LMS，频域LMS等等方法，其回声对 消的过程是对麦克风阵列的多路输入信号分别进行回声对消。
[0004] 上述现有的回声对消方法的问题是需要一直进行多路信号的回声对消，运样一 来，将耗费大量的计算资源，低端的电路或忍片难W实时完成;且由于回声对消的方法是迭 代算法，因此若仅在需要时再进行回声对消，则算法很难理立刻完成收敛，回声对消的效果 较差。
【发明内容】
[0005] 本发明实施例提供一种回声对消方法，W解决现有的回声对消方法耗费大量的计 算资源，低端的电路或忍片难W实时完成，回声对消的效果较差的问题。
[0006] 第一方面，本发明实施例提供了一种回声对消方法，所述方法包括：
[0007] 根据参考信号及麦克风阵列各阵元采集的数据，确定所述各阵元对应通道的滤波 系数；
[000引根据所述滤波系数及所述参考信号对所述麦克风阵列各阵元采集的数据进行滤 波，W完成所述麦克风阵列各阵元采集的数据的回声对消，得到各阵元对应通道的目标数 据。
[0009] 优选的，所述根据参考信号及麦克风阵列各阵元采集的数据，确定所述各阵元对 应通道的滤波系数的步骤，包括：
[0010] 确定所述参考信号的自相关矩阵；
[0011] 根据所述麦克风阵列各阵元采集的数据及所述参考信号，确定所述麦克风阵列各 阵元对应通道与所述参考信号的互相关向量；
[0012] 根据所述自相关矩阵的逆矩阵及所述互相关向量确定所述滤波系数。
[0013] 优选的，所述根据所述滤波系数及所述参考信号对所述麦克风阵列各阵元采集的 数据进行滤波的步骤，包括：
[0014] 对所述滤波系数进行补偿，W得到补偿滤波系数，并对所述补偿滤波系数进行快 速傅里叶变换，得到补偿滤波系数变换结果;其中，所述补偿滤波系数为2的整数次幕；
[0015] 分别对所述麦克风阵列各阵元采集的数据进行补偿，W得到补偿麦克风阵列数 据，并对所述补偿麦克风阵列数据进行快速傅里叶变换，得到补偿麦克风阵列数据变换结 果;其中，所述补偿麦克风阵列数据为2的整数次幕；
[0016] 对所述参考信号进行补偿，W得到补偿参考信号，并对所述补偿参考信号进行快 速傅里叶变换，得到补偿参考信号变换结果;其中，所述补偿参考信号为2的整数次幕；
[0017] 根据所述补偿滤波系数变换结果、所述补偿麦克风阵列数据变换结果、及所述补 偿参考信号变换结果，得到所述各阵元对应通道的目标数据。
[0018] 优选的，所述根据所述补偿滤波系数变换结果、所述补偿麦克风阵列数据变换结 果、所述补偿参考信号变换结果得到所述各阵元对应通道的目标数据的步骤，包括：
[0019] 确定所述补偿滤波系数变换结果与所述补偿参考信号变换结果的乘积为第一乘 积结果；
[0020] 确定所述补偿麦克风阵列数据变换结果与所述第一乘积结果的差值为所述各阵 元对应通道的目标数据。
[0021 ]优选的，所述方法还包括：
[0022] 根据所述各阵元对应通道的目标数据对声源方向进行定位；
[0023] 其中，所述根据所述各阵元对应通道的目标数据对声源方向进行定位的步骤，包 括：
[0024] 根据所述麦克风阵列中相邻的两个阵元对应的通道所对应的所述目标数据确定 所述相邻的两个阵元对应的通道的广义相关函数；其中，所述广义相关函数的个数为N-1 个，所述N为所述麦克风阵列中阵元的个数；
[0025] 确定所述广义互相关函数中最大值对应的频点索引值为估计结果；其中，所述估 计结果的个数为N-1个；
[0026] 确定所述N-1个所述估计结果的平均值；
[0027] 根据所述平均值及所述补偿麦克风阵列数据确定所述时延值；
[0028] 根据所述时延值及所述麦克风阵列中阵元的间距确定所述声源方向。
[0029] 第二方面，本发明实施例还提供了一种回声对消装置，所述装置包括：
[0030] 第一确定模块，用于根据参考信号及麦克风阵列各阵元采集的数据，确定所述各 阵元对应通道的滤波系数；
[0031 ]滤波模块，用于根据所述滤波系数及所述参考信号对所述麦克风阵列各阵元采集 的数据进行滤波，W完成所述麦克风阵列各阵元采集的数据的回声对消，得到各阵元对应 通道的目标数据。
[0032] 优选的，所述第一确定模块，包括：
[0033] 第一确定单元，用于确定所述参考信号的自相关矩阵；
[0034] 第二确定单元，用于根据所述麦克风阵列各阵元采集的数据及所述参考信号，确 定所述麦克风阵列各阵元对应通道与所述参考信号的互相关向量；
[0035] 第Ξ确定单元，用于根据所述自相关矩阵的逆矩阵及所述互相关向量确定所述滤 波系数。
[0036] 优选的，所述滤波模块，包括：
[0037] 第一补偿单元，用于对所述滤波系数进行补偿，W得到补偿滤波系数，并对所述补 偿滤波系数进行快速傅里叶变换，得到补偿滤波系数变换结果;其中，所述补偿滤波系数为 2的整数次幕；
[0038] 变换单元，用于分别对所述麦克风阵列各阵元采集的数据进行补偿，W得到补偿 麦克风阵列数据，并对所述补偿麦克风阵列数据进行快速傅里叶变换，得到补偿麦克风阵 列数据变换结果;其中，所述补偿麦克风阵列数据为2的整数次幕；
[0039] 第二补偿单元，用于对所述参考信号进行补偿，W得到补偿参考信号，并对所述补 偿参考信号进行快速傅里叶变换，得到补偿参考信号变换结果;其中，所述补偿参考信号为 2的整数次幕；
[0040] 目标数据获得单元，用于根据所述补偿滤波系数变换结果、所述补偿麦克风阵列 数据变换结果、及所述补偿参考信号变换结果，得到所述各阵元对应通道的目标数据。
[0041 ]优选的，所述目标数据获得单元包括：
[0042] 第一确定子单元，用于确定所述补偿滤波系数变换结果与所述补偿参考信号变换 结果的乘积为第一乘积结果；
[0043] 第二确定子单元，用于确定所述补偿麦克风阵列数据变换结果与所述第一乘积结 果的差值为所述各阵元对应通道的目标数据。
[0044] 优选的，所述装置还包括：
[0045] 定位模块，用于根据所述各阵元对应通道的目标数据对声源方向进行定位；
[0046] 其中，所述定位模块，包括：
[0047] 第四确定单元，用于根据所述麦克风阵列中相邻的两个阵元对应的通道所对应的 所述目标数据确定所述相邻的两个阵元对应的通道的广义相关函数;其中，所述广义相关 函数的个数为N-1个，所述N为所述麦克风阵列中阵元的个数；
[0048] 第五确定单元，用于确定所述广义互相关函数中最大值对应的频点索引值为估计 结果;其中，所述估计结果的个数为N-1个；
[0049] 第六确定单元，用于确定所述N-1个所述估计结果的平均值；
[0050] 第屯确定单元，用于根据所述平均值及所述补偿麦克风阵列数据确定所述时延 值；
[0051] 第八确定单元，用于根据所述时延值及所述麦克风阵列中阵元的间距确定所述声 源方向。
[0052] 综上，本发明实施例提供的一种回声对消方法及装置，采用滤波器滤波的方式同 时对麦克风阵列采集的多路数据进行滤波，通过参考信号及麦克风阵列各阵元采集的数据 确定所述各阵元对应通道的滤波系数，并根据所述滤波系数完成上述麦克风阵列采集的多 路数据的回声对消;相对于现有的回声对消方法对麦克风阵列的多路输入信号分别进行回 声对消，本发明实施例采用滤波器滤波的方式同时对麦克风阵列采集的多路数据进行滤 波，也即能够同时对麦克风阵列采集的多路数据进行回声对消过程，因此可W节约计算量； 且由于本发明实施例对各类数据信号(滤波系数、参考信号、麦克风阵列阵元采集的数据） 进行快速傅里叶变换，使得各类数据信号由时域信号变换为频域信号，之后采用频域乘积 的方式完成时域卷积的滤波运算，提升了计算速度，进而提升了回声对消的速度;并且由于 上述多路数据的回声对消过程可W-次完成，能够使得上述回声对消过程不受迭代算法的 收敛影响，因此回声对消的效果较好。
【附图说明】
[0053] 为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例的描述中所 需要使用的附图作简单地介绍，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性的前提下，还可W根据运些附图 获得其他的附图。
[0054] 图1是本发明的一种回声对消方法实施例一的流程图；
[0055] 图2是本发明的一种回声对消方法实施例二的流程图；
[0056] 图3是本发明的一种回声对消装置实施例一的结构示意图；
[0057] 图4是本发明的一种回声对消装置实施例二的结构示意图；
[0058] 图5是本发明的一种回声对消装置实施例Ξ的结构示意图；及
[0059] 图6是本发明的一种回声对消装置实施例四的结构示意图。
【具体实施方式】
[0060] 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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发 明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性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。
[0061 ] 方法实施例一
[0062] 参照图1，示出了本发明的一种回声对消方法实施例一的流程图，具体可W包括如 下步骤：
[0063] 步骤101、根据参考信号及麦克风阵列各阵元采集的数据确定所述各阵元对应通 道的滤波系数；
[0064] 本发明实施例可W应用于安装有麦克风阵列的终端及场景中，例如：智能手机、平 板电脑、膝上型便携计算机、车载电脑、台式计算机、机顶盒、智能电视机、穿戴式设备等等 终端中，及声响探测、视频电话会议、人工智能、语音追踪与识别、监控系统等场景中，用W 对麦克风采集的数据进行回声对消，W得到目标数据。
[0065] 本发明实施例中，上述麦克风阵列各阵元采集的数据包括用户的语音信息及对用 户的语音信息产生干扰的声音信息，例如:音箱或卿趴播放的声音;上述参考信息为上述麦 克风阵列各阵元采集的数据中包含的对用户的语音信息产生干扰的声音信息，例如：音箱 或卿趴播放的声音，其可W通过linein的方式接入麦克风阵列中。
[0066] 本发明实施例中，麦克风阵列中呈线性均匀分布有Μ个麦克风，该Μ个麦克风即为 麦克风阵列中的Μ个阵元，该Μ个阵元的序列号依次分别为1、2、3、……；该1个阵元对应的通 道的序列号也分别为1、2、3、……；则本发明实施例中可W根据参考信号及上述Μ个阵元采 集的数据确定所述Μ个阵元对应Μ个通道的Μ个滤波系数。
[0067] 在本发明的一种可选实施例中，上述根据参考信号及麦克风阵列各阵元采集的数 据确定所述各阵元对应通道的滤波系数的步骤，具体可W包括：
[0068] 步骤Α1、确定所述参考信号的自相关矩阵；
[0069] 本发明实施例中，可W采用维纳解的方式进行滤波器估计，假设参考信号为r(n)， 其中，η为大于等于ο且小于等于N-1的整数，其中，N可W表示上述参考信号采样点的总数； 本发明实施例中，上述确定的参考信号的自相关矩阵参照下述矩阵1:
[0070]
( 1 )
[0071] 其中，上述Rrr可W表示上述参考信号的自相关矩阵;上述J表示滤波器的滤波器阶 数;上述
其中，上述j可W用于表示1-J至J-1中的整数。
[0072] 步骤A2、根据所述麦克风阵列各阵元采集的数据及所述参考信号，确定所述麦克 风阵列各阵元对应通道与所述参考信号的互相关向量；
[0073] 本发明实施例中，假设麦克风阵列各阵元采集的数据为xm(n)，其中，m = 0,1，...， M-1是各阵元对应的通道的通道号;Μ为总的通道数;确定所述麦克风阵列各阵元对应通道 与所述参考信号的互相关向量可W参照下述矩阵2:
[0074]
[00巧]其中，上述可W表示通道号为m的通道与所述参考信号的互相关向量；上述
其中，上述j为0至J-1范围内的整数。 ；?
[0076] 步骤A3、根据所述自相关矩阵的逆矩阵及所述互相关向量确定所述滤波系数。
[0077] 本发明实施例中，可^确定上述也,的逆矩阵为11；*，需要说明的是，由上述也,至逆 矩阵的计算过程参照现有根据对矩阵求逆的过程即可，本发明实施例在此对上述逆矩 阵的计算过程不加 W寶述。
[0078] 本发明实施例中，根据所述逆矩阵及所述互相关向量确定所述滤波系数的过程可 W参照下述公式一：
[0079]
[0080] 其中，上述hm可W表示通道号为m的通道对应的滤波系数;上述可W表示上述 逆矩阵，上述可W表示通道号为m的通道与所述参考信号的互相关向量。
[0081] 步骤102、根据所述滤波系数及所述参考信号对所述麦克风阵列各阵元采集的数 据进行滤波，W完成所述麦克风阵列各阵元采集的数据的回声对消，得到各阵元对应通道 的目标数据。
[0082] 在本发明的一种可选实施例中，上述根据所述滤波系数及所述参考信号对所述麦 克风阵列各阵元采集的数据进行滤波的步骤，具体可W包括：
[0083] 步骤Bl、对所述滤波系数进行补偿，W得到补偿滤波系数，并对所述补偿滤波系数 进行快速傅里叶变换，得到补偿滤波系数变换结果;其中，所述补偿滤波系数为2的整数次 幕；
[0084] 本发明实施例中，对上述滤波系数进行补偿，直至补偿该滤波系数至大于等于J+ N-1且为2的整数次幕为止，W得到补偿滤波系数，其中，上述N可W表示上述参考信号采样 点的总数，上述J表示滤波器的滤波器阶数;并对该补偿滤波系数进行快速傅里叶变换，得 到补偿滤波系数变换结果Hm(k);其中，上述对补偿滤波系数进行快速傅里叶变换，得到补 偿滤波系数变换结果Hm化)的过程，调用数字信号处理领域成熟的FFT函数完成即可，本发 明实施例对此不再寶述。
[0085] 步骤B2、分别对所述麦克风阵列各阵元采集的数据进行补偿，W得到补偿麦克风 阵列数据，并对所述补偿麦克风阵列数据进行快速傅里叶变换，得到补偿麦克风阵列数据 变换结果;其中，所述补偿麦克风阵列数据为2的整数次幕；
[0086] 本发明实施例中，对上述麦克风阵列数据进行补偿，直至补偿该麦克风阵列数据 至大于等于J+N-1且为2的整数次幕为止，其中，上述N可W表示上述参考信号采样点的总 数，上述J表示滤波器的滤波器阶数;并对该补偿麦克风阵列数据进行快速傅里叶变换，得 到补偿麦克风阵列数据变换结果Xm化）；其中，上述对补偿该麦克风阵列数据进行快速傅里 叶变换，得到补偿麦克风阵列数据变换结果Xm(k)的过程，调用数字信号处理领域成熟的 FFT函数完成即可，本发明实施例对此不再寶述。
[0087] 步骤B3、对所述参考信号进行补偿，W得到补偿参考信号，并对所述补偿参考信号 进行快速傅里叶变换，得到补偿参考信号变换结果;其中，所述补偿参考信号为2的整数次 幕；
[0088] 本发明实施例中，对上述参考信号进行补偿，直至补偿该参考信号至大于等于J+ N-1且为2的整数次幕为止，其中，上述N可W表示上述参考信号采样点的总数，上述J表示滤 波器的滤波器阶数;并对该补偿参考信号进行快速傅里叶变换，得到补偿参考信号变换结 果Um化）；其中，上述对补偿参考信号进行快速傅里叶变换，得到补偿参考信号变换结果Xm 化)的过程，调用数字信号处理领域成熟的FFT函数完成即可，本发明实施例对此不再寶述。
[0089] 步骤B4、根据所述补偿滤波系数变换结果、所述补偿麦克风阵列数据变换结果、及 所述补偿参考信号变换结果得到所述各阵元对应通道的目标数据。
[0090] 在本发明的一种可选实施例中，上述所述根据所述补偿滤波系数变换结果、所述 补偿麦克风阵列数据变换结果、所述补偿参考信号变换结果得到所述各阵元对应通道的目 标数据的步骤，具体可W包括：
[0091] 步骤C1、确定所述补偿滤波系数与所述补偿参考信号的乘积为第一乘积结果；
[0092] 步骤C2、确定所述补偿麦克风阵列数据与所述第一乘积结果的差值为所述各阵元 对应通道的目标数据。
[0093] 本发明实施例中，可W根据公式(2)完成上述步骤C1及步骤C2的过程：
[0094] Ym 化）=Xm 化)-lKk)Hm 化）（2)
[00M] 其中，上述Ym化)可W表示上述通道号为m的通道对应的目标数据;上述lKk)Hm化） 可W表示上述第一乘积结果；
[0096]本发明实施例中，当麦克风阵列中存在m个阵元时，相应的通道即为m个，则最终确 定的目标数据即为m个。
[0097]综上，本发明实施例提供的一种回声对消方法，采用滤波器滤波的方式同时对麦 克风阵列采集的多路数据进行滤波，通过参考信号及麦克风阵列各阵元采集的数据确定所 述各阵元对应通道的滤波系数，并根据所述滤波系数完成上述麦克风阵列采集的多路数据 的回声对消；相对于现有的回声对消方法对麦克风阵列的多路输入信号分别进行回声对 消，本发明实施例采用滤波器滤波的方式同时对麦克风阵列采集的多路数据进行滤波，也 即能够同时对麦克风阵列采集的多路数据进行回声对消过程，因此可W节约计算量;且由 于本发明实施例对各类数据信号(滤波系数、参考信号、麦克风阵列阵元采集的数据)进行 快速傅里叶变换，使得各类数据信号由时域信号变换为频域信号，之后采用频域乘积的方 式完成时域卷积的滤波运算，提升了计算速度，进而提升了回声对消的速度;并且由于上述 多路数据的回声对消过程可W-次完成，能够使得上述回声对消过程不受迭代算法的收敛 影响，因此回声对消的效果较好。
[009引方法实施例二
[0099] 参照图2,示出了本发明一种回声对消方法实施例二的步骤流程图，具体可W包 括：
[0100] 步骤201、根据参考信号及麦克风阵列各阵元采集的数据确定所述各阵元对应通 道的滤波系数；
[0101] 步骤202、根据所述滤波系数及所述参考信号对所述麦克风阵列各阵元采集的数 据进行滤波，W完成所述麦克风阵列各阵元采集的数据的回声对消，得到各阵元对应通道 的目标数据。
[0102] 步骤203、根据所述各阵元对应通道的目标数据对声源方向进行定位。
[0103] 在本发明的一种可选实施例中，上述根据所述各阵元对应通道的目标数据对声源 方向进行定位的步骤，具体可W包括：
[0104] 步骤D1、根据所述麦克风阵列中相邻的两个阵元对应的通道所对应的所述目标数 据确定所述相邻的两个阵元对应的通道的广义相关函数;其中，所述广义相关函数的个数 为N-1个，所述N为所述麦克风阵列中阵元的个数；
[0105] 本发明实施例中，假设麦克风阵列中相邻的两个阵元为序列号为m及m+1的阵元， 则所述序列号为m及m+1的阵元的广义相关函数为：
[0106]
[0107] 其中，上述GCCm,m+1化)可W表示上述序列号为m及m+1的阵元的广义相关函数;上述 IFFT可W表示对上过
里行傅里叶逆变换；上述Ym(k)可W表示上述通道号 为m的通道的频谱;上述}C+,(幻可W表示当前阵元对应通道号为m+1的通道的频谱的共辆。
[0108] 本发明实施例中分别确定麦克风阵列中的相邻的两个阵元确定该相邻的两个阵 元对应的通道的广义相关函数，假设当前的麦克风阵列中存在m+1个阵元，且阵元的序列号 为由1递增的，分别1、2、3、……m，m+l，也即分别确定通道号为1和通道号为2、通道号为2和 通道号为3、通道号为3和通道号为4、……通道号为m和通道号为m+1的m个广义相关函数；
[0109] 步骤D2、确定所述广义互相关函数中最大值对应的频点索引值为估计结果;其中， 所述估计结果的个数为N-1个；
[0110] 本发明实施例中，可W根据下述公式(4)确定上述广义互相关函数中的最大值对 应的频点索引值，W确定估计结果；
[0111]
[0112] 其中，上述辉.::+1可W表示上述广义互相关函数中的最大值对应的频点索引值，也 即估计结果。
[0113] 步骤D3、确定所述N-1个所述估计结果的平均值；
[0114] 本发明实施例中，麦克风阵列中的阵元的个数为N个，则相邻的阵元对即为N-1个， 则确定的广义相关函数的个数为N-1个，也即估计结果的个数为N-1个，对上述N-1个估计结 果进行平均值的计算过程可W参照下述公式(5):
[0115]
[0116] 其中，上述F可W表示上述估计结果的平均值；
[0117] 步骤D4、根据所述平均值及所述补偿麦克风阵列数据确定所述时延值；
[0118] 本发明实施例中，可W根据下述公式(6)确定麦克风阵列中的阵元对应的通道相 对于所述基础阵元对应的通道的时延值：
[0119]
[0120] 其中，上述τ可W用于表示时延值;上述fS可W表示语音的采样频率;上述Nfft可W 表示上述补偿麦克风阵列数据。
[0121] 步骤D5、根据所述时延值及所述麦克风阵列中阵元的间距确定所述声源方向。
[0122] 本发明实施例中，可W根据下述公式(7)确定所述声源方向：
[0123]
[0124] 其中，上述Θ可W表示声源方向相对于麦克风阵列的角度方向；上述C可W表示为 声速，取值为340m/s;上述d可W表示麦克风阵列中阵元之间的间距;上述τ可W用于表示时 延值。
[0125] 综上，本发明实施例提供的一种回声对消方法，由于将各类数据信号进行快速傅 里叶变换后，获得的目标数据，而进行快速傅里叶变换后，各数据信号均变换为频域数据信 号，因此目标数据也为频域数据信号;在根据目标数据进行声源方向的定位时，直接在频域 上进行广义互相关的计算，进而求得声源方向，由于避免了在滤波之后将目标数据从频域 数据信号变换为时域数据信号，而在计算广义互相关时又从时域数据信号变换到频域数据 信号的过程，因此减少了对声源进行定位的过程的复杂度，提升了定位的效率。
[0126] 需要说明的是，对于方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组 合，但是本领域技术人员应该知悉，本申请实施例并不受所描述的动作顺序的限制，因为依 据本申请实施例，某些步骤可W采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该 知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所设及的动作并不一定是本申请实施 例所必须的。
[0127] 装置实施例一
[0128] 参照图3,示出了本发明一种回声对消装置实施例一的结构框图，具体可W包括如 下模块:第一确定模块301及滤波模块302;其中，
[0129] 上述第一确定模块301，可W用于根据参考信号及麦克风阵列各阵元采集的数据， 确定所述各阵元对应通道的滤波系数；
[0130] 滤波模块302,可W用于根据所述滤波系数及所述参考信号对所述麦克风阵列各 阵元采集的数据进行滤波，W完成所述麦克风阵列各阵元采集的数据的回声对消，得到各 阵元对应通道的目标数据。
[0131] 装置实施例二
[0132] 参照图4,示出了本发明一种回声对消装置实施例二的结构框图，具体可W包括如 下模块:第一确定模块401及滤波模块402;其中，
[0133] 上述第一确定模块401，可W用于根据参考信号及麦克风阵列各阵元采集的数据， 确定所述各阵元对应通道的滤波系数；
[0134] 滤波模块402,可W用于根据所述滤波系数及所述参考信号对所述麦克风阵列各 阵元采集的数据进行滤波，W完成所述麦克风阵列各阵元采集的数据的回声对消，得到各 阵元对应通道的目标数据；
[0135] 其中，上述第一确定模块401，具体可W包括：
[0136] 第一确定单元4011，可W用于确定所述参考信号的自相关矩阵；
[0137] 第二确定单元4012,可W用于根据所述麦克风阵列各阵元采集的数据及所述参考 信号，确定所述麦克风阵列各阵元对应通道与所述参考信号的互相关向量；
[0138] 第Ξ确定单元4013,可W用于根据所述自相关矩阵的逆矩阵及所述互相关向量确 定所述滤波系数。
[0139] 装置实施例Ξ
[0140] 参照图5,示出了本发明一种回声对消装置实施例Ξ的结构框图，具体可W包括如 下模块:第一确定模块501及滤波模块502;其中，
[0141] 上述第一确定模块501，可W用于根据参考信号及麦克风阵列各阵元采集的数据， 确定所述各阵元对应通道的滤波系数；
[0142] 滤波模块502,可W用于根据所述滤波系数及所述参考信号对所述麦克风阵列各 阵元采集的数据进行滤波，W完成所述麦克风阵列各阵元采集的数据的回声对消，得到各 阵元对应通道的目标数据；
[0143] 其中，上述滤波模块502，具体可W包括：
[0144] 第一补偿单元5021，可W用于对所述滤波系数进行补偿，W得到补偿滤波系数，并 对所述补偿滤波系数进行快速傅里叶变换，得到补偿滤波系数变换结果;其中，所述补偿滤 波系数为2的整数次幕；
[0145] 变换单元5022,可W用于分别对所述麦克风阵列各阵元采集的数据进行补偿，W 得到补偿麦克风阵列数据，并对所述补偿麦克风阵列数据进行快速傅里叶变换，得到补偿 麦克风阵列数据变换结果;其中，所述补偿麦克风阵列数据为2的整数次幕；
[0146] 第二补偿单元5023，可W用于对所述参考信号进行补偿，W得到补偿参考信号，并 对所述补偿参考信号进行快速傅里叶变换，得到补偿参考信号变换结果;其中，所述补偿参 考信号为2的整数次幕；
[0147] 目标数据获得单元5024,可W用于根据所述补偿滤波系数变换结果、所述补偿麦 克风阵列数据变换结果、及所述补偿参考信号变换结果，得到所述各阵元对应通道的目标 数据。
[0148] 在本发明的一种可选实施例中，所述目标数据获得单元5024，具体可W包括：
[0149] 第一确定子单元，可W用于确定所述补偿滤波系数变换结果与所述补偿参考信号 变换结果的乘积为第一乘积结果；
[0150] 第二确定子单元，可W用于确定所述补偿麦克风阵列数据变换结果与所述第一乘 积结果的差值为所述各阵元对应通道的目标数据。
[0151] 装置实施例四
[0152] 参照图6,示出了本发明一种回声对消装置实施例四的结构框图，具体可W包括如 下模块:第一确定模块601、滤波模块602及定位模块603;其中，
[0153] 上述第一确定模块601，可W用于根据参考信号及麦克风阵列各阵元采集的数据， 确定所述各阵元对应通道的滤波系数；
[0154] 滤波模块602,可W用于根据所述滤波系数及所述参考信号对所述麦克风阵列各 阵元采集的数据进行滤波，W完成所述麦克风阵列各阵元采集的数据的回声对消，得到各 阵元对应通道的目标数据；
[0155] 定位模块603,可W用于根据所述各阵元对应通道的目标数据对声源方向进行定 位；
[0156] 本发明实施例中，上述定位模块603，具体可W包括：
[0157] 第四确定单元，可W用于根据所述麦克风阵列中相邻的两个阵元对应的通道所对 应的所述目标数据确定所述相邻的两个阵元对应的通道的广义相关函数;其中，所述广义 相关函数的个数为N-1个，所述N为所述麦克风阵列中阵元的个数；
[0158] 第五确定单元，可W用于确定所述广义互相关函数中最大值对应的频点索引值为 估计结果;其中，所述估计结果的个数为N-1个；
[0159] 第六确定单元，可W用于确定所述N-1个所述估计结果的平均值；
[0160] 第屯确定单元，可W用于根据所述平均值及所述补偿麦克风阵列数据确定所述时 延值；
[0161] 第八确定单元，可W用于根据所述时延值及所述麦克风阵列中阵元的间距确定所 述声源方向。
[0162] 本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与 其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。
[0163] 本领域普通技术人员可W意识到，结合本发明实施例中所公开的实施例描述的各 示例的单元及算法步骤，能够W电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。运些 功能究竟W硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业 技术人员可W对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是运种实现不应 认为超出本发明的范围。
[0164] 所属领域的技术人员可W清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、 装置和单元的具体工作过程，可w参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再寶述。
[0165] 在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所掲露的装置和方法，可W通过其它的 方式实现。例如，W上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为 一种逻辑功能划分，实际实现时可W有另外的划分方式，例如多个单元或组件可W结合或 者可W集成到另一个系统，或一些特征可W忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互 之间的禪合或直接禪合或通信连接可W是通过一些接口，装置或单元的间接禪合或通信连 接，可W是电性，机械或其它的形式。
[0166] 所述作为分离部件说明的单元可W是或者也可W不是物理上分开的，作为单元显 示的部件可W是或者也可W不是物理单元，即可W位于一个地方，或者也可W分布到多个 网络单元上。可W根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目 的。
[0167] 另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可W集成在一个处理单元中，也可W 是各个单元单独物理存在，也可W两个或两个W上单元集成在一个单元中。
[0168] 所述功能如果W软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可W 存储在一个计算机可读取存储介质中。基于运样的理解，本发明的技术方案本质上或者说 对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可软件产品的形式体现出来，该计 算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用W使得一台计算机设备(可W是个 人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。 而前述的存储介质包括:U盘、移动硬盘、R0M、RAM、磁碟或者光盘等各种可W存储程序代码 的介质。
[0169] W上所述，仅为本发明的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此，任何 熟悉本技术领域的技术人员在本发明掲露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵 盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应W权利要求的保护范围为准。
【主权项】
1. 一种回声对消方法，其特征在于，所述方法包括： 根据参考信号及麦克风阵列各阵元采集的数据，确定所述各阵元对应通道的滤波系 数； 根据所述滤波系数及所述参考信号对所述麦克风阵列各阵元采集的数据进行滤波，以 完成所述麦克风阵列各阵元采集的数据的回声对消，得到各阵元对应通道的目标数据。2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据参考信号及麦克风阵列各阵元采 集的数据，确定所述各阵元对应通道的滤波系数的步骤，包括： 确定所述参考信号的自相关矩阵； 根据所述麦克风阵列各阵元采集的数据及所述参考信号，确定所述麦克风阵列各阵元 对应通道与所述参考信号的互相关向量； 根据所述自相关矩阵的逆矩阵及所述互相关向量确定所述滤波系数。3. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述滤波系数及所述参考信号对 所述麦克风阵列各阵元采集的数据进行滤波的步骤，包括： 对所述滤波系数进行补偿，以得到补偿滤波系数，并对所述补偿滤波系数进行快速傅 里叶变换，得到补偿滤波系数变换结果;其中，所述补偿滤波系数为2的整数次幂； 分别对所述麦克风阵列各阵元采集的数据进行补偿，以得到补偿麦克风阵列数据，并 对所述补偿麦克风阵列数据进行快速傅里叶变换，得到补偿麦克风阵列数据变换结果;其 中，所述补偿麦克风阵列数据为2的整数次幂； 对所述参考信号进行补偿，以得到补偿参考信号，并对所述补偿参考信号进行快速傅 里叶变换，得到补偿参考信号变换结果;其中，所述补偿参考信号为2的整数次幂； 根据所述补偿滤波系数变换结果、所述补偿麦克风阵列数据变换结果、及所述补偿参 考信号变换结果，得到所述各阵元对应通道的目标数据。4. 根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述补偿滤波系数变换结果、所 述补偿麦克风阵列数据变换结果、所述补偿参考信号变换结果得到所述各阵元对应通道的 目标数据的步骤，包括： 确定所述补偿滤波系数变换结果与所述补偿参考信号变换结果的乘积为第一乘积结 果； 确定所述补偿麦克风阵列数据变换结果与所述第一乘积结果的差值为所述各阵元对 应通道的目标数据。5. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括： 根据所述各阵元对应通道的目标数据对声源方向进行定位； 其中，所述根据所述各阵元对应通道的目标数据对声源方向进行定位的步骤，包括： 根据所述麦克风阵列中相邻的两个阵元对应的通道所对应的所述目标数据确定所述 相邻的两个阵元对应的通道的广义相关函数;其中，所述广义相关函数的个数为N-1个，所 述N为所述麦克风阵列中阵元的个数； 确定所述广义互相关函数中最大值对应的频点索引值为估计结果；其中，所述估计结 果的个数为N-1个； 确定所述N-1个所述估计结果的平均值； 根据所述平均值及所述补偿麦克风阵列数据确定所述时延值； 根据所述时延值及所述麦克风阵列中阵元的间距确定所述声源方向。6. -种回声对消装置，其特征在于，包括： 第一确定模块，用于根据参考信号及麦克风阵列各阵元采集的数据，确定所述各阵元 对应通道的滤波系数； 滤波模块，用于根据所述滤波系数及所述参考信号对所述麦克风阵列各阵元采集的数 据进行滤波，以完成所述麦克风阵列各阵元采集的数据的回声对消，得到各阵元对应通道 的目标数据。7. 根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述第一确定模块，包括： 第一确定单元，用于确定所述参考信号的自相关矩阵； 第二确定单元，用于根据所述麦克风阵列各阵元采集的数据及所述参考信号，确定所 述麦克风阵列各阵元对应通道与所述参考信号的互相关向量； 第三确定单元，用于根据所述自相关矩阵的逆矩阵及所述互相关向量确定所述滤波系 数。8. 根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述滤波模块，包括： 第一补偿单元，用于对所述滤波系数进行补偿，以得到补偿滤波系数，并对所述补偿滤 波系数进行快速傅里叶变换，得到补偿滤波系数变换结果;其中，所述补偿滤波系数为2的 整数次幂； 变换单元，用于分别对所述麦克风阵列各阵元采集的数据进行补偿，以得到补偿麦克 风阵列数据，并对所述补偿麦克风阵列数据进行快速傅里叶变换，得到补偿麦克风阵列数 据变换结果;其中，所述补偿麦克风阵列数据为2的整数次幂； 第二补偿单元，用于对所述参考信号进行补偿，以得到补偿参考信号，并对所述补偿参 考信号进行快速傅里叶变换，得到补偿参考信号变换结果;其中，所述补偿参考信号为2的 整数次幂； 目标数据获得单元，用于根据所述补偿滤波系数变换结果、所述补偿麦克风阵列数据 变换结果、及所述补偿参考信号变换结果，得到所述各阵元对应通道的目标数据。9. 根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述目标数据获得单元包括： 第一确定子单元，用于确定所述补偿滤波系数变换结果与所述补偿参考信号变换结果 的乘积为第一乘积结果； 第二确定子单元，用于确定所述补偿麦克风阵列数据变换结果与所述第一乘积结果的 差值为所述各阵元对应通道的目标数据。10. 根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述装置还包括： 定位模块，用于根据所述各阵元对应通道的目标数据对声源方向进行定位； 其中，所述定位模块，包括： 第四确定单元，用于根据所述麦克风阵列中相邻的两个阵元对应的通道所对应的所述 目标数据确定所述相邻的两个阵元对应的通道的广义相关函数;其中，所述广义相关函数 的个数为N-1个，所述N为所述麦克风阵列中阵元的个数； 第五确定单元，用于确定所述广义互相关函数中最大值对应的频点索引值为估计结 果;其中，所述估计结果的个数为N-1个； 第六确定单元，用于确定所述N-1个所述估计结果的平均值；
【文档编号】G10L21/0232GK105989850SQ201610499011
【公开日】2016年10月5日
【申请日】2016年6月29日
【发明人】李健, 张连毅, 武卫东
【申请人】北京捷通华声科技股份有限公司