本發(fā)明涉及信號(hào)處理技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種音頻信號(hào)校正方法、裝置及設(shè)備。

背景技術(shù)：

麥克風(fēng)陣列由于采用了空間濾波技術(shù)，因而具有較好的抗噪性能、抗干擾性能和抗混響性能，其逐漸替代了傳統(tǒng)的單一麥克風(fēng)，而廣泛應(yīng)用于遠(yuǎn)場(chǎng)語音采集等技術(shù)領(lǐng)域。

麥克風(fēng)陣列的后續(xù)語音增強(qiáng)處理環(huán)節(jié)(如聲源定位、波束形成等)要求其各通道普通音頻信號(hào)相互匹配(例如幅度和時(shí)延匹配)，以實(shí)現(xiàn)最大限度地提高語音增強(qiáng)性能。

然而實(shí)際應(yīng)用中，各通道麥克風(fēng)往往具有較大的分散度，且各自信號(hào)采集通道的電子元器件的特性會(huì)受溫濕度等外界條件影響，因而導(dǎo)致各通道之間存在較大的差異，導(dǎo)致各通道普通音頻信號(hào)不匹配，因而影響了后續(xù)語音增強(qiáng)處理環(huán)節(jié)的性能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明提供一種音頻信號(hào)校正方法、裝置及設(shè)備，以使麥克風(fēng)陣列各通道采集信號(hào)相互匹配，提高后續(xù)語音增強(qiáng)處理環(huán)節(jié)的性能。

第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種音頻信號(hào)校正方法，所述方法用于對(duì)麥克風(fēng)陣列采集的音頻信號(hào)進(jìn)行處理，所述麥克風(fēng)陣列包括一個(gè)參考麥克風(fēng)，以及一個(gè)或多個(gè)普通麥克風(fēng)；所述方法包括：

獲取所述麥克風(fēng)陣列采集的多路音頻信號(hào)；其中，所述多路音頻信號(hào)包括所述參考麥克風(fēng)采集的參考音頻信號(hào)，以及所述普通麥克風(fēng)采集的普通音頻信號(hào)；

基于預(yù)先確定的樣本差異參數(shù)，確定所述普通音頻信號(hào)與所述參考音頻信號(hào)之間的差異參數(shù)；

基于所述差異參數(shù)對(duì)所述普通音頻信號(hào)進(jìn)行校正，得到與所述參考音頻信號(hào)匹配的校正音頻信號(hào)。

可選地，所述樣本差異參數(shù)的確定方法，包括：

獲取所述麥克風(fēng)陣列采集的樣本聲源的多路樣本音頻信號(hào)；其中，所述多路樣本音頻信號(hào)包括所述參考麥克風(fēng)采集的參考樣本音頻信號(hào)，以及所述普通麥克風(fēng)采集的普通樣本音頻信號(hào)；

分別確定所述普通樣本音頻信號(hào)中各路樣本音頻信號(hào)與所述參考樣本音頻信號(hào)的樣本差異參數(shù)。

可選地，所述分別確定所述普通樣本音頻信號(hào)中各路普通樣本音頻信號(hào)與所述參考樣本音頻信號(hào)的樣本差異參數(shù)，包括：

計(jì)算所述參考樣本音頻信號(hào)的均方值；

計(jì)算所述普通樣本音頻信號(hào)的均方值；

計(jì)算所述參考樣本音頻信號(hào)與所述各路普通樣本音頻信號(hào)的互相關(guān)函數(shù)；

對(duì)所述互相關(guān)函數(shù)進(jìn)行插值運(yùn)算，得到插值互相關(guān)函數(shù)；

根據(jù)所述參考樣本音頻信號(hào)的均方值、所述普通樣本音頻信號(hào)的均方值及所述插值互相關(guān)函數(shù)分別確定所述各路普通樣本音頻信號(hào)與所述參考樣本音頻信號(hào)的樣本差異參數(shù)。

可選地，所樣本差異參數(shù)包括時(shí)延值；

所述根據(jù)所述參考樣本音頻信號(hào)的均方值、所述普通樣本音頻信號(hào)的均方值及所述插值互相關(guān)函數(shù)分別確定所述各路普通樣本音頻信號(hào)與所述參考樣本音頻信號(hào)的樣本差異參數(shù)，包括：

根據(jù)所述插值互相關(guān)函數(shù)分別確定所述各路普通樣本音頻信號(hào)與所述參考樣本音頻信號(hào)的視在時(shí)延值；

分別確定所述各路普通樣本音頻信號(hào)與所述參考樣本音頻信號(hào)的傳輸路徑時(shí)延差；

根據(jù)所述視在時(shí)延值與所述傳輸路徑時(shí)延差分別計(jì)算所述各路普通樣本音頻信號(hào)與所述參考樣本音頻信號(hào)的時(shí)延值。

可選地，所述分別確定所述各路普通樣本音頻信號(hào)與所述參考樣本音頻信號(hào)的傳輸路徑時(shí)延差，包括：

將所述參考麥克風(fēng)作為坐標(biāo)原點(diǎn)，建立三維直角坐標(biāo)系；

根據(jù)所述樣本聲源的坐標(biāo)，以及所述樣本聲源與所述坐標(biāo)原點(diǎn)之間的距離確定聲源方向矢量；其中，所述樣本聲源的坐標(biāo)為所述樣本聲源在所述三維直角坐標(biāo)系中對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)；

根據(jù)所述普通麥克風(fēng)各自的坐標(biāo)和所述聲源方向矢量分別確定所述各路普通樣本音頻信號(hào)與所述參考樣本音頻信號(hào)的傳輸路徑時(shí)延差；其中，所述普通麥克風(fēng)各自的坐標(biāo)為所述普通麥克風(fēng)在所述三維直角坐標(biāo)系中各自對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)。

可選地，所述基于預(yù)先確定的樣本差異參數(shù)，確定所述普通音頻信號(hào)與所述參考音頻信號(hào)之間的差異參數(shù)，包括：

將所述各路普通樣本音頻信號(hào)與所述參考樣本音頻信號(hào)的時(shí)延值，作為所述各路普通音頻信號(hào)與所述參考音頻信號(hào)的時(shí)延值；

所述基于所述差異參數(shù)對(duì)所述普通音頻信號(hào)進(jìn)行校正，包括：

分別根據(jù)所述各路普通音頻信號(hào)與所述參考音頻信號(hào)的時(shí)延值，對(duì)所述各路普通音頻信號(hào)進(jìn)行濾波延時(shí)運(yùn)算。

可選地，所樣本差異參數(shù)包括幅度比值；

所述根據(jù)所述參考樣本音頻信號(hào)的均方值、所述普通樣本音頻信號(hào)的均方值及所述插值互相關(guān)函數(shù)分別確定所述各路普通樣本音頻信號(hào)與所述參考樣本音頻信號(hào)的樣本差異參數(shù)，包括：

分別根據(jù)所述各路普通樣本音頻信號(hào)的均方值和所述參考樣本音頻信號(hào)的均方值的比值，確定所述各路普通樣本音頻信號(hào)與所述參考樣本音頻信號(hào)的幅度比值。

可選地，所述基于預(yù)先確定的樣本差異參數(shù)，確定所述普通音頻信號(hào)與所述參考音頻信號(hào)之間的差異參數(shù)，包括：

將所述各路普通樣本音頻信號(hào)與所述參考樣本音頻信號(hào)的幅度比值，作為所述各路普通音頻信號(hào)與所述參考音頻信號(hào)的幅度比值；

所述基于所述差異參數(shù)對(duì)所述普通音頻信號(hào)進(jìn)行校正，包括：

分別根據(jù)所述各路普通音頻信號(hào)與所述參考音頻信號(hào)的幅度比值，以及所述各路普通音頻信號(hào)進(jìn)行除運(yùn)算。

第二方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種音頻信號(hào)校正裝置，所述裝置用于對(duì)麥克風(fēng)陣列采集的音頻信號(hào)進(jìn)行處理，所述麥克風(fēng)陣列包括一個(gè)參考麥克風(fēng)，以及一個(gè)或多個(gè)普通麥克風(fēng)；所述裝置包括：

信號(hào)獲取模塊，用于獲取所述麥克風(fēng)陣列采集的多路音頻信號(hào)；其中，所述多路音頻信號(hào)包括所述參考麥克風(fēng)采集的參考音頻信號(hào)，以及所述普通麥克風(fēng)采集的普通音頻信號(hào)；

參數(shù)確定模塊，用于基于預(yù)先確定的樣本差異參數(shù)，確定所述普通音頻信號(hào)與所述參考音頻信號(hào)之間的差異參數(shù)；

信號(hào)校正模塊，用于基于所述差異參數(shù)對(duì)所述普通音頻信號(hào)進(jìn)行校正，得到與所述參考音頻信號(hào)匹配的校正音頻信號(hào)。

第三方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種電子設(shè)備，所述電子設(shè)備用于對(duì)麥克風(fēng)陣列采集的音頻信號(hào)進(jìn)行處理，所述麥克風(fēng)陣列包括一個(gè)參考麥克風(fēng)，以及一個(gè)或多個(gè)普通麥克風(fēng)；所述電子設(shè)備包括：

處理器；

被配置為存儲(chǔ)處理器可執(zhí)行指令的存儲(chǔ)器；

其中，所述處理器被配置為：

獲取所述麥克風(fēng)陣列采集的多路音頻信號(hào)；其中，所述多路音頻信號(hào)包括所述參考麥克風(fēng)采集的參考音頻信號(hào)，以及所述普通麥克風(fēng)采集的普通音頻信號(hào)；

基于預(yù)先確定的樣本差異參數(shù)，確定所述普通音頻信號(hào)與所述參考音頻信號(hào)之間的差異參數(shù)；

基于所述差異參數(shù)對(duì)所述普通音頻信號(hào)進(jìn)行校正，得到與所述參考音頻信號(hào)匹配的校正音頻信號(hào)。

第四方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，所述存儲(chǔ)介質(zhì)用于對(duì)麥克風(fēng)陣列采集的音頻信號(hào)進(jìn)行處理，所述麥克風(fēng)陣列包括一個(gè)參考麥克風(fēng)，以及一個(gè)或多個(gè)普通麥克風(fēng)；所述存儲(chǔ)介質(zhì)上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，該程序被處理器處理時(shí)實(shí)現(xiàn)：

獲取所述麥克風(fēng)陣列采集的多路音頻信號(hào)；其中，所述多路音頻信號(hào)包括所述參考麥克風(fēng)采集的參考音頻信號(hào)，以及所述普通麥克風(fēng)采集的普通音頻信號(hào)；

基于預(yù)先確定的樣本差異參數(shù)，確定所述普通音頻信號(hào)與所述參考音頻信號(hào)之間的差異參數(shù)；

基于所述差異參數(shù)對(duì)所述普通音頻信號(hào)進(jìn)行校正，得到與所述參考音頻信號(hào)匹配的校正音頻信號(hào)。

由上述技術(shù)方案可知，本發(fā)明提供的音頻信號(hào)校正方法、裝置及設(shè)備，通過獲取麥克風(fēng)陣列采集的多路音頻信號(hào)，并基于預(yù)先確定的樣本差異參數(shù)確定普通音頻信號(hào)與參考音頻信號(hào)之間的差異參數(shù)，進(jìn)而基于差異參數(shù)對(duì)普通音頻信號(hào)進(jìn)行校正，得到與參考音頻信號(hào)匹配的校正音頻信號(hào)，可以很大程度上消除各路麥克風(fēng)采集的音頻信號(hào)之間的差異，提高后續(xù)語音增強(qiáng)處理環(huán)節(jié)的性能。

附圖說明

圖1是本發(fā)明一種音頻信號(hào)校正方法實(shí)施例的流程圖；

圖2是本發(fā)明確定樣本差異參數(shù)實(shí)施例的流程圖；

圖3是本發(fā)明確定各路普通樣本音頻信號(hào)與參考樣本音頻信號(hào)的樣本差異參數(shù)實(shí)施例的流程圖；

圖4a是本發(fā)明另一種音頻信號(hào)校正方法實(shí)施例的流程圖；

圖4b是本發(fā)明的三維麥克風(fēng)陣列排布及聲源位置實(shí)施例的示意圖；

圖5是本發(fā)明一種音頻信號(hào)校正裝置實(shí)施例的結(jié)構(gòu)框圖；

圖6是本發(fā)明另一種音頻信號(hào)校正裝置實(shí)施例的結(jié)構(gòu)框圖；

圖7是本發(fā)明一種電子設(shè)備實(shí)施例的結(jié)構(gòu)框圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。

在本申請(qǐng)使用的術(shù)語是僅僅出于描述特定實(shí)施例的目的，而非旨在限制本申請(qǐng)。在本申請(qǐng)和所附權(quán)利要求書中所使用的單數(shù)形式的“一種”、“所述”和“該”也旨在包括多數(shù)形式，除非上下文清楚地表示普通含義。還應(yīng)當(dāng)理解，本文中使用的術(shù)語“和/或”是指并包含一個(gè)或多個(gè)相關(guān)聯(lián)的列出項(xiàng)目的任何或所有可能組合。

應(yīng)當(dāng)理解，盡管在本申請(qǐng)中可能采用術(shù)語第一、第二、第三等來描述各種信息，但這些信息不應(yīng)限于這些術(shù)語。這些術(shù)語僅用來將同一類型的信息彼此區(qū)分開。例如，在不脫離本申請(qǐng)范圍的情況下，第一信息也可以被稱為第二信息，類似地，第二信息也可以被稱為第一信息。取決于語境，如在此所使用的詞語“如果”可以被解釋成為“在……時(shí)”或“當(dāng)……時(shí)”或“響應(yīng)于確定”。

圖1是本發(fā)明一種音頻信號(hào)校正方法實(shí)施例的流程圖。該方法用于對(duì)麥克風(fēng)陣列采集的音頻信號(hào)進(jìn)行處理，所述麥克風(fēng)陣列包括一個(gè)參考麥克風(fēng)，以及一個(gè)或多個(gè)普通麥克風(fēng)。如圖1所示，該方法包括以下步驟s11-s13：

s11：獲取所述麥克風(fēng)陣列采集的多路音頻信號(hào)；

其中，所述多路音頻信號(hào)包括所述參考麥克風(fēng)采集的參考音頻信號(hào)，以及所述普通麥克風(fēng)采集的普通音頻信號(hào)；

在一可選的實(shí)施例中，麥克風(fēng)陣列可以由兩個(gè)以上麥克風(fēng)組成，并在三維空間任意排列為三維陣。其中，二維平面陣和一維線陣被視為該三維陣的特殊形式。

在一可選的實(shí)施例中，上述麥克風(fēng)陣列采集的音頻信號(hào)為經(jīng)過模數(shù)變換之后的數(shù)字音頻信號(hào)。

在一可選的實(shí)施例中，參考麥克風(fēng)可以是麥克風(fēng)陣列中的任一路麥克風(fēng)，例如可以采用離麥克風(fēng)陣列中心最近的麥克風(fēng)作為參考麥克風(fēng)。

在一可選的實(shí)施例中，上述麥克風(fēng)陣列可以根據(jù)實(shí)際需要采集目標(biāo)環(huán)境或目標(biāo)聲源的音頻信號(hào)，本發(fā)明實(shí)施例對(duì)此不進(jìn)行限定。

s12：基于預(yù)先確定的樣本差異參數(shù)，確定所述普通音頻信號(hào)與所述參考音頻信號(hào)之間的差異參數(shù)；

在一可選的實(shí)施例中，上述的樣本差異參數(shù)為根據(jù)上述麥克風(fēng)陣列之前采集的多路樣本音頻信號(hào)確定的參數(shù)。

在一可選的實(shí)施例中，可以按照下述圖2所示實(shí)施例的方法確定上述樣本差異參數(shù)，在此先不詳述。

s13：基于所述差異參數(shù)對(duì)所述普通音頻信號(hào)進(jìn)行校正，得到與所述參考音頻信號(hào)匹配的校正音頻信號(hào)。

在一可選的實(shí)施例中，根據(jù)上述確定的普通音頻信號(hào)與參考音頻信號(hào)之間的差異參數(shù)，可以對(duì)上述普通音頻信號(hào)進(jìn)行校正，以使校正后的普通音頻信號(hào)與參考音頻信號(hào)相匹配。

由上述技術(shù)方案可知，本發(fā)明提供的音頻信號(hào)校正方法，通過獲取麥克風(fēng)陣列采集的多路音頻信號(hào)，并基于預(yù)先確定的樣本差異參數(shù)確定普通音頻信號(hào)與參考音頻信號(hào)之間的差異參數(shù)，進(jìn)而基于差異參數(shù)對(duì)普通音頻信號(hào)進(jìn)行校正，得到與參考音頻信號(hào)匹配的校正音頻信號(hào)，可以很大程度上消除各路麥克風(fēng)采集的音頻信號(hào)之間的差異，提高后續(xù)語音增強(qiáng)處理環(huán)節(jié)的性能。

圖2是本發(fā)明確定樣本差異參數(shù)實(shí)施例的流程圖；本實(shí)施例在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，以如何確定樣本差異參數(shù)為例進(jìn)行示例性說明。如圖2所示，上述樣本差異參數(shù)的確定方法，可以包括以下步驟s21-s22：

s21：獲取所述麥克風(fēng)陣列采集的樣本聲源的多路樣本音頻信號(hào)；

其中，所述多路樣本音頻信號(hào)包括所述參考麥克風(fēng)采集的參考樣本音頻信號(hào)，以及所述普通麥克風(fēng)采集的普通樣本音頻信號(hào)；

在一可選的實(shí)施例中，該樣本聲源可以設(shè)置于空間中的一固定位置。其中，樣本聲源是指位于同一個(gè)位置的至少一個(gè)聲源，而并不是限定聲源個(gè)數(shù)。

在一可選的實(shí)施例中，通過麥克風(fēng)陣列采集樣本聲源的音頻信號(hào)時(shí)，可使該樣本聲源對(duì)準(zhǔn)麥克風(fēng)陣列的中心，以確保音頻信號(hào)采集的質(zhì)量。

在一可選的實(shí)施例中，可以在預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)，通過麥克風(fēng)陣列采集樣本聲源的音頻信號(hào)，該預(yù)設(shè)時(shí)間可以自由設(shè)置，例如可以設(shè)置為大于1秒。

s22：分別確定所述普通樣本音頻信號(hào)中各路樣本音頻信號(hào)與所述參考樣本音頻信號(hào)的樣本差異參數(shù)。

由上述技術(shù)方案可知，本實(shí)施例通過獲取所述麥克風(fēng)陣列采集的樣本聲源的多路樣本音頻信號(hào)，并分別確定所述普通樣本音頻信號(hào)中各路樣本音頻信號(hào)與所述參考樣本音頻信號(hào)的樣本差異參數(shù)，可以準(zhǔn)確地確定樣本差異參數(shù)，進(jìn)而可以確定所述普通音頻信號(hào)與所述參考音頻信號(hào)之間的差異參數(shù)，為后續(xù)消除各路麥克風(fēng)采集的音頻信號(hào)之間的差異提供依據(jù)，提高后續(xù)語音增強(qiáng)處理環(huán)節(jié)的性能。

圖3是本發(fā)明確定各路普通樣本音頻信號(hào)與參考樣本音頻信號(hào)的樣本差異參數(shù)實(shí)施例的流程圖；本實(shí)施例在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，以如何確定各路普通樣本音頻信號(hào)與參考樣本音頻信號(hào)的樣本差異參數(shù)為例進(jìn)行示例性說明。如圖3所示，步驟s22中分別確定所述普通樣本音頻信號(hào)中各路普通樣本音頻信號(hào)與所述參考樣本音頻信號(hào)的樣本差異參數(shù)，可以包括步驟s31-s34：

s31：計(jì)算所述參考樣本音頻信號(hào)的均方值，并計(jì)算所述各路普通樣本音頻信號(hào)的均方值；在一可選的實(shí)施例中，設(shè)麥克風(fēng)陣列采集的m路樣本音頻信號(hào)為sk(n)，k＝1,2,…m，設(shè)其中由參考麥克風(fēng)采集的參考樣本音頻信號(hào)為sr(n)，則計(jì)算參考樣本音頻信號(hào)sr(n)的均方值rrr(0)＝e{sr(n)sr(n)}，計(jì)算第k路普通樣本音頻信號(hào)sk(n)的均方值rkk(0)＝e{sk(n)sk(n)}。

s32：計(jì)算所述參考樣本音頻信號(hào)與所述各路普通樣本音頻信號(hào)的互相關(guān)函數(shù)；

在一可選的實(shí)施例中，根據(jù)以下公式計(jì)算參考樣本音頻信號(hào)sr(n)與第k路麥克風(fēng)采集的樣本音頻信號(hào)sk(n)的互相關(guān)函數(shù)：

rrk(τ)＝e{sr(n)sk(n+τ)},τ＝…,0,1,2,3,…；(1.1)

s33：根據(jù)所述互相關(guān)函數(shù)進(jìn)行插值運(yùn)算，得到插值互相關(guān)函數(shù)；

在一可選的實(shí)施例中，若記互相關(guān)函數(shù)的最大值點(diǎn)為：i＝argmax{rrk(τ)}，則可在[i-0.5,i+0.5]區(qū)間對(duì)互相關(guān)函數(shù)rrk(τ)進(jìn)行插值，得到插值互相關(guān)函數(shù)：

rrk(η)＝rrk(i+t)＝rrk(τ)·sinc(i+t-τ),(1.2)

其中，-0.5≤t≤0.5，式中·表示內(nèi)積運(yùn)算；

s34：根據(jù)所述參考樣本音頻信號(hào)的均方值、所述各路普通樣本音頻信號(hào)的均方值及所述插值互相關(guān)函數(shù)分別確定所述各路普通樣本音頻信號(hào)與所述參考樣本音頻信號(hào)的樣本差異參數(shù)。

在一可選的實(shí)施例中，上述樣本差異參數(shù)可以包括時(shí)延值；

相應(yīng)地，步驟s34可以包括步驟s41-s42：

s41：根據(jù)所述插值互相關(guān)函數(shù)分別確定所述各路普通樣本音頻信號(hào)與所述參考樣本音頻信號(hào)的視在時(shí)延值；

在一可選的實(shí)施例中，可以將插值互相關(guān)函數(shù)rrk(η)的最大值點(diǎn)對(duì)應(yīng)的時(shí)延值作為sk(n)相對(duì)于sr(n)的視在時(shí)延值d(k)＝argmax{rrk(η)}。

需要說明的是，該視在時(shí)延值可以指直接從采集的音頻信號(hào)計(jì)算出來的時(shí)延值，而沒有考慮路徑時(shí)延。

s42：分別確定所述各路普通樣本音頻信號(hào)與所述參考樣本音頻信號(hào)的傳輸路徑時(shí)延差。

在一可選的實(shí)施例中，本步驟s42可以包括以下步驟s421-s424：

s421：將所述參考麥克風(fēng)作為坐標(biāo)原點(diǎn)，建立三維直角坐標(biāo)系；

s422：根據(jù)所述樣本聲源的坐標(biāo)，以及所述樣本聲源與所述坐標(biāo)原點(diǎn)之間的距離確定聲源方向矢量；其中，所述樣本聲源的坐標(biāo)為所述樣本聲源在所述三維直角坐標(biāo)系中對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)；

s423：根據(jù)所述普通麥克風(fēng)各自的坐標(biāo)和所述聲源方向矢量分別確定所述各路普通樣本音頻信號(hào)與所述參考樣本音頻信號(hào)的傳輸路徑時(shí)延差；其中，所述普通麥克風(fēng)各自的坐標(biāo)為所述普通麥克風(fēng)在所述三維直角坐標(biāo)系中各自對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)。

在一可選的實(shí)施例中，設(shè)第k路麥克風(fēng)坐標(biāo)位置為(xk,yk,zk)，聲源位置坐標(biāo)為(x,y,z)，則根據(jù)以下公式(1.3)計(jì)算第k路麥克風(fēng)相對(duì)于參考麥克風(fēng)的傳輸路徑時(shí)延差：

l(k)＝-(xk×x+yk×y+zk×z)/(x×x+y×y+z×z)^0.5；(1.3)

s424：根據(jù)所述視在時(shí)延值與所述傳輸路徑時(shí)延差分別計(jì)算所述各路普通樣本音頻信號(hào)與所述參考樣本音頻信號(hào)的時(shí)延值。

在一可選的實(shí)施例中，將視在時(shí)延值d(k)減去傳輸路徑時(shí)延差l(k)得到sk(n)相對(duì)于sr(n)的時(shí)延值：

d(k)＝d(k)-l(k)；(1.4)

在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，步驟s12中基于預(yù)先確定的樣本差異參數(shù)，確定所述普通音頻信號(hào)與所述參考音頻信號(hào)之間的差異參數(shù)，可以包括：

將所述各路普通樣本音頻信號(hào)與所述參考樣本音頻信號(hào)的時(shí)延值，作為所述各路普通音頻信號(hào)與所述參考音頻信號(hào)的時(shí)延值；

相應(yīng)地，步驟s13中基于所述差異參數(shù)對(duì)所述普通音頻信號(hào)進(jìn)行校正，可以包括：

分別根據(jù)所述各路普通音頻信號(hào)與所述參考音頻信號(hào)的時(shí)延值，對(duì)所述各路普通音頻信號(hào)進(jìn)行濾波延時(shí)運(yùn)算。

在一可選的實(shí)施例中，將第k路(k＝1,2,…m)音頻信號(hào)sk1(n)與sinc(n+d(k))進(jìn)行卷積運(yùn)算，以使sk1(n)延遲-d(k)，實(shí)現(xiàn)補(bǔ)償該第k路信號(hào)的時(shí)延。

在一可選的實(shí)施例中，所樣本差異參數(shù)可以包括幅度比值；

相應(yīng)地，步驟s34還可以包括：

分別根據(jù)所述各路普通樣本音頻信號(hào)的均方值和所述參考樣本音頻信號(hào)的均方值的比值，確定所述各路普通樣本音頻信號(hào)與所述參考樣本音頻信號(hào)的幅度比值。

在一可選的實(shí)施例中，將sk(n)的均方值除以sr(n)的均方值然后開根號(hào)得到sk(n)相對(duì)于sr(n)的幅度比值：

a(k)＝(rkk(0)/rrr(0))^0.5；(1.5)

在此基礎(chǔ)上，步驟s12中基于預(yù)先確定的樣本差異參數(shù)，確定所述普通音頻信號(hào)與所述參考音頻信號(hào)之間的差異參數(shù)，可以包括：

將所述各路普通樣本音頻信號(hào)與所述參考樣本音頻信號(hào)的幅度比值，作為所述各路普通音頻信號(hào)與所述參考音頻信號(hào)的幅度比值。相應(yīng)地，步驟s13中基于所述差異參數(shù)對(duì)所述普通音頻信號(hào)進(jìn)行校正，可以包括：

分別根據(jù)所述各路普通音頻信號(hào)與所述參考音頻信號(hào)的幅度比值，以及所述各路普通音頻信號(hào)進(jìn)行除運(yùn)算。

在一可選的實(shí)施例中，將延遲后的第k路(k＝1,2,…m)音頻信號(hào)除以a(k)，以補(bǔ)償該路信號(hào)的幅度。

在一可選的實(shí)施例中，可以將m路經(jīng)過時(shí)延和幅度補(bǔ)償后的校正信號(hào)輸出至外部系統(tǒng)。

由上述技術(shù)方案可知，本發(fā)明提供的音頻信號(hào)校正方法，基于預(yù)先確定的樣本差異參數(shù)確定普通音頻信號(hào)與參考音頻信號(hào)之間的差異參數(shù)，并基于差異參數(shù)對(duì)普通音頻信號(hào)進(jìn)行校正，得到與參考音頻信號(hào)匹配的校正音頻信號(hào)，可以很大程度上消除各路麥克風(fēng)采集的音頻信號(hào)之間的差異，提高后續(xù)語音增強(qiáng)處理環(huán)節(jié)的性能。

對(duì)于前述的各方法實(shí)施例，為了簡(jiǎn)單描述，故將其都表述為一系列的動(dòng)作組合，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該知悉，本發(fā)明并不受所描述的動(dòng)作順序的限制，因?yàn)橐罁?jù)本發(fā)明，某些步驟可以采用普通順序或者同時(shí)進(jìn)行。

其次，本領(lǐng)域技術(shù)人員也應(yīng)該知悉，說明書中所描述的實(shí)施例均屬于可選實(shí)施例，所涉及的動(dòng)作和模塊并不一定是本發(fā)明所必須的。

下面以一具體實(shí)施例說明本發(fā)明，但不用于限制本發(fā)明的范圍。

圖4a是本發(fā)明另一種音頻信號(hào)校正方法實(shí)施例的流程圖；如圖4a所示，該方法包括：

a1：通過麥克風(fēng)陣列采集樣本聲源的樣本音頻信號(hào)。

在一可選的實(shí)施例中，步驟a1可以包括以下步驟a11-a12：

a11：在預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)，通過麥克風(fēng)陣列采集樣本聲源的音頻信號(hào)。

其中，該樣本聲源可以設(shè)置于空間中的一固定位置。

在一可選的實(shí)施例中，樣本聲源是指位于同一個(gè)位置的至少一個(gè)聲源，而并不是限定聲源個(gè)數(shù)。

在一可選的實(shí)施例中，麥克風(fēng)陣列可以由兩個(gè)以上麥克風(fēng)組成，并在三維空間任意排列為三維陣。其中，二維平面陣和一維線陣被視為該三維陣的特殊形式。

在一可選的實(shí)施例中，通過麥克風(fēng)陣列采集音頻信號(hào)時(shí)，可使該樣本聲源對(duì)準(zhǔn)麥克風(fēng)陣列的中心，以確保音頻信號(hào)采集的質(zhì)量。

在一可選的實(shí)施例中，上述預(yù)設(shè)時(shí)間可以自由設(shè)置，例如可以設(shè)置為大于1秒。

a12：選取麥克風(fēng)陣列中的一路麥克風(fēng)作為參考麥克風(fēng)。

在一可選的實(shí)施例中，參考麥克風(fēng)可以是麥克風(fēng)陣列中的任一路麥克風(fēng)，例如可以采用離麥克風(fēng)陣列中心最近的麥克風(fēng)作為參考麥克風(fēng)，并采用參考麥克風(fēng)所采集的信號(hào)作為參考樣本音頻信號(hào)。

舉例來說，圖4b是本發(fā)明的三維麥克風(fēng)陣列排布及聲源位置實(shí)施例的示意圖。如圖4b所示，該麥克風(fēng)陣列包含m個(gè)麥克風(fēng)，選取位于麥克風(fēng)陣列中心的麥克風(fēng)作為參考麥克風(fēng)，將樣本聲源對(duì)準(zhǔn)麥克風(fēng)陣列中心，該聲源位置坐標(biāo)為(x,y,z)。在此基礎(chǔ)上，設(shè)m路麥克風(fēng)陣列采集的樣本聲源的樣本音頻信號(hào)為sk(n)，k＝1,2,…m，設(shè)其中由參考麥克風(fēng)采集的樣本聲源的參考樣本音頻信號(hào)為sr(n)，設(shè)第k路麥克風(fēng)坐標(biāo)位置為(xk,yk,zk)。

a2：計(jì)算多路麥克風(fēng)采集的樣本音頻信號(hào)與參考樣本音頻信號(hào)之間的幅度比值和時(shí)延值兩種校正參數(shù)。

在一可選的實(shí)施例中，步驟a2可以包括以下步驟a21-a29：

a21：計(jì)算參考樣本音頻信號(hào)sr(n)的均方值rrr(0)＝e{sr(n)sr(n)}；

a22：計(jì)算參考樣本音頻信號(hào)sr(n)與第k路麥克風(fēng)采集的樣本音頻信號(hào)sk(n)的互相關(guān)函數(shù)：

rrk(τ)＝e{sr(n)sk(n+τ)},τ＝…,0,1,2,3,…；(2.1)

a23：記i＝argmax{rrk(τ)}，在[i-0.5,i+0.5]區(qū)間對(duì)互相關(guān)函數(shù)rrk(τ)進(jìn)行插值，得到插值互相關(guān)函數(shù)：

rrk(η)＝rrk(i+t)＝rrk(τ)·sinc(i+t-τ)，(2.2)

其中，-0.5≤t≤0.5，式中·表示內(nèi)積運(yùn)算；

a24：將rrk(η)的最大值點(diǎn)對(duì)應(yīng)的時(shí)延值作為sk(n)相對(duì)于sr(n)的視在時(shí)延值d(k)＝argmax{rrk(η)}；

其中，視在時(shí)延值指直接從采集的音頻信號(hào)計(jì)算出來的時(shí)延值，而沒有考慮路徑時(shí)延。

a25：計(jì)算第k路麥克風(fēng)相對(duì)于參考麥克風(fēng)的傳輸路徑時(shí)延差：

l(k)＝-(xk×x+yk×y+zk×z)/(x×x+y×y+z×z)^0.5；(2.3)

a26：將d(k)減去l(k)得到sk(n)相對(duì)于sr(n)的時(shí)延值：

d(k)＝d(k)-l(k)；(2.4)

a27：計(jì)算第k路普通音頻信號(hào)sk(n)的均方值：

rkk(0)＝e{sk(n)sk(n)}；(2.5)

a28：將sk(n)的均方值除以sr(n)的均方值然后開根號(hào)得到sk(n)相對(duì)于sr(n)的幅度比值：

a(k)＝(rkk(0)/rrr(0))^0.5；(2.6)

a29：輸出m路幅度比值a(k)，k＝1,2,3,…,m和時(shí)延值d(k)，k＝1,2,3,…,m兩種校正參數(shù)。

a3：存儲(chǔ)m路幅度比值a(k)和時(shí)延值d(k)兩種校正參數(shù)。

在一可選的實(shí)施例中，將步驟s29中輸出的m路幅度比值a(k)和時(shí)延值d(k)兩種校正參數(shù)存儲(chǔ)到非易失性存儲(chǔ)器中。

在一可選的實(shí)施例中，可以根據(jù)后續(xù)讀取指令從該存儲(chǔ)器讀出該幅度比值a(k)和時(shí)延值d(k)兩種校正參數(shù)。

a4：根據(jù)讀取的上述m路幅度比值a(k)和時(shí)延值d(k)兩種校正參數(shù)，對(duì)通過上述麥克風(fēng)陣列采集的目標(biāo)聲源的多路音頻信號(hào)進(jìn)行幅度和時(shí)延校正。

在一可選的實(shí)施例中，步驟a4可以包括：

a41：通過上述麥克風(fēng)陣列采集目標(biāo)聲源的多路音頻信號(hào)。

在一可選的實(shí)施例中，設(shè)m路麥克風(fēng)陣列采集的目標(biāo)聲源的音頻信號(hào)為sk1(n)，其中，k＝1,2,…m，設(shè)其中由參考麥克風(fēng)所采集的目標(biāo)聲源的音頻信號(hào)為參考音頻信號(hào)sr1(n)。

a42：將第k路(k＝1,2,…m)音頻信號(hào)sk1(n)與sinc(n+d(k))進(jìn)行卷積運(yùn)算，以使sk1(n)延遲-d(k)，實(shí)現(xiàn)補(bǔ)償該第k路信號(hào)的時(shí)延；

a43：將延遲后的第k路(k＝1,2,…m)音頻信號(hào)除以a(k)，以補(bǔ)償該路信號(hào)的幅度；

a5：將經(jīng)過時(shí)延和幅度補(bǔ)償后的校正信號(hào)輸出至外部系統(tǒng)。

本實(shí)施例的音頻信號(hào)校正方法，通過麥克風(fēng)陣列采集樣本聲源的多路樣本音頻信號(hào)，并計(jì)算出參考樣本音頻信號(hào)與各路音頻信號(hào)之間的幅值比值和時(shí)延值兩種校正參數(shù)，進(jìn)而在通過麥克風(fēng)陣列采集目標(biāo)聲源的多路音頻信號(hào)后，基于計(jì)算出的幅值比值和時(shí)延值兩種校正參數(shù)，對(duì)采集的多路音頻信號(hào)分別進(jìn)行幅度和時(shí)延校正，得到多路經(jīng)過時(shí)延和幅度補(bǔ)償?shù)男Ｕ盘?hào)，可以很大程度上消除各路麥克風(fēng)采集的音頻信號(hào)之間的差異，提高后續(xù)語音增強(qiáng)處理環(huán)節(jié)的性能。

圖5是本發(fā)明一種音頻信號(hào)校正裝置實(shí)施例的結(jié)構(gòu)框圖；所述裝置用于對(duì)麥克風(fēng)陣列采集的音頻信號(hào)進(jìn)行處理，所述麥克風(fēng)陣列包括一個(gè)參考麥克風(fēng)，以及一個(gè)或多個(gè)普通麥克風(fēng)；如圖5所示，該裝置包括信號(hào)獲取模塊410、參數(shù)確定模塊420以及信號(hào)校正模塊430，其中：

信號(hào)獲取模塊410，用于獲取所述麥克風(fēng)陣列采集的多路音頻信號(hào)；其中，所述多路音頻信號(hào)包括所述參考麥克風(fēng)采集的參考音頻信號(hào)，以及所述普通麥克風(fēng)采集的普通音頻信號(hào)；

參數(shù)確定模塊420，用于基于預(yù)先確定的樣本差異參數(shù)，確定所述普通音頻信號(hào)與所述參考音頻信號(hào)之間的差異參數(shù)；

信號(hào)校正模塊430，用于基于所述差異參數(shù)對(duì)所述普通音頻信號(hào)進(jìn)行校正，得到與所述參考音頻信號(hào)匹配的校正音頻信號(hào)。

由上述技術(shù)方案可知，本發(fā)明提供的音頻信號(hào)校正裝置，通過獲取麥克風(fēng)陣列采集的多路音頻信號(hào)，并基于預(yù)先確定的樣本差異參數(shù)確定普通音頻信號(hào)與參考音頻信號(hào)之間的差異參數(shù)，進(jìn)而基于差異參數(shù)對(duì)普通音頻信號(hào)進(jìn)行校正，得到與參考音頻信號(hào)匹配的校正音頻信號(hào)，可以很大程度上消除各路麥克風(fēng)采集的音頻信號(hào)之間的差異，提高后續(xù)語音增強(qiáng)處理環(huán)節(jié)的性能。

圖6是本發(fā)明另一種音頻信號(hào)校正裝置實(shí)施例的結(jié)構(gòu)框圖；其中，信號(hào)獲取模塊510、參數(shù)確定模塊520以及信號(hào)校正模塊530與圖5所示實(shí)施例中的信號(hào)獲取模塊410、參數(shù)確定模塊420以及信號(hào)校正模塊430的功能相同，在此不進(jìn)行贅述。如圖6所示，在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，該裝置還可以包括：

樣本信號(hào)獲取模塊540，用于獲取所述麥克風(fēng)陣列采集的樣本聲源的多路樣本音頻信號(hào)；其中，所述多路樣本音頻信號(hào)包括所述參考麥克風(fēng)采集的參考樣本音頻信號(hào)，以及所述普通麥克風(fēng)采集的普通樣本音頻信號(hào)；

樣本差異確定模塊550，用于分別確定所述普通樣本音頻信號(hào)中各路樣本音頻信號(hào)與所述參考樣本音頻信號(hào)的樣本差異參數(shù)。

在一可選的實(shí)施例中，樣本差異確定模塊550可以包括：

均方值計(jì)算單元551，用于計(jì)算所述參考樣本音頻信號(hào)的均方值；

相關(guān)函數(shù)確定單元552，用于根據(jù)所述參考樣本音頻信號(hào)的均方值分別確定所述參考樣本音頻信號(hào)與所述各路普通樣本音頻信號(hào)的互相關(guān)函數(shù)；

插值函數(shù)確定單元553，用于根據(jù)所述互相關(guān)函數(shù)進(jìn)行插值運(yùn)算，得到插值互相關(guān)函數(shù)；

差異參數(shù)確定單元554，用于根據(jù)所述參考樣本音頻信號(hào)的均方值、所述各路普通樣本音頻信號(hào)的均方值及所述插值互相關(guān)函數(shù)分別確定所述各路普通樣本音頻信號(hào)與所述參考樣本音頻信號(hào)的樣本差異參數(shù)。需要說明的是，對(duì)于裝置實(shí)施例而言，由于其基本對(duì)應(yīng)于方法實(shí)施例，所以相關(guān)之處參見方法實(shí)施例的部分說明即可，在此不進(jìn)行贅述。

本發(fā)明的信號(hào)處理裝置的實(shí)施例可以應(yīng)用在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備上。裝置實(shí)施例可以通過軟件實(shí)現(xiàn)，也可以通過硬件或者軟硬件結(jié)合的方式實(shí)現(xiàn)。以軟件實(shí)現(xiàn)為例，作為一個(gè)邏輯意義上的裝置，是通過其所在設(shè)備的處理器運(yùn)行存儲(chǔ)器中對(duì)應(yīng)的計(jì)算機(jī)程序指令形成的。從硬件層面而言，如圖7所示，為本發(fā)明的信號(hào)處理裝置所在設(shè)備的一種硬件結(jié)構(gòu)圖，除了圖7所示的處理器、網(wǎng)絡(luò)接口、內(nèi)存以及非易失性存儲(chǔ)器之外，實(shí)施例中裝置所在的設(shè)備通常還可以包括普通硬件，如負(fù)責(zé)處理報(bào)文的轉(zhuǎn)發(fā)芯片等等；從硬件結(jié)構(gòu)上來講該設(shè)備還可能是分布式的設(shè)備，可能包括多個(gè)接口卡，以便在硬件層面進(jìn)行報(bào)文處理的擴(kuò)展。

本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，所述存儲(chǔ)介質(zhì)用于對(duì)麥克風(fēng)陣列采集的音頻信號(hào)進(jìn)行處理，所述麥克風(fēng)陣列包括一個(gè)參考麥克風(fēng)，以及一個(gè)或多個(gè)普通麥克風(fēng)；所述存儲(chǔ)介質(zhì)上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，其特征在于，該程序被處理器處理時(shí)實(shí)現(xiàn)：

獲取所述麥克風(fēng)陣列采集的多路音頻信號(hào)；其中，所述多路音頻信號(hào)包括所述參考麥克風(fēng)采集的參考音頻信號(hào)，以及所述普通麥克風(fēng)采集的普通音頻信號(hào)；

基于預(yù)先確定的樣本差異參數(shù)，確定所述普通音頻信號(hào)與所述參考音頻信號(hào)之間的差異參數(shù)；

基于所述差異參數(shù)對(duì)所述普通音頻信號(hào)進(jìn)行校正，得到與所述參考音頻信號(hào)匹配的校正音頻信號(hào)。

本說明書中的各個(gè)實(shí)施例均采用遞進(jìn)的方式描述，每個(gè)實(shí)施例重點(diǎn)說明的都是與普通實(shí)施例的不同之處，各個(gè)實(shí)施例之間相同相似的部分互相參見即可。對(duì)于裝置實(shí)施例而言，由于其與方法實(shí)施例基本相似，所以描述的比較簡(jiǎn)單，相關(guān)之處參見方法實(shí)施例的部分說明即可。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明保護(hù)的范圍之內(nèi)。