数据处理方法及其系统、计算机系统和计算机可读介质技术方案

本公开提供了一种用于麦克风阵列的数据处理方法，其中，麦克风阵列中的各麦克风设置在同一个平面上，方法包括：获取麦克风阵列中至少一个麦克风的位置向量，其中，至少一个麦克风的位置向量为从与麦克风阵列中各麦克风的空间布局相匹配的半球模型的球心位置到对应的麦克风位置的向量；获取波面向量，其中，波面向量为从声源位置到半球模型的球心位置的向量；以及基于至少一个麦克风的位置向量以及波面向量，确定至少一个麦克风的麦克风位置相对于半球模型的球心位置的时延。此外，本公开还提供了一种用于麦克风阵列的数据处理系统、一种计算机系统和一种计算机可读介质。

Data Processing Methods and Systems, Computer Systems and Computer Readable Media

【技术实现步骤摘要】
数据处理方法及其系统、计算机系统和计算机可读介质
本公开涉及数据处理领域，更具体地，涉及一种用于麦克风阵列的数据处理方法及其系统、计算机系统和计算机可读介质。
技术介绍
对于麦克风阵列中的任意两个麦克风来说，是将两个麦克风的信号耦合为一个信号，即在两个麦克风的正前方形成一个接收区域，进而削减两个麦克风侧向的收音效果。可以建立与麦克风阵列中麦克风的空间布局相匹配的模型，通过计算被测声源到达模型中对应的不同麦克风之间的时间差，即时延估计，来建立时延表，以实现对声源的定位。例如，对于manyears开源工程采用的分别位于正方体八个顶点的麦克风组成的麦克风阵列来说，可以以其中心点为球心，建立由5120个三角形和2562个点组成的全球模型，利用近场假设计算时延。在实现本公开构思的过程中，专利技术人发现相关技术中至少存在如下问题：时延估计与麦克风阵列中麦克风的空间布局密切相关，不同布局的麦克风阵列计算时延的方法也大不相同，上述适用于manyears开源工程的麦克风阵列时延估计方法由于需要建立全球模型，因此并不适用于平面麦克风阵列，因为建立全球模型会增大平面麦克风阵列的时延估计方法的工作量，且估计的精度不高。针对相关技术中的上述问题，目前还未提出有效的解决方案。
技术实现思路
有鉴于此，本公开提供了一种用于麦克风阵列的数据处理方法及其系统、计算机系统和计算机可读介质。本公开的一个方面提供了一种用于麦克风阵列的数据处理方法，其中，上述麦克风阵列中的各麦克风设置在同一个平面上，上述方法包括：获取上述麦克风阵列中至少一个麦克风的位置向量，其中，上述至少一个麦克风的位置向量为从与麦克风阵列中各麦克风的空间布局相匹配的半球模型的球心位置到对应的麦克风位置的向量；获取波面向量，其中，上述波面向量为从声源位置到上述半球模型的球心位置的向量；以及基于上述至少一个麦克风的位置向量以及上述波面向量，确定上述至少一个麦克风的麦克风位置相对于上述半球模型的球心位置的时延。根据本公开的实施例，上述至少一个麦克风包括第一麦克风和第二麦克风，上述方法还包括：确定上述第一麦克风的第一位置向量以及上述第二麦克风的第二位置向量；以及基于上述第一位置向量、上述第二位置向量和上述波面向量，确定上述第一麦克风和上述第二麦克风之间的时延。根据本公开的实施例，基于上述第一位置向量、上述第二位置向量和上述波面向量，确定上述第一麦克风和上述第二麦克风之间的时延包括：确定上述第一位置向量投影在上述波面向量上所形成的第一投影向量，以及上述第二位置向量投影在上述波面向量上所形成的第二投影向量；基于上述第一投影向量的模值，确定上述第一麦克风的麦克风位置相对于上述半球模型的球心位置的第一时延，以及基于上述第二投影向量的模值，确定上述第二麦克风的麦克风位置相对于上述半球模型的球心位置的第二时延；以及计算上述第一时延与上述第二时延的差值，得到上述第一麦克风的麦克风位置和上述第二麦克风的麦克风位置之间的时延。根据本公开的实施例，基于上述第一投影向量的模值，确定上述第一麦克风的麦克风位置相对于上述半球模型的球心位置的第一时延包括：确定上述声源所发出的声波的传播速度；以及基于上述第一投影向量的模值和上述传播速度进行计算，得到上述第一麦克风的麦克风位置相对于上述半球模型的球心位置的第一时延。根据本公开的实施例，上述方法还包括：计算上述第一位置向量和上述波面向量的点积；以及基于点积计算结果，确定上述第一位置向量投影在上述波面向量上所形成的第一投影向量的模值。根据本公开的实施例，基于点积计算结果，确定上述第一位置向量投影在上述波面向量上所形成的第一投影向量的模值包括：在上述波面向量为单位向量的情况下，将上述第一位置向量和上述波面向量的点积计算结果直接作为上述第一位置向量投影在上述波面向量上所形成的第一投影向量的模值。本公开的另一个方面提供了一种用于麦克风阵列的数据处理系统，其中，上述麦克风阵列中的各麦克风设置在同一个平面上，上述系统包括：第一获取模块，用于获取上述麦克风阵列中至少一个麦克风的位置向量，其中，上述至少一个麦克风的位置向量为从与麦克风阵列中各麦克风的空间布局相匹配的半球模型的球心位置到对应的麦克风位置的向量；第二获取模块，用于获取波面向量，其中，上述波面向量为从声源位置到上述半球模型的球心位置的向量；以及第一确定模块，用于基于上述至少一个麦克风的位置向量以及上述波面向量，确定上述至少一个麦克风的麦克风位置相对于上述半球模型的球心位置的时延。根据本公开的实施例，上述系统还包括：第二确定模块，用于确定上述第一麦克风的第一位置向量以及上述第二麦克风的第二位置向量；以及第三确定模块，用于基于上述第一位置向量、上述第二位置向量和上述波面向量，确定上述第一麦克风和上述第二麦克风之间的时延。根据本公开的实施例，第三确定模块包括：第一确定单元，用于确定上述第一位置向量投影在上述波面向量上所形成的第一投影向量，以及上述第二位置向量投影在上述波面向量上所形成的第二投影向量；第二确定单元，用于基于上述第一投影向量的模值，确定上述第一麦克风的麦克风位置相对于上述半球模型的球心位置的第一时延，以及基于上述第二投影向量的模值，确定上述第二麦克风的麦克风位置相对于上述半球模型的球心位置的第二时延；以及第一计算单元，用于计算上述第一时延与上述第二时延的差值，得到上述第一麦克风的麦克风位置和上述第二麦克风的麦克风位置之间的时延。根据本公开的实施例，第二确定单元包括：确定子单元，用于确定上述声源所发出的声波的传播速度；以及处理子单元，用于基于上述第一投影向量的模值和上述传播速度进行计算，得到上述第一麦克风的麦克风位置相对于上述半球模型的球心位置的第一时延。根据本公开的实施例，上述系统还包括：第二计算单元，用于计算上述第一位置向量和上述波面向量的点积；以及第三确定单元，用于基于点积计算结果，确定上述第一位置向量投影在上述波面向量上所形成的第一投影向量的模值。根据本公开的实施例，第三确定单元还用于：在上述波面向量为单位向量的情况下，将上述第一位置向量和上述波面向量的点积计算结果直接作为上述第一位置向量投影在上述波面向量上所形成的第一投影向量的模值。本公开的另一方面提供了一种计算机系统，包括：一个或多个处理器；存储装置，用于存储一个或多个程序，其中，当一个或多个程序被一个或多个处理器执行时，使得一个或多个处理器实现上述任一项的用于麦克风阵列的数据处理方法。本公开的另一方面提供了一种计算机可读介质，其上存储有可执行指令，该指令被处理器执行时使处理器实现上述任一项的用于麦克风阵列的数据处理方法。根据本公开的实施例，通过建立与平面麦克风阵列中各麦克风的空间布局相匹配的半球模型，并提供了一种适用于二维平面麦克风阵列的时延估计方法，可以至少部分地减轻甚至避免建立并不适用于平面麦克风阵列的全球模型而导致的时延估计的计算工作量大且估计结果精度不高的技术问题，并因此可以实现减少平面麦克风阵列时延估计的计算量，提高计算精度，进而达到改善利用时延计算结果将某一个方向传来的声音增强或抑制的技术效果。附图说明通过以下参照附图对本公开实施例的描述，本公开的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：图1示意性示出了根据本公开实施例的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于麦克风阵列的数据处理方法，其中，所述麦克风阵列中的各麦克风设置在同一个平面上，所述方法包括：获取所述麦克风阵列中至少一个麦克风的位置向量，其中，所述至少一个麦克风的位置向量为从与麦克风阵列中各麦克风的空间布局相匹配的半球模型的球心位置到对应的麦克风位置的向量；获取波面向量，其中，所述波面向量为从声源位置到所述半球模型的球心位置的向量；以及基于所述至少一个麦克风的位置向量以及所述波面向量，确定所述至少一个麦克风的麦克风位置相对于所述半球模型的球心位置的时延。

【技术特征摘要】
1.一种用于麦克风阵列的数据处理方法，其中，所述麦克风阵列中的各麦克风设置在同一个平面上，所述方法包括：获取所述麦克风阵列中至少一个麦克风的位置向量，其中，所述至少一个麦克风的位置向量为从与麦克风阵列中各麦克风的空间布局相匹配的半球模型的球心位置到对应的麦克风位置的向量；获取波面向量，其中，所述波面向量为从声源位置到所述半球模型的球心位置的向量；以及基于所述至少一个麦克风的位置向量以及所述波面向量，确定所述至少一个麦克风的麦克风位置相对于所述半球模型的球心位置的时延。2.根据权利要求1的方法，其中，所述至少一个麦克风包括第一麦克风和第二麦克风，所述方法还包括：确定所述第一麦克风的第一位置向量以及所述第二麦克风的第二位置向量；以及基于所述第一位置向量、所述第二位置向量和所述波面向量，确定所述第一麦克风和所述第二麦克风之间的时延。3.根据权利要求2的方法，其中，基于所述第一位置向量、所述第二位置向量和所述波面向量，确定所述第一麦克风和所述第二麦克风之间的时延包括：确定所述第一位置向量投影在所述波面向量上所形成的第一投影向量，以及所述第二位置向量投影在所述波面向量上所形成的第二投影向量；基于所述第一投影向量的模值，确定所述第一麦克风的麦克风位置相对于所述半球模型的球心位置的第一时延，以及基于所述第二投影向量的模值，确定所述第二麦克风的麦克风位置相对于所述半球模型的球心位置的第二时延；以及计算所述第一时延与所述第二时延的差值，得到所述第一麦克风的麦克风位置和所述第二麦克风的麦克风位置之间的时延。4.根据权利要求3的方法，其中，基于所述第一投影向量的模值，确定所述第一麦克风的麦克风位置相对于所述半球模型的球心位置的第一时延包括：确定所述声源所发出的声波的传播速度；以及基于所述第一投影向量的模值和所述传播速度进行计算，得到所述第一麦克风的麦克风位置相对于所述半球模型的球心位置的第一时延。5.根据权利要求3的方法，其中，所述方法还包括：计算所述第一位置向量和所述波面向量的点积；以及基于点积计算结果，确定所述第一位置向量投影在所述波面向量上所形成的第一投影向量的模值。6.根据权利要求5的方法，其中，基于点积计算结果，确定所述第一位置向量投影在所述波面向量上所形成的第一投影向量的模值包括：在所述波面向量为单位向量的情况下，将所述第一位置向量和所述波面向量的点积计算结果直接作为所述第一位置向量投影在所述波面向量上所形成的第一投影向量的模值。7.一种用于麦克风阵列的数据处理系统，其中，所述麦克风阵列中的各麦克风设置在同一个平面上，所述系统包括：第一获取模块，用于获取所述麦克风...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨楠，陈宇，
申请(专利权)人：北京京东尚科信息技术有限公司，北京京东世纪贸易有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11