一种波束形成方法、装置、设备和存储介质制造方法及图纸

本申请公开了一种波束形成方法、装置、设备和计算机可读存储介质，该方法包括：采集各个声道的声音信号；结合AEC检测信号，通过关联度或/和能量分布在所述声音信号中确定目标声道；以所述目标声道为导向进行波束形成。由上可知，本申请在采集到各个声道的声音信号之后，可选择与AEC检测信号关联度高或/和能量分布接近的声音信号确定为目标声道，以便将目标声道作为导向进行波束形成，即本申请能够结合AEC检测信号动态调整目标方向，从而有效调节波束形成的指向性，使阵列接收信号达到更优的指向性效果。

【技术实现步骤摘要】
一种波束形成方法、装置、设备和存储介质
本申请涉及智能音箱等产品波束形成
，更具体地说，涉及一种波束形成方法、装置、设备和一种计算机可读存储介质。
技术介绍
随着5G的问世，波束形成技术也成为了当下发展的热点之一。所谓的波束形成(beamforming)，亦称空域滤波，是阵列信号处理的一个主要方面。技术理论框图如图1所示，其本质是通过对各阵元加权进行空域滤波，阵列的输出经过加权求和后，可以在一定时间内将阵列波束“导向”到一个方向，来达到增强期望信号、抑制干扰的目的，计算公式如下：由此公式可知，针对固定阵列输入的固定信号，波束形成的输出结果完全由权重系数hi决定。而权重系数固定，只能将阵列波束导向到一个固定的方向。当信号源于这个固定方向以外的方向时，增强期望信号、抑制干扰的效果不理想。因此，如何动态地确定合适的目标方向是本领域技术人员亟待解决的问题。
技术实现思路
本申请的目的在于提供一种波束形成方法、装置、设备和一种计算机可读存储介质，能够有效调节波束形成的指向性。为实现上述目的，本申请提供了一种波束形成方法，包括：采集各个声道的声音信号；结合AEC检测信号，通过关联度或/和能量分布在所述声音信号中确定目标声道；以所述目标声道为导向进行波束形成。可选的，所述结合AEC检测信号，通过关联度或/和能量分布在所述声音信号中确定目标声道，包括：确定所述声音信号与所述AEC检测信号的相关系数，并基于所述相关系数在所述声音信号中确定候选声道；利用所述AEC检测信号确定目标频域范围，根据所述目标频域范围从所述候选声道中选择所述目标声道。可选的，所述结合AEC检测信号，通过关联度或/和能量分布在所述声音信号中确定目标声道，包括：利用所述AEC检测信号确定目标频域范围，根据所述目标频域范围在所述声音信号中确定候选声道；确定所述声音信号与所述AEC检测信号的相关系数，并基于所述相关系数从所述候选声道中选择所述目标声道。可选的，所述确定所述声音信号与所述AEC检测信号的相关系数，包括：基于第一公式计算所述声音信号与所述AEC检测信号的相关系数，所述第一公式为：其中，x和y分别为所述声音信号与所述AEC检测信号在当前时间节点的时域值，COV(x,y)为x和y的协方差，Var表示方差，ρxy为相关系数；当确定所述候选声道时，将所述相关系数大于第一阈值的声道确定为所述候选声道；当确定所述目标声道时，将所述相关系数最大的候选声道确定为所述目标声道。可选的，在所述确定所述声音信号与所述AEC检测信号的相关系数之后，还包括：判断各个所述声音信号对应的所述相关系数中是否存在大于第二阈值的系数；如果是，则允许执行将所述相关系数最大的候选声道确定为所述目标声道的步骤；如果否，则结束当前工作进程，禁止执行将所述相关系数最大的候选声道确定为所述目标声道的步骤。可选的，所述利用所述AEC检测信号确定目标频域范围，包括：对所述AEC检测信号进行频域划分，并计算各个频段的第一能量占比；将所述第一能量占比大于第三阈值的频段确定为所述目标频域范围，并计算各个声道在所述目标频域范围的第二能量占比；当确定所述候选声道时，将所述第二能量占比大于第四阈值的声道确定为所述候选声道；当确定所述目标声道时，将所述第二能量占比中最大能量占比对应的候选声道作为所述目标声道。可选的，在所述计算各个所述候选声道在所述目标频域范围的第二能量占比之后，还包括：判断各个所述候选声道对应的第二能量占比中是否存在大于第五阈值的能量占比；如果是，则允许执行将所述第二能量占比中最大能量占比对应的候选声道作为所述目标声道的步骤；如果否，则结束当前工作进程，禁止执行将所述第二能量占比中最大能量占比对应的候选声道作为所述目标声道的步骤。可选的，所述以所述目标声道为导向进行波束形成，包括：根据各个声道与所述目标声道的声程差计算各个声道对应的补偿参数；根据各声道对应的补偿参数通过反比例运算调整权重系数，以使波束形成指向目标声道，形成目标波束。为实现上述目的，本申请提供了一种波束形成装置，包括：信号采集模块，用于采集各个声道的声音信号；声道确定模块，用于结合AEC检测信号，通过关联度或/和能量分布在所述声音信号中确定目标声道；波束形成模块，用于以所述目标声道为导向进行波束形成。为实现上述目的，本申请提供了一种波束形成设备，包括：存储器，用于存储计算机程序；处理器，用于执行所述计算机程序时实现前述公开的任一种波束形成方法的步骤。为实现上述目的，本申请提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现前述公开的任一种波束形成方法的步骤。通过以上方案可知，本申请提供的一种波束形成方法，包括：采集各个声道的声音信号；结合AEC检测信号，通过关联度或/和能量分布在所述声音信号中确定目标声道；以所述目标声道为导向进行波束形成。由上可知，本申请在采集到各个声道的声音信号之后，可以选择与AEC检测信号关联度高或/和能量分布接近的声音信号确定为目标声道，以便将目标声道作为导向进行波束形成，即本申请能够结合AEC检测信号动态调整目标方向，从而有效调节波束形成的指向性，使阵列接收信号达到更优的指向性效果。本申请还公开了一种波束形成装置、设备和一种计算机可读存储介质，同样能实现上述技术效果。应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本申请。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为传统技术中波束形成的技术理论框图；图2为本申请实施例公开的一种波束形成方法的流程图；图3为一种具体的AEC回声消除技术的理论框图；图4、图5为本申请实施例公开的另一种波束形成方法的流程图；图6为本申请实施例公开的又一种波束形成方法的流程图；图7为本申请实施例公开的一种波束形成装置的结构图；图8为本申请实施例公开的一种波束形成设备的结构图；图9为本申请实施例公开的另一种波束形成设备的结构图。具体实施方式下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。在相关技术中，波束形成的本质是通过对各阵元加权进行空域滤波，阵列的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种波束形成方法，其特征在于，包括：/n采集各个声道的声音信号；/n结合AEC检测信号，通过关联度或/和能量分布在所述声音信号中确定目标声道；/n以所述目标声道为导向进行波束形成。/n

【技术特征摘要】
1.一种波束形成方法，其特征在于，包括：
采集各个声道的声音信号；
结合AEC检测信号，通过关联度或/和能量分布在所述声音信号中确定目标声道；
以所述目标声道为导向进行波束形成。


2.根据权利要求1所述的波束形成方法，其特征在于，所述结合AEC检测信号，通过关联度或/和能量分布在所述声音信号中确定目标声道，包括：
确定所述声音信号与所述AEC检测信号的相关系数，并基于所述相关系数在所述声音信号中确定候选声道；
利用所述AEC检测信号确定目标频域范围，根据所述目标频域范围从所述候选声道中选择所述目标声道。


3.根据权利要求1所述的波束形成方法，其特征在于，所述结合AEC检测信号，通过关联度或/和能量分布在所述声音信号中确定目标声道，包括：
利用所述AEC检测信号确定目标频域范围，根据所述目标频域范围在所述声音信号中确定候选声道；
确定所述声音信号与所述AEC检测信号的相关系数，并基于所述相关系数从所述候选声道中选择所述目标声道。


4.根据权利要求2或3所述的波束形成方法，其特征在于，所述确定所述声音信号与所述AEC检测信号的相关系数，包括：
基于第一公式计算所述声音信号与所述AEC检测信号的相关系数，所述第一公式为：
其中，x和y分别为所述声音信号与所述AEC检测信号在当前时间节点的时域值，COV(x,y)为x和y的协方差，Var表示方差，ρxy为相关系数；
当确定所述候选声道时，将所述相关系数大于第一阈值的声道确定为所述候选声道；
当确定所述目标声道时，将所述相关系数最大的候选声道确定为所述目标声道。


5.根据权利要求4所述的波束形成方法，其特征在于，在所述确定所述声音信号与所述AEC检测信号的相关系数之后，还包括：
判断各个所述声音信号对应的所述相关系数中是否存在大于第二阈值的系数；
如果是，则允许执行将所述相关系数最大的候选声道确定为所述目标声道的步骤；
如果否，则结束当前工作进程，禁止执行将所述相关系数最大的候选声道确定为所述目标声道的步骤。

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【专利技术属性】
技术研发人员：何俊杰，
申请(专利权)人：歌尔科技有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37