定向增强的本地扩音方法、系统、设备及存储介质技术方案

本申请涉及一种定向增强的本地扩音方法、系统、设备及存储介质，属于信号处理技术领域，其包括获取N+1路麦克信号，N大于等于4；对所述N+1路麦克信号进行时延估计，获得N+1路的时延信号并确定目标声源的位置；基于所述时延信号，获取定向增强滤波器；将所述定向增强滤波器应用在所述时延信号上，获得增强信号。本申请具有以下效果：定向拾取和增强主讲人的声音，并且在增强信号上叠加扰动信号，破坏了拾音和放音的相关性，进一步从根源上抑制了啸叫问题，提升了系统的抗啸叫和干扰能力，改善了信号的音质。信号的音质。信号的音质。

【技术实现步骤摘要】
定向增强的本地扩音方法、系统、设备及存储介质


[0001]本申请涉及信号处理
，尤其是涉及一种定向增强的本地扩音方法、系统、设备及存储介质。

技术介绍

[0002]本地扩音是一种常见的声学应用场景，比如教室，大型会议室等。通过分布式的音箱，可以将主讲人的声音进行扩展，使会场中的每个人都可以清楚听到主讲人的说话。
[0003]现有的本地扩音系统存在的问题主要包括：声音易啸叫。由于是本地扩音系统，系统中的麦克风会采集主讲人和听讲者的声音，并进行放大和播放出来。同时，该声音也会再次被麦克风拾取，从而形成闭环回路。当信号增益达到一定程度后，设备就会形成啸叫，损坏设备；扩音音质差。为了抑制啸叫，不同的厂家会采用不同的啸叫处理策略。比如，增益衰减法和陷波器法等。这些方法虽然可以起到抑制啸叫的作用，但是也会破坏部分声音成分，从而引起声音失真，影响音质；干扰音抑制能力弱。对于开放式的麦克风来说，不光会拾取主讲人的声音，还会拾取听讲者声音。

技术实现思路

[0004]为了解决本地扩音系统存在声音失真，影响音质等问题，本申请提供一种定向增强的本地扩音方法、系统、设备及存储介质。
[0005]一种定向增强的本地扩音方法，包括获取N+1路麦克信号，N大于等于4；对所述N+1路麦克信号进行时延估计，获得N+1路的时延信号并确定目标声源的位置；基于所述时延信号，获取定向增强滤波器；将所述定向增强滤波器应用在所述时延信号上，获得增强信号。
[0006]通过采用上述技术方案，根据互相关算法对麦克信号进行时延估计，依据获得的时延时间和声音信号的相关性能够判断得出目标声源的位置，并进行声音信号的对齐，接着对时延信号计算定向增强滤波器，并将定向增强滤波器应用在时延信号上，对目标声音进行增强，噪音进行削弱，从而实现了只对主讲人声音的定向拾取和增强，提升了系统的抗啸叫和干扰能力，改善了信号音质差的问题。
[0007]优选的，在所述获得增强信号之后，还包括：在所述增强信号上叠加扰动信号，获得放音信号。
[0008]通过采用上述技术方案，在增强信号上叠加扰动信号，扰动信号破坏拾音和放音信号的相关性，从而进一步从根源上抑制了啸叫的发生，改善了信号音质。
[0009]优选的，所述基于所述时延信号，获取定向增强滤波器，包括：
获取所述时延信号间的互相关功率谱密度，对所述互相关功率谱密度求平均获得互相关平均值信号，获取所述互相关平均值信号的实部；获取所述时延信号的自相关功率谱密度，对所述自相关功率谱密度求平均获得自相关平均值信号；将所述互相关平均值信号的实部与所述自相关平均值信号按频点的比值作为定向增强滤波器。
[0010]通过采用上述技术方案，根据互相关平均值信号的实部与自相关平均值信号的比值得到定向增强滤波器，定向增强滤波器用于定向增强主讲人的声音。
[0011]优选的，所述叠加扰动信号，包括：对所述增强信号的短时傅里叶频谱进行滤波，获得扰动信号。
[0012]通过采用上述技术方案，对增强信号的短时傅里叶频谱进行滤波，能够获得扰动信号，扰动信号对放大的声音和噪音进行滤波，破坏拾音和放音的相关性，从而提升系统的抗啸叫能力。
[0013]优选的，所述对所述增强信号的短时傅里叶频谱进行滤波，包括：将所述增强信号的短时傅里叶频谱乘以复指数的相位校正项，所述相位校正项包括时不变分量和周期性时变分量。
[0014]通过采用上述技术方案，将增强信号的短时傅里叶频谱乘以复指数的相位校正项，即能够对增强信号的短时傅里叶频谱进行滤波。
[0015]优选的，所述将所述定向增强滤波器应用在所述时延信号上，获得增强信号，包括：所述定向增强滤波器将所述时延信号上的主讲人声音进行定向增强和对干扰信号进行削弱，主讲信号增强范围为3dB
‑
6dB，干扰信号削弱范围为10dB
‑
13dB；获得主讲人声音的定向拾取和增强的信号。
[0016]通过采用上述技术方案，定向增强滤波器能够对主讲人的声音信号增强范围为3dB
‑
6dB，对干扰信号削弱范围为10dB
‑
13dB。
[0017]一种定向增强的本地扩音系统包括：信号获取模块，用于获取N+1路麦克信号，N大于等于4；时延估计模块，用于对所述N+1路麦克信号进行时延估计，获得N+1路的时延信号并确定目标声源的位置；计算模块，用于基于所述时延信号，获取定向增强滤波器；应用模块，用于将所述定向增强滤波器应用在所述时延信号上，获得增强信号。
[0018]通过采用上述技术方案，信号获取模块获取N+1路麦克信号，时延估计模块根据互相关算法对获取的N+1路麦克信号进行时延估计，进行信号的对齐并根据时延时间和信号相关性确定目标声源的位置，计算模块对时延信号进行定向增强滤波器的计算，应用模块将定向增强滤波器应用在时延信号上对主讲人的声音进行定向增强，对噪音进行削弱，从而输出为增强的主讲人的声音。
[0019]优选的，所述N+1路麦克信号对应N+1路麦克，其中，所述N+1路麦克中包括一路中心麦克和N路环绕麦克，其中：所述N路环绕麦克在平面上等间距且呈环形排列，所述中心麦克位于所述N路环绕麦克形成的环形平面的中心轴位置，所述中心麦克位于所述中心轴位
置上。
[0020]通过采用上述技术方案，使得麦克风对声音的拾取更全面，能够更好地定位声源，且放音效果更好。
[0021]一种设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述定向增强的本地扩音方法。
[0022]一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述定向增强的本地扩音方法。
[0023]综上所述，本申请包括以下至少一种有益效果：1.通过将获取的N+1路麦克信号进行时延，实现各路声音信号的对齐并获得目标声源的位置，计算各路时延信号的互相关谱，并计算定向增强滤波器，将定向增强滤波器作用在各路时延信号上，只对主讲人的声音进行放大，对听讲者的声音和放大的声音进行抑制，从而实现只对主讲人声音的定向增强，使会场中的每个人都能够听清楚主讲人的声音，改善了放音信号的音质。
[0024]2.在增强信号上叠加了扰动信号，进一步破坏了拾音信号和放音信号的相关性，从根源上抑制了啸叫的发生，改善了放音信号音质差的问题，提升了系统的抗啸叫能力和干扰能力。
附图说明
[0025]图1是本申请实施例一种定向增强的本地扩音方法、系统、设备及存储介质的定向增强流程示意图；图2是本申请实施例一种定向增强的本地扩音方法、系统、设备及存储介质的定向增强的效果图；图3是本申请实施例一种定向增强的本地扩音方法、系统、设备及存储介质的扰动信号叠加前后的对比图；图4是本申请实施例一种定向增强的本地扩音方法、系统、设备及存储介质的模块框图；图5是本申请实施例一种定向增强的本地扩音方法、系统、设本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种定向增强的本地扩音方法，其特征在于，包括以下步骤：获取N+1路麦克信号，N大于等于4；对所述N+1路麦克信号进行时延估计，获得N+1路的时延信号并确定目标声源的位置；基于所述时延信号，获取定向增强滤波器；将所述定向增强滤波器应用在所述时延信号上，获得增强信号。2.根据权利要求1所述的定向增强的本地扩音方法，其特征在于，在所述获得增强信号之后，还包括：在所述增强信号上叠加扰动信号，获得放音信号。3.根据权利要求1所述的定向增强的本地扩音方法，其特征在于，所述基于所述时延信号，获取定向增强滤波器，包括：获取所述时延信号间的互相关功率谱密度，对所述互相关功率谱密度求平均获得互相关平均值信号，获取所述互相关平均值信号的实部；获取所述时延信号的自相关功率谱密度，对所述自相关功率谱密度求平均获得自相关平均值信号；将所述互相关平均值信号的实部与所述自相关平均值信号按频点的比值作为定向增强滤波器。4.根据权利要求2所述的定向增强的本地扩音方法，其特征在于，所述叠加扰动信号，包括：对所述增强信号的短时傅里叶频谱进行滤波，获得扰动信号。5.根据权利要求4所述的定向增强的本地扩音方法，其特征在于，所述对所述增强信号的短时傅里叶频谱进行滤波，包括：将所述增强信号的短时傅里叶频谱乘以复指数的相位校正项，所述相位校正项包括时不变分量和周期性时变分量。6.根据权利要求1所述的定向增强的本地扩音方法，其特征在于，所述将所述定向增强滤波器应用在所述时延信号上，获得增强...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁帆，梁瑞宇，王青云，
申请(专利权)人：深圳市音络科技有限公司，
类型：发明
国别省市：