本申请提供了一种声场构建方法和装置以及主动降噪方法，该声场构建方法包括：基于多个观测点实时采集的多个声压值，确定多个声压值中每个声压值对应的复声压；基于每个声压值对应的复声压，通过奇异值矩阵，获得多个观测点对应的基系数复向量，其中奇异值矩阵是通过奇异值分解多个观测点对应的声场基矩阵获得的；根据基系数复向量，以实现三维声场的实时构建。本申请的技术方案能够实时、精确地还原整个三维声场的全域声音分布。整个三维声场的全域声音分布。整个三维声场的全域声音分布。
【技术实现步骤摘要】
声场构建方法和装置以及主动降噪方法
[0001]本申请涉及声学
，具体涉及一种声场构建方法和装置以及主动降噪方法。
技术介绍
[0002]目前，主动降噪技术通常被应用在具有降噪需求的众多场景中。主动降噪技术的基本原理是通过播放与噪声信号幅值相等、相位相反的降噪信号，实现三维声场的噪声水平最小化。可见，在主动降噪技术中，首先需要还原整个三维声场的声音信息，以获取噪声信号的具体信息。
[0003]然而，噪声信息在三维声场中的分布情况较为复杂，因此在还原整个三维声场的全域声音分布时，通常会增加布置(采集)麦克风的成本，即在整个三维声场中增设多个麦克风，以采集三维声场中的声音信号，实现三维声场的构建。此外，虽然可以通过傅里叶变换对三维声场中的噪声信息进行估计，但傅里叶变换是通过提高窗长，获得高质量的频谱估计结果，因此其产生的时延较大，不满足主动降噪技术实时性的要求。
技术实现思路
[0004]有鉴于此，本申请实施例提供了一种声场构建方法和装置以及主动降噪方法，能够通过设置尽可能少的麦克风，实时、精确地还原整个三维声场的全域声音分布。
[0005]第一方面，本申请的实施例提供了一种声场构建方法，包括：基于多个观测点实时采集的多个声压值，确定多个声压值中每个声压值对应的复声压；基于每个声压值对应的复声压，通过奇异值矩阵，获得多个观测点对应的基系数复向量，其中奇异值矩阵是通过奇异值分解多个观测点对应的声场基矩阵获得的；根据基系数复向量，以实现三维声场的实时构建。
[0006]在本申请某些实施例中，奇异值矩阵是通过奇异值分解多个观测点对应的声场基矩阵获得的包括：预先将多个观测点对应的声场基矩阵，分解为第一左奇异矩阵、奇异值矩阵和右奇异矩阵，其中第一左奇异矩阵的共轭转置矩阵为第二左奇异矩阵，基于每个声压值对应的复声压，通过奇异值矩阵，获得多个观测点对应的基系数复向量包括：基于每个观测点的复声压、初始基系数复向量和奇异值矩阵，确定多个观测点对应的第一误差向量；基于多个观测点的第一误差向量、初始基系数复向量、奇异值矩阵和右奇异矩阵，获得多个观测点对应的更新后的基系数复向量；基于更新后的基系数复向量、第二左奇异矩阵、奇异值矩阵以及右奇异矩阵，获得更新后的第一误差向量；当更新后的第一误差向量满足第一预设条件时，确定多个观测点对应的基系数复向量。
[0007]在本申请某些实施例中，基于多个观测点的第一误差向量、初始基系数复向量、奇异值矩阵和右奇异矩阵，获得多个观测点对应的更新后的基系数复向量包括：基于奇异值矩阵确定对角矩阵，其中对角矩阵包括多个第一步长；基于对角矩阵和奇异值矩阵，不断更新更新后的基系数复向量。
[0008]在本申请某些实施例中，基于奇异值矩阵确定对角矩阵包括：当奇异值矩阵中的奇异值为数值较大的奇异值时，则配置数值较小的第一步长；当奇异值矩阵中的奇异值为数值较小的奇异值时，则配置数值较大的第一步长，其中，数值较大的奇异值和配置数值较小的第一步长相乘获得的第二步长，与数值较小的奇异值和配置数值较大的第一步长相乘获得的第三步长为同一数量级。
[0009]在本申请某些实施例中，基于多个观测点实时采集的多个声压值，确定多个声压值中每个声压值对应的复声压包括：基于多个观测点中的每个观测点的声压值及初始复声压，获得多个观测点对应的第二误差向量；基于第二误差向量，获得更新后的复声压以及更新后的第二误差向量；当更新后的第二误差向量满足第二预设条件时，确定多个声压值中的每个声压值为更新后的复声压，当更新后的第二误差向量不满足第二预设条件时，执行基于第二误差向量，获得更新后的复声压以及更新后的第二误差向量的步骤。
[0010]在本申请某些实施例中，基于第二误差向量，获得更新后的复声压以及更新后的第二误差向量包括：基于第二误差向量不断更新复声压的实部和复声压的虚部，获得更新后的复声压以及更新后的第二误差向量。
[0011]在本申请某些实施例中，在基于多个观测点实时采集的多个声压值，确定多个声压值中每个声压值对应的复声压之前，还包括：基于多个观测点中的每个观测点位置处设置的麦克风，实时采集声场中的多个观测点的多个声压值。
[0012]第二方面，本申请的实施例提供了一种主动降噪方法，包括：基于第一方面所述的声场构建方法，获得基系数复向量；将基系数复向量作为反馈量，用于调节主动降噪滤波器的降噪参数。
[0013]第三方面，本申请的实施例提供了一种声场构建装置，包括：确定模块，用于基于多个观测点实时采集的多个声压值，确定多个声压值中每个声压值对应的复声压；获得模块，用于基于每个声压值对应的复声压，通过奇异值矩阵，获得多个观测点对应的基系数复向量，其中奇异值矩阵是通过奇异值分解多个观测点对应的声场基矩阵获得的；构建模块，用于根据基系数复向量，以实现三维声场的实时构建。
[0014]第四方面，本申请的实施例提供了一种电子设备，包括：处理器；用于存储处理器可执行指令的存储器，其中，处理器用于执行上述第一方面所述的声场构建方法。
[0015]本申请实施例提供了一种声场构建方法和装置以及主动降噪方法，通过使用较少的麦克风实时采集多个观测点的声压值，能够在精准还原整个三维声场的基础上，减少麦克风的布置成本。同时，还可以通过利用奇异值分解的方法，获得多个观测点对应的基系数复向量，进而精准地实现三维声场的构建。并且本申请的技术方案无需对麦克风采集的声信号进行傅里叶变换，能够实时地追踪相应频率声信号的幅值波动，确保了声场构建的实时性。
附图说明
[0016]图1是本申请一示例性实施例提供的声场构建方法的流程示意图。
[0017]图2是本申请另一示例性实施例提供的声场构建方法的流程示意图。
[0018]图3是本申请又一示例性实施例提供的声场构建方法的流程示意图。
[0019]图4是本申请再一示例性实施例提供的声场构建方法的流程示意图。
[0020]图5是本申请再一示例性实施例提供的声场构建方法的流程示意图。
[0021]图6是本申请一示例性实施例提供的主动降噪方法的流程示意图。
[0022]图7是本申请一示例性实施例提供的声场构建装置的结构示意图。
[0023]图8是本申请一示例性实施例提供的用于声场构建的电子设备的框图。
具体实施方式
[0024]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。
[0025]三维声场的构建过程可以理解为：根据麦克风实测的声压值，估计其各时刻对应的复声压；根据估计出的复声压，实时确定基系数复向量；将确定的基系数复向量取代麦克风实时采集的信号，以表征整个三维声场中声信号的信息。其中，复声压包括实部和虚部，该实部和虚部共同决定了每个观测点上声信号的幅值与相位信息。<本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种声场构建方法，其特征在于，包括：基于多个观测点实时采集的多个声压值，确定所述多个声压值中每个声压值对应的复声压；基于所述每个声压值对应的所述复声压，通过奇异值矩阵，获得所述多个观测点对应的基系数复向量，其中所述奇异值矩阵是通过奇异值分解所述多个观测点对应的声场基矩阵获得的；根据所述基系数复向量，以实现三维声场的实时构建。2.根据权利要求1所述的声场构建方法，其特征在于，所述奇异值矩阵是通过奇异值分解所述多个观测点对应的声场基矩阵获得的包括：预先将所述多个观测点对应的所述声场基矩阵，分解为第一左奇异矩阵、所述奇异值矩阵和右奇异矩阵，其中所述第一左奇异矩阵的共轭转置矩阵为第二左奇异矩阵，所述基于所述每个声压值对应的所述复声压，通过奇异值矩阵，获得所述多个观测点对应的基系数复向量包括：基于所述每个观测点的所述复声压、初始基系数复向量和所述奇异值矩阵，确定所述多个观测点对应的第一误差向量；基于所述多个观测点的所述第一误差向量、所述初始基系数复向量、所述奇异值矩阵和所述右奇异矩阵，获得所述多个观测点对应的更新后的基系数复向量；基于所述更新后的基系数复向量、所述第二左奇异矩阵、所述奇异值矩阵以及所述右奇异矩阵，获得更新后的第一误差向量；当所述更新后的第一误差向量满足第一预设条件时，确定所述多个观测点对应的所述基系数复向量。3.根据权利要求2所述的声场构建方法，其特征在于，所述基于所述多个观测点的所述第一误差向量、所述初始基系数复向量、所述奇异值矩阵和所述右奇异矩阵，获得所述多个观测点对应的更新后的基系数复向量包括：基于所述奇异值矩阵确定对角矩阵，其中所述对角矩阵包括多个第一步长；基于所述对角矩阵和所述奇异值矩阵，不断更新所述更新后的基系数复向量。4.根据权利要求3所述的声场构建方法，其特征在于，所述基于所述奇异值矩阵确定对角矩阵包括：当所述奇异值矩阵中的奇异值为数值较大的奇异值时，则配置数值较小的第一步长；当所述奇异值矩阵中的所述奇异值为数值较小的奇异值时，则配置数值较大的第一步长，其中，所述数值较大的奇异值和所述配置数值较小的第一步长相乘获得的第二步长，与所述数值较小的奇异值和所述配置数值...
【专利技术属性】
技术研发人员：丁丹，刘益帆，徐银海，
申请(专利权)人：安声重庆电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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