[發明專利]定向增強聲音的方法及系統

在審

• 申請號: 202011056043.3
• 申請日: 2020-09-29
• 公開（公告）號: CN112188368A
• 公開（公告）日: 2021-01-05
• 發明（設計）人: 李文忠;李堅;洪文生;金立平;王余生
• 申請（專利權）人: 深圳創維-RGB電子有限公司
• 主分類號: H04R9/02
• 分類號: H04R9/02;H04R9/06;H04R3/00;H04R1/10
• 代理公司: 深圳市世紀恒程知識產權代理事務所 44287
• 代理人: 胡海國

1.一種定向增強聲音的方法，應用于具有陣列麥克風和陣列揚聲器的系統，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

檢測發起控制指令的聲源；

對所述聲源進行定位；

根據所述聲源與陣列揚聲器的相對位置關系，調整所述陣列揚聲器中每個揚聲器的信號通道延時，使到達所述聲源的各揚聲器的聲波產生同相波前干涉。

2.如權利要求1所述的定向增強聲音的方法，其特征在于，所述控制指令為預設的喚醒語音指令。

3.如權利要求2所述的定向增強聲音的方法，其特征在于，所述對所述聲源進行定位，包括以下步驟：

獲取所述陣列麥克風中各麥克風相互之間的位置關系；

記錄每個麥克風接收到同一音頻信號的時間；

根據所述每個麥克風接收到同一音頻信號的延遲時間，計算所述聲源的位置。

4.如權利要求3所述的定向增強聲音的方法，其特征在于，所述陣列麥克風至少包括3個水平等距布置且相鄰的第一麥克風、第二麥克風以及第三麥克風，且各相鄰麥克風的相對距離為a；

所述根據所述每個麥克風接收到同一音頻信號的延遲時間，計算所述聲源的位置，包括以下步驟：

獲取第三個麥克風與第二個麥克風接收同一音頻信號的延遲時間t_2-1；

獲取第三個麥克風與第一個麥克風接收同一音頻信號的延遲時間t_2-0；

根據以下公式計算聲源與陣列麥克風的相對位置關系：

x₀＝v((2a²/v²+Δt_2-1²)/2Δt_2-1-Δt_2-0)

其中，所述v為音頻信號在空氣中的傳播速度，在以三個麥克風所在直線為x軸、水平面為x-y平面、垂直于x-y平面且向上為z軸、第一麥克風為坐標原點的坐標系內，x₀為所述聲源的x軸坐標。

5.如權利要求3所述的定向增強聲音的方法，其特征在于，所述根據所述聲源與陣列揚聲器的相對位置關系，調整所述陣列揚聲器中每個揚聲器的信號通道延時，包括以下步驟：

獲取陣列麥克風與陣列揚聲器的絕對位置關系，確定所述聲源與陣列揚聲器的相對位置關系；

計算每個揚聲器發送的同一音頻信號到達所述聲源位置的時間；

根據所述每個揚聲器發送的同一音頻信號到達聲源位置的延遲時間，調整所述陣列揚聲器中每個揚聲器的信號通道延時。

6.如權利要求5所述的定向增強聲音的方法，其特征在于，所述根據所述每個揚聲器發送的同一音頻信號到達聲源位置的延遲時間，調整所述陣列揚聲器中每個揚聲器的信號通道延時，包括以下步驟：

獲取每個揚聲器信號通道第一次發送的同一音頻信號到達聲源位置的延遲時間；

將所述延遲時間結合至第二次發送同一音頻信號的每個揚聲器信號通道中，調整所述陣列揚聲器中每個揚聲器的信號通道延時。

7.如權利要求1所述的定向增強聲音的方法，其特征在于，所述陣列麥克風至少包括以下三種拓撲結構中的任意一種：線形麥克風陣列、平面麥克風陣列、立體麥克風陣列。

8.一種系統，其特征在于，所述系統包括定向增強聲音控制裝置、終端，所述定向增強聲音控制裝置與所述終端連接；所述定向增強聲音控制裝置，包括：

陣列麥克風，用于接收聲源的控制指令；

麥克風音頻處理器，與所述陣列麥克風連接，用于獲取所述聲源的控制指令，對聲源進行定位；

主控制器，與所述麥克風音頻處理器連接，用于將控制指令解析為終端音頻信號，將終端音頻信號發送至所述終端。