[发明专利]使用麦克风的非均匀布局来增强音频质量的设备和方法

权利要求书

1.一种用于增强音频质量的设备，所述设备包括：

至少三个麦克风，以非均匀布局被布置；

频率变换单元，被配置为将从所述至少三个麦克风输入的声学信号变换为频域的声学信号；

频带划分与合并单元，被配置为基于所述至少三个麦克风之间的间隔将变换的声学信号的频率划分为频带，以及基于划分的频带将频域中的声学信号合并为两个声道的信号；以及

双声道波束成形单元，被配置为通过对所述两个声道的信号执行波束成形来降低包括来自目标声音的方向以外的方向的输入的信号的噪声，并输出噪声降低的信号。

2.如权利要求1所述的设备，其中，所述至少三个麦克风根据最小冗余线性阵列布局被布置，其中，所述最小冗余线性阵列布局使针对所述至少三个麦克风之间的间隔的冗余分量最小化。

3.如权利要求1所述的设备，其中，当频带划分与合并单元基于所述至少三个麦克风的各个间隔针对变换后声学信号将频率划分为频带时，使用对于所述至少三个麦克风的每个对应间隔不引起空间假频的最大频率值来分配所述频带。

4.如权利要求3所述的设备，其中，频带划分与合并单元将频带的最大频率值(f₀)确定为小于通过将声速(c)除以对应麦克风之间的间隔(d)的两倍而获得的值。

5.如权利要求1所述的设备，其中，由频带划分与合并单元配置的频带的数量被确定为与所述至少三个麦克风的各成对麦克风的间隔的数量对应。

6.如权利要求1所述的设备，其中，频带划分与合并单元还被配置为对于所述至少三个麦克风的间隔的所有集合，提取每个频带的频域中的声学信号，并将提取的声学信号合并为两个声道的声学信号，其中，所述频域中的声学信号从形成间隔的所述至少三个麦克风中的两个麦克风的集合输入。

7.如权利要求1所述的设备，还包括：频率反变换单元，被配置为将输出的噪声降低的信号变换为时域的声学信号。

8.一种用于增强音频质量的设备，所述设备包括：

至少三个麦克风，以非均匀布局被布置；

滤波单元，包括多个带通滤波器，其中，所述多个带通滤波器被配置为允许从所述至少三个麦克风输入的声学信号通过所述多个带通滤波器的各个频带，其中，基于所述至少三个麦克风之间的间隔来确定对应于每个带通滤波器的频率范围；

频率变换单元，被配置为将已通过滤波单元的声学信号变换为频域的声学信号；

双声道波束成形单元，被配置为针对每个频带，降低从两个声道的声学信号的目标声音的方向以外的方向的输入的噪声，其中，所述声学信号已通过所述多个带通滤波器之中的相同带通滤波器；

合并单元，被配置为合并针对每个频带输出的噪声降低的声学信号；以及

频率反变换单元，被配置为将合并的信号变换为时域的声学信号。

9.如权利要求8所述的设备，其中，所述至少三个麦克风根据最小冗余线性阵列被配置，以使针对所述至少三个麦克风的间隔的冗余分量最小化。

10.如权利要求8所述的设备，其中，通过使用对于所述至少三个麦克风的每个对应间隔不引起空间假频的最大频率值，确定与包括在滤波单元中的每个带通滤波器对应的频率范围。

11.一种增强声学阵列的音频质量的方法，所述方法包括：

将从以非均匀布局布置的至少三个麦克风输入的声学信号变换为频域的声学信号；

基于所述麦克风之间的间隔将频域的声学信号的频率范围划分为频带；

基于所述频带将频域的声学信号合并为双声道信号；

通过使用所述双声道信号，降低从目标声音的方向以外的方向输入的声学信号的噪声；以及

输出噪声降低的信号。