[发明专利]波束设计方法、装置、设备及存储介质

权利要求书

1.一种波束设计方法，其特征在于，包括：

获取待进行波束设计的目标麦克风阵列的本底噪声的声压级；

基于所述目标麦克风阵列的本底噪声的声压级以及目标信号的声压级，确定波束的白噪声增益下限值，所述目标信号为用户期望通过所述目标麦克风阵列所采集的信号；

至少以波束的白噪声增益不小于所述白噪声增益下限值作为波束设计的约束条件，以最大化所述目标麦克风阵列的指向性为目标，得到设计的波束系数。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述目标麦克风阵列的本底噪声的声压级以及目标信号的声压级，确定波束的白噪声增益下限值，包括：

按照所述目标麦克风阵列的本底噪声的声压级与白噪声增益下限值呈正相关关系，以及所述目标信号的声压级与白噪声增益下限值呈负相关关系，确定波束的白噪声增益下限值。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，最大化所述目标麦克风阵列的指向性的过程，包括：

确定波束对目标方向信号的输出功率，以及波束对各个方向的平均输出功率；

以所述波束对目标方向信号的输出功率，与所述波束对各个方向的平均输出功率的比值，作为所述目标麦克风阵列的指向性评价函数；

以最大化所述指向性评价函数为目标，对所述指向性评价函数进行优化。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述确定波束对目标方向信号的输出功率，以及波束对各个方向的平均输出功率，包括：

基于所述目标麦克风阵列的阵型，确定导向矢量d及理想扩散场噪声相干矩阵Γ；

基于所述导向矢量d及波束系数，确定波束对目标方向信号的输出功率；

基于所述理想扩散场噪声相干矩阵Γ及波束系数，确定波束对各个方向的平均输出功率。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述波束设计的约束条件还包括：

波束对目标方向信号的输出功率等于设定输出功率阈值。

6.根据权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于，所述获取待进行波束设计的目标麦克风阵列的本底噪声的声压级，包括：

获取所述目标麦克风阵列的声压级-数字能量增益Δ；

获取测试环境下，所述目标麦克风阵列对所述扬声器以不同音量播放的测试白噪声信号的测试录音信号，以及所述声级计对不同音量的测试白噪声信号所测量的声压级；

基于每一所述测试录音信号，及所述目标麦克风阵列的声压级-数字能量增益Δ，确定每一测试录音信号的总数字能量；

结合每一测试录音信号的总数字能量，及所述声级计对各不同音量的测试白噪声信号所测量的声压级，计算所述目标麦克风阵列的全频带本底噪声的声压级。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述获取所述目标麦克风阵列的声压级-数字能量增益Δ，包括：

获取测试环境下，所述目标麦克风阵列对扬声器播放的参考信号的参考录音信号，以及所述目标麦克风阵列位置处设置的声级计对所述参考信号测量的声压级；

基于所述参考录音信号，以及所述声级计对所述参考信号测量的声压级，确定所述目标麦克风阵列的声压级-数字能量增益Δ。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述基于所述参考录音信号，以及所述声级计对所述参考信号测量的声压级，确定所述目标麦克风阵列的声压级-数字能量增益Δ，包括：

基于所述参考录音信号，确定所述参考录音信号的数字能量；

基于所述参考录音信号的数字能量，以及所述声级计对所述参考信号测量的声压级，确定所述目标麦克风阵列的声压级-数字能量增益Δ。