[发明专利]拾音设备、方法、装置、系统和存储介质

说明书

本发明提供一种拾音设备、方法、装置、系统和存储介质，其中设备包括：音罩和麦克风阵列；其中，所述音罩轴截面的两条侧边为沿所述音罩轴线对称的两条倾斜直线段；所述麦克风阵列部署于所述音罩内部的轴线上。本发明提供的拾音设备、方法、装置、系统和存储介质，通过设置轴截面侧边为沿轴线对称的两条倾斜直线段的音罩，将入射声波均匀的分散到音罩轴线上部署的麦克风阵列上，以增加接收声源声音信号的面积，从而提高接收的远距离声源的辐射声能，并提高麦克风的灵敏度，且通过麦克风阵列，可以设计最优超指向波束，并利用多通道降噪和后置滤波技术降低复杂环境干扰噪声，可以进一步提高远距离拾音的效果。

技术领域

本发明涉及语音处理技术领域，尤其涉及一种拾音设备、方法、装置、系统和存储介质。

背景技术

由于声音在空气中传播时衰减很快，特别是在开阔的空间中，声压和距离近似呈现平方反比的关系，因此随着距离的增加，目标声音信号会变得越来越微弱。然而，很多应用都需要从远距离进行声音观测，例如观测动物和鸟类的声音、录制运动场上运动员的声音、影视节目中演员的录音、远距离声音监听，以及低空飞行器声探测等等。因此需要一种可以进行远距离拾音的拾音系统以满足上述应用场景的需求。

然而，现有的远距离拾音设备，例如枪式传声器和麦克风阵列接收声能面积有限，对于远距离声源的拾音效果有限，而抛物面音罩虽能将波阵面上一个圆面内的声能聚焦以提高入射声能，但对焦点位置非常敏感，拾音效果难以控制。

发明内容

本发明提供一种拾音设备、方法、装置、系统和存储介质，用以解决现有技术中远距离拾音效果欠佳的缺陷。

本发明提供一种拾音设备，包括：

音罩和麦克风阵列；

其中，所述音罩轴截面的两条侧边为沿所述音罩轴线对称的两条倾斜直线段；

所述麦克风阵列部署于所述音罩内部的轴线上。

根据本发明提供的一种拾音设备，所述音罩为圆锥状、圆台状、正棱锥状或棱台状。

根据本发明提供的一种拾音设备，所述侧边的长度大于等于预设长度阈值，所述预设长度阈值为最外侧麦克风与两条侧边所在直线的交点间的距离，与所述音罩的半张角的2倍余弦值的乘积。

本发明还提供一种拾音方法，包括：

基于音罩将声源发出声音信号的入射声波平行反射到部署于所述音罩内部轴线上的麦克风阵列，基于所述麦克风阵列采集所述入射声波，得到所述声源对应的阵列信号；

其中，所述音罩轴截面的两条侧边为沿所述音罩轴线对称的两条倾斜直线段。

根据本发明提供的一种拾音方法，所述得到所述声源对应的阵列信号，之后还包括：

基于波束系数，对所述阵列信号进行滤波，得到超指向波束输出信号；

所述波束系数是基于所述声音信号对应频率下受限扩散场的相干函数矩阵，以及所述声音信号对应频率下所述麦克风阵列在目标方向上的相对传输函数矢量确定的。

根据本发明提供的一种拾音方法，所述相对传输函数矢量是基于所述麦克风阵列中各个麦克风在对应频率和对应方向的声传输函数，以及参考麦克风在所述目标方向上的幅频响应确定的；

所述参考麦克风是在对应频率下，所述麦克风阵列中在所述目标方向上具有最大幅频响应的麦克风。

根据本发明提供的一种拾音方法，各个麦克风在对应频率和对应方向的声传输函数是基于如下步骤确定的：

确定多个测量仰角角度；

基于固定位置下的测试声源播放任一频率对应的测试声音信号，获取各个麦克风在所述音罩处于各个测量仰角角度时的声音采集信号；