[发明专利]音频信号处理设备、方法和电子设备

权利要求书

1.一种音频信号处理设备，其特征在于，所述设备包括：

扬声器；

麦克风阵列，包括具有不同拾音区的多个指向麦克风，每个指向麦克风用于在自身的拾音区内采集分路输入信号，所述分路输入信号包括来自信号源的关注信号分量和来自所述扬声器的回声信号分量；

复用器，与每个指向麦克风电连接，用于将每个指向麦克风所采集的分路输入信号合并为总输入信号；

声源定位器件，用于确定所述信号源的位置和所述扬声器的位置；以及

增益控制器件，与所述声源定位器件和每个指向麦克风电连接，用于根据所述信号源的位置和所述扬声器的位置来调整每个指向麦克风的增益，以使得在所述总输入信号中从所述信号源接收到的关注信号分量的功率与从所述扬声器接收到的回声信号分量的功率之间的信回比最大。

2.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述声源定位器件包括：

信号源定位器件，用于检测在当前场景中是否存在正在输出关注信号的信号源、所述信号源的数量及其相应位置；以及

扬声器定位器件，用于检测在所述当前场景中是否存在正在播放声音信号的扬声器、所述扬声器的数量及其相应位置。

3.如权利要求2所述的设备，其特征在于，所述信号源定位器件包括：

摄像头，用于捕捉所述当前场景的场景图像；以及

图像识别单元，用于在所述场景图像中识别所述信号源，确定所述信号源的数量，并且确定所述信号源与所述音频信号处理设备的基准位置之间的相对位置。

4.如权利要求3所述的设备，其特征在于，所述图像识别单元根据所述信号源在所述场景图像中的位置来确定所述信号源与所述信号源定位器件的基准位置之间的相对位置，并且根据所述信号源定位器件的基准位置与所述音频信号处理设备的基准位置之间的配准关系来确定所述信号源与所述音频信号处理设备的基准位置之间的相对位置。

5.如权利要求2所述的设备，其特征在于，所述信号源定位器件包括：

信号分离单元，用于接收由至少两个指向麦克风所采集的至少两路分路输入信号，并且从所述至少两路分路输入信号中分离来自所述信号源的关注信号分量；以及

声音识别单元，用于根据分离出的所述信号源的关注信号分量的相位来确定所述信号源与所述音频信号处理设备的相对位置。

6.如权利要求2所述的设备，其特征在于，所述扬声器定位器件包括：

信号分离单元，用于接收由至少两个指向麦克风所采集的至少两路分路输入信号，并且从所述至少两路分路输入信号中分离来自所述扬声器的关注信号分量；以及

声音识别单元，用于根据分离出的所述扬声器的关注信号分量的相位来确定所述扬声器与所述音频信号处理设备的相对位置。

7.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述增益控制器件包括：

比较单元，用于响应于存在正在输出关注信号的一个或多个信号源且不存在正在播放声音信号的扬声器，比较所述一个或多个信号源与每个指向麦克风的拾音区之间的第一位置关系；以及

增益调整单元，用于根据所述第一位置关系来调整每个指向麦克风的增益，以使得在所述总输入信号中从所述一个或多个信号源接收到的关注信号分量的功率最大。

8.如权利要求7所述的设备，其特征在于，所述增益调整单元增大所述一个或多个信号源位于其拾音区的一个或多个指向麦克风的增益，以使得在所述总输入信号中从所述一个或多个信号源接收到的关注信号分量的功率最大且没有任何一个关注信号分量发生失真。

9.如权利要求8所述的设备，其特征在于，所述增益调整单元进一步减小所述麦克风阵列中除了所述一个或多个指向麦克风的其他麦克风的增益，以降低在所述总输入信号中从噪声源接收到的噪声分量的功率。

10.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述增益控制器件包括：

比较单元，用于响应于不存在正在输出关注信号的信号源且存在正在播放声音信号的一个或多个扬声器，比较所述一个或多个扬声器与每个指向麦克风的拾音区之间的第二位置关系；以及

增益调整单元，用于根据所述第二位置关系来调整每个指向麦克风的增益，以使得在所述总输入信号中从所述一个或多个扬声器接收到的回声信号分量的功率最小。