[发明专利]声音成分提取方法、降噪方法、装置及系统

说明书

一种声音成分提取方法及系统，通过传感装置获取声场信号，通过信号处理单元对所述声场信号的自功率谱进行奇异值分解，由此获得声场信号的不同声音成分。本申请，可通过对采样信号的分析，提取出需要的声场成分，对后续信号处理步骤中处理的信号数量进行限缩。通过本申请方法，可方便地获得用户敏感的声音成分，在后续信号处理过程中仅对该成分进行处理。由此，可大大减少系统计算量，减少滤波器数量，节约信号处理成本，并提高运算效率。

技术领域

本申请涉及声学领域，尤其涉及对声场成分的处理。

背景技术

在声学领域，为了提高声学测试分析、噪声控制等工作的效率，或有针对性的对某一成分声音来源进行分析或利用，通常需要单独提取声场中的某一种或几种声音成分。在一些声学文献里，这种独立的声场成分分量也被称为部分场。

现有的声场成分提取技术，通常需要对采集的声场信号进行过滤，而后通过特殊的算法处理，才能够获得需要的声音成分。由于声音成分数据量大，现有的提取算法需要通过大量的矩阵运算，结合大量是声场数据才能有效提取特定的声场成分。其运算效率低下且硬件成本高昂。

发明内容

为了解决现有技术存在的不足，本申请的目的在于提供一种声音成分提取方法及系统。本申请所实现的对独立声场成分进行提取的工作更接近于对部分声场的分解，因而其具有运算量小、硬件要求低、运算延时少的特点。

首先，为实现上述目的，提出一种声音成分提取方法，步骤包括：获取至少一组声场信号的自功率谱C_xy。对所述自功率谱C_xx进行奇异值分解，获得对角矩阵∑(f)＝U^H(f)C_xxU(f)；其中，U(f)为所述声场信号到声音成分提取位置的传递矩阵；其中，所述对角矩阵∑(f)中对角线上的每一个元素分别为所述声场的一种声源成分。

可选的，上述方法还包括以下步骤：利用所述传递矩阵U(f)计算所述声场信号中所包含的声音成分，以获得需要的声音成分。

可选的，上述方法还包括以下步骤：计算所述声场信号中所包含的声音成分，其计算步骤具体包括：利用特征传递向量计算所述声场信号所对应的声音成分v_i(f)；或者，利用特征传递向量计算声音成分v_i(f)在位置M处的声音信号其中，所述声音成分v_i(f)在一种方式下可表示为所述声音信号在一种方式下可表示为其中，特征传递向量为所述传递矩阵U(f)的第i列，对应所述对角矩阵∑(f)中对角线上第i种声源成分的特征向量，表示对角矩阵∑(f)中对角线上第i种声源成分从声源至采集点的传递特征。所述声场信号即声源信号，是在距离该声源信号的某一采集点位置M处由声源信号而产生的声音信号，M处是距离声源处的某一采集点的位置。

可选的，上述方法中，声音成分其中，所述特征传递向量为所述传递矩阵U(f)的第i列，是对应所述对角矩阵∑(f)中需要提取的第i种声源成分的特征向量。

可选的，上述方法中，所述特征传递向量为所述传递矩阵U(f)的第i列，是对应所述对角矩阵∑(f)中需要提取的第i种声音成分的特征向量，表示所述对角矩阵∑(f)中对角线上第i种声源到获取所述声场信号的每一个采样点的传递关系。

可选的，上述的声音成分提取方法中，所述声场信号为所述声场的频域信号。所述各组声场信号分别由不同的传感装置在不同的采样位置采样后，进行频域信号转换计算而获得。

可选的，上述的声音成分提取方法中，所述声场信号的自功率谱C_xx由测量获得，或，通过计算获得。这里的自功率谱C_xx描述声场信号在采样点x处所包含的传播出去与未传播到其他采集点的声音成分。