一种室内场景用扬声器控制方法及系统

摘要

本发明公开了一种室内场景用扬声器控制方法及系统，涉及扬声器信号分析技术领域，该方法包括确定室内场景中声信号的目标接收区域以及将该室内场景进行空间分割获得多个备选区域的步骤；获取每个备选区域至目标接收区域的第一测试声信号，对所有第一测试声信号进行混响特性分析并确定初始放置区域；在初始放置区域内确定至少一个备选点位，将目标扬声器依次放置在每个备选点位中，确定每次的角度调整策略后发射第三测试声信号；该系统基于该方法实现。该控制方法系统针对室内场景依照混响特性分析方式进行区域备选，将目标扬声器放置在备选点位进行声信号测试，从而保证目标接收区域能够在声信号物理传播方面获得较好的接收质量。

权利要求

1.一种室内场景用扬声器控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

确定室内场景中声信号的目标接收区域，并将该室内场景进行空间分割，获得多个分割区域；对多个所述分割区域进行筛选，获得多个备选区域；

获取每个所述备选区域至所述目标接收区域的第一测试声信号，对所有所述第一测试声信号进行混响特性分析，基于混响特性分析的结果确定初始放置区域；其中，所述第一测试声信号由目标扬声器产生；

在所述初始放置区域内确定至少一个测试点位，在每个所述测试点位发射第二测试声信号，捕捉所述第二测试声信号前N次的反射信号数量，捕捉的该反射信号数量若小于预设阈值，则将该测试点位作为备选点位，其中，所述第二测试声信号由目标扬声器产生；N为正整数；

将目标扬声器依次放置在每个所述备选点位中，确定每次的角度调整策略后发射第三测试声信号，检测该第三测试声信号至所述目标接收区域的直达声信号时间和反射声信号时间，若该直达声信号时间和该反射声信号时间之差小于0.05s，则将该角度作为所述目标扬声器的控制角度。

2.根据权利要求1所述的室内场景用扬声器控制方法，其特征在于，所述对所有所述第一测试声信号进行混响特性分析包括如下步骤：确定第一测试声信号的混响时间，判断混响时间是否位于第一区间内，若位于第一区间内则将该第一测试声信号记为复选声信号，否则剔除该第一测试声信号；获取每个所述复选声信号的发射声压等级以及接收声压等级，将该发射声压等级代入声信号衰减模型，获得筛减声压等级，计算所述筛减声压等级与所述接收声压等级的距离参数。

3.根据权利要求2所述的室内场景用扬声器控制方法，其特征在于，获取所有所述复选声信号的发射声压等级以及接收声压等级，将所有发射声压等级以及接收声压等级进行拟合，得到所述声信号衰减模型。

4.根据权利要求1所述的室内场景用扬声器控制方法，其特征在于，所述在每个所述测试点位发射第二测试声信号之后还包括如下步骤：获得该第二测试声信号的所有首次反射信号的方向参数；将所获得的方向参数进行正交性判断，生成正交初值；将正交初值大于初始阈值的第二测试声信号进行剔除。

5.根据权利要求4所述的室内场景用扬声器控制方法，其特征在于，所述正交性判断包括如下步骤：从所有所述首次反射信号中确定基准反射信号，获取该基准反射信号在第一平面上的射出方向，作为第一基准射出方向；再获取其余首次反射信号在第一平面上的射出方向，作为第一次级射出方向；分析每个所述第一次级射出方向相对所述第一基准射出方向的夹角情况，作为计算所述正交初值的基础。

6.根据权利要求5所述的室内场景用扬声器控制方法，其特征在于，获取所述基准反射信号在第二平面上的射出方向，作为第二基准射出方向；再获取其余首次反射信号在第二平面上的射出方向，作为第二次级射出方向；分析每个所述第二次级射出方向相对所述第二基准射出方向的夹角情况，作为计算所述正交初值的基础；其中，所述第二平面与所述第一平面相互垂直。

7.根据权利要求6所述的室内场景用扬声器控制方法，其特征在于，根据所述第一次级射出方向和/或第二次级射出方向指向所述目标接收区域的数量生成纠偏系数，将所述纠偏系数当做减值权重赋予给所述正交初值。

8.根据权利要求7所述的室内场景用扬声器控制方法，其特征在于，所述确定每次的角度调整策略包括如下步骤：获取所述第一基准射出方向与任一所述第一次级射出方向的第一最小值以及所述第二基准射出方向与任一所述第二次级射出方向的第二最小值；比较所述第一最小值和所述第二最小值，其较小者作为所述角度调整的最小单元。

9.根据权利要求1所述的室内场景用扬声器控制方法，其特征在于，还包括对所述第三测试声信号进行异常检测的判断步骤：确定样本训练集与样本测试集，进行模型训练；利用已经训练好的模型进行所述第三测试声信号的异常情况识别，获得识别结果。

10.一种室内场景用扬声器控制系统，其特征在于，包括：

第一确定单元，其用于确定室内场景中声信号的目标接收区域，并将该室内场景进行空间分割，获得多个分割区域；对多个所述分割区域进行筛选，获得多个备选区域；

第一筛选单元，其用于获取每个所述备选区域至所述目标接收区域的第一测试声信号，对所有所述第一测试声信号进行混响特性分析，基于混响特性分析的结果确定初始放置区域；其中，所述第一测试声信号由目标扬声器产生；

第二筛选单元，其用于在所述初始放置区域内确定至少一个测试点位，在每个所述测试点位发射第二测试声信号，捕捉所述第二测试声信号前N次的反射信号数量，捕捉的该反射信号数量若小于预设阈值，则将该测试点位作为备选点位，其中，所述第二测试声信号由目标扬声器产生；N为正整数；

第一控制单元，其用于将目标扬声器依次放置在每个所述备选点位中，确定每次的角度调整策略后发射第三测试声信号，检测该第三测试声信号至所述目标接收区域的直达声信号时间和反射声信号时间；

第一判断单元，其用于实现以下判断：若该直达声信号时间和该反射声信号时间之差小于0.05s，则将该角度作为所述目标扬声器的控制角度。

说明书

一种室内场景用扬声器控制方法及系统

技术领域

[0001] 本发明涉及扬声器信号分析技术领域，具体而言，涉及一种室内场景用扬声器控制方法及系统。

背景技术

[0002] 随着智能音箱的普及，扬声器作为声能器件在生活中随处可见。而扬声器位置决定了声信号的接收质量，尤其是在室内场景，听者的主观感受变化尤为明显，如果扬声器摆放不到位，不但不能使听者产生愉悦的感受，而且接收的声信号杂乱无章、忽隐忽现，出现明显的音质瑕疵等。

[0003] 虽然现有技术中出现了一些扬声器音质的接收改善方法，但仅仅是针对扬声器的声信号作声场控制，从而来使听者接收到质量较好的声信号。以上方式忽略了扬声器的位置对于声信号传播的影响，尤其是在物理阻断、反射等导致的声信号延迟、附加混响等方面。因此，对于扬声器摆放位置的控制能够从物理传播方面来有效改善声信号的接收质量。

发明内容

[0004] 本发明的目的在于提供一种室内场景用扬声器控制方法系统，该控制方法系统针对室内场景依照混响特性分析方式进行区域备选，将目标扬声器放置在备选点位进行声信号测试，从而保证目标接收区域能够在声信号物理传播方面获得较好的接收质量。

[0005] 本发明的实施例是这样实现的：

[0006] 第一方面，一种室内场景用扬声器控制方法，包括如下步骤：确定室内场景中声信号的目标接收区域，并将该室内场景进行空间分割，获得多个分割区域；对多个分割区域进行筛选，获得多个备选区域；获取每个备选区域至目标接收区域的第一测试声信号，对所有第一测试声信号进行混响特性分析，基于混响特性分析的结果确定初始放置区域；其中，第一测试声信号由目标扬声器产生；在初始放置区域内确定至少一个测试点位，在每个测试点位发射第二测试声信号，捕捉第二测试声信号前N次的反射信号数量，捕捉的该反射信号数量若小于预设阈值，则将该测试点位作为备选点位，其中，第二测试声信号由目标扬声器产生；N为正整数；将目标扬声器依次放置在每个备选点位中，确定每次的角度调整策略后发射第三测试声信号，检测该第三测试声信号至目标接收区域的直达声信号时间和反射声信号时间，若该直达声信号时间和该反射声信号时间之差小于0.05s，则将该角度作为目标扬声器的控制角度。

[0007] 在可选地实施方式中，对所有第一测试声信号进行混响特性分析包括如下步骤：确定第一测试声信号的混响时间，判断混响时间是否位于第一区间内，若位于第一区间内则将该第一测试声信号记为复选声信号，否则剔除该第一测试声信号；获取每个复选声信号的发射声压等级以及接收声压等级，将该发射声压等级代入声信号衰减模型，获得筛减声压等级，计算筛减声压等级与接收声压等级的距离参数。

[0008] 在可选地实施方式中，获取所有复选声信号的发射声压等级以及接收声压等级，将所有发射声压等级以及接收声压等级进行拟合，得到声信号衰减模型。

[0009] 在可选地实施方式中，在每个测试点位发射第二测试声信号之后还包括如下步骤： 获得该第二测试声信号的所有首次反射信号的方向参数；将所获得的方向参数进行正交性判断，生成正交初值；将正交初值大于初始阈值的第二测试声信号进行剔除。

[0010] 在可选地实施方式中，正交性判断包括如下步骤：从所有首次反射信号中确定基准反射信号，获取该基准反射信号在第一平面上的射出方向，作为第一基准射出方向；再获取其余首次反射信号在第一平面上的射出方向，作为第一次级射出方向；分析每个第一次级射出方向相对第一基准射出方向的夹角情况，作为计算正交初值的基础。

[0011] 在可选地实施方式中，获取基准反射信号在第二平面上的射出方向，作为第二基准射出方向；再获取其余首次反射信号在第二平面上的射出方向，作为第二次级射出方向；分析每个第二次级射出方向相对第二基准射出方向的夹角情况，作为计算正交初值的基础；其中，第二平面与第一平面相互垂直。

[0012] 在可选地实施方式中，根据第一次级射出方向和/或第二次级射出方向指向目标接收区域的数量生成纠偏系数，将纠偏系数当做减值权重赋予给正交初值。

[0013] 在可选地实施方式中，确定每次的角度调整策略包括如下步骤：获取第一基准射出方向与任一第一次级射出方向的第一最小值以及第二基准射出方向与任一第二次级射出方向的第二最小值；比较第一最小值和第二最小值，其较小者作为角度调整的最小单元。

[0014] 在可选地实施方式中，还包括对第三测试声信号进行异常检测的判断步骤：确定样本训练集与样本测试集，进行模型训练；利用已经训练好的模型进行第三测试声信号的异常情况识别，获得识别结果。

[0015] 第二方面，一种室内场景用扬声器控制系统，包括：

[0016] 第一确定单元，其用于确定室内场景中声信号的目标接收区域，并将该室内场景进行空间分割，获得多个分割区域；对多个分割区域进行筛选，获得多个备选区域；

[0017] 第一筛选单元，其用于获取每个备选区域至目标接收区域的第一测试声信号，对所有第一测试声信号进行混响特性分析，基于混响特性分析的结果确定初始放置区域；其中，第一测试声信号由目标扬声器产生；

[0018] 第二筛选单元，其用于在初始放置区域内确定至少一个测试点位，在每个测试点位发射第二测试声信号，捕捉第二测试声信号前N次的反射信号数量，捕捉的该反射信号数量若小于预设阈值，则将该测点电位作为备选点位，其中，第二测试声信号由目标扬声器产生；N为正整数；

[0019] 第一控制单元，其用于将目标扬声器依次放置在每个备选点位中，确定每次的角度调整策略后发射第三测试声信号，检测该第三测试声信号至目标接收区域的直达声信号时间和反射声信号时间；

[0020] 第一判断单元，其用于实现以下判断：若该直达声信号时间和该反射声信号时间之差小于0.05s，则将该角度作为目标扬声器的控制角度。

[0021] 本发明实施例的有益效果是：

[0022] 本发明实施例提供的室内场景用扬声器控制方法及系统通过先将室内场景进行分割，获得多个备选区域后对每个备选区域进行混响特性分析，基于混响特性分析的结果确定一个从物理层面上声信号接收质量较高的初始放置区域；再从该初始放置区域中进行测试点位的声信号测试，一方面是测试声信号在该点位的反射信号的数量情况，选择数量较少的测试点位作为备选点位，另一方面是在备选点位处进行目标扬声器的传播路径的测试，获得至少一个能够作为摆放控制的角度，从而完成目标扬声器在室内场景的摆放控制作业。

[0023] 总体而言，本发明实施例提供的室内场景用扬声器控制方法及系统通过考虑混响效果进行备选区域的选择，再通过是否产生清晰度较低或者回声来进行备选点位及摆放角度的选择，从而能够通过一系列物理传播上的参考指标来获取声信号高质量接收的调整策略，最终使得目标接收区域能够从物理层面高质量接收声传播信号。

附图说明

[0024] 为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

[0025] 图1为本发明实施例提供的扬声器控制方法的主要步骤的流程图；

[0026] 图2为图1所示主要步骤中一个步骤S200的子步骤流程图；

[0027] 图3为图1所示主要步骤中一个步骤S500的子步骤流程图；

[0028] 图4为本发明另一实施例提供的扬声器控制方法的主要步骤的流程图；

[0029] 图5为图4所示主要步骤中一个步骤S600的子步骤流程图；

[0030] 图6为本发明实施例提供的接收站位确定的系统700的示例性模块图。实施方式

[0031] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

[0032] 因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0033] 应当理解，本发明使用的“系统”、“装置”和/或“模块”是用于区分不同级别的不同组件、元件、部件、部分或装配的一种方法。然而，如果其它词语可实现相同的目的，则可通过其他表达来替换所述词语。

[0034] 如本发明和权利要求书所示，除非上下文明确提示例外情形，“一”、“一个”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数，也可包括复数。一般来说，术语“包括”与“包含”仅提示包括已明确标识的步骤和元素，而这些步骤和元素不构成一个排它性的罗列，方法或者设备也可能包含其它的步骤或元素。

[0035] 本发明中使用了流程图用来说明根据本申请的实施例的系统所执行的操作。应当理解的是，前面或后面操作不一定按照顺序来精确地执行。相反，可以按照倒序或者同时处理各个步骤。同时，也可以将其它操作添加到这些过程中，或从这些过程移除某一步或数步操作。实施例

[0036] 针对平放式、壁挂式、卧立式音箱的摆放位置越来越讲究，尤其是针对摆放后的音箱无法有策略性地进行调整控制，来达到提高音质接收质量的目的。此前采用仅通过对声信号进行声场控制的方式是从电磁信号层面来实现声信号高质量接收的目的，而忽略了对于物理传播层面的高质量信号接收方面，从而对于声信号的接收始终存在能够更进一步提高的控制层面，针对该问题，本实施例为此提供一致室内场景用扬声器控制方法，目的在于通过选择合适的物理摆放位置和角度来提高声信号接收的质量。请参阅图1，本实施例提供的一种室内场景用扬声器控制方法包括如下步骤：

[0037] S100：确定室内场景中声信号的目标接收区域，并将该室内场景进行空间分割，获得多个分割区域；对多个所述分割区域进行筛选，获得多个备选区域。该步骤中首先确定听者惯常接收声信号的位置作为目标接收区域；接着对室内场景进行划分，划分的原则例如是以平面图为基准进行划分，获得多个竖直呈现的立体空间，划分的方式例如采用平均等分的网格式划分，又例如采用基于热力地图进行划分的方式，将不同等级热量显示的区域作为单独的区域；又例如采用物理阻隔程度来划分，即根据该区域至少包含一个且至多包含三个平面上的通口（与其余区域连通的缺口）来进行划分。

[0038] 本实施例以网格式划分的方式进行说明，获得的每个网格均作为分割区域，每个分割区域即为相互平行（竖直呈现）的柱型空间。对所有的分割区域进行进一步筛选，去除无效或者不理想的区域，从而得到多个备选区域。其中，筛选的方式例如是去掉环境噪音较大的区域以及物理传播困难的区域，如窗户或门户区域，又如其余声能设备放置的区域，又如三面环墙且开口较小的区域等，目的在于获得从物理传播方面能够正常且合格的声信号传播区域。

[0039] 从通过初步筛选后所获得的备选区域中进行第一轮测试，即混响特性分析测试，进行步骤S200：获取每个所述备选区域至所述目标接收区域的第一测试声信号，对所有所述第一测试声信号进行混响特性分析，基于混响特性分析的结果确定初始放置区域；其中，所述第一测试声信号由目标扬声器产生。该步骤通过对第一测试声信号进行分析，该第一测试声信号是由目标扬声器产生的，即需要进行调整的扬声器所产生的声信号，该声信号在每个备选区域中进行初始传播，然后在目标接收区域进行该第一测试声信号的有序接收，最后将每次接收到不同备选区域传播到的第一测试声信号进行混响特性分析，由最终的混响特性分析的结果从所有备选区域中确定初始放置区域。

[0040] 通过以上技术方案，利用混响效果来确定能够放置目标扬声器的初始放置区域，从初始层面就保证了目标接收区域能够接收到质量较高的声信号。需要说明的是，混响特性分析主要是对声信号的混响时间进行分析，由于混响时间作为音质参考系数的重要指标，在室内环境需要获取一个合格的混响时间范围，才能达到一个音质效果较好的室内声场。其中，混响是声学领域里出现频率最高的属性，声源连续发生一段时期后，当声波的吸收能和发射能达到一种动态的平衡后，切断声源，在一定时间内声学效应仍然存在的现象。混响的存在使得从听觉感官上有一种立体的感觉，因此，控制恰当的混响时间就可以提高室内音质水准。此前的方式中，例如通过优化混响时间的频率特性来改变或者延长混响时间，又例如在部分墙面和天花板安装一些便于变换的声学构件亦或者通过电声控制实现对室内音质的各类指标进行灵活控制和调整。

[0041] 无论是以上那种混响时间的调整方式，都说明混响时间对于室内音质的影响重要性。本实施例中，请参阅图2，对所有第一测试声信号进行混响特性分析包括如下步骤：

[0042] S210：确定第一测试声信号的混响时间，判断混响时间是否位于第一区间内，若位于第一区间内则将该第一测试声信号记为复选声信号，否则剔除该第一测试声信号。该步骤通过获得每个第一测试声信号的混响时间，判断混响时间范围来确定进一步操作，例如混响时间范围即第一区间为0.5‑1.5秒，当然，在不同的时间方式中可根据实际场景大小进行第一区间的适应性调整，但一般而言，第一区间的范围都在0.03‑5秒内。以第一区间为0.5‑1.5秒为例，若判断该次接收的第一测试声信号的混响时间位于该区间内，即将该次接收的第一测试声信号记为复选声信号，等待进一步判断，若判断该次接收的第一测试声信号的混响时间并未位于该区间内，则剔除该次接收的第一测试声信号，也将对应的备选区域进行剔除，从而达到第二步筛选备选区域的目的。

[0043] 针对落入第一区间的复选声信号进行进一步判断，即进行步骤S220：获取每个所述复选声信号的发射声压等级以及接收声压等级，将该发射声压等级代入声信号衰减模型，获得筛减声压等级。该步骤表示在进行混响时间判断并合格的第一测试声信号继续进行声压判断，目的在于虽然判断混响时间合格，但是声压等级不能衰减过快或者衰减严重，导致虽然音质提高了，但响度降低严重。通过以上技术方案，由复选声信号的发射声压等级与接收声压等级进行比较，进一步甄别是否存在声信号能量值衰减严重的现象，其中的声信号衰减模型可以是通过传感器测量声能量的计算模型，其中的计算模型例如采用极大似然法、能量圆交叉法或者最小二乘法实现。而本实施例中，采用回归拟合的方式进行模型构建，即获取所有复选声信号的发射声压等级以及接收声压等级，将所有发射声压等级以及接收声压等级进行拟合，得到所述声信号衰减模型。通过该方式，能够在当前测试环境中，找到所有被测的复选声信号的发射声压等级与接收声压等级的规律，以此拟合建立的回归模型能够排除该测试环境之外的误差因素，从而环境匹配性更强。

[0044] S230：计算所述筛减声压等级与所述接收声压等级的距离参数。得到上述的声信号衰减模型后将待测试的复选声信号代入模型，会获得理论上计算的筛减声压等级，再将该筛减声压等级与实际检测的接收声压等级进行比较，即通过判断该筛减声压等级与接收声压等级的数值距离来了解差异性大小程度，将差异过大的复选声信号进行剔除，从而达到第三步筛选备选区域的目的。通过以上技术方案，能够将最终筛减声压等级与接收声压等级差异性最小的复选声信号进行有效择选，而该复选声信号对应的备选区域即作为初始放置区域，也表示基于混响特性分析的最优结果确定出的初始放置区域。

[0045] 在确定初始放置区域后，由于该区域实际尺寸可大可小，例如网格选取的较大，该区域则较大，而在某些实施方式中，该初始放置区域可能是多个极为相似的特性区域，均可以作为上述的目标扬声器放置的区域，不论该放置区域的数量是多少，针对每个初始放置区域均需要进行具体摆放点位的选择，即进行步骤S300：在所述初始放置区域内确定至少一个测试点位，在每个所述测试点位发射第二测试声信号，捕捉所述第二测试声信号前N次的反射信号数量，捕捉的该反射信号数量若小于预设阈值，则将该测点电位作为备选点位，其中，所述第二测试声信号由目标扬声器产生；N为正整数。该步骤中，首先在初始放置区域内确定一个或多个放置点位，例如初始放置区域尺寸占地较大时，可以适量增加放置点位的数量，即放置点位的数量与初始放置区域尺寸占地呈正比变化，例如10‑50:1，一个平方的尺寸占地可以布置10‑50个放置点位，而放置点位的布置高度例如在80‑200cm之间呈偏左的正态分布，之后在每个放置点位处进行测试，筛选出最终需要的备选点位。

[0046] 本实施例中，利用第二测试声信号所获得的反射信号数量来作为筛选标准，即作为第四步进行具体点位筛选的标准。由于在室内场景中，声音触壁容易产生多次反射，各种声波经反射后又会相互重叠、相互干扰，从而严重影响音质，尤其是清晰度，因此需要对其是否经过多次无序发射的情况进行进一步判断。需要说明的是，第二测试声信号也由目标扬声器产生，将目标扬声器依次放在每个测试点位处，对每个测试点位中该目标扬声器产生的第二测试声信号中前N次的反射信号进行捕捉，例如对前三次反射的信号进行捕捉，最终统计由该测试点位第二测试声信号产生的反射信号数量来表征该点位是否能够产生相对清晰的声接收信号。

[0047] 由于经过多次反射后，还能推延为混响声，因此对于有序反射的声信号能够达到音质加强的效果。为了实现在第四步中检测第二测试声信号产生的反射信号数量，不将有序进行反射的情况预先排除，增加测试点位筛选的合理性。在每个所述测试点位发射第二测试声信号之后还包括如下步骤S310‑S330（该步骤组可以在进行捕捉所述第二测试声信号前N次的反射信号数量之前或者之后进行）：

[0048] S310：获得该第二测试声信号的所有首次反射信号的方向参数；该步骤表示对第二测试声信号的所有首次反射信号的方向进行判断，即获取该第二测试声信号除直达声外所有的首次发射信号的方向，然后进行步骤S320：将所获得的方向参数进行正交性判断，生成正交初值；即对所有的首次反射信号的方向进行正交性判断，以数值的方式来表示正交的情况，将正交情况较好的点位进行进一步剔除，即进行步骤S330：将正交初值大于初始阈值的第二测试声信号进行剔除。通过以上技术方案，能够对测试的第二测试声信号中，首次反射信号相交杂乱的点位进行剔除，即该测试点位产生的声信号清晰度较低，而将相交情况较少且反射方向更趋于一致的测试点位进行保留，进行后续的测试，从而达到保证声信号传播清晰的目的。

[0049] 上述的正交初值即表示所有首次反射信号的方向性相交情况，由于有些信号处于异面相交的情况，为了更好更直接地进行判断，本实施例中，所述正交性判断包括如下步骤S321‑S323：

[0050] S321：从所有所述首次反射信号中确定基准反射信号，获取该基准反射信号在第一平面上的射出方向，作为第一基准射出方向；该步骤表示先从所有的首次反射信号中确定一个基准反射信号，该确定规则可以是随机确定，也可以是基于集中度确定。以随机确定为例而言，进行步骤S322：再获取其余首次反射信号在第一平面上的射出方向，作为第一次级射出方向；该步骤表示确定其余首次反射信号在同一平面内的射出方向，从而便于进行正交情况的判断，即进行步骤S323：分析每个所述第一次级射出方向相对所述第一基准射出方向的夹角情况，作为计算所述正交初值的基础；该步骤表示在第一平面上，获得所有其余首次反射信号与首次反射信号的夹角数值，每个夹角用数值表示作为计算所述正交初值的基础，例如求和计算的基础，亦或者作为求均衡的基础，以求和计算为例，所有的夹角相加后得到正交初值，正交初值越大则表明该测试点位处的首次反射信号相交相对杂乱，更容易产生降低声信号清晰度的现象。

[0051] 考虑到声信号传播方向为矢量，在第一平面内计算的正交初值仅为一个投影方向的情况，为了提高正交初值计算的合理程度，还包括如下步骤S324‑S326：

[0052] S324：获取所述基准反射信号在第二平面上的射出方向，作为第二基准射出方向，其中，所述第二平面与所述第一平面相互垂直。同样地，该步骤表示从另一个平面来进行判断，第二平面与第一平面相互垂直能够获得基准反射信号在两个平面上的投影，便能够更合理地表征该基准反射信号的方向性，当然，在其余实施中，还可以基于同样的原理确定第三平面，该第三平面与第二平面、第一平面两两垂直，而本实施例以两个相互垂直平面的情形予以说明。

[0053] S325：再获取其余首次反射信号在第二平面上的射出方向，作为第二次级射出方向；同样地将其余首次反射信号在第二平面上的情况进行表征，再进行步骤S326：分析每个所述第二次级射出方向相对所述第二基准射出方向的夹角情况，作为计算所述正交初值的基础，其中，同样可以利用求和的方式来作为正交初值的基础，再将两个平面分别计算出的求和值相互合并即可；合并的方式例如是求和合并，也可以是分别赋予权重合并，如第一平面的求和值与第二平面的求和值各以50%作为基本权重，在发生源与接收源存在高差时，相对竖直的那个平面权重可以适当增加，在一种实时场景中，第二平面可以是竖直平面，其权重可以赋予70%及以上，其原因是天花板顶棚对音质的影响最大，在这个方向上过于相互杂乱后，容易产生共振染色而引起音质降低的现象。

[0054] 在实际的检测场景中，由于有一些首次反射信号能够直接反射至目标接收区域，该类反射声信号属于有效的反射声信号，能够在进行吸收与反射后形成协调的声接收效果，因此需要对该类型的首次反射信号予以保留，即在计算正交初值时进行剔除或者降噪，以保证正交初值的计算更合理。即本实施例中进行步骤S327：根据所述第一次级射出方向和/或第二次级射出方向指向所述目标接收区域的数量生成纠偏系数，将所述纠偏系数当做减值权重赋予给所述正交初值。通过以上技术方案，则表示进行第五步筛选测试，不论进行几个平面（第一平面和/或第二平面）的正交情况判断后，将其中指向（是指该方向穿过目标接收区域）目标接收区域的次级射出方向进行数量统计，每有一次就增在计算数值上进行增加，从而在最后的正交初值进行减除即可，当然，在不同的实施方式中可以通过等比例去除或者递进扣减的方式，目的在于从正交初值剔除该类有效的首次反射信号即可，在此不做限制。

[0055] 通过以上大步骤S300，能够从所有测试点位中获得相对合理且可靠的一个或多个备选点位，再基于该备选点位进行目标扬声器角度的控制与调整，即进行步骤S400和S500。

[0056] S400：将目标扬声器依次放置在每个所述备选点位中，确定每次的角度调整策略后发射第三测试声信号，检测该第三测试声信号至所述目标接收区域的直达声信号时间和反射声信号时间；该步骤表示将目标扬声器放在备选点位中进行第六步测试，检测是否有明显的回声情况。其中的第三测试声信号也由目标扬声器产生，每次将目标扬声器调整一定角度后，检测其在接收处的两种声信号的之间差，即直达声信号时间和反射声信号时间之差并通过步骤S500进行判断：若该直达声信号时间和该反射声信号时间之差小于0.05s，则将该角度作为所述目标扬声器的控制角度。通过以上技术方案，能够在最后一步通过判断备选点位是否存在明显的回声现象，如不存在该现象，则记录该备选点位以及摆放角度，从而作为目标扬声器的调整目标之一，在不同的场景下可以选择进行相应调整，例如带转动或者摆动功能的智能音箱，将角度调整策略载入至内部控制程序，在一个周期的运动中便可以变换为该角度，从而在整个周期过程中保证较高的声信号接收质量。

[0057] 由于直达声与发射声之间不存在有效的延迟时间，那么听到的声级强度就被加强了，但如果由于增加了遮挡物造成声场中反射声与直达声的时差过大，就可能形成回声效应，若直达声信号时间和该反射声信号时间之差小于0.05s，则反射声信号不存在明显的迟延现象，反而能够作为一种混响效果来达到提高音质的结果。

[0058] 需要说明的是，能够获得数量合理且有效的目标扬声器的控制角度，需要选择合适的角度调整策略，请参阅图3，所述确定每次的角度调整策略包括如下步骤S510‑S30：

[0059] S510：获取所述第一基准射出方向与任一所述第一次级射出方向的第一最小值；S520：所述第二基准射出方向与任一所述第二次级射出方向的第二最小值；S530：比较所述第一最小值和所述第二最小值，其较小者作为所述角度调整的最小单元。通过以上技术方案，以第一最小值与第二最小值中的较小者作为每次的角度调整单元，能够在每次声信号变化较大时进行第六步测试，不会出现划分单元过小后造成更多的计算负担，同时以声信号发生明显变化的最小节点进行调整，不仅数量合理，而且也不会遗漏每个发生明显变化的节点，达到测试有效性较好的目的。当然，确定每次的角度调整的最小单元后，对于角度调整的方向可以选择水平调整，本实施例中采用针对发声源与接收源连线所在的平面作为调整方向即可。

[0060] 通过以上六步测试，能够从物理传播层面上选择较好的点位以及角度来保证较高的接收质量，在此基础上，再通过第七步测试即异常声信号的测试，从而达到确保声信号更高质量接收的目的。请参阅图4和图5，在大步骤S500后还包括对所述第三测试声信号进行异常检测的判断步骤S600，该步骤S600具体包括以下子步骤S610‑S620：

[0061] S610：确定样本训练集与样本测试集，进行模型训练；该步骤主要是将收集的数据进行样本集划分，其中收集的数据主要来源于已经测得的数据或者历史数据，将该些数据进行预处理后分为两套独立的样本集，即样本训练集和样本测试集，然后进行模型训练，其中，最为重要的是选择训练的算法，例如采用决策树、随机森林等算法。而在本实施例中可采用支持向量机的算法，考虑到支持向量机的算法在很多分类任务上有较好的泛化能力，即支持向量机通过寻找几何间隔最大的分离超平面，使得模型对较难区分的样本也有很好的识别效果。具体可参照以下原理：

[0062] 以训练样本集D为例，其中 ，然后寻找一个起分割作用的超平面，此超平面表达式如下：

[0063]      （1）

[0064] 公式（1）中， 表示法向量，b表示超平面距离原点的距离。x是样本空间的一点，其与超平面的距离表示如下：

[0065]           （2）

[0066] 使得超平面能对样本正确分类的定义如下：

[0067]          （3）

[0068] 由上式（1）‑（3）可知，当 时，这时的样本点与超平面距离最小，两类点的间隔表示如下：

[0069]          （4）

[0070] 若使超平面的泛化能力最好，那么应该使间隔最大，可表示如下：

[0071]               （5）

[0072] 由公式（4）和（5）可知，若使间隔最大，那么应该使 最大，可以等价使最小。那么公式（5）可等效为：

[0073]              （6）

[0074] 由公式（6）满足约束中等式成立的点距离分离超平面（w,b）最近，这类点成为支持向量。支持向量分布在 的超平面上，分离超平面位于的正中央。而针对更加复杂的非线性问题，为了能够适用以上方式，可以引入核函数，核函数通过非线性变换，将输入从低维非线性映射到高维线性空间，从而在高维线性空间进行求解，在此不再过多赘述。

[0075] S620：利用已经训练好的模型进行异常情况识别，获得识别结果。该步骤主要是将上述训练好的模型进行应用，将已经实际测得的扬声器信号参数代入该模型中，通过识别结果判断是否存在异常情况。通过以上技术方案，能够在最后第七步进行目标扬声器声信号的异常识别，从而来保证目标接收区域从物理传播层面以及电磁信号层面均能接收到质量较高的声信号。

[0076] 本实施例中还提供一种室内场景用扬声器控制系统700，请参阅图6中该室内场景用扬声器控制系统700的模块化示意图，主要用于根据上述方法的实施例对室内场景用扬声器控制系统700进行功能模块的划分。例如可以划分各个功能模块，也可以将两个或两个以上的功能集成在一个处理模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。需要说明的是，本发明中对模块的划分是示意性的，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式。比如，在采用对应各个功能划分各个功能模块的情况下，图6示出的只是一种系统/装置示意图，其中，该室内场景用扬声器控制系统700可以包括第一确定单元710、第一筛选单元720、第二筛选单元730、第一控制单元740和第一判断单元750。下面对各个单元模块的功能进行阐述。

[0077] 第一确定单元710用于确定室内场景中声信号的目标接收区域，并将该室内场景进行空间分割，获得多个分割区域；对多个所述分割区域进行筛选，获得多个备选区域。第一筛选单元720用于获取每个所述备选区域至所述目标接收区域的第一测试声信号，对所有所述第一测试声信号进行混响特性分析，基于混响特性分析的结果确定初始放置区域；其中，所述第一测试声信号由目标扬声器产生。第二筛选单元730其用于在所述初始放置区域内确定至少一个测试点位，在每个所述测试点位发射第二测试声信号，捕捉所述第二测试声信号前N次的反射信号数量，捕捉的该反射信号数量若小于预设阈值，则将该测试点位作为备选点位，其中，所述第二测试声信号由目标扬声器产生；N为正整数。第一控制单元
740用于将目标扬声器依次放置在每个所述备选点位中，确定每次的角度调整策略后发射第三测试声信号，检测该第三测试声信号至所述目标接收区域的直达声信号时间和反射声信号时间。第一判断单元750用于实现以下判断：若该直达声信号时间和该反射声信号时间之差小于0.05s，则将该角度作为所述目标扬声器的控制角度。

[0078] 在一些实施方式中，第一筛选单元720还用于确定第一测试声信号的混响时间，判断混响时间是否位于第一区间内，若位于第一区间内则将该第一测试声信号记为复选声信号，否则剔除该第一测试声信号；获取每个所述复选声信号的发射声压等级以及接收声压等级，将该发射声压等级代入声信号衰减模型，获得筛减声压等级，计算所述筛减声压等级与所述接收声压等级的距离参数。

[0079] 在一些实施方式中，第二筛选单元730还用于获得该第二测试声信号的所有首次反射信号的方向参数；将所获得的方向参数进行正交性判断，生成正交初值；将正交初值大于初始阈值的第二测试声信号进行剔除。以及第二筛选单元730还用于从所有所述首次反射信号中确定基准反射信号，获取该基准反射信号在第一平面上的射出方向，作为第一基准射出方向；再获取其余首次反射信号在第一平面上的射出方向，作为第一次级射出方向；分析每个所述第一次级射出方向相对所述第一基准射出方向的夹角情况，作为计算所述正交初值的基础。还用于获取所述基准反射信号在第二平面上的射出方向，作为第二基准射出方向；再获取其余首次反射信号在第二平面上的射出方向，作为第二次级射出方向；分析每个所述第二次级射出方向相对所述第二基准射出方向的夹角情况，作为计算所述正交初值的基础；其中，所述第二平面与所述第一平面相互垂直。还用于根据所述第一次级射出方向和/或第二次级射出方向指向所述目标接收区域的数量生成纠偏系数，将所述纠偏系数当做减值权重赋予给所述正交初值。

[0080] 在一些实施方式中，第一控制单元740还用于获取所述第一基准射出方向与任一所述第一次级射出方向的第一最小值以及所述第二基准射出方向与任一所述第二次级射出方向的第二最小值；比较所述第一最小值和所述第二最小值，其较小者作为所述角度调整的最小单元。

[0081] 本实施例提供的室内场景用扬声器控制系统700还包括第一异常检测单元，其用于确定样本训练集与样本测试集，进行模型训练；利用已经训练好的模型进行第三测试声信号的异常情况识别，获得识别结果。

[0082] 在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本申请实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、室内场景用扬声器控制供电线(DSL))或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，DVD)、或者半导体介质(例如固态硬盘(sol标识 state disk，SSD))等。

[0083] 本申请实施例是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

[0084] 这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

[0085] 这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

[0086] 显然，本领域的技术人员可以对本申请实施例进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请实施例的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。