[發(fā)明專利]一種聲源定位方法及裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210281019.9
• 申請日: 2012-08-08
• 公開（公告）號: CN102854494A
• 公開（公告）日: 2013-01-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 彭迎標(biāo);邵詩強(qiáng)
• 申請（專利權(quán)）人: TCL集團(tuán)股份有限公司
• 主分類號: G01S5/22
• 分類號: G01S5/22
• 代理公司: 深圳中一專利商標(biāo)事務(wù)所 44237
• 代理人: 張全文

1.一種聲源定位方法，其特征在于，所述方法包括：

麥克風(fēng)陣列采集聲源信號，并對其中任意兩個(gè)麥克風(fēng)采集的聲源信號進(jìn)行預(yù)處理；

確定經(jīng)過所述預(yù)處理后的兩路聲源信號的互功率譜密度函數(shù)；

確定隨當(dāng)前信噪比變化而調(diào)整的加權(quán)函數(shù)；

根據(jù)所述互功率譜密度函數(shù)和加權(quán)函數(shù)確定所述兩路聲源信號的互相關(guān)函數(shù)的值序列，并根據(jù)所述互相關(guān)函數(shù)的最大值確定聲源信號到達(dá)所述兩個(gè)麥克風(fēng)的時(shí)延；

根據(jù)麥克風(fēng)陣列的排列分布和所述聲源信號到達(dá)其中所述兩個(gè)麥克風(fēng)的時(shí)延，定位聲源位置。

2.如權(quán)利要求1所述方法，其特征在于，所述麥克風(fēng)陣列采集聲源信號，并對其中任意兩個(gè)麥克風(fēng)采集的聲源信號進(jìn)行預(yù)處理步驟，具體包括：

麥克風(fēng)陣列采集聲源信號；

對所述麥克風(fēng)陣列中任意兩個(gè)麥克風(fēng)采集的聲源信號進(jìn)行帶通濾波，得到兩路帶通濾波后的聲源信號；

對所述兩路經(jīng)過帶通濾波的聲源信號進(jìn)行加窗分幀處理，得到兩路短時(shí)平穩(wěn)信號。

3.如權(quán)利要求2所述方法，其特征在于，所述確定經(jīng)過所述預(yù)處理后的兩路聲源信號的互功率譜密度函數(shù)步驟，具體包括：

通過端點(diǎn)檢測判斷所述兩路短時(shí)平穩(wěn)信號是否為語音信號；

當(dāng)判斷是時(shí)，確定當(dāng)前信噪比，所述當(dāng)前信噪比為：SNR(λ)＝aSNR(λ-1)+(1-a)SNR_0，其中SNR(λ-1)為上一幀聲源信號信噪比，SNR_0為使用當(dāng)前語音信號幀與前一非語音信號幀的能量比值求得的先驗(yàn)信噪比，a為平滑因子；

對所述兩路短時(shí)平穩(wěn)信號進(jìn)行快速傅里葉變換，再確定所述兩路短時(shí)平穩(wěn)信號的互功率譜密度函數(shù)；

當(dāng)判斷否時(shí)，舍棄所述兩路短時(shí)平穩(wěn)信號，并更新信噪比SNR(λ)＝SNR(λ-1)，其中SNR(λ-1)為上一幀聲源信號信噪比。

4.如權(quán)利要求3所述方法，其特征在于，當(dāng)所述聲源信號的短時(shí)能量和短時(shí)過零率均大于相應(yīng)的閾值時(shí)，即可判定當(dāng)前聲源信號為語音信號。

5.如權(quán)利要求4所述方法，其特征在于，所述確定隨當(dāng)前信噪比變化而調(diào)整的加權(quán)函數(shù)步驟，具體包括：

根據(jù)所述當(dāng)前信噪比確定加權(quán)函數(shù)或者其中φ₁₂(w)為聲源信號的互功率譜密度函數(shù)，ρ為與當(dāng)前信噪比SNR(λ)成正比關(guān)系的調(diào)節(jié)因子，為相干函數(shù)，其中φ₁(w)和φ₂(w)為所述兩路聲源信號的自相關(guān)函數(shù)。

6.如權(quán)利要求5所述方法，其特征在于，所述根據(jù)所述互功率譜密度函數(shù)和加權(quán)函數(shù)確定所述兩路聲源信號的互相關(guān)函數(shù)的值序列，并根據(jù)所述互相關(guān)函數(shù)的最大值確定聲源信號到達(dá)所述兩個(gè)麥克風(fēng)的時(shí)延步驟，具體包括：

將所述互功率譜密度函數(shù)與加權(quán)函數(shù)的乘積經(jīng)過傅里葉逆變換得到所述兩路聲源信號的互相關(guān)函數(shù)的值序列；

對所述互相關(guān)函數(shù)的值序列進(jìn)行峰值檢測，得到最大值點(diǎn)對應(yīng)的抽樣點(diǎn)，并根據(jù)抽樣點(diǎn)間隔時(shí)間確定所述聲源信號到達(dá)所述兩個(gè)麥克風(fēng)的時(shí)延。

7.一種聲源定位裝置，其特征在于，所述裝置包括：

麥克風(fēng)陣列采集預(yù)處理單元，用于麥克風(fēng)陣列采集聲源信號，并對其中任意兩個(gè)麥克風(fēng)采集的聲源信號進(jìn)行預(yù)處理；

互功率譜密度確定單元，用于確定經(jīng)過所述預(yù)處理后的兩路聲源信號的互功率譜密度函數(shù)；

加權(quán)函數(shù)確定單元，用于確定隨當(dāng)前信噪比變化而調(diào)整的加權(quán)函數(shù)；

時(shí)延確定單元，用于根據(jù)所述互功率譜密度函數(shù)和加權(quán)函數(shù)確定所述兩路聲源信號的互相關(guān)函數(shù)的值序列，并根據(jù)所述互相關(guān)函數(shù)的最大值確定聲源信號到達(dá)所述兩個(gè)麥克風(fēng)的時(shí)延；

聲源定位單元，用于根據(jù)麥克風(fēng)陣列的排列分布和所述聲源信號到達(dá)其中所述兩個(gè)麥克風(fēng)的時(shí)延，定位聲源位置。

8.如權(quán)利要求7所述裝置，其特征在于，所述麥克風(fēng)陣列采集預(yù)處理單元包括：

麥克風(fēng)陣列采集模塊，用于麥克風(fēng)陣列采集聲源信號；

帶通濾波模塊，用于對所述麥克風(fēng)陣列中任意兩個(gè)麥克風(fēng)采集的聲源信號進(jìn)行帶通濾波，到兩路帶通濾波后的聲源信號；

分幀處理模塊，用于對所述兩路經(jīng)過帶通濾波的聲源信號進(jìn)行加窗分幀處理，得到兩路短時(shí)平穩(wěn)信號。