[發明專利]一種聲源定位方法及裝置

有效

• 申請號: 201210587043.5
• 申請日: 2012-12-28
• 公開（公告）號: CN103076593A
• 公開（公告）日: 2013-05-01
• 發明（設計）人: 應冬文;李軍鋒;馮永強;潘接林;顏永紅
• 申請（專利權）人: 中國科學院聲學研究所;上海中科高等研究院;北京中科信利技術有限公司
• 主分類號: G01S5/18
• 分類號: G01S5/18
• 代理公司: 北京億騰知識產權代理事務所 11309
• 代理人: 陳霽

1.一種聲源定位方法，包括：

將通過麥克風陣列接收的聲源信號轉化成數字聲音信號，所述麥克風陣列中包括多個麥克風；

對所述數字聲音信號進行頻譜提取和白化處理，得到針對每個麥克風的數字聲音信號的白化頻譜；

根據針對每個麥克風的數字聲音信號的白化頻譜計算出聲源位置第一值；

根據所述聲源位置第一值計算聲源位置第二值；以及

比較所述聲源位置第一值與所述聲源位置第二值，根據比較結果確定所述聲源位置。

2.根據權利要求1所述的方法，其中，所述根據每對麥克風的數字聲音信號的白化頻譜計算出聲源位置第一值的步驟包括：

對針對每個麥克風的數字聲音信號的白化頻譜進行交叉相關，得到針對交叉匹配的每一對麥克風的數字聲音信號的交叉相關函數；

根據所述交叉相關函數得到交叉匹配的每一對麥克風中兩個麥克風接收聲源的聲音信號的時間延遲；以及

根據所述交叉相關函數和所述時間延遲計算多個可控響應功率，并且根據其中的最大可控響應功率得到所述聲源位置第一值。

3.根據權利要求2所述的方法，其中，所述根據所述聲源位置第一值計算聲源位置第二值的步驟包括：

根據所述聲源位置第一值、所述時間延遲及其對應的交叉匹配的每一對麥克風的間距，計算每一交叉相關函數的權重；以及

根據所述每一交叉相關函數及其權重、以及所述時間延遲計算多個可控響應功率，并且根據其中的最大可控響應功率得到所述聲源位置第二值。

4.根據權利要求2所述的方法，其中，所述根據所述交叉相關函數得到交叉匹配的每一對麥克風中兩個麥克風接收聲源的聲音信號的時間延遲的步驟包括：

根據所述交叉相關函數得到交叉相關函數序列，并且根據交叉匹配的每一對麥克風的間距計算最大時間延遲；

根據所述最大時間延遲確定搜索范圍；

根據所述搜索范圍，在所述交叉相關函數序列中搜索最大值；以及

根據所述最大值得到交叉匹配的每一對麥克風中兩個麥克風接收聲源的聲音信號的時間延遲。

5.根據權利要求3所述的方法，其中，根據所述聲源位置第一值、所述時間延遲及其對應的交叉匹配的每一對麥克風的間距，計算每一交叉相關函數的權重的步驟包括：

根據聲源位置第一值計算對應的聲音信號入射方向與麥克風對連線之間的夾角；

根據所述時間延遲和麥克風對的間距估計所述夾角的估計值；

計算所述夾角和所述夾角的估計值的角度差的方差；以及

根據所述方差計算每一交叉相關函數的權重。

6.根據權利要求1所述的方法，還包括:

對所述數字聲音信號進行加窗和/或加重處理之后再進行所述頻譜提取和白化處理。

7.根據權利要求1所述的方法，其中，所述頻譜提取是通過對所述數字聲音信號進行快速傅利葉變換FFT得到的。

8.根據權利要求1所述的方法，其中，所述比較所述聲源位置第一值與所述聲源位置第二值，根據比較結果確定最終的聲源位置的步驟包括：

比較所述聲源位置第一值與所述聲源位置第二值，如果所述聲源位置第一值和所述聲源位置第二值之差不大于預定閾值，則將所述聲源位置第二值確定為所述聲源的位置。

9.一種聲源定位裝置，包括：

麥克風陣列，用于接收聲源信號并將其轉化成數字聲音信號，所述麥克風陣列中包括多個麥克風；

頻譜提取白化模塊，用于對所述數字聲音信號進行頻譜提取和白化處理，得到針對每個麥克風的數字聲音信號的白化頻譜；

第一計算模塊，用于根據針對每個麥克風的數字聲音信號的白化頻譜計算出聲源位置第一值；

第二計算模塊，用于根據所述聲源位置第一值計算聲源位置第二值；以及

比較確定模塊，用于比較所述聲源位置第一值與所述聲源位置第二值，根據比較結果確定所述聲源的位置。

10.根據權利要求9所述的聲源定位裝置，還包括：

預處理模塊，用于對所述數字聲音信號進行預加窗和/或加重之后再進行所述頻譜提取和白化處理。