[發明專利]一種基于麥克風陣列的聲源定位方法及裝置

有效

• 申請號: 201710106826.X
• 申請日: 2017-02-27
• 公開（公告）號: CN106872944B
• 公開（公告）日: 2020-05-05
• 發明（設計）人: 劉海燕;高興龍;李宏言;其他發明人請求不公開姓名
• 申請（專利權）人: 海爾優家智能科技（北京）有限公司
• 主分類號: G01S5/20
• 分類號: G01S5/20
• 代理公司: 工業和信息化部電子專利中心 11010
• 代理人: 吳永亮

本發明公開了一種基于麥克風陣列的聲源定位方法及裝置。該方法包括：預先在待檢測空間內構建長方體麥克風陣列；其中，長方體麥克風陣列包括至少一個由八元麥克風構成的長方體陣列塊；在進行聲源定位時，確定聲源信號強度最大的目標麥克風所在的目標陣列塊；獲取目標陣列塊中目標麥克風與相鄰麥克風、對角線麥克風之間的信號時延，并根據信號時延計算聲源的位置。本發明先確定目標麥克風再計算聲源具體位置，無須開根號等繁瑣計算，計算量小且計算速度快，因此在語音信號處理領域，具有較強的實用性。

技術領域

本發明涉及語音信號處理技術領域，尤其涉及一種基于麥克風陣列的聲源定位方法及裝置。

背景技術

近年來，隨著工業、民用和軍事領域的定位應用需求的增大，基于聲源檢測與定位系統的研究已經成為新的研究熱點。聲源定位技術是陣列信號處理的重要技術之一，具有廣闊的應用前景和實際意義，其已經在視頻電話、視頻會議系統、電話會議系統、監控系統、語音追蹤系統以及聲吶探索系統等領域得到廣泛應用。

目前的聲源定位系統是將多個麥克風按照一定順序分布在空間的不同位置，對各個麥克風接收的語音信號進行處理，最終根據計算得出聲源的最終位置。然而隨著噪聲環境的豐富以及混響的介入，傳統的一維、二維聲源定位算法已經不能滿足聲源定位精準的需求。而傳統的三維聲源定位算法相比一維和二維定位算法雖然計算較為準確，但是由于三維計算涉及計算量非常大，導致計算速度較慢，不能滿足聲源定位系統快而準的要求。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于提供一種基于麥克風陣列的聲源定位方法及裝置，用以解決現有技術中的聲源定位方法因計算量大導致計算速度較慢的問題。

為實現上述發明目的，本發明采用下述的技術方案：

依據本發明的一個方面，提供一種基于麥克風陣列的聲源定位方法，包括：

預先在待檢測空間內構建長方體麥克風陣列；其中，所述長方體麥克風陣列包括至少一個由八元麥克風構成的長方體陣列塊；

在進行聲源定位時，確定聲源信號強度最大的目標麥克風所在的目標陣列塊；

獲取所述目標陣列塊中所述目標麥克風與相鄰麥克風、對角線麥克風之間的信號時延，并根據所述信號時延計算所述聲源的位置。

優選的，所述預先在待檢測空間內構建長方體麥克風陣列，具體包括：

當所述待檢測空間為規則形狀時，將所述待檢測空間等分為至少一個小空間；

將所述小空間等分為8個小塊，每個小塊的中心即為麥克風所在的位置。

優選的，在確定聲源信號強度最大的目標麥克風所在的目標陣列塊時，具體包括：

以采樣頻率對各麥克風接收到的聲源信號進行采樣，預設時間內采樣點的平方和即為所述聲源信號強度；

確定所述聲源信號強度最大的目標麥克風，并根據預設陣列塊信息獲取所述目標麥克風所在的目標陣列塊。

優選的，所述獲取所述目標陣列塊中所述目標麥克風與相鄰麥克風、對角線麥克風之間的信號時延，并根據所述信號時延計算所述聲源的位置，具體包括：

當所述目標陣列塊包括多個陣列塊時，獲取每個陣列塊中的所述目標麥克風與相鄰麥克風、對角線麥克風之間的信號時延；

根據每個陣列塊中所述信號時延分別計算出一個聲源的位置；

獲取每個聲源的位置的平均值，所述平均值即為聲源的最終位置。

優選的，在獲取所述目標麥克風與所述相鄰麥克風、所述對角線麥克風的信號時延之前，所述方法還包括：