[發明專利]一種基于麥克風陣列的遠距離虹膜跟蹤與采集方法

有效

• 申請號: 201710404985.8
• 申請日: 2017-06-01
• 公開（公告）號: CN107346661B
• 公開（公告）日: 2020-06-12
• 發明（設計）人: 李昕;李明
• 申請（專利權）人: 伊沃人工智能技術（江蘇）有限公司
• 主分類號: G10L15/25
• 分類號: G10L15/25;G10L15/08;G10L17/00;G06K9/00
• 代理公司: 上海光華專利事務所(普通合伙) 31219
• 代理人: 林凡燕

1.一種基于麥克風陣列的遠距離虹膜跟蹤與采集方法，包括中央處理控制模塊，及與之相連的基于分布式麥克風陣列的語音喚醒模塊及聲源定位模塊以及用于采集遠距離虹膜圖像的紅外攝像頭模塊，云臺及變焦模塊，其特征在于，包括：

步驟1：麥克風陣列的聲源定位模塊根據分布在分布式麥克風陣列聲音采集范圍內用戶語音啟動，并實時跟蹤及計算用戶嘴巴在三維空間中的位置信息；

在執行步驟1時，所述分布式麥克風陣列為由M個(M＝1)安裝在不同位置的麥克風陣列組成，假設第i個麥克風陣列包含N_i個麥克風，則整個分布式麥克風陣列包含個麥克風，其實時跟蹤及計算用戶嘴巴在三維空間中的位置信息具體過程為：

步驟101：對于第i個由N_i個麥克風組成的麥克風陣列，N_i≥4，且不能全部分布在同一個平面上；麥克風兩兩配對，組成n_i＝N_i×(N_i-1)/2對麥克風配對；針對每一個配對，計算每對麥克風通道語音的時間差τ_ij，j＝1，…，n_i；

步驟102：根據每對麥克風通道語音的時間差，利用推算出α，其中d_ij為這兩個麥克風之間的間距，而c為空氣中的聲速；

步驟103：假設第j個麥克風配對中的兩個麥克風的實際空間位置分別為

M_j1(x_j1，y_j1，z_j1)和M_j2(x_j2，y_j2，z_j2)，則其夾角α與三維空間中聲音源相對陣列坐標系的夾角θ和的關系如下：

根據多個麥克風之間的兩兩配對，求平均或求最大值的方式獲得相應的聲音源的位置信息θ和當系統中有多個分布式的麥克風陣列，則把每一個麥克風陣列獲得的θ和信息組合起來得到用戶嘴巴在三維空間中的位置信息；

步驟2：將所述位置信息傳送至中央處理控制模塊，如果位置信息在紅外攝像機及云臺的工作范圍內，則所述中央處理控制模塊控制紅外攝像機的高速云臺及變焦模塊，對準用戶的頭部進行放大對焦拍攝，獲取多幅用戶頭部的紅外圖像；

步驟3：語音喚醒模塊根據麥克風陣列輸出的增強后的語音識別當前用戶語音是否為約定的喚醒詞，如不是，則為無效語音，忽略所述紅外圖像；如是，則為有效語音，將采集的所述紅外圖像用于后續的虹膜識別。

2.如權利要求1所述的一種基于麥克風陣列的遠距離虹膜跟蹤與采集方法，在執行步驟2時，所述云臺和變焦模塊根據麥克風陣列輸出的位置信息的拍攝多幅人臉的圖片，其中人眼部分的圖片大小滿足虹膜識別的要求，具體步驟為：

步驟201：根據分布式麥克風陣列聲源定位模塊傳到中央控制單元的位置信息，判斷聲源坐標是否在預設的虹膜采集區域內，如是，進行步驟202；如不是，則為干擾信號，忽略該位置信息；

步驟202：中央控制單元控制紅外攝像機的高速云臺和變焦模塊對準空間中的聲源位置進行拍照；

步驟203：將采集的頭部圖片進行人臉檢測及人眼檢測，并提取出雙眼的虹膜圖像用以進行虹膜識別；如果照片清晰度低于預設值，則忽略該圖像，繼續處理下一張。

3.如權利要求1所述的一種基于麥克風陣列的遠距離虹膜跟蹤與采集方法，在執行步驟3時，其具體步驟為：

步驟301：麥克風陣列采集得到的多通道語音經過回聲抵消，去混響，波束集成，后濾波操作后，得到增強后的單通道語音，使用語音識別技術識別當前用戶語音是否為約定的喚醒詞，如不是，則為無效語音，忽略所述紅外圖像；

如是，則為有效語音，將采集的所述紅外圖像用于后續的虹膜識別。