[發明專利]一種基于陣列信號的多目標定位識別方法

有效

• 申請號: 201811055711.3
• 申請日: 2018-09-11
• 公開（公告）號: CN110888112B
• 公開（公告）日: 2021-10-22
• 發明（設計）人: 理華;孟曉輝;王耀輝
• 申請（專利權）人: 中國科學院聲學研究所
• 主分類號: G01S5/22
• 分類號: G01S5/22
• 代理公司: 北京方安思達知識產權代理有限公司 11472
• 代理人: 陳琳琳;王宇楊

本發明公開了一種基于陣列信號的多目標定位識別方法，所述方法包括：一種基于陣列信號的多目標定位識別方法，所述方法包括：步驟1)利用陣列盲信號處理將N個獨立信源從混疊信號中分離出來；步驟2)對多通道的陣列信號進行頻帶分解，分離出M個不同頻帶的信號；將空間平面分為P*Q個網格，P為網格的行總數，Q為網格的列總數；步驟3)利用陣列信號處理的聲源定位算法分別計算M個頻帶在每個網格位置上輸出的功率；步驟4)基于步驟3)的每個網格的M個頻帶的功率，將每一個網格的信號恢復到時域，獲得每個網格上的時域信號；步驟5)將步驟1)的每個獨立信源分別與P*Q個時域信號進行匹配，匹配到的網格位置為獨立信源的位置，共匹配P*Q*N次。

技術領域

本發明涉及語音信號處理領域，具體涉及一種基于陣列信號的多目標定位識別方法。

背景技術

傳聲器陣列信號處理技術是源于雷達、聲吶等系統。傳聲器陣列聲源定位在通信、移動機器人和助聽器裝置等許多領域具有廣泛應用價值。在這些應用中，最基本的就是要估計聲源位置，并且需要兼顧定位精度和算法的實時性。傳統的DOA估計方法，比如可控功率響應的聲源定位方法(SRP-PHAT)，只能估計聲源的位置，但是對于頻率相似的聲源不能分辨其位置，即無法建立聲源和位置的一一對應的關系。

發明內容

本發明的目的在于克服上述技術缺陷，提出了一種基于陣列信號的多目標定位識別方法，該方法可以將頻率相似的獨立信源或者稀疏信源與其聲源位置建立一一對應的關系，不但實現了聲源的位置定位，也實現了聲源的種類定位。

為了實現上述目的，本發明提出了一種基于陣列信號的多目標定位識別方法，所述方法包括：

步驟1)利用陣列盲信號處理將N個獨立信源從混疊信號中分離出來；

步驟2)對多通道的陣列信號進行頻帶分解，分離出M個不同頻帶的信號；將空間平面分為P*Q個網格，P為網格的行總數，Q為網格的列總數；

步驟3)利用陣列信號處理的聲源定位算法分別計算M個頻帶在每個網格位置上輸出的功率；

步驟4)基于步驟3)的每個網格的M個頻帶的功率，將每一個網格的信號恢復到時域，獲得每個網格上的時域信號；

步驟5)將步驟1)的每個獨立信源分別與P*Q個時域信號進行匹配，匹配到的網格位置為獨立信源的位置，共匹配P*Q*N次。

作為上述方法的一種改進，所述步驟3)的具體實現過程為：

利用SRP-PHAT方法計算每個網格位置上輸出的第m，1≤m≤M個頻帶的功率P_m(s)：

其中，L為的陣列信號的通道個數，X_k(ω)為第k個通道信號X_k(t)的加窗傅里葉變換，τ_k為第k個通道指向網格(p，q)處的可控時延；為第1個通道信號X_k(t)的加窗傅里葉變換的共軛，τ_l為第1個通道指向網格(p，q)處的可控時延，1≤l≤L，1≤k≤L，l≠k，1≤p≤P，1≤q≤Q，p，q分別表示網格的行序號，列序號；s為網格(p，q)處對應的空間位置向量；ω表示當前頻帶的頻率；第k個通道和第1個通道的PHAT加權系數為：

M個頻帶在P*Q個網格上輸出P*Q*M個功率。

作為上述方法的一種改進，所述步驟4)的具體實現過程為：網格(p，q)處的時域信號x(m，s)為：

其中，m＝0，1，2，...M-1，m表示時域信號的時間點，

作為上述方法的一種改進，所述步驟5)的具體實現過程為：