[發(fā)明專利]一種基于耳廓傳導(dǎo)特性的單耳聲源定位方法及系統(tǒng)在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 202011459187.3 | 申請日： | 2020-12-11 |
| 公開（公告）號： | CN112526495A | 公開（公告）日： | 2021-03-19 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 童峰;毛連華;郭秋涵;吳燕藝;傅榮杰 | 申請（專利權(quán)）人： | 廈門大學(xué);廈門市派美特科技有限公司 |
| 主分類號： | G01S11/14 | 分類號： | G01S11/14 |
| 代理公司： | 廈門福貝知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 35235 | 代理人： | 陳遠(yuǎn)洋 |
| 地址： | 361000 福建*** | 國省代碼： | 福建;35 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 基于 耳廓 傳導(dǎo) 特性 聲源 定位 方法 系統(tǒng) | ||
1.一種基于耳廓傳導(dǎo)特性的單耳聲源定位方法，其特征在于，包括以下步驟：
S1：將噪聲傳聲器設(shè)置于單個(gè)的人工耳耳道出口位置，在理想測試環(huán)境下分別設(shè)置多個(gè)測試聲源位于不同方位角或俯仰角位置播放測試聲源信號，將利用所述噪聲傳聲器采集到的信號記為第一接收信號，利用離散傅里葉變換將所述第一接收信號和所述測試聲源信號轉(zhuǎn)換到頻域，基于所述第一接收信號和所述測試聲源信號的頻域關(guān)系針對各個(gè)所述測試聲源計(jì)算耳廓傳導(dǎo)特性響應(yīng)；
S2：在實(shí)際定位時(shí)，利用所述噪聲傳聲器接收待測聲源發(fā)出的信號，記為第二接收信號；以及
S3：利用離散傅里葉變換將所述第二接收信號和所述耳廓傳導(dǎo)特性響應(yīng)轉(zhuǎn)換到頻域，基于所述第二接收信號和所述耳廓傳導(dǎo)特性響應(yīng)的頻域關(guān)系利用稀疏恢復(fù)算法進(jìn)行聲源方位估計(jì)，獲得所述待測聲源的方位。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述噪聲傳聲器的設(shè)置位置位于耳廓內(nèi)并且位于耳道出口外側(cè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述噪聲傳聲器通過一片音頻編解碼芯片與所述聲源方位估計(jì)模塊連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述聲源方位估計(jì)模塊包括一片用于控制音頻編解碼芯片和麥克風(fēng)的微處理器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述第一接收信號和所述測試聲源信號的頻域關(guān)系針對各個(gè)所述測試聲源計(jì)算耳廓傳導(dǎo)特性響應(yīng)的具體步驟包括：
根據(jù)所述第一接收信號和所述測試聲源信號的頻域關(guān)系
X1(k)＝H(rs，k)S1(k)+W1(k)
其中，X1(k)為頻域的M幀所述第一接收信號的矢量，H(rs，k)為M幀所述第一接收信號對應(yīng)的所述測試聲源位置rs處的耳廓傳導(dǎo)特性頻域響應(yīng)的矢量，W1(k)為M幀所述第一接收信號對應(yīng)的頻域噪聲的矢量，S1(k)為所述測試聲源信號頻域；
利用已知的X1(k)、W1(k)和S1(k)求得H(rs，k)，對所有所述測試聲源的空間位置{r1，r2，...，rD}，進(jìn)行上述運(yùn)算，得到所有所述測試聲源對應(yīng)的耳廓傳導(dǎo)特性頻域響應(yīng)矩陣D(k)＝{H(r1，k)，H(r2，k)，...，H(rD，k)}，并儲(chǔ)存。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述基于所述第二接收信號和所述耳廓傳導(dǎo)特性響應(yīng)的頻域關(guān)系利用稀疏恢復(fù)算法進(jìn)行聲源方位估計(jì)具體包括：
將所述耳廓傳導(dǎo)特性頻域響應(yīng)矩陣D(k)作為字典，基于所述第二接收信號和所述耳廓傳導(dǎo)特性響應(yīng)的頻域關(guān)系
X2(k)＝H(rs，k)S2(k)+W2(k)
對D(k)進(jìn)行擴(kuò)展，得到
其中，X2(k)為頻域的M幀所述第二接收信號的矢量，H(rs，k)為M幀所述第一接收信號對應(yīng)的所述測試聲源位置rs處的耳廓傳導(dǎo)特性頻域響應(yīng)的矢量，W2(k)為M幀所述第二接收信號對應(yīng)的頻域噪聲的矢量，S2(k)為所述待測聲源的信號頻域，為字典擴(kuò)展下的所述待測聲源的信號頻域；
基于壓縮感知算法，將所述耳廓傳導(dǎo)特性頻域響應(yīng)矩陣D(k)作為觀測矩陣，使用稀疏恢復(fù)算法對公式進(jìn)行求解，得到根據(jù)中的非零元素及其位置，獲得所述位置對應(yīng)的待測聲源的方位。
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