[發明專利]一種多音源定位方法、裝置、電子設備及存儲介質

有效

• 申請號: 202011565848.0
• 申請日: 2020-12-25
• 公開（公告）號: CN112858999B
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發明（設計）人: 何源;王偉國;李金明
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: G01S5/22
• 分類號: G01S5/22
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 鄭朝然

本發明提供一種多音源定位方法、裝置、電子設備及存儲介質，該方法包括：對麥克風陣列獲取的多音源信號進行分析，得到多個麥克風與基準麥克風之間的相關峰信息；根據所述基準麥克風的序列號與所述多個麥克風的序號列的差值，篩選所述相關峰信息中的純凈峰信息和混合峰信息；根據所述純凈峰信息計算各個到達角，并根據所述混合峰信息識別每個達到角的音源，確定來自同一音源的到達角；根據來自同一音源的到達角進行音源定位。將相關峰信息劃分為純凈峰和混合峰，然后根據純凈峰估計各個到達角，并根據混合峰適合每個到達角的音源，確定屬于同一個音源的LOS的到達角和ECHO的到達角，最終實現在多音源情況的音源定位。

技術領域

本發明涉及音源定位技術領域，尤其涉及一種多音源定位方法、裝置、電子設備及存儲介質。

背景技術

智能設備在我們的日常生活中越來越流行。聲音識別是智能設備的一項重要功能。智能音箱支持各種吸引人的應用，如家電語音控制、人機對話、娛樂中心等。

隨著智能家居的快速發展，對智能設備上聲源定位的需求越來越大。定位音源的能力，很大程度地提升智能設備的理解能力，包括但不限于以下幾種情況：(1)定位能力使智能音箱能夠處理用戶位置敏感的語音命令：當用戶躺在床上說“開燈”時，智能音箱如果能獲知用戶，即聲源的位置后，就能推測用戶大概率是想看書或者電視，從而智能地關閉頂燈，打開閱讀燈。(2)定位能力能讓智能音箱更好地感知真實的物理狀態：當智能音箱聽到窗戶或門的異常聲音是來自嬰兒房間的時候，該設備就能提醒父母潛在的危險。

常規聲源定位的方法需要部署多個分布式麥克風陣列。基于對陣列中音源的飛行時間差(time-difference-of-flight,TDOA)或到達方角(direction-of-arrival,DoA)的估計，可以通過三邊或者三角測量對音源進行定位。但是，這些多陣列的解決方案無法應用于智能音箱這類設備，因為該設備通常僅配備一個麥克風陣列。

單個陣列定位聲源的難點在于遠場效應。普通商用的麥克風陣列的典型尺寸只有幾厘米，該尺寸和音源與陣列之間的距離可以忽略不計。從而，聲學信號到麥克風的傳播射線被認為是彼此平行的。由于有限的空間分辨率(陣列大小或孔徑)和時間分辨率，即麥克風的采樣率，商用陣列無法分離近乎平行射線的DoA。

同時，由于真實場景中有多個聲源。例如，在家居環境中，可能會有其他家庭成員的談話、電視、洗衣機、微波爐和環境噪音。這些信號源會干擾用戶的語音命令，阻礙了智能設備定位，因此多音源干擾是定位音源的另一個難點。

因此，如何同時定位多個音源，已經成為業界亟待解決的問題。

發明內容

本發明提供一種多音源定位方法、裝置、電子設備及存儲介質，用以解決現有技術中無法很好的同時實現多音源定位的問題。

本發明提供一種多音源定位方法，包括：

對麥克風陣列獲取的多音源信號進行分析，得到多個麥克風與基準麥克風之間的相關峰信息；

根據所述基準麥克風的序列號與所述多個麥克風的序號列的差值，篩選所述相關峰信息中的純凈峰信息和混合峰信息；

根據所述純凈峰信息計算各個到達角，并根據所述混合峰信息識別每個達到角的音源，確定來自同一音源的到達角；

根據來自同一音源的到達角進行音源定位。

根據本發明的一種多音源定位方法，所述麥克風陣列獲取的多音源信號包括：多個音源信號；

其中，每個音源信號均包括視距路徑LOS傳播的音源信號和墻反射路徑ECHO傳播的音源信號。

根據本發明的一種多音源定位方法，根據所述基準麥克風的序列號與所述多個麥克風的序號列的差值，篩選所述相關峰信息中的純凈峰信息和混合峰信的步驟，具體包括：