[發(fā)明專(zhuān)利]聲源定位方法、裝置、存儲(chǔ)介質(zhì)及計(jì)算機(jī)設(shè)備

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210273271.9
• 申請(qǐng)日: 2022-03-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114355289B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-06-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭志平;張帥;郭星;王國(guó)良
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 深圳市烽火宏聲科技有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G01S5/20
• 分類(lèi)號(hào): G01S5/20;G06F17/16
• 代理公司: 深圳市華騰知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44370
• 代理人: 彭年才

1.一種聲源定位方法，其特征在于，包括：

通過(guò)拾音陣列采集特征聲音的n路音頻數(shù)據(jù)；其中，所述拾音陣列包括1個(gè)中心陣元和n-1個(gè)相鄰陣元，n為大于1的整數(shù)，所述拾音陣列包括1個(gè)中心陣元和6個(gè)等間隔分布在圓周上的相鄰陣元，所述中心陣元位于圓心上；

根據(jù)預(yù)先訓(xùn)練的特征聲音判斷模型識(shí)別所述特征聲音的聲音類(lèi)型；

若所述聲音類(lèi)型為預(yù)設(shè)類(lèi)型，計(jì)算所述n-1個(gè)相鄰陣元采集的音頻數(shù)據(jù)和所述中心陣元采集的音頻數(shù)據(jù)之間的到達(dá)時(shí)間差；

根據(jù)所述到達(dá)時(shí)間差計(jì)算所述特征聲音的方位角度；其中，當(dāng)聲源和所述中心陣元之間的距離大于，使用遠(yuǎn)場(chǎng)模型計(jì)算方位角度，遠(yuǎn)場(chǎng)模型中所述聲源到各個(gè)陣元之間的路徑視為平行線，，d表示中心陣元和各個(gè)相鄰陣元之間的距離，f表示特征聲音的最高頻率，c表示聲音的傳播速度；

其中，如下公式計(jì)算方位角度：

；其中，θ表示方位角度，μ表示所述到達(dá)時(shí)間差對(duì)應(yīng)的音頻數(shù)據(jù)的采樣點(diǎn)個(gè)數(shù)，Ts表示采樣周期；

其中，采樣點(diǎn)個(gè)數(shù)μ的取值范圍為，表示特征聲音的最小波長(zhǎng)，對(duì)取整，定義為v，則在180°范圍內(nèi)，拾音陣列的可分辨的角度有1+2v個(gè)，分別為：、、、…、。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)預(yù)先訓(xùn)練的特征聲音判斷模型識(shí)別所述特征聲音的聲音類(lèi)型，包括：

加載高斯混合模型的均值矩陣、協(xié)方差矩陣和權(quán)值；其中，所述均值矩陣、所述協(xié)方差矩陣和所述權(quán)值是仿真得到的；

計(jì)算所述音頻數(shù)據(jù)中每一幀數(shù)據(jù)的特征矩陣；

根據(jù)所述高斯混合模型的參數(shù)和所述特征矩陣計(jì)算每一幀數(shù)據(jù)的概率值；

根據(jù)所述概率值進(jìn)行閾值判斷確定所述特征聲音的聲音類(lèi)型是否屬于預(yù)設(shè)的聲音類(lèi)型庫(kù)中的任意一種；

若為是，根據(jù)所述概率值和所述特征矩陣識(shí)別所述特征聲音的聲音類(lèi)型。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，還包括：

若所述特征聲音的聲音類(lèi)型不屬于預(yù)設(shè)的聲音類(lèi)型庫(kù)中的任意一種，將所述特征聲音的聲音類(lèi)型加入到所述預(yù)設(shè)的聲音類(lèi)型庫(kù)中。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述計(jì)算所述n-1個(gè)相鄰陣元采集的音頻數(shù)據(jù)和所述中心陣元采集的音頻數(shù)據(jù)之間的到達(dá)時(shí)間差，包括：

對(duì)所述音頻數(shù)據(jù)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換；

對(duì)轉(zhuǎn)換后的音頻數(shù)據(jù)進(jìn)行分幀處理和插值處理；

對(duì)處理后的音頻數(shù)據(jù)進(jìn)行快速傅里葉變換處理；

將變換后的音頻數(shù)據(jù)進(jìn)行互功率譜分析；

將分析后的數(shù)據(jù)進(jìn)行加權(quán)處理；

將處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行快速傅里葉逆變換；

對(duì)變換后的音頻數(shù)據(jù)進(jìn)行峰值檢測(cè)得到極大值點(diǎn)；

根據(jù)所述極大值點(diǎn)計(jì)算n-1個(gè)相鄰陣元采集的音頻數(shù)據(jù)和所述中心陣元采集的音頻數(shù)據(jù)之間的到達(dá)時(shí)間差。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述插值處理包括：牛頓插值、埃爾米特插值、拉格朗日插值、樣條插值或線性插值。

6.一種聲源定位裝置，其特征在于，包括：

采集單元，用于通過(guò)拾音陣列采集n路音頻數(shù)據(jù)；其中，所述拾音陣列包括1個(gè)中心陣元和n-1個(gè)相鄰陣元，n為大于1的整數(shù)，所述拾音陣列包括1個(gè)中心陣元和6個(gè)等間隔分布在圓周上的相鄰陣元，所述中心陣元位于圓心上；

識(shí)別單元，用于根據(jù)預(yù)先訓(xùn)練的特征聲音判斷模型識(shí)別所述音頻數(shù)據(jù)的聲音類(lèi)型；

時(shí)延計(jì)算單元，若所述聲音類(lèi)型為預(yù)設(shè)類(lèi)型，計(jì)算所述n-1個(gè)相鄰陣元采集的音頻數(shù)據(jù)和所述中心陣元采集的音頻數(shù)據(jù)之間的到達(dá)時(shí)間差；

角度計(jì)算單元，用于根據(jù)所述到達(dá)時(shí)間差計(jì)算所述特征聲音的方位角度；其中，當(dāng)聲源和所述中心陣元之間的距離大于，使用遠(yuǎn)場(chǎng)模型計(jì)算方位角度，遠(yuǎn)場(chǎng)模型中所述聲源到各個(gè)陣元之間的路徑視為平行線，，d表示中心陣元和各個(gè)相鄰陣元之間的距離，f表示特征聲音的最高頻率，c表示聲音的傳播速度；

其中，如下公式計(jì)算方位角度：

；θ表示方位角度，μ表示所述到達(dá)時(shí)間差對(duì)應(yīng)的音頻數(shù)據(jù)的采樣點(diǎn)個(gè)數(shù)，Ts表示采樣周期；

其中，采樣點(diǎn)個(gè)數(shù)μ的取值范圍為，表示特征聲音的最小波長(zhǎng)，對(duì)取整，定義為v，則在180°范圍內(nèi)，拾音陣列的可分辨的角度有1+2v個(gè)，分別為：、、、…、。