一种基于相位差回归的单声源定位方法技术

本发明专利技术涉及一种基于相位差回归的单声源定位方法，包括：将通过麦克风阵列接收的声源信号转换成数字声音信号；对所述数字声音信号进行预处理，然后提取麦克风阵列中每个麦克风的数字声音信号的频谱；利用相邻时间相同频点上所有麦克风的数字声音信号的频谱计算t时刻每个频点的空间相关矩阵；对t时刻每个频点上的空间相关矩阵进行分解，得到t时刻每个频点上的主特征向量；利用t时刻每个频点上的主特征向量求取t时刻每个频点上M对麦克风的相位差集合；采用迭代的方法，对相位差进行回归得到t时刻声源的入射方向角。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及声源定位方法，特别涉及一种基于相位差回归的单声源定位方法。
技术介绍
声源定位包括单声源定位和多声源定位，声源定位技术可以指示声源目标所在的空间方位，为后续的信息采集与处理提供重要的空间信息。由于具有高时间分辨率和高计算效率的优点，相位差回归被广泛应用于估计波达方向。然而，传统的回归方法很少采用平面阵列来进行波达方向估计。同时，传统的回归方法忽略了两个问题，一个是关于相位差的周期性问题，另一个是信号增强可以有效地抑制声学干扰。另外，传统的声源定位方法普遍采用格点搜索的方法，这将带来巨大的计算负担。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服已有的单声源定位方法中存在的计算量大，缺乏声学鲁棒性等缺陷，利用相位差回归提出一种鲁棒而高效的单声源定位方法。为了实现上述目的，本专利技术提供了一种基于相位差回归的单声源定位方法，包括：步骤1)、将通过麦克风阵列接收的声源信号转换成数字声音信号；步骤2)、对所述数字声音信号进行预处理，然后提取麦克风阵列中每个麦克风的数字声音信号的频谱；步骤3)、利用相邻时间相同频点上所有麦克风的数字声音信号的频谱计算t时刻每个频点的空间相关矩阵；步骤4)、对步骤3)得到的t时刻每个频点上的空间相关矩阵进行分解，得到t时刻每个频点上的主特征向量；所述主特征向量的每一个分量对应一个麦克风的采集信号；步骤5)、利用步骤4)得到的t时刻每个频点上的主特征向量求取t时刻每个频点上M对麦克风的相位差集合；其中，M等于K(K-1)/2，K为麦克风阵列中的麦克风数；步骤6)、采用迭代的方法，对相位差进行回归，得到t时刻声源的入射方向角。上述技术方案中，在步骤2)中，对所述数字声音信号进行预处理包括：对每一帧的数字声音信号先补零到N点，N＝2i，i为整数，且i≥8；然后，对每一帧的数字声音信号进行加窗或预加重处理。上述技术方案中，所述步骤3)进一步包括：计算以f频点为中心的相邻时间频点上自相关矩阵的均值Rt,f，其中，A表示与t时刻相邻时间的帧数；xt,f为t时刻、第f个频点上生成的一个复数向量：xt,f＝{Y1,t,f,Y2,t,f…YK,t,f本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于相位差回归的单声源定位方法，包括：步骤1)、将通过麦克风阵列接收的声源信号转换成数字声音信号；步骤2)、对所述数字声音信号进行预处理，然后提取麦克风阵列中每个麦克风的数字声音信号的频谱；步骤3)、利用相邻时间相同频点上所有麦克风的数字声音信号的频谱计算t时刻每个频点的空间相关矩阵；步骤4)、对步骤3)得到的t时刻每个频点上的空间相关矩阵进行分解，得到t时刻每个频点上的主特征向量；所述主特征向量的每一个分量对应一个麦克风的采集信号；步骤5)、利用步骤4)得到的t时刻每个频点上的主特征向量求取t时刻每个频点上M对麦克风的相位差集合；其中，M等于K(K‑1)/2，K为麦克风阵列中的麦克风数；步骤6)、采用迭代的方法，对相位差进行回归，得到t时刻声源的入射方向角。

【技术特征摘要】
1.一种基于相位差回归的单声源定位方法，包括：步骤1)、将通过麦克风阵列接收的声源信号转换成数字声音信号；步骤2)、对所述数字声音信号进行预处理，然后提取麦克风阵列中每个麦克风的数字声音信号的频谱；步骤3)、利用相邻时间相同频点上所有麦克风的数字声音信号的频谱计算t时刻每个频点的空间相关矩阵；步骤4)、对步骤3)得到的t时刻每个频点上的空间相关矩阵进行分解，得到t时刻每个频点上的主特征向量；所述主特征向量的每一个分量对应一个麦克风的采集信号；步骤5)、利用步骤4)得到的t时刻每个频点上的主特征向量求取t时刻每个频点上M对麦克风的相位差集合；其中，M等于K(K-1)/2，K为麦克风阵列中的麦克...

【专利技术属性】
技术研发人员：应冬文，黄兆琼，战鸽，颜永红，
申请(专利权)人：中国科学院声学研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11