声源定位方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术实施例提供了一种声源定位方法和装置，包括：获取麦克风阵列接收的第一声源信号和第二声源信号；确定第一声源信号和第二声源信号各自对应的包络函数；根据第一声源信号和第二声源信号各自对应的包络函数，确定第一声源信号和第二声源信号各自对应的递增特征函数；根据第一声源信号和第二声源信号各自对应的递增特征函数之间的相关性，确定第一声源信号与第二声源信号的信号接收时延差；根据第一声源信号分别与M路第二声源信号的信号接收时延差，以及M个非参考麦克风与参考麦克风的位置关系，确定声源位置。通过实施本方案的实施例，可以提高声源定位的准确度。

【技术实现步骤摘要】
声源定位方法和装置
本专利技术涉及定位
，尤其涉及一种声源定位方法和装置。
技术介绍
声源定位是通过声源所发出的声波获得声源位置的技术，声源定位技术有助于机器智能化发展。传统的声源定位技术利用麦克风阵列接收声源信号，基于各麦克风所接收声源信号之间的相关性估计麦克风之间接收声源信号的时延差；接着根据时延差和声速计算声源与不同麦克风之间的距离差，进而根据各个距离差和各麦克风与声源的距离建立方程组并求解，计算出声源所处位置坐标。但是，麦克风所接收到的声源信号经常会包括声源所发射信号以外的其他信号。例如，混响等。这导致基于各声源信号的相关性所估计的时延差存在较大误差，进而导致声源定位不准确的问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术实施例提供一种声源定位方法和装置，用以提高声源定位的准确度。本专利技术实施例所提供的一种声源定位方法，包括：获取麦克风阵列接收的第一声源信号和第二声源信号，所述第一声源信号由所述麦克风阵列中的参考麦克风接收，所述第二声源信号是所述麦克风阵列中的M个非参考麦克风接收的M路第二声源信号中的任一路，M大于或等于5；确定所述第一声源信号和所述第二声源信号各自对应的包络函数；根据所述第一声源信号和所述第二声源信号各自对应的包络函数，确定所述第一声源信号和所述第二声源信号各自对应的递增特征函数；根据所述第一声源信号和所述第二声源信号各自对应的递增特征函数之间的相关性，确定所述第一声源信号与所述第二声源信号的信号接收时延差；根据所述第一声源信号分别与所述M路第二声源信号的信号接收时延差，以及所述M个非参考麦克风与所述参考麦克风的位置关系，确定声源位置。本专利技术实施例所提供的一种声源定位装置，包括：获得模块，用于获取麦克风阵列接收的第一声源信号和第二声源信号，所述第一声源信号由所述麦克风阵列中的参考麦克风接收，所述第二声源信号是所述麦克风阵列中的M个非参考麦克风接收的M路第二声源信号中的任一路，M大于或等于5；第一确定模块，用于确定所述第一声源信号和所述第二声源信号各自对应的包络函数；第二确定模块，用于根据所述第一声源信号和所述第二声源信号各自对应的包络函数，确定所述第一声源信号和所述第二声源信号各自对应的递增特征函数；第三确定模块，用于根据所述第一声源信号和所述第二声源信号各自对应的递增特征函数之间的相关性，确定所述第一声源信号与所述第二声源信号的信号接收时延差；第四确定模块，用于根据所述第一声源信号分别与所述M路第二声源信号的信号接收时延差，以及所述M个非参考麦克风与所述参考麦克风的位置关系，确定声源位置。本专利技术实施例所提供的一种声源定位方法和装置，通过第一声源信号和第二声源信号各自对应的递增特征函数的相关性，求取第一声源信号与第二声源信号的信号接收时延差。其中，递增特征函数反应包络函数递增部分的递增特征，而包络函数的递增部分通常对应于声源信号的初始阶段。因为对于一声源信号来说，其不仅包括声源的直射信号成分，还包括混响反射信号成分，混响相对于直射信号具有延迟性，因此，初始阶段接收到的声源信号中混响的成分较低，从而，递增特征函数反映了声源信号的直射信号成分的增强特征，避免了混响反射信号成分的不利影响，使得根据递增特征函数所估算的信号接收时延差的准确程度得到提高，进而提高声源定位的准确度。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的声源定位方法步骤流程图；图2为本专利技术实施例提供的一种可选的麦克风阵列分布示意图；图3为本专利技术实施例提供的声源定位装置的结构示意图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。在本专利技术实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本专利技术。在本专利技术实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义，“多种”一般包含至少两种，但是不排除包含至少一种的情况。应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。应当理解，尽管在本专利技术实施例中可能采用术语第一、第二、第三等来描述XXX，但这些XXX不应限于这些术语。这些术语仅用来将XXX区分开。例如，在不脱离本专利技术实施例范围的情况下，第一XXX也可以被称为第二XXX，类似地，第二XXX也可以被称为第一XXX。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”、“若”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”或“响应于检测”。类似地，取决于语境，短语“如果确定”或“如果检测(陈述的条件或事件)”可以被解释成为“当确定时”或“响应于确定”或“当检测(陈述的条件或事件)时”或“响应于检测(陈述的条件或事件)”。还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的商品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种商品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的商品或者系统中还存在另外的相同要素。进一步值得说明的是，本专利技术各实施例中各步骤之间的顺序是可以调整的，不是必须按照以下举例的顺序执行。首先介绍本专利技术实施例所提供的一种声源定位方法，该方法可以应用于信号处理器，具体可以应用于语音信号处理器。进一步地，本专利技术实施例所提供的声源定位方法可以应用于运行在处理器上的声源定位装置，该装置可以为声源定位软件。如图1所示，本专利技术实施例提供的一种声源定位方法的实施例一，包括如下步骤：S101：获取麦克风阵列接收的第一声源信号和第二声源信号，第一声源信号由麦克风阵列中的参考麦克风接收，第二声源信号是麦克风阵列中的M个非参考麦克风接收的M路第二声源信号中的任一路，M大于或等于5。本专利技术实施例中，可选地，可以将多个麦克风布置在空间中不同位置组成麦克风阵列，或者，可选地，可以在某电子设备中设置多个麦克风，组成麦克风阵列。在声源定位的应用中，可以通过多个麦克风接收同一声源所发射信号，进而对多个麦克风所接收的多路声源信号进行分析，以获取声源所在位置。阵列中的麦克风可以分布同一在平面，具体的，上述麦克风可以在平面内连接成直线、折线、弧线等。进一步地，上述麦克风还可以分布在不同平面。实际应用中，可以预先设定麦克风阵列中的某个麦克风为参考麦克风，将参考麦克风所接收信号称作第一声源信号，将阵列中其他的非参考麦克风所接收信号称作第二声源信号。对于参考麦克风的选取规则，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种声源定位方法，其特征在于，包括：获取麦克风阵列接收的第一声源信号和第二声源信号，所述第一声源信号由所述麦克风阵列中的参考麦克风接收，所述第二声源信号是所述麦克风阵列中的M个非参考麦克风接收的M路第二声源信号中的任一路，M大于或等于5；确定所述第一声源信号和所述第二声源信号各自对应的包络函数；根据所述第一声源信号和所述第二声源信号各自对应的包络函数，确定所述第一声源信号和所述第二声源信号各自对应的递增特征函数；根据所述第一声源信号和所述第二声源信号各自对应的递增特征函数之间的相关性，确定所述第一声源信号与所述第二声源信号的信号接收时延差；根据所述第一声源信号分别与所述M路第二声源信号的信号接收时延差，以及所述M个非参考麦克风与所述参考麦克风的位置关系，确定声源位置。

【技术特征摘要】
1.一种声源定位方法，其特征在于，包括：获取麦克风阵列接收的第一声源信号和第二声源信号，所述第一声源信号由所述麦克风阵列中的参考麦克风接收，所述第二声源信号是所述麦克风阵列中的M个非参考麦克风接收的M路第二声源信号中的任一路，M大于或等于5；确定所述第一声源信号和所述第二声源信号各自对应的包络函数；根据所述第一声源信号和所述第二声源信号各自对应的包络函数，确定所述第一声源信号和所述第二声源信号各自对应的递增特征函数；根据所述第一声源信号和所述第二声源信号各自对应的递增特征函数之间的相关性，确定所述第一声源信号与所述第二声源信号的信号接收时延差；根据所述第一声源信号分别与所述M路第二声源信号的信号接收时延差，以及所述M个非参考麦克风与所述参考麦克风的位置关系，确定声源位置。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定所述第一声源信号和所述第二声源信号各自对应的包络函数，包括：分别根据如下公式(1)和公式(2)确定所述第一声源信号和所述第二声源信号各自对应的包络函数：env1(n)＝max(α·env1(n-1),|x1(n)|)(1)env2(n)＝max(α·env2(n-1),|x2(n)|)(2)其中，x1表示所述第一声源信号，x2表示所述第二声源信号，|x1(n)|为所述第一声源信号中的第n个采样点的幅值，|x2(n)|为所述第二声源信号中的第n个采样点的幅值，n取自1～N，N为采样点总数；env1(n)为所述第一声源信号中第n个采样点的包络值，env1(n-1)为所述第一声源信号中第n-1个采样点的包络值，env2(n-1)为所述第二声源信号中第n-1个采样点的包络值，env2(n)为所述第二声源信号中第n个采样点的包络值；α为预设衰减系数。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一声源信号和所述第二声源信号各自对应的包络函数，确定所述第一声源信号和所述第二声源信号各自对应的递增特征函数，包括：分别根据如下公式(3)和公式(4)确定所述第一声源信号和所述第二声源信号各自对应的递增特征函数：up1(n)＝max(0,env1(n)-env1(n-1))(3)up2(n)＝max(0,env2(n)-env2(n-1))(4)其中，up1(n)为所述第一声源信号中第n个采样点对应的递增特征函数值，up2(n)为所述第二声源信号中第n个采样点对应的递增特征函数值。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一声源信号和所述第二声源信号各自对应的递增特征函数之间的相关性，确定所述第一声源信号与所述第二声源信号的信号接收时延差，包括：对所述第一声源信号对应的递增特征函数进行延迟处理；确定所述第一声源信号延迟后的递增特征函数和所述第二声源信号对应的递增特征函数之间的互相关函数；求取所述互相关函数的最大值，并将所述最大值对应的延迟值作为所述信号接收时延差。5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，所述麦克风阵列为环形麦克风阵列，所述参考麦克风位于所述环形麦克风阵列的中心；所述根据所述第一声源信号分别与所述M路第二声源信号的信号接收时延差，以及所述M个非参考麦克风与所述参考麦克风的位置关系，确定声源位置，包括：建立如下矩阵方程：AX＝b其中，A为M×4的矩阵，A矩阵中的第i行元素为[xi，yi，zi，cτi0]，b为M×4的矩阵，b矩阵中的第行元素为(xi，yi，zi)为M个非参考麦克风中第i个麦克风在以参考麦克风为原点建立的空间坐标系中的坐标，c表示声速，τi0为所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈茁，张向东，朱剑，刘文文，闫秀英，马立，刘金玉，
申请(专利权)人：歌尔股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37