干扰声源方向获取方法及系统、目标声源位置获取方法及系统、电子设备控制方法及系统技术方案

本发明专利技术揭示了一种干扰声源方向获取方法及系统、目标声源位置获取方法及系统、电子设备控制方法及系统，所述方法包括：步骤S1、干扰声源方向获取步骤；干扰声源与麦克风阵列通过蓝牙连接，从所述麦克风阵列通过蓝牙接收的数据中获取干扰声源的方向信息；步骤S2、在干扰方向形成零陷或者/并且增加约束条件，对干扰声源进行抑制。本发明专利技术提出的干扰声源方向获取方法及系统、目标声源位置获取方法及系统、电子设备控制方法及系统，可准确获知声源方向，精度高；同时可以简化麦克风阵列，成本低，功耗低。

【技术实现步骤摘要】
干扰声源方向获取方法及系统、目标声源位置获取方法及系统、电子设备控制方法及系统
本专利技术属于电子信息
，涉及一种干扰声源方向获取方法及系统、目标声源位置获取方法及系统、电子设备控制方法及系统。
技术介绍
麦克风阵列是由一定数目的麦克风组成，对声场的空间特性进行采样并滤波的系统，基于麦克风阵列进行声源定位和语音降噪已经得到了广泛的应用。然而，现有麦克风阵列仅使用麦克风阵列难以分离期望信号和干扰声源，为了提高麦克风阵列的定位精度，通常需要使用大量的麦克风，系统成本高，功耗大。在实际应用中，很多电视配备的遥控器都部署了麦克风阵列进行拾音，因此，使用遥控器对智能电视进行操控，会越来越多依靠语音来进行。通过麦克风阵列的声源定位技术识别声源，并根据声音信号自动进行降噪处理，而后通过语音识别电视机开始执行命令。但是，在基于麦克风阵列进行声源定位的过程中，较难从电视机自身的声音(如电视节目中的人物对话)，准确地定位出电视机应该接收的命令声源的方向，导致电视机无法准确的做出反应。在电视遥控器这个场景中，基于麦克风阵列进行声源定位存在如下缺点：(1)由于声波波长较长，并且实际产品尺寸较小，这样就导致麦克风的数量和间距受到限制，波束宽度无法做窄，空间分辨率差＝>定位准确度不高；使用无线技术，可以在相同的尺寸下做到更高的定位精度；(2)在实际应用中，无法从电视机自身的声音(如电视节目中的人物对话)，其他人发出的声音以及其他噪声中，准确地分辨出电视机应该接收到的命令声源的方向，因而电视机无法准确的做出反应。在现有麦克风阵列的另一种使用场景中，会议系统使用高指向性阵列(麦克风数量更多，麦克风之间间距更大，算法更复杂)(窄波束)进行说话人方向辨识和指向，这种情况下对指向估计的准确度要求很高。如果空间存在很强的音频干扰时(可能是投影仪或者其它设备在播放一段资料)，影响声源定位的准确度，(如果阵列的波束很窄，当定位存在微小误差时)一旦指向错误反而抑制了当前说话人方向的信号。如果多麦克风阵列和干扰声源能够加入蓝牙设备使用其角度测量功能，能够准确识别出干扰方向，在滤除干扰声源的基础上就能更好地进行说话人定位和波束成形。该使用场景下，麦克风数量多，波束窄，指向性更好；麦克风间距大，波束窄，指向性更好；但更窄就需要声源估计更加准确，对误差就更敏感。有鉴于此，如今迫切需要设计一种新的麦克风阵列控控制方式，以便克服现有麦克风阵列控控制方式存在的上述至少部分缺陷。
技术实现思路
本专利技术提供一种麦克风阵列控制方法及系统，可准确获知声源方向，精度高；同时可以简化麦克风阵列，成本低，功耗低。为解决上述技术问题，根据本专利技术的一个方面，采用如下技术方案：一种干扰声源方向获取方法，所述方法包括：干扰声源与麦克风阵列通过蓝牙连接，从所述麦克风阵列通过蓝牙测向功能获取干扰声源的方向信息。作为本专利技术的一种实施方式，所述方法进一步包括：干扰声源声音强度获取步骤；干扰声源与麦克风阵列通过蓝牙连接，使用蓝牙交互获取干扰声源音量信息。作为本专利技术的一种实施方式，所述方法具体包括：干扰声源的蓝牙模块通过广播或已建立的连接将音量信息传输给麦克风阵列上的蓝牙模块；麦克风阵列上的蓝牙模块测量接收信号强度RSSI；用电磁波距离-衰减模型从接收信号强度反推出干扰声源的距离；用声波距离-衰减模型计算出干扰声源在麦克风阵列位置上产生的声音强度。根据本专利技术的另一个方面，采用如下技术方案：一种目标声源位置获取方法，所述方法包括：步骤S1、包括上述的干扰声源方向获取方法；步骤S2、在获取的声音中抑制所述步骤S1获取的干扰声源方向，或者，在获取的声源中排除所述步骤S1获取的干扰声源；进一步获取目标声源的信息。作为本专利技术的一种实施方式，步骤S2中，在干扰方向形成零陷或者/并且增加约束条件，对干扰声源进行抑制。作为本专利技术的一种实施方式，所述方法进一步包括：干扰声源声音强度获取步骤；步骤S2中，根据声源的音量大小控制干扰信号方向的零陷深度和约束条件。作为本专利技术的一种实施方式，所述步骤S2进一步包括：波束成形步骤；波束成形步骤中，利用线性约束最小方差LCMV自适应波束形成器，通过增加干扰方向的约束条件滤除干扰信号；如果存在方向已知的干扰信号，则这些方向上有：wHg(θi)＝0,i＝1,…,K其中，g(θi),i＝1,…,K为K个干扰方向的导向矢量，w为权向量，则C＝[g(θ0),g(θ1),…,g(θK)]F＝[10…0]上式中g(θ0)为期望信号方向的导向矢量；此时，权向量表示为：wLCMV＝RyyC(CHRyyC)F其中，Ryy为输出信号的功率谱密度，通过线性约束最小方差LCMV自适应波束形成器在期望声源无失真传输的条件下抑制干扰方向的信号，同时最小化噪声的输出功率。根据本专利技术的又一个方面，采用如下技术方案：一种电子设备控制方法，所述方法包括：上述目标声源位置获取方法；步骤S3、根据步骤S2获取的目标声源发出的声音，并对获取的声音进行语音识别，通过识别结果对设定电子设备进行控制。根据本专利技术的又一个方面，采用如下技术方案：一种控制方法，所述控制方法包括：步骤S1、包括上述的干扰声源方向获取方法；步骤S2、抑制步骤S1获取的干扰声源。根据本专利技术的又一个方面，采用如下技术方案：一种控制方法，所述控制方法包括：上述目标声源位置获取方法；步骤S3、将麦克风阵列的波束指向目标声源方向。根据本专利技术的又一个方面，采用如下技术方案：一种干扰声源方向获取系统，所述系统包括：干扰声源，设有蓝牙模块；麦克风阵列，设有蓝牙模块，所述干扰声源与麦克风阵列通过蓝牙连接；干扰声源方向获取模块，用以从所述麦克风阵列通过蓝牙测向功能获取干扰声源的方向信息。根据本专利技术的又一个方面，采用如下技术方案：一种目标声源位置获取系统，所述系统包括：干扰声源方向获取模块，用以根据所述麦克风阵列通过蓝牙测向功能获取干扰声源的方向信息；干扰声源抑制模块，用以在获取的声音中抑制所述干扰声源方向获取模块获取的干扰声源方向，或者，在获取的声源中排除所述干扰声源方向获取模块获取的干扰声源；进一步获取目标声源的信息。作为本专利技术的一种实施方式，所述干扰声源抑制模块具体包括：波束成形单元，用以完成波束成形；所述波束成形单元利用线性约束最小方差LCMV自适应波束形成器，通过增加干扰方向的约束条件滤除干扰信号；如果存在方向已知的干扰信号，则这些方向上有：wHg(θi)＝0,i＝1,…,K其中，g(θi),i＝1,…,K为K个干扰方向的导向矢量，w为权向量，则C＝[g(θ0),g(θ1),…,g(θK)]F＝[10…0]上式中g(θ0)为期望信号方向的导本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种干扰声源方向获取方法，其特征在于，所述方法包括：/n干扰声源与麦克风阵列通过蓝牙连接，从所述麦克风阵列通过蓝牙测向功能获取干扰声源的方向信息。/n

【技术特征摘要】
1.一种干扰声源方向获取方法，其特征在于，所述方法包括：
干扰声源与麦克风阵列通过蓝牙连接，从所述麦克风阵列通过蓝牙测向功能获取干扰声源的方向信息。


2.根据权利要求1所述的干扰声源方向获取方法，其特征在于：
所述方法进一步包括：干扰声源声音强度获取步骤；干扰声源与麦克风阵列通过蓝牙连接，使用蓝牙交互获取干扰声源音量信息。


3.根据权利要求2所述的干扰声源方向获取方法，其特征在于：
所述方法具体包括：
干扰声源的蓝牙模块通过广播或已建立的连接将音量信息传输给麦克风阵列上的蓝牙模块；
麦克风阵列上的蓝牙模块测量接收信号强度RSSI；
用电磁波距离-衰减模型从接收信号强度反推出干扰声源的距离；
用声波距离-衰减模型计算出干扰声源在麦克风阵列位置上产生的声音强度。


4.一种目标声源位置获取方法，其特征在于，所述方法包括：
步骤S1、包括权利要求1至4任一所述的干扰声源方向获取方法；
步骤S2、在获取的声音中抑制所述步骤S1获取的干扰声源方向，或者，在获取的声源中排除所述步骤S1获取的干扰声源；进一步获取目标声源的信息。


5.根据权利要求4所述的目标声源位置获取方法，其特征在于：
步骤S2中，在干扰方向形成零陷或者/并且增加约束条件，对干扰声源进行抑制。


6.根据权利要求4所述的目标声源位置获取方法，其特征在于：
所述方法进一步包括：干扰声源声音强度获取步骤；
步骤S2中，根据声源的音量大小控制干扰信号方向的零陷深度和约束条件。


7.根据权利要求4至6任一所述的目标声源位置获取方法，其特征在于：
所述步骤S2进一步包括：波束成形步骤；
波束成形步骤中，利用线性约束最小方差LCMV自适应波束形成器，通过增加干扰方向的约束条件滤除干扰信号；如果存在方向已知的干扰信号，则这些方向上有：
wHg(θi)＝0,i＝1,…,K
其中，g(θi),i＝1,…,K为K个干扰方向的导向矢量，w为权向量，则
C＝[g(θ0),g(θ1),…,g(θK)]
F＝[10…0]
上式中g(θ0)为期望信号方向的导向矢量；此时，权向量表示为：
wLCMV＝RyyC(CHRyyC)F
其中，Ryy为输出信号的功率谱密度，通过线性约束最小方差LCMV自适应波束形成器在期望声源无失真传输的条件下抑制干扰方向的信号，同时最小化噪声的输出功率。


8.一种控制方法，其特征在于，所述控制方法包括：
步骤S1、包括权利要求1至4任一所述的干扰声源方向获...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁佳佳，
申请(专利权)人：博流智能科技南京有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32