声源定位方法、数字信号处理装置及音频系统制造方法及图纸

本申请提供了一种声源定位方法、数字信号处理装置及音频系统，该方法包括：在统计时间段内重复执行下列步骤，得到多个第二方位角；基于得到的所有第二方位角，计算声源方位角；下列步骤包括：获取麦克风阵列中的每一个麦克风当前接收的一帧入射信号以及参考信号；基于当前的各帧入射信号，计算第一方位角；基于任意一帧入射信号和参考信号，判断扬声器当前是否为播放状态；若确定出扬声器当前不为播放状态，则将第一方位角确定为第二方位角。本技术方案中，通过对扬声器播放状态的判断，从而对各个第一方位角进行筛选，将扬声器不为播放状态对应的第一方位角确定为第二方位角，进而基于所有的第二方位角，计算声源方位角，实现准确定位声源方位。

【技术实现步骤摘要】
声源定位方法、数字信号处理装置及音频系统
本申请涉及数字信号处理
，尤其涉及一种声源定位方法、数字信号处理装置及音频系统。
技术介绍
声源定位技术是麦克风阵列中的基本问题之一，准确的定位结果，在通信、多媒体、视频会议和人机交互等多个领域都有着重要的应用价值。现有的声源定位技术中，在统计时间段内，基于麦克风阵列中每个麦克风所接收的每一帧入射信号，确定初始方位角，基于统计周内的所有初始方位角，确定声源方位角；所确定的声源方位角通常为波束功率最大的方位角，对于自带扬声器的音频系统，由于扬声器距离麦克风很近，在不知道扬声器播放状态的情况下，可能会将扬声器所在的方位角确定为声源方位角。
技术实现思路
本申请提供了一种声源定位方法、数字信号处理装置及音频系统，目的在于解决对于自带扬声器的音频系统，由于扬声器距离麦克风很近，在不知道扬声器播放状态的情况下，可能会将扬声器所在的方位角确定为声源方位角的问题。为了实现上述目的，本申请提供了以下技术方案：一种声源定位方法，应用于数字信号处理装置，所述方法包括：在统计时间段内重复执行下列步骤，得到多个第二方位角；基于得到的所有所述第二方位角，计算声源方位角；所述下列步骤包括：获取参考信号以及麦克风阵列中的每一个麦克风当前接收的一帧入射信号；所述参考信号为扬声器当前所播放的一帧信号；基于当前的各帧入射信号，计算第一方位角；基于目标入射信号和所述参考信号，判断所述扬声器当前是否为播放状态；所述目标入射信号为任意一帧入射信号；若确定出所述扬声器当前不为播放状态，则将所述第一方位角确定为第二方位角。上述的方法，可选的，所述基于目标入射信号和所述参考信号，判断所述扬声器当前是否为播放状态，包括：计算目标入射信号和所述参考信号之间的相关度；判断所述相关度是否大于相关度阈值；若所述相关度大于所述相关度阈值，则确定出所述扬声器当前为播放状态；若所述相关度不大于所述相关度阈值，则确定出所述扬声器当前不为播放状态。上述的方法，可选的，所述计算目标入射信号和所述参考信号之间的相关度，包括：分别将目标入射信号和所述参考信号划分为多个子带信号，得到所述目标入射信号对应的多个目标子带信号、以及所述参考信号对应的多个参考子带信号；确定所述目标入射信号和参考信号均对应的帧标识；基于所述帧标识、每个所述目标子带信号、以及每个所述参考子带信号，计算目标入射信号和所述参考信号之间的相关度。上述的方法，可选的，所述基于所述帧标识、每个所述目标子带信号、以及每个参考子带信号，计算目标入射信号和所述参考信号之间的相关度，包括：基于所述帧标识、每个所述目标子带信号、以及每个参考子带信号，通过皮尔森系数计算公式，计算目标入射信号和所述参考信号之间的相关度；所述皮尔森系数计算公式为：其中，pearson(l)为目标入射信号和所述参考信号之间的相关度，所述l为所述帧标识，所述k为子带信号的子带信号标识，所述D为子带信号的数量，所述x(l,k)表示帧标识为l子带信号标识为k的目标子带信号，所述y(l,k)表示帧标识为l子带信号标识为k的参考子带信号，所述子带信号为目标子带信号或参考子带信号。上述的方法，可选的，所述基于当前的各帧入射信号，计算第一方位角，包括：基于当前的各帧入射信号，确定每一帧入射信号的俯仰角和方位角；针对每一帧入射信号，计算所述入射信号的俯仰角和方位角之间的余弦值，并基于所计算得到的余弦值，计算所述入射信号对应的时延；基于每一帧入射信号对应的时延，计算波束输出功率；将波束功率最大值所对应的方位角确定为第一方位角。一种数字信号处理装置，包括：获取单元，用于在统计时间段内重复执行下列步骤，得到多个第二方位角；计算单元，用于基于得到的所有所述第二方位角，计算声源方位角；所述下列步骤包括：获取参考信号以及麦克风阵列中的每一个麦克风当前接收的一帧入射信号；所述参考信号为扬声器当前所播放的一帧信号；基于当前的各帧入射信号，计算第一方位角；基于目标入射信号和所述参考信号，判断所述扬声器当前是否为播放状态；所述目标入射信号为任意一帧入射信号；若确定出所述扬声器当前不为播放状态，则将所述第一方位角确定为第二方位角。上述的装置，可选的，所述获取单元，包括：第一计算子单元，用于计算目标入射信号和所述参考信号之间的相关度；判断子单元，用于判断所述相关度是否大于相关度阈值；第一确定子单元，用于若所述相关度大于所述相关度阈值，则确定出所述扬声器当前为播放状态；第二确定自单元，用于若所述相关度不大于所述相关度阈值，则确定出所述扬声器当前不为播放状态。上述的装置，可选的，所述第一计算子单元，包括：划分子单元，用于分别将目标入射信号和所述参考信号划分为多个子带信号，得到所述目标入射信号对应的多个目标子带信号、以及所述参考信号对应的多个参考子带信号；第三确定子单元，用于确定所述目标入射信号和参考信号均对应的帧标识；第二计算子单元，用于基于所述帧标识、每个所述目标子带信号、以及每个所述参考子带信号，计算目标入射信号和所述参考信号之间的相关度。上述的装置，可选的，所述第二计算子单元执行基于所述帧标识、每个所述目标子带信号、以及每个参考子带信号，计算目标入射信号和所述参考信号之间的相关度，用于：基于所述帧标识、每个所述目标子带信号、以及每个参考子带信号，通过皮尔森系数计算公式，计算目标入射信号和所述参考信号之间的相关度；所述皮尔森系数计算公式为：其中，pearson(l)为目标入射信号和所述参考信号之间的相关度，所述l为所述帧标识，所述k为子带信号的子带信号标识，所述D为子带信号的数量，所述x(l,k)表示帧标识为l子带信号标识为k的目标子带信号，所述y(l,k)表示帧标识为l子带信号标识为k的参考子带信号，所述子带信号为目标子带信号或参考子带信号。一种音频系统，包括：麦克风阵列、数字信号处理装置和扬声器；所述数字信号处理装置分别与所述麦克风阵列和所述扬声器相连，用于执行上述的声源定位方法；所述麦克风阵列包括至少一个麦克风，每一个麦克风用于接收入射信号；所述扬声器，用于播放信号。一种存储介质，所述存储介质包括存储的指令，其中，在所述指令运行时控制所述存储介质所在的设备执行上述的声源定位方法。一种电子设备，包括存储器，以及一个或者一个以上的指令，其中一个或者一个以上指令存储于存储器中，且经配置以由一个或者一个以上处理器执行上述的声源定位方法。与现有技术相比，本申请包括以下优点：本申请提供了一种声源定位方法、数字信号处理装置及音频系统，该方法包括：在统计时间段内重复执行下列步骤，得到多个第二方位角；基于得本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种声源定位方法，其特征在于，应用于数字信号处理装置，所述方法包括：/n在统计时间段内重复执行下列步骤，得到多个第二方位角；/n基于得到的所有所述第二方位角，计算声源方位角；/n所述下列步骤包括：/n获取参考信号以及麦克风阵列中的每一个麦克风当前接收的一帧入射信号；所述参考信号为扬声器当前所播放的一帧信号；/n基于当前的各帧入射信号，计算第一方位角；/n基于目标入射信号和所述参考信号，判断所述扬声器当前是否为播放状态；所述目标入射信号为任意一帧入射信号；/n若确定出所述扬声器当前不为播放状态，则将所述第一方位角确定为第二方位角。/n

【技术特征摘要】
1.一种声源定位方法，其特征在于，应用于数字信号处理装置，所述方法包括：
在统计时间段内重复执行下列步骤，得到多个第二方位角；
基于得到的所有所述第二方位角，计算声源方位角；
所述下列步骤包括：
获取参考信号以及麦克风阵列中的每一个麦克风当前接收的一帧入射信号；所述参考信号为扬声器当前所播放的一帧信号；
基于当前的各帧入射信号，计算第一方位角；
基于目标入射信号和所述参考信号，判断所述扬声器当前是否为播放状态；所述目标入射信号为任意一帧入射信号；
若确定出所述扬声器当前不为播放状态，则将所述第一方位角确定为第二方位角。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于目标入射信号和所述参考信号，判断所述扬声器当前是否为播放状态，包括：
计算目标入射信号和所述参考信号之间的相关度；
判断所述相关度是否大于相关度阈值；
若所述相关度大于所述相关度阈值，则确定出所述扬声器当前为播放状态；
若所述相关度不大于所述相关度阈值，则确定出所述扬声器当前不为播放状态。


3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述计算目标入射信号和所述参考信号之间的相关度，包括：
分别将目标入射信号和所述参考信号划分为多个子带信号，得到所述目标入射信号对应的多个目标子带信号、以及所述参考信号对应的多个参考子带信号；
确定所述目标入射信号和参考信号均对应的帧标识；
基于所述帧标识、每个所述目标子带信号、以及每个所述参考子带信号，计算目标入射信号和所述参考信号之间的相关度。


4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述基于所述帧标识、每个所述目标子带信号、以及每个参考子带信号，计算目标入射信号和所述参考信号之间的相关度，包括：
基于所述帧标识、每个所述目标子带信号、以及每个参考子带信号，通过皮尔森系数计算公式，计算目标入射信号和所述参考信号之间的相关度；
所述皮尔森系数计算公式为：



其中，pearson(l)为目标入射信号和所述参考信号之间的相关度，所述l为所述帧标识，所述k为子带信号的子带信号标识，所述D为子带信号的数量，所述x(l,k)表示帧标识为l子带信号标识为k的目标子带信号，所述y(l,k)表示帧标识为l子带信号标识为k的参考子带信号，所述子带信号为目标子带信号或参考子带信号。


5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于当前的各帧入射信号，计算第一方位角，包括：
基于当前的各帧入射信号，确定每一帧入射信号的俯仰角和方位角；
针对每一帧入射信号，计算所述入射信号的俯仰角和方位角之间的余弦值，并基于所计算得到的余弦值，计算所述入射信号对应的时延；
基于每一帧入射信号对应的时延，计算波束输出功率；
将波束功率最大值所对应的方位角确定为第一方位角...

【专利技术属性】
技术研发人员：程佳，李骊，
申请(专利权)人：北京华捷艾米科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11