本发明专利技术涉及声源信号处理技术领域，公开了一种基于麦克风阵列的声源定位方法、装置、设备及存储介质，所述方法包括：获取麦克风阵列的基准阵元以及每一其他阵元的待处理信号；根据所述待处理信号分别计算得到所述每一其他阵元相对于所述基准阵元的阵列相位差和频谱相位差；根据所述阵列相位差和所述频谱相位差计算得到声源的入射方向。本发明专利技术提供的一种基于麦克风阵列的声源定位方法、装置、设备及存储介质，能够提高声源定位的准确率。能够提高声源定位的准确率。能够提高声源定位的准确率。
【技术实现步骤摘要】
基于麦克风阵列的声源定位方法、装置、设备及存储介质
[0001]本专利技术涉及声源信号处理
，特别是涉及一种基于麦克风阵列的声源定位方法、装置、设备及存储介质。
技术介绍
[0002]传统麦克风阵列信号处理方法分为声源定位和波束形成两个过程。其中，声源定位的作用是利用麦克风阵列原始入射信号计算得出声源的入射方向；波束形成的作用是根据麦克风阵列的原始入射信号以及声源定位所得出的入射方向，调整波束形成器的参数，使波束形成器指向声源方向，保证声源方向信号通过的同时，对其他方向的信号进行抑制，从而提升输出信号的信噪比。
[0003]在现有的声源定位算法中，常用的算法是TDOA(Time Difference of Arrival，到达时间差)算法。TDOA算法在时域使用相关函数，计算不同麦克风对之间的相对时延，从所有麦克风对的所有相对时延及麦克风间几何位置来推断出声源方位。但是，这种声源定位算法只能计算采样间隔整数倍的时延，分辨率太低，声源定位的准确率低。
技术实现思路
[0004]本专利技术实施例所要解决的技术问题是：提供一种基于麦克风阵列的声源定位方法、装置、设备及存储介质，提高声源定位的准确率。
[0005]为了解决上述技术问题，第一方面，本专利技术实施例提供一种基于麦克风阵列的声源定位方法，所述声源定位方法包括：
[0006]获取麦克风阵列的基准阵元以及每一其它阵元的待处理信号；
[0007]根据所述待处理信号分别计算得到所述每一其它阵元相对于所述基准阵元的阵列相位差和频谱相位差；
[0008]根据所述阵列相位差和所述频谱相位差计算得到声源的入射方向。
[0009]结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述获取麦克风阵列的基准阵元及每一其它阵元的待处理信号，具体包括：
[0010]获取所述麦克风阵列的基准阵元及每一其它阵元的入射信号；
[0011]对所述入射信号进行时频变换，得到频域信号；
[0012]将所述入射信号以及所述频域信号作为所述待处理信号。
[0013]结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述对所述入射信号进行时频变换，具体为：
[0014]对所述入射信号进行傅立叶变换；或者，
[0015]对所述入射信号进行短时傅立叶变换；或者，
[0016]对所述入射信号进行小波变换。
[0017]结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述每一其它阵元相对于所述基准阵元的阵列相位差具体通过如下步骤进行计算：
[0018]计算所述入射信号在所述每一其它阵元中相对于所述基准阵元的时延；
[0019]根据所述时延以及所述入射信号在所述每一其它阵元中的每一个频点的频率，计算所述阵列相位差。
[0020]结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述计算所述入射信号在所述每一其它阵元中相对于所述基准阵元的时延，具体为：
[0021]通过如下公式计算所述时延：
[0022]τ
m
＝
‑
a
T
p
m
/v；其中，τ
m
为第m个阵元相对于所述基准阵元的时延，a为所述入射信号的入射方向，a
T
表示a的转置，p
m
为第m个阵元的阵元坐标，v为声速。
[0023]结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述根据所述时延以及所述入射信号在所述每一其它阵元中的每一个频点的频率，计算所述阵列相位差，具体为：
[0024]通过如下公式计算所述阵列相位差：
[0025]σ(m,n)＝τ
m
f
m,n
＝
‑
a
T
p
m
f
m,n
/v；其中，σ(m,n)为第m个阵元中的第n个频点相对于所述基准阵元的阵列相位差，f
m,n
为第m个阵元中的第n个频点的频率。
[0026]结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述根据所述阵列相位差和频谱相位差计算得到声源的入射方向，具体为：
[0027]通过如下公式对所述频谱相位差以及所述阵列相位差对所述入射信号的入射方向进行寻优：
[0028]其中，θ为寻优结果，μ(m,n)为第m个阵元中的第n个频点的频谱相位，μ(1,n)为基准阵元中的第n个频点的频谱相位，M为所述麦克风阵列中阵元的数量，N为所述入射信号的帧长。
[0029]为了解决上述技术问题，第二方面，本专利技术实施例提供一种基于麦克风阵列的声源定位装置，所述声源定位装置包括：
[0030]信号获取模块，用于获取麦克风阵列的基准阵元以及每一其它阵元的待处理信号；
[0031]信号处理模块，用于根据所述待处理信号分别计算得到所述每一其它阵元相对于所述基准阵元的阵列相位差和频谱相位差；
[0032]声源定位模块，用于根据所述阵列相位差和所述频谱相位差计算得到声源的入射方向。
[0033]为了解决上述技术问题，第三方面，本专利技术实施例提供一种基于麦克风阵列的声源定位设备，所述设备包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，所述计算机程序由所述处理器执行时实现如第一方面任一项所述的基于麦克风阵列的声源定位方法。
[0034]为了解决上述技术问题，第四方面，本专利技术实施例提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有计算机程序，所述计算机程序被执行时实现如第一方面任一项所述的基于麦克风阵列的声源定位方法。
[0035]与现有技术相比，本专利技术实施例提供的一种基于麦克风阵列的声源定位方法、装置、设备及存储介质，其有益效果在于：首先获取麦克风阵列的所有阵元的待处理信号，并
根据待处理信号计算出每一其他阵元相对于基准阵元的阵列相位差和频谱相位差，然后结合阵列相位差和频谱相位差对声源的入射方向进行寻优计算，将得到的最优值作为声源入射方向，综合考虑了阵列相位差和频谱相位差对声源进行定位，提高了声源定位的准确率。
附图说明
[0036]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术特征，下面将对本专利技术实施例中所需要使用的附图做简单地介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域技术人员来说，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。
[0037]图1是本专利技术提供的一种基于麦克风阵列的声源定位方法的一个优选实施例的流程示意图；
[0038]图2是本专利技术提供的一种基于麦克风阵列的声源定位装置的一个优选实施例的结构示意图；
[0039]图3是本专利技术提供的一种基于麦克风阵列的声源定位设备的一个优选实施例的结构示意图。
具体实施方式
[0040]为了对本专利技术的技术特征、目的、效果有更加清楚的理解，下面结合附图和实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例仅用于说明本专利技术，但是不用来本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于麦克风阵列的声源定位方法，其特征在于，包括：获取麦克风阵列的基准阵元以及每一其它阵元的待处理信号；根据所述待处理信号分别计算得到所述每一其它阵元相对于所述基准阵元的阵列相位差和频谱相位差；根据所述阵列相位差和所述频谱相位差计算得到声源的入射方向。2.根据权利要求1所述的基于麦克风阵列的声源定位方法，其特征在于，所述获取麦克风阵列的基准阵元及每一其它阵元的待处理信号，具体包括：获取所述麦克风阵列的基准阵元及每一其它阵元的入射信号；对所述入射信号进行时频变换，得到频域信号；将所述入射信号以及所述频域信号作为所述待处理信号。3.根据权利要求2所述的基于麦克风阵列的声源定位方法，其特征在于，所述对所述入射信号进行时频变换，具体为：对所述入射信号进行傅立叶变换；或者，对所述入射信号进行短时傅立叶变换；或者，对所述入射信号进行小波变换。4.根据权利要求2所述的基于麦克风阵列的声源定位方法，其特征在于，所述每一其它阵元相对于所述基准阵元的阵列相位差具体通过如下步骤进行计算：计算所述入射信号在所述每一其它阵元中相对于所述基准阵元的时延；根据所述时延以及所述入射信号在所述每一其它阵元中的每一个频点的频率，计算所述阵列相位差。5.根据权利要求4所述的基于麦克风阵列的声源定位方法，其特征在于，所述计算所述入射信号在所述每一其它阵元中相对于所述基准阵元的时延，具体为：通过如下公式计算所述时延：τ
m
＝
‑
a
T
p
m
/v；其中，τ
m
为第m个阵元相对于所述基准阵元的时延，a为所述入射信号的入射方向，a
T
表示a的转置，p
m
为第m个阵元的阵元坐标，v为声速。6.根据权利要求5所述的基于麦克风阵列的声源定位方法，其特征在于，所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈英博，
申请(专利权)人：普联国际有限公司，
类型：发明
国别省市：
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