一种单声源声学成像方法及终端设备技术

本发明专利技术公开了一种单声源声学成像方法及终端设备，属于声学成像技术领域，包括采集声列阵的多通道数据，并对多通道数据进行预处理；将多通道数据形成的待测试区域进行网格粗划分；对多通道数据进行声场重建处理，得到预定区域的声场，获得声场最大点位置；以声场最大点位置为圆心，R

【技术实现步骤摘要】
一种单声源声学成像方法及终端设备


[0001]本专利技术属于声学成像
，特别涉及一种单声源声学成像方法及终端设备。

技术介绍

[0002]声学成像(acoustic imaging)是基于传声器阵列测量技术，通过测量一定空间内的声波到达各传声器的信号相位差异，依据相控阵原理确定声源的位置，测量声源的幅值，并以图像的方式显示声源在空间的分布，即取得空间声场分布云图－声像图，其中以图像的颜色和亮度代表声音的强弱。
[0003]然而，声场分辨率要求高的情况下，也就是声场空间划分网格密级，这种情况下，常规方法需要对空间每一个点的声源进行反推，从而造成计算点数多，计算量大，难于用便携设备进行实际计算显示。

技术实现思路

[0004]针对上述的问题，本专利技术提供一种单声源声学成像方法及终端设备，该方法包括：
[0005]采集声列阵的多通道数据，并对所述多通道数据进行预处理；
[0006]将预处理后的所述多通道数据形成的待测试区域进行网格粗划分；
[0007]对网格粗划分后的所述多通道数据进行声场重建处理，得到预定区域的声场；
[0008]搜索扫描所述预定区域的声场，并获得声场最大点位置；
[0009]以所述声场最大点位置为圆心，R
d
为半径为目标区域；
[0010]对所述待测试区域进行网格细划分，并计算出位于所述目标区域内点的声场值；
[0011]基于预设的声场门限值，对位于所述目标区域内点的声场值去边缘化处理，并根据去边缘化处理的声场范围和RGB转换规则，对所述声场进行RGB参数转换，得到彩色图像，以实现将所述声列阵的多通道数据进行声学成像的目的。
[0012]优选的是，对所述多通道数据进行预处理包括对每条单通道数据进行去均值处理。
[0013]优选的是，待测试区域进行网格粗划分，分辨率划分为32x24网格。
[0014]优选的是，对网格粗划分后的所述多通道数据进行声场重建处理，得到预定区域的声场包括：
[0015]据所述多通道声数据，确定协方差矩阵；
[0016]基于所述网格粗划分分辨率，确定导向矢量以及所述导向矢量的共轭矢量；
[0017]依据所述协方差矩阵、所述导向矢量以及所述共轭矢量的乘积，确定待检测区域对应的声场空间的各个位置的声场值；
[0018]依据所述待检测区域对应的声场空间的各个位置的声场值，确定所述预定区域的声场。
[0019]优选的是，对所述多通道数据进行预处理还包括对所述多通道声数据进行滤波处理，以依据滤波处理后的所述多通道声数据，确定协方差矩阵。
[0020]优选的是，对所述待测试区域进行网格细划分，并计算出位于所述目标区域内点的声场值包括：
[0021]对所述所述待测试区域进行网格细划分，分辨率划分为640x480网格，并筛选出位于所述所述目标区域内点；
[0022]基于所述网格细划分分辨率，确定导向矢量以及所述导向矢量的共轭矢量；
[0023]依据所述协方差矩阵、所述导向矢量以及所述共轭矢量的乘积，确定所述目标区域各个位置的声场值。
[0024]优选的是，所述RGB转换规则包括：
[0025]判断所述待测试区域的点是否位于所述目标区域，若不位于，则该点对应的像素RGB颜色转换透明色(255，255，255)；
[0026]若位于，则判断该点的声场值是否大于所述声场门限值，若不大于，则该点对应的像素RGB颜色转换透明色(255，255，255)；
[0027]若大于，则将该点的声场值转换为灰度数据，并将所述灰度数据进行RGB数据的转换。
[0028]本专利技术还提供一种单声源声学成像系统，包括：
[0029]多通道数据获取模块，用于获取目标声源的多通道声数据，并对所述多通道数据进行预处理；
[0030]网格粗划分模块，用于将预处理后的所述多通道数据形成的待测试区域进行网格粗划分；
[0031]声场确定模块，用于对网格粗划分后的所述多通道数据进行声场重建处理，得到预定区域的声场；
[0032]目标区域确定模块，用于搜索扫描所述预定区域的声场，并获得声场最大点位置；以所述声场最大点位置为圆心，R
d
为半径为目标区域；对所述待测试区域进行网格细划分，并计算出位于所述目标区域内点的声场值；
[0033]声学成像模块，用于基于预设的声场门限值，对位于所述目标区域内点的声场值去边缘化处理，并根据去边缘化处理的声场范围和RGB转换规则，对所述声场进行RGB参数转换，得到彩色图像，以实现将所述声列阵的多通道数据进行声学成像的目的。
[0034]本专利技术实施例提供的一种电子设备，包括至少一个处理单元以及至少一个存储单元，其中，所述存储单元存储有程序，当所述程序被所述处理单元执行时，使得所述处理单元执行上述所述的方法。
[0035]本专利技术实施例提供的一种计算机可读存储介质，其存储有可由电子设备执行的计算机程序，当所述程序在所述电子设备上运行时，使得所述电子设备执行上述所述的方法。
[0036]与原有技术相比，本专利技术的有益效果为：
[0037]本专利技术对多通道声数据进行两次网格划分，第一次对计算的声学空间粗略估计，大致定位出声源位置，确定声源所在位置，第二次对声源所在位置进行精确计算，同时保证足够的分辨率。
附图说明
[0038]图1为本专利技术单声源声学成像方法的流程图。
具体实施方式
[0039]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的一部分实施例，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做出创造性劳动的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。
[0040]本申请中，声场是指媒质中有声波存在的区域。声场的物理量可以采用声压、质点振动速度、位移或媒质密度等进行描述，它们一般都是位置和时间的函数。声场中这些物理量随空间位置的变化与随时间的变化间的关系由声学波动方程描述，解出声波方程的满足边界条件的解即可知道声场随空间的分布、随时间的变化及能量关系等。
[0041]参照图1，本专利技术提供一种单声源声学成像方法，包括：
[0042]步骤S101：采集声列阵的多通道数据，并对多通道数据进行预处理；
[0043]具体地，多通道声数据用于表征构成传声器阵列的多个声学传感器各自检测到音频数据，即，多个声学传感器通道各自检测到的音频数据。
[0044]进一步地，对多通道数据进行预处理包括对每条单通道数据进行去均值处理，公式为：
[0045][0046]其中：N为采样点个数，N通常为2^L，M麦克风数量；
[0047]再进一步地，对多通道声数据进行滤波处理，以依据滤波处理后的多通道声数据，确定协方差矩阵。
[004本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种单声源声学成像方法，其特征在于，包括：采集声列阵的多通道数据，并对所述多通道数据进行预处理；将预处理后的所述多通道数据形成的待测试区域进行网格粗划分；对网格粗划分后的所述多通道数据进行声场重建处理，得到预定区域的声场；搜索扫描所述预定区域的声场，并获得声场最大点位置；以所述声场最大点位置为圆心，R
d
为半径为目标区域；对所述待测试区域进行网格细划分，并计算出位于所述目标区域内点的声场值；基于预设的声场门限值，对位于所述目标区域内点的声场值去边缘化处理，并根据去边缘化处理的声场范围和RGB转换规则，对所述声场进行RGB参数转换，得到彩色图像，以实现将所述声列阵的多通道数据进行声学成像的目的。2.如权利要求1所述的单声源声学成像方法，其特征在于，对所述多通道数据进行预处理包括对每条单通道数据进行去均值处理。3.如权利要求2所述的单声源声学成像方法，其特征在于，待测试区域进行网格粗划分，分辨率划分为32x24网格。4.如权利要求3所述的单声源声学成像方法，其特征在于，对网格粗划分后的所述多通道数据进行声场重建处理，得到预定区域的声场包括：据所述多通道声数据，确定协方差矩阵；基于所述网格粗划分分辨率，确定导向矢量以及所述导向矢量的共轭矢量；依据所述协方差矩阵、所述导向矢量以及所述共轭矢量的乘积，确定待检测区域对应的声场空间的各个位置的声场值；依据所述待检测区域对应的声场空间的各个位置的声场值，确定所述预定区域的声场。5.如权利要求4所述的单声源声学成像方法，其特征在于，对所述多通道数据进行预处理还包括对所述多通道声数据进行滤波处理，以依据滤波处理后的所述多通道声数据，确定协方差矩阵。6.如权利要求5所述的单声源声学成像方法，其特征在于，对所述待测试区域进行网格细划分，并计算出位于所述目RGB转换规则包括：对所述所述待测试区域进行网格细划分，分辨率划分为640x480网格，并筛选出位于所述所述目标区域内点；基于所述网...

【专利技术属性】
技术研发人员：贺武君，党建新，蒙进，罗华，吴杨，孙永涛，
申请(专利权)人：陕西金蝌蚪智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：