[发明专利]声音到达方向的估测方法以及声音到达方向的估测设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种声音到达方向的估测方法，该方法能够在即使存在周围噪音的情况下精确估测从声源通过使用多个麦克风输入的声音到达方向。本发明还涉及一种用于执行上述方法的声音到达方向的估测设备。

背景技术

由于近年来计算机技术的进步，使得需要大量操作处理的声音信号处理能够以可实现的处理速度执行。在这种情况下，使用多个麦克风的多通道声音处理功能期望得到实际的应用。用于估测声音信号的到达方向的声音到达方向的估测处理是在该功能中所使用的一个实例。声音到达方向的估测处理是这样一种处理，其用于获得在来自目标声源的声音信号到达多个麦克风中的彼此相距一定间隔安装的两个麦克风时的延迟时间，以及用于根据在与麦克风的到达距离和麦克风之间的安装间隔之间的差值估测来自声源的声音信号的到达方向。

在传统的声音到达方向估测处理中，例如，计算从两个麦克风输入的信号之间的相关系数，以及计算相关系数最大的两个信号之间的延迟。由于通过将所计算的延迟时间与在常温下声音在空气中的传送速度340m/s(该速度根据温度而变化)相乘来获得到达距离之间的差值，所以使用三角学方法根据麦克风的安装间隔来计算声音信号的到达方向。

另外，如日本专利申请特开No.2003-337164中所公开的，其能够计算对于从两个麦克风输入的每一声音信号频率的相位差频谱(phase differencespectrum)，并且在频域中为线形逼近的情况下，根据相位差频谱的倾斜度计算来自声源的声音信号的到达方向。

发明内容

在上述传统的声音到达方向的估测方法中，在存在噪音的情况下，这些噪音使得难以指定相关性最大的时间(延迟)。所以会产生这样一种问题，即难以正确指定来自声源的声音信号的到达方向。另外，即使在日本专利申请特开No.2003-337164中所公开的方法中，在计算相位差频谱过程中，当存在噪音时，相位差频谱会大大改变，而这种改变所带来的问题是不能精确地获得相位差频谱的倾斜度。

考虑到上述情况，本发明的目的是提供一种声音到达方向的估测方法，以及声音到达方向的估测设备，其能够在即使在麦克风周围存在环境噪音的情况下精确估测来自目标声源的声音信号的到达方向。

为实现上述的发明目的，根据本发明的声音到达方向的估测方法的第一方面提供一种对声音信号的声源所在方向的估测方法，所述声音信号作为多通道输入从位于多个方向的声源被输入到用于输入声音信号的声音信号输入单元，其特征在于，该估测方法包括以下步骤：接受由所述声音信号输入单元输入的多通道输入，并且对于每一通道将每一信号转换为时间轴上的信号；将每一通道的在时间轴上的信号转换为频率轴上的信号；对于每同一频率，计算每一通道所转换的频率轴上的信号的相位分量；利用对于每同一频率所计算的每一通道的信号的相位分量，计算多通道之间的相位差；计算所转换的频率轴上的信号的振幅分量；根据所计算的振幅分量，估测噪音分量；根据所计算的振幅分量和所估测的噪音分量，对于每一频率计算信噪比；提取其信噪比大于预定值的频率；根据对所提取频率计算的相位差，计算来自目标声源的声音信号的到达距离之间的差值；以及根据所计算的到达距离之间的差值，估测目标声源所在的方向。