[发明专利]基于麦克风阵列的波束形成方法以及对应的装置

权利要求书

1.一种波束成形方法，采用以关于参考点的一个或多个阵列布置的多个麦克风，所述方法包括：

获得由所述多个麦克风发出的麦克风信号并且组合所述麦克风信号以获得虚拟麦克风；

组合所述麦克风信号以获得至少一对指向性虚拟麦克风，所述至少一对指向性虚拟麦克风具有确定相应辐射图的相应信号并且以不同的图案方向角被旋转，所述相应辐射图具有对应于所述阵列的参考点的相同的原点，在所述图案之间限定分离角使得在所述不同的图案方向角之间限定至少一个圆形扇区，所述至少一对虚拟麦克风之间的所述分离角小于π/2；以及

获得相应总和辐射图相关联的总和虚拟麦克风的总和辐射信号，将相应权重与所述一对指向性虚拟麦克风的信号相关联，获得辐射的相应加权信号并且对所述加权信号求和，根据所述一对指向性虚拟麦克风的辐射图(Γ_V1，Γ_V2)的所确定的图案方向角并且根据所述分离角来计算所述相应权重，使得所述总和辐射图的主瓣在所述圆形扇区内被控向以指向所确定的图案方向角的方向。

2.根据权利要求1所述的方法，还包括将所述阵列布置为微分麦克风阵列。

3.根据权利要求2所述的方法，其中将所述阵列布置为微分麦克风阵列包括将所述微分麦克风阵列布置为均匀线性阵列或均匀圆形阵列。

4.根据权利要求3所述的方法，还包括在所述圆形扇区中对所述总和辐射图的所述图案方向角控向以获得声源位置估计；以及

通过选择使得所述总和虚拟麦克风的信号的功率最大化的方向来获得所述声源位置估计。

5.根据权利要求4所述的方法，还包括：在组合所述麦克风信号以获得虚拟麦克风之后，

对所述虚拟麦克风的信号的功率排序，

基于所述排序来选择由两个相邻的虚拟麦克风限定的主圆形扇区，以及

在所选择的主圆形扇区中执行所述总和虚拟麦克风的方向角的连续控向以找到所述声源位置估计。

6.根据权利要求5所述的方法，其中所述虚拟麦克风的功率信号的所述排序包括从使得功率最大化的虚拟麦克风(Vk)开始根据所述虚拟麦克风的功率来获得排序列表；以及

其中选择所述主圆形扇区包括：选择与所述麦克风相邻的虚拟麦克风中使得所述功率最大化的所述虚拟麦克风，选择与所述最大功率相关联的虚拟麦克风，将所述主圆形扇区限定为被包括在使得所述功率最大化的所述虚拟麦克风与所述相邻麦克风之间的扇区。

7.根据权利要求6所述的方法，还包括计算所述功率作为在给定数目的样本的给定时间帧上测量的所述虚拟麦克风的信号的Teager能量。

8.根据权利要求7所述的方法，其中在所选择的主圆形扇区中执行所述总和虚拟麦克风的方向角的连续控向以找到所述声源位置估计包括：

评估期望方向上的总和图案的信号的功率，

然后评估所评估的功率是否为所述主圆形扇区中的最大能量，

在否定的情况下，通过修改所述权重以控向所述总和图案来选择新的期望方向。

9.根据权利要求8所述的方法，其中所述方法还包括评估所述信号的功率并且迭代地评估所评估的功率是否为最大功率，迭代次数由可选择的分辨率参数来控制。