[发明专利]一种基于模拟信号处理架构的麦克风阵列声源定向系统

权利要求书

1.一种基于模拟信号处理架构的麦克风阵列声源定向系统，其特征在于，包括：依次相连的麦克风阵列、模拟域声源定向处理模块和声源定向模块；其中，所述麦克风阵列用于采集多个模拟语音信号；所述模拟域声源定向处理模块用于获取所述多个模拟语音信号中每任意两个模拟语音信号的声源定向区域；所述声源定向模块用于根据多个所述声源定向区域获取声源方向；所述模拟域声源定向处理模块包括依次相连的延时器单元、乘法器单元、积分器单元和最大值选取单元；其中，所述延时器单元包括多对延时器；每对所述延时器的一端分别与所述麦克风阵列中采集所述每任意两个模拟信号之一的麦克风相连，另一端依次与所述乘法器单元、所述积分器单元和所述最大值选取单元相连，所述最大值选取单元与所述声源定向模块相连。

2.根据权利要求1所述的基于模拟信号处理架构的麦克风阵列声源定向系统，其特征在于，所述模拟域声源定向处理模块用于获取所述多个模拟语音信号中每任意两个模拟语音信号的声源定向区域，具体包括：

利用所述延时器单元将所述每任意两个模拟语音信号进行数字采样并将所述每任意两个模拟语音信号之一进行延时，以获取第一采样信号和第二采样信号；

依次利用所述乘法器单元和所述积分器单元将所述第一采样信号和所述第二采样信号进行乘法计算和积分计算，以获取所述每任意两个模拟语音信号的基于互相关窗函数的广义互相关函数；

利用最大值选取单元获取多个所述基于互相关窗函数的广义互相关函数中最大的一个对应的可选声源定向区域，以获取所述每任意两个模拟语音信号的声源定向区域；其中，所述可选声源定向区域为以发出所述每任意两个模拟语音信号的两个麦克风相连的直线为横轴，以所述横轴上所述两个麦克风之间的中点为原点，以所述延时器的对数为所述横轴一侧或另一侧的180°区域的划分数量，将所述180°区域逆时针划分所得的区域。

3.根据权利要求2所述的基于模拟信号处理架构的麦克风阵列声源定向系统，其特征在于，所述获取所述每任意两个模拟语音信号的基于互相关窗函数的广义互相关函数之前，还包括：

获取所述每任意两个模拟语音信号的初始广义互相关函数；

利用互相关窗函数对所述初始广义互相关函数进行提取，获取基于互相关窗函数的所述广义互相关函数。

4.根据权利要求2所述的基于模拟信号处理架构的麦克风阵列声源定向系统，其特征在于，所述基于互相关窗函数的广义互相关函数为：

其中，R(τ)为基于互相关窗函数的广义互相关函数，x₁[n]为第一采样信号，x₂[n-τ]为第二采样信号，τ为延时器预设的延时，n为采样点序号，N为采样点个数。

5.根据权利要求2所述的基于模拟信号处理架构的麦克风阵列声源定向系统，其特征在于，所述声源定向模块用于根据多个所述声源定向区域获取声源方向，具体包括：

利用所述声源定向模块从多个所述声源定向区域中，选取重合次数最多的声源定向区域，并根据所述重合次数最多的声源定向区域确定所述声源方向；其中，所述重合次数是指判定为所述声源定向区域的次数。

6.根据权利要求5所述的基于模拟信号处理架构的麦克风阵列声源定向系统，其特征在于，所述从多个所述声源定向区域中，选取重合次数最多的声源定向区域，并根据所述重合次数最多的声源定向区域确定所述声源方向，具体包括：

其中，f(x)为声源方向，x为声源方向所属的声源定向区域，r₁、r₂……r_m为声源定向区域；|x-r_m|表示声源方向x所属的声源定向区域与声源定向区域r_m是否重合，若重合则为0，若不重合则为1。