[发明专利]声源定位方法和装置

权利要求书

1.一种声源定位方法，包括：

对麦克风阵列接收的信号进行计算得到空间谱；

确定所述空间谱所具有的谱峰的数量；

若所述空间谱具有多个谱峰，使用固定波束形成器形成与麦克风阵列对应的多个不同方向的波束，其中，所述多个不同方向的波束至少包括第一方向波束和第二方向波束；

计算所述第一方向波束的能量、所述第二方向波束的能量以及所述第一方向波束和所述第二方向波束的能量差；

判断所述能量差是否大于等于预设阈值；

若所述能量差大于等于所述预设阈值，输出所述第一方向波束的能量和所述第二方向波束的能量中能量最大的波束所对应的角度为波达方向，从而当所述能量差超过预设阈值时，其中能量较大的那个波束就确定为直达声波束和反射声波束中的直达声波束，所述直达声波束对应的波束方向即为声源的波达方向。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述确定所述空间谱所具有的谱峰的数量之后，所述方法还包括：

若所述空间谱仅具有单个谱峰，输出所述单个谱峰所对应的角度为波达方向。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述方法还包括：

若所述能量差小于所述预设阈值，计算所述第一方向波束的相对延迟和所述第二方向波束的相对延迟；

输出所述第一方向波束的相对延迟和所述第二方向波束的相对延迟中延迟最小的波束所对应的角度为波达方向。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述对麦克风阵列接收的信号进行计算得到空间谱包括：

使用独立矢量分析得到与多个麦克风接收信号对应的分离矩阵；

计算与能够唤醒设备的唤醒信号对应的分离矩阵的空间谱。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述使用独立矢量分析得到与多个麦克风接收信号对应的分离矩阵包括：

基于短时傅里叶变换将麦克风阵列接收的信号建模为X(t,f)；

使用独立矢量分析矩阵计算分离矩阵W(t,f)对麦克风阵列接收的信号滤波得到声源信号的估计信号Y(t,f)，其中，Y(t,f)＝W(t,f)*X(t,f)；

将所述估计信号送入设备中的唤醒模块，并确定与唤醒信号对应的分离矩阵。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述计算与唤醒信号对应的分离矩阵的空间谱包括：

使用所述唤醒信号对应的分离矩阵计算空间协方差矩阵；

对计算得到的空间协方差矩阵进行特征值分解得到最大特征值，其中，所述最大特征值对应的向量为信号空间，剩余的向量组成的噪声空间；

基于所述信号空间和所述噪声空间计算空间谱。

7.一种声源定位装置，包括：

空间谱计算模块，配置为对麦克风阵列接收的信号进行计算得到空间谱；

谱峰数量确定模块，配置为确定所述空间谱所具有的谱峰的数量；

波束形成模块，配置为若所述空间谱具有多个谱峰，使用固定波束形成器形成与麦克风阵列对应的多个不同方向的波束，其中，所述多个不同方向的波束至少包括第一方向波束和第二方向波束；

能量计算模块，配置为计算所述第一方向波束的能量、所述第二方向波束的能量以及所述第一方向波束和所述第二方向波束的能量差；

判断模块，配置为判断所述能量差是否大于等于预设阈值；

第一输出模块，配置为若所述能量差大于等于所述预设阈值，输出所述第一方向波束的能量和所述第二方向波束的能量中能量最大的波束所对应的角度为波达方向，从而当所述能量差超过预设阈值时，其中能量较大的那个波束就确定为直达声波束和反射声波束中的直达声波束，所述直达声波束对应的波束方向即为声源的波达方向。

8.根据权利要求7所述的装置，还包括：

第二输出模块，配置为若所述空间谱仅具有单个谱峰，输出所述单个谱峰所对应的角度为波达方向。