[发明专利]一种声源方向定位方法和装置、语音设备和系统

权利要求书

1.一种声源方向定位方法，其特征在于，包括：

对麦克风阵列采集的音频信号进行指定方向的波束成型滤波，得到各指定方向的输出信号，所述指定方向根据麦克风阵列区域中心点确定；

根据各指定方向的输出信号的信号能量，确定各指定方向的权重，且信号能量越大的指定方向的权重越大；

采用选择的时延估计算法，确定麦克风阵列中每对麦克风采集的音频信号在假想声源位置的互相关度，确定所述互相关度符合设定要求的假想声源位置为真实声源位置；其中，确定所述互相关度时根据假想声源位置所在的指定方向区域，选择对应的权重进行加权计算；其中进行加权计算时的互相关函数基于选择的时延估计算法和所述权重得到。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，对麦克风阵列采集的音频信号进行指定方向的波束成型滤波，得到各指定方向的输出信号，包括：

对麦克风阵列中各麦克风同步采集的音频信号进行频域变换，得到对应的频域音频信号；

采用预先构建的各指定方向的波束成型滤波器，对各麦克风的频域音频信号进行波束成型滤波，得到各指定方向的输出信号。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，当所述麦克风阵列为环形麦克风阵列时，构建指定方向的波束成型滤波器，包括：

确定波束成型滤波的多个目标方向作为指定方向；

根据所述目标方向上的指向性向量和选择的抑制方向上的指向性向量，得到所述目标方向的差分阵列矩阵；

根据所述目标方向的差分阵列矩阵和预设的限制性向量，采用最小范数原理，得到所述目标方向的波束成型滤波器。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据各指定方向的输出信号的信号能量，确定各指定方向的权重，包括：

针对每个指定方向，根据输出信号上一帧的信号能量和选择的平滑参数，确定当前帧的输出信号能量；

根据各指定方向的输出信号的信号能量，采用预设的确定方式，分别确定各指定方向的权重。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述采用选择的时延估计算法，确定麦克风阵列中每对麦克风采集的音频信号在假想声源位置的互相关度，确定所述互相关度符合设定要求的假想声源位置为真实声源位置，包括：

针对麦克风阵列中的每对麦克风，根据两个麦克风采集的音频信号的期望值、两个麦克风之间的距离、假想声源位置对应的入射角和该入射角对应的权重，计算两个麦克风采集到的音频信号在假想声源位置的互相关性，确定使互相关性最大的假想声源位置为备选声源位置；

根据确定出的备选声源位置，确定真实声源位置。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述采用选择的时延估计算法，确定麦克风阵列中每对麦克风采集的音频信号在假想声源位置的互相关度，确定所述互相关度符合设定要求的假想声源位置为真实声源位置，包括：

针对麦克风阵列中的每对麦克风，根据两个麦克风采集的音频信号的期望值、两个麦克风之间的距离、假想声源位置对应的入射角和该入射角对应的权重，计算两个麦克风采集到的音频信号在假想声源位置的互相关性；

对得到的互相关性进行加权求和，得到麦克风阵列采集的音频信号的综合互相关性，确定使所述综合互相关性最大的假想声源位置为真实声源位置。

7.一种声源方向定位方法，其特征在于，包括：

对麦克风阵列采集的音频信号进行指定方向的波束成型滤波，得到各指定方向的输出信号，所述指定方向根据麦克风阵列区域中心点确定；

根据各指定方向的输出信号的信号能量，确定各指定方向的权重，且信号能量越大的指定方向的权重越大；并根据预设的权重调整规则，调整各指定方向的权重；

采用选择的时延估计算法，确定麦克风阵列中每对麦克风采集的音频信号在假想声源位置的互相关度，确定所述互相关度符合设定要求的假想声源位置为真实声源位置；其中，确定所述互相关度时根据假想声源位置所在的指定方向区域，选择对应的权重进行加权计算；其中进行加权计算时的互相关函数基于选择的时延估计算法和所述权重得到。