[发明专利]一种声源定位方法

权利要求书

1.一种声源定位方法，其特征在于，包括：

步骤S1，通过线性麦克风阵列接收声源产生的原始声源信号，并处理得到所述原始声源信号的频率值；

步骤S2，根据预先设置的多个接收方向、所述线性麦克风阵列的阵列属性以及所述频率值，采用陷波设计公式处理得到每个预设方向上的波束系数；

步骤S3，按照多个所述预设方向，对所述线性麦克风阵列采集到的所述原始声源信号进行扫描，随后根据所述波束系数，对扫描结果进行处理得到多个所述预设方向上的陷波波束；

步骤S4，根据所述陷波波束和所述原始声源信号处理得到多个所述预设方向上的陷波降噪量；

步骤S5，将所述陷波降噪量中的最大值所对应的预设方向确定为所述原始声源信号中的期望声源的声源方向。

2.根据权利要求1所述的声源定位方法，其特征在于，所述陷波设计公式为：

其中，

ω＝2πf，f用于表示期望声源的所述频率值；

d(ω，θ)用于表示根据ω和θ形成的导向向量；

ε为常数，表示由陷波波束形成的白噪声增益的调节量；

I_M用于表示维度数为M的单位矩阵，其中M用于表示所述线性麦克风阵列中的麦克风数目；

θ用于表示所述预设方向的方向角；

Γ_α，β(ω)用于表示角度范围为α到β范围内均匀声场噪声协方差矩阵；

h_i(ω，θ)用于表示第i个方向上的所述波束系数；

d(ω)用于表示所述线阵麦克风阵列对期望信号的加权向量。

3.根据权利要求2所述的声源定位方法，其特征在于，所述陷波设计公式中，所述导向向量d(ω，θ)满足如下公式：

其中，

t₀＝d/c，d用于表示所述线性麦克风阵列中各麦克风之间的间距，c用于表示声速；

ω＝2πf，f用于表示期望声音的所述频率值；

M用于表示所述线性麦克风阵列中的麦克风数目；

θ用于表示所述预设方向的方向角。

4.根据权利要求2所述的声源定位方法，其特征在于，所述Γ_α，β(ω)具体满足如下公式：

其中，

δ用于表示变量。

5.根据权利要求1所述的声源定位方法，其特征在于，所述步骤S3中，所述陷波波束输出根据如下公式计算得到：

其中，

Z_i(ω)用于表示第i个方向上的陷波波束输出；

h_i(ω，θ)用于表示第i个方向上的所述波束系数；

y(ω，θ)用于表示所述线性麦克风阵列的观测信号。

6.根据权利要求5所述的声源定位方法，其特征在于，所述观测信号满足如下公式：

y(ω，θ)＝[Y₁(ω)×Y₂(ω)×...×Y_M(ω)]^T

其中，

M用于表示所述线性麦克风阵列中的麦克风数目；

Y_M(ω)用于表示第M个麦克风接收的频域信号；

上标T用于表示转置操作。

7.根据权利要求1所述的声源定位方法，其特征在于，所述步骤S4中，所述陷波降噪量根据如下公式获得：

其中，

NR_i用于表示第i个方向上的陷波降噪量；

Y₁(ω)用于表示所述线性麦克风阵列采集的所述声源信号；

Z_i(ω)用于表示第i个方向上的陷波波束输出；

pow(Y₁(ω))用于表示所述声源信号的输出能量；

pow(Z_i(ω))用于表示所述陷波波束输出的输出能量。