[发明专利]一种麦克风阵列定位与云台联动的方法、装置

权利要求书

1.一种麦克风阵列定位与云台联动的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、采集麦克风传感器阵列附近的初始的环境声音信号即建立初级声道，对在一段时间内环境噪声呈现出周期性干扰分量的干扰信号即周期性干扰源进行主动降噪处理；

S2、从初级声道的所述干扰信号提取详细的噪声特征，并通过离线或在线的方式建立次级声道模型，同时产生对消电信号驱动对消扬声器，并实时采集残差信号进行反馈调整，多次迭代后将所述周期性干扰分量的干扰信号降低到预设阈值以下，提取有效声音；

S3、对所述有效声音的来源方位进行精确估计计算，根据所述来源方位的信息进行云台联动调整，使得云台摄像头的角度随时观测到相应的人员活动区域，以及正在发生报警信号的设备所在区域，以提高监控的精准性和时效性；

所述S2步骤中，所述提取有效声音采用波达方向估计算法，包括传统互相关技术的时延估计算法，最大似然相位转换时延估计算法，MLP分数时延估计算法，以及基于MUSIC及其改进型的算法。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述S2步骤中所述对消电信号驱动对消扬声器为经过D/A转换、模拟功放后接入到所述对消扬声器，对消扬声器产生的对消声波将在麦克风传感器阵列附近的局部空间中与周期性干扰源噪声叠加，从而减弱周期性干扰源对麦克风传感器阵列的影响。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述S3步骤中，所述云台联动调整的过程为接收来自于波达方向估计算法的处理结果，将其中人声与设备报警声信号方向的处理数据转换为用于相应云台联动控制的参考数据，最终辅助驱动云台电机调整摄像头的拍摄角度。

4.一种麦克风阵列定位与云台联动的装置，使用如权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，包括：

采集子系统：用于采集麦克风传感器阵列附近的初始的环境声音信号即建立初级声道；

对消子系统：对在一段时间内环境噪声呈现出周期性干扰分量的干扰信号进行主动降噪处理，从初级声道的所述干扰信号提取详细的噪声特征，并通过离线或在线的方式建立次级声道模型，同时产生对消电信号驱动对消扬声器，并实时采集残差信号进行反馈调整，多次迭代后将所述周期性干扰分量的干扰信号降低到预设阈值以下，提取有效声音；

联动控制子系统：用于对所述有效声音的来源方位进行精确估计计算，根据所述来源方位的信息进行云台联动调整，使得云台摄像头的角度随时观测到相应的人员活动区域，以及正在发生报警信号的设备所在区域，以提高监控的精准性和时效性。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述对消子系统包括模拟模块，所述模拟模块包括前端放大子模块和滤波子模块。

6.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述对消子系统还包括数字模块，所述数字模块包括主动降噪处理子模块、波达方向估计子模块以及云台联动控制子模块；

所述主动降噪处理子模块包括自适应的FxLMS单元和周期性干扰源信息提取单元；还包括声学部件以及声电信号转换的模拟电子元件；

所述云台联动控制子模块，包括步进电机控制单元或舵机控制单元；

所述周期性干扰源信息提取单元对周期性干扰源进行频域分析以及幅值分析，用于为波达方向估计子模块提供参考信息。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述采集子系统包括声学模块，所述声学模块包括麦克风传感器阵列、拾音器阵列；所述麦克风传感器阵列的每个传感器后均配备了A/D转换通道、抗混叠前置模拟滤波器电子元件，对原始声音信号进行并行化采集，完成声信号到模拟电信号，再到数字信号的转换，为波达方向估计子模块提供所有传感器的原始信息及各个传感器直接的时间差信息。