[发明专利]三维声源声场重构方法及系统

权利要求书

1.一种三维声源声场重构方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

a.利用双目摄像头绘制目标声源的空间三维模型，同时利用麦克风阵列从一角度测量所述目标声源的二维声场分布以得到所述目标声源的二维声场能量分布图像P(x,y,l)，其中x，y表示所述二维声场能量分布图像的像素点坐标，l表示所述像素点处声源强度；

b.将所述二维声场能量分布图像映射为深度图像P(x,y,k)，其中k为所述像素点的深度；

c.基于所述双目摄像头的位置数据对所述深度图像P(x,y,k)进行换算得到全局坐标下的点云坐标数据；

d.多次变化所述角度，每次变化角度后重新执行步骤a-c，得到多个所述点云坐标数据；

e.利用多个所述点云坐标数据重建所述目标声源的三维声场模型；

f.将所述重建的三维声场模型和所述双目摄像头所绘制的空间三维模型进行融合，在三维空间中呈现所述目标声源的分布状态。

2.如权利要求1所述的三维声源声场重构方法，其特征在于，步骤b包括以下子步骤：

利用所述双目摄像头绘制的所述空间三维模型的深度数据求取基准深度k₀；

确定所述二维声场能量分布图像P(x,y,l)中的边缘的声源强度最小值L_min和声源强度最大值L_max，用公式∆l＝l – (L_max-L_min)/2对所述二维声场能量分布图像P(x,y,l)进行能量差值的换算，得到P(x,y,∆l)；

按照二维声源声场能量衰减与物理距离的标定关系对P(x,y,∆l)进行换算，得到相对深度图P(x,y,∆k)，其中，∆k表示所述像素点的深度与所述基准深度k₀的深度差；

用所述基准深度k₀对所述相对深度图P(x,y,∆k)进行修正得到所述深度图像P(x,y,k)。

3.如权利要求2所述的三维声源声场重构方法，其特征在于，所述基准深度k₀取所述空间三维模型的几何中心点。

4.如权利要求2所述的三维声源声场重构方法，其特征在于，所述用所述基准深度k₀对所述相对深度图P(x,y,∆k)进行修正得到所述深度图像P(x,y,k)的步骤包括：

利用修正公式k= k₀+∆k对所述相对深度图P(x,y,∆k)进行修正得到所述深度图像P(x,y,k)。

5.如权利要求1所述的三维声源声场重构方法，其特征在于，所述二维声场能量分布图像P(x,y,l)基于声源定位算法得到。

6.如权利要求5所述的三维声源声场重构方法，其特征在于，所述声源定位算法为波束形成类算法。

7.如权利要求2所述的三维声源声场重构方法，其特征在于，所述二维声源声场能量衰减与∆l相关联，所述物理距离与∆k相关联。