[发明专利]基于声学镜像模型的室内空间几何轮廓重构方法

摘要

本发明公开了一种基于声学镜像模型的室内空间几何轮廓重构方法，包括声接收装置、相位变换广义互相关分析模块、声源定位模块、平面参数分析模块、以及声学镜像模型等，采用语音信号作为声源信号，以可移动的M阵元星形阵列作为声接收装置；首先，基于可控响应功率相位变换和区域收缩法进行声源定位；其次，基于声学镜像模型，通过声收发信号的互相关分析，获取说话人单步移动前后其距离室内各反射面的距离估值；最后，结合室内空间的形状先验，将空间几何轮廓重构问题转化为声源定位问题，通过对镜像声源位置的求解，实现室内空间几何轮廓重构。该方法可提高室内空间几何轮廓重构的准确度，同时，兼顾声源通用性，能够获得鲁棒的轮廓重构效果。

主权项

1.基于声学镜像模型实现室内空间几何轮廓重构的方法，其特征在于，包括声接收装置、相位变换广义互相关分析模块、声源定位模块、平面参数分析模块、中垂面构造模块、以及声学镜像模型，具体步骤如下：(1)在室内反射墙面的中心位置，放置可移动的M阵元星型阵列作为声接收装置，室内单个说话人的语音信号为声源信号；(2)基于可控响应功率相位变换和区域收缩法进行声源定位；具体是，通过相位变换广义互相关分析模块，获得M阵元所接收声信号在直达路径上的声达时间TOA，经过SRP‑PHAT‑SRC声源定位模块的SRP‑PHA‑SRC算法，并对SRP‑PHA进行了优化，迭代给出说话人位置坐标s；(3)基于声学镜像模型，通过声收发信号的互相关分析，获取说话人单步移动前后其距离室内各反射面的距离估值；具体是，移动接收阵列至不同反射面的中心位置，取M阵元的TOA最小值，作为声源到该反射面的直接距离估计，作为平面参数分析模块的输入，以获得该反射面的反射参数p_l，l＝1，2，...，6；将声源位置坐标s、反射面参数p_l及反射面法向量n_l，l＝1，2，...，6作为声学镜像模型的输入，估计各一阶镜像声源位置(4)结合室内空间的形状先验，将空间几何轮廓重构问题转化为声源定位问题，通过对镜像声源位置的求解，快速有效地实现室内空间几何轮廓重构；具体是，通过中垂面构造模块，构造声源位置s与各一阶镜像声源位置的中垂面，得到室内几何轮廓重构结果。