[发明专利]基于麦克风阵列的动态数量声源跟踪方法

权利要求书

1.一种基于麦克风阵列的动态数量声源跟踪方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、接收音频信号，计算空间谱，检测空间谱谱峰位置，得到观测值；

S2、根据所述观测值与当前时刻的K个跟踪声源进行数据关联，计算空间谱峰与跟踪声源的匹配概率；

S3、检查当前时刻粒子滤波器或检查当前时刻跟踪目标数量；

若所述粒子滤波器已经初始化或所述跟踪目标数量不等于0，进入步骤S4；

若所述粒子滤波器尚未初始化或所述跟踪目标数量等于0，进入步骤S8；

S4、评估试用声源存在概率并删除伪声源，监测跟踪声源活跃状态并删除非活跃声源；

S5、根据谱峰-声源匹配边缘后验概率定义声源的似然函数，并更新各声源的粒子权重；

S6、根据所述粒子权重和粒子位置计算当前时刻各声源的位置；

S7、根据贝叶斯推断预测各声源的先验活跃概率；

S8、检测各谱峰的匹配概率，若所述各谱峰的匹配概率大于预设的判定阈值，激活新声源；

S9、预测下一个时刻各声源粒子状态；

S10、判断各声源的有效粒子数量，若所述有效粒子数量少于预设的粒子数量值，则重新采样所述声源的粒子，并进入步骤S1；反之，进入步骤S1。

2.根据权利要求1所述的基于麦克风阵列的动态数量声源跟踪方法，其特征在于，所述步骤S2包括以下步骤：

S2.1、列举所有谱峰-声源匹配的组合；

S2.2、根据所述谱峰-声源匹配的组合计算谱峰-声源匹配联合先验概率；

S2.3、计算预测性似然概率；

S2.4、根据所述谱峰-声源匹配联合先验概率以及所述预测性似然概率计算谱峰-声源匹配联合后验概率；

S2.5、重复步骤S2.1至S2.4，计算谱峰-声源匹配边缘后验概率；

S2.6、归一化所述谱峰-声源匹配边缘后验概率。

3.根据权利要求1所述的基于麦克风阵列的动态数量声源跟踪方法，其特征在于，所述步骤S4包括以下步骤：

S4.1、计算各声源当前观测下的活跃概率；

S4.2、检查各个声源当前所处阶段：

若声源处于试用阶段，进入步骤S4.3；

若声源处于跟踪阶段，进入步骤S4.4；

S4.3、评估试用声源存在概率，删除伪声源；

S4.4、监测跟踪声源活跃状态，并删除非活跃声源。

4.根据权利要求3所述的基于麦克风阵列的动态数量声源跟踪方法，其特征在于，所述步骤S4.3包括以下步骤：

S4.31、更新试用声源累积活跃概率；

S4.32、检查试用期计时器，若试用期未满，进入步骤S5；

若试用期已满，进入步骤S4.33；

S4.33、计算试用声源在试用期间平均存在概率，若所述试用声源在试用期间平均存在概率高于预设的存在性阈值，标记所述试用声源，并进入跟踪阶段；反之，删除该试用声源的粒子滤波器。

5.根据权利要求3所述的基于麦克风阵列的动态数量声源跟踪方法，其特征在于，所述步骤S4.4包括以下步骤：

S4.41、检验跟踪声源当前时刻非活跃程度，

若所述非活跃程度小于预设的活跃值，非活跃计数器自加1，并进入步骤S4.42；

反之，所述非活跃计数器清零，并进入步骤S5；

S4.42、检查所述非活跃计数器，若所述非活跃计数器的值等于预设的次数，删除该非活跃声源。

6.根据权利要求1所述的基于麦克风阵列的动态数量声源跟踪方法，其特征在于，所述步骤S8包括以下步骤：

S8.1、检测各谱峰的匹配概率，若所述各谱峰的匹配概率大于预设的判定阈值，进入步骤S8.2，反之，进入步骤S9；

S8.2、初始化新声源粒子状态，对粒子赋予均匀权值；

S8.3、初始化新声源活跃概率；

S8.4、为新声源分配ID；

S8.5、标记新声源进入试用阶段，开启试用期计时器。