[发明专利]基于分布矩阵决策的声音定位方法

权利要求书

1.基于分布矩阵决策的声音定位方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤1、对声阵列采集到的四通道声音信号进行预处理；

所述预处理为对四通道声音信号进行分帧处理；

步骤2、对每一帧单通道信号进行声音识别；

步骤3、对每一帧四通道信号进行宽带声音定位；

步骤4、根据步骤2、3得到的识别和定位结果集合，构建分布矩阵M，其中M(C_i,A_j)表示的是所有帧中识别结果为C_i定位结果为A_j的帧的个数；

步骤5、得到分布矩阵后，找到目标声源的定位分布峰值；

步骤6、选择峰值及其相邻两个角度区间，计算这三个区间的统计均值，即为最后的定位结果。

2.根据权利要求1所述的基于分布矩阵决策的声音定位方法，其特征在于所述的步骤1：采用十字形声阵列获取现场声音信号，记采样频率为f_s；对四通道声音信号进行分帧处理，假设分帧后的帧数是m；接下来对分帧后的每一帧信号进行处理。

3.根据权利要求2所述的基于分布矩阵决策的声音定位方法，其特征在于，所述的步骤2对每一帧单通道信号进行声音识别的算法为LPCC+SVM算法；

每一帧得到一个识别结果，从而构成长度为m的识别结果数组C；

C＝[c(1) c(2) … c(m)]。

4.根据权利要求3所述的基于分布矩阵决策的声音定位方法，其特征在于，所述的步骤3对每一帧四通道信号进行宽带声音定位的算法为宽带MUSIC算法，具体如下：

3-1、根据需要选取频带和中心频率f₀，所述的频带和中心频率f₀需要根据实际目标信号的频率特征来进行选择；

3-2、对每一帧四通道信号做FFT傅里叶变换，变换后每一帧四通道信号的模型X(f_j)表示为：

X(f_j)＝A_θ(f_j)S(f_j)+N(f_j),j＝1,2,3...J 公式1

A_θ(f_j)是导向向量，S(f_j)和N(f_j)分别是FFT傅里叶变换后的声源信号和噪声；

变换后将所选频带划分成多个频率为f_j的窄带信号的组合；

3-3、利用聚焦矩阵T，将每个窄带所在频率f_j通过聚焦变化至中心频率f₀所在窄带，变化过程如下：

T(f_j)A(f_j)S(f_j)＝A(f₀)S(f₀) 公式2

其中，A(f)是导向向量；并且通过公式3求得中心频率f₀处的自相关矩阵，用于定位:

3-4、对中心频率f₀所在窄带进行定位，得到此帧数据的定位结果；每一帧对应一个定位结果，从而构成长度为m的定位结果数组A；

A＝[a(1) a(2) … a(m)]。

5.根据权利要求4所述的基于分布矩阵决策的声音定位方法，其特征在于所述的步骤4：根据步骤2和步骤3得到的识别结果数组C和定位结果数组A，构造分布矩阵M；

以识别结果数组C的取值为横坐标，以定位结果数组A的角度取值范围为纵坐标，遍历每一帧的结果，构建分布矩阵M，其中M(C_i,A_j)表示的是所有帧中识别结果为C_i定位结果为A_j的帧的个数。

6.根据权利要求5所述的基于分布矩阵决策的声音定位方法，其特征在于所述的步骤5：得到分布矩阵后，通过识别结果C_i找到目标声源的定位分布峰值A_top。

7.根据权利要求6所述的基于分布矩阵决策的声音定位方法，其特征在于所述的步骤6：在识别结果C_i的定位分布上，选择峰值A_top及其相邻两个值A_top-1及A_top+1，计算这三个值所在矩阵单元的统计均值，公式可以表示为:

其中，P表示矩阵纵坐标角度区间的分辨率。