[发明专利]基于分布矩阵决策的声音定位方法

说明书

本发明公开了一种基于分布矩阵决策的声音定位方法。本发明包括如下步骤：1、对声阵列采集到的多通道声音信号进行预处理包括分帧；2、对单通道数据进行声音识别算法，每一帧得到一个声音识别结果；3、对多通道数据进行宽带声音定位，每一帧得到一个声音定位结果；4、通过上述步骤得到的识别和定位结果集合，分别表示矩阵的行和列，构建分布矩阵。5、得到分布矩阵后，找到目标声源的定位分布峰值；6、选择峰值及相邻两个角度区间，计算这三个区间的统计均值。本发明能够提高声音定位算法结果的准确率，尤其是在干扰明显且环境背景复杂的情况下，尤为明显。且定位算法对识别结果的依赖性低，具有广泛适用性。

技术领域

本发明属于信号处理技术领域，尤其涉及基于分布矩阵决策的声音定位方法。

背景技术

传统的声音定位算法中，存在以下几个问题：

1.抗干扰能力差。在室内无干扰，无噪声的情况下，定位算法准确率高，但在户外复杂环境情况下，一旦出现噪声或是甚是干扰，就会对定位结果产生很大影响。

2.声音信号处理领域，识别和定位算法联系紧密，且相辅相成。常规定位算法却没有很好的利用这一点，缺少对信息融合技术优势的把握。

发明内容

针对以上问题，本发明提供了一种基于分布矩阵决策的声音定位方法。现以十字形声阵列为例加以说明。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案包括如下步骤：

步骤1、对声阵列采集到的四通道声音信号进行预处理,预处理包括分帧；

步骤2、对单通道数据进行声音识别；

步骤3、对多通道数据进行宽带声音定位；

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；

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。

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。

所述的步骤2：取分帧后的每一帧单通道信号进行识别。

所述的对单通道信号进行识别的算法为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)]；

所述的步骤3：取分帧后的每一帧四通道信号进行宽带定位算法。

所述的四通道信号进行宽带定位的算法为宽带MUSIC算法

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。