[发明专利]一种基于多个麦克风阵列的噪声源定位方法

说明书

本发明提出了一种基于多个麦克风阵列的噪声源定位方法，其选取M个麦克风传感器构建环形麦克风阵列，设置一麦克风传感器作为参考麦克风传感器，以该参考麦克风传感器建立阵列坐标系，其余M—1个麦克风传感器环绕参考麦克风传感器设置，并在舱室内设置D个声源；获取D个声源到各麦克风传感器的相对传递函数，并构建环形麦克风阵列的阵列流型矩阵；进一步引入声源与参考麦克风传感器的直线距离、声源相对于参考麦克风传感器的方位角和声源频率构建阵列流型近场模型；采用MUSIC算法估算各声源相对于参考麦克风传感器的方位角；在舱室内预设两个以上相同的环形麦克风阵列，估算声源相对于每个环形麦克风阵列相对于参考麦克风传感器的方位角，总体运用最小二乘法求解声源到各环形麦克风阵列的距离。

技术领域

本发明涉及声源定位领域，尤其涉及一种基于多个麦克风阵列的噪声源定位方法。

背景技术

声源定位在声音信号的处理中处于非常重要的地位，广泛应用在诸如智能设备、视频会议系统、违章抓拍或者故障诊断等方面，能够自动捕捉和对准发声对象。其通过对采集信号进行处理得到声源到达麦克风整列的波达方向，相比单个麦克风传感器，由多个麦克风传感器组成的麦克风阵列在语音信号处理方面具有更好的优势，麦克风阵列具有互补性，能更好的消除背景噪声。在舱室内，受环境限制，声源到麦克风阵列的距离较近，需要考虑声音振幅随距离变化的关系，而且现有方法对声源具体位置的定位精度不高，影响了具体应用的可靠性。

发明内容

有鉴于此，本发明提出了一种对声源实际位置定位较精确、尤其适用于多个声源的基于多个麦克风阵列的噪声源定位方法。

本发明的技术方案是这样实现的：本发明提供了一种基于多个麦克风阵列的噪声源定位方法，包括以下步骤：

S1：选取M个麦克风传感器构建环形麦克风阵列，设置一麦克风传感器作为参考麦克风传感器，以该参考麦克风传感器建立阵列坐标系，其余M—1个麦克风传感器环绕参考麦克风传感器设置；在舱室内设置D个声源，MD；

S2：获取D个声源到各麦克风传感器的相对传递函数，并构建环形麦克风阵列的阵列流型矩阵；

S3：根据各麦克风传感器在阵列坐标系中的已知的坐标向量、D个声源到参考麦克风传感器的直线距离，以及上一步骤中得到的阵列流型矩阵，进一步引入声源与参考麦克风传感器的直线距离、声源相对于参考麦克风传感器的方位角和声源频率构建阵列流型近场模型；

S4：针对已构建的阵列流型近场模型，采用MUSIC算法估算各声源相对于参考麦克风传感器的方位角；

S5：获取声源相对于该参考麦克风传感器的方位角后，进一步在舱室内形成两个以上相同的环形麦克风阵列，采用MUSIC算法估算声源相对于其他环形麦克风阵列相对于参考麦克风传感器的方位角，求解声源到各环形麦克风阵列中心的直线距离。

在以上技术方案的基础上，优选的，所述选取M个麦克风传感器构建环形麦克风阵列并建立阵列坐标系，是以参考麦克风传感器为圆心，其余麦克风传感器均匀分布在半径R的圆周上；以参考麦克风传感器为原点，其指向圆周上某一麦克风传感器的方向为Z轴方向，圆周所在平面内设置一经过参考麦克风传感器并与Z轴垂直的X轴；垂直圆周所在平面的方向为Y轴，建立阵列坐标系。