[发明专利]声源定位设备、声源定位方法和程序

权利要求书

1.一种声源定位设备，包括：

声音信号向量生成部，其基于从多个麦克风输出的多个电信号来生成声音信号向量，所述多个麦克风接收声源所生成的声音；

子空间识别部，其识别与所述声音信号向量中所包括的信号分量相对应的信号子空间以及与所述声音信号向量中所包括的噪声分量相对应的噪声子空间；

候选识别部，其通过将延迟和阵列法应用于所述声音信号向量来识别用于指示所述声源的方向的多个候选的一个或多于一个候选向量；以及

方向识别部，其基于包括所述信号子空间和所述噪声子空间的内积的平方和的优化目标函数，将使用基于所述一个或多于一个候选向量中的至少一个候选向量的初始解搜索出的声源方向向量所指示的方向识别为所述声源的方向。

2.根据权利要求1所述的声源定位设备，其中，

所述候选识别部在通过将所述延迟和阵列法应用于所述声音信号向量所识别出的所述一个或多于一个候选向量中，识别出与对应于所述信号子空间的信号子空间向量的内积的平方和满足预定的可靠度条件的所述初始解。

3.根据权利要求1或2所述的声源定位设备，其中，

与所述子空间识别部识别所述信号子空间和所述噪声子空间的处理并行地，所述候选识别部进行识别所述一个或多于一个候选向量的处理。

4.根据权利要求1或3所述的声源定位设备，其中，

所述声音信号向量生成部通过对所述多个电信号进行傅立叶变换来生成所述声音信号向量，以及

所述方向识别部针对所述傅立叶变换的各帧识别所述声源的方向。

5.根据权利要求4所述的声源定位设备，其中，

所述方向识别部基于平均方向向量来识别所述声源的方向，所述平均方向向量是通过对利用所述傅立叶变换所生成的与多个频率区间相对应的多个所述声源方向向量进行平均而得到的。

6.根据权利要求5所述的声源定位设备，其中，

所述候选识别部通过以所述一个或多于一个候选向量的计算能够在应用于所述多个电信号的所述傅立叶变换的一帧内完成的方式对所述频率区间进行间隔剔除，来识别所述一个或多于一个候选向量。

7.根据权利要求4至6中任一项所述的声源定位设备，其中，

所述方向识别部通过使用由下式表示的所述优化目标函数的随机梯度下降法来识别所述声源方向向量，

[等式13]

其中，是方向，是假设在θ和方向存在目标声源时的虚拟导向向量，t是帧号，k是频率区间号，并且Q_N(t,k)噪声子空间向量。

8.根据权利要求4至7中任一项所述的声源定位设备，其中，

所述子空间识别部根据正交性目标函数来识别所述信号子空间，所述正交性目标函数是基于所述声音信号向量和通过将所述声音信号向量投影在所述信号子空间上所获得的向量之间的差的。

9.根据权利要求8所述的声源定位设备，其中，

所述子空间识别部基于由以下等式表示的所述正交性目标函数来识别所述信号子空间，

[等式14]

其中，β是遗忘函数，t是帧号，k是频率区间号，Q_S(t,k)是信号子空间向量，Q_PS^H(l-1,k)是前一帧中的信号子空间向量的估计结果，并且X是声音信号。