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专利号: 2016108933311
申请人: 杭州电子科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

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(Ci,Aj)表示的是所有帧中识别结果为Ci定位结果为Aj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fs;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(fj)表示为:X(fj)=Aθ(fj)S(fj)+N(fj),j=1,2,3...J   公式1Aθ(fj)是导向向量,S(fj)和N(fj)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fj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fj通过聚焦变化至中心频率f0所在窄带,变化过程如下:T(fj)A(fj)S(fj)=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(Ci,Aj)表示的是所有帧中识别结果为Ci定位结果为Aj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Ci找到目标声源的定位分布峰值Atop。

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Ci的定位分布上,选择峰值Atop及其相邻两个值Atop-1及Atop+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。