本發(fā)明涉及語音信號處理領(lǐng)域，尤其涉及一種聲源定位方法及裝置。

背景技術(shù)：

聲源定位技術(shù)是一種接收聲源信號并利用電子裝置確定聲源位置的技術(shù)，其在人們的日常生活中也有著較為廣泛的應(yīng)用。例如，在視頻會議中，通過聲源定位技術(shù)控制攝像頭，使其自動轉(zhuǎn)向正在發(fā)言的說話者方向；將聲源定位技術(shù)應(yīng)用于助聽器中，能夠為有聽覺障礙的殘疾人提供了幫助。

目前，一種常用的聲源定位技術(shù)是基于最大輸出功率的可控波束形成技術(shù)，當(dāng)接收到聲源信號時，對各路聲源信號進(jìn)行加權(quán)求和形成波束，直到得到具有最大輸出功率的波束為止。該方法在定位過程中需要知道聲源和噪聲的先驗知識，該先驗知識很難獲得，從而定位結(jié)果的誤差往往較高。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明實施例提供一種聲源定位方法及裝置，采用自適應(yīng)的延遲估計方法獲得兩路聲源信號的時延，并基于此時延進(jìn)行聲源定位，減小定位結(jié)果的誤差。

本發(fā)明實施例提供一種聲源定位方法，包括：

獲取麥克風(fēng)陣列接收的第一聲源信號和第二聲源信號，所述第一聲源信號由所述麥克風(fēng)陣列中的參考麥克風(fēng)接收，所述第二聲源信號是所述麥克風(fēng)陣列中的m個非參考麥克風(fēng)接收的m路第二聲源信號中的任一路，m大于或等于5；

對所述第一聲源信號進(jìn)行濾波處理；

確定所述第二聲源信號與濾波后的第一聲源信號的誤差信號；

確定使得所述誤差信號最小的濾波系數(shù)；

根據(jù)所述濾波系數(shù)確定所述第一聲源信號與所述第二聲源信號的信號接收時延差；

根據(jù)所述第一聲源信號分別與所述m路第二聲源信號的信號接收時延差，以及所述m個非參考麥克風(fēng)與所述參考麥克風(fēng)的位置關(guān)系，確定聲源位置。

本發(fā)明實施例提供一種聲源定位裝置，包括：

獲取模塊，用于獲取麥克風(fēng)陣列接收的第一聲源信號和第二聲源信號，所述第一聲源信號由所述麥克風(fēng)陣列中的參考麥克風(fēng)接收，所述第二聲源信號是所述麥克風(fēng)陣列中的m個非參考麥克風(fēng)接收的m路第二聲源信號中的任一路，m大于或等于5；

濾波模塊，用于對所述第一聲源信號進(jìn)行濾波處理；

第一確定模塊，用于確定所述第二聲源信號與濾波后的第一聲源信號的誤差信號；

確定使得所述誤差信號最小的濾波系數(shù)；

根據(jù)所述濾波系數(shù)確定所述第一聲源信號與所述第二聲源信號的信號接收時延差；

第二確定模塊，用于根據(jù)所述第一聲源信號分別與所述m路第二聲源信號的信號接收時延差，以及所述m個非參考麥克風(fēng)與所述參考麥克風(fēng)的位置關(guān)系，確定聲源位置。

本發(fā)明實施例提供的聲源定位方法及裝置，首先，獲取麥克風(fēng)陣列中參考麥克風(fēng)接收的第一聲源信號以及m個非參考麥克風(fēng)中任一麥克風(fēng)接收的第二聲源信號。進(jìn)而，對第一聲源信號進(jìn)行濾波處理，使第一聲源信號能夠逼近第二聲源信號，并在此基礎(chǔ)上對濾波后的第一聲源信號以及第二聲源信號進(jìn)行誤差計算，從而獲得兩路聲源信號之間的誤差信號。通過多次調(diào)整濾波系數(shù)，使得第一、第二聲源信號之間的誤差信號最小，根據(jù)此最小誤差信號對應(yīng)的濾波系數(shù)確定出信號接收時延差，保證了信號接收時延差的準(zhǔn)確性。最后，根據(jù)準(zhǔn)確的信號接收時延差以及參考麥克風(fēng)與非參考麥克風(fēng)之間的位置關(guān)系確定出聲源的位置，提高定位的精準(zhǔn)度。同時，上述聲源定位過程中無需獲知聲源信號或者噪聲信號的先驗知識，也就避免了因先驗知識難以獲得而導(dǎo)致的定位不準(zhǔn)確的問題。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實施例提供的聲源定位方法實施例一的流程圖；

圖2為本發(fā)明實施例提供的聲源定位方法實施例二的流程圖；

圖3為本發(fā)明實施例二中非參考麥克風(fēng)均勻分布于麥克風(fēng)陣列時麥克風(fēng)陣列的示意圖；

圖4為本發(fā)明實施例二中非參考麥克風(fēng)非均勻分布于麥克風(fēng)陣列時麥克風(fēng)陣列的示意圖；

圖5為本發(fā)明實施例提供的聲源定位裝置實施例一的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本發(fā)明實施例提供的聲源定位裝置實施例二的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

為使本發(fā)明實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

在本發(fā)明實施例中使用的術(shù)語是僅僅出于描述特定實施例的目的，而非旨在限制本發(fā)明。在本發(fā)明實施例和所附權(quán)利要求書中所使用的單數(shù)形式的“一種”、“所述”和“該”也旨在包括多數(shù)形式，除非上下文清楚地表示其他含義，“多種”一般包含至少兩種，但是不排除包含至少一種的情況。

應(yīng)當(dāng)理解，本文中使用的術(shù)語“和/或”僅僅是一種描述關(guān)聯(lián)對象的關(guān)聯(lián)關(guān)系，表示可以存在三種關(guān)系，例如，a和/或b，可以表示：單獨存在a，同時存在a和b，單獨存在b這三種情況。另外，本文中字符“/”，一般表示前后關(guān)聯(lián)對象是一種“或”的關(guān)系。

應(yīng)當(dāng)理解，盡管在本發(fā)明實施例中可能采用術(shù)語第一、第二、第三等來描述xxx，但這些xxx不應(yīng)限于這些術(shù)語。這些術(shù)語僅用來將xxx彼此區(qū)分開。例如，在不脫離本發(fā)明實施例范圍的情況下，第一xxx也可以被稱為第二xxx，類似地，第二xxx也可以被稱為第一xxx。

取決于語境，如在此所使用的詞語“如果”、“若”可以被解釋成為“在……時”或“當(dāng)……時”或“響應(yīng)于確定”或“響應(yīng)于檢測”。類似地，取決于語境，短語“如果確定”或“如果檢測(陳述的條件或事件)”可以被解釋成為“當(dāng)確定時”或“響應(yīng)于確定”或“當(dāng)檢測(陳述的條件或事件)時”或“響應(yīng)于檢測(陳述的條件或事件)”。

還需要說明的是，術(shù)語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的商品或者系統(tǒng)不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種商品或者系統(tǒng)所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的商品或者系統(tǒng)中還存在另外的相同要素。

圖1為本發(fā)明實施例提供的聲源定位方法實施例一的流程圖，本實施例提供的該聲源定位方法的執(zhí)行主體可以為聲源定位器，如圖1所示，該方法包括如下步驟：

s101，獲取麥克風(fēng)陣列接收的第一聲源信號和第二聲源信號。

預(yù)先建立一個麥克風(fēng)陣列，位于陣列中參考位置的麥克風(fēng)為參考麥克風(fēng)，位于陣列中其他位置的多個麥克風(fēng)為非參考麥克風(fēng)。

當(dāng)聲源發(fā)出聲源信號后，麥克風(fēng)陣列中的各個麥克風(fēng)都能接收到聲源發(fā)出的模擬聲源信號，并通過麥克風(fēng)中的模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換模塊將接收到的模擬聲源信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字聲源信號。聲源定位器能夠獲取到參考麥克風(fēng)以及m個非參考麥克風(fēng)接收的數(shù)字聲源信號，其中，參考麥克風(fēng)接收的聲源信號為第一聲源信號，m個非參考麥克風(fēng)接收的m路聲源信號中的任意一路聲源信號為第二聲源信號。

s102，對第一聲源信號進(jìn)行濾波處理。

s103，確定第二聲源信號與濾波后的第一聲源信號的誤差信號。

s104，確定使得誤差信號最小的濾波系數(shù)。

s105，根據(jù)濾波系數(shù)確定第一聲源信號與第二聲源信號的信號接收時延差。

為了提高獲取的信號接收時延差的準(zhǔn)確性，首先，需要對第一聲源信號進(jìn)行濾波處理，此濾波處理的過程也即是使第一聲源信號逼近第二聲源信號的過程。

本實施例中，采用多點逼近的方式使第一聲源信號逼近第二聲源信號。

具體來說，對于第二聲源信號中的某采樣點來說，對第一聲源信號中相應(yīng)采樣點以及該相應(yīng)采樣點前后相鄰的一定數(shù)目的采樣點進(jìn)行加權(quán)累加處理，從而以該相應(yīng)采樣點以及其相鄰采樣點來逼近第二聲源信號中的上述某采樣點。其中，上述加權(quán)累加的處理即為對第一聲源信號中的上述相應(yīng)采樣點以及其相鄰采樣點的濾波處理，每個采樣點的加權(quán)系數(shù)即為濾波系數(shù)。其中，第二聲源信號中的某采樣點與第一聲源信號中相應(yīng)采樣點之間的對應(yīng)性可以體現(xiàn)為：第二聲源信號中的第n個采樣點對應(yīng)于第一聲源信號中的第n個采樣點，第一聲源信號中的第n個采樣點的相鄰采樣點比如可以是第n-1個采樣點、第n+1個采樣點。

對于第二聲源信號中的其他采樣點，采用同樣方式，在第一聲源信號中確定與之對應(yīng)的多個采樣點以及每個采樣點對應(yīng)的濾波系數(shù)。

值得說明的是，此時，第一聲源信號中的各采樣點所對應(yīng)的濾波系數(shù)是未知變量。

然后，將濾波處理后的第一聲源信號與第二聲源信號作差即是兩聲源信號之間的誤差信號，此誤差信號的大小可以表示兩聲源信號之間的相近程度?？蛇x地，誤差信號的大小可以用誤差信號的均方值來表征，均方值越小則表示第一聲源信號的逼近效果越好，兩聲源信號的相近程度越高。

進(jìn)而，確定兩聲源信號誤差信號最小時對應(yīng)的濾波系數(shù)。

實際應(yīng)用中，可以采用最小均方算法求解兩聲源信號的誤差信號的最小均方值。在采用最小均方算法時，需要迭代更新第一聲源信號中各采樣點對應(yīng)的濾波系數(shù)，以尋求使得兩聲源信號的誤差信號均方值最小的濾波系數(shù)。

在迭代過程中，可以在首次迭代時，初始化各采樣點對應(yīng)的濾波系數(shù)。將第一聲源信號中的各采樣點對應(yīng)的濾波系數(shù)視為一個序列，則初始濾波系數(shù)可以為任意一個不全為0的離散序列?；谠摮跏紴V波系數(shù)，得到兩聲源信號的誤差信號的一個均方值。

然后，根據(jù)預(yù)設(shè)的系數(shù)更新策略更新濾波系數(shù)序列，基于更新后的濾波系數(shù)序列得到又一個誤差信號的均方值。如此迭代下去，直到滿足迭代截止條件。其中，迭代截止條件可以是：某次迭代后得到的誤差信號的均方值小于一定閾值。此時，該次迭代所對應(yīng)的濾波系數(shù)序列即為使得兩聲源信號的誤差信號最小的濾波系數(shù)序列。另外，迭代截止條件還可以為：達(dá)到迭代總次數(shù)。當(dāng)達(dá)到迭代總次數(shù)時，以多次迭代中的誤差信號的均方值中的最小值最作為使得誤差信號最小的一次迭代，該次迭代對應(yīng)的濾波系數(shù)序列即為使得兩聲源信號的誤差信號最小的濾波系數(shù)序列。

最后，根據(jù)確定出的使得兩聲源信號的誤差信號最小的濾波系數(shù)序列即可確定出信號接收延時差?？蛇x地，可以采用峰值檢測方式，將與濾波系數(shù)序列中的最大值對應(yīng)的采樣點在第一聲源信號中對應(yīng)的采樣時長作為兩路聲源信號的信號接收時延差，該采用時長可以通過該濾波系數(shù)序列中的最大值對應(yīng)的采樣點在第一聲源信號中對應(yīng)的采樣點個數(shù)以及采樣間隔確定，假設(shè)該采樣點為第50個采樣點，采樣間隔為t，則這兩聲源信號的信號接收時延差為50t。

s106，根據(jù)第一聲源信號分別與m路第二聲源信號的信號接收時延差，以及m個非參考麥克風(fēng)與參考麥克風(fēng)的位置關(guān)系，確定聲源位置。

聲源定位器獲取參考麥克風(fēng)以及各個非參考麥克風(fēng)之間的位置關(guān)系，根據(jù)確定出的第一、第二聲源信號之間的接收時延差以及麥克風(fēng)陣列中各麥克風(fēng)之間的位置關(guān)系行聲源定位。

另外，采用同樣的方法，還可以分別確定出第一聲源信號與其他m-1路第二聲源信號之間對應(yīng)的信號接收時延差。

本實施例中，首先，獲取麥克風(fēng)陣列中參考麥克風(fēng)接收的第一聲源信號以及m個非參考麥克風(fēng)中任一麥克風(fēng)接收的第二聲源信號。進(jìn)而，對第一聲源信號進(jìn)行濾波處理，使第一聲源信號能夠逼近第二聲源信號，并在此基礎(chǔ)上對濾波后的第一聲源信號以及第二聲源信號進(jìn)行誤差計算，從而獲得兩路聲源信號之間的誤差信號。通過多次調(diào)整濾波系數(shù)，使得第一、第二聲源信號之間的誤差信號最小，根據(jù)此最小誤差信號對應(yīng)的濾波系數(shù)確定出信號接收時延差，保證了信號接收時延差的準(zhǔn)確性。最后，根據(jù)準(zhǔn)確的信號接收時延差以及參考麥克風(fēng)與非參考麥克風(fēng)之間的位置關(guān)系確定出聲源的位置，提高定位的精準(zhǔn)度。同時，上述聲源定位過程中無需獲知聲源信號或者噪聲信號的先驗知識，也就避免了因先驗知識難以獲得而導(dǎo)致的定位不準(zhǔn)確的問題。

圖2為本發(fā)明實施例提供的聲源定位方法實施例二的流程圖，如圖2所示，該方法可以包括如下步驟：

s201，獲取麥克風(fēng)陣列接收的第一聲源信號和第二聲源信號。

上述步驟執(zhí)行過程與前述實施例的相應(yīng)步驟相似，可以參見如圖1所示實施例中的相關(guān)描述，在此不贅述。

s202，對第二聲源信號進(jìn)行如下延遲處理：x2(n-p)。

其中，x2表示第二聲源信號，x2(n-p)為對第二聲源信號中的第n個采樣點進(jìn)行p個采樣間隔延遲后的結(jié)果，p為大于或等于1的整數(shù)，n取自p+1～n-p，n為第二聲源信號對應(yīng)的采樣點總數(shù)。

上述延遲處理就是對第二聲源信號中的每個采樣點都進(jìn)行p個采樣間隔的延遲。在實際的計算過程中，通常會忽略時間為負(fù)時對應(yīng)的采樣點，因此，在對第二聲源信號進(jìn)行延遲處理的過程中，需要保證n-p為正整數(shù)，因此，n的最小取值為p+1。當(dāng)對第二聲源信號進(jìn)行p個采樣間隔的延時后，會使第二聲源信號中會出現(xiàn)p個超出采樣時間段的采樣點，在第一聲源信號中不存在與此p個采樣點對應(yīng)的采樣點，因此，這p個采樣點也是可以忽略的，使得n的最大取值為n-p。

s203，根據(jù)如下公式對第一聲源信號進(jìn)行濾波處理：

其中，x1表示第一聲源信號，x1(n-m)為第一聲源信號中的第n-m個采樣點,h(n-m)為第n-m個采樣點對應(yīng)的濾波系數(shù)。

根據(jù)上述公式對第一聲源信號進(jìn)行濾波處理以便通過多點逼近的方式使第一聲源信號能夠逼近第二聲源信號。其濾波過程具體為：針對第二聲源信號中的采樣點n來說，在對其進(jìn)行p個采樣間隔的延遲后，對第一聲源信號中的第n個采樣點以及先后的p個采樣點分別進(jìn)行加權(quán)計算，形成濾波后的第一聲源信號中的部分。舉例來說，假設(shè)n＝10，p＝2，首先獲取原始第一聲源信號中第10個采樣點以及與第10個采樣點距離為±2的采樣點，也即是獲取第一聲源信號中的第8、9、10、11、12個采樣點。然后將第一聲源信號中的第8～12個采樣點分別與其對應(yīng)的濾波系數(shù)相乘從而得到濾波后的第一聲源信號中第10個采樣點，也即是將對第10個采樣點影響較大的前后4個采樣點以及第10個采樣點進(jìn)行加權(quán)計算后，得到濾波后第一聲源信號中的第10個采樣點。對第一聲源信號中的各個采樣點都進(jìn)行上述方式的濾波處理即可得到濾波后的第一聲源信號。

s204，根據(jù)如下公式確定第二聲源信號與濾波后的第一聲源信號的誤差信號：

其中，e(n)為第二聲源信號中的第n個采樣點對應(yīng)的誤差值，誤差信號由第二聲源信號對應(yīng)的z個誤差值組成，z＝n-2p-1。

第二聲源信號與濾波后的第一聲源信號的誤差信號是由第二聲源信號中各采樣點對應(yīng)的誤差值組成的。由于步驟s202中已經(jīng)確定出n的取值范圍為p+1～n-p，則表示經(jīng)過延遲處理后的第二聲源信號中需要計算與n-2p-1個采樣點對應(yīng)的誤差值，并由z＝n-2p-1個誤差值組成第二聲源信號與濾波后的第一聲源信號的誤差信號。

s205，采用最小均方算法，結(jié)合如下濾波系數(shù)更新公式，求解第k+1次迭代時誤差信號的均方值：

hk+1(j)＝hk(j)+μe(j)e[x1(j-m)]

其中，k為迭代次數(shù)，取自1～q，q為預(yù)設(shè)的迭代總次數(shù)；hk(j)為與第一聲源信號中的第j個采樣點對應(yīng)的濾波系數(shù)，j取自1～n，e為求均值運(yùn)算符，m＝-p～p，μ為預(yù)設(shè)收斂因子。

s206，判斷第k+1次迭代時誤差信號的均方值是否小于預(yù)設(shè)閾值或者k+1次迭代時誤差信號的均方值是否全部k+1次迭代分別對應(yīng)的均方值中的最小值，若第q次迭代時誤差信號的均方值小于預(yù)設(shè)閾值或者k+1次迭代時誤差信號的均方值是全部q次迭代分別對應(yīng)的均方值中的最小值，則執(zhí)行步驟s207。

s207，確定使得誤差信號最小的濾波系數(shù)為：第k+1次迭代時的n個濾波系數(shù)中的最大值。

s208，信號接收時延差確定為最大值對應(yīng)的j值與p的差值。

可選地，可以將各個誤差值的平均數(shù)作為誤差信號的均方值。在利用第k次迭代時對應(yīng)的濾波系數(shù)計算誤差信號的均方值后，若計算出的均方值大于或等于預(yù)設(shè)閾值，則利用步驟s205中的公式對第k次迭代對應(yīng)的濾波系數(shù)進(jìn)行更新，形成第k+1次迭代對應(yīng)的濾波系數(shù)。

或者，在利用第k次迭代時對應(yīng)的濾波系數(shù)計算誤差信號的均方值后，若計算出的均方值不是全部q次中均方值中的最小值，同樣地，可以利用步驟s205中的公式對第k次迭代對應(yīng)的濾波系數(shù)進(jìn)行更新，形成第k+1次迭代對應(yīng)的濾波系數(shù)。

利用步驟s205中的公式對濾波系數(shù)進(jìn)行調(diào)整，當(dāng)?shù)趉+1次迭代后，計算出的誤差信號的均方值小于預(yù)設(shè)閾值時，停止對濾波系數(shù)進(jìn)行調(diào)整，或者k+1次迭代時誤差信號的均方值是全部q次迭代分別對應(yīng)的均方值中的最小值時，則確定出誤差信號均方值最小時對應(yīng)的濾波系數(shù)。同時也可以確定出第二聲源信號與濾波后第一聲源信號的信號接收時延差為最大濾波系數(shù)對應(yīng)的j值與第二聲源信號延遲p值之間的差值。此j值與p值的差值即為兩路聲源信號的信號接收時延差，其中，j值表示與最大濾波系數(shù)存在對應(yīng)關(guān)系的采樣點處于聲源信號中的第幾個采樣點。

s209，建立如下矩陣方程：ax＝b。

其中，(xi,yi,zi)分別是m個非參考麥克風(fēng)中第i個麥克風(fēng)在以參考麥克風(fēng)為原點建立的空間坐標(biāo)系中的坐標(biāo)位置，i＝1～m，c是聲速，τi0是m個非參考麥克風(fēng)中第i個麥克風(fēng)與參考麥克風(fēng)之間的信號接收時延差。

s210，求解矩陣方程，以獲得聲源位置(x,y,z)。

麥克風(fēng)陣列可以為環(huán)形麥克風(fēng)陣列，位于環(huán)形麥克風(fēng)陣列的中心的麥克風(fēng)為參考麥克風(fēng)，其他麥克風(fēng)為非參考麥克風(fēng)。

步驟s208中確定出的延時也即是矩陣a中的τi0。假設(shè)聲源的坐標(biāo)位置為(x,y,z)，利用參考麥克風(fēng)與非參考麥克風(fēng)距離聲源的遠(yuǎn)近不同可以列出以下方程組：

其中，(x1,y1,z1)……(xm,ym,zm)分別為m各非參考麥克風(fēng)在麥克風(fēng)陣列中的位置坐標(biāo)，τ10……τm0分別為m個非參考麥克風(fēng)與參考麥克風(fēng)對應(yīng)的聲源信號之間的時間延遲，聲速c取340m/s。

整理上述方程組，則有：

此整理后的方程組可以進(jìn)一步簡化為：ax＝b。

其中，

利用最小二乘法求解上述超定方程組，可以得到方程組的近似解為：x＝(a^ta)^-1a^tb。

值得說明的是，環(huán)形麥克風(fēng)陣列中的非參考麥克風(fēng)可以是均勻分布于的，如圖3所示，也可以是非均勻分布的，如圖4所示。圖3、4是麥克風(fēng)陣列設(shè)置方式的示意圖，但本方案并不對麥克風(fēng)陣列的設(shè)置方式進(jìn)行限定。

并且，上述矩陣方程中的未知數(shù)個數(shù)為4個，而為了確保方程組可以有解，需要將環(huán)形麥克風(fēng)陣列中參考麥克風(fēng)的數(shù)目設(shè)置為至少5個，從而使方程組成為超定方程組，滿足方程組一定有解的條件。

可選地，在確定出聲源所在的位置坐標(biāo)后，需要對定位結(jié)果進(jìn)行誤差判斷，當(dāng)方程組的近似解滿足：|x²+y²+z²-r0²|＜δ時，說明聲源定位結(jié)果的誤差在可控范圍內(nèi)，即確定聲源的位置為(x,y,z)。

本實施例中，在接收到第一、第二聲源信號后，對第二聲源信號進(jìn)行延遲處理，以及第一聲源信號的濾波處理，同時，通過最小均值算法，采用迭代計算的方式不斷調(diào)整濾波系數(shù)以得到均方值最小的誤差信號，并基于此均方值最小的誤差信號確定出兩路信號之間的信號接收時延差，提高信號接收時延差估計的精準(zhǔn)性。最后，基于此精準(zhǔn)的接收時延差以及建立的超定方程組來求解聲源的具體位置，從而保證了定位的精準(zhǔn)性。

圖5為本發(fā)明實施例提供的聲源定位裝置實施例一的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖5所示，該聲源定位裝置包括：獲取模塊11、濾波模塊12、第一確定模塊13、第二確定模塊14。

獲取模塊11，用于獲取麥克風(fēng)陣列接收的第一聲源信號和第二聲源信號，第一聲源信號由麥克風(fēng)陣列中的參考麥克風(fēng)接收，第二聲源信號是麥克風(fēng)陣列中的m個非參考麥克風(fēng)接收的m路第二聲源信號中的任一路，m大于或等于5。

濾波模塊12，用于對第一聲源信號進(jìn)行濾波處理。

第一確定模塊13，用于確定第二聲源信號與濾波后的第一聲源信號的誤差信號，

確定使得誤差信號最小的濾波系數(shù)，

根據(jù)濾波系數(shù)確定第一聲源信號與第二聲源信號的信號接收時延差。

第二確定模塊14，用于根據(jù)第一聲源信號分別與m路第二聲源信號的信號接收時延差，以及m個非參考麥克風(fēng)與參考麥克風(fēng)的位置關(guān)系，確定聲源位置。

圖5所示裝置可以執(zhí)行圖1所示實施例的方法，本實施例未詳細(xì)描述的部分，可參考對圖1所示實施例的相關(guān)說明。該技術(shù)方案的執(zhí)行過程和技術(shù)效果參見圖1所示實施例中的描述，在此不再贅述。

圖6為本發(fā)明實施例提供的聲源定位裝置實施例二的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖6所示，在圖5所示實施例基礎(chǔ)上，該聲源定位裝置還包括：延遲模塊21。

延遲模塊21，用于對第二聲源信號進(jìn)行如下延遲處理：x2(n-p)，

其中，x2表示第二聲源信號，x2(n-p)為對第二聲源信號中的第n個采樣點進(jìn)行p個采樣間隔延遲后的結(jié)果，p為大于或等于1的整數(shù)，n取自p+1～n-p，n為第二聲源信號對應(yīng)的采樣點總數(shù)。

濾波模塊12，具體用于根據(jù)如下公式對第一聲源信號進(jìn)行濾波處理：

其中，x1表示第一聲源信號，x1(n-m)為第一聲源信號中的第n-m個采樣點，h(n-m)為第n-m個采樣點對應(yīng)的濾波系數(shù)。

可選地，該聲源定位裝置中的第一確定模塊13具體用于：

根據(jù)如下公式確定第二聲源信號與濾波后的第一聲源信號的誤差信號：

其中，e(n)為第二聲源信號中的第n個采樣點對應(yīng)的誤差值，誤差信號由第二聲源信號對應(yīng)的z個誤差值組成，z＝n-2p-1。

可選地，該聲源定位裝置中的第一確定模塊13具體包括：

求解單元131，用于采用最小均方算法，結(jié)合如下濾波系數(shù)更新公式，求解第k+1次迭代時誤差信號的均方值：

hk+1(j)＝hk(j)+μe(j)e[x1(j-m)]

其中，k為迭代次數(shù)，取自1～q，q為預(yù)設(shè)的迭代總次數(shù)；hk(j)為與第一聲源信號中的第j個采樣點對應(yīng)的濾波系數(shù)，j取自1～n，e為求均值運(yùn)算符，m＝-p～p，μ為預(yù)設(shè)收斂因子，

確定單元132，用于若第k+1次迭代時誤差信號的均方值小于預(yù)設(shè)閾值或者k+1次迭代時誤差信號的均方值是全部q次迭代分別對應(yīng)的均方值中的最小值，則確定使得誤差信號最小的濾波系數(shù)為：第k+1次迭代時的n個濾波系數(shù)中的最大值，

信號接收時延差確定為最大值對應(yīng)的j值與p的差值。

可選地，麥克風(fēng)陣列為環(huán)形麥克風(fēng)陣列，參考麥克風(fēng)位于環(huán)形麥克風(fēng)陣列的中心。

該聲源定位裝置中的第二確定模塊14具體包括：

方程建立單元141，用于建立如下矩陣方程：ax＝b。

其中，

其中，(xi,yi,zi)分別是m個非參考麥克風(fēng)中第i個麥克風(fēng)在以參考麥克風(fēng)為原點建立的空間坐標(biāo)系中的坐標(biāo)位置，i＝1～m，c是聲速，τi0是m個非參考麥克風(fēng)中第i個麥克風(fēng)與參考麥克風(fēng)之間的信號接收時延差。

求解單元142，用于求解矩陣方程，以獲得聲源位置(x,y,z)。

圖6所示裝置可以執(zhí)行圖2所示實施例的方法，本實施例未詳細(xì)描述的部分，可參考對圖2所示實施例的相關(guān)說明。該技術(shù)方案的執(zhí)行過程和技術(shù)效果參見圖2所示實施例中的描述，在此不再贅述。

以上所描述的裝置實施例僅僅是示意性的，其中所述作為分離部件說明的單元可以是或者也可以不是物理上分開的，作為單元顯示的部件可以是或者也可以不是物理單元，即可以位于一個地方，或者也可以分布到多個網(wǎng)絡(luò)單元上?？梢愿鶕?jù)實際的需要選擇其中的部分或者全部模塊來實現(xiàn)本實施例方案的目的。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在不付出創(chuàng)造性的勞動的情況下，即可以理解并實施。

通過以上的實施方式的描述，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以清楚地了解到各實施方式可借助加必需的通用硬件平臺的方式來實現(xiàn)，當(dāng)然也可以通過硬件?；谶@樣的理解，上述技術(shù)方案本質(zhì)上或者說對現(xiàn)有技術(shù)做出貢獻(xiàn)的部分可以以產(chǎn)品的形式體現(xiàn)出來，該計算機(jī)產(chǎn)品可以存儲在計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)中，如rom/ram、磁碟、光盤等，包括若干指令用以使得一臺計算機(jī)裝置(可以是個人計算機(jī)，服務(wù)器，或者網(wǎng)絡(luò)裝置等)執(zhí)行各個實施例或者實施例的某些部分所述的方法。

最后應(yīng)說明的是：以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實施例技術(shù)方案的精神和范圍。