br>[0013] 作為本發(fā)明所述的一種基于一致聚焦變換最小二乘法的雙聲源定位方法進(jìn)一步 優(yōu)化方案，所述步驟二具體如下：
[0014] (201)、對第d個聲源發(fā)出的語音信號sd(t)進(jìn)行采樣，得到第m個麥克風(fēng)采集到 的離散信號1^ 11(〇，其中3為時間，(1=1，2，一，0,0表示聲源的個數(shù)，111=1，2，···，；
[0015] (202)、根據(jù)（201)中采集到的離散信號xdni(t)，經(jīng)傅里葉變換后得到輸入信號矢 量X(k)為X(k) = (X1GO,…，xMGOAxni(k) = (Xlni(k)，···，XDni(k))τ，信號的協(xié)方差矩陣為 Cx= E[X(k)X(k) H]；
[0016] 其中，k為波數(shù)且
f為頻率，c為聲波傳播的速度，上標(biāo)T為轉(zhuǎn)置運(yùn)算符， XdmGO表示Xdm (t)的傅里葉變換，E [*]為期望的運(yùn)算符，上標(biāo)H為厄密共輒運(yùn)算符；
[0017] (203)、在給定頻率范圍內(nèi)劃分頻率間隔相等的B個子帶，第b個子帶的中心頻率 為k b，其中，b = 1，…，B。
[0018] 作為本發(fā)明所述的一種基于一致聚焦變換最小二乘法的雙聲源定位方法進(jìn)一步 優(yōu)化方案，所述步驟三具體如下：
[0019] (301)根據(jù)帶寬內(nèi)定義的任意中心頻率點kb以及給定的聚焦頻率點k。，定義一致 聚焦變換矩陣T(r，k b)，得到
[0020] V (r, Θ , k〇) = T (r, kb) V (r, θ , kb)
[0021] 其中，V(r，Θ，k。）表示聲源距離陣列中心的距離為r、方位角度為θ、聚焦頻率點 為k。的導(dǎo)向矢量矩陣，V(r，0，k b)表示聲源距離陣列中心的距離為r、方位角度為Θ、中心 頻率點為kb的導(dǎo)向矢量矩陣；
[0022] (302)采用最小二乘方法，得到一致聚焦變換矩陣為
[0023] T (r, kb) = R (r, kb) L (r, kb)
[0024] 其中，T(r，kb)表示聲源距離陣列中心的距離為r，中心頻率點為kb的一致聚 焦變換矩陣，R(r，k b)為矩陣VH(r，0，igv(r，0，kb)的左奇異矢量矩陣，L(r，k b)為矩陣 VH(r，0，ko)V(r，0，kb)的右奇異矢量矩陣。
[0025] 作為本發(fā)明所述的一種基于一致聚焦變換最小二乘法的雙聲源定位方法進(jìn)一步 優(yōu)化方案，所述（202)中的c = 343m. s 1D
[0026] 作為本發(fā)明所述的一種基于一致聚焦變換最小二乘法的雙聲源定位方法進(jìn)一步 優(yōu)化方案，所述（203)中的B = 180。
[0027] 作為本發(fā)明所述的一種基于一致聚焦變換最小二乘法的雙聲源定位方法進(jìn)一步 優(yōu)化方案，所述步驟四中的h alTay( Θ )經(jīng)下面公式得到，
[0029] 其中，Un (r)表示聲源位置矢量的噪聲子空間矩陣，下標(biāo)N表示噪聲，下標(biāo)array表 示陣列。
[0030] 作為本發(fā)明所述的一種基于一致聚焦變換最小二乘法的雙聲源定位方法進(jìn)一步 優(yōu)化方案，所述步驟五具體如下：
[0031] (501)、采用時間快拍估計方法得到協(xié)方差矩陣(^的近似值，
[0033] 其中，C = Τ。，2Τ。…表示時間系數(shù)，Τ。表示時間間隔，W表示窗口的長度，
表示輸入信號在時間間隔為Τ。時、第1個傅里葉級數(shù)的近似值，為取整運(yùn)算符；
[0034] (502)、根據(jù)求得信號空間譜平均估計值/i,胃(0)，.即
[0036] 其中，?ν〇)表示聲源位置矢量的噪聲子空間矩陣隊&)的近似值；
[0037] 信號空間譜平均估計值我_,(0)的峰值所對應(yīng)的角度即為聲源估計角度I。
[0038] 作為本發(fā)明所述的一種基于一致聚焦變換最小二乘法的雙聲源定位方法進(jìn)一步 優(yōu)化方案，所述步驟三中一定測量范圍內(nèi)的任意角度為-90°~90°。
[0039] 本發(fā)明采用以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下技術(shù)效果：
[0040] (1)本發(fā)明構(gòu)建了六元圓形麥克風(fēng)陣列，運(yùn)用基于一致聚焦變換最小二乘法的寬 帶信號MUSIC方法，對室內(nèi)近場雙聲源進(jìn)行定位；為了確保聲源定位的穩(wěn)定性與精確性，求 出麥克風(fēng)對采集到的語音信號的協(xié)方差矩陣，并在頻率范圍內(nèi)定義中心頻率點，通過一致 聚焦變換和最小二乘法，在不同的中心頻率點上，運(yùn)用多信號分類的方法求得每個中心頻 率點所對應(yīng)的信號空間譜，再利用頻率點均值和時間快拍估計的方法求得信號空間譜平均 估計值，進(jìn)而估計求得聲源方位；
[0041] ⑵本發(fā)明方法降低了噪聲、混響等對語音信號的干擾，提高了定位的精度與穩(wěn)定 性；
[0042] (3)本發(fā)明在仿真與實測實驗中都能準(zhǔn)確地確定多聲源方位，定位精度高與穩(wěn)定 性強(qiáng)，在語音信號處理領(lǐng)域，具有較強(qiáng)的實用性。
【附圖說明】
[0043] 圖1是本發(fā)明的流程圖。
[0044] 圖2是本發(fā)明設(shè)計的六元麥克風(fēng)房間仿真模型。
[0045] 圖3是本發(fā)明在相同混響時間（Τ6。），不同信噪比（SNR)條件下聲源定位結(jié)果：（a) 為T 6。= 250ms，SNR = 20dB條件下聲源定位結(jié)果；（b)為T 6。= 250ms，SNR = 15dB條件下 聲源定位結(jié)果；（c)為T6。= 250ms，SNR = IOdB條件下聲源定位結(jié)果；（d)為T 6。= 250ms， SNR = 5dB條件下聲源定位結(jié)果；（e)為T6。= 250ms，SNR = OdB條件下聲源定位結(jié)果。
[0046] 圖4是本發(fā)明在不同混響時間、相同信噪比條件下聲源定位結(jié)果。
[0047] 圖5是本發(fā)明與傳統(tǒng)的MUSIC、BSS-TDOA方法的聲源定位結(jié)果的比較。
[0048] 圖6是本發(fā)明在全消聲實驗室聲源定位結(jié)果：(a)為三維圖；(b)為側(cè)視圖。
[0049] 圖7是本發(fā)明在非消聲實驗室聲源定位結(jié)果：(a)為三維圖；(b)為側(cè)視圖。
[0050] 圖8是本發(fā)明仿真實驗與實測實驗進(jìn)行聲源定位結(jié)果的對比圖。
【具體實施方式】
[0051] 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)說明：
[0052] 本發(fā)明方法的流程參見圖1，本發(fā)明是一種基于一致聚焦變換最小二乘法的麥克 風(fēng)陣列雙聲源定位方法，利用六元麥克風(fēng)陣列，結(jié)合語音信號特性進(jìn)行聲源定位，其具體實 施步驟如下：
[0053] 步驟一：建立圓形麥克風(fēng)陣列模型；
[0054] 建立圓形麥克風(fēng)陣列模型，如圖2所示，由M個相同的麥克風(fēng)等間距的排列組成， 陣列的半徑為R，M個陣元圍繞旋轉(zhuǎn)成一個圓陣，這里約定：當(dāng)且僅當(dāng)i = j (mod M)時（mod 表示數(shù)學(xué)中的求余數(shù)運(yùn)算），第i個麥克風(fēng)與第j個麥克風(fēng)為同一個麥克風(fēng)。聲源S(t)位 于近場條件下，滿足
[0056] 式中，r為聲源距離陣列中心的距離，L為陣列的最大尺寸（這里L(fēng) = 2R)，λ為 語音信號的波長。
[0057] 步驟二：求麥克風(fēng)陣列采集到的語音信號的協(xié)方差矩陣，并在頻率范圍內(nèi)定義中 心頻率點；
[0058] (201)在室內(nèi)環(huán)境中有D個指向性聲源，同時也存在著無指向性的環(huán)境噪聲，由M >D個全指向性麥克風(fēng)采集聲場中的語音信號。第d(d=l，2，一，D)個聲源的位置矢量 在極坐系中表示為rd= (rd，0d)T，rd表示第d個聲源距離陣列中心的距離，Θ d表示第d個 聲源的方位角度，上標(biāo)T表示轉(zhuǎn)置運(yùn)算符。設(shè)聲波傳播的速度c = 343m. s、
[0059] (202)第d個聲源的語音信號為sd(t)，則其頻域值為
[0060] Sd (k) = / sd(t)e 2j"ftdt = f sd(t)e jkctdt (2)
[0061] 式中，j為虛數(shù)單位，e表示自然指數(shù)，f表示頻率，
：表示波數(shù)，則源信號矢 量為S(k) = (51〇〇，"％5[100)\\00表示第(1個聲源的頻域信號。
[0062] 圓形麥克風(fēng)陣列中，第m個麥克風(fēng)采集到的第d個聲源的語音信號為xdni(t) (d = 1，2,…，D;m=l，…M)，則輸入信號矢量為父⑵二成⑵^"義⑵廣義⑵=^，)，… ，Xfto CO)T，Xdm GO表示Xdm⑴的傅里葉變換，且
[0063] X (k) = V Cr1，…，rD，k) S (k)+B (k) (3)
[0064] 式中
[0065] V (γ1; ···, rD, k) = (V (γ1; k), ···, V (rD, k)) (4)
[0066] 是由與第d個聲源相關(guān)的導(dǎo)向矢量矩陣V(rd，k)構(gòu)成的MXD階矩陣，r d表示第d 個聲源的位置矢量。B(k) = (B1GO, ???,BmGO,表示每個麥克風(fēng)上的加性噪聲，B"(k)第m 個麥克風(fēng)上的加性噪