恭喜南京工程學院王子怡獲國家專利權
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龍圖騰網恭喜南京工程學院申請的專利一種麥克風陣列聲源定位方法、裝置及存儲介質獲國家發(fā)明授權專利權,本發(fā)明授權專利權由國家知識產權局授予,授權公告號為:CN114895245B 。
龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-06-10發(fā)布的發(fā)明授權授權公告中獲悉:該發(fā)明授權的專利申請?zhí)?專利號為:202210427289.X,技術領域涉及:G01S5/18;該發(fā)明授權一種麥克風陣列聲源定位方法、裝置及存儲介質是由王子怡;趙小燕;戎洪軍;童瑩;芮雄麗設計研發(fā)完成,并于2022-04-22向國家知識產權局提交的專利申請。
本一種麥克風陣列聲源定位方法、裝置及存儲介質在說明書摘要公布了:本發(fā)明公開了一種麥克風陣列聲源定位方法、裝置及存儲介質,所述方法包括獲取測試信號;將所述測試信號進行預處理,得到單幀測試信號;提取所述單幀測試信號的空間定位線索,將其作為測試樣本;將所述測試樣本輸入預先構建并訓練完成的CRN模型中進行測試,獲取測試信號屬于每個方位角的概率,其中,取概率最大的方位作為該幀信號的方位角估計值,本發(fā)明具有較強的魯棒性和空間信息表征能力,采用卷積殘差網絡構建空間定位線索和聲源方位之間的映射關系,該定位模型可加速流通網絡中的特征,減少了特征丟失,降低訓練難度,本發(fā)明算法顯著提高了復雜聲學環(huán)境下的定位性能,并且對聲源空間結構、混響和噪聲都具有較好的泛化能力。
本發(fā)明授權一種麥克風陣列聲源定位方法、裝置及存儲介質在權利要求書中公布了:1.一種麥克風陣列聲源定位方法,其特征在于,包括:獲取測試信號;將所述測試信號進行預處理,得到單幀測試信號;提取所述單幀測試信號的空間定位線索,將其作為測試樣本;將所述測試樣本輸入預先構建并訓練完成的卷積殘差網絡CRN模型中進行測試,獲取測試信號屬于每個方位角的概率,其中,取概率最大的方位作為該幀信號的方位角估計值;所述卷積殘差網絡CRN模型的構建和訓練方法,包括:將純凈語音信號與不同方位角的房間脈沖響應卷積,并加上不同程度的噪聲和混響,生成多個麥克風陣列信號;對所述多個麥克風陣列信號進行預處理,獲得多個單幀信號;提取多個單幀信號的空間定位線索,將其作為卷積殘差網絡CRN模型的訓練樣本,同時標記每個樣本的對應方位,將其作為樣本的類別標簽;構建卷積殘差網絡CRN模型,將所述訓練樣本和類別標簽作為卷積殘差網絡CRN模型的訓練數據集進行訓練;所述提取多個單幀信號的空間定位線索,包括:對每個單幀信號進行離散傅里葉變換,將時域信號轉換至頻域信號;離散傅里葉變換計算公式為: 其中Xmi,k是xmi,n的離散傅里葉變換,表示第m個陣元第i幀的頻域信號,k為頻率點,xmi,n為加窗處理后的第m個陣元的第i幀的信號,K為離散傅里葉變換的長度,K=2N,N為幀長,DFT·表示離散傅里葉變換;設計Gammatone濾波器組,gjt為第j個Gammatone濾波器的脈沖響應函數,其表達式為: 其中,j代表濾波器的序號;C是濾波器增益;t表示連續(xù)時間;a為濾波器的階數;表示相位;fj表示第j個濾波器的中心頻率;bj表示濾波器衰減因子,bj計算公式為:bj=1.109ERBfjERBfj=24.74.37fj1000+1對每個Gammatone濾波器進行離散傅里葉變換,得到其頻域表達式: 計算每幀信號的子帶廣義互相關函數,其計算公式如下: 其中,Rmni,j,τ表示第m個陣元和第n個陣元在第i幀第j個子帶的廣義互相關函數;求取每幀信號的子帶時延差,其表達式如下: 其中,Τmni,j表示第m個陣元和第n個陣元在第i幀第j個子帶的時延差;計算每幀信號的子帶SRP-PHAT函數,計算公式如下: 其中,Pi,j,r表示陣列的波束方向為r時,第i幀信號第j個子帶的SRP-PHAT功率值;τmnr表示聲波從波束方向r傳播到第m個麥克風和第n個麥克風的時間差,其計算公式為: 其中r表示波束方向的坐標,rm表示第m個麥克風的位置坐標,c為空氣中的聲速,fs為信號采樣率;設定聲源與麥克風陣列處于同一水平面,聲源位于陣列的遠場,則τmnr的等價計算公式為: 其中,ξ=[cosθ,sinθ]T,θ為波束方向r的方位角,τmnr與接收信號無關,因而可以離線計算后保存于內存中;對子帶SRP-PHAT函數進行歸一化處理,計算公式如下: 將同一幀內所有子帶的時延差和SRP-PHAT函數組成一個特征矩陣,得到混合特征的空間線索,表達式如下: 其中ytraini表示第i幀信號的空間定位線索,J為子帶個數。
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