[发明专利]一种基于时延补偿和双耳一致性的双耳声音源定位方法

摘要

本发明公开了一种基于时延补偿和双耳一致性的双耳声音源定位方法，分别在时域和频域基于最小化均方误差准则推导出双耳能量差和双耳时间差，利用双耳一致性函数改进了时延估计的精度，在得到双耳定位特征之后，利用贝叶斯分层的搜索策略确定声音源的转向角和俯仰角，即达到定位的目的。首先，双耳一致性函数保证了应用于定位的信号帧为可靠的；其次，时延补偿打破了传统的需要两个独立的算法估计双耳时间差和双耳能量差的局限性，使双耳特征提取的手段更具多样化与普适性（适合多种不同程度地噪声环境）；最后，分层的定位系统能够有效地减少特征匹配的次数，降低了算法的时间复杂度，保证了声源定位系统的实时性要求。

主权项

一种基于时延补偿和双耳一致性的双耳声音源定位方法，包括：1）训练阶段，录制双耳声音源定位数据库，为双耳时间差和双耳能量差建立模板，包括：1‐1）将定位空间按照转向角和俯仰角划分；1‐2）采用固定声源到坐标系中心距离，在室内/半室内安静环境中分别为定位空间划分后的每个方向录制声音数据；1‐3）基于时延补偿的方法离线为每个方向上的双耳时间差、双耳能量差，以及各自的期望和方差建立模板；2）在线定位阶段，当声源定位系统检测到有声音源发生，先对录入的声音源信号进行预处理，再利用双耳一致性函数从该声音源信号中提取有效的信号帧；3）针对有效的信号帧基于时延补偿的方法，计算得到双耳时间差和双耳能量差；4）将步骤3）中得到的双耳时间差按转向角在模板中搜索匹配的方向作为候选区域，其次在此候选区域中搜索匹配的双耳能量差所对应的俯仰角，利用贝叶斯分层的搜索策略获得候选区域里所有方向中概率最大的声音源的转向角和俯仰角，实现双耳声音源定位。