基于麥克陣列的聲音定位裝置和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本申請(qǐng)涉及聲音定位技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于麥克陣列的聲音定位裝置和方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前基于雙麥克陣列的聲音定位方法已發(fā)展較為成熟。圖1為現(xiàn)有技術(shù)中一種采用雙麥克陣列的聲音定位裝置的采集定位示意圖。如圖1所示，麥克陣列由兩個(gè)麥克3組成，對(duì)聲源I發(fā)出的聲音信息進(jìn)行采集，通過(guò)采集聲源I傳到2個(gè)麥克3的不同的相位和幅度信息實(shí)現(xiàn)O到180度定位聲源I的位置。上述聲音定位方法具有方法簡(jiǎn)單、對(duì)模型/計(jì)算資源的要求的相對(duì)較低等優(yōu)點(diǎn)，但同時(shí)也具有只能定位O到180度的范圍，無(wú)法實(shí)現(xiàn)360度定位，以及定位精度較低等缺陷。
[0003]針對(duì)于上述缺陷，現(xiàn)有技術(shù)中通常采用增加麥克數(shù)量或采用不同形狀的排列來(lái)改善定位的范圍和提高定位的精度。
[0004]圖2為現(xiàn)有技術(shù)中一種采用四麥克陣列的聲音定位裝置的采集定位示意圖。如圖2所示，麥克陣列由四個(gè)直線排列的麥克3組成，對(duì)聲源I發(fā)出的聲音信息進(jìn)行采集。
[0005]圖3為現(xiàn)有技術(shù)中一種采用環(huán)形麥克陣列的聲音定位裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖3所示，聲音定位裝置包括由環(huán)形排列的麥克3組成的麥克陣列，和分別與每個(gè)麥克3連接的聲音識(shí)別定位單元5。
[0006]圖2和圖3所示的聲音定位裝置一定程度上改善了定位范圍較窄和精度較低的缺陷，但同時(shí)因需要建立復(fù)雜的聲音識(shí)別算法模型，而造成了計(jì)算資源要求較高和成本更高的缺陷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]鑒于現(xiàn)有技術(shù)中的上述缺陷或不足，期望提供一種定位范圍較寬、精度較高且算法較簡(jiǎn)單、計(jì)算資源需求較低的基于麥克陣列的聲音定位裝置和方法。
[0008]第一方面，本發(fā)明提供一種基于麥克陣列的聲音定位裝置，所述裝置包括麥克陣列、陣列控制單元和聲音識(shí)別定位單元。
[0009]所述麥克陣列包括若干列中心對(duì)稱(chēng)且具有同一中心點(diǎn)的直線陣列，所述直線陣列包括若干對(duì)中心對(duì)稱(chēng)且排列成直線的麥克;所述若干對(duì)麥克并聯(lián)后與所述聲音識(shí)別定位單元連接，用于成對(duì)采集聲音信息。
[0010]所述陣列控制單元與每對(duì)麥克一一對(duì)應(yīng)連接，用于控制每對(duì)麥克單獨(dú)進(jìn)行成對(duì)采集。
[0011]所述聲音識(shí)別定位單元用于分析所述聲音信息，比較各聲音信息的信號(hào)強(qiáng)度，將聲音信息與聲源的頻率進(jìn)行匹配，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)聲源位置進(jìn)行定位。
[0012]第二方面，本發(fā)明提供一種基于麥克陣列的聲音定位方法，所述方法包括:
[0013]依次通過(guò)每列直線陣列的一對(duì)麥克單獨(dú)進(jìn)行成對(duì)采集聲音信息，并將采集的聲音信息發(fā)送至所述聲音識(shí)別定位單元；
[0014]比較所采集的各聲音信息的信號(hào)強(qiáng)度，選取所采集聲音信息的信號(hào)強(qiáng)度最強(qiáng)的一對(duì)麥克所在的直線陣列；
[0015]依次通過(guò)所選取直線陣列的每對(duì)麥克單獨(dú)進(jìn)行成對(duì)采集同徑向的聲音信息，并將采集的聲音信息發(fā)送至聲音識(shí)別定位單元；
[0016]分別將所采集的同徑向的各聲音信息與聲源的頻率進(jìn)行匹配，以定位聲源與麥克陣列的距離，從而定位聲源的位置。
[0017]本發(fā)明諸多實(shí)施例提供的基于麥克陣列的聲音定位裝置和方法采用獨(dú)特設(shè)計(jì)的麥克陣列，在通過(guò)中心點(diǎn)相同、方向不同的若干對(duì)麥克確定聲源的方向后，進(jìn)一步通過(guò)同徑向的若干對(duì)麥克匹配聲源的頻率，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)聲源位置的精確定位；
[0018]本發(fā)明一些實(shí)施例提供的基于麥克陣列的聲音定位裝置和方法通過(guò)采用圓形陣列或球形陣列的麥克陣列，進(jìn)一步擴(kuò)展定位范圍；
[0019]本發(fā)明一些實(shí)施例提供的基于麥克陣列的聲音定位裝置和方法對(duì)于每對(duì)麥克所采集的聲音信息只需采用簡(jiǎn)單成熟的雙麥克定位算法，相對(duì)采用復(fù)雜算法定位的方法，所需的計(jì)算資源和成本較低。
【附圖說(shuō)明】
[0020]通過(guò)閱讀參照以下附圖所作的對(duì)非限制性實(shí)施例所作的詳細(xì)描述，本申請(qǐng)的其它特征、目的和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更明顯:
[0021]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中一種采用雙麥克陣列的聲音定位裝置的采集定位示意圖。
[0022]圖2為現(xiàn)有技術(shù)中一種采用四麥克陣列的聲音定位裝置的采集定位示意圖。
[0023]圖3為現(xiàn)有技術(shù)中一種采用環(huán)形麥克陣列的聲音定位裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖4為本發(fā)明一實(shí)施例提供的基于麥克陣列的聲音定位裝置中麥克陣列結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]圖5為本發(fā)明一實(shí)施例提供的基于麥克陣列的聲音定位裝置中麥克與聲音識(shí)別定位單元及控制開(kāi)關(guān)的連接關(guān)系示意圖。
[0026]圖6為本發(fā)明一實(shí)施例提供的基于麥克陣列的聲音定位裝置中球體陣列的示意圖。
[0027]圖7為本發(fā)明一實(shí)施例提供的基于麥克陣列的聲音定位方法的流程圖。
[0028]圖8為圖7所示聲音定位方法中步驟S30的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0029]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本申請(qǐng)作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明?？梢岳斫獾氖牵颂幩枋龅木唧w實(shí)施例僅僅用于解釋相關(guān)發(fā)明，而非對(duì)該發(fā)明的限定。另外還需要說(shuō)明的是，為了便于描述，附圖中僅示出了與發(fā)明相關(guān)的部分。
[0030]需要說(shuō)明的是，在不沖突的情況下，本申請(qǐng)中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本申請(qǐng)。
[0031]圖4為本發(fā)明一實(shí)施例提供的基于麥克陣列的聲音定位裝置中麥克陣列結(jié)構(gòu)示意圖。
[0032]如圖4所示，在本實(shí)施例中，本發(fā)明提供的基于麥克陣列的聲音定位裝置包括麥克陣列、陣列控制單元和聲音識(shí)別定位單元5。
[0033]所述麥克陣列包括若干列中心對(duì)稱(chēng)且具有同一中心點(diǎn)的直線陣列，所述直線陣列包括若干對(duì)中心對(duì)稱(chēng)且排列成直線的麥克3。所述若干對(duì)麥克3并聯(lián)后與聲音識(shí)別定位單元5連接，用于成對(duì)采集聲音信息。
[0034]所述陣列控制單元與每對(duì)麥克3—一對(duì)應(yīng)連接，用于控制每對(duì)麥克單獨(dú)進(jìn)行成對(duì)米集。
[0035]聲音識(shí)別定位單元5用于分析所述聲音信息，比較各聲音信息的信號(hào)強(qiáng)度，將聲音信息與聲源的頻率進(jìn)行匹配，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)聲源位置進(jìn)行定位。
[0036]具體地，圖4所示的麥克陣列包括設(shè)置在同一平面的直線陣列A、B、C、D，每一列直線陣列包括3對(duì)中心對(duì)稱(chēng)且排列成直線的麥克3，例如直線陣列厶包括(411412)、(421、六22)和(A31，A32)三對(duì)麥克3，麥克3之間的距離根據(jù)實(shí)際需求和所采用的算法設(shè)置。相鄰的直線陣列在二維平面圍繞中心點(diǎn)均勻分布，相互之間呈45°角。
[0037]在更多實(shí)施例中，麥克陣列所包括的若干直線陣列可根據(jù)實(shí)際需求設(shè)置在同一平面或不同平面;直線陣列可根據(jù)實(shí)際需求設(shè)置成圍繞中心點(diǎn)均勻分布以獲取盡可能大的采集定位范圍，或設(shè)置成非均勻分布以重點(diǎn)對(duì)某些方位的聲源進(jìn)行采集定位;每一直線陣列所包括的麥克3對(duì)數(shù)可根據(jù)實(shí)際需求設(shè)置為相同或不同。
[0038]圖5為本發(fā)明一實(shí)施例提供的基于麥克陣列的聲音定位裝置中麥克與聲音識(shí)別定位單元及控制開(kāi)關(guān)的連接關(guān)系示意圖。
[0039]如圖5所示，在一優(yōu)選實(shí)施例中，所述陣列控制單元包括與每對(duì)麥克一一對(duì)應(yīng)連接的若干個(gè)控制開(kāi)關(guān)7和控制所述若干個(gè)控制開(kāi)關(guān)7的控制模塊(未在圖中示出)。
[0040]具體地，在圖4所示的麥克陣列中，當(dāng)所述陣列控制單元控制一對(duì)麥克(All，A12)單獨(dú)進(jìn)行成對(duì)采集時(shí)，與(Al I，A12)對(duì)應(yīng)連接的控制開(kāi)關(guān)SAl閉合，其余控制開(kāi)關(guān)打開(kāi)，(All，A12)與聲音識(shí)別定位單元5連接，采集聲音信息；當(dāng)所述陣列控制單元切換控制(Bll，B12)單獨(dú)進(jìn)行成對(duì)采集時(shí)，與(Bll，B12)對(duì)應(yīng)連接的控制開(kāi)關(guān)SBl閉合，SAl打開(kāi)，(Bll，B12)與聲音識(shí)別定位單元5連接，采集聲音信息，依此類(lèi)推。