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申请/专利权人：厦门大学;厦门市派美特科技有限公司

摘要：本发明给出了一种基于耳廓传导特性的单耳声源定位方法及系统，包括在理想测试环境下分别设置多个测试声源位于不同方位角或俯仰角位置播放测试声源信号，将利用所述噪声传声器采集到的信号记为第一接收信号，利用离散傅里叶变换将所述第一接收信号和所述测试声源信号转换到频域，针对各个所述测试声源计算耳廓传导特性响应；在实际定位时，利用所述噪声传声器接收待测声源发出的信号，记为第二接收信号；最后利用离散傅里叶变换将所述第二接收信号和所述耳廓传导特性响应转换到频域，利用稀疏恢复算法进行声源方位估计。实现了单耳机声源定位，从而避免了传统的双耳声源定位方法需要双耳耳机麦克风采集导致的额外双耳耳机间通信、控制及硬件开销。

主权项：1.一种基于耳廓传导特性的单耳声源定位方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：将噪声传声器设置于单个的人工耳耳道出口位置，在理想测试环境下分别设置多个测试声源位于不同方位角或俯仰角位置播放测试声源信号，将利用所述噪声传声器采集到的信号记为第一接收信号，利用离散傅里叶变换将所述第一接收信号和所述测试声源信号转换到频域，基于所述第一接收信号和所述测试声源信号的频域关系针对各个所述测试声源计算耳廓传导特性响应；其中，所述基于所述第一接收信号和所述测试声源信号的频域关系针对各个所述测试声源计算耳廓传导特性响应的具体步骤包括：在噪声传声器中基于端点检测方法检测到接收信号的起点后，接收信号的第m帧信号xmt被定义为:xmt＝hmrs,t*st+mL-τm+ωmt其中，m＝1,2,…,M，M为接收信号的数据帧数目，t为时间序列，L为帧长，hmrs,t为声源的位置rs到所述噪声传声器的耳廓传导特性响应，smt＝st+mL-τm为xmt对应的声源信号，τm为xmt对应的声源信号的时延，ωmt为xmt对应的环境噪声，*为卷积运算；将第m帧信号xmt转换到频域，得到第m帧信号上第m+k频点的阵列信号：Xmk＝Hmrs,m+kSm+k+Wmm+k其中，Xmk、Hmrs,m+k、Sm+k、Wmm+k分别为xmt、hmrs,t、smt、ωmt的离散傅里叶变换；将Xmk、Hmrs,m+k、Sm+k、Wmm+k使用矢量进行表示：X1k＝{X11+k,X22+k,…,XMM+k}T；Hrs,k＝{H1rs,1+k,H2rs,2+k,…,HMrs,M+k}T；W1k＝{W11+k,W22+k,…,WMM+k}T；得到所述第一接收信号和所述测试声源信号的频域关系X1k＝Hrs,kS1k+W1k其中，X1k为频域的M帧所述第一接收信号的矢量，Hrs,k为M帧所述第一接收信号对应的所述测试声源位置rs处的耳廓传导特性频域响应的矢量，W1k为M帧所述第一接收信号对应的频域噪声的矢量，S1k为所述测试声源信号频域；利用已知的X1k、W1k和S1k求得Hrs,k，对所有所述测试声源的空间位置{r1,r2,…,rD}，进行上述运算，得到所有所述测试声源对应的耳廓传导特性频域响应矩阵Dk＝{Hr1,k,Hr2,k,…,HrD,k}，并储存；S2：在实际定位时，利用所述噪声传声器接收待测声源发出的信号，记为第二接收信号；以及S3：利用离散傅里叶变换将所述第二接收信号和所述耳廓传导特性响应转换到频域，基于所述第二接收信号和所述耳廓传导特性响应的频域关系利用稀疏恢复算法进行声源方位估计，获得所述待测声源的方位；其中，所述基于所述第二接收信号和所述耳廓传导特性响应的频域关系利用稀疏恢复算法进行声源方位估计具体包括：将所述耳廓传导特性频域响应矩阵Dk作为字典，基于所述第二接收信号和所述耳廓传导特性响应的频域关系X2k＝Hrs,kS2k+W2k对Dk进行扩展，得到 其中，X2k为频域的M帧所述第二接收信号的矢量，Hrs,k为M帧所述第一接收信号对应的所述测试声源位置rs处的耳廓传导特性频域响应的矢量，W2k为M帧所述第二接收信号对应的频域噪声的矢量，S2k为所述待测声源的信号频域，为字典扩展下的所述待测声源的信号频域；基于压缩感知算法，将所述耳廓传导特性频域响应矩阵Dk作为观测矩阵，使用稀疏恢复算法对公式进行求解，得到根据中的非零元素及其位置，获得所述位置对应的待测声源的方位；其中，所述根据中的非零元素及其位置，获得所述位置对应的待测声源的方位包括：设置一个阈值η，并设置离散傅里叶变换的长度与帧长L相同；选取所述中能量较高的个频点进行叠加，获得取中最大元素所对应的位置为所述待测声源信号的空间位置。

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