[发明专利]TDOA声源定位算法的实现

说明书

声源定位技术是利用数字信号处理设备对声音信号进行采集，并通过对采集到的信号进行处理从而获知声源位置的技术；该项技术在预测预警、视频会议、故障检测、军事医疗以及日常生活中的应用甚为广泛；随着传感器阵列和信号处理技术的深入研究，传感器阵列也越来越多的被应用于声源定位技术中，其中麦克风阵列就是常用的一种；基于麦克风阵列的声源定位技术具有设备简单、实现容易、定位精度高等优点，因此它被广泛应用于现代的生活中。

技术领域

本发明以声源定位的问题也就转化成了求时延的问题，结合数字助听器这个特殊的应用场合，要求在求声达时间差时满足快速、准确的要求，最简单的方法是互相关的方法，但是由于环境因素，该方法经常受到环境噪声的干扰，从而降低了算法的有效性和准确性，所以经过改进的广义互相关的方法得到了广泛的应用；给出各种方法的仿真比较结果，并对结果进行分析。

背景技术

目前，我国市场上的国产数字助听器产品种类较少，丹麦维听、德国西门子、瑞声达和奥迪康、美国斯达克、瑞士峰力等都是国外品牌并且价格昂贵，这导致了众多的听障者难以承受如此昂贵的价格，而不得不忍受听力障碍的痛苦；退一步讲，虽然佩戴助听器可以有效改善听障患者的听力，但是对听障者的调查表明，多数患者对助听器的舒适度问题存在较大的意见；调查发现，在美国仅有不到1/3的助听器使用者对其舒适度表示满意，大部分助听器的使用者仍然感觉其佩戴的助听器存在较大的不适度，由于技术和经济因素的影响，在发展中国家这种情况更加突出，不仅如此，佩戴了助听器后的听障患者的听力损伤还在继续加重。

发明内容

本发明的解决方案针对声源定位算法中的广义互相关时延估算法进行讨论，对常用的几种算法进行比较，在添加随机噪声的情况下，比较几种算法的优劣，并将常用的谱减法应用到时延估计中，有效的提高了系统的抗噪声性能，但在信噪比较低的情况下，算法的性能降低；基于小波阈值去噪的时延估计方法可以根据选取合适的小波基以及确定阈值的方法，通过估计自身信号特性来消除噪声，有一定的优势，但在信噪比高的环境下性能却略低于谱减法；本文将两种方法结合起来，使得算法同时具有两者的优势，并将其与前两种时延估计算法进行了比较。

具体实施方式

本发明实施如下，第一路信号的功率谱减去第二路信号的功率谱，得到估计信号的功率谱后；再将求取估计信号的幅值添加相位后进行傅里叶反变换就可以得到去噪后的语音信号，两个麦克风阵元得到的带噪信号利用谱减法进行降噪，然后将降噪后的信号做广义互相关处理，这样进行时延估计可以大大减小环境噪声对时延估计的影响，提高系统的抗噪声性能，提高时延估计的准确性；这会对噪声的消除带来一定的影响，利用小波的阈值去噪来消除噪声，可以得到更准确的时延估计值，进一步提高抗噪声性能。