[发明专利]一种基于麦克风阵列的声源成像方法

权利要求书

1.一种基于麦克风阵列的声源成像方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：由多臂螺旋阵列组成多通道麦克风阵列，通道数为N；

S2：通过麦克风阵列采集N个通道的原始音频数据；

S3：对原始音频数据进行相位修正；

S4：对修正后的音频数据进行处理，得到复数矩阵R’;

S5：根据麦克风阵列坐标确定扫描面上各点的坐标；

S6：计算扫描面到阵列面的导向向量并根据互谱矩阵R得到扫描面的声源强度分布图；

S7：将声源强度分布图与视频图像叠加处理得到实时的声学成像图。

2.根据权利要求1所述的一种基于麦克风阵列的声源成像方法，其特征在于，步骤S4的处理过程包括：

S401.获取N个通道的音频数据，数据长度为M，逐一对每个通道的音频数据进行带通滤波；

S402.对滤波后的每个通道数据分别进行FFT计算，生成复数矩阵P，选取参考通道，并计算出FFT后幅值最大位置的频率f0；

S403.从矩阵P中选取频率f0对应的N个值组成列向量Xfi，再计算得到互谱矩阵R；

S404.计算矩阵R的除自谱矩阵R’。

3.根据权利要求1所述的一种基于麦克风阵列的声源成像方法，其特征在于，所述步骤S3相位修正预先采集远场声音数据，采用互相关估计法计算各个通道之间的相位差，然后对采集到的音频数据进行修正。

4.根据权利要求1所述的一种基于麦克风阵列的声源成像方法，其特征在于，所述步骤S401带通滤波对N个通道的数据逐一进行FIR带通滤波，根据需要进行带通滤波器的左右截止频率的调整。

5.根据权利要求1所述的一种基于麦克风阵列的声源成像方法，其特征在于，所述步骤S403计算得到互谱矩阵包括以下步骤：列向量Xfi大小为1*N，计算列向量Xfi的共轭转置矩阵Xfi’，得到互谱矩阵R。

6.根据权利要求1所述的一种基于麦克风阵列的声源成像方法，其特征在于，步骤S6具体包括：S601.根据麦克风阵列的空间坐标确定扫描面上各点的坐标；

S602.计算扫描面上每个点与麦克风阵列之间的导向向量b；

S603.根据导向向量b及除自谱矩阵R’计算出扫描面上各点的声源强度，进而形成声源强度分布图。

7.根据权利要求1所述的一种基于麦克风阵列的声源成像方法，其特征在于，还包括以下步骤：S8. 对声源强度分布图进行插值处理得到插值后的声源强度分布。