一种基于麦克风阵列的近场声源实时定位系统的制作方法

技术特征：

1.一种基于麦克风阵列的近场声源实时定位系统，其特征在于：通过一个排成均匀直线阵的驻极体麦克风阵列采集说话人的声音信号，每个驻极体麦克风输出的电信号分别通过包含自动增益控制模块的麦克风专用放大器放大，放大器输出信号由一个包含片上模数转换器的DSP芯片采集，模数转换后的数字量通过DSP芯片中的直接存储器访问功能传送到外扩SRAM中，并在DMA中断中实现优化的近场二维宽带MUSIC声源定位算法，声源定位结果以用户特定的文件格式存储在FAT32文件系统格式的SD卡中。

2.根据权利要求1所述的一种基于麦克风阵列的近场声源实时定位系统，其特征在于：用于采集说话人语音的麦克风阵列为均匀直线阵，阵元数量不少于4个，相邻阵元间距不大于5厘米，阵元数量及阵列整体尺寸满足近场条件其中L表示阵列尺寸，r表示系统探测距离，λ表示探测信号的波长。

3.根据权利要求1和权利要求2所述的一种基于麦克风阵列的近场声源实时定位系统，其特征在于：放大电路采用包含自动增益模块的麦克风专用放大器放大每个驻极体麦克风的输出信号，采用集成度极高的麦克风专用放大器，自动增益模块的作用时间tattack和释放时间trelease，其中tattack的取值范围在0.8ms～1.4ms之间，trelease为tattack的400～600倍。

4.根据权利要求1所述的一种基于麦克风阵列的近场声源实时定位系统，信号采集与处理模块采用包含模数转换功能的DSP芯片为核心，片上模数转换器的采样精度不低于10位，对麦克风阵列信号做“分帧”处理，每帧麦克风阵列信号为10ms～40ms，每帧麦克风阵列信号采集完成后在DMA中断中进行声源定位运算。

5.根据权利要求1、权利要求3和权利要求4所述的一种基于麦克风阵列的近场声源实时定位系统，其特征在于：设置较高的采样频率，使相邻阵元的采样间隔时间不大于1.6μs。

6.根据权利要求1和权利要求4所述的一种基于麦克风阵列的近场声源实时定位系统，其特征在于，声源定位算法采用优化的近场二维宽带MUSIC算法：

将采集的麦克风阵列信号通过快速傅里叶变换求出麦克风阵列信号的频谱，并根据说话人语音信号的特点，对阵列信号的频谱进行“截断”，选取中心频率为300Hz和1000Hz，频带宽度为100Hz的两个子频带代替经典MUSIC算法中使用的时域阵列信号，分别求出MUSIC谱并相加，通过谱峰搜索确定说话人在二位区域中的位置坐标。

7.根据权利要求1和权利要求6所述的所述的一种基于麦克风阵列的近场声源实时定位系统，其特征在于：当提供的系统工作场合说话人固定，可以建立说话人的声纹库，通过对声纹库中各说话人声纹分布特点进行比对，选择2～3个子频带，所述子频带的中心频率应为声纹库中所有说话人语音频谱中共同的、能量较高的频率值。

8.根据权利要求1、权利要求4和权利要求5所述的一种基于麦克风阵列的近场声源实时定位系统，其特征在于：两个中心频率为300Hz和1000Hz频带宽度为100Hz的子频带的选取通过观测大量的语谱图实现，在说话人固定的场合，预先采集说话人的声纹信息，建立说话人声纹库，选取要探测的所有说话人共同的、能量较高的2～3个子频带来替换权利要求5中选取的两个子频带，得到更精确的说话人位置估计结果。

9.根据权利要求1所述的一种基于麦克风阵列的近场声源实时定位系统，其特征在于：声源定位结果以文件的格式存储到FAT32文件系统格式的SD卡中，SD卡工作在SPI模式下，不需要DSP芯片具有硬件MMC接口或软件驱动，也不需要系统电路上额外增加专门的MMC芯片。

10.根据权利要求1和权利要求7所述的一种基于麦克风阵列的近场声源实时定位系统，在SD卡中创建并写入声源定位结果文件时，采用“预建簇链法”在系统初始化时就查找并记录SD卡中可以写入数据的“空簇”，查找的空簇数量不小于系统工作一次所产生的声源定位结果文件的大小。