專利名稱：改進后的信號定位裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及信號源定位裝置，該裝置包括多個具有不同位置的接收機，該信號源定位裝置包括用于估計至少兩個接收機所接收的信號之間的延遲差值的延遲估計裝置，以及用于根據延遲差值確定信號源位置的位置確定裝置。
本發明還涉及延遲估計裝置，視頻通訊系統和信號源定位方法。從Hong Wang和Peter Chu在IEEE，針對音頻和聲學的信號處理應用的ASSP工作室，1997的文章″Voice Source Location forAutomatic Camera Pointing System in Videoconference″，中已知根據序言的裝置。
信號定位裝置用于很多應用。第一個例子是在視頻會議系統和安全系統中的自動攝像機指向。另一個應用是確定音頻系統中用戶的位置，以便能夠在所述位置上最佳化音頻信號的再生。
使用多個接收機的信號定位裝置常常基于確定接收機輸出處信號之間的延遲差值。如果接收機的位置以及信號源和不同接收機之間傳播路徑間的延遲差值已知，那麼可以確定信號源的位置。如果使用了兩個接收機，有可能確定參照接收機之間基線的方向。如果使用了三個接收機，有可能確定2維平面中信號源的位置。如果使用了多于三個接收機，并且這三個接收機不位于一個平面中，有可能在三維空間中確定信號源的位置。
在以前技術的信號定位裝置中，是通過計算不同接收機所接收的信號之間的互相關函數來確定延遲差值的。因此延遲差值等于當互相關函數具有最大相關值時該函數的延遲差值。
以前技術中信號定位裝置的一個問題是其操作很大程度上依賴于信號源所產生信號的特性。尤其是回響環境中濁音語音信號會干擾其操作。為了降低信號特性的嚴重影響，較長的平均時間被用于確定所接收信號的互相關函數。
本發明的目標是給出一種信號定位裝置，其中信號特性的不利影響被降低。
為了達到所述目的，該信號定位裝置的特征在于信號源定位裝置包括脈沖響應確定裝置用于確定多個表示信號源與接收機之間路徑的脈沖響應的函數。其特征還在于延遲估計裝置被用來根據所述函數確定延遲差值。
表示脈沖響應的函數表示了脈沖響應的主要方面，但是在其它方面，它可能與信號源和接收機之間路徑的真實脈沖響應存在很大差別。
通過根據表示信號源與接收機之間路徑的脈沖響應函數而不是根據所接收信號本身來確定延遲差值，在確定延遲差值方面信號特性的影響會大幅降低。實驗表明，用于確定延遲差值的平均時間可以大幅降低。
最好的是，通過計算脈沖響應函數的互相關函數來確定延遲差值。本發明的一個實施方案的特征在于脈沖響應確定裝置包括可調節濾波器用于根據接收機給出的信號獲得濾波后的信號，信號源定位裝置包括組合裝置用于從濾波后的信號獲得組合信號，該方案的特征還在于脈沖響應確定裝置包括控制裝置用于控制可調節濾波器以便最大化組合信號的功率測量值。該方案的特征還在于控制裝置用于將濾波后音頻信號的組合功率增益值限制為預定值。
在受限的組合功率增益測量值的限制條件下，通過組合多個濾波后信號并調節濾波器以最大化組合信號的功率，可以得到濾波器收斂到某個傳遞函數，該傳遞函數導致濾波后的信號在相加之前具有最大的一致性。這意味著，可調節濾波器脈沖響應之間的延遲差值對應于接收機輸出處的信號間的延遲差值。
本發明的另一個實施方案的特征在于控制裝置包括多個另外的可調節濾波器，這些濾波器的傳遞函數為可調節濾波器傳遞函數的共軛。所述另外的可調節濾波器用于從組合音頻信號獲得濾波后的組合音頻信號。其特征還在于控制裝置用于最大化組合音頻信號的功率值，并用于將處理后的音頻信號的組合功率增益值限制為一個預定值，其方式是控制可調節濾波器和另外的可調節濾波器的傳遞函數以便最小化輸入音頻信號和對應于所述輸入音頻信號的濾波后組合音頻信號之間的差值。
實驗表明，通過使用兩組可調節濾波器，語音信號的質量可以進一步增強，通過最小化輸入音頻信號和對應濾波后組合音頻信號之間的差值，可以得到，在每個頻率分量上，在可調節濾波器的功率增益和等于預定常數的限制下，組合音頻信號的功率測量值被最大化。上面提到的兩個準則之間的對應性將利用簡化的例子在附圖的詳細描述中給出。
下面將參考附圖描述本發明。
圖1給出利用本發明信號源定位裝置的視頻通訊系統的方框圖。
圖2給出本發明的脈沖響應確定裝置的一般方框圖。
圖3更詳細地給出本發明的脈沖響應確定裝置，其中使用了頻域自適應濾波器和頻域可編程濾波器。
圖4給出用于圖2裝置的歸一化裝置73的實施方案。
圖5給出用于圖3的頻域自適應濾波器62，66，68的實現。
圖6給出用于圖3的頻域可編程濾波器44，46，50的實現。
圖7給出本發明脈沖響應確定裝置的實現，其中使用了時域自適應濾波器和時域可編程濾波器。
在根據圖1的視頻通訊系統中，麥克風1連接到脈沖響應確定裝置5，麥克風2連接到脈沖響應確定裝置6。附加麥克風3和4可以被加入對應的脈沖響應確定裝置以便能夠確定除了方向之外，在兩維或三維空間中信號源的精確位置。脈沖響應確定裝置5和6確定表示信號源到各個麥克風之間脈沖響應的函數。
載有表示脈沖響應函數的脈沖響應確定裝置5和6的輸出連接到相關計算裝置7的輸入處。
如果脈沖響應確定裝置5和6工作在頻域，它們將給出脈沖響應h1和h2的估計值的傅里葉變換W1*和W2*。通過首先根據下式確定互功率譜，可以很容易確定互相關函數。ΦW1，W2(f)=W1·W2* (1)在(1)中，W2是脈沖響應確定裝置給出的函數W2*的復數共軛。根據函數ΦW1，W2(f)，通過對該函數執行IFFT，互相關函數ρW1，W2(k)可以確定。
如果脈沖響應確定裝置5和6工作在時域，函數h1，h2將由這些脈沖響應確定裝置給出。在這種情況中，互相關函數ρW1，W2(k)可以根據下式計算ρw1w2(k)=Σn=0n=Nh1(k)·h2(n-k);k=0,1,...,N-1---(2)]]>ρw1w2(k)=Σn=-1N-1h1(k)·h2(n-k);k=-(N-1),...,-1]]>在(2)中，N是h1和h2的長度。
在函數ρW1，W2(k)確定之后，通過在非零樣本之間加入值為0的樣本而向上采樣函數ρW1，W2(k)，該函數的分辨率被提高，其后是內插操作。有用的內插因子在4到8之間。
(向上采樣和內插)后的互相關函數由相關函數確定裝置7傳遞給延遲差值計算裝置8。這些延遲差值計算裝置8確定具有最大相關值的k值。對應的延遲差值Δ于是等于k．Ts，其中Ts是采樣周期。
延遲計算裝置8的輸出連接到位置計算裝置的輸入。如果使用了兩個接收機，定義為接收機間連線和信號源方向之間的角度的方位角θ可以根據下式計算出來θ=arccos(c·k·Tsd)(3)]]>在(3)中，c是要被接收的信號的傳播速度，d是接收機之間的距離。表示角度θ的信號被傳遞給攝像機定位裝置10，該裝置旋轉攝像機一個角度，該角度為相對接收機1和2之間基線的角度θ。
在圖2的脈沖響應確定裝置中，這里為麥克風1的第一接收機的輸出連接到脈沖響應確定裝置5，6的第一輸入端，而這里為麥克風2的第二接收機的輸出被連接到脈沖響應確定裝置5，6的第二輸入端。
假設麥克風1和2通過脈沖響應分別為H1和H2的傳播路徑接收信號VIN，麥克風1的輸出信號等于H1．VIN，麥克風2的輸出信號為H2．VIN。麥克風1的輸出連接到傳遞函數為W1的濾波器10的輸入端，麥克風2的輸出連接到傳遞函數為W2的濾波器12的輸入端。在濾波器10和12的輸出端可以獲得處理后的信號VP和VQ。對于這些處理后的信號可以有VP=H1·W1·VIN(4)和VQ=H2·W2·VIN(5)在組合裝置18的輸出處，可以得到處理后的信號VP和VQ的和VSUM。信號VSUM等于VSUM=(H1·W1+H2·W2)VIN(6)加法器18的輸出連接到兩個另外的可調節濾波器14和16的輸入端。另外的可調節濾波器14和16利用傳遞函數W1*和W2*從組合信號中獲得濾波后的組合信號。第一濾波后的組合信號等于VFC1=(H1·W1+H2·W2)·W1*·VIN(7)第二濾波后的組合信號等于VFC2=(H1·W1+H2·W2)·W2*·VIN(8)第一輸入音頻信號和第一濾波后組合音頻信號之間的第一差值由減法器24確定。減法器24的輸出信號可以為下式VDIFF1={H1-(H1·W1+H2·W2)·W1*}·VIN(9)第二輸入音頻信號和第二經縮放的組合音頻信號之間的第二差值由減法器26確定。減法器26的輸出信號可以為下式VDIFF2={H2-(H1·W1+H2·W2)·W2*}·VIN(10)圖2的裝置包括控制元件20用于調節濾波器10和14的系數使得減法器24的輸出信號VDIFF1的功率等于0。該裝置還包括控制元件22用于調節濾波器12和16的系數使得減法器26的輸出信號VDIFF2的功率等于0。為了找到x和y的值使得兩個差值信號都等于0，必須對下述等式求解。(H1·W1+H2·W2)·W1*=H1(11)(H1·W1+H2·W2)·W2*=H2(12)通過用(11)除以(12)從(11)和(12)中消去項(H1·W1+H2·W2)得到W1*W2*=H1H2⇒W1*=H1·W2*H2(13)]]>通過在(13)的左邊和右邊對W1取共軛，得到W1W2=H1*H2*⇒W1=H1*·W2H2*(14)]]>將(14)代入(12)得到下述表達式(|H1|2·W2H2*+H2·W2)·W2*=H2(15)]]>重整(15)得到|W2|2|W2|2=|H2|2|H1|2+|H2|2(16)]]>對于|W1|2可以用同樣的方法得到|W1|2=|H1|2|H1|2+|H2|2(17)]]>根據(16)和(17)，明顯的是，當|H1|2增加(或|H2|2減小)時，|W1|2增加，當|H2|2增加(或|H1|2減小)時，|W2|2增加。用這種方法可以產生最強的輸入信號。這樣可以增強說話者語音信號對背景噪聲以及語音信號的回聲分量的強度，而不需要如以前技術設備中那樣知道說話者到麥克風之間路徑的頻率特性。
下面將證明，在處理裝置的功率增益和受限的前提下，最大化組合音頻信號的功率導致|H1|2和|H2|2具有使得減法器24和26的輸出信號等于0的同樣的值。
對于組合音頻信號VSUM的功率值PSUM有PSUM=VSUM2=|H1·W1+H2·W2|2·VIN2(18)對于縮放裝置的功率增益和限制到常數值的邊界條件可以表示為下式GP=|W1|2+|W2|2=1 (19)因此，在邊界條件|W1|2+|W2|2-1=0的條件下，項|H1·W1+H2·W2|2必須被最大化。這一點可以通過使用眾所周知的拉格朗日乘法方法來實現。根據所述的方法，下面的表達式必須被最大化。(|H1·W1+H2·W2|2+λ·(|H1|2+|H2|2-1)(20)針對 對(20)微分，并將導出式置為0，得出有4個變量的4個等式。通過對這些等式求解，并且計算|W1|2和|W2|2，(16)，(17)可以找到。因此，很明白的是，控制W1和W2使得差值信號等于0等價于在邊界條件即，將處理裝置的不同分支的功率增益和限制為最大值下，最大化組合信號的功率。上述公式對于具有傳遞因子Hi的N個輸入信號可以很容易產生，其中1≤i≤N。如果假設處理裝置有N個分支，每個對應于信號i，并且功率傳遞因子為|Wi|2，對于|Wi|2的值可以有|Wi|2=|Hi|2Σi=1N|Hi|2(21)]]>可以觀察到，通常是不可能使得減法器的輸出信號精確地等于0的，因為傳輸路徑的脈沖響應不能通過通常使用的具有合理復雜度的數字濾波器準確模擬。實際上，在給定周期上被平均的減法器的輸出信號功率被最小化。這種操作自適應濾波器的方法證明是有效的。在當前實現中，表示脈沖響應的函數具有下述特性其相位差值等于信號源到接收機的傳輸路徑脈沖響應中相位的差值。對于表示傳輸路徑脈沖響應的函數來說，這是一種可能，但是明顯的是，可以使用不同的函數。
在圖3的脈沖響應確定裝置5，6中，來自這里為麥克風30，32和34的音頻源的輸入信號被轉換成數字信號，它們被各個串-并轉換器36，38和40轉換成有L個樣本的數據塊。串并轉換器36，38和40的輸出被連接到處理裝置41的相應輸入端以及各個塊延遲元件54，56和58的輸入端。
在處理裝置41中，串并轉換器36的輸出信號被施加給塊連接單元42。塊連接單元42根據當前的L樣本塊和在串并轉換器36的輸出處得到的以前樣本塊中的N個樣本構造一個N+L樣本塊。塊連接單元42的輸出被連接到頻域可編程濾波器44的輸入端。載有處理后的音頻信號的頻域可編程濾波器44的輸出被連接到這里為加法器76的組合裝置的第一輸入端。頻域可編程濾波器44在其輸出端給出N+L樣本塊。
用同樣的方法，串并轉換器38的輸出信號由塊連接單元48和頻域可編程濾波器46處理，串并轉換器40的輸出信號由塊連接單元52和頻域可編程濾波器50處理。載有處理后的音頻信號的頻域可編程濾波器46和50的輸出被連接到加法器76的對應輸入端。
加法器76的輸出被連接到IFFT單元77的輸入端，該單元根據加法器76的輸出信號確定反向快速傅里葉變換信號。IFFT單元77的輸出被連接到單元79的輸入端，該單元拋棄IFFT單元77的輸出處的N+L樣本中后面的N個樣本。
單元79的輸出信號被并串轉換器78轉換成串行樣本流。在并串轉換器78的輸出端，可以得到音頻處理裝置的輸出信號。單元79的輸出信號還被施加給塊連接單元74，該單元根據單元79輸出處的當前L樣本塊以及單元79輸出處的包含N個以前樣本的樣本塊獲得N+L樣本塊。塊連接單元74的輸出被連接到快速傅里葉變換器72的輸入端，該變換器根據其輸入端的N+L個樣本計算N+L點FFT。快速傅里葉變換器72的輸出信號表示組合信號的頻譜。該頻譜被施加給頻域自適應濾波器62，66和68的輸入端以及歸一化裝置73的輸入端。歸一化裝置73的一個輸出被連接到頻域自適應濾波器62，66和68的輸入端。
塊延遲元件54的輸出被連接到減法器60的第一輸入端。塊延遲元件56的輸出被連接到減法器64的第一輸入端。塊延遲元件58的輸出被連接到減法器70的第一輸入端。塊延遲元件54，56和58用于補償音頻信號在頻域可編程濾波器44，46中經歷的延遲。
頻域自適應濾波器62的一個輸出端連接到減法器60的第二輸入端。減法器60的輸出被連接到該頻域自適應濾波器的控制輸入端。頻域自適應濾波器66的輸出被連接到減法器64的第二輸入端，減法器64的輸出端連接到該頻率自適應濾波器的控制輸入端。頻域自適應濾波器68的輸出被連接到減法器70的第二輸入端，減法器70的輸出被連接到該頻域自適應濾波器的控制輸入端。
頻域自適應濾波器62，66和68用于調整其傳遞函數以便最小化其控制輸入端的輸入信號的功率。頻域自適應濾波器62，66和68為頻域可編程濾波器44，46和48提供N+L個濾波器系數。在利用它們過濾從塊連接單元42，48和52接收的信號之前，這些頻域自適應濾波器確定該N+L個濾波器系數的共軛值。
表示脈沖相應的函數在這里由用于頻域可編程濾波器44，46和50的系數U1，U2…UM構成。
在圖4的頻域自適應濾波器62，66和68中，填充單元80將各個頻域自適應濾波器控制輸入端得到的L個樣本與值為0的N個樣本組合成具有N+L個樣本的數據塊。該N+L樣本塊被FFT元件82進行N+L點快速傅里葉變換。在執行FFT之前將L樣本塊擴展到N+L樣本塊是為了防止由于循環卷積效果引起的信號失真。該值對于(自適應)數字濾波器領域的技術人員是眾所周知的。
在FFT元件82的輸出端，頻域自適應濾波器的控制輸入端(=減法器60，64和70的輸出端)的信號頻譜可以得到。FFT元件82的輸出信號被乘以歸一化裝置73的輸出信號。歸一化裝置73的輸出信號的N+L個分量表示確定頻域自適應濾波器系數自適應速度的自適應速度值。
乘法器84的輸出信號被加法器86加入塊延遲元件112的輸出信號中。塊延遲元件112的輸出信號表示頻域自適應濾波器系數的以前值。加法器86的輸出信號被IFFT元件94進行反向快速傅里葉變換。根據IFFT元件94的N+L個輸出樣本，最終的L樣本塊的值被元件96置0。接著N+L樣本(其中L個樣本為0)被FFT元件110進行FFT操作。IFFT元件94，元件96和FFT元件110的組合構成受限的FDAF，其中時域限制施加于FDAF系數上以防止循環卷積效果。
FFT元件110的輸出被連接到塊延遲元件112的輸入端。在塊延遲元件112的輸出端，可得到N+L個系數用于濾波器操作。這些系數還被傳遞給相應的可編程濾波器。根據下述表達式，加法器86，IFFT元件94，元件96和FFT元件110以及塊延遲元件112的組合確定濾波器系數。vi，k+1=vi，k+λi，k·Ei，k(22)在(22)中，Vi，k+1表示在時刻k+1的N+L個濾波器系數，Vi，k表示時刻k的N+L個濾波器系數。λi，k表示由歸一化裝置73提供給乘法器84的第二輸入端的自適應系數。Ek，i表示圖2中減法器60，64或70的輸出端的誤差信號的頻譜。
在圖4的歸一化裝置73中，輸入信號由圖2中的FFT單元72給出，共軛元件106確定所述輸入信號的共軛值。該共軛值被乘法器104乘以所述輸入信號。在乘法器104的輸出端，可得到輸入信號的功率譜。乘法器104的輸出端連接到乘法器102的輸入端。
由乘法器102，加法器100，乘法器98和塊延遲元件92組成的低通濾波器確定在乘法器104輸出處可獲得的頻域自適應濾波器的輸入信號功率譜的時間平均值。b的適當值為b=1-20·Lfsample(23)]]>在(23)中fsample是采樣頻率，音頻信號以該采樣頻率采樣并處理。當采樣率為8KHz時，L為32或64被證明是很有用的。載有時間平均功率譜的加法器100的輸出被連接到除法器88的第一輸入端。共軛元件106的輸出信號被縮放元件90以縮放因子2a縮放。a的適當值為0．01。縮放元件90的輸出信號被連接到除法器88的第二輸入端。
除法器88確定λi，k的值，其方法為計算數字濾波器輸入信號的共軛FFT變換(以縮放因子2a縮放)與歸一化裝置73的輸入信號的時間平均功率譜之間的比例。λi，k的值隨輸入信號譜的第k個分量和時間平均功率譜的第k個分量之間的比例而增加。這導致對所有頻率分量都一樣的自適應速度，該速度與頻率分量的強度無關。
在圖6的頻域可編程濾波器44，46和50中，輸入信號被施加到FFT元件120的輸入端，該元件根據所述的輸入信號計算N+L點FFT。共軛元件122確定從頻域自適應濾波器62，66，68接收的參數的共軛值。乘法器124通過將輸入信號的FFT乘以從頻域自適應濾波器接收的共軛濾波器系數來計算濾波后的信號。
可以觀察到，對N適當的選擇是使得N等于L，但是還有可能的是選擇N小于或大于L。最好的是使得N+L等于2的冪以便使得FFT和IFFT操作更容易實現。
在圖7的脈沖響應確定裝置的時域實現中，麥克風30，32和34的輸出連接到處理裝置131的輸入端和延遲元件186，188和190。處理裝置131包括時域可編程濾波器133，135和137。
時域可編程濾波器133包括多個串聯的延遲元件130，132和134以及加法器146，其中加法器對分別以加權因子W1，1…W1，N加權的延遲元件輸出信號進行相加操作。這種加權是由加權元件136，138，140，142和144執行的。時域可編程濾波器135包括多個串聯的延遲元件148，150和152以及加法器164，其中加法器對分別以加權因子W2，1…W2，N加權的延遲元件輸出信號進行相加操作。這種加權是由加權元件154，156，158，160和162執行的。時域可編程濾波器137包括多個串聯的延遲元件166，168和170以及加法器182，其中加法器對分別以加權因子WM，1…WM，N加權的延遲元件輸出信號進行相加操作。
載有處理后音頻信號的時域可編程濾波器133，135和137的輸出連接到這里為加法器184的組合裝置。在加法器184的輸出端，可得到增強的音頻信號。加法器184的輸出連接到時域自適應濾波器191，193和195的輸入端。
時域自適應濾波器191包括多個延遲元件194，196和198。加權元件200，202，204，206和208以加權因子W1，1…W1，N將延遲元件194，196和198的輸出信號加權。加權元件200…208的輸出信號被加法器192相加，該加法器給出自適應濾波器191的輸出信號。
時域自適應濾波器193包括多個延遲元件226，228和230。加權元件216，218，220，222和224以加權因子W2，1…W2，N將延遲元件226，228和230的輸出信號加權。加權元件216…224的輸出信號被加法器210相加，該加法器給出自適應濾波器193的輸出信號。
時域自適應濾波器195包括多個延遲元件236，240和246。加權元件234，238，242，244和248以加權因子WM，1…WM，N將延遲元件236，240和246的輸出信號加權。加權元件234…248的輸出信號被加法器232相加，該加法器給出自適應濾波器195的輸出信號。
延遲元件186，188和190的輸出連接到減法器212，214和230的第一輸入端。延遲元件186，188和190用于使得可編程濾波器的脈沖響應相對為非因果的(較早時間)。減法器212，214和230的第二輸入連接到時域自適應濾波器191，193和195的輸出端。減法器212，214和230的輸出分別連接到控制裝置231，233和235。控制裝置用于調節相應的自適應濾波器191，193和195的傳遞函數以便最小化對應減法器輸出信號的功率。
控制裝置231，233和235用于根據下述表達式調整自適應濾波器191，193和195的系數Wj，k(n+1)=Wj，k(n)+μ·y[n-k+1]·ej[n](24)在(24)中，Wj，k(n)是第j個自適應濾波器中第k(k=1，2，，，N)個加權元素的加權因子，μ是自適應常數，ej[n]是第j個對輸入信號延遲的塊延遲元件的輸出信號和第j個自適應濾波器輸出信號之間的差值。yj[n-k+1]是被延遲k-1個樣本周期的音頻處理裝置的輸出信號。這些信號y[n-k+1]可以在自適應濾波器的延遲元件的輸出端獲得。因為自適應濾波器都具有相同的輸入信號，延遲元件可以被共享，使得降低了所需要的延遲元件的數量。
在系數Wj，k(n)被確定之后，這些系數被反向傳遞給時域可編程濾波器133，135和137。這意味著對應于自適應濾波器第一抽頭的系數被傳遞給相應可編程濾波器的最后一個抽頭作為系數。
表示脈沖響應的函數這里為一組系數W1，1…W1，N；…；WM，1，…WM，N·如前面解釋的，這些表示脈沖響應的函數被傳遞給相關函數相關裝置7。
權利要求
1．一種信號源定位裝置，包括多個具有不同位置的接收機，該信號源定位裝置包括延遲差值估計裝置用于估計至少兩個接收機所接收的信號之間的延遲差值，以及位置確定裝置用于根據延遲差值確定信號源的位置，該裝置的特征在于，信號源定位裝置包括脈沖響應確定裝置用于確定多個表示信號源和接收機之間路徑的脈沖響應的函數，還在于延遲估計裝置用于根據所述函數確定延遲差值。
2．根據權利要求1的信號源定位裝置，特征在于通過根據所述函數計算相關函數，延遲估計裝置被用于確定延遲差值。
3．根據權利要求1或2的信號源定位裝置，特征在于脈沖響應確定裝置包括可調節濾波器用于從接收機給出的信號中獲取濾波后的信號，該信號源定位裝置包括組合裝置用于從濾波后的信號中獲取組合信號，該裝置的特征在于脈沖響應確定裝置包括控制裝置用于控制可調節濾波器以便最大化組合信號的功率值，還在于所說控制裝置被用于將濾波后信號的組合功率增益值限制為預定值。
4．根據權利要求3的信號源定位裝置，特征在于控制裝置包括多個另外的可調節濾波器，這些濾波器的傳遞函數為可調節濾波器傳遞函數的共軛，所述另外的可調濾波器被設置用于根據組合音頻信號獲得濾波后的組合音頻信號，其特征還在于控制裝置被用于最大化組合信號的功率值，并將處理后信號的組合功率增益值限制為預定值，其方式是控制可調節濾波器和另外的可調節濾波器的傳遞函數以便最小化輸入信號和對應于所述輸入信號的濾波后組合信號之間的差值。
5．用于估計至少兩個接收機接收的信號之間的延遲差值的延遲估計裝置，特征在于信號源定位裝置包括脈沖響應確定裝置用于確定多個表示信號源和接收機之間路徑的脈沖響應的函數，其特征在于延遲估計裝置被用于根據所述函數確定延遲值。
6．根據權利要求5的延遲估計裝置，特征在于延遲估計裝置被用于通過對所述函數求相關來確定延遲差值。
7．根據權利要求5或6的延遲估計裝置，特征在于脈沖響應確定裝置包括可調節濾波器用于根據接收機給出的信號獲得濾波后的信號，信號源定位裝置包括組合裝置用于根據濾波后的信號獲得組合信號，該延遲估計裝置的特征在于脈沖響應確定裝置包括控制裝置用于控制可調節濾波器以便最大化組合信號的功率值，其特征還在于控制裝置被用來將濾波后音頻信號的組合功率增益值限制為預定值。
8．根據權利要求7的延遲估計裝置，特征在于控制裝置包括多個另外的可調節濾波器，這些濾波器的傳遞函數為可調節濾波器傳遞函數的共軛，所述另外的可調節濾波器被用來根據組合音頻信號獲得濾波后的組合音頻信號，該延遲估計裝置的特征在于控制裝置被用于最大化組合音頻信號的功率值，并用于將處理后的音頻信號的組合功率增益值限制為預定值，其方式是控制可調節濾波器和另外的可調節濾波器的傳遞函數以便最小化輸入音頻信號和對應于所述輸入音頻信號的濾波后組合音頻信號之間的差值。
9．一種視頻通訊裝置，該裝置包括攝像機指向裝置用于使得攝像機指向信號源的方向，該視頻通訊裝置包括信號源定位裝置用于確定信號源的位置，所述信號源定位裝置包括多個具有不同位置的接收機，該信號源定位裝置包括延遲估計裝置用于估計至少兩個接收機接收的信號之間的延遲差值，以及位置確定裝置用于根據延遲差值確定信號源位置，該視頻通訊裝置的特征在于信號源定位裝置包括脈沖響應確定裝置用于確定多個表示信號源和接收機之間路徑的脈沖響應的函數，還在于延遲估計裝置被用于根據所述函數確定延遲值。
10．根據權利要求9的視頻通訊裝置，特征在于脈沖響應確定裝置包括可調節濾波器用于根據接收機給出的信號獲得濾波后的信號，信號源定位裝置包括組合裝置用于根據濾波后的信號獲得組合信號，該視頻通訊裝置的特征在于脈沖響應確定裝置包括控制裝置用于控制可調節濾波器以便最大化組合信號的功率，其特征還在于控制裝置被用于將濾波后音頻信號的組合功率增益限制為預定值。
11．利用多個位置不同的接收機的信號源定位方法，該信號源定位方法包括估計至少兩個接收機接收的信號之間的延遲差值，并根據延遲差值確定信號源位置，其特征在于，信號源定位方法包括確定多個表示信號源和接收機之間的脈沖響應的函數，還在于信號源定位方法包括根據所述函數確定延遲值。
全文摘要
在視頻會議系統中,攝像機定位裝置(10)用于將攝像機指向說話者。為了找到攝像機的正確方向,系統被要求確定發聲的位置。這一點可以利用至少兩個接收語音信號的麥克風來實現。通過測量麥克風接收的信號間的傳輸延遲可以確定說話者的位置。根據本發明,通過首先確定脈沖響應(h
文檔編號G01S5/06GK1292985SQ99803715
公開日2001年4月25日 申請日期1999年10月27日 優先權日1998年11月11日
發明者H·J·W·貝爾特, C·P·楊瑟 申請人:皇家菲利浦電子有限公司