描點數為Y、信號序列長度為L點。
[0058] 復乘次數：
[0059] L*M*N*K+n，*[K2*(M-l)2*L]+K2*M2*[(3/2)*L*log 2L+3*L]次
[0060] 復加次數：
[0061] L*M*(N-I)*K+n，*[K2*(M-I)2*L]+K2*M 2*(3*L*log2L)次
[0062] 所述步驟6中，進行校準工作的原因在于Farrow結構波束形成器本身是存在系統 誤差的。為了消除系統誤差，從而將定位的精度提高，我們在算法的最后添加了一個校準工 作。
[0063] 有益效果：
[0064] 本發明的一種SRP聲源定位的快速實現方法，相比現有技術，本發明大大降低了 運算量，簡化了 SRP-PHAT方法的實現復雜度，并且對混響和噪聲具有更高的魯棒性，方位 估計精度也較高。具體為：
[0065] (I) SRP-PHAT方法運算量龐大，因此在實時處理變得困難，本發明利用Farrow結 構波束形成器在調整波束指向時無需重新計算權值的結構優勢，從而使得整體運算量大大 降低，大大提高了實時性。
[0066] (2) SRP-PHAT方法在惡劣環境下（噪聲干擾大、混響影響嚴重）性能急劇下降，所 以使得實際應用變得困難，本發明利用了 Farrow結構波束形成器魯棒性較好的特性，使得 本發明設計具有較高的抗混響能力和空間噪聲抑制能力。
[0067] (3)本發明算法在解決了 Farrow結構波束形成器本身具有系統誤差這個問題的 前提下，相比現有的方法提高了 SRP-PHAT在惡劣環境下的定位精度。
【附圖說明】
[0068] 圖1為Farrow結構波束形成器的結構圖：
[0069] 圖2為本發明方法原理流程圖；
[0070] 圖3為本發明基于凸優化束指向可調頻率不變（FIB)波束指向可調指向60°的波 束圖的三維圖；
[0071] 圖4為本發明基于凸優化束指向可調頻率不變（FIB)波束指向可調指向60°的波 束圖的正視圖；
[0072] 圖5為基于凸優化束指向可調最小二乘（LS)波束指向可調指向60°的波束圖的 三維圖；
[0073] 圖6為基于凸優化束指向可調最小二乘（LS)波束指向可調指向60°的波束圖的 正視圖；
[0074] 圖7為基于凸優化波束指向可調頻率不變（FIB)算法在上述條件下設計的波束形 成器指向60°時方向圖的三維圖；
[0075] 圖8為基于凸優化波束指向可調頻率不變（FIB)算法在上述條件下設計的波束形 成器指向60°時方向圖的正視圖；
[0076] 圖9為信噪比分別為為10dB、5dB，混響分別300ms到800ms以50ms為間隔的混響 噪聲環境下仿真的性能對比圖；
[0077] 圖10為混響時間分別為250ms、300ms，信噪比分別-20dB到20dB以5dB為間隔的 混響噪聲環境下仿真的性能對比圖；
[0078] 圖11表示信噪比10dB、0dB，混響分別為300ms到650ms以50ms為間隔的混響噪 聲環境下仿真的性能對比圖；
[0079] 圖12為混響時間分別是600ms和750ms，信噪比分別為3dB到21dB以3dB為間隔 的混響噪聲環境下仿真的性能對比圖；
[0080] 圖13為陣元數對本發明方法與SRP-PHAT算法在運算量的影響的對比圖；
[0081] 圖14為掃描點數對本發明方法與SRP-PHAT算法在運算量的影響的對比圖；
[0082] 圖15為抽頭數對本發明方法與SRP-PHAT算法在運算量的影響對比圖；
[0083] 圖16為信號序列的點數對本發明方法與SRP-PHAT算法在運算量的影響的對比 圖。
【具體實施方式】
[0084] 下面結合附圖對本發明作更進一步的說明。
[0085] 本發明方法是在如圖1所示的麥克風陣列的基礎上，按照圖2所示的原理流程圖 進行研究的。
[0086] 步驟1、對Farrow結構波束形成器進行設計。所用到的算法是基于凸優化的波束 指向可調的寬帶穩健遠場頻率不變波束形成器算法來得到波束形成器的最優權值。
[0087] 這里采用穩健的最大誤差最小化的優化設計的代價函數：
[0090] 上式中，Ag(cl)，0，f)表示由幅度和相位、位置等誤差都將引起陣列的導向矢量 g(?，Θ，f)的畸變，假設g(cD，Θ，f)的畸變是在一定范圍內，BP :
[0091]
[0092] 按照SeDumi軟件的求解規律，將（18)式化簡為對偶形式再解代價函數，求得最優 權值。
[0093] 步驟2、使用本發明的設計方法設計好Farrow結構波束形成器之后，接下來我們 用Farrow結構波束形成器在調整波束指向時無需重新計算權值這個結構特征，將輸入信 號進行FFT運算在兩兩進行相乘、取模、求倒數一系列運算之后得相位加權函數并進行鎖 存。
[0094] 編號為j的麥克風陣元的輸入信號經過Farrow結構波束形成器的空域濾波作用 后輸出：
[0097] M是Farrow結構波束形成器中的濾波器的階數；其中：
[0099] 其中Xk(t)是第k個陣元的輸入信號。Ani是輸入信號與權值卷積累加求和作用的 結果。根據Farrow波束形成器的結構，在這里Ani是只要通過一次計算之后就可以直接鎖 存起來的數據。
[0100] 設掃描角度是S1，這里的i表示離散點，在這里我們假設可調范圍是 [40°，140° ]，掃描間隔為2°，共有離散點個數為（140-40)/2+1 = 51個；
[0101] D1= ( Θ 廠90。）/90。 i = 1, 2,. . . , 51 (21)
[0102] 已知Farrow-SRP-PHAT方法的波束輸出功率定義為：
[0103]
[0104] 多通道形式的PHAT的相位加權函數(w)為：
[0105]
[0106] 對輸入每個麥克風的每一階FIR濾波器的原輸入信號分別做一次傅里葉變換， 再將經過變換之后的兩兩信號經過相乘、取模、求倒數等一系列運算之后可得相位加權函 數；
[0107] 其中Xit(W)為第k個麥克風接收到的信號xk (t)的傅里葉變換νΧΑΟ為第1個麥 克風接收到的信號X1U)的傅里葉變換；
[0108]
[0109]
[0110] 步驟3、將各麥克風陣列的輸入信號輸入至Farrow結構波束形成器中進行空域濾 波，空域濾波后的輸出信號進行FFT運算后再兩兩相乘求得與式（23)中已獲得的相位加權 函數下標相對應的量；
[0111] 令
[0112]
[0113]
[0114] 它們分別為延時補償后的信號做FFT變換之后的輸出信號；
[0115] 步驟4、將步驟2中獲得的相位加權函數與步驟3中獲得的與式（25)中已獲得的 相位加權函數下標相對應的量對應進行相乘，然后將相乘的結果進行IFFT運算之后并累 加求和得到所有的麥克風中的兩兩麥克風的廣義互相關函數之和并進行鎖存；
[0116] 結合（22)，（23)，（24)，（25)，（26)，（27)，整理（22)式，得：
[0117]
[0118] 步驟5、將兩兩麥克風的廣義互相關函數之和與調向參數D做乘積并累加乘積相 加運算，得到相應掃描點的瞬時功率，搜索瞬時功率的最大峰值得到對應的指向角度θ / ; [0119] 令Xkini (t)為輸入第k個麥克風，第m階FIR濾波器的的輸入信號經過頻率不變波 束指向可調的波束形成器空域濾波作用之后的輸出信號，Xlilll(t)為輸入第1個麥克風、第m 階FIR濾波器的的輸入信號同樣經過空域濾波之后的輸出信號，則：
[0126] 我們知道，調向參數D其實是和指向角度有關的一個常數，根據FFT的性質，式 (32)、（33)可以寫成
[0135] (38)的式子表示的含義是(t)即第k個麥克風，第Hi1階輸入信號經過空域濾波 之后的輸出信號經過FFT變換可以等價為輸入信號與第k個麥克風第Hi 1階濾波器的N個 抽頭系數卷積之后做FFT變換再與調向參數D做乘積運算。這個過程只需要做一次運 算即可鎖存，可重復使用。同理解釋（39)式。
[0136] 整理（28)，將（38) (39)帶入（28)中：
[0142] H所表達的含義是將鎖存起來的數據即輸入信號與權值進行卷積再進行FFT后兩 兩相乘，再與相應的加權函數進行相乘，IFFT運算之后累加求和可得所有麥克風兩兩麥克 風的廣義互相關函數之和并進行鎖存在H里。這一系列的過程隨著權值的形成一步完成并 鎖存下來，無需重新計算。Ρ(τ。，...，τ κ1)實際就是調向參數D根據掃描角度的不同，與 H數據進行乘積累加求和運算。從而大大降低了運算量。