CN114624689B - 一种基于声像仪的近场聚焦声源距离计算方法及*** - Google Patents

一种基于声像仪的近场聚焦声源距离计算方法及*** Download PDF

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Abstract

本发明实施例提供一种基于声像仪的近场聚焦声源距离计算方法及***，所述方法包括：设置二维麦克风阵列，并获取麦克风阵列中各个阵元相对于麦克风阵列的阵列中心的时间延迟，从而构造阵列流型矩阵；接收到声源信号时，基于所述阵列流型矩阵，并通过波束形成空间扫描以获得空间能量分布，进而确定声源信号位置；将方位上的距离空间离散化为N维向量，获取N维向量，构建近场聚焦流形向量；获取近场聚焦流形向量对应的一维向量，根据一维向量进行峰值搜索，获取一维向量的最大值，从而确定声源信号的相对距离。采用本方法能够在确定声源信号的方位后，进一步根据空间离散化确定声源信号的距离，计算过程的复杂度小，准确度高。

Description

一种基于声像仪的近场聚焦声源距离计算方法及***
技术领域
本发明涉及声源信号检测技术领域，尤其涉及一种基于声像仪的近场聚焦声源距离计算方法及***。
背景技术
声学成像（acoustic imaging）是基于传声器阵列测量技术，通过测量一定空间内的声波到达各传声器的信号相位差异，依据相控阵原理确定声源的位置，测量声源的幅值，并以图像的方式显示声源在空间的分布，即取得空间声场分布云图－声像图，其中以图像的颜色和亮度代表强弱。可见 目前对于声源位置的定位研究已较为成熟，但对于声源信号到声像仪的距离计算，目前并没有较多研究，计算方案或者计算精度不高，或者较为复杂。
目前的现有技术中，并未其给出计算声源信号到麦克风阵列距离的方案，所以目前亟需一种方案，能够计算声源信号到声像仪的距离，且计算的准确度较高。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明实施例提供一种基于声像仪的近场聚焦声源距离计算方法及***。
本发明实施例提供一种基于声像仪的近场聚焦声源距离计算方法，包括：
设置二维麦克风阵列，并获取所述麦克风阵列中各个阵元相对于麦克风阵列的阵列中心的时间延迟，从而构造阵列流型矩阵；
接收到声源信号时，基于所述阵列流型矩阵，并通过波束形成空间扫描以获得空间能量分布，进而确定声源信号位置；
将所述方位上的距离空间离散化为N维向量，获取所述N维向量相对于所述麦克风阵列的位置信息，根据所述位置信息与阵元坐标计算得到近场阵元延迟量，并结合所述阵列流型矩阵，构建近场聚焦流形向量；
获取所述近场聚焦流形向量对应的一维向量，根据所述一维向量进行峰值搜索，获取所述一维向量的最大值，从而确定所述声源信号的相对距离。
在其中一个实施例中，所述方法还包括：
以麦克风阵列的阵列中心为参考中心，计算得到各阵元接收声源信号的时间延迟；
根据各阵元接收声源信号的时间延迟，得到各阵元接收声源信号的相位移动；
根据各阵元接收声源信号的相位移动，得到各阵元的阵列流型矩阵。
在其中一个实施例中，所述以麦克风阵列的阵列中心为参考中心，计算得到各阵元接收声源信号的时间延迟，计算公式包括：
Figure 190080DEST_PATH_IMAGE001
其中，
Figure 548380DEST_PATH_IMAGE002
和
Figure 473479DEST_PATH_IMAGE003
为声源信号进入麦克风阵列时相对于
Figure 524612DEST_PATH_IMAGE004
平面、
Figure 138258DEST_PATH_IMAGE005
平面的入射角度，c为声速，
Figure 628145DEST_PATH_IMAGE006
和
Figure 892904DEST_PATH_IMAGE007
为第m号阵元的
Figure 301889DEST_PATH_IMAGE004
方向和
Figure 137252DEST_PATH_IMAGE005
方向的坐标，m表示第m阵元。
在其中一个实施例中，所述得到各阵元接收声源信号的相位移动，计算公式包括：
Figure 102934DEST_PATH_IMAGE009
其中，
Figure 143571DEST_PATH_IMAGE010
为信号频率，
Figure 21660DEST_PATH_IMAGE011
为虚数算子。
在其中一个实施例中，所述各阵元的阵列流型矩阵，包括：
Figure 859166DEST_PATH_IMAGE013
在其中一个实施例中，所述基于所述阵列流型矩阵，并通过波束形成空间扫描以获得空间能量分布，进而确定声源信号位置，包括：
基于阵列流型矩阵，并通过波束形成空间扫描以获得空间能量分布：
Figure 612227DEST_PATH_IMAGE014
其中，
Figure 851578DEST_PATH_IMAGE016
为声源信号经过傅里叶变换后的频域，M为阵元数量，F1为处理频带下限，F2为处理频带上限；
基于空间能量分布，并通过峰值搜索以确定声源信号的对应方位
Figure 900568DEST_PATH_IMAGE017
。
在其中一个实施例中，所述根据所述位置信息与阵元坐标计算得到近场阵元延迟量，并结合所述阵列流型矩阵，构建近场聚焦流形向量，包括：
结合公式：
Figure 756529DEST_PATH_IMAGE018
其中，
Figure 719805DEST_PATH_IMAGE019
为第m号阵元的坐标，
Figure 875980DEST_PATH_IMAGE020
为离散化位置的空间坐标，
Figure 361451DEST_PATH_IMAGE021
、
Figure 360499DEST_PATH_IMAGE022
为声源信号的对应方位，
Figure DEST_PATH_IMAGE023
表示计算两个坐标的距离；
及公式：
Figure 363353DEST_PATH_IMAGE024
得到近场阵元延迟量
Figure 311717DEST_PATH_IMAGE025
，并结合所述阵列流型矩阵，构建近场聚焦流形向量，所述近场聚焦流形向量，包括：
Figure 263362DEST_PATH_IMAGE026
本发明实施例提供一种基于声像仪的近场聚焦声源距离计算***，包括：
设置模块，用于设置二维麦克风阵列，并获取所述麦克风阵列中各个阵元相对于麦克风阵列的阵列中心的时间延迟，从而构造阵列流型矩阵；
接收模块，用于接收到声源信号时，基于所述阵列流型矩阵，并通过波束形成空间扫描以获得空间能量分布，进而确定声源信号位置；
离散模块，用于将所述方位上的距离空间离散化为N维向量，获取所述N维向量相对于所述麦克风阵列的位置信息，根据所述位置信息与阵元坐标计算得到近场阵元延迟量，并结合所述阵列流型矩阵，构建近场聚焦流形向量；
获取模块，用于获取所述近场聚焦流形向量对应的一维向量，根据所述一维向量进行峰值搜索，获取所述一维向量的最大值，从而确定所述声源信号的相对距离。
本发明实施例提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现上述基于声像仪的近场聚焦声源距离计算方法的步骤。
本发明实施例提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述基于声像仪的近场聚焦声源距离计算方法的步骤。
本发明实施例提供的一种基于声像仪的近场聚焦声源距离计算方法及***，设置二维麦克风阵列，并获取麦克风阵列中各个阵元相对于麦克风阵列的阵列中心的时间延迟，从而构造阵列流型矩阵；接收到声源信号时，基于所述阵列流型矩阵，并通过波束形成空间扫描以获得空间能量分布，进而确定声源信号位置；将方位上的距离空间离散化为N维向量，获取N维向量相对于麦克风阵列的位置信息，根据位置信息与阵元坐标计算得到近场阵元延迟量，并结合阵列流型矩阵，构建近场聚焦流形向量；获取近场聚焦流形向量对应的一维向量，根据一维向量进行峰值搜索，获取一维向量的最大值，从而确定声源信号的相对距离。这样可以在确定声源信号的方位后，进一步根据空间离散化确定声源信号的距离，计算过程的复杂度小，准确度高。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例中一种基于声像仪的近场聚焦声源距离计算方法的流程图；
图2为本发明实施例中二维麦克风阵列几何结构示意图；
图3为本发明实施例中空间能量分布图；
图4为本发明实施例中得到的数据结果与声像仪真实采集数据对比示意图；
图5为本发明实施例中一种基于声像仪的近场聚焦声源距离计算***的结构图；
图6为本发明实施例中电子设备结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图1为本发明实施例提供的一种基于声像仪的近场聚焦声源距离计算方法的流程示意图，如图1所示，本发明实施例提供了一种基于声像仪的近场聚焦声源距离计算方法，包括：
步骤S101，设置二维麦克风阵列，并获取所述麦克风阵列中各个阵元相对于麦克风阵列的阵列中心的时间延迟，从而构造阵列流型矩阵。
具体地，设置二维麦克风阵列，麦克风阵列的麦克风阵元分布在x，y平面上，在远场平面波假设下，声源以一定的角度入射到麦克风阵列中，声波传播到每个麦克风阵元的时间各不相同，从而获取所述麦克风阵列中各个阵元相对于麦克风阵列的阵列中心的时间延迟，构造阵列流型矩阵。
另外，具体的阵列流型矩阵构造步骤可以包括：
以麦克风阵列的中心为参考中心，可以计算得到如图2第m号阵元接收声源信号的延迟为：
Figure 500439DEST_PATH_IMAGE001
其中，
Figure 166038DEST_PATH_IMAGE002
和
Figure 296805DEST_PATH_IMAGE003
为声源信号进入麦克风阵列时相对于
Figure 373345DEST_PATH_IMAGE004
平面、
Figure 409303DEST_PATH_IMAGE005
平面的入射角度，c为声速，
Figure 799964DEST_PATH_IMAGE006
和
Figure 270391DEST_PATH_IMAGE007
为第m号阵元的
Figure 721095DEST_PATH_IMAGE004
方向和
Figure 244349DEST_PATH_IMAGE005
方向的坐标，m表示第m阵元；
然后考虑窄带信号或宽带信号频域处理，声源信号的延迟即信号的相位移动，第m号阵元接收声源信号的相位移动为：
Figure 563335DEST_PATH_IMAGE008
其中，
Figure 340798DEST_PATH_IMAGE010
为信号频率，
Figure 509874DEST_PATH_IMAGE011
为虚数算子；
从而根据各阵元接收声源信号的相位移动，确定第m号阵元，在频率为
Figure 5577DEST_PATH_IMAGE010
的情况下的阵列流型为：
Figure 252888DEST_PATH_IMAGE012
步骤S102，接收到声源信号时，基于所述阵列流型矩阵，并通过波束形成空间扫描以获得空间能量分布，进而确定声源信号位置。
具体地，接收到声源信号时，基于阵列流型矩阵，通过波束形成空间扫描以获得空间能量分布，其中，波束形成是一种空域滤波方法，可以获得空间某方向的增强信号。已知阵列流型矩阵，通过波束形成的空间扫描，可以获得目标方位角度。假设信号记为
Figure 150437DEST_PATH_IMAGE027
，通过空间传播，各麦克风接收信号记为
Figure 67577DEST_PATH_IMAGE028
，各麦克风信号经过傅里叶变换的频域表示记为
Figure 43451DEST_PATH_IMAGE029
。
通过波束形成空间扫描可以获得空间能量分布：
Figure 579605DEST_PATH_IMAGE014
其中，
Figure 580928DEST_PATH_IMAGE015
为声源信号经过傅里叶变换后的频域，M为阵元数量，F1为处理频带下限，F2为处理频带上限。
并在得到空间能量分布后，对空间能量分布进行峰值搜索，获取空间能量分布最大的方位，即为声源信号的对应方位
Figure 606653DEST_PATH_IMAGE017
。
如图3所示，是使用真实环境中采集到的声像仪数据验证上述空间能量分布确定的方法，如图3所示，为空间能量分布图，最大声源位置，可以得到声源方位为(3°,3°)，声源处于图3中心位置。
步骤S103，将所述方位上的距离空间离散化为N维向量，获取所述N维向量相对于所述麦克风阵列的位置信息，根据所述位置信息与阵元坐标计算得到近场阵元延迟量，并结合所述阵列流型矩阵，构建近场聚焦流形向量。
具体地，将空间能量分布最大的阵元的对应方位上的距离空间离散化为N维向量，比如将距离空间0.1m至10m离散化为
Figure 139266DEST_PATH_IMAGE030
的100维向量，然后获取N维向量相对于麦克风阵列的位置信息，根据位置信息与阵元坐标计算得到近场阵元延迟量，即结合公式：
Figure 292161DEST_PATH_IMAGE018
其中，
Figure 836405DEST_PATH_IMAGE019
为第m号阵元的坐标，
Figure 547878DEST_PATH_IMAGE031
为离散化位置的空间坐标，
Figure 974312DEST_PATH_IMAGE021
、
Figure 665318DEST_PATH_IMAGE022
为声源信号的对应方位，
Figure 126387DEST_PATH_IMAGE032
表示计算两个坐标的距离；
及公式：
Figure 87389DEST_PATH_IMAGE024
得到近场阵元延迟量
Figure 453649DEST_PATH_IMAGE025
，然后结合阵列流型矩阵，构建近场聚焦流形向量，近场聚焦流形向量，包括：
Figure 932034DEST_PATH_IMAGE026
步骤S104，获取所述近场聚焦流形向量对应的一维向量，根据所述一维向量进行峰值搜索，获取所述一维向量的最大值，从而确定所述声源信号的相对距离。
具体地，获取近场聚焦流形向量对应的一维向量：
Figure DEST_PATH_IMAGE033
并对一维向量进行峰值搜索，获取一维向量的最大值，从而确定声源信号到声像仪的相对距离。
另外，如图4所示，是使用真实环境中采集到的声像仪数据验证本实施例中的基于声像仪的近场聚焦声源距离计算方法，图4左为真实环境中采集到的声像仪数据，图4右为本实施例中的基于声像仪的近场聚焦声源距离计算方法得到的数据，图4对应图3的结果，可以估计出声源距离为3.9km。
本发明实施例提供的一种基于声像仪的近场聚焦声源距离计算方法，设置二维麦克风阵列，并获取麦克风阵列中各个阵元相对于麦克风阵列的阵列中心的时间延迟，从而构造阵列流型矩阵；接收到声源信号时，基于所述阵列流型矩阵，并通过波束形成空间扫描以获得空间能量分布，进而确定声源信号位置；将方位上的距离空间离散化为N维向量，获取N维向量相对于麦克风阵列的位置信息，根据位置信息与阵元坐标计算得到近场阵元延迟量，并结合阵列流型矩阵，构建近场聚焦流形向量；获取近场聚焦流形向量对应的一维向量，根据一维向量进行峰值搜索，获取一维向量的最大值，从而确定声源信号的相对距离。这样可以在确定声源信号的方位后，进一步根据空间离散化确定声源信号的距离，计算过程的复杂度小，准确度高。
图5为本发明实施例提供的一种基于声像仪的近场聚焦声源距离计算***，包括：设置模块S201、接收模块S202、离散模块S203、获取模块S204，其中：
设置模块S201，用于设置二维麦克风阵列，并获取所述麦克风阵列中各个阵元相对于麦克风阵列的阵列中心的时间延迟，从而构造阵列流型矩阵。
接收模块S202，用于接收到声源信号时，基于所述阵列流型矩阵，并通过波束形成空间扫描以获得空间能量分布，进而确定声源信号位置。
离散模块S203，用于将所述方位上的距离空间离散化为N维向量，获取所述N维向量相对于所述麦克风阵列的位置信息，根据所述位置信息与阵元坐标计算得到近场阵元延迟量，并结合所述阵列流型矩阵，构建近场聚焦流形向量。
获取模块S204，用于获取所述近场聚焦流形向量对应的一维向量，根据所述一维向量进行峰值搜索，获取所述一维向量的最大值，从而确定所述声源信号的相对距离。
关于基于声像仪的近场聚焦声源距离计算***的具体限定可以参见上文中对于基于声像仪的近场聚焦声源距离计算方法的限定，在此不再赘述。上述基于声像仪的近场聚焦声源距离计算***中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
图6示例了一种电子设备的实体结构示意图，如图6所示，该电子设备可以包括：处理器(processor)301、存储器(memory)302、通信接口(Communications Interface)303和通信总线304，其中，处理器301，存储器302，通信接口303通过通信总线304完成相互间的通信。处理器301可以调用存储器302中的逻辑指令，以执行如下方法：设置二维麦克风阵列，并获取麦克风阵列中各个阵元相对于麦克风阵列的阵列中心的时间延迟，从而构造阵列流型矩阵；接收到声源信号时，基于所述阵列流型矩阵，并通过波束形成空间扫描以获得空间能量分布，进而确定声源信号位置；将方位上的距离空间离散化为N维向量，获取N维向量相对于麦克风阵列的位置信息，根据位置信息与阵元坐标计算得到近场阵元延迟量，并结合阵列流型矩阵，构建近场聚焦流形向量；获取近场聚焦流形向量对应的一维向量，根据一维向量进行峰值搜索，获取一维向量的最大值，从而确定声源信号的相对距离。
此外，上述的存储器302中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器（ROM，Read-Only Memory）、随机存取存储器（RAM，Random Access Memory）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
另一方面，本发明实施例还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以执行上述各实施例提供的传输方法，例如包括：设置二维麦克风阵列，并获取麦克风阵列中各个阵元相对于麦克风阵列的阵列中心的时间延迟，从而构造阵列流型矩阵；接收到声源信号时，基于所述阵列流型矩阵，并通过波束形成空间扫描以获得空间能量分布，进而确定声源信号位置；将方位上的距离空间离散化为N维向量，获取N维向量相对于麦克风阵列的位置信息，根据位置信息与阵元坐标计算得到近场阵元延迟量，并结合阵列流型矩阵，构建近场聚焦流形向量；获取近场聚焦流形向量对应的一维向量，根据一维向量进行峰值搜索，获取一维向量的最大值，从而确定声源信号的相对距离。
以上所描述的***实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种基于声像仪的近场聚焦声源距离计算方法，其特征在于，包括：
设置二维麦克风阵列，并获取所述麦克风阵列中各个阵元相对于麦克风阵列的阵列中心的时间延迟，从而构造阵列流型矩阵；
接收到声源信号时，基于所述阵列流型矩阵，并通过波束形成空间扫描以获得空间能量分布，进而确定声源信号位置；
将所述空间能量分布中最大的阵元对应的方位上的距离空间离散化为N维向量，获取所述N维向量相对于所述麦克风阵列的位置信息，根据所述位置信息与阵元坐标计算得到近场阵元延迟量，并结合所述阵列流型矩阵，构建近场聚焦流形向量；
获取所述近场聚焦流形向量对应的一维向量，根据所述一维向量进行峰值搜索，获取所述一维向量的最大值，从而确定所述声源信号的相对距离；
其中，所述根据所述位置信息与阵元坐标计算得到近场阵元延迟量，并结合所述阵列流型矩阵，构建近场聚焦流形向量，包括：
结合公式：
Figure 740967DEST_PATH_IMAGE001
其中，
Figure 613108DEST_PATH_IMAGE002
为第m号阵元的坐标，
Figure 340893DEST_PATH_IMAGE003
为离散化位置的空间坐标，di为离散化位置，
Figure 829643DEST_PATH_IMAGE004
、
Figure 769917DEST_PATH_IMAGE005
为声源信号的对应方位，
Figure 762144DEST_PATH_IMAGE006
表示计算两个坐标的距离；
及公式：
Figure 926409DEST_PATH_IMAGE007
得到近场阵元延迟量
Figure 371297DEST_PATH_IMAGE008
，并结合所述阵列流型矩阵，构建近场聚焦流形向量，所述近场聚焦流形向量，包括：
Figure 380841DEST_PATH_IMAGE009
其中，
Figure 513662DEST_PATH_IMAGE010
为信号频率，
Figure 317670DEST_PATH_IMAGE011
为虚数算子。
2.根据权利要求1所述的基于声像仪的近场聚焦声源距离计算方法，其特征在于，所述获取所述麦克风阵列中每个阵元相对于麦克风阵列的阵列中心的时间延迟，从而构造阵列流型矩阵，包括：
以麦克风阵列的阵列中心为参考中心，计算得到各阵元接收声源信号的时间延迟；
根据各阵元接收声源信号的时间延迟，得到各阵元接收声源信号的相位移动；
根据各阵元接收声源信号的相位移动，得到各阵元的阵列流型矩阵。
3.根据权利要求2所述的基于声像仪的近场聚焦声源距离计算方法，其特征在于，所述以麦克风阵列的阵列中心为参考中心，计算得到各阵元接收声源信号的时间延迟，计算公式包括：
Figure 515433DEST_PATH_IMAGE012
其中，
Figure 328668DEST_PATH_IMAGE013
和
Figure 295487DEST_PATH_IMAGE014
为声源信号进入麦克风阵列时相对于
Figure 270396DEST_PATH_IMAGE015
平面、
Figure 221035DEST_PATH_IMAGE016
平面的入射角度，c为声速，
Figure 306802DEST_PATH_IMAGE017
和
Figure 128128DEST_PATH_IMAGE018
为第m号阵元的
Figure 539518DEST_PATH_IMAGE015
方向和
Figure 711873DEST_PATH_IMAGE016
方向的坐标，m表示第m阵元。
4.根据权利要求3所述的基于声像仪的近场聚焦声源距离计算方法，其特征在于，所述得到各阵元接收声源信号的相位移动，计算公式包括：
Figure 335752DEST_PATH_IMAGE019
。
5.根据权利要求4所述的基于声像仪的近场聚焦声源距离计算方法，其特征在于，所述各阵元的阵列流型矩阵，包括：
Figure 542743DEST_PATH_IMAGE020
。
6.根据权利要求5所述的基于声像仪的近场聚焦声源距离计算方法，其特征在于，所述基于所述阵列流型矩阵，并通过波束形成空间扫描以获得空间能量分布，进而确定声源信号位置，包括：
基于阵列流型矩阵，并通过波束形成空间扫描以获得空间能量分布：
Figure 859455DEST_PATH_IMAGE021
其中，
Figure 253527DEST_PATH_IMAGE022
为声源信号经过傅里叶变换后的频域，M为阵元数量，F1为处理频带下限，F2为处理频带上限；
基于空间能量分布，并通过峰值搜索以确定声源信号的对应方位
Figure 212255DEST_PATH_IMAGE023
。
7.一种基于声像仪的近场聚焦声源距离计算***，其特征在于，所述***包括：
设置模块，用于设置二维麦克风阵列，并获取所述麦克风阵列中各个阵元相对于麦克风阵列的阵列中心的时间延迟，从而构造阵列流型矩阵；
接收模块，用于接收到声源信号时，基于所述阵列流型矩阵，并通过波束形成空间扫描以获得空间能量分布，进而确定声源信号位置；
离散模块，用于将所述空间能量分布中最大的阵元对应的方位上的距离空间离散化为N维向量，获取所述N维向量相对于所述麦克风阵列的位置信息，根据所述位置信息与阵元坐标计算得到近场阵元延迟量，并结合所述阵列流型矩阵，构建近场聚焦流形向量；
获取模块，用于获取所述近场聚焦流形向量对应的一维向量，根据所述一维向量进行峰值搜索，获取所述一维向量的最大值，从而确定所述声源信号的相对距离；
所述根据所述位置信息与阵元坐标计算得到近场阵元延迟量，并结合所述阵列流型矩阵，构建近场聚焦流形向量，包括：
结合公式：
Figure 742594DEST_PATH_IMAGE001
其中，
Figure 492857DEST_PATH_IMAGE002
为第m号阵元的坐标，
Figure 108646DEST_PATH_IMAGE024
为离散化位置的空间坐标，di为离散化位置，
Figure 74328DEST_PATH_IMAGE004
、
Figure 990331DEST_PATH_IMAGE005
为声源信号的对应方位，
Figure 914425DEST_PATH_IMAGE006
表示计算两个坐标的距离；
及公式：
Figure 283089DEST_PATH_IMAGE007
得到近场阵元延迟量
Figure 583621DEST_PATH_IMAGE008
，并结合所述阵列流型矩阵，构建近场聚焦流形向量，所述近场聚焦流形向量，包括：
Figure 88551DEST_PATH_IMAGE009
其中，
Figure 183546DEST_PATH_IMAGE010
为信号频率，
Figure 773928DEST_PATH_IMAGE011
为虚数算子。
8.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至6任一项所述基于声像仪的近场聚焦声源距离计算方法的步骤。
9.一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至6任一项所述基于声像仪的近场聚焦声源距离计算方法的步骤。
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