本发明涉及音频和图像信号处理，特别涉及一种声相仪及其实现方法、电子设备。
背景技术：
1、通过声源到达麦克风阵列的时间差信息可计算出声源所在方位，因此当麦克风数量足够多时，则能比较精确的定位出声源的位置，且能生成空间的声场分布。声场分布叠加实物的光学图像信息，可直观的显示镜头范围内的声源分布，就像是专门拍摄声音的相机，即声学相机，声学相机也叫声相仪，目前已在车辆鸣笛违规抓拍等领域大展手脚，也可应用在高压电漏电检测和高压气体泄漏检测等领域。
2、声学相机的实施方法通常是求麦克风阵列频域信号的加权互功率谱，将互功率谱通过逆傅里叶变换得到广义互相关信号，根据互相关的最大值得出麦克风信号的延迟，从而求出信号方位。这里必须先将每个麦克风的每帧信号从时频变换到频域，两两求互功率谱并加权后，再逆时频变换到时域，求出延迟和声源位置信息。其中包括大概个时频变换操作，m表示麦克风数量，当麦克风数量m较大时，仅仅考虑时频变换所带来的计算量也是很大的，因此这一方法相对适用于麦克风数量较少的情况。
3、另一种则是声源成像反卷积法damas(deconvolution approach for themapping ofacoustic sources)，用beamforming(波束成形)算法求出空间大概的声场信息，设为b1，然后将空间各个点声源和麦克风阵列之间的先验波束成形信息与点声源能量进行乘加，得到b2。利用梯度下降或者其余算法迭代并更新空间各个点的声场能量，直到更新后的b2与原本b1差值小于一定阈值。damas反卷积法可更精确定位出声源位置，但是该方法的计算量更是巨大，较难在一般cpu上运行。
4、需要说明的是，公开于该发明背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种声相仪及其实现方法、电子设备，以解决使用damas算法带来较大计算量的问题。
2、为解决上述技术问题，本发明提供一种声相仪的实现方法，包括以下步骤：
3、s1，对每个麦克风的时域信号进行分帧后各自求和，根据所需的采样率对求和结果进行升采样，得到每个麦克风的升采样时域信号；
4、s2，选取若干个麦克风对的升采样时域信号并求互相关，在进行归一化处理后，根据所述麦克风对的间距对得到的互相关值求次方；
5、s3，将每个麦克风的采样点补偿张量的延迟补偿给所述互相关值，以获得显示矩阵定位发声物体。
6、优选地，选取的若干个麦克风对具有至少两种不同的间距。
7、优选地，采用如下公式对所述互相关值求次方：
8、normcorrk(a)＝normcorrk(a)n(k)
9、其中，normcorrk(a)表示互相关值，每个所述麦克风对具有预设的指数n，且指数n自由度为所述麦克风对的对数n。
10、优选地，所述指数n与对应的所述麦克风对的间距呈负相关。
11、优选地，根据所述声相仪的麦克风位置、拾取空间范围、像素点位置和所述麦克风对的划分获得所述采样点补偿张量：
12、计算每个像素点到每个麦克风的位置的欧氏距离，选取若干个所述麦克风对并计算距离差值：
13、dmatrix(i，j，k)＝distmatrix(i，j，k1)-distmatrix(i，j，k2)
14、i，j∈[1，2*dpi+1]，k∈[1，n]，k1，k2∈[1，m])
15、其中，dmatrix(i，j，k)表示第i行，j列的像素点到第k1个麦克风的距离与第k2个麦克风的距离差值，像素点的维度是(2*dpi+1)*(2*dpi+1)*n，m表示麦克风数量，n(n＞＝m)表示选取的麦克风对个数，计算对应的采样点补偿张量：
16、
17、dotmatrix(i，j，k)为所述采样点补偿张量，表示位置第i行，j列的像素点处的声源到达第k1个麦克风与到达第k2个麦克风补齐所需要的采样点数，其中，fs是信号采样率，c是声速，round表示四舍五入取整。
18、优选地，进行升采样操作的步骤包括：
19、对所述求和结果进行高通滤波；
20、根据当前采样率和所需的采样率倍数关系对所述求和结果进行插值；
21、对所述求和结果进行低通滤波。
22、优选地，在s2中，先将得到的每个麦克风的升采样时域信号进行分帧得到分帧信号dum(n，l)，后将选取的麦克风对的分帧信号dum(n，l)进行两两结合求互相关：
23、
24、其中，corrk(a，l)表示对麦克风k1和k2的升采样时域信号求互相关，a∈[-a，a]，a表示在当前采样率及当前麦克风对的间距下最大采样点延迟，s表示一帧信号经过升采样后的采样点数，m表示麦克风索引，k表示麦克风对索引，n是采样点索引，1表示帧索引；后对corrk(a，l)进行归一化处理：
25、normcorrk(a)＝corrk(a)/max(corrk)
26、normcorrk(a)表示第k1个和第k2个麦克风的互相关值。
27、优选地，在s3中，扫描所述采样点补偿张量，并将对应延迟给所述互相关值，对所述麦克风信号求和：
28、
29、其中，dispmatrix即为显示矩阵，n是所选择的麦克风对数目，normcorrk(a)是第k个麦克风对的互相关值。
30、一种声相仪，包括：
31、采样点补偿张量计算单元，用于根据麦克风位置、拾取空间范围及拾取空间范围上的像素点划分，获得每个麦克风的采样点补偿张量；
32、升采样单元，用于对每个麦克风的时域信号进行分帧后各自求和，根据所需的采样率对求和结果进行升采样，得到每个麦克风的升采样时域信号；
33、互相关计算单元，用于选取若干个麦克风对的升采样时域信号并求互相关，选取的若干个麦克风对具有至少两种不同的间距，在进行归一化处理后，根据所述麦克风对的间距对得到的互相关值求次方；
34、像素计算单元，用于将每个麦克风的采样点补偿张量的延迟补偿给所述互相关值，以获得显示矩阵定位发声物体。
35、一种电子设备，包括处理器、存储器和存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，当所述计算机程序被所述处理器执行时用于实现如上述的声相仪的实现方法的步骤。
36、在本发明提供的声相仪的实现方法，将麦克风时域信号分帧后各自求和，后对求和结果进行升采样；接着对麦克风对的升采样时域信号求互相关值，并根据麦克风对间距求次方；最后根据每个像素点的采样点补偿张量对互相关值进行补偿求和，得到用于显示每个像素点的值的显示阵列。该方法选择麦克风对，同时根据麦克风对的间距对互相关值求次方，兼顾了定位精度和无虚像的效果，以几乎0代价替换了damas算法，并且本方法可直接在时域进行处理，省去频繁的时频变换操作，降低了计算量，可部署于普通cpu。
37、本发明提供的声相仪及电子设备与本发明提供的声相仪的实现方法属于同一发明构思，因此，本发明提供的声相仪、电子设备至少具有本发明提供的声相仪的实现方法的所有优点，在此不再赘述。进一步的，考虑到波束成形算法定位精度不够和产生虚像的本质原因是声波波长与麦克风间距不匹配，故当波长确定后，选取若干个麦克风对的升采样时域信号求互相关，也可选择合适距离的麦克风对求互相关，保证无虚像的产生，并通过对互相关值求次方的方式，提高分辨率，并且本方法可直接在时域进行处理，省去频繁的时频变换操作。
1.一种声相仪的实现方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的声相仪的实现方法，其特征在于，选取的若干个麦克风对具有至少两种不同的间距。
3.如权利要求1所述的声相仪的实现方法，其特征在于，采用如下公式对所述互相关值求次方：
4.如权利要求3所述的声相仪的实现方法，其特征在于，所述指数n与对应的所述麦克风对的间距呈负相关。
5.如权利要求1所述的声相仪的实现方法，其特征在于，根据所述声相仪的麦克风位置、拾取空间范围、像素点位置和所述麦克风对的划分获得所述采样点补偿张量：
6.如权利要求1所述的声相仪的实现方法，其特征在于，进行升采样操作的步骤包括：
7.如权利要求1所述的声相仪的实现方法，其特征在于，在s2中，先将得到的每个麦克风的升采样时域信号进行分帧得到分帧信号dum(n,l)，后将选取的麦克风对的分帧信号dum(n,l)进行两两结合求互相关：
8.如权利要求1所述的声相仪的实现方法，其特征在于，在s3中，扫描所述采样点补偿张量，并将对应延迟给所述互相关值，对所述麦克风信号求和：
9.一种声相仪，其特征在于，包括：
10.一种电子设备，其特征在于，包括处理器、存储器和存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，当所述计算机程序被所述处理器执行时用于实现如权利要求1-8任一项所述的声相仪的实现方法的步骤。
