什么是声源定位

声源定位是听觉系统对发声物体位置的判断过程，它包括水平声源定位和垂直声源定位以及与听者距离的识别。
人类拥有声源定位能力的机制是声源传到双耳的时间、相位和强度的差异。每个人的声源定位能力是不一样的，双耳听觉平衡的好坏是这一能力的决定性因素之一。
对于双耳听觉障碍患者而言，如果只对一侧耳朵进行助听，无论来自什么方向的声音大多数会被听力阈值较好的一侧听到，这样就无法判定声源的方向。

声源定位技术的三大定位原理

根据不同应用要求，有以下三种定位原理。

仿人双耳声源定位

人耳听觉系统能够同时定位和分离多个声源，这种特性经常被称作“鸡尾酒会效应”。用计算机模仿人类听觉生理和心理机制建立听觉模型，其研究范畴称为计算听觉场景分析。

双耳听觉定位跟踪多运动声源系统采用了一种新的跟踪算法。算法联合所有可靠频道间的概率，以便在目标空间中产生似然函数。似然函数描述了在一个特定的时间序列内的机动声源的方位角。最后利用隐马尔可夫模型来形成连续跟踪和自动地探测机动声源的数量。

基于时间差（TDOA）的声源定位

大多数声源定位都是基于到达时间差的方法。声波以一定速度在空气中传播，到达设置的不同位置，传声器的相位不同，根据这些传声器对同一声音录制的相位差别，可以求得同一声音到每对传声器的时间差值。

得到该时间差后，可以确定这个声源处于以这对传声器所处位置为焦点，到达时间差所对应的声音传输距离在参数的双曲面上。使用多对传声器得到多个双曲面，声源位置就处于这些双曲面的相交点。

基于声压幅度比的定位方法

这种方法利用不同传声器接收到的，来自同一声源的声音信号的声压幅度差异，实现声源定位。

利用盲信号分离算法实现混合声源信号的分离，根据谱估计的相似度确定接收信号中各声源的分配情况，结合幅度差异因子获得传感器的声源信号分布，再通过单声源的声压幅度比模型确定声源位置，实现多声源定位。

声源定位技术的应用

通过声源定位技术，可以确定产生问题的位置方位，在军事、工业、航空航天、智能制造等行业都有应用需求。

军事

声源定位技术可以用来测量在地面作战的炮兵阵地，找到隐藏在某地的狙击手位置，还可用于测量弹药试验火炮的着落点和空中炸点。

工业制造

当设备老化或发生其他故障时，会产生异于平常的工作噪声，通过定位噪音来源，从而对设备进行检修。同时声音信号的非接触性，可以有效避免振动信号数据采集困难。

智能机器人

在光线不足的情况下，或是在机器人“视野”无法到达的地方，机器人找不到目标在空间中的位置。当给智能机器人安装声源采集装置，在进行人机交互时，通过语音告诉机器人所在位置，机器人根据声源信号进行处理，得出声源具体位置后进行决策，使交互对象进入其“视野”之内。

为了提高声源定位分辨力，还需借助技术手段。计算机、人工神经网络等信号处理技术，与声源定位技术的相互融合，使被动声定位技术的功能更强大，为生活、生产满足更多精准定位的需求。

声源定位能力有什么作用？

声源定位能力：指判断声源位置的能力，包括对声源水平方位、垂直方位及声源与听者距离的识别。良好的声源定位能力能帮助人们判定声音位置，与人交流，逃离危险，这是人与动物的一项基本生理功能。声源定位能力与听力（听敏度）共同构成了完整的听觉功能，两者缺一不可。

研究表明，无论是语后聋成人还是语前聋儿童，声源定位能力均有所下降。所以无论是人工耳蜗植入患者，还是中重度听力损失的双侧助听器佩戴患者，声源定位能力较正常听力者均有所下降。