CN110047503B - 一种声波的多径效应抑制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种声波的多径效应抑制方法及装置。该多径效应抑制方法包括如下步骤:每个帧的时间内,接收声源发送的多个单一频率的声波信号,分别得到对应频率的声波信号的正交信号;计算每个帧的时间内接收的每个声波信号的多径效应比率,选取多径效应比率最大的声波信号进行特征提取和分析。本多径效应抑制方法不仅实现了评估帧内每个对应频率的声波信号的受影响程度,找到受影响最小的对应频率的声波信号进行特征提取和分析,从而抑制多径效应对测量带来的影响。而且,与现有多径效应抑制方法对比,本多径效应抑制方法具有计算量低,延时小,需求带宽低及更广的适用性等优点。

Description

一种声波的多径效应抑制方法
技术领域
本发明涉及一种声波的多径效应抑制方法(以下简称多径效应抑制方法),属于无线通信技术领域。
背景技术
在现实的室内环境中,由于墙壁,地板,家具等物体的反射,使得移动设备在移动过程中所接收到的声波信号,有时候是不规则的多个反射信号和待测信号的叠加,这导致待测信号的特征受到不规则反射信号的干扰,从而使得导致测量的结果会受到多径效应的影响,并且移动设备也无法区分声波特征的变化是由于移动引起的,还是多径效应引起的。因此,在采用声波进行测量的过程中,需要避免不规则的多径信号带来的影响。
现有多径效应抑制方法包括如下步骤:首先计算每个频率的信号在帧内的传输距离的变化量;在一个帧的时间内,对每个频率信号的传输距离变化量进行线性回归拟合,并计算每个频率所测得的距离与拟合结果之间的误差。该方法通过比较拟合的误差,可以得到拟合误差较大的传输距离对应的信号受到多径影响较严重,从而移除这些频率的信号,用剩下的信号进行特征的分析和提取。
但是,上述方法主要应用于大部分频率的信号不受多径信号干扰的影响或者受多径影响较小的场景中,使得适用场景有限。并且,该方法需要很大的带宽去实现较好的拟合结果,而一般移动设备的采样频率有限,例如大部分手机只支持最高48KHz的采样频率,在某些场景下并不能够提供足够的带宽去支持线性回归的拟合。再如,如果同时有若干个声源发声,为了避免相互之间的干扰,每个声源只能分配更小的带宽,就更不适用该方法了。
发明内容
本发明所要解决的首要技术问题在于提供一种声波的多径效应抑制方法。
为了实现上述目的,本发明采用下述技术方案:
根据本发明实施例的第一方面,提供一种声波的多径效应抑制方法,包括如下步骤:
步骤S1:每个帧的时间内,接收声源发送的多个单一频率的声波信号,分别得到对应频率的声波信号的正交信号;
步骤S2:计算所述每个帧的时间内接收的每个所述声波信号的多径效应比率,选取多径效应比率最大的声波信号进行特征提取和分析;所述多径效应比率为对应频率的声波信号的归一化轨迹图的圆环内径与对应频率的声波信号的归一化轨迹图的内圆环的平均半径的比值;所述归一化轨迹图由对应频率的声波信号Rα为横坐标,每个对应频率的声波信号Rα的正交信号Rβ为纵坐标,并根据如下公式得到;
Rα 2+Rβ 2=A2
其中,A表示频率为fc的声波信号的幅度。
其中较优地,每个帧的时间内,接收声源发送的多个单一频率的声波信号的过程中,采用移动的接收端接收声源发送的多个单一频率的声波信号。
其中较优地,所述接收端内部设置有至少一个用于接收对应频率的声波信号的带通滤波器。
其中较优地,将所述带通滤波器分离出的对应频率的所述声波信号延时四分之一个周期,得到对应频率的所述声波信号的正交信号,其中,对应频率的所述声波信号及对应频率的所述声波信号的正交信号分别表示为,
Rα=A cos(2πfct-τ)
Rβ=A sin(2πfct-τ)
其中,A表示频率为fc的声波信号的幅度,t表示一个帧的时间,τ表示频率为fc的声波信号的相位。
其中较优地,选取多径效应比率最大的声波信号进行特征提取和分析的方法包括如下子步骤:
在所述每个帧的时间内,根据对应频率的所述声波信号及其正交信号,得到对应频率的所述声波信号的归一化轨迹图;
根据对应的所述归一化轨迹图,计算所述每个帧的时间内接收的每个声波信号的多径效应比率,并选取多径效应比率最大的所述声波信号进行特征提取和分析。
其中较优地,每个所述声波信号的多径效应比率根据如下公式得到,
Figure GDA0002907758650000031
D={d1,d2,...,dN}
Figure GDA0002907758650000032
γinter=min(D)
Figure GDA0002907758650000033
其中,di表示帧内第i个对应频率的声波信号到圆心的距离,i=1,2,3,...,N,N为正整数;D表示对应频率的声波信号的归一化轨迹图内每个对应频率的声波信号离圆心距离的集合,γmean表示对应频率的声波信号的归一化轨迹图的圆环的平均半径,γinter表示对应频率的声波信号的归一化轨迹图的圆环内径,σ表示对应频率的声波信号在该帧内的多径效应比率。
其中较优地,所述步骤S2还可以采用如下步骤实现:
计算所述每个帧的时间内对应频率的声波信号的归一化轨迹图的圆环内径和外径的比值,选取所述归一化轨迹图的所述圆环内径和所述外径的比值最大的所述声波信号进行特征提取和分析。
其中较优地,所述步骤S2还可以采用如下步骤实现:
计算所述每个帧的时间内对应频率的声波信号的归一化轨迹图的圆环内径和环宽的比值,选取所述归一化轨迹图的所述圆环内径和所述环宽的比值最大的所述声波信号进行特征提取和分析,归一化轨迹图的环宽为归一化轨迹的外径与内径之差。
其中较优地,所述步骤S2还可以采用如下步骤实现:
计算所述每个帧的时间内对应频率的声波信号的归一化轨迹图的圆环的平均半径和外径的比值,选取所述归一化轨迹图的所述圆环的平均半径和所述外径的比值最大的所述声波信号进行特征提取和分析。
根据本发明实施例的第二方面,提供一种用于声波的多径效应抑制装置,其特征在于包括声波输入组件、带通滤波器和处理组件;
所述声波输入组件在每个帧的时间内,接收声源发送的多个单一频率的声波信号,通过所述带通滤波器分别得到对应频率的声波信号的正交信号;
所述处理组件计算所述每个帧的时间内接收的每个所述声波信号的多径效应比率,选取多径效应比率最大的声波信号进行特征提取和分析;所述多径效应比率为对应频率的声波信号的归一化轨迹图的圆环内径与对应频率的声波信号的归一化轨迹图的内圆环的平均半径的比值;所述归一化轨迹图由对应频率的声波信号Rα为横坐标,每个对应频率的声波信号Rα的正交信号Rβ为纵坐标,并根据如下公式得到;
Rα 2+Rβ 2=A2
其中,A表示频率为fc的声波信号的幅度。
根据本发明实施例的第三方面,提供一种移动终端,包括上述的多径效应抑制装置。
本多径效应抑制方法及装置通过接收端在每个帧的时间内分别接收声源发送的多个单一频率的声波信号,并计算帧内每个对应频率的声波信号的多径效应比率,实现评估帧内每个对应频率的声波信号的受影响程度,并找到受影响最小的对应频率的声波信号进行特征提取和分析,从而抑制多径效应对测量带来的影响。与现有多径效应抑制方法对比,本多径效应抑制方法具有计算量低,延时小,需求带宽低及更广的适用性等优点。
附图说明
图1为本发明所提供的多径效应抑制方法的流程图;
图2为本发明所提供的多径效应抑制方法的原理图;
图3为本发明所提供的多径效应抑制方法中,采用步骤S21的方法,得到帧A的对应频率的声波信号的归一化轨迹图;
图4为本发明所提供的多径效应抑制方法中,采用步骤S21的方法,得到帧B的对应频率的声波信号的归一化轨迹图;
图5为本发明所提供的多径效应抑制方法中,一个帧的时间内,每个频率为17.2KHz和18.8KHz的声波信号对应的移动距离变化的曲线图;
图6为本发明所提供的多径效应抑制方法中,一个帧的时间内,每个频率为17.2KHz和18.8KHz的声波信号对应的多径效应比率的曲线图;
图7为本发明所提供的多径效应抑制装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明的技术内容做进一步的详细说明。
为了实现移动设备与声源之间高精度的测量,解决当前基于声波的测量过程中,对可能面临的多径信号干扰进行抑制的技术问题。并且,由于同一个声源到同一个接收端的路径相同,因此不同频率的声波信号经历的多径长度相同。而不同频率的声波有不同波长,从而导致相同长度的路径给不同频率声波信号带来的相位变化不同,使得在一次测量过程中,不是所有的声波信号都受到多径信号干扰的影响。因此,需要对声波信号受多径效应影响的程度进行评估,从而避免其影响。
为此,本发明提供了一种声波的多径效应抑制方法(对于声波测量中的多径效应抑制方法)。该多径效应抑制方法可以应用于接收端(如智能手机)在多径信号干扰较为严重的场景中移动时,避免不规则的多径信号带来的影响。例如室内,并需要对声波信号的特征进行测量,即可以应用于基于声波相位、频率、到达时间的测距,定位等。
如图1所示,该多径效应抑制方法包括如下步骤:
步骤S1:每个帧的时间内,接收声源发送的多个单一频率的声波信号,分别得到对应频率的声波信号的正交信号;
将一个声源持续发送若干个单一频率的正弦波声波信号(以下简称声波信号),并且这些声波信号的幅度相同。此时,在一个帧的时间内,采用一个移动的接收端以并行的方式接收声源发送的多个单一频率的声波信号。其中,如图2所示,接收端内部设置有至少一个用于接收对应频率的声波信号的带通滤波器。通过接收端内部对应的带通滤波器分离出每个频率的声波信号,使它们能够独立地被测量。
具体的说,所有带通滤波器分离出的对应频率的声波信号组成一个帧。其中较佳的,优选所有带通滤波器分离出512个对应频率的声波信号组成一个帧。如图2所示,将带通滤波器分离出的对应频率的声波信号Rα延时四分之一个周期,即可得到对应频率的声波信号Rα的正交信号Rβ。其中,带通滤波器分离出的对应频率的声波信号Rα及该声波信号Rα的正交信号Rβ可以表示为:
Rα=A cos(2πfct-τ
Rβ=A sin(2πfct-τ) (1)
其中,A表示频率为fc的声波信号的幅度,t表示一个帧的时间,τ表示频率为fc的声波信号的相位。
下面以接收端采用智能手机的麦克风,声源采用扬声器为例,对本步骤进行详细说明。
通过扬声器持续发送若干个频率为17.2KHz和18.8KHz且幅度相同的声波信号,然后,采用一个采样频率是48KHz的智能手机在1米处匀速移动,并在一个帧的时间内,通过该智能手机的麦克风接收扬声器所发送的频率为频率17.2KHz和18.8KHz的声波信号。由于在麦克风内部设置有两个用于对应接收频率为17.2KHz和18.8KHz的声波信号的带通滤波器。即其中一个带通滤波器用于接收频率为17.2KHz的声波信号,另一个带通滤波器用于接收频率为18.8KHz的声波信号。两个带通滤波器在一个帧的时间内共接收512个声波信号,该512个声波信号组成一个帧。
具体的说,在一个帧的时间内,每个带通滤波器对应接收的频率为17.2KHz和18.8KHz的声波信号,并根据公式(1)分离出(分别输出)频率为17.2KHz和18.8KHz的声波信号及其对应的正交信号。
步骤S2:计算每个帧的时间内接收的每个声波信号的多径效应比率,选取多径效应比率最大的声波信号进行特征提取和分析。
该步骤包括如下子步骤:
步骤S21:在每个帧的时间内,根据对应频率的声波信号及其正交信号,得到对应频率的声波信号的归一化轨迹图;
在每个帧的时间,以步骤S1中的带通滤波器分离出的对应频率的声波信号Rα为横坐标,以每个对应频率的声波信号Rα的正交信号Rβ为纵坐标,并根据如下公式(2)得到对应频率的声波信号的归一化轨迹图;
Rα 2+Rβ 2=A2 (2)
其中,A表示频率为fc的声波信号的幅度。
由于在物体静止时候,频率为fc的声波信号的幅度A保持不变,因此每个对应频率的声波信号的归一化轨迹图的轨迹上的点(每个对应频率的声波信号Rα的位置)位于一个圆上。在智能手机移动过程中,频率为fc的声波信号的幅度A受到多径效应、传输损耗等的影响,使得频率为fc的声波信号的幅度A随着智能手机移动而改变,因此对应频率的声波信号的归一化轨迹图是一个圆环(如图3和图4所示)。
在本发明的一个实施例中,以帧A和帧B为例对本步骤进行详细说明。其中,帧A和帧B分别由对应的两个带通滤波器在一个帧的时间内所接收的512个对应频率的声波信号组成,帧A的512个声波信号包括有频率为17.2KHz和18.8KHz的声波信号;帧B的512个声波信号包括有频率为17.2KHz和18.8KHz的声波信号。如图3所示,在帧A对应的帧时间内,以每个频率为17.2KHz和18.8KHz的声波信号Rα分别作为横坐标,并以每个频率为17.2KHz和18.8KHz的声波信号的正交信号Rβ分别作为纵坐标,根据公式(2)得到频率为17.2KHz和18.8KHz的声波信号的归一化轨迹图;不难看出,频率为17.2KHz和18.8KHz的声波信号的归一化轨迹图为圆环形。
同样,如图4所示,在帧B对应的帧时间内,以每个频率为17.2KHz和18.8KHz的声波信号Rα分别作为横坐标,并以每个频率为17.2KHz和18.8KHz的声波信号的正交信号Rβ分别作为纵坐标,根据公式(2)得到频率为17.2KHz和18.8KHz的声波信号的归一化轨迹图;不难看出,频率为17.2KHz和18.8KHz的声波信号的归一化轨迹图为圆环形。
步骤S22:根据对应的归一化轨迹图,计算每个帧时间内接收的每个声波信号的多径效应比率,并选取多径效应比率最大的声波信号进行特征提取和分析。
在本发明的一个实施例中,如图5所示,在不受多径信号干扰的情况下,频率为17.2KHz和18.8KHz的声波信号的传输距离的变化应该一致;而由于多径效应的影响,两者测得的传输距离的变化并不一致。例如,图5中,帧A和帧B的位置,由于多径效应的影响,测量结果(如利用声波相位、频率、到达时间等特征进行测距)产生了明显的误差。
并且,多径效应会带来声波信号幅度快速的变化,为此,本发明提出多径效应比率(MultipathEffectRadio,MER),用参数σ表示。通过计算每个帧时间内接收的每个声波信号的多径效应比率,并选取多径效应比率最大的声波信号进行特征提取和分析。即在一个帧的时间内,根据计算的帧内的每个对应频率的声波信号的多径效应比率,评估每个对应频率的声波信号的受影响程度,从而找到受影响最小的对应频率的声波信号。并且,该过程只需要很小的带宽就能够实现。其中,参数σ的计算方法如下,
假设每一帧内包含N个采样点(对应频率的声波信号),也就是步骤S21得到的对应频率的声波信号的归一化轨迹图上共包含N个点。其中,第i个采样点的Rα(对应频率的声波信号Rα)和Rβ(对应频率的声波信号的正交信号)分别利用Rα(i)和Rβ(i)表示,然后计算该采样点到圆心(0,0)的距离,用di表示,并根据如下公式计算:
Figure GDA0002907758650000091
其中,i=1,2,3,...,N,N为正整数。
根据所计算的每一帧内N个采样点分别到圆心(0,0)的距离di,及如下公式(4),分别计算每一帧内N个采样点的多径效应比率。
D={d1,d2,...,dN}
Figure GDA0002907758650000092
γinter=min(D)
Figure GDA0002907758650000093
其中,D表示对应频率的声波信号的归一化轨迹图内每个采样点离圆心距离的集合。γmean表示对应频率的声波信号的归一化轨迹图的内圆环的平均半径,γinter表示对应频率的声波信号的归一化轨迹图的内圆环内径,σ表示对应频率的声波信号在该帧内的多径效应比率。
当σ较大时,也就是对应频率的声波信号的归一化轨迹图的内圆环内径接近平均半径时,这说明该频率的声波信号在当前帧的时间内,移动受到多径信号干扰较小,因为移动引起的传输衰减是平缓的。
当σ较小时,也就是对应频率的声波信号的归一化轨迹图的圆环的环宽很大时,这说明该频率的声波信号在当前帧的时间内,移动受到多径信号干扰较大,因为多径信号干扰带来的声波信号衰减是剧烈的。
因此,每个帧时间内,选取多径效应比率最大的声波信号进行特征分析和提取,并用于进一步的应用,例如基于声波的测距,感知,定位等。
另外,根据公式(4)可以得出,可以采用比较帧内对应频率的声波信号的归一化轨迹图的圆环内径和外径的比值的方法,或者比较帧内对应频率的声波信号的归一化轨迹图的圆环内径和环宽的比值的方法,或者比较帧内对应频率的声波信号的归一化轨迹图的圆环半径均值和最大值的比值等方法代替比较帧内每个对应频率的声波信号的多径效应比率的方法,以实现选取受多径效应影响最小的对应频率的声波信号进行分析和提取。因为上述这些采用比较帧内对应频率的声波信号的归一化轨迹图的方法和比较帧内每个对应频率的声波信号的多径效应比率是一致的。例如,多径效应比率较大的对应频率的声波信号的上述这些比值也一定较大,所以是采用上述这些采用比较帧内对应频率的声波信号的归一化轨迹图的方法和采用比较帧内每个对应频率的声波信号的多径效应比率的方法是等效的。
在本发明的一个实施例中,以选取多径效应比率最大的对应频率的声波信号进行特征分析和提取,并以实验的方式,验证是否能够在每个帧内准确地估计声波信号实际传输距离的改变量,以说明本多径效应抑制方法在抑制多径信号干扰时候的有效性。
如图3和图6所示,帧A中,可以看到频率为17.2KHz的声波信号的归一化轨迹的环宽(归一化轨迹的外径与内径之差)更小,而频率为18.8KHz的声波信号的归一化轨迹的环宽较大。并且。频率为17.2KHz和18.8KHz的声波信号的多径效应比率分别是:0.9和0.53,所以在帧A中,选择频率为17.2KHz的声波信号进行特征分析和提取,对声波信号实际传输距离的改变量进行估计。
如图4和图6所示,帧B中,可以看到频率为17.2KHz的声波信号的归一化轨迹的环宽(归一化轨迹的外径与内径之差)较大,而频率为18.8KHz的声波信号的归一化轨迹的环宽较小。并且。频率为17.2KHz和18.8KHz的声波信号的多径效应比率分别是:0.24和0.78,所以在帧B中,选择频率为18.8KHz的声波信号进行特征分析和提取,对声波信号实际传输距离的改变量进行估计。
通过上述实验可知,虽然智能手机在移动过程中,频率为17.2KHz和18.8KHz的声波信号都在不同时刻受到了多径信号干扰,但是仍然能够在每个帧内准确地估计声波信号实际传输距离的改变。从而表明了本多径效应抑制方法在抑制多径信号干扰时候的有效性。
因此,本多径效应抑制方法通过接收端在每个帧的时间内分别接收声源发送的多个单一频率的声波信号,并计算帧内每个对应频率的声波信号的多径效应比率,实现评估帧内每个对应频率的声波信号的受影响程度,并找到受影响最小的对应频率的声波信号进行特征提取和分析,从而抑制多径效应对测量带来的影响。与现有多径效应抑制方法对比,本多径效应抑制方法具有计算量低,延时小,需求带宽低及更广的适用性等优点。
另外,如图7所示,本发明提供一种用于声波的多径效应抑制装置10。该装置10可以包括声波输入组件11、带通滤波器12和处理组件13。该声波输入组件11可以为麦克风,该处理组件13可以为中央处理芯片等。该声波输入组件11与带通滤波器12连接,该带通滤波器12和处理组件13连接。该带通滤波器12可以有多个,每个带通滤波器用于各自接收同一频率的声波信号。
该声波输入组件11在每个帧的时间内,接收声源发送的多个单一频率的声波信号,通过该带通滤波器12分别得到对应频率的声波信号的正交信号。
该处理组件13计算每个帧的时间内接收的每个声波信号的多径效应比率,选取多径效应比率最大的声波信号进行特征提取和分析。
另外,本发明还提供一种移动终端,包括图7所示的用于声波的多径效应抑制装置。该移动终端可以是移动电话,计算机,平板电脑等。该移动终端的具体实现方式可以参照上述方法实施例和图7所示的装置实施例,此处不再赘述。
以上对本发明所提供的声波的多径效应抑制方法进行了详细的说明。对本领域的一般技术人员而言,在不背离本发明实质精神的前提下对它所做的任何显而易见的改动,都将属于本发明专利权的保护范围。

Claims (10)

1.一种声波的多径效应抑制方法,其特征在于包括如下步骤:
步骤S1:每个帧的时间内,接收声源发送的多个单一频率的声波信号,分别得到对应频率的声波信号的正交信号;
步骤S2:计算所述每个帧的时间内接收的每个所述声波信号的多径效应比率,选取多径效应比率最大的声波信号进行特征提取和分析;每个所述声波信号的多径效应比率根据如下公式得到,
Figure FDA0002949742010000011
D={d1,d2,...,dN}
Figure FDA0002949742010000012
γinter=min(D)
Figure FDA0002949742010000013
其中,di表示帧内第i个对应频率的声波信号到圆心的距离,i=1,2,3,...,N,N为正整数;D表示对应频率的声波信号的归一化轨迹图内每个对应频率的声波信号离圆心距离的集合,γmean表示对应频率的声波信号的归一化轨迹图的圆环的平均半径,γinter表示对应频率的声波信号的归一化轨迹图的圆环内径,σ表示对应频率的声波信号在该帧内的多径效应比率;
所述归一化轨迹图由对应频率的声波信号Rα为横坐标,每个对应频率的声波信号Rα的正交信号Rβ为纵坐标,并根据如下公式得到;
Rα 2+Rβ 2=A2
其中,A表示频率为fc的声波信号的幅度。
2.如权利要求1所述的声波的多径效应抑制方法,其特征在于:
每个帧的时间内,接收声源发送的多个单一频率的声波信号的过程中,采用移动的接收端接收声源发送的多个单一频率的声波信号。
3.如权利要求2所述的声波的多径效应抑制方法,其特征在于:
所述接收端内部设置有至少一个用于接收对应频率的声波信号的带通滤波器。
4.如权利要求3所述的声波的多径效应抑制方法,其特征在于:
将所述带通滤波器分离出的对应频率的所述声波信号延时四分之一个周期,得到对应频率的所述声波信号的正交信号,其中,对应频率的所述声波信号及对应频率的所述声波信号的正交信号分别表示为,
Rα=Acos(2πfct-τ)
Rβ=Asin(2πfct-τ)
其中,A表示频率为fc的声波信号的幅度,t表示一个帧的时间,τ表示频率为fc的声波信号的相位。
5.如权利要求1所述的声波的多径效应抑制方法,其特征在于:
选取多径效应比率最大的声波信号进行特征提取和分析的方法包括如下子步骤:
在所述每个帧的时间内,根据对应频率的所述声波信号及其正交信号,得到对应频率的所述声波信号的归一化轨迹图;
根据对应的所述归一化轨迹图,计算所述每个帧的时间内接收的每个声波信号的多径效应比率,并选取多径效应比率最大的所述声波信号进行特征提取和分析。
6.如权利要求1所述的声波的多径效应抑制方法,其特征在于:
所述步骤S2还可以采用如下步骤实现:
计算所述每个帧的时间内对应频率的声波信号的归一化轨迹图的圆环内径和外径的比值,选取所述归一化轨迹图的所述圆环内径和所述外径的比值最大的所述声波信号进行特征提取和分析。
7.如权利要求1所述的声波的多径效应抑制方法,其特征在于:
所述步骤S2还可以采用如下步骤实现:
计算所述每个帧的时间内对应频率的声波信号的归一化轨迹图的圆环内径和环宽的比值,选取所述归一化轨迹图的所述圆环内径和所述环宽的比值最大的所述声波信号进行特征提取和分析,归一化轨迹图的环宽为归一化轨迹的外径与内径之差。
8.如权利要求1所述的声波的多径效应抑制方法,其特征在于:
所述步骤S2还可以采用如下步骤实现:
计算所述每个帧的时间内对应频率的声波信号的归一化轨迹图的圆环的平均半径和外径的比值,选取所述归一化轨迹图的所述圆环的平均半径和所述外径的比值最大的所述声波信号进行特征提取和分析。
9.一种用于声波的多径效应抑制装置,其特征在于包括声波输入组件、带通滤波器和处理组件;
所述声波输入组件在每个帧的时间内,接收声源发送的多个单一频率的声波信号,通过所述带通滤波器分别得到对应频率的声波信号的正交信号;
所述处理组件计算所述每个帧的时间内接收的每个所述声波信号的多径效应比率,选取多径效应比率最大的声波信号进行特征提取和分析;
每个所述声波信号的多径效应比率根据如下公式得到,
Figure FDA0002949742010000031
D={d1,d2,...,dN}
Figure FDA0002949742010000032
γinter=min(D)
Figure FDA0002949742010000033
其中,di表示帧内第i个对应频率的声波信号到圆心的距离,i=1,2,3,...,N,N为正整数;D表示对应频率的声波信号的归一化轨迹图内每个对应频率的声波信号离圆心距离的集合,γmean表示对应频率的声波信号的归一化轨迹图的圆环的平均半径,γinter表示对应频率的声波信号的归一化轨迹图的圆环内径,σ表示对应频率的声波信号在该帧内的多径效应比率;
所述归一化轨迹图由对应频率的声波信号Ra为横坐标,每个对应频率的声波信号Rα的正交信号Rβ为纵坐标,并根据如下公式得到;
Rα 2+Rβ 2=A2
其中,A表示频率为fc的声波信号的幅度。
10.一种移动终端,其特征在于包括权利要求9所述的多径效应抑制装置。
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