实施方案
[0024] 下面结合附图和具体功能对本发明作进一步阐述。
[0025] 如图1所示为本发明中基于FASTICA算法的盲源分离技术控制聚焦系统的总体框图。包括盲源分离模块、GCC-PHAT时延估计模块、几何定位模块和相机模块，各模块依次相连。其中盲源分离模块包括放大电路、数据同步采集电路、信号处理模块三部分；GCC-PHAT时延估计模块包括多通道音频输入和数字信号处理器两部分；几何定位模块包括多语音通道、数字信号处理器、控制逻辑CPLD三部分。；相机模块的主要部分是目前常用数码相机结构与功能模块，主要添加功能是图像信息分析与聚焦权重调整部分。
[0026] 如图2所示为本发明中盲源分离的设计图。该设计图包括放大电路、数据同步采集电路、信号处理模块部分。麦克风阵列获取环境声音变成电信号，放大电路对该信号进行放大处理，便于数据处理，其中放大电路采用两级放大，第一级放大产生固定增益，第二级放大电路产生可调增益，数据采集是用数据采集芯片AD73360对放大的音频信号进行64KHz同步采样，将模拟音频信号转化为数字音频信号，最后将采集的信号连接到信号处理模块进行处理；信号处理模块的功能主要是功能前端修正、相关性分析、声源分离，它将采集得到的数字音频信号在数字信号处理器上进行基于FASTICA算法的盲源分离运算，得到各个声源分离信号。
[0027] 如图3所示为本发明中放大电路设计原理图。由于麦克风的输出电压在零到几十毫伏之间，信号非常微弱，无法满足后期的工作要求，因此有必要对麦克风阵列采集到的信号进行放大，在满足放大的基础上，还需要保证放大电路能在麦克风的频率范围内正常工作(麦克风的频率范围是50Hz～20kHz)。另外，所选择的运算放大器要具有比较高的性噪比，满足系统对精度的要求。该放大电路可以正常工作，且能够满足本系统的需求。
[0028] 放大电路采用两级放大，由U1A、U2A两个放大器构成。U1A为第一级放大，产生固定增益；U2A为第二级放大电路，产生可调增益，将第一级放大电路的输出电压调节到适合的范围。R7用来调整放大倍数，R8用来调整输出信号的偏置电压。
[0029] 如图4所示为本发明中盲源分离原理示意图。其中M维观测信号矢量表示为x(t)＝[x1(t),x2(t),…xM(t)]T，N维信源矢量表示为s(t)＝[s1(t),s2(t),…sN(t)]T，M维噪声矢量表示为n(t)＝[n1(t),n2(t),…nM(t)]T。
[0030] 盲信号分离的目标就是找到合适的分离系统W，使得输出所得分离信号y(t)＝[y1(t),y2(t),…yN(t)]T尽可能的逼近源信号s(t)＝[s1(t),s2(t),…sN(t)]T。
[0031] 如图5所示为本发明定位模块框图，GCC-PHAT模块包括多语音通道、数字信号处理器、控制逻辑CPLD三部分。多通道音频输入具有输出放大、输入两种工作模式、低功耗和ADC、DAC高信噪比等特点。数字信号处理器具有多个可软件编程器件，支持多通道音频处理的McBSP接口连接。多通道音频输入是实现多路立体声音频的输入，它通过McBSP接口将信号输入到数字信号处理器，CPLD辅助数字信号处理器各模块进行逻辑控制，完成GCC-PHAT算法操作得到时延值。几何定位模块根据GCC-PHAT时延估计模块算出的时延值在数字信号处理器上运算出各声源的定位点。
[0032] 如图6所示为本发明中最基础的聚焦原理图。无论相机内部结构多么复杂，调焦过程的实现都可以看成是凸透镜聚焦的简单光学原理。一幅清晰的图片的组成都可以看成是不同的点经过光学聚焦后组成的焦平面。
