Advances in object tracking and acoustic beamforming are driving new capabilities in surveillance, human-computer interaction, and robotics. This work presents an embedded system that integrates deep learning-based tracking with beamforming to achieve precise sound source localization and directional audio capture in dynamic environments. The approach combines single-camera depth estimation and stereo vision to enable accurate 3D localization of moving objects. A planar concentric circular microphone array constructed with MEMS microphones provides a compact, energy-efficient platform supporting 2D beam steering across azimuth and elevation. Real-time tracking outputs continuously adapt the array's focus, synchronizing the acoustic response with the target's position. By uniting learned spatial awareness with dynamic steering, the system maintains robust performance in the presence of multiple or moving sources. Experimental evaluation demonstrates significant gains in signal-to-interference ratio, making the design well-suited for teleconferencing, smart home devices, and assistive technologies.


翻译:目标跟踪与声学波束成形技术的进步正推动监控、人机交互及机器人领域的新能力发展。本研究提出一种嵌入式系统,将基于深度学习的跟踪与波束成形技术相结合,以在动态环境中实现精确声源定位与定向音频捕获。该方法融合单目相机深度估计与立体视觉,实现对运动物体的准确三维定位。采用MEMS麦克风构建的平面同心圆环形麦克风阵列提供了一个紧凑、高能效的平台,支持方位角与俯仰角的二维波束导向。实时跟踪输出持续调整阵列聚焦,使声学响应与目标位置同步。通过将学习到的空间感知与动态波束导向相结合,系统在多声源或移动声源存在条件下保持鲁棒性能。实验评估表明,该系统在信干比方面取得显著提升,使其非常适用于视频会议、智能家居设备及辅助技术领域。

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