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一种基于特征值聚类的声学信号模式分类方法，属于声学信号模式分类技术领域。它包括以下步骤：S1、使用固定时长将时域声音信号划成连续的帧片段，利用傅立叶变换，将各片段转换成频谱片段；S2、使用频谱片段的矢量间的相似度量/相异度量构造相似/相异的度量矩阵；S3、将度量矩阵进行谱分解，得到特征矢量矩阵P和特征值组成的谱矩阵；S4、对谱特征值序列进行k均值聚类，得到k组结果；S5、将特征值聚类的结果映射到频谱片段集合。本发明直接使用特征值进行k均值聚类，聚类矢量为一维纯量，不需要使用PCA技术进行降低维度处理，从而使得计算效率达到最优，适用于声学降噪、声学回声的DTD检测、回声分离以及声源定位等技术领域。