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《陕西师范大学》 2011年
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基于传声器阵列的声源定位技术研究

朱铮宇  
【摘要】:声源定位技术能够通过传感器阵列对目标声源的探测,经过信号处理,实现声源的跟踪和定位。该技术在语音通信、助听设备、及军事等领域应用广泛,对瞬时随机声响定位,特别是对一些特定声音异常位置的判断有独特的实用价值。目前多数研究论文对声源定位研究算法主要基于计算机仿真得出,然而现实中声学环境的复杂性以及声音信号的特殊性使得某些因素(如混响)的影响不能被忽略。因此,定位方法在实时性、响应速度和可行性方面还需要更加深刻的研究,特别是对瞬时声响进行自动跟踪的能力。 本文从实际应用出发,讨论了各种应用较为广泛的传声器阵列的声源定位算法,并针对某些算法在应用上存在的问题提出了可行的改进方案。针对随机瞬时声响设计出基于虚拟仪器的瞬时声响三维实时定位系统。文章主要完成了以下的工作: (1)通过对传声器阵列信号处理研究的现状及其主要的应用领域的探讨,研究传声器阵列信号处理与窄带天线阵列信号处理的区别,分析传声器阵列信号处理所面临的问题。 (2)根据不同应用的声学环境探讨传声器阵列声源定位的数学模型,重点研究三维空间定位的四元平面方阵定位原理,针对四元平面方阵存在的不足提出改进方案。 (3)研究基于时延估计的传声器阵列声源定位算法中最为典型的广义互相关算法及其扩展形式,针对多个声源的情况,探讨多目标定位的MUSIC算法,对窄带MUSIC算法进行了改良,能有效应用于对近场宽带信号的处理。 (4)以研华PCI-1714采集卡作为信号采集平台,由LabVIEW图形化编程语言和MATLAB语言进行编程,从四元方阵定位模型理论出发,结合互功率谱时延估计算法设计基于虚拟仪器的随机瞬时声响定位系统。实验证明该系统对单个声源有较快的定位速度,精度理想,基本能满足对近场瞬时声源的实时定位要求。同时基于此采集平台针对多个声源存在的情况,对改进的MUSIC算法性能进行了现场测试分析。
【学位授予单位】:陕西师范大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TN911.7

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【参考文献】
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