【摘要】：麥克風(fēng)陣列可以有效地用于獲得聲場(chǎng)環(huán)境的空間結(jié)構(gòu)信息,傳統(tǒng)單陣列技術(shù)應(yīng)用于高精度聲學(xué)分析時(shí)存在一定的性能瓶頸。近年來(lái)的研究焦點(diǎn)逐漸轉(zhuǎn)移到分布式陣列系統(tǒng),以便開展高精確聲學(xué)分析以及大空間聲場(chǎng)的探測(cè)。本文主要研究陣列計(jì)算的加速方法和分布式陣列的校準(zhǔn)問(wèn)題。首先,綜合論述了麥克風(fēng)陣列的基礎(chǔ)技術(shù),包括單陣列與分布式陣列的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及聲場(chǎng)時(shí)延模型,分析了基于波束形成的聲源定位方法,并結(jié)合聲學(xué)相機(jī)映射模型討論了分布式陣列校準(zhǔn)的一般方法。其次,針對(duì)單陣列系統(tǒng)的計(jì)算加速問(wèn)題,設(shè)計(jì)開發(fā)了基于聲源定位的系統(tǒng)原型,分析了系統(tǒng)的計(jì)算熱點(diǎn)。針對(duì)陣元個(gè)數(shù)較大的重負(fù)荷問(wèn)題,提出了高效陣元配對(duì)與多線程加速計(jì)算的優(yōu)化方法。實(shí)測(cè)結(jié)果表明,綜合優(yōu)化的單陣列系統(tǒng)其計(jì)算負(fù)荷精減了一半。再次,針對(duì)分布式陣列的校準(zhǔn)問(wèn)題,運(yùn)用了計(jì)算機(jī)視覺處理技術(shù)、對(duì)極幾何的圖像映射模型以及計(jì)算求解的歸一化八點(diǎn)算法,進(jìn)一步分析建立了互校準(zhǔn)模型,并通過(guò)仿真驗(yàn)證了模型與算法的有效性。最后,針對(duì)陣列內(nèi)部的自校準(zhǔn)偏差問(wèn)題,提出了基于互相關(guān)函數(shù)法的波束形成法以及基于角度的圖像映射方法,通過(guò)仿真分析了所提方法的陣元位置容差性能。結(jié)果表明,相比于已有方案,所提方法的容差能力提升了一倍,提高了陣列校準(zhǔn)的魯棒性。
【學(xué)位授予單位】：南京郵電大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TN641;TN912.3
【圖文】：

碩士研究生學(xué)位論文 第二章 麥克風(fēng)陣列的陣列結(jié)構(gòu)概述的聲學(xué)分析場(chǎng)景中，單陣列系統(tǒng)的分析結(jié)果精確性除了受到所使用的聲外，還會(huì)受到其陣列拓?fù)涞挠绊�。一般根�?jù)不同的聲學(xué)分析業(yè)務(wù)需求場(chǎng)撲，首先根據(jù)空間維度劃分為一維、二維及三維陣列拓?fù)洌缓笤俑鶕?jù)的拓?fù)湫螤�，最后它們都�?huì)受到空間采樣定理的約束與限制。麥克風(fēng)陣列列的拓?fù)錇橹本�型，即所有麥克風(fēng)沿著一維坐標(biāo)軸以直線排列，通常來(lái)均勻的，并以線型中心作為陣列中心。直線型陣列結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且易于分析域中所有聲學(xué)分析技術(shù)的實(shí)驗(yàn)型陣列，同時(shí)也是后續(xù)構(gòu)建多維復(fù)雜型陣XY

京郵電大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文 第二章 麥克風(fēng)陣列的技術(shù)綜2.2 二維麥克風(fēng)陣列二維陣列即平面型陣列，其中所有的麥克風(fēng)都分布在同一平面上，常見的拓?fù)溆袌A型型與十字型。二維陣列相對(duì)于一維陣列可以多獲取一個(gè)空間維度的信息，而相對(duì)于三維在擁有著同樣功能的同時(shí)其空間占用更小，因此二維陣列是實(shí)際聲學(xué)分析場(chǎng)景里面最為的拓?fù)�。XY

圖 2.5 遠(yuǎn)場(chǎng)聲場(chǎng)中的聲波到達(dá)模型 為某陣列的中心參考點(diǎn)， 和 為該陣列中的聲源。假設(shè)該潛在聲源 與該陣列之間相距比較遠(yuǎn)潛在聲源 發(fā)出的聲波滿足平面波傳播模型。從圖克風(fēng)對(duì) 和 的傳播路徑之間是相互平行的線相互平行，即潛在聲源 相對(duì)于麥克風(fēng)對(duì) 克風(fēng)對(duì) 和 所處的位置分別為 和 ，則潛 和陣列中心  的路徑之差即為向量 在向量 的路徑之差即為向量 在向量 上的投影 ，在抵達(dá)麥克風(fēng)對(duì) 和 的時(shí)間延時(shí) 為 =

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本文編號(hào)：2754486