本文關(guān)鍵詞：基于麥克風(fēng)陣列的實(shí)時(shí)聲源定位技術(shù)研究

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【摘要】：近些年來(lái)隨著智能化生活的普及,國(guó)內(nèi)外關(guān)于聲源定位技術(shù)的研究越來(lái)越多,它在民用和軍用方面都有著不錯(cuò)的應(yīng)用前景。但是國(guó)內(nèi)關(guān)于此項(xiàng)技術(shù)的研究大多是偏向民用方面,在軍用方面較少,且多是圍繞如何增加定位的精確度,對(duì)于減小算法計(jì)算量的研究則較少。因此,為了國(guó)防需要,進(jìn)行實(shí)時(shí)聲源定位算法的研究具有重要的實(shí)用價(jià)值。本文針對(duì)如何降低定位算法的計(jì)算量對(duì)算法進(jìn)行了改進(jìn),并搭建了一套測(cè)試系統(tǒng)對(duì)算法進(jìn)行了驗(yàn)證。首先,講述了定位最開始時(shí)語(yǔ)音活動(dòng)的檢驗(yàn),區(qū)分了陣列近場(chǎng)信號(hào)模型與遠(yuǎn)場(chǎng)信號(hào)模型,著重分析了兩種信號(hào)模型的異同,重點(diǎn)研究了麥克風(fēng)陣列的設(shè)計(jì)要點(diǎn)。其次,重點(diǎn)分析了當(dāng)前最受歡迎的SRP PHAT算法,并針對(duì)計(jì)算量的減小對(duì)算法進(jìn)行了改進(jìn),利用基于GCC的時(shí)間延遲方法的估計(jì)值縮小了SRP-PHAT算法的搜索區(qū)域。此外還引入了一種基于采樣空間的改進(jìn)SRP-PHAT算法,并對(duì)改進(jìn)前后的三種算法通過(guò)仿真,進(jìn)行了定位精確度與計(jì)算量的比較。再次,搭建了實(shí)時(shí)聲源定位測(cè)試系統(tǒng)。描述了測(cè)試系統(tǒng)的硬件組成與軟件程序設(shè)計(jì)。編寫了上位機(jī)軟件顯示界面,以便能清楚明了的觀察聲源定位的結(jié)果。最后,使用本文提出的混合結(jié)構(gòu)算法在搭建的測(cè)試系統(tǒng)上運(yùn)行試驗(yàn)。測(cè)得的數(shù)據(jù)表明本文提出的混合結(jié)構(gòu)算法在保持了原算法定位精確度和穩(wěn)健性的同時(shí),顯著的降低了算法的計(jì)算量,適用于實(shí)時(shí)定位環(huán)境。
【關(guān)鍵詞】：聲源定位 麥克風(fēng)陣列 SRP PHAT GCC
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TN912.3
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 緒論11-19
• 1.1 研究背景及研究現(xiàn)狀11-17
• 1.1.1 研究背景及意義11-13
• 1.1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-17
• 1.2 本文研究的主要內(nèi)容17-19
• 第二章 聲源定位算法的理論基礎(chǔ)19-30
• 2.1 音頻信號(hào)的預(yù)處理19-21
• 2.1.1 音頻信號(hào)的短時(shí)分析19
• 2.1.2 音頻活動(dòng)檢測(cè)19-21
• 2.2 麥克風(fēng)陣列的近場(chǎng)和遠(yuǎn)場(chǎng)模型21-26
• 2.2.1 麥克風(fēng)陣列對(duì)信號(hào)的處理21-22
• 2.2.2 遠(yuǎn)場(chǎng)模型和近場(chǎng)模型的區(qū)分22
• 2.2.3 麥克風(fēng)陣列的近場(chǎng)模型22-23
• 2.2.4 麥克風(fēng)陣列的遠(yuǎn)場(chǎng)模型23-26
• 2.3 麥克風(fēng)陣列的設(shè)計(jì)26-29
• 2.3.1 麥克風(fēng)的種類介紹26-27
• 2.3.2 麥克風(fēng)陣列的結(jié)構(gòu)27-28
• 2.3.3 麥克風(fēng)陣列陣元的間距和數(shù)目28-29
• 2.4 本章小結(jié)29-30
• 第三章 實(shí)時(shí)聲源定位算法研究30-48
• 3.1 SRP ?PHAT聲源定位方法30-31
• 3.2 SRP ?PHAT算法的改進(jìn)31-34
• 3.2.1 聲源定位算法的比較與選擇31-32
• 3.2.2 改進(jìn)的SRP ?PHAT聲源定位算法總體概述32-34
• 3.3 混合結(jié)構(gòu)的實(shí)時(shí)聲源定位算法34-38
• 3.3.1 語(yǔ)音活動(dòng)檢測(cè)34-35
• 3.3.2 時(shí)間延遲估計(jì)35-36
• 3.3.3 圓形群集方法36-37
• 3.3.4 SRP ?PHAT算法搜索37-38
• 3.3.5 算法在多聲源條件下的應(yīng)用38
• 3.4 算法計(jì)算量的分析38-39
• 3.5 基于采樣空間的改進(jìn)SRP ?PHAT算法39-43
• 3.5.1 麥克風(fēng)間的時(shí)間延遲函數(shù)39-41
• 3.5.2 改進(jìn)的SRP ?PHAT算法41-43
• 3.6 仿真驗(yàn)證與比較43-46
• 3.7 本章小結(jié)46-48
• 第四章 基于DSP的實(shí)時(shí)聲源定位系統(tǒng)設(shè)計(jì)48-61
• 4.1 聲源定位測(cè)試系統(tǒng)的搭建48-50
• 4.1.1 實(shí)驗(yàn)開發(fā)板SEED_ DEC2812V1.0 介紹48-49
• 4.1.2 測(cè)試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原理和框架49-50
• 4.2 測(cè)試系統(tǒng)各硬件模塊介紹50-52
• 4.2.1 麥克風(fēng)陣列50
• 4.2.2 前置的音頻放大器50
• 4.2.3 模/數(shù)轉(zhuǎn)換( ADC )模塊50-51
• 4.2.4 定時(shí)器模塊和串.模塊51-52
• 4.3 算法程序設(shè)計(jì)52-60
• 4.3.1 CCS軟件簡(jiǎn)介53
• 4.3.2 AD采樣模塊配置及子程序設(shè)計(jì)53-56
• 4.3.3 數(shù)字信號(hào)處理模塊56-58
• 4.3.4 串.通信程序設(shè)計(jì)58-59
• 4.3.5 上位機(jī)軟件界面程序設(shè)計(jì)59-60
• 4.4 本章小結(jié)60-61
• 第五章 算法驗(yàn)證測(cè)試及結(jié)果分析61-68
• 5.1 實(shí)際測(cè)試環(huán)境概述61-62
• 5.2 實(shí)驗(yàn)裝置組成62-63
• 5.3 算法定位測(cè)試及結(jié)果分析63-67
• 5.3.1 SRP ?PHAT算法改進(jìn)前后的性能比較63-64
• 5.3.2 角度和距離對(duì)定位性能的影響64-66
• 5.3.3 對(duì)動(dòng)態(tài)聲源的跟蹤測(cè)試66
• 5.3.4 測(cè)試結(jié)果誤差分析66-67
• 5.4 本章小結(jié)67-68
• 結(jié)論68-70
• 致謝70-71
• 參考文獻(xiàn)71-76

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前4條

1 蔡衛(wèi)平;吳鎮(zhèn)揚(yáng);;一種基于離散時(shí)延的魯棒聲源三維定位方法[J];東南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2009年01期

2 金乃高;殷福亮;陳U，

本文編號(hào)：1080614