本文關(guān)鍵詞：基于麥克風陣列的實時聲源定位技術(shù)研究

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【摘要】：近些年來隨著智能化生活的普及,國內(nèi)外關(guān)于聲源定位技術(shù)的研究越來越多,它在民用和軍用方面都有著不錯的應(yīng)用前景。但是國內(nèi)關(guān)于此項技術(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,對于減小算法計算量的研究則較少。因此,為了國防需要,進行實時聲源定位算法的研究具有重要的實用價值。本文針對如何降低定位算法的計算量對算法進行了改進,并搭建了一套測試系統(tǒng)對算法進行了驗證。首先,講述了定位最開始時語音活動的檢驗,區(qū)分了陣列近場信號模型與遠場信號模型,著重分析了兩種信號模型的異同,重點研究了麥克風陣列的設(shè)計要點。其次,重點分析了當前最受歡迎的SRP PHAT算法,并針對計算量的減小對算法進行了改進,利用基于GCC的時間延遲方法的估計值縮小了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SRP-PHAT算法,并對改進前后的三種算法通過仿真,進行了定位精確度與計算量的比較。再次,搭建了實時聲源定位測試系統(tǒng)。描述了測試系統(tǒng)的硬件組成與軟件程序設(shè)計。編寫了上位機軟件顯示界面,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)算法在搭建的測試系統(tǒng)上運行試驗。測得的數(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,顯著的降低了算法的計算量,適用于實時定位環(huán)境。
【關(guān)鍵詞】：聲源定位 麥克風陣列 SRP PHAT GCC
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：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 音頻信號的預(yù)處理19-21
• 2.1.1 音頻信號的短時分析19
• 2.1.2 音頻活動檢測19-21
• 2.2 麥克風陣列的近場和遠場模型21-26
• 2.2.1 麥克風陣列對信號的處理21-22
• 2.2.2 遠場模型和近場模型的區(qū)分22
• 2.2.3 麥克風陣列的近場模型22-23
• 2.2.4 麥克風陣列的遠場模型23-26
• 2.3 麥克風陣列的設(shè)計26-29
• 2.3.1 麥克風的種類介紹26-27
• 2.3.2 麥克風陣列的結(jié)構(gòu)27-28
• 2.3.3 麥克風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 實時聲源定位算法研究30-48
• 3.1 SRP ?PHAT聲源定位方法30-31
• 3.2 SRP ?PHAT算法的改進31-34
• 3.2.1 聲源定位算法的比較與選擇31-32
• 3.2.2 改進的SRP ?PHAT聲源定位算法總體概述32-34
• 3.3 混合結(jié)構(gòu)的實時聲源定位算法34-38
• 3.3.1 語音活動檢測34-35
• 3.3.2 時間延遲估計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 算法計算量的分析38-39
• 3.5 基于采樣空間的改進SRP ?PHAT算法39-43
• 3.5.1 麥克風間的時間延遲函數(shù)39-41
• 3.5.2 改進的SRP ?PHAT算法41-43
• 3.6 仿真驗證與比較43-46
• 3.7 本章小結(jié)46-48
• 第四章 基于DSP的實時聲源定位系統(tǒng)設(shè)計48-61
• 4.1 聲源定位測試系統(tǒng)的搭建48-50
• 4.1.1 實驗開發(fā)板SEED_ DEC2812V1.0 介紹48-49
• 4.1.2 測試系統(tǒng)的設(shè)計原理和框架49-50
• 4.2 測試系統(tǒng)各硬件模塊介紹50-52
• 4.2.1 麥克風陣列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 定時器模塊和串.模塊51-52
• 4.3 算法程序設(shè)計52-60
• 4.3.1 CCS軟件簡介53
• 4.3.2 AD采樣模塊配置及子程序設(shè)計53-56
• 4.3.3 數(shù)字信號處理模塊56-58
• 4.3.4 串.通信程序設(shè)計58-59
• 4.3.5 上位機軟件界面程序設(shè)計59-60
• 4.4 本章小結(jié)60-61
• 第五章 算法驗證測試及結(jié)果分析61-68
• 5.1 實際測試環(huán)境概述61-62
• 5.2 實驗裝置組成62-63
• 5.3 算法定位測試及結(jié)果分析63-67
• 5.3.1 SRP ?PHAT算法改進前后的性能比較63-64
• 5.3.2 角度和距離對定位性能的影響64-66
• 5.3.3 對動態(tài)聲源的跟蹤測試66
• 5.3.4 測試結(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71-76

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前4條

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

2 金乃高;殷福亮;陳U，

本文編號：1080614