發(fā)布時(shí)間：2017-10-13 09:12

  本文關(guān)鍵詞：基于聲傳感器陣列的目標(biāo)方位估計(jì)方法

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【摘要】：隨著陣列信號處理技術(shù)的飛速發(fā)展,聲傳感器陣列引起了越來越多學(xué)者的關(guān)注與重視。目標(biāo)方位估計(jì)(DOA)作為聲傳感器陣列眾多應(yīng)用的一個(gè)重要前提,也越來越發(fā)揮著巨大的作用。傳統(tǒng)的目標(biāo)DOA估計(jì)方法存在分辨率低、抗噪性能差、不適用于低快拍以及陣元數(shù)較少的應(yīng)用場合等問題,而現(xiàn)有的基于壓縮感知的目標(biāo)DOA估計(jì)方法又存在運(yùn)算時(shí)間長、估計(jì)精度低等問題。針對上述問題,本文在分析了均勻圓陣和信號稀疏表示模型的基礎(chǔ)上,結(jié)合改進(jìn)平滑l0范數(shù)算法,提出了一種基于改進(jìn)平滑l0范數(shù)算法的均勻圓陣目標(biāo)DOA估計(jì)方法。該方法采用更具陡峭性的組合函數(shù)代替了sl0算法中采用的高斯函數(shù)逼近l0范數(shù),結(jié)合修正牛頓和阻尼步長,很好地避免了sl0算法中由于采用最速下降法和梯度投影法中存在“鋸齒效應(yīng)”以及收斂速度緩慢等問題。同時(shí)該方法彌補(bǔ)了傳統(tǒng)目標(biāo)DOA估計(jì)方法中存在的上述多種問題。本文在基于改進(jìn)平滑l0范數(shù)算法的均勻圓陣目標(biāo)DOA估計(jì)方法的基礎(chǔ)上,結(jié)合寬帶信號稀疏表示模型,提出了一種基于改進(jìn)平滑l0范數(shù)算法的快速寬帶信號DOA估計(jì)方法。并通過實(shí)驗(yàn)仿真與現(xiàn)有的寬帶DOA估計(jì)方法在估計(jì)精度和運(yùn)算時(shí)間等方面進(jìn)行比較和分析,驗(yàn)證該方法在運(yùn)算時(shí)間上具有絕對優(yōu)勢的同時(shí)還具有相對較高的精度。這在壓縮感知理論框架下為應(yīng)用于聲傳感器陣列的目標(biāo)DOA估計(jì)提供一種快速且精度較高的方法。
【關(guān)鍵詞】：聲傳感器陣列 DOA估計(jì) 均勻圓陣 稀疏表示模型 改進(jìn)平滑l0范數(shù)算法
【學(xué)位授予單位】：江蘇科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN911.7;TP212.9
【目錄】：

• 摘要2-3
• Abstract3-8
• 第1章 緒論8-14
• 1.1 引言8
• 1.2 研究意義及選題背景8-9
• 1.3 研究現(xiàn)狀9-12
• 1.3.1 傳統(tǒng)DOA估計(jì)方法研究現(xiàn)狀9-11
• 1.3.2 基于壓縮感知理論的DOA估計(jì)研究現(xiàn)狀11-12
• 1.4 本文的主要研究工作和內(nèi)容安排12-14
• 第2章 基于聲傳感器陣列的信號DOA估計(jì)基本原理14-30
• 2.1 引言14
• 2.2 陣列信號數(shù)學(xué)模型14-18
• 2.2.1 陣列形式15-17
• 2.2.2 窄帶信號模型17
• 2.2.3 寬帶信號模型17-18
• 2.3 麥克風(fēng)陣列18-23
• 2.3.1 麥克風(fēng)陣列信號模型18-21
• 2.3.2 麥克風(fēng)陣列結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)21-22
• 2.3.3 麥克風(fēng)陣列陣元間距22-23
• 2.3.4 陣元數(shù)目的設(shè)計(jì)23
• 2.4 常用DOA估計(jì)算法23-29
• 2.4.1 窄帶信號DOA估計(jì)23-27
• 2.4.2 寬帶信號DOA估計(jì)27-29
• 2.5 本章小節(jié)29-30
• 第3章 基于稀疏重構(gòu)算法的信號DOA估計(jì)30-38
• 3.1 引言30
• 3.2 壓縮感知原理30-33
• 3.2.1 信號稀疏表示數(shù)學(xué)模型31-32
• 3.2.2 測量矩陣的選取32
• 3.2.3 信號稀疏恢復(fù)32-33
• 3.3 常見的稀疏重構(gòu)算法33-34
• 3.3.1 凸松弛算法33
• 3.3.2 貪婪算法33
• 3.3.3 組合優(yōu)化算法33
• 3.3.4 統(tǒng)計(jì)優(yōu)化算法33-34
• 3.4 基于稀疏重構(gòu)算法的均勻圓陣DOA估計(jì)34-36
• 3.4.1 基于均勻圓陣的信號稀疏表示34-35
• 3.4.2 稀疏重構(gòu)算法實(shí)現(xiàn)信號DOA估計(jì)35-36
• 3.5 本章小節(jié)36-38
• 第4章 基于改進(jìn)sl_0算法的目標(biāo)DOA估計(jì)38-52
• 4.1 引言38
• 4.2 基于sl_0算法的DOA估計(jì)方法38-41
• 4.2.1 sl_0算法基本原理39-40
• 4.2.2 基于sl_0算法的均勻圓陣DOA估計(jì)模型40-41
• 4.3 基于改進(jìn)sl_0重建算法的目標(biāo)DOA估計(jì)方法41-43
• 4.3.1 改進(jìn)sl_0算法原理41-43
• 4.3.2 基于改進(jìn)sl_0算法的均勻圓陣DOA估計(jì)模型43
• 4.4 仿真與性能分析43-51
• 4.4.1 基于改進(jìn)sl_0重建算法的DOA估計(jì)方法的實(shí)現(xiàn)44-45
• 4.4.2 與傳統(tǒng)算法DOA估計(jì)性能分析45-48
• 4.4.3 與基于sl_0算法的目標(biāo)DOA估計(jì)方法性能比較48-51
• 4.5 本章小節(jié)51-52
• 第5章 基于稀疏重構(gòu)算法的寬帶信號DOA估計(jì)方法52-62
• 5.1 引言52
• 5.2 基于稀疏重構(gòu)的寬帶信號DOA估計(jì)原理52-54
• 5.2.1 基于均勻圓陣的寬帶信號稀疏表示52-53
• 5.2.2 寬帶信號稀疏重構(gòu)模型53
• 5.2.3 基于改進(jìn)sl_0的重建算法的寬帶信號DOA估計(jì)53-54
• 5.3 實(shí)驗(yàn)仿真與分析54-60
• 5.3.1 方法可行性分析55
• 5.3.2 與傳統(tǒng)方法性能比較55-57
• 5.3.3 與基于CS的方法性能比較57-60
• 5.4 本章小節(jié)60-62
• 結(jié)論62-64
• 參考文獻(xiàn)64-68
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文68-70
• 致謝70-71
• 詳細(xì)摘要71-75

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