分布式陣列聲源定位方法的研究
本文關(guān)鍵詞:分布式陣列聲源定位方法的研究,,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:分布式麥克風(fēng)陣列是指由多個(gè)麥克風(fēng)陣列組成的集合,且每個(gè)陣列都可以獨(dú)立處理接收到的聲音信號(hào)。與傳統(tǒng)陣列相比,分布式麥克風(fēng)陣列不受陣型約束,提高了分布式系統(tǒng)的冗余,使得整體性能不會(huì)因?yàn)橐粋(gè)或幾個(gè)陣元的失效而下降。利用分布式陣列進(jìn)行聲源定位,由于多個(gè)陣列的參與,可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜聲學(xué)環(huán)境下移動(dòng)聲源的定位性能的提高。近年來(lái),基于分布式麥克風(fēng)陣列的聲源定位方法己成為研究的熱點(diǎn)。論文以分布式麥克風(fēng)陣列為基礎(chǔ),介紹了分布式麥克風(fēng)陣列和聲源定位的基礎(chǔ)理論,針對(duì)分布式陣列的特點(diǎn),給出了陣列節(jié)點(diǎn)自定位方法和陣列與陣列之間時(shí)間同步方法,介紹了混響模型并分析了混響對(duì)聲源定位的影響。論文詳細(xì)闡述了幾種傳統(tǒng)陣列聲源定位的原理,并對(duì)其進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn)研究。在此基礎(chǔ)上,論文開展了實(shí)際封閉聲學(xué)環(huán)境下的聲源定位方法研究。為了解決分布式陣列的組織結(jié)構(gòu)問題,將數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中圖的概念與分布式陣列相結(jié)合,提出了一種基于圖的分布式麥克風(fēng)陣列簇定位方法?紤]到參與聲源定位的簇?cái)?shù)目過(guò)多會(huì)增加系統(tǒng)復(fù)雜度,論文提出了一種基于克拉美羅界(CRB)動(dòng)態(tài)選簇的移動(dòng)聲源定位方法。該方法構(gòu)建了分布式麥克風(fēng)陣列的FISH信息陣,并根據(jù)推導(dǎo)出的克拉美羅界選出用于定位的最優(yōu)簇,采用最大似然估計(jì)進(jìn)行分布式陣列的定位數(shù)據(jù)融合,進(jìn)而得到實(shí)際移動(dòng)聲源的位置。最后,論文進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn)和結(jié)果分析。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,與其他方法相比,論文提出的方法在取得較好聲源定位性能的同時(shí),降低了分布式陣列定位的復(fù)雜度。
【關(guān)鍵詞】:分布式麥克風(fēng)陣列 聲源定位 簇定位 克拉美羅界 數(shù)據(jù)融合
【學(xué)位授予單位】:遼寧工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2016
【分類號(hào)】:TN912.3
【目錄】:
- 摘要5-6
- Abstract6-9
- 1 緒論9-14
- 1.1 課題研究背景及意義9
- 1.2 分布式麥克風(fēng)陣列9-11
- 1.3 聲源定位發(fā)展現(xiàn)狀11-12
- 1.4 論文主要內(nèi)容及安排12-14
- 2 分布式麥克風(fēng)陣列關(guān)鍵技術(shù)14-21
- 2.1 節(jié)點(diǎn)定位14-16
- 2.1.1 基于能量的節(jié)點(diǎn)定位14-15
- 2.1.2 基于到達(dá)時(shí)間差的節(jié)點(diǎn)定位15-16
- 2.2 陣列同步方法研究16-20
- 2.2.1 兩兩時(shí)間同步17-19
- 2.2.2 全網(wǎng)時(shí)間同步19-20
- 2.3 本章小結(jié)20-21
- 3 聲源定位基礎(chǔ)21-28
- 3.1 信號(hào)接收模型21
- 3.1.1 理想信號(hào)模型21
- 3.1.2 實(shí)際信號(hào)模型21
- 3.2 房間混響模型21-25
- 3.2.1 混響21-22
- 3.2.2 混響對(duì)聲音的影響22
- 3.2.3 房間沖激響應(yīng)模型22-25
- 3.3 近遠(yuǎn)場(chǎng)和空間采樣定理25-27
- 3.3.1 聲源近遠(yuǎn)場(chǎng)的劃分25-26
- 3.3.2 空間采樣定理26-27
- 3.4 本章小結(jié)27-28
- 4 麥克風(fēng)陣列的聲源定位方法與實(shí)驗(yàn)分析28-41
- 4.1 波束形成28-29
- 4.2 可控響應(yīng)功率29-30
- 4.3 基于廣義互相關(guān)的可控響應(yīng)功率30-31
- 4.4 可控響應(yīng)功率相位變換31-36
- 4.4.1 可控響應(yīng)功率相位變換原理31-32
- 4.4.2 可控響應(yīng)功率相位變換的實(shí)現(xiàn)32-33
- 4.4.3 時(shí)延估計(jì)方法33-36
- 4.5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與仿真36-40
- 4.5.1 仿真環(huán)境36
- 4.5.2 仿真結(jié)果分析36-40
- 4.6 本章小結(jié)40-41
- 5 基于分簇的分布式陣列移動(dòng)聲源定位算法41-54
- 5.1 分布式陣列的分簇41-44
- 5.1.1 圖的概念41-42
- 5.1.2 分簇42-44
- 5.2 基于克拉美羅界的簇選取44-45
- 5.3 數(shù)據(jù)融合45-46
- 5.4 仿真實(shí)驗(yàn)與結(jié)果分析46-52
- 5.4.1 信號(hào)模型46-47
- 5.4.2 仿真環(huán)境47
- 5.4.3 仿真結(jié)果與分析47-52
- 5.5 本章小結(jié)52-54
- 6 總結(jié)與展望54-56
- 參考文獻(xiàn)56-59
- 攻讀碩士期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況59-60
- 致謝60
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