本文關(guān)鍵詞：基于麥克風(fēng)陣列的室內(nèi)語音定位算法研究

  更多相關(guān)文章： 麥克風(fēng)陣列 聲源定位系統(tǒng) 相位變換加權(quán)廣義互相關(guān) 圓形集成互功率譜 一致聚焦變換

【摘要】：隨著多媒體技術(shù)的進一步發(fā)展,陣列信號處理技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于各領(lǐng)域�；邴溈孙L(fēng)陣列的聲源定位技術(shù)是陣列信號處理中的關(guān)鍵技術(shù)之一,是語音信號處理領(lǐng)域一個新的研究熱點。本論文運用麥克風(fēng)陣列技術(shù)對室內(nèi)語音定位展開研究,主要做了以下幾個方面的工作：1、對基于麥克風(fēng)陣列的聲源定位技術(shù)的研究背景、研究現(xiàn)狀、研究意義、研究難點和影響因素進行深入研究,并給出語音信號預(yù)處理的方法。2、在分析了傳統(tǒng)的的定位算法存在定位精度低、實時性差等問題的基礎(chǔ)上,提出了一種基于PHAT的三維七元麥克風(fēng)陣列聲源定位算法。通過到達時差方法計算聲源的方位角、俯仰角、距離,最后通過幾何方法結(jié)合角度與距離計算聲源位置,并與傳統(tǒng)的四元十字形陣列進行對比。3、針對波達方向估計中,傳統(tǒng)互功率譜相位的聲源定位方位被存在估計準確性差、方位模糊的問題,提出了一種基于圓形集成互功率譜的聲源定位算法,在該算法中,通過在互功率譜中引入相位旋轉(zhuǎn)因子,得到圓形集成互功率譜,結(jié)合十二元麥克風(fēng)陣列,進行聲源方位估計,能有效提高方位估計性能。4、針對現(xiàn)有的多聲源定位方法中定位結(jié)果不準確、穩(wěn)定性不好等問題,提出了一種基于一致聚焦變換最小二乘法的麥克風(fēng)陣列雙聲源定位算法,運用基于一致聚焦變換最小二乘法的寬帶信號MUSIC算法,對室內(nèi)近場雙聲源進行定位。定義中心頻率點,然后通過一致聚焦變換,結(jié)合最小二乘法,求得每個中心頻率點所對應(yīng)的信號空間譜,利用頻率點均值和時間快拍估計的方法求得信號空間譜平均估計值,進而估計求得聲源方位,提高了定位的精確性。5、分析前面提出的聲源定位算法,并對第四、五章的算法進行語音定位系統(tǒng)實現(xiàn)。實測實驗結(jié)果表明,本文提出的語音定位算法定位精度高,能滿足實際定位需求。最后,總結(jié)本文所做工作,對可能的改進之處做出展望。
【關(guān)鍵詞】：麥克風(fēng)陣列 聲源定位系統(tǒng) 相位變換加權(quán)廣義互相關(guān) 圓形集成互功率譜 一致聚焦變換
【學(xué)位授予單位】：南京信息工程大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN912.3
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-9
• 符號及縮寫含義清單9-10
• 第一章 緒論10-20
• 1.1 研究背景及意義10-14
• 1.2 麥克風(fēng)陣列聲源定位技術(shù)的研究現(xiàn)狀14-17
• 1.2.1 基于時延估計的聲源定位技術(shù)14-15
• 1.2.2 基于高分辨率譜估計技術(shù)的聲源定位技術(shù)15
• 1.2.3 基于可控波束形成的聲源定位技術(shù)15-16
• 1.2.4 基于粒子濾波的聲源定位技術(shù)16-17
• 1.3 麥克風(fēng)陣列聲源定位技術(shù)的研究難點與影響因素17-18
• 1.3.1 研究難點17
• 1.3.2 影響因素17-18
• 1.4 本文研究內(nèi)容與組織結(jié)構(gòu)18-20
• 第二章 信號模型與預(yù)處理20-32
• 2.1 語音信號模型20-24
• 2.1.1 語音信號20-23
• 2.1.2 近場信號與遠場信號模型23-24
• 2.2 麥克風(fēng)陣列語音信號模型24-27
• 2.2.1 帶噪語音與室內(nèi)混響24-26
• 2.2.2 麥克風(fēng)陣列語音信號模型26-27
• 2.3 語音信號的預(yù)處理27-31
• 2.3.1 預(yù)濾波27-28
• 2.3.2 分幀加窗處理28-31
• 2.4 本章小結(jié)31-32
• 第三章 基于PHAT的三維七元麥克風(fēng)陣列聲源定位算法32-46
• 3.1 傳統(tǒng)四元十字麥克風(fēng)陣列聲源定位算法32-33
• 3.2 基于相位變換加權(quán)的廣義互相關(guān)七元麥克風(fēng)陣列聲源定位算法33-39
• 3.2.1 相位變換加權(quán)的廣義互相關(guān)算法33-35
• 3.2.2 基于PHAT的三維七元麥克風(fēng)陣列聲源定位算法35-37
• 3.2.3 語音信號處理37-39
• 3.3 仿真實驗對比39-45
• 3.3.1 四元與七元麥克風(fēng)陣列定位性能比較39-42
• 3.3.2 聲源處于不同位置時七元麥克風(fēng)在陣列定位結(jié)果42-45
• 3.4 本章小結(jié)45-46
• 第四章 基于圓形集成互功率譜的麥克風(fēng)陣列聲源定位算法46-54
• 4.1 傳統(tǒng)的互功率譜相位的聲源定位算法46-48
• 4.2 基于圓形集成互功率譜的麥克風(fēng)陣列聲源定位算法48-51
• 4.2.1 圓形麥克風(fēng)陣列設(shè)計48-49
• 4.2.2 基于圓形集成互功率譜的麥克風(fēng)陣列聲源定位算法49-50
• 4.2.3 誤差分析50-51
• 4.3 仿真實驗對比51-53
• 4.3.1 聲源位置不變時定位性能51-52
• 4.3.2 聲源位置變化時定位性能52-53
• 4.4 本章小結(jié)53-54
• 第五章 基于一致聚焦變換最小二乘法的麥克風(fēng)陣列雙聲源定位算法54-69
• 5.1 多聲源定位算法54-56
• 5.1.1 傳統(tǒng)的多信號分類的聲源定位算法54-55
• 5.1.2 盲源分離-聲達時差方法的聲源定位算法55-56
• 5.2 基于一致聚焦變換最小二乘法的麥克風(fēng)陣列雙聲源定位算法56-63
• 5.2.1 圓形麥克風(fēng)陣列設(shè)計與信號模型建立56-58
• 5.2.2 基于一致聚焦變換最小二乘法的多信號分類方法58-63
• 5.3 仿真實驗對比63-67
• 5.3.1 聲源定位性能分析64-66
• 5.3.2 聲源定位對比分析66-67
• 5.4 本章小結(jié)67-69
• 第六章 語音定位系統(tǒng)實現(xiàn)69-81
• 6.1 系統(tǒng)的硬件準備69-72
• 6.2 系統(tǒng)的軟件實現(xiàn)72-73
• 6.3 室內(nèi)麥克風(fēng)陣列配置73-75
• 6.4 仿真與實測實驗對比75-79
• 6.4.1 基于圓形集成互功率譜的麥克風(fēng)陣列聲源定位算法實測實驗75-78
• 6.4.2 基于一致聚焦變換最小二乘法的麥克風(fēng)陣列雙聲源定位算法實驗78-79
• 6.5 本章小結(jié)79-81
• 第七章 總結(jié)和展望81-84
• 7.1 總結(jié)81-82
• 7.2 展望82-84
• 參考文獻84-88
• 致謝88-89
• 攻讀碩士學(xué)位期間主要科研成果89

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本文編號：985449