基于麦克风阵列的多声源测向方法研究

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1、分类号密级UDC注1学位论文基于麦克风阵列的多声源测向方法研究(题名和副题名)(作者姓名)指导教师姓名申请学位级别硕士专业名称电路与系统论文提交日期2014.02论文答辩日期2014.03学位授予单位和日期南京理工大学答辩委员会主席评阅人2014年2月24日注1：注明《国际十进分类法UDC》的类号。声明本学位论文是我在导师的指导下取得的研究成果，尽我所知，在本学位论文中，除了加以标注和致谢的部分外，不包含其他人已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得任何教育机构的学位或学历而使用过的材料。与我一同工作的同事对本学位论文做出的贡献均已在论文中作了明确的说明。研究生签

2、名：年月日学位论文使用授权声明南京理工大学有权保存本学位论文的电子和纸质文档，可以借阅或上网公布本学位论文的部分或全部内容，可以向有关部门或机构送交并授权其保存、借阅或上网公布本学位论文的部分或全部内容。对于保密论文，按保密的有关规定和程序处理。研究生签名：年月日硕士论文基于麦克风阵列的多声源测向方法研究摘要基于麦克风阵列的多声源测向技术通过对麦克风阵列接收的多声源混合信号进行处理，从而确定各个声源的方位。它在很多领域都具有广泛的应用前景和实际意义，如在民用方面的视/音频会议、语音识别及增强等领域中，常利用声源测向技术精确估计出说话人位置来控制摄像头，使其自动对该位置

3、的语音信号进行增强。在军事方面声源测向技术被广泛地应用在飞机，火炮、狙击手探测等方面。因此，该技术成为了语音信号处理领域的研究热点之一。本课题针对基于麦克风阵列多声源测向问题展开研究，归纳总结并比较了传统的几类声源测向方法。本文以典型的双阵元麦克风阵列为研究对象，针对远场多声源模型，将基于语音信号时频正交特性的退化分离估计技术(DUET)应用于声源信号测向。该算法利用了语音信号特有的时频稀疏和短时正交特性(W-DisjointOrthogonality,W-DO)，基于此特性的时延估计算法计算量小，实现简单，仅用两个麦克风就可以实现多个声源的方位测向。但是当声源存在波

4、长小于两倍阵元间距的高频成分时，此类声源测向方法将出现相位卷绕模糊问题，而阵元间距因物理尺寸限制也不可能无限缩小，因此限制了该类方法的实际应用领域。针对上述问题，本文提出了一种基于迭代时频掩蔽的宽间距麦克风阵列多声源测向方法，该方法通过迭代消去过程，显著抑制了相位卷绕产生的影响。此外，结合基于能量的语音端点检测技术，本文进一步给出了上述方法的实时处理算法步骤。针对上述方法，本文进行了仿真实验和相关外场实验，实验结果表明：针对宽间距麦克风阵列多声源测向，本文所述方法明显优于常规DUET类方法，具有一定的实际应用价值。关键词：麦克风阵列多源测向时延估计相位模糊实时处理47

5、硕士论文基于麦克风阵列的多声源测向方法研究AbstractMeasuringmultiplesourcedirectioninamicrophone-arrayreferstothatthedirectionofacousitcsourceisdeterminedbymixed-signalimformationreceivedfrommicrophones.Itiswidelyusedinmanyareas,suchasvideo/audioconferencing,speechrecognitionandspeechenhancementetc.Byestimat

6、ingthespeakerpositiontocontrolthemicrophoneandcamera,thentheautomaticspeechsignalofthespeakercanbeenhanced.Inthemilitaryarea,thetechnologyiswidelyusedintheaspectsofsniperdetectionandtargetdetectionofaircraft,artilleryetc.Therefore,multiplesoundsourcedirectionmeasurementisanewhotspotinac

7、ousticsignalprocessingfield.Thisthesismainlyfocusesonastudybasedonmultiplesoundsourcedirectionmeasurementtechnology.Andtheseveralcategoriesoftraditionalsoundsourcedirectionmeasurementsaresummarizedandcomparedfirstly.Inthispaper,thetypicaldual-microphonearrayisstudied,focusedonf