利用声源信息的多目标定位与跟踪研究

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1、矣击寺寺成丈葦＊ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳＣＩＥＮＣ巨ＡＮＤＴＥＣＭＮＯＬＯＧＹＯＦＣＭＩＮＡ专业学位硕±学位论文ＭＡＳＴＥＲＴＨＥＳＩＳＦＯＲＰＲＯＦＥＳＳＩＯＮＡＬＤＥＧＲＥＥ４Ｉ八反伊＾？＂－＇＇－＾，＇＊＇．－－：＇，，：，‘．论支题目利用声源信息的多园标定位与跟踪研究专业学位类别工程硕尘学号２０１１２２０２０６７７化者浊名梁上烈指导教师＾＾一独剑性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。

2、据我所知，除了文中特别加Ｗ标注和致谢的地方夕ｈ论文中不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表不谢意。＾？《作者签名：ｙ絮ｉ：■説日期；又风年月又）日论文使用授权本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、便用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可Ｗ将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可Ｗ采用影印、缩印或扫描等复制手段

3、保存、汇编学位论文。（作保者密签的学位论文在解密后应遵守此规定）名：＿＿导师签名：采唉曰期；之０，６年６月曰分类号密级注1UDC学位论文利用声源信息的多目标定位与跟踪研究（题名和副题名）梁上烈（作者姓名）指导教师唐续副教授电子科技大学成都（姓名、职称、单位名称）申请学位级别硕士专业学位类别工程硕士工程领域名称电子与通信工程提交论文日期2016.03.28论文答辩日期2016.05.03学位授予单位和日期电子科技大学2016年6月答辩委员会主席评阅人注1：注明《国际十进分类法UDC》的类号。StudyofMultiTargetLocationandTrackingU

4、singtheSoundSourceInformationAMasterThesisSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaMajor:MasterofEngineeringAuthor:LiangShanglieSupervisor:A.P.TangXuschool:SchoolofElectronicEngineering摘要摘要利用声源信息的定位与跟踪技术已广泛应用于电话与视频会议、人机交互、说话人跟踪与监视、智能机器人、反阻击系统等。但由于声源信息易受环境及噪声的影响，如何精确而快速地实现对声源目标

5、的定位与跟踪意义重大。在真实的应用场景中，目标往往是多个，而且个数会随着时间变化，这就使得声源定位与跟踪问题变得更加复杂。基于随机集理论的概率假设密度（probabilityhypothesisdensity，PHD）滤波多目标跟踪算法，突破了传统的数据关联方法，具有严格的数学理论基础，大大降低了计算量，开拓了多目标跟踪的研究领域。本文在此基础上研究了一种多检测概率假设密度（MD-PHD）滤波多目标跟踪算法。该算法利用传播过程中的多径信号实现对目标的定位与跟踪。以下是本文的主要研究内容：第一，研究了真实环境下声源信号的特征及传播模型。在此基础上建立了声源信号的传播模型，并通过仿真分析了

6、房间内声音信号的脉冲响应。为了提高后续处理的高效性，通过仿真分析了声源信号的预处理过程。第二，研究了时延估计算法中的多种广义互相关法。通过仿真实验比较了各种广义互相关法的优缺点，并重点研究了PHAT-GCC时延算法。针对标准的PHAT-GCC性能易受噪声影响的问题，研究了一种改进的PHAT-GCC算法。通过仿真验证了改进的PHAT-GCC算法性能更优。第三，基于随机有限集的理论，建立了递归多目标跟踪模型，并研究分析了概率假设密度（PHD）滤波多目标跟踪算法及其粒子滤波实现。通过理论分析及实验仿真表明，粒子滤波概率假设密度（SMC-PHD）滤波多目标跟踪算法能够有效实现对目标的定位与跟踪

7、。第四，针对室内应用场景中，接收信号中除了直达波信号还包含多径信号的特点，本文研究了一种利用这些多径信息的多检测概率假设密度滤波多目标跟踪算法。该算法不仅能有效实现对声源目标的定位与跟踪，还减少了麦克风的数量。通过实验仿真，验证了该算法在单目标场景下和多目标场景下的有效性，评估了其在不同信噪比下的跟踪性能。关键词：声源信息，定位与跟踪，广义互相关，多检测概率假设密度，多径信息ⅠABSTRACTABSTRACTThesoundsourceinfo