基于差分麦克风阵列的声源定位方法研究

《基于差分麦克风阵列的声源定位方法研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、中图分类号：TP912.3论文编号：102870416-S066学科分类号：081001硕士学位论文基于差分麦克风阵列的声源定位方法研究研究生姓名何赛娟学科、专业通信与信息系统研究方向语音信号处理指导教师陈华伟教授南京航空航天大学研究生院电子信息工程学院二О一五年十二月NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofElectronicandInformationEngineeringResearchonMethodsofSoundSourceLocalizationBasedonDifferent

2、ialMicrophoneArrayAThesisinCommunicationandInformationSystembySaijuanHeAdvisedbyProf.HuaweiChenSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofPhilosophyDecember,2015承诺书本人声明所呈交的硕士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。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南京航空航天大学或其他教育机构的学位或证书而使

3、用过的材料。本人授权南京航空航天大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后适用本承诺书）作者签名：日期：南京航空航天大学硕士学位论文摘要麦克风阵列声源定位一直是语音信号处理领域研究的热点之一。经典的声源定位方法在小尺寸麦克风阵列条件下的性能变差，精度无法满足实际需要。因此，如何有效实现小尺寸阵列和混响噪声环境下的声源定位是麦克风阵列处理领域中有待进一步解决的关键问题。而基于差分麦克风阵列的声强估计方法为实现小尺寸阵列条件下的声源定位提供了一条重要技术途径。本文以差分麦克风阵列为研究对象，以声强估计作

4、为主要定位手段，从单声源和多声源两个角度进行讨论，并在此基础上对基本方法进行改进，从而实现声源方位的准确定位。具体的工作如下：首先介绍了差分麦克风阵列定位的基本理论，然后详细介绍了基于声强估计、基于时延估计和基于可控波束形成的声源定位方法的基本原理，并对其性能进行仿真分析和比较。结果表明，基于声强估计的声源定位方法要优于其他两种方法，为接下来提出的算法奠定了基础。针对声强估计方法在高混响下性能变差的缺陷，本文结合局部标准差和瞬时方位估计值之间的关系提出了基于局部标准差加权的方法。仿真结果表明，此方法有一定的效果，但是改进效果并不明显。于是，本文提出了基于二次门限时频掩蔽的定位方法。该方法从时

5、频域角度进行了改进，定位精度得到提升。此外，本文还从空域角度进行了算法改进，提出了基于波束指向性加权的方法，初步结果表明，此方法有效地提高了声源定位的性能。最后，本文结合时频域和空域改进方法的优点，提出了基于时频空域联合处理的方法，仿真和实测数据结果表明，该方法要优于只在时频域或空域处理的方法。本文还对多声源的声强估计声源定位方法进行研究，分析了现有的直方图方法的性能，提出了基于时频掩蔽和模糊聚类分析的多声源定位方法。从仿真结果和实验数据分析表明，本文提出的方法要优于直方图方法。关键词：差分麦克风阵列，声强估计，时频稀疏性，模糊聚类，声源定位I南京航空航天大学硕士学位论文ABSTRACTTh

6、etechnologyofsoundsourcelocalizationwithmicrophonearrayhasbeenahotresearchtopicinspeechsignalprocessing.However,theperformanceofclassicalsoundsourcelocalizationmethodswithsmallarraysizeispoorandtheaccuracycannotmeetourdemand.Therefore,itisakeyproblemtobesolvedinthefieldofmicrophonearrayprocessingto

7、realizethesoundsourcelocalizationwithsmallsizearrayinreverberationandnoisyenvironment.Theacousticintensityestimationmethodbasedondifferentialmicrophonearrayprovidesanimportanttechnicalwaytorealizethesoundso