一种基于四元十字麦克风阵的声源定位算法

实现了一种基于四元十字麦克风阵列的声源定位系统。选取四元十字阵作为麦克风阵列的阵型,推导了基于四元十字麦克风阵列的声源定位算法的公式。针对传统互相关时延估计算法在低信噪比、混响大的环境下鲁棒性较差的问题,系统采用广义互相关算法来进行定位的时延估计,并使用Cortex-A8嵌入式平台实现了鲁棒的声源定位系统。     

基于循环互相关的声源定位提速方法

基于宽带信号时延估计的声源定位系统计算量大、耗时长、内存占用高,在单片机上部署时受到性能限制而不能获得较高的定位精度以及实时性.针对这一问题,研究用于时延估计的广义互相关算法,提出使用循环互相关,配合周期循环的线性调频信号进行声源定位.该声源定位系统减半了互相关所需的运算量,同时减少了占用的内存.通过搭建的麦克风阵列测试平台进行实验,结果表明该算法具有良好的提速效果.     

低空目标光纤麦克风阵列无源测向技术

由于武装直升机、巡航导弹等超低空突防目标位于地面雷达探测的盲区,近年来采用声阵列探测受到广泛关注。研究了基于时延估计的低空目标声阵列无源测向理论与算法,设计了基于广义互相关算法的光纤麦克风平面五元十字阵的低空目标无源测向模型,采用光纤麦克风阵列可以保持各通道良好的幅相一致性。推导了五元十字阵目标定位方程,并分析了时延估计误差、有效声速误差以及阵尺寸测量误差等对目标测向精度的影响。最后,对五元十字阵声阵列测向进行仿真,并给出了仿真分析结果。     

一种基于麦克风阵列的声源定位算法研究

麦克风阵列声源定位广泛应用于视音频会议系统及枪声定位系统等领域。提出了一种基于最小熵值（ME）的麦克风阵列声源定位新方法,其特点在于利用最小熵值方法对麦克风阵列进行时延估计,并与离散网格方法相结合,对声源进行空间搜索。实验结果表明,在同等混响或噪声条件下,该方法定位优于广义互相关-相位变换方法（GCC-PHAT）。     

广义互相关时延估计法声源定位研究

文章由广义互相关GCC求时延估计,先估计声音信号传导麦克风各阵元的不同时间差;计算时间差得出麦克风各阵元距声源的距离差,最后采取几何算法与阵列拓扑相的方法确定声源方位。该方法计算量小,易于实现,实际应用性强。     

实时声源定位算法研究与实现

声源定位技术是语音增强、语音识别技术的前提和基础。基于麦克风阵列的声源定位技术已经成为一大研究热点,其广阔的应用前景得到了广泛的关注。本文提出基于变步长标准最小均方差（variable step size least mean square,VLMS）的声源定位算法。该算法利用VLMS算法自适应估计声源到麦克风的脉冲响应系数,进而估计出各麦克风之间时延,并利用几何方法定位声源在3D空间的位置。此外,本文设计了基于Cortex-A8嵌入式平台的声源定位系统,并进行了相应的硬件选型与调试及算法移植工作。实时实验显示,本系统的方案合理有效,能够较好的实现声源定位。     

基于广义互相关函数的声波阵列时延估计算法

针对多通道阵列声波信号时延估计问题,提出了一种平均广义互相关函数算法。该算法首先计算相邻通道信号的相位变换广义互相关函数（PHAT—GCC）,然后将多个相位变换广义互相关函数进行平均,再根据峰值位置进行时延估计。试验表明,该算法充分利用了多个通道的信息,优于传统的互相关函数算法。     

一种多径环境下麦克风阵列时延估计算法

针对多径环境下麦克风阵列时延估计问题,将归一化最小均方误差法(NLMS)与互关联法(CR)相结合,提出了NLMS-CR算法.对该算法的结构和原理进行了详细的分析,并将其与传统的相位变换广义互相关法(GCC-PHAT)和NLMS进行了比较;同时,在不同的信噪比(SNR)与声源环境下验证了该算法的效能.仿真结果表明:在较严重的多径环境下,NLMS-CR的性能优于其他传统的算法;当信噪比较高且接收信号相关性较低时,NLMS-CR具有很高的时延估计准确率.     

汽车鸣笛声定位算法研究及系统实现

本文介绍了一种基于嵌入式DSP的城市违章汽车鸣笛声实时定位系统的研究与实现。文中提出了汽车鸣笛声的特定识别算法,并改进了广义互相关算法来计算到达时延。系统利用到达时延和8个驻极体麦克风阵列的空间位置信息和估计出违章鸣笛车辆的具体位置,并在相应的视频监控设备中做出标记。该系统专用于城市交通中准确识别违章鸣笛的机动车辆。     

麦克风阵列时延估计在单片机上的研究与应用

随着电子通信的逐渐普及,高质量高稳定性的通信需求促使阵列信号处理研究的产生和日益壮大,尤其是语音信号处理。在飞利浦P89LPC936型号芯片的基础上,加上音频采集电路和模拟输出电路以及单片机串口通信电路,搭建了基于51单片机的麦克风阵列时延估计硬件系统。然后对自相关与互相关算法进行改进,让其通过单片机能够非实时地计算出实验中的阵列系统时延。有助于复杂的语音阵列信号处理中时延估计实时性的研究。     

一种互谱相位在时延估计中的应用方法

时延估计(TDE)是水声领域的重要研究课题,基于时延估计的水声目标被动测向、被动定位技术是水声目标无源定位的重要分支。目前,较为常用的时延估计方法有基本互相关法(NCC)、广义互相关法(GCC)、自适应时延估计(LMS)等。不同于以上方法的思路,该文利用两路信号的互谱相位(CSP)设计了一种时延估计的新方法,该方法将互谱相位进行傅里叶变换,利用其变换域估算相位斜率以求取时延,能够实现多目标分辨、消除时延估计模糊与背景起伏。仿真实验证明,该方法效果要优于基本互相关,广义互相关等方法。     

基于FPGA的实时PHAT加权广义互相关时延估计器

针对水下超声探测的应用需求,在对广义互相关时延估计算法的研究基础上,设计了一种基于FPGA的实时的PHAT加权广义互相关时延估计器。在设计中应用流水线结构提高了系统的工作频率,利用DSP Builder和硬件描述语言联合设计降低了设计的难度。仿真和实验结果表明,所设计的时延估计器时延估计准确,其工作频率可以达到92.79 MHz,能够满足实时性的要求。     

基于任意麦克风阵列的声源二维DOA估计算法研究

对基于麦克风阵列的声源定位技术进行了研究,分析了基于麦克风阵列的远场信号模型,并结合子空间的方法推导出了声源二维(水平角和俯仰角)DOA估计——2D-MUSIC算法,该算法适用于任意拓扑结构的麦克风阵列。利用MATLAB仿真工具,对几种典型阵列结构进行了对比分析,提出了2种新型的三维麦克风阵列:均匀球面阵和三维均匀直线阵。仿真结果表明,提出的DOA估计算法在二维的均匀圆阵、三维的均匀球面阵和三维均匀直线阵中,均能得到较好的DOA估计效果。     

基于广义互相关的时延估计算法研究

采用到达时间差的声源定位,最重要的就是进行时延估计,其精确性直接影响到定位的准确与否。本文主要分析研究了广义互相关算法在无混响和混响环境下时延估计及估计性能,实现了不同环境下的时延估计,实验结果表明广义互相关在无混响和弱混响下具有较好的优势。     

基于声门闭合瞬间检测的时延算法研究

阐述了基于声门闭合瞬间检测的时延估计方法基本原理,研究了基于希尔伯特变换的线性预测残留误差时延估计法提取时延的方法,并与最大似然广义互相关方法进行了性能分析和比较,结果表明线性预测残留误差的均方偏差最小,抗混响能力强,运算量适中,便于实时实现。     

基于麦克风阵列的相容时延矢量声源定位方法

时延估计是常用的声源定位方法,传统的算法将定位分为两个步骤,即先估计麦克风阵列中每一对基元的接收信号时延,然后根据这些时延用几何的方法确定声源的位置。在低信噪比下,一对麦克风的时延估计误差较大,导致定位误差较大。相容时延矢量估计算法将两步合为一步,没有逐对估计时延,而是构造一个目标函数,通过搜索得到声源的位置。仿真结果表明,在低信噪比下,只需要较短的数据,该算法仍可得到较高的定位精度。     

UWB定位中的自适应时间延迟估计算法

研究了时延估计算法在超宽带(Ultra Wide Band)定位中的应用,其广义相关自适应时间延迟估计算法的收敛速度慢,在低信噪比条件下时间延迟估计精度较低。针对低信噪比条件下的收敛特性,提出一种最大似然加权的广义相关自适应时间延迟估计算法,并进一步提出了改进的基于最大似然(Maximum Likelihood)加权函数的广义互相关时延估计算法。改进的算法采用加窗法和自适应时变干扰删除滤波法,弥补了原算法计算量大及无法消除时变信号干扰的不足。仿真结果表明,改进的算法计算复杂度明显降低,能够有效地消除其他信号干扰,具有较高的时延估计精度和鲁棒性。     

UWB定位中的自适应时问延迟估计算法

研究了时延估计算法在超宽带（Ultra Wide Band）定位中的应用,其广义相关自适应时间延迟估计算法的收敛速度慢,在低信噪比条件下时间延迟估计精度较低。针对低信噪比条件下的收敛特性,提出一种最大似然加权的广义相关自适应时间延迟估计算法,并进一步提出了改进的基于最大似然（Maximum Likelihood）加权函数的广义互相关时延估计算法。改进的算法采用加窗法和自适应时变干扰删除滤波法,弥补了原算法计算量大及无法消除时变信号干扰的不足。仿真结果表明,改进的算法计算复杂度明显降低,能够有效地消除其他信号干扰,具有较高的时延估计精度和鲁棒性。     

闪电声源定位系统研究

所研制的闪电声源定位系统由四元正方形麦克风声阵列、雷声信号传输系统和信号采集、记录与显示设备等部分组成.结合一次地闪雷声实测数据,采用广义互相关时延估计法计算了雷声信号到达不同麦克风的时间差,依据声光差定距法获得了声源点与麦克风阵列的距离,实现了雷电声源点的三维定位和闪电放电通道的三维重构.通过与同步观测到的雷电电磁脉冲场及大气电场进行对比,表明系统的定位效果较好.     

麦克风阵列时延估计的Cramé-Rao界限

麦克风阵列拓扑结构对麦克风阵列语音处理系统具有重要影响。该文针对麦克风阵列语音处理系统的时延估计性能,通过对声源和麦克风空间位置的几何描述,推导出了时延估计的Cramé-Rao界限,分析了麦克风阵列拓扑结构对其时延估计性能的影响,并给出了常见的麦克风阵列拓扑结构时延估计性能的仿真实验。实验结果有效地验证了理论分析所得出的结论。