麦克风阵列时延估计的Cramér-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Cramér-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.     

一种基于重要抽样的麦克风阵列时延估计

麦克风阵列信号处理已经广泛引用于语音处理、通信等领域。时延的精确估计决定了麦克风阵列声源定位系统的性能。将重要抽样的方法应用到麦克风阵列的时延估计中,可以保证时延估计精确性的前提之下,有效地回避了网格搜索和迭代计算,使结果不依赖于初始值,并且降低了计算的复杂度。仿真实验结果表明,重要抽样时延估计方法在计算量降低一个数量级时,仍保持着与ML网格搜索法相近的性能,更适合麦克风阵列时延的实时估计。     

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.     

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。     

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。     

基于麦克风阵列的声源定位系统设计与应用

概括声源定位实验原理并设计麦克风阵列进行声源的捕捉,通过多次实验验证,与仿真软件的数据拟合,使得声源定位算法得到进一步提升。系统配备专门的上位机控制软件,当上位机得到各组麦克风阵列收集到的数据后,经Matlab程序估计时延及解析声源位置,通过软件的声源波形图和声源雷达图使得声源的定位更加直观。     

麦克风阵列声源定位研究与ARM实现

以EasyARM2100实验板为硬件平台,设计了一个可以在二维平面内对声源进行实时定位的实验系统。系统软件部分采用了基于到达时延估计双步定位法,并使用二次相关时延估计法和三元阵几何定位法分别对时延和声源的位置进行估计。通过在系统上的大量试验测试,表明系统硬件性能良好,软件定位算法实现简单,运算量小,精度较高,有较强的抗混响和抗噪声能力,可用在实时定位系统中。     

一种新的间歇混沌信号Poincaré映像判别方法

针对混沌振子微弱信号检测中间歇混沌信号的判别问题,该文分析了噪声对Poincaré截面的扰动影响,提出一种基于Poincaré映像的新方法,并通过数值仿真对该方法进行了验证,结果表明在强噪声作用下,即使相空间分量输出波形难以进行判别,该方法仍然能够实现间歇混沌发生频率的有效判别,且抑制了混沌振子自发的短时间周期振荡现象,实现了强噪声背景下微弱周期信号的快速有效检测。     

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。     

一种基于阵列天线的时延估计方法

本文主要讨论了无线通信中多径信号的时延估计问题，针对阵列天线，基于非线性最小二乘准则，我们提出了一种有效的时延估计方法，仿真结果表明该算法有较好的性能。     

基于四阶累积量的声波阵列时延估计算法

针对多通道阵列声波信号中可能存在相关噪声的问题,提出了一种基于四阶累积量的时延估计算法。该算法首先计算相邻通道的四阶累积量一维切片,然后对多个通道进行平均,利用高斯噪声四阶累积量为零的性质,抑制多通道阵列环境中存在的相关高斯噪声。实验表明,在较低信噪比情况下,该算法优于传统互相关算法。     

宽间距麦克风阵列实时无模糊多声源被动测向

该文针对宽间距麦克风阵列多源被动实时测向问题,研究了一种基于迭代互谱加权直方图的多源时延估计算法,利用声频信号的短时频谱稀疏性与正交性假设以及时延模糊周期的频变特点,在各声源真实时延处分别形成瞬时最大信噪比峰突,同时有效抑制因相差绕卷模糊引起的时延旁瓣,去除了多数现有基于时频稀疏特性的多源测向算法对阵元间距必须不大于最小信号波长之半的限制,使阵列系统可以兼具大孔径和低复杂度,数值仿真结果证明了所提算法的有效性。     

宽带数字阵列雷达通道固定时延误差估计技术的研究

为解决宽带数字阵列雷达通道固定时延误差导致的数字波束成形性能下降问题,提出一种基于最大似然估计和抛物线插值的通道固定时延误差估计方法。该方法首先通过基带发射信号和包含未知时延参量的基带接收信号的相关积分后信号的峰值点估计通道固定时延整数部分;然后利用峰值点及其相邻两点进行抛物线插值完成通道固定时延小数部分估计;最后计算多通道固定时延误差,并完成各通道固定时延误差的补偿。仿真结果表明,该方法能够在赛灵思的xcku115平台下,实现宽带数字阵列雷达的多通道固定时延误差估计,并且在输入信号信噪比为10～30d B的情况下,估计精度能够达到0.001～0.014倍采样间隔,可以满足工程的实际应用要求,提高宽带数字阵列雷达中数字波束成形的性能。     

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。     

麦克风阵列声源定位系统的研究

随着多媒体技术的进一步发展,语音接收和声音信号处理得到了日益广泛的关注和应用,而声源的定位和声源增强是实现语音增强,语音识别的前提和基础.基于麦克风阵列的声源定位技术由于其广泛的应用前景得到了众多学者的关注.单个麦克风接收到的信息量较少,缺少声源定位所需要的信息,而麦克风阵列克服了上述的缺点,利用了各麦克风信号之间信号的相关性对数据进行相关分析和处理从而实现声源的定位.文中阐述了麦克风阵列声源定位的原理,推导计算目标方位角、俯仰角以及距离的计算公式;阐述了硬件系统的组成以及各个部分的作用并通过实验进行了系统的测试,通过对测试数据的分析得出麦克风阵列声源定位系统能够实现声源的快速定位.     

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）。     

基于任意麦克风阵列的近场声源三维定位算法研究

基于麦克风阵列的声源定位技术在通信、语音处理等领域得到广泛的应用。本文从声音传播的基本原理出发,推导出了精确的相对幅度衰减因子,获得了更加准确的信号传播模型。利用该模型并结合子空间算法的思想,提出了适用于任意拓扑结构的麦克风阵列的近场宽带三维声源定位算法。仿真结果表明,该算法在一维均匀直线阵、二维均匀圆阵和三维均匀球面阵中,均能够得到较好的定位效果。     

256×256焦平面阵列读出电路数字控制研究

随着探测器阵列规模的快速发展,探测器阵列信号的整帧读出时间加长,在实时成像和光谱测试等方面遇到一些问题。文章主要针对256×256红外焦平面阵列进行数字控制研究,并着重对读出电路多通道输出控制方式进行讨论。该控制模式成功应用在256×256焦平面阵列读出电路中,在同样的主钟控制下,使帧读出时间缩短为原来的2／3（双通道输出）和2／5（四通道输出）,在实际测试和检验中得到很好的效果。     

基于时延差方差加权的时延差估计方法

针对目标信源数未知时的时延差估计问题,该文提出一种基于时延差方差加权的时延差估计方法。该方法利用目标辐射信号频率单元对应时延差估计比较稳定,噪声频率单元对应时延差估计比较随机的特点,对各频率单元的时延差估计结果进行时延差方差加权,突出信号所占频率单元时延差估计结果,实现对目标信源数未知时的时延差估计。在该文仿真条件下,相比一般分频带互相关法,该方法对信噪比的鲁棒性提高了。理论分析和实验结果表明：该方法对信源数和信噪比的鲁棒性好于一般分频带互相关法。