本文關(guān)鍵詞：基于麥克風(fēng)陣列的室內(nèi)語(yǔ)音定位算法研究

  更多相關(guān)文章： 麥克風(fēng)陣列 聲源定位系統(tǒng) 相位變換加權(quán)廣義互相關(guān) 圓形集成互功率譜 一致聚焦變換

【摘要】：隨著多媒體技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展,陣列信號(hào)處理技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于各領(lǐng)域�；邴溈孙L(fēng)陣列的聲源定位技術(shù)是陣列信號(hào)處理中的關(guān)鍵技術(shù)之一,是語(yǔ)音信號(hào)處理領(lǐng)域一個(gè)新的研究熱點(diǎn)。本論文運(yùn)用麥克風(fēng)陣列技術(shù)對(duì)室內(nèi)語(yǔ)音定位展開研究,主要做了以下幾個(gè)方面的工作：1、對(duì)基于麥克風(fēng)陣列的聲源定位技術(shù)的研究背景、研究現(xiàn)狀、研究意義、研究難點(diǎn)和影響因素進(jìn)行深入研究,并給出語(yǔ)音信號(hào)預(yù)處理的方法。2、在分析了傳統(tǒng)的的定位算法存在定位精度低、實(shí)時(shí)性差等問(wèn)題的基礎(chǔ)上,提出了一種基于PHAT的三維七元麥克風(fēng)陣列聲源定位算法。通過(guò)到達(dá)時(shí)差方法計(jì)算聲源的方位角、俯仰角、距離,最后通過(guò)幾何方法結(jié)合角度與距離計(jì)算聲源位置,并與傳統(tǒng)的四元十字形陣列進(jìn)行對(duì)比。3、針對(duì)波達(dá)方向估計(jì)中,傳統(tǒng)互功率譜相位的聲源定位方位被存在估計(jì)準(zhǔn)確性差、方位模糊的問(wèn)題,提出了一種基于圓形集成互功率譜的聲源定位算法,在該算法中,通過(guò)在互功率譜中引入相位旋轉(zhuǎn)因子,得到圓形集成互功率譜,結(jié)合十二元麥克風(fēng)陣列,進(jìn)行聲源方位估計(jì),能有效提高方位估計(jì)性能。4、針對(duì)現(xiàn)有的多聲源定位方法中定位結(jié)果不準(zhǔn)確、穩(wěn)定性不好等問(wèn)題,提出了一種基于一致聚焦變換最小二乘法的麥克風(fēng)陣列雙聲源定位算法,運(yùn)用基于一致聚焦變換最小二乘法的寬帶信號(hào)MUSIC算法,對(duì)室內(nèi)近場(chǎng)雙聲源進(jìn)行定位。定義中心頻率點(diǎn),然后通過(guò)一致聚焦變換,結(jié)合最小二乘法,求得每個(gè)中心頻率點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的信號(hào)空間譜,利用頻率點(diǎn)均值和時(shí)間快拍估計(jì)的方法求得信號(hào)空間譜平均估計(jì)值,進(jìn)而估計(jì)求得聲源方位,提高了定位的精確性。5、分析前面提出的聲源定位算法,并對(duì)第四、五章的算法進(jìn)行語(yǔ)音定位系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。實(shí)測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,本文提出的語(yǔ)音定位算法定位精度高,能滿足實(shí)際定位需求。最后,總結(jié)本文所做工作,對(duì)可能的改進(jìn)之處做出展望。
【關(guān)鍵詞】：麥克風(fēng)陣列 聲源定位系統(tǒng) 相位變換加權(quán)廣義互相關(guān) 圓形集成互功率譜 一致聚焦變換
【學(xué)位授予單位】：南京信息工程大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TN912.3
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-9
• 符號(hào)及縮寫含義清單9-10
• 第一章 緒論10-20
• 1.1 研究背景及意義10-14
• 1.2 麥克風(fēng)陣列聲源定位技術(shù)的研究現(xiàn)狀14-17
• 1.2.1 基于時(shí)延估計(jì)的聲源定位技術(shù)14-15
• 1.2.2 基于高分辨率譜估計(jì)技術(shù)的聲源定位技術(shù)15
• 1.2.3 基于可控波束形成的聲源定位技術(shù)15-16
• 1.2.4 基于粒子濾波的聲源定位技術(shù)16-17
• 1.3 麥克風(fēng)陣列聲源定位技術(shù)的研究難點(diǎn)與影響因素17-18
• 1.3.1 研究難點(diǎn)17
• 1.3.2 影響因素17-18
• 1.4 本文研究?jī)?nèi)容與組織結(jié)構(gòu)18-20
• 第二章 信號(hào)模型與預(yù)處理20-32
• 2.1 語(yǔ)音信號(hào)模型20-24
• 2.1.1 語(yǔ)音信號(hào)20-23
• 2.1.2 近場(chǎng)信號(hào)與遠(yuǎn)場(chǎng)信號(hào)模型23-24
• 2.2 麥克風(fēng)陣列語(yǔ)音信號(hào)模型24-27
• 2.2.1 帶噪語(yǔ)音與室內(nèi)混響24-26
• 2.2.2 麥克風(fēng)陣列語(yǔ)音信號(hào)模型26-27
• 2.3 語(yǔ)音信號(hào)的預(yù)處理27-31
• 2.3.1 預(yù)濾波27-28
• 2.3.2 分幀加窗處理28-31
• 2.4 本章小結(jié)31-32
• 第三章 基于PHAT的三維七元麥克風(fēng)陣列聲源定位算法32-46
• 3.1 傳統(tǒng)四元十字麥克風(fēng)陣列聲源定位算法32-33
• 3.2 基于相位變換加權(quán)的廣義互相關(guān)七元麥克風(fēng)陣列聲源定位算法33-39
• 3.2.1 相位變換加權(quán)的廣義互相關(guān)算法33-35
• 3.2.2 基于PHAT的三維七元麥克風(fēng)陣列聲源定位算法35-37
• 3.2.3 語(yǔ)音信號(hào)處理37-39
• 3.3 仿真實(shí)驗(yàn)對(duì)比39-45
• 3.3.1 四元與七元麥克風(fēng)陣列定位性能比較39-42
• 3.3.2 聲源處于不同位置時(shí)七元麥克風(fēng)在陣列定位結(jié)果42-45
• 3.4 本章小結(jié)45-46
• 第四章 基于圓形集成互功率譜的麥克風(fēng)陣列聲源定位算法46-54
• 4.1 傳統(tǒng)的互功率譜相位的聲源定位算法46-48
• 4.2 基于圓形集成互功率譜的麥克風(fēng)陣列聲源定位算法48-51
• 4.2.1 圓形麥克風(fēng)陣列設(shè)計(jì)48-49
• 4.2.2 基于圓形集成互功率譜的麥克風(fēng)陣列聲源定位算法49-50
• 4.2.3 誤差分析50-51
• 4.3 仿真實(shí)驗(yàn)對(duì)比51-53
• 4.3.1 聲源位置不變時(shí)定位性能51-52
• 4.3.2 聲源位置變化時(shí)定位性能52-53
• 4.4 本章小結(jié)53-54
• 第五章 基于一致聚焦變換最小二乘法的麥克風(fēng)陣列雙聲源定位算法54-69
• 5.1 多聲源定位算法54-56
• 5.1.1 傳統(tǒng)的多信號(hào)分類的聲源定位算法54-55
• 5.1.2 盲源分離-聲達(dá)時(shí)差方法的聲源定位算法55-56
• 5.2 基于一致聚焦變換最小二乘法的麥克風(fēng)陣列雙聲源定位算法56-63
• 5.2.1 圓形麥克風(fēng)陣列設(shè)計(jì)與信號(hào)模型建立56-58
• 5.2.2 基于一致聚焦變換最小二乘法的多信號(hào)分類方法58-63
• 5.3 仿真實(shí)驗(yàn)對(duì)比63-67
• 5.3.1 聲源定位性能分析64-66
• 5.3.2 聲源定位對(duì)比分析66-67
• 5.4 本章小結(jié)67-69
• 第六章 語(yǔ)音定位系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)69-81
• 6.1 系統(tǒng)的硬件準(zhǔn)備69-72
• 6.2 系統(tǒng)的軟件實(shí)現(xiàn)72-73
• 6.3 室內(nèi)麥克風(fēng)陣列配置73-75
• 6.4 仿真與實(shí)測(cè)實(shí)驗(yàn)對(duì)比75-79
• 6.4.1 基于圓形集成互功率譜的麥克風(fēng)陣列聲源定位算法實(shí)測(cè)實(shí)驗(yàn)75-78
• 6.4.2 基于一致聚焦變換最小二乘法的麥克風(fēng)陣列雙聲源定位算法實(shí)驗(yàn)78-79
• 6.5 本章小結(jié)79-81
• 第七章 總結(jié)和展望81-84
• 7.1 總結(jié)81-82
• 7.2 展望82-84
• 參考文獻(xiàn)84-88
• 致謝88-89
• 攻讀碩士學(xué)位期間主要科研成果89

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本文編號(hào)：985449