宽频波束形成设计的活动约束点逼近方法

发布时间：2021-01-20 20:29

　　波束形成问题在日常生活和生产中都有着广泛的应用,根据特定的滤波器类型,选择合适的滤波器设计准则,设计滤波器的系数,使得某个给定的性能指标达到最优是目前研究的主要方向.本文考虑的是宽频波束形成问题的优化设计.通过分析问题的性能极限,本文采用了离散法和活动约束点逼近法两种方法求解优化问题,并对这两种方法求出的最优解、最优目标函数值、运行时间等进行对比分析.文章主要内容安排如下:第一部分研究了宽频波束形成设计的最优误差值极限.首先,根据信号处理原理,在远场和近场环境中分别建立最优化问题模型.然后,为了判定实际应用中性能目标设定的合理性,对宽频波束形成问题的无限长度解和最优误差值极限进行了研究和分析,并建立一系列的优化子问题计算性能极限.最后,借助数值算例对极限理论进行验证.第二部分研究了宽频波束形成设计问题的算法.首先,介绍了运用离散方法求解宽频波束形成问题.然后,运用活动约束点逼近方法求解宽频波束形成问题的最优误差值.最后,利用数值算例对远场和近场两种不同情形分别运用两种方法进行求解,并就最优解、最优目标函数值、运行时间等因素进行对比分析.最后,本文对以上研究工作进行了总结,并对后续的研究... 

【文章来源】：重庆师范大学重庆市

【文章页数】：47 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１．２?ＦＩＲ滤波器流程图??

远场环境是指户外的空旷环境，声源距离接收端麦克风阵列足够远，并且语音的反射??可以忽略．具体而言，就是声源到麦克风阵列中心的距离大于２Ｍ２／Ａ的环境，其中Ａｆ表??示均匀线性麦克风阵列长度，Ａ表示声源的最小波长．麦克风阵列结构如图３．１所示．??个??Ｔｘ（ｅｊ）??＞?恶皮器?＼?乂及ｉＣ／＂）??Ｔ＾ｆｙｙＹｒ，?聯??Ｔ?．ｅｆＡＴ￣￣Ｈ／??’?Ｘ）?＞｜?ｈＮ??图３．丨远场情形下麦克风阵列结构图??１１??

近场环境一般是指源信号与麦克风阵列的距离比较小的环境，确切的说就是声源与??阵列中心的距离小于２Ｍ２／Ａ的环境，其中Ｍ与Ａ的定义同远场环境一样．并且近场环境??麦克风阵列结构如图３．２所示．??－，！〇——＞＼?ａｓｓ?Ｖ??／??／?，，刃｜〇——Ｈ獅器？Ｘ??ｉｓ??＞｜〇——＞｜?ｈ，??输出〉??＼、ｌ〇?—皮ｇ?Ｘ??Ｔ（ｒ，ｆ）?＼???／／??４｜〇?＞｜?器?ａａ．?’??ｒＮ????Ｈ（ｆ）??图３．２近场情形下麦克风阵列结构图??在这种情形下，不同位置的声源到不同位置麦克风的传递函数有明显区别，并且本文??主要考虑的是无反射情况．它的传递函数主要由源信号与麦克风之间的距离决定，因此，??乃（４／）中代表声源与麦克风阵列之间位置信息的变量ｄ应由信号源的位置变量ｒ替换，??即近场环境下的传递函数７Ｋｒ


本文编号：2989733