基于传声器阵列的时延估计技术的研究

发布时间：2017-08-28 16:40

  本文关键词：基于传声器阵列的时延估计技术的研究

  更多相关文章： 传声器阵列 声源定位 改进的小波阈值函数 时延估计 平面四元十字阵

【摘要】：与单独一个传声器处理信号相比,传声器阵列会提供更多的空域信息,在信号增强和确定声源位置等方面更加具有优势,在实际生活中有着广泛的应用。基于传声器阵列的时延估计技术主要应用于声源定位领域中,是基于传声器阵列声源定位技术中不可缺少的重要环节。基于传声器阵列的声源定位就是把多个传声器按几何结构有序的排列,组合成一个传声器阵列结构,把传声器阵列接收到的声源信号信息进行处理,得到声源信号到达传声器的时间延迟,根据声源到达两传声器之间的时间延迟和传声器阵列的几何结构确定出声源位置。定位的一个重要环节是估计时间延迟,本文主要对基于传声器阵列的声源定位技术领域中的时延估计技术进行了研究。针对噪声对传声器阵列声源定位精度影响较大的问题入手,重点研究了声源信号的去噪技术,并将去噪算法与计算时间延迟算法相结合,减小噪声对计算时间延迟精度的影响。在计算时间延迟之前要对含噪信号进行预处理,有效的降噪会直接影响定位的精度。为提高去噪效果,研究了小波阈值去噪原理和传统阈值函数的结构,提出了改进的小波阈值函数。该改进算法在软阈值函数的基础上引入调节因子构造改进的阈值函数,并根据函数曲线对其去噪性能进行分析。通过理论分析和仿真实验表明本文改进的阈值函数改善了软阈值函数存在恒定偏差和硬阈值函数不连续的问题,有效地滤除了语音信号中的噪声,能够更大程度的保留原始语音信号的特征信息。针对噪声对时延估计精度影响大的问题,将小波阈值函数去噪和广义互相关算法相结合,运用基于改进小波阈值函数的时延估计方法对含噪信号进行时延估计。仿真结果表明,与传统方法相比,用基于改进小波阈值函数广义互相关法求得互相关函数呈现出波动小、峰值尖锐的特点,求得的时间延迟准确。在阵列布设方面,本文研究了平面四元十字阵的定位原理和算法,结合基于改进小波阈值函数的时延估计方法对声源位置做定位实验,实验结果表明,定位方法具有较好的性能,可考虑在实际中使用。
【关键词】：传声器阵列 声源定位 改进的小波阈值函数 时延估计 平面四元十字阵
【学位授予单位】：东北石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN641
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第一章 绪论8-13
• 1.1 研究背景和意义8-10
• 1.2 时间延迟估计方法的研究现状10-12
• 1.2.1 国外研究现状10-11
• 1.2.2 国内研究现状11-12
• 1.3 本文的主要研究内容及结构安排12-13
• 第二章 信号增强算法研究13-26
• 2.1 噪声环境下传声器阵列接收单声源信号模型13-14
• 2.2 小波去噪14-18
• 2.2.1 小波相关理论14-16
• 2.2.2 小波去噪的原理16
• 2.2.3 小波阈值去噪法16-18
• 2.3 改进的小波阈值函数去噪方法18-20
• 2.4 仿真实验20-25
• 2.5 本章小结25-26
• 第三章 时延估计技术研究26-38
• 3.1 时延估计的物理含义26-27
• 3.2 时延估计方法27-34
• 3.2.1 基本互相关方法27-28
• 3.2.2 广义互相关方法28-31
• 3.2.3 仿真实验31-34
• 3.3 基于小波阈值函数的广义互相关时延估计法34-36
• 3.3.1 基于改进小波阈值函数降噪的时延估计34-35
• 3.3.2 仿真实验35-36
• 3.4 本章小结36-38
• 第四章 基于时延估计的声源空间定位38-50
• 4.1 传声器和声源位置关系的几何模型38-39
• 4.2 平面四元十字阵定位原理39-42
• 4.3 定位实验42-49
• 4.3.1 实际中声源定位系统的设计要求42
• 4.3.2 一种实际可行的时延估计定位方法42-46
• 4.3.3 实验与结果分析46-49
• 4.4 本章小结49-50
• 结论50-51
• 参考文献51-54
• 作者简介、发表文章及研究成果目录54-55
• 致谢55-56

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 行鸿彦,赵守国,邸继征,刘照泉,万明习;广义相关时延估计算法的自适应实现形式[J];西安石油学院学报(自然科学版);2001年06期

2 陈华伟,赵俊渭,郭业才,王峰,蔡宗义,许学忠;一种改进的频域自适应时延估计算法[J];声学与电子工程;2002年01期

3 陈华伟,赵俊渭;一种基于高阶谱的广义相位数据时延估计算法[J];电声技术;2003年10期

4 梁红,王惠刚,李志舜;一种基于高阶累积量的自适应时延估计新方法[J];系统工程与电子技术;2003年07期

5 王昭,赵俊渭,陈钟;一种空间相关高斯噪声背景下的时变时延估计算法[J];电子与信息学报;2003年06期

6 黄知涛,周一宇,姜文利;循环时延估计子性能分析[J];电子学报;2004年01期

7 孙进才,朱维杰,肖卉,孙轶源,王慧慧;基于信号相位匹配原理的广义相关时延估计[J];自然科学进展;2005年01期

8 张忠波;正弦信号的时延估计[J];水雷战与舰船防护;2005年01期

9 季仲梅;刘正军;冯强;柳宁;;一种新的高分辨时延估计算法[J];微计算机信息;2006年06期

10 梁立涛;韩峰;樊昕;甘世明;;相干干扰对时延估计的影响研究[J];探测与控制学报;2007年06期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 贾冲;郭明喜;张雄伟;;一种鲁棒的自适应时延估计算法的设计与定点实现[A];第十三届全国信号处理学术年会（CCSP-2007）论文集[C];2007年

2 毛卫宁;岳峻松;钱进;;多途时延估计[A];中国声学学会2002年全国声学学术会议论文集[C];2002年

3 刘伟;周怀军;马军骥;;基于超分辨分析方法的跳频信号相对时延估计[A];第四届“测绘科学前沿技术论坛”论文精选[C];2012年

4 杨亦春;马驰州;李晓东;田静;;一种高效的精确时延估计算法[A];中国声学学会2001年青年学术会议[CYCA'01]论文集[C];2001年

5 苏志刚;吴仁彪;;一种时延和多普勒尺度估计的有效算法[A];第九届全国信号处理学术年会（CCSP-99）论文集[C];1999年

6 邓磊磊;;多途信道对弹道跟踪系统时延估计的影响分析[A];中国声学学会第十届青年学术会议论文集[C];2013年

7 邓艳容;景新幸;周萍;;一种采用语音激励信息的时延估计法[A];中国声学学会2009年青年学术会议[CYCA’09]论文集[C];2009年

8 骆丽娜;杨万全;;三种常用的时延估计算法[A];四川省通信学会2005年学术年会论文集[C];2005年

9 张光亮;方世良;徐步安;;单频脉冲水声信号的精密时延估计研究[A];2008年全国声学学术会议论文集[C];2008年

10 张青;李小坚;;基于广义时延估计的声源定位算法的研究[A];全国冶金自动化信息网2012年年会论文集[C];2012年

中国博士学位论文全文数据库 前4条

1 郭莹;稳定分布环境下的时延估计新方法研究[D];大连理工大学;2009年

2 尤国红;无线定位中波达方向与时延估计研究[D];大连理工大学;2013年

3 黎英云;微弱多径信号时延估计技术研究[D];华中科技大学;2009年

4 徐庆;信号设计及高分辨雷达目标信息提取技术研究[D];电子科技大学;2002年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 刘力瑜;基于柔性阵的被动定位算法研究[D];东南大学;2015年

2 雷鹏;基于时延估计的风电系统风速测定研究[D];上海电机学院;2016年

3 史建峰;基于相位比较的声波飞渡时间高精度快速测量方法研究[D];东北石油大学;2016年

4 蔺虹;基于传声器阵列的时延估计技术的研究[D];东北石油大学;2016年

5 唐娟;不同环境下的时延估计算法及其仿真研究[D];南京信息工程大学;2007年

6 王伟;基于时延估计的被动声定位研究[D];国防科学技术大学;2010年

7 赵靖桃;基于高阶统计量的时延估计算法研究[D];长春工业大学;2011年

8 赵波;甚长基线干涉时延估计算法研究[D];电子科技大学;2013年

9 李军;基于窄带调幅广播信号的超分辨时延估计技术研究[D];华中科技大学;2007年

10 佟祉谏;Alpha稳定分布噪声环境下基于相关熵的时延估计算法研究[D];大连理工大学;2010年

，

本文编号：748522