基于室内脉冲响应的房间轮廓构图的理论研究
发布时间：2021-05-15 17:51
随着声音信号处理技术的日趋进步,利用声信号探测封闭墙面、天花板、地板等反射面实现室内轮廓的重建成为了研究的热点。利用声信号进行房间轮廓建图在室内声源定位、虚拟现实、增强现实和SLAM（及时定位与地图构建）中得到了广泛的利用,在未来存在非常广阔的前景和利用价值。采集待测房间的室内脉冲响应信号进行分析、研究和提取是声信号建图中最常用的手段之一。本文从室内声场模型出发,引入了声线法中最重要的一种方法Image法作为室内房间轮廓建图的实现模型。Image模型认为声信号在室内传播的过程中,遇到尺寸大于声信号波长的反射体会像光一样发生镜面反射,反射的方向取决于镜像源的位置。镜像源与声源关于障碍物对称,通过求解声源位置以及镜像声源位置就可以确认房间轮廓的方向以及长度。室内脉冲响应作为室内声学最重要的特性之一对于声音的直达、反射、混响三种情况有着非常准确的解释,通过正确选择脉冲响应就可以实现对于实际声源和镜像声源进行位置估计。但是,利用脉冲响应存在两大难点:1.声音反射信号的脉冲到达次序不一。2.高阶脉作为干扰扰乱对于一阶反射信号的选择。针对本文提出的第一个难点,本文首先介绍了一种利用欧式距离阵来分类...
【文章来源】：桂林电子科技大学广西壮族自治区
【文章页数】：57 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 课题研究的背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 国外研究现状
1.2.2 国内研究现状
1.3 论文主要研究内容和章节安排
第二章 室内房间轮廓构图的基本原理
2.1 室内声场的介绍
2.1.1 室内声场的概念及特点
2.1.2 室内声场的研究方法
2.1.3 室内声场的Image模型
2.2 室内脉冲响应介绍
2.2.1 室内脉冲响应介绍
2.2.2 基于声学概念对于室内脉冲响应的分类
2.3 室内房间轮廓构图的基本思路和难点
2.3.1 室内房间轮廓构图的基本思路
2.3.2 室内房间轮廓构图的难点
第三章 关于声音反射信号分类的研究与分析
3.1 基于欧氏距离法对于反射信号的分类
3.2 基于TOA法对于反射信号的分类
3.3 基于TDOA法对于反射信号的分类
3.3.1 基于TDOA的最小二乘定位
3.3.2 基于TDOA的最小二乘的反射分类
3.4 实验结果
第四章 接收信号的处理与优化
4.1 脉冲响应选峰的优化问题
4.2 脉冲响应分类问题的研究
4.2.1 直达信号与一阶反射信号的分类研究
4.2.2 一阶反射信号与高阶反射信号的分类研究
4.2.3 二阶反射信号的去除方法
4.3 实验结果与总结
第五章 实验结果及其分析
5.1 实验场景以及仪器软件工具的介绍
5.1.1 实验场景的介绍
5.1.2 实验仪器与软件工具的介绍
5.2 实验步骤
5.2.1 麦克风阵列以及声源的布置与场景模型
5.2.2 实验信号的选择与实验步骤
5.3 实验结果及其对比分析
第六章 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
参考文献
致谢
作者在攻读硕士期间主要研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于半直接法SLAM的大场景稠密三维重建系统[J]. 徐浩楠,余雷,费树岷. 模式识别与人工智能. 2018(05)
[2]一种基于三维建图和虚拟现实的人机交互系统[J]. 张辉,王盼,肖军浩,卢惠民. 控制与决策. 2018(11)
[3]基于TDOA定位的阵列布放结构研究[J]. 金博楠,徐晓苏,张涛,李瑶. 导航定位与授时. 2017(06)
[4]非自由声场中目标声场还原与重建的等效源方法[J]. 胡定玉,李再帏,方宇. 声学学报. 2017(04)
[5]最终章 一切为了观众[J]. 下牧建春. 数码影像时代. 2017(04)
[6]基于超声波传感器的机器人室内环境重构[J]. 袁帅,李素芳,毛红民,张凤. 科技资讯. 2016(34)
[7]室内声场的分析方法[J]. 齐娜,孟子厚. 演艺科技. 2012(11)
[8]半自由声场和混响声场等效转换方法研究[J]. 任方,冯秉初,鲁勇. 强度与环境. 2012(02)
[9]无线传感器网络TDOA定位系统的设计与实现[J]. 可方玲,黄晓利,段渭军,王洪斌. 计算机测量与控制. 2008(02)
[10]基于TDOA移动定位中的约束加权最小二乘算法[J]. 蔚娜,谢红,杨杰. 现代电子技术. 2005(06)
硕士论文
[1]面向自主装修机器人的室内三维扫描仪的研究[D]. 单鹏飞.哈尔滨工业大学 2018
[2]基于麦克风阵列的远场声源目标定位技术研究[D]. 班琦.沈阳理工大学 2017
[3]基于智能手机的声信号室内定位系统研究[D]. 文祥计.浙江大学 2016
[4]基于低频声场特征的数值模拟与分析[D]. 杨莎莎.南京理工大学 2015
[5]煤气加压机声波清灰技术的研究[D]. 孙圣雄.东北大学 2014
[6]无线网络室内定位算法研究[D]. 冷爽.黑龙江大学 2013
[7]基于多图形处理器的高效波动声学模拟器及其应用[D]. 陈韬.浙江大学 2012
本文编号：3188080
【文章来源】：桂林电子科技大学广西壮族自治区
【文章页数】：57 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 课题研究的背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 国外研究现状
1.2.2 国内研究现状
1.3 论文主要研究内容和章节安排
第二章 室内房间轮廓构图的基本原理
2.1 室内声场的介绍
2.1.1 室内声场的概念及特点
2.1.2 室内声场的研究方法
2.1.3 室内声场的Image模型
2.2 室内脉冲响应介绍
2.2.1 室内脉冲响应介绍
2.2.2 基于声学概念对于室内脉冲响应的分类
2.3 室内房间轮廓构图的基本思路和难点
2.3.1 室内房间轮廓构图的基本思路
2.3.2 室内房间轮廓构图的难点
第三章 关于声音反射信号分类的研究与分析
3.1 基于欧氏距离法对于反射信号的分类
3.2 基于TOA法对于反射信号的分类
3.3 基于TDOA法对于反射信号的分类
3.3.1 基于TDOA的最小二乘定位
3.3.2 基于TDOA的最小二乘的反射分类
3.4 实验结果
第四章 接收信号的处理与优化
4.1 脉冲响应选峰的优化问题
4.2 脉冲响应分类问题的研究
4.2.1 直达信号与一阶反射信号的分类研究
4.2.2 一阶反射信号与高阶反射信号的分类研究
4.2.3 二阶反射信号的去除方法
4.3 实验结果与总结
第五章 实验结果及其分析
5.1 实验场景以及仪器软件工具的介绍
5.1.1 实验场景的介绍
5.1.2 实验仪器与软件工具的介绍
5.2 实验步骤
5.2.1 麦克风阵列以及声源的布置与场景模型
5.2.2 实验信号的选择与实验步骤
5.3 实验结果及其对比分析
第六章 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
参考文献
致谢
作者在攻读硕士期间主要研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于半直接法SLAM的大场景稠密三维重建系统[J]. 徐浩楠,余雷,费树岷. 模式识别与人工智能. 2018(05)
[2]一种基于三维建图和虚拟现实的人机交互系统[J]. 张辉,王盼,肖军浩,卢惠民. 控制与决策. 2018(11)
[3]基于TDOA定位的阵列布放结构研究[J]. 金博楠,徐晓苏,张涛,李瑶. 导航定位与授时. 2017(06)
[4]非自由声场中目标声场还原与重建的等效源方法[J]. 胡定玉,李再帏,方宇. 声学学报. 2017(04)
[5]最终章 一切为了观众[J]. 下牧建春. 数码影像时代. 2017(04)
[6]基于超声波传感器的机器人室内环境重构[J]. 袁帅,李素芳,毛红民,张凤. 科技资讯. 2016(34)
[7]室内声场的分析方法[J]. 齐娜,孟子厚. 演艺科技. 2012(11)
[8]半自由声场和混响声场等效转换方法研究[J]. 任方,冯秉初,鲁勇. 强度与环境. 2012(02)
[9]无线传感器网络TDOA定位系统的设计与实现[J]. 可方玲,黄晓利,段渭军,王洪斌. 计算机测量与控制. 2008(02)
[10]基于TDOA移动定位中的约束加权最小二乘算法[J]. 蔚娜,谢红,杨杰. 现代电子技术. 2005(06)
硕士论文
[1]面向自主装修机器人的室内三维扫描仪的研究[D]. 单鹏飞.哈尔滨工业大学 2018
[2]基于麦克风阵列的远场声源目标定位技术研究[D]. 班琦.沈阳理工大学 2017
[3]基于智能手机的声信号室内定位系统研究[D]. 文祥计.浙江大学 2016
[4]基于低频声场特征的数值模拟与分析[D]. 杨莎莎.南京理工大学 2015
[5]煤气加压机声波清灰技术的研究[D]. 孙圣雄.东北大学 2014
[6]无线网络室内定位算法研究[D]. 冷爽.黑龙江大学 2013
[7]基于多图形处理器的高效波动声学模拟器及其应用[D]. 陈韬.浙江大学 2012
本文编号：3188080
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