基于空間域的麥克風陣列近場聲源定位與增強研究.pdf

1、隨著科技的發(fā)展和進步，麥克風陣列信號處理已逐漸成為信號處理領域的一大研究熱點。麥克風陣列在時域和頻域的基礎上增加一個空間域，不僅對來自空間不同方向的聲源具有跟蹤定位特性，而且還具有空域濾波的功能，這就為語音信號處理提供了一個新的思路。本文按照這個新的思路對近場聲源定位及增強算法進行了研究，主要工作總結如下：
　　第一，分析了語音信號的特性及聲波在空氣中的傳播模型，結合傳統(tǒng)遠場均勻線性陣列接收模型研究了均勻線陣、均勻圓陣及任意拓撲結

2、構的近場球面波接收模型。
　　第二，針對近場均勻圓形麥克風陣列接收模型引起俯仰角角度模糊的缺點，本論文建立了一種新的改進的麥克風陣列接收模型。在此基礎上，將寬帶聚焦算法與近場三維MUSIC算法相結合對三維空間聲源進行了定位。通過仿真得出基于寬帶聚焦的3D-MUSIC算法不僅克服了傳統(tǒng)的空間平滑去相干方法僅針對均勻線陣接收模型的缺點而且比近場三維MUSIC算法有更好的實用性及有效性。最后，針對基于寬帶聚焦的3D-MUSIC算法計算量

3、較大的缺點，采用了分兩步估計的方法，并通過實驗驗證了該方法在保證定位準確性的基礎上大大減少了計算復雜度。
　　第三，在聲源估計存在誤差的情況下對幾種近場波束形成算法進行了分析，得出近場RCB算法具有對導向矢量誤差和協(xié)方差矩陣誤差的雙重魯棒性。針對聲源位置估計存在誤差時，廣義旁瓣抵消器GSC算法中固定波束形成部分魯棒性差，不能準確獲得期望方向語音信號的缺點，本論文將GSC算法中的固定波束形成部分用具有雙重魯棒性的RCB算法代替。最后