基于麥克風(fēng)陣列聲源定位的算法研究.pdf

1、基于麥克風(fēng)陣列的聲源定位是近年來信號處理領(lǐng)域的一大研究熱點(diǎn)，在視頻電話會議、智能機(jī)器人、語音識別及增強(qiáng)等場合有廣泛的應(yīng)用前景?；陉嚵械亩ㄎ凰惴ㄖ饕芯糠较?yàn)槌直娣较蚬烙嫞呀?jīng)產(chǎn)生了大量性能優(yōu)異的定位算法可資利用。但是典型的MUSIC算法主要針對窄帶系統(tǒng)模型，而且計算量較大。因此本文主要研究相對帶寬的聲音信號如何選擇陣列結(jié)構(gòu)、以及降低非相干信號子空間處理算法(ISM)運(yùn)算量的問題。具體的工作內(nèi)容如下：
　　首先，研究了陣列的結(jié)構(gòu)

2、問題。對常用的均勻線陣和均勻圓陣進(jìn)行了比較?？紤]到麥克風(fēng)陣列采集到的聲信號為近場寬帶信號，分析了陣元間距的影響，按幾種不同的陣元間距值作了仿真試驗(yàn)。然后選取合適的陣元間距仿真分析均勻線陣和均勻圓陣的近場模型。
　　其次，針對聲源定位算法中方向向量為復(fù)矩陣帶來的運(yùn)算量大的問題，通過一種基于奇數(shù)陣元對稱的預(yù)處理方法，將算法的處理由復(fù)數(shù)域轉(zhuǎn)換到實(shí)數(shù)域。通過仿真分析可知不論陣元數(shù)是奇數(shù)還是偶數(shù)只要陣列滿足對稱的條件就能將方向向量轉(zhuǎn)化為實(shí)矩

3、陣。該方法算法簡單、運(yùn)算量小，可應(yīng)用到任意對稱的陣列中。
　　最后，針對ISM算法中協(xié)方差矩陣特征值分解運(yùn)算量大、難以在嵌入式系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)的問題，分析了普通冪迭代算法、逆冪迭代算法、特征值平移冪迭代算法三種冪迭代算法。比較了它們的優(yōu)缺點(diǎn)，并用計算機(jī)仿真來驗(yàn)證。在此基礎(chǔ)上選取了特征值平移冪迭代算法來代替特征值分解，降低了運(yùn)算的復(fù)雜度。該方法在相同條件下，計算精度相比其他兩種冪迭代算法較高。并在Matlab環(huán)境下進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn)。驗(yàn)證了所