雙傳聲器感知系統(tǒng)對(duì)聲音的一種圖像化分析.pdf

1、目前，對(duì)基于傳聲器陣列的聲源定位技術(shù)的研究已有了較大的發(fā)展，基于時(shí)延估計(jì)的聲源定位方法也逐漸系統(tǒng)化?；趥髀暺麝嚵械穆曉炊ㄎ患夹g(shù)可以分為三類(lèi)：一是基于最大輸出功率的可控波束形成聲源定位技術(shù)；二是基于高分辨率譜估計(jì)的聲源定位技術(shù)；三是基于到達(dá)時(shí)間差（TDOA），即時(shí)延估計(jì)的聲源定位技術(shù)。目前使用最為廣泛的是第三類(lèi)，雖然該算法自身還存在很多不足之處，但因其運(yùn)算量小、實(shí)時(shí)性好、成本低，而且在經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)母倪M(jìn)之后，即使在存在噪聲和混響的情況下也有

2、較好的定位精度，因此在實(shí)際中適合于實(shí)時(shí)應(yīng)用。本論文也主要介紹了基于該方法的聲源定位技術(shù)。
　　聲源定位技術(shù)主要是對(duì)通過(guò)對(duì)傳聲器陣列進(jìn)行分析和研究，對(duì)其采集到的信號(hào)進(jìn)行一系列的處理，從而實(shí)現(xiàn)聲源的定位。基于時(shí)延估計(jì)的聲源定位技術(shù)主要是估計(jì)聲源到達(dá)兩個(gè)傳聲器的時(shí)間差，由于每個(gè)時(shí)間差對(duì)應(yīng)唯一的一個(gè)雙曲面，因此多個(gè)傳聲器就可對(duì)應(yīng)得到多個(gè)雙曲面，這些雙曲面的交集就是聲源的位置。
　　人耳是感知外界聲音的主要器官，其內(nèi)部復(fù)雜及特殊的感聲

3、機(jī)制，對(duì)于我們研究傳聲器陣列聲源定位將產(chǎn)生很大的啟發(fā)，我們甚至可以直接將人的耳朵比作傳聲器，那么雙耳便組成一個(gè)傳聲器陣列?；谌硕?tīng)覺(jué)機(jī)理的聲源定位技術(shù)在機(jī)器人領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，并且取得了較好的成果。本論文便是以雙耳構(gòu)成的雙傳聲器陣列為研究對(duì)象，先從生物學(xué)的角度詳細(xì)介紹了聲音在耳內(nèi)的傳導(dǎo)機(jī)制，然后將聲源的傳播和定位上升到理論的高度，基于Jeffress模型，通過(guò)兩耳間的時(shí)間差和強(qiáng)度差來(lái)進(jìn)行聲源的定位。借助于小孔徑陣列定位方法和定位精

4、度的理論，通過(guò)電腦軟件（matlab）分析，將雙耳感知到的聲音信號(hào)進(jìn)行處理，最終將分析的結(jié)果以圖像化的形式進(jìn)行表示，使得陣列對(duì)聲源的定位更加直觀，實(shí)現(xiàn)聲源定位的可視化觀測(cè)。
　　本文研究的主要?jiǎng)?chuàng)新之處為：
　　1、將陣列聲源定位技術(shù)與人耳感知聯(lián)系起來(lái)，探討了一種基于雙耳聽(tīng)覺(jué)感知的聲源定位技術(shù)，從生物學(xué)、物理學(xué)以及心理學(xué)的角度對(duì)雙耳對(duì)聲音的感知進(jìn)行了研究，將奇妙的聲學(xué)現(xiàn)象變得科學(xué)化、具體化，更加富有趣味性。
　　2、研究

5、了一種基于頻譜細(xì)化(Modified Chirp Z Transform，MCZT)的相關(guān)峰精確插值(Fine Interpolation of Correlation Peak，F(xiàn)ICP)時(shí)延估計(jì)算法，提高了定位精度，并將其應(yīng)用于小孔徑陣列對(duì)運(yùn)動(dòng)聲源的定位。此種算法運(yùn)算速度快，計(jì)算量小，時(shí)延估計(jì)精度較高。
　　3、將雙耳對(duì)聲音的感知以及聲源的定位以圖像化的形式進(jìn)行表示，通過(guò)觀察各頻段能量的分布，從而找出聲源定位最準(zhǔn)確的角度，并可