基于麥克風(fēng)陣列聲源定位技術(shù)的研究.pdf

1、目前，聲源定位技術(shù)中多采用基于時(shí)延估計(jì)的聲源定位算法，該算法定位精度不高。然而，在很多對(duì)定位精度要求較高的場(chǎng)合，比如，在實(shí)際會(huì)議室內(nèi)，如果有多個(gè)說話人同時(shí)說話，聲源定位精度高是對(duì)每個(gè)說話人的語音清晰拾取的保證。因此，提高聲源定位精度也是一個(gè)很重要的研究課題。
　　本文以基于大中型室內(nèi)會(huì)議廳為場(chǎng)景，以對(duì)多個(gè)距離相近說話人的準(zhǔn)確定位為研究背景，提高聲源定位的精度為目的展開的研究。
　　本文主要工作和創(chuàng)新點(diǎn)概括為以下幾點(diǎn)：

2、　　1．對(duì)語音信號(hào)預(yù)處理、預(yù)濾波進(jìn)行仿真分析，目的是將非平穩(wěn)性和寬帶性的語音信號(hào)轉(zhuǎn)變成平穩(wěn)和窄帶信號(hào)，便于后續(xù)定位算法處理。同時(shí)分析歸納了聲源信號(hào)遠(yuǎn)、近場(chǎng)模型，為后續(xù)聲源信號(hào)建立了空間入射信號(hào)模型。
　　2．總結(jié)歸納了麥克風(fēng)陣列的幾種基本的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：均勻線陣、均勻圓陣、十字陣、任意陣。從理論上給出了影響定位的空間參數(shù)。綜合易于實(shí)現(xiàn)和定位效果兩方面因素，選擇均勻線陣和均勻圓陣作為研究的基本拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。同時(shí)，定性和定量的分析了陣元間距和

3、外界環(huán)境誤差對(duì)聲源定位精度的影響，為后章節(jié)提供分析依據(jù)。
　　3．為了滿足大型室內(nèi)會(huì)議室中，對(duì)說話人更為精確的定位，同時(shí)，也考慮定位模糊引起的定位失真。本文提出了一種具有兩個(gè)不同陣元間距的麥克風(fēng)陣列定位方法。該方法分別采用不同的陣元間距的線性組合，提取接收到的一幀最優(yōu)化后的聲源信號(hào)，對(duì)同一聲源進(jìn)行兩次定位。后一次定位是依賴于前次結(jié)果而設(shè)置定位參數(shù)，此后采用2D-MUSIC算法進(jìn)行精確定位。通過仿真分析，該方法不僅使得定位精度得到了

4、有效的提高，同時(shí)，對(duì)空間相距很近兩聲源可以達(dá)到很精確的分辨。此外，為了后續(xù)方便研究，本文搭建了該方法的仿真驗(yàn)證系統(tǒng)，進(jìn)一步驗(yàn)證了該方法的實(shí)用價(jià)值。
　　4.基于上述麥克風(fēng)陣列拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)下，聲源的二次定位算法在環(huán)境誤差較大時(shí)，定位精度提高的同時(shí)可能會(huì)造成定位結(jié)果不準(zhǔn)，因此，根據(jù)麥克風(fēng)陣列校正的理論，本文最后對(duì)上面提出的二次定位算法做了進(jìn)一步的修正，即對(duì)理想情況下，定位的空間結(jié)構(gòu)乘以一個(gè)線性誤差修正函數(shù)，使得麥克風(fēng)陣列理想接收模型更加接