基于人耳聽覺機理的雙耳聲源定位研究.pdf

1、聲源定位在軍事、語音識別和語音增強等領域都具有重要的理論意義和實際應用價值。同時，它在完善機器人智能和擴展應用領域方面也具有深遠的理論和實踐意義。對于聲源定位，系統(tǒng)簡單、定位準確、計算量小和抗噪性能等是聲源定位研究的關鍵問題。
　　 本論文以人耳聽覺機理為基礎，結合Jeffress的神經“巧合假說”模型，采用兩個傳聲器對噪聲環(huán)境下的聲源定位進行了深入的理論及實驗研究。為擴大其應用范圍奠定了理論基礎。
　　 本文的創(chuàng)新性工

2、作包括：
　　 1、研究了小波閾值去噪的方法，分析了含噪聲信號的小波濾波特性，噪聲在小波分解下的特性以及聲源定位中噪聲的復雜性和噪聲在小波變換中的特點。從小波分解結構的角度對全局閾值方法進行了改進，提出了一種改進的基于二次小波分解全局閾值的聲音去噪處理方法。為了驗證該方法的有效性，在不同的信噪比下，分別與不同閾值方法進行了對比實驗。實驗結果顯示，基于二次小波分解全局閾值的聲音去噪的效果最好。該方法提高了信噪比，去除了大部分噪聲，

3、同時有效信號的能量也相當完整地保留下來，同時還能夠很好地解決噪聲對聲音信號的干擾問題。
　　 2、通過利用混合聲音信號在頻域內保持各自主頻成分不變的特性，提出了一種基于主頻分離的雙耳聲源定位的方法。在主頻不變原則的基礎上，研究了主頻分離的基本原理，對給定混合聲音信號和實時采集的混合音信號分別進行了主頻分離實驗，實驗結果表明：該原理能夠有效地實現(xiàn)混合聲音信號主頻成分的分離。建立了由兩個傳聲器、兩只聲卡和一臺計算機等硬件組成的聲源定

4、位系統(tǒng)，解決了采用兩只聲卡采集聲音信號的關鍵性問題。實驗結果表明：該聲源定位方法能夠有效地實現(xiàn)單個聲源以及兩個混合聲源的方位估計。
　　 3、基于人耳聽覺機理的頻率分析特性以及聲音信號過零點特性，提出了一種分頻過零點探測的雙耳聲源定位的方法。在研究雙耳聽覺過零點探測的基礎上，研究了分頻過零點探測的雙耳聲源定位的算法。根據主頻探測原則，即探測占據優(yōu)勢頻率信號的過零點原則，推導出了各通道濾波信號信噪比(SNR)與ITD的采樣偏差和通

5、道濾波信號中心頻率的關系。設計了基于分頻過零點探測的雙耳聲源定位的實現(xiàn)系統(tǒng)。基于人耳的聽覺機理的頻率分析特性，設計了聽覺帶通濾波器；建立了聲音信號實時采集系統(tǒng)；設計了雙耳聲源定位的流程。分別對單個聲源、兩個混合聲源以及三個混合聲源進行定位實驗，實驗結果表明：1)具有加權SNR的ZCTD 方法對各種單聲源以及多個聲源都能獲得準確的ITD估計；2)由于采用SNR加權的ZCTD方法，噪聲對ITD 影響不大；3)與互相關(CC)方法相比，ZCT