基于麥克風陣列的近場聲源定位與跟蹤.pdf

1、隨著陣列信號處理技術的日漸成熟，基于麥克風陣列的聲源定位與跟蹤現已逐漸得到比較廣泛的應用。由于室內聲源為寬帶非平穩(wěn)信號，傳統(tǒng)的窄帶信號DOA估計和跟蹤算法無法直接應用于此，且現有算法通常具有較高的算法復雜度，所以基于麥克風陣列的聲源定位和跟蹤仍然具有較大的改進空間。本文對基于麥克風陣列的近場聲源DOA估計和跟蹤相關算法進行了研究和改進，主要研究內容包括:
　　第一、綜合分析了語音信號的時頻特性，結合陣列信號處理中遠場均勻線陣平面波

2、信號接收模型研究了均勻線陣、均勻圓陣和任意拓撲結構的近場球面波信號接收模型。
　　第二、對麥克風陣列接收到的數據進行包括預濾波、預加重、歸一化、加窗分幀和語音降噪等在內的各種預處理和語音端點檢測。本文對語音降噪進行了重點研究，文中采用了自適應小波分解層數選取和改進型閾值函數相結合的方法來提高小波語音去噪的性能。
　　第三、采用麥克風均勻圓陣近場模型，對近場3D-MUSIC算法和寬帶聚焦3D-MUSIC算法進行了對比研究。針對

3、均勻圓陣等傳統(tǒng)麥克風陣列近場信號模型對聲源俯仰角估計產在角度模糊的缺陷，建立了新的麥克風陣列模型;并在此基礎上針對寬帶聚焦3D-MUSIC算法中三維平均空間譜矩陣求解及譜峰搜索計算量大的問題，提出了分步降維估計法來減小算法計算量。最后，通過實驗仿真驗證了該方法在降低算法計算量的基礎上，依然保持了良好的DOA估計性能。
　　第四、將基于壓縮投影逼近子空間(PASTd)算法的信號DOA跟蹤，應用到三維近場聲源跟蹤，并利用第三點所述的分