毕业设计论文基于麦克风阵列的声源定位技术

毕业设计论文基于麦克风阵列的声源定位技术毕业设计说明书基于麦克风阵列的声源定位技学生姓名： 学号学院：专 业：指导教师：2012年6基于麦克风阵列的声源定位技摘 要BasedonMicrophoneArraySoundSourceLocalizationResearchAbstractSoundsourcepositioningtechnologyistousethemicrophonetopickupvoicesignals,anddigitalsignalprocessingtechnologyusedfortheiranalysisandprocessing,Thenidentifyandtrackthespatiallocationofsoundsource.Acousticsourcelocalizationtechniqueshaveaofimportantusesinvideoconferencing,speechrecognitionandspeakeridentification,targets’directionfinding,andbiomedicaldevicesforthehearingimpaired.Thepickuprangeoftraditionalsinglemicrophoneislimited,thesignalqualitypickedupisnothigh,thenavoiceprocessingmethodswiththemicrophonearrayhasbeenproposed.Itbeelectronicallyaimedtoprovideahigh-qualitysignalfromdesiredsourcelocalizationanddoesnotrequirephysicalmovementtoalterthesemicrophones’directionofreception.Microphonearrayhasthefunctionsofde-noising,soundsourcelocalizationandtrackingfunctions,whichgreatlyimprovedthequalityofvoicesignalprocessing.Thearticlediscussessomeissuesofsoundsourcelocalizationbasedonmicrophonearray,Onthebasis，itstudiesafourelementarray,fiveelementarrayandanmultiplearraypositioningalgorithm,thenthepositioningprecisionisanalyzed.Derivedsomefactorsoftheandelevationangletargetsthetargetrangeoftheestimationprecisionaffectedandpositioningequation.AndthroughMATLABsimulationsoftwareforitspositioningaccuracyofsimulation.finally，basedonfouryuan,fiveyuanofarray,usingtheleastsquaremethod,themultiplearraylocalizationwerecalculated.Throughthecontrastofthetargetvalueandsetvalue,multiplearraypositioningaccuracyisanalyzed,andtheofdiversearraytargetpositioning.Keywords:MicrophoneArray,SoundSourceLocalization,TimePositioningprecision, rootmeansquareerror目 录引言 1研究背景和意义1声源定位技术的研究现状及发展 0>. 研究历史和现状1. 发展趋势 2麦克风声源定位技术3本文所要研究的内容4声学理论基础知识52.1空气的物理特性52.2声波的物理特性58声源定位原理 91011时延估计算法概述 11基于时延估计的声源定位的研究分析11. 四元阵列定位算法12. 五元阵列定位算法15四元阵列的定位精度分析及其仿真 15. 方位角精度分析及仿真17. 俯仰角精度分析及仿真19. 距离估计精度分析及仿真 21五元阵列的定位精度分析及其仿真 23. 方位角精度分析及仿真23. 俯仰角精度分析及仿真25. 距离估计精度分析及仿真 2628多元麦克风阵列声源定位分析2929最小二乘法求声源位置 30定位精度分析 31结果及计算分析324.4 333434本文的不足之处及后续工作展望参考文献 36致 谢38引言研究背景和意义手去接听，车载免提应运而生[1]。然而，当车中坐有多个说话人时，语步抑制除说话人以外的其他方向的噪声，使得助听器话音更加清晰。声源的定位在各个领域都有着广泛的应用，尤其是利用传声器阵列的方法在 会议视频会议可视 等系统中控制摄像头和传声器阵列波束方向对准正在说话的人，发挥了强大的功能。早在20世纪七八十年代，声源定位系统就开始被广泛地研究用于声源定位的传声器阵列具有很强的空间选择性不需要移动传声器就可以获得移动目标的声音信号并且能够在一定范围内实现声源的自适应检测、定位及跟踪。这种声源定位技术主要可以分成3类:第一类是基于最大输出功率的可控波束形成技术当传声器阵列探测到信号时对各路信号进行加权求和形成波束直到得到具有最大输出功率的波束为止第二类是高分辨率谱估计技术这类技术需要利用传声器阵列所获取的信号计算空间谱的相关矩阵，运算量大，定位不准确，在实际操作过程中很少采用；第三类是基于声达间差timedifference