声源定位中的时延估计方法研究

时延估计是传声器阵列信号处理中的一项关键技术,其目的是估计出同源信号到达不同传声器时,由于传输距离不同而引起的时间差。首先对常用的多种基于时延估计算法进行了论述,并对具有代表性的3种TDE方法进行了仿真,通过综合比较揭示了各自的优缺点,最后给出了进一步的研究方向。     

基于广义互相关的时延估计算法研究

采用到达时间差的声源定位,最重要的就是进行时延估计,其精确性直接影响到定位的准确与否。本文主要分析研究了广义互相关算法在无混响和混响环境下时延估计及估计性能,实现了不同环境下的时延估计,实验结果表明广义互相关在无混响和弱混响下具有较好的优势。     

一种基于改进AMDF的时延估计方法

两路传感器接收信号的时延估计是时间到达差(TDOA)定位中需要解决的首要问题。多途效应是影响时延估计性能的重要因素。提出一种基于改进平均幅度差函数（AMDF）的时延估计方法,通过对信号进行多帧延拓与叠加,提高对多途效应的抑制能力。同时,结合广义互相关方法降低算法的噪声敏感性。仿真结果表明,该算法时延估计结果与传统方法相比具有更小的误差和更高的稳定性。     

基于时延估计的四元声源定位研究

当前对于声源定位技术的研究非常火热,它主要由声学、信号接收、软件设计以及数字信号处理等学科组成,通常在研究声源定位时我们采用传声器阵列定位技术。而时延估计是传声器阵列进行信号处理的一项非常重要的技术,它的目的是对同源信号到达不同的传声器由于传输距离的不同而产生的时间差。现在,声源定位技术已经被广泛的应用到移动通信、智能探测等领域中。本论文对声源定位技术的发展现状进行了介绍,同时对时延估计的定位算法进行了相关介绍,最后得出声源定位未来将会被应用的更加广泛的结论。     

广义互相关时延估计法声源定位研究

文章由广义互相关GCC求时延估计,先估计声音信号传导麦克风各阵元的不同时间差;计算时间差得出麦克风各阵元距声源的距离差,最后采取几何算法与阵列拓扑相的方法确定声源方位。该方法计算量小,易于实现,实际应用性强。     

基于最小方差无偏估计的目标定位算法研究

广义互相关时延估计方法（GCC）由于具有计算简单和易于实现的特点,因此在实际的被动声源定位系统中得到了广泛应用。随后出现了不同加权函数的GCC定位算法,但是在不同环境中各个加权函数的选择不同,时延估计误差不同。提出了基于最小方差无偏估计（MVU）的时延估计算法,对多种加权函数下的时延估计建立数学模型,然后用最小方差估计出最优的时延估计值。仿真实验表明,这种方法使估计精度明显提高。     

基于LMS的广义互相关时延估计

针对复杂环境下听觉系统中对声音信号先验知识获取较难的问题,提出了一种基于最小均方自适应滤波的广义互相关时延估计方法。对传声器接收到的声源信号先进行自适应滤波,提高信号的相似度,再对滤波器权值进行平滑相干加权得到广义互相关函数来估计时延。该方法具有较强的鲁棒性,又不依赖于统计先验知识。试验证明其适用于复杂的噪声环境,提高了精度。     

基于广义互相关函数的声波阵列时延估计算法

针对多通道阵列声波信号时延估计问题,提出了一种平均广义互相关函数算法。该算法首先计算相邻通道信号的相位变换广义互相关函数（PHAT—GCC）,然后将多个相位变换广义互相关函数进行平均,再根据峰值位置进行时延估计。试验表明,该算法充分利用了多个通道的信息,优于传统的互相关函数算法。     

基于统计的近场声源定位方法

基于麦克风阵列的声源定位技术可以广泛应用于音视频会议、说话人跟踪与识别以及助听器等众多场合中。根据语音信号的短时平稳特性,文中提出了一种改进的基于MUSIC算法进行声源二维定位的方法。该方法按帧交叉进行声源数估计和声源方位估计,最后对多帧信号的估计值进行统计、平均得到最终的方位估计和较准确的声源数估计。仿真结果表明,这种方法能有效解决由于声源数估计不准确导致的峰值搜索时偏差较大的问题,并且具有良好的抗噪性能。     

高斯条件下基于粒子滤波的声源定位

介绍了粒子滤波的基本思想和具体算法实现步骤,并将粒子滤波算法应用在声源定位中,解决了在高斯噪声环境下的声源定位问题。所提出的基于粒子滤波的声源定位方法,在高斯噪声情况下,甚至在低信噪比（SNR〈-20dB）情况下,定位的均方根误差RMSE值均小于0．2m。     

速度传感器阵列近场声源定位的孔径扩展算法

采用速度传感器阵列提出了一种近场声源定位(距离和DOA估计)的新算法.与目前提出的其它算法相比,本文算法有以下几个优点:无需计算高阶累积量,从而有较低的计算量;能够实现参数估计的自动配对;阵元间隔无需限制在1/4波长内,并可以通过增加阵元间隔扩展阵列孔径,从而提高算法的参数估计精度.论文最后给出了仿真实验,验证了算法的定位性能.     

基于不同格林函数的噪声源定位方法研究

格林函数作为近场声全息算法的传递函数,其傅里叶(Fourier)谱的准确获取是声场高精度重建的前提。该文详细介绍了近场声全息的基本原理,推导了两种格林函数傅里叶谱的获取方法,并通过仿真对水下多声源进行逆向重构定位。仿真结果表明,声源较少时,两种方法的定位误差均不超过5cm,且声源声压幅值对应成比例;当声源数较多时,基于K-空间抽样格林函数具有抑制多声源相干产生的虚拟声源的鲁棒性,更适于多噪声源的定位。     

一种基于麦克风阵列的声源定位算法研究

麦克风阵列声源定位广泛应用于视音频会议系统及枪声定位系统等领域。提出了一种基于最小熵值（ME）的麦克风阵列声源定位新方法,其特点在于利用最小熵值方法对麦克风阵列进行时延估计,并与离散网格方法相结合,对声源进行空间搜索。实验结果表明,在同等混响或噪声条件下,该方法定位优于广义互相关-相位变换方法（GCC-PHAT）。     

四元平面方阵对空声时延定位误差分析

四元平面方阵是最简单的半空域无源定位传声器阵列，其定位精度受多种因素影响，其定位误差主要由时延估计误差引起，针对这种阵列的定位误差进行了分析与仿真，主要讨论了时延估计误差对定位精度的影响，最后从仿真结果看出该阵的测角精度较高，测距精度很差。     

传声器阵列的声源定位研究

对传声器阵列进行了总体概述,研究了基于传声器阵列的声源定位所面临的问题,分析和比较了几类主要的声源定位方法。给出了一种基于时间到达差的声源定位在处于混响环境下时延估计的有效算法并通过实验验证了该算法。     

基于时差和时差变化率的宽带信号单站无源定位方法

当目标为宽带信号时,现有单站无源定位方法需要的参数难以获取。而时差和时差变化率是一种宽窄带都适用的观测量。因此,在分析时差和时差变化率所包含目标信息的基础上,建立了一种新的单站对宽带信号源的定位模型,并利用粒子滤波算法对该模型进行滤波处理。仿真实验表明了该方法的有效性。     

基于压电换能器的声发射源定位成像研究

针对金属板类结构件的声发射(AE)源定位精度低,定位过程复杂等问题,研究了一种基于时间反转聚焦的声发射源定位成像方法。该方法首先分析了时间反转(TR)和定位成像的原理,建立了由4个声发射传感器组成的板件监测模型,最后通过在铝合金板上进行了声发射源的定位实验研究。实验结果表明,该方法在不需要复杂信号处理的情况下能有效地实现铝合金板声发射源的定位和成像,并将误差控制在有效范围内。