用于声学波束成形的传声器阵列设计与优化

针对目前传声器阵列对于中低频声源(尤其200 Hz以下低频)识别分辨率低的问题,本文提出了一种基于波束成形算法的、对于中低频声源(150～2500 Hz)识别性能较好的传声器阵列.该传声器阵列采用渐开线螺旋臂的形式,多条螺旋臂围绕阵列中心均匀分布.采用田口法对阵列几何参数进行了选取和优化,分析出最佳参数组合和几何参数对...     

基于传声器阵列的声源定位

采用基于时延估计(Time Delay Estimation,TDE)的声源定位技术,估计出目标声源到达不同麦克风阵元间的时间差,并结合平面五元十字阵的几何定位模型算法确定了声源位置。针对目前基于传声器阵列声源定位系统定位精度有待进一步提高的问题,提出一种新的定位算法,利用组合传声器阵列阵元相互之间几何位置关系,即通过多个传声器,多方向估计,多个阵列之间综合考虑,确定具有较高精度的声源位置。     

传声器阵列恒定束宽波束形成

介绍了基于传声器线性阵列的常规相移-时延波束形成理论,分析了线性传声器阵列的指向性以及影响其指向性的因素,并对其空间增益进行了定性分析;提出了一种基于传声器阵列的宽带自适应恒定束宽波束形成方法,在整个工作频带内波束宽度基本保持大致相等,可有效抑制因波束形成带来的音色畸变;给出了相应的波束形成仿真结果。     

基于传声器阵列的语音增强技术

介绍了几种传声器阵列语音增强算法,包括固定波束形成、自适应波束形成、传声器阵后维纳滤波,并对各算法的性能和特点进行了分析。同时,对近几年基于传声器阵的语音增强技术的发展趋势进行了简单介绍。     

两种抛物面形状的指向性传声器的比较

传声器系统指向性的实现主要有两种途径：一是通过特殊的声结构,二是通过传声器阵列。比较了一个带有抛物面形状反射面的传声器系统和与抛物面开口面积相同的圆形传声器阵列的差异。分别使用Kirchhoff-Helmholtz积分方程和阵列理论对这两种传声器系统的性能进行研究。数值模拟的结果表明,抛物面反射式传声器系统在高频时具有更高的灵敏度,其指向性通常也好于圆形传声器阵列。     

基于FPGA的传声器阵列成像系统设计

声源可视化技术对传声器数量和采集系统的性能具有一定的要求,传统驻极体传声器阵列采集系统存在功耗高、体积大、采集系统可移植性差和拓展性差等问题.本文设计了36阵元数字MEMS传声器阵列成像系统,有效克服了以上问题.采集模块选用FPGA为硬件平台,完成数据采集和信号处理模块设计,分析了I2 S音频传输协议的实现、数据传输机制的建立和上位机数据的交互方式.并在普通室内环境中对此系统进行实验验证,系统的声源成像效果良好、成像分辨率高,在实际的噪声源定位与噪声设备监测中有广泛的应用前景.     

应用进化策略的圆形传声器阵列优化

针对城市轨道交通噪声源辨识测试应用需求,本文采用进化策略对圆形传声器阵列进行优化设计。在阵列尺寸和传声器数量一定的情况下,以最大旁瓣级为适应度函数、阵列坐标为设计变量进行寻优操作,使旁瓣级在城市轨道交通噪声主要频率范围内处于较低水平,提升对非主瓣方向来波的抗干扰能力。结果显示,经过优化的圆形阵列最大旁瓣级比现有阵列降低1. 7dB,声学性能显著提升。     

基于凸优化的共形阵二维波束优化算法研究

传统波束优化手段应用于共形阵二维波束优化时,存在旁瓣水平高的问题.文中基于凸优化理论,提出了两种适用于共形阵列二维波束旁瓣优化的二阶锥规划方法.第一种是设定主瓣宽度下的最低旁瓣波束形成,第二种是设定期望旁瓣级的高增益等旁瓣波束形成.仿真结果表明相比于常规波束形成和其它波束优化方法,第一种方法在相同主瓣宽度约束条件下可以...     

环绕声前方三声道全指向传声器阵列定位畸变

以环绕声前方三声道全指向阵列系统为对象,研究声源入射角度与重放声像定位之间的关系。在对理想状态下的阵列系统做出分析的基础上,阐述声道间的串音、声源到传声器之间强度差、频率等因素如何使声像发生畸变。进而讨论为避免声像畸变,如何在实际录音过程中对传声器阵列系统进行调整。     

传声器阵列校准技术研究

气动噪声通常为宽频噪声,设计的阵列需要同时满足对高低频信号的测量需求,在确定了阵列测量频率范围的情况下,设计相应的阵列形式。在风洞气动噪声试验技术中,基于传声器阵列的噪声源定位技术是核心试验技术,噪声源定位的精准度主要取决于传声器阵列校准技术。传声器相位阵列安装之后,由于传声器频率响应和灵敏度不同,前置放大器、电缆的铺设、电源和信号调理器的频率响应以及传声器在阵列中的安装影响,会引起数据采集系统各测量通道间固有的相位差和幅值差。修正传声器的相位差和幅值差使得所有的传声器幅频响应一致,保证试验结果的准度。