MATLAB加窗滤波在广义互相关时延估计中的应用

针对麦克风阵列广义互相关声源定位方法中,麦克风接收到的人声信号掺杂混响以及噪声,导致算法求解过程中准确性不高的缺点,通过MATLAB分窗滤波的方法,在算法中对实时接收的声音信号进行预处理,针对人声频率进行改进,提升低信噪比状况下估计时延的准确性,完成人声声源定位的目的,并通过仿真实验验证了该方法的有效性.     

利用多点互相关值均值的实时声源定位算法

基于可控响应功率的麦克风阵列声源定位算法在噪声和混响环境中具有较好的鲁棒性,但是利用网格搜索方法寻找可控响应功率的最大值计算复杂度很高。故提出一种新的实时声源定位算法,使用网格中多互相关值均值代替单点的可控响应功率值作为代价函数,通过多级区域收缩方法实现了代价函数最大值的空间搜索,并给出一种不显著增加计算量的互相关值求和范围的计算方式。由于利用了网格中更多的空间采样信息,因此可以使用更大尺度的搜索网格,从而降低了整个搜索过程的计算复杂度。     

基于有效帧估计和随机抽样一致性的集成目标定位方法

基于到达时差(TDOA)的声源定位是声音信号处理中一个非常活跃的研究方向,具有广泛的应用.由于实际环境中的噪声和混响的影响,声源定位是一个具有挑战性的课题.针对具有噪声和混响的室内环境提出了一种鲁棒声源定位方法.首先,通过麦克风阵列活跃性的统计建模确定包含声源信息的有效帧.接下来,基于随机采样一致性算法提出了一种鲁棒算法使用TDOA对声源进行定位.有效帧检测算法是一种无监督的方法,有效地利用了多通道信息,能够方便地应用于不同环境中的音频数据;同时,基于随机采样一致性的算法具有很强的鲁棒性,能够在具有噪声和混响的不利环境中对声源进行准确定位.实验表明所提出的方法能够显著地减少声源定位的偏差而且具有较小的标准差.     

螺旋线阵匹配场三维定位

研究短混合阵声源三维定位方法,将阵设计为双螺旋线阵(DSLA),利用垂直孔径和水平孔径同时估计声源方位、距离和深度.阵的任意两阵元三维坐标均不同,具有复杂的空间取向性.为了提高短DSLA定位的可靠性,采用宽带中频信号进行声源定位.仿真和实验结果表明,利用宽带信号可以进一步提高DSLA定位性能.关于环境失配问题,采用L∞估计器进行解决.仿真结果表明,由于空间取向的复杂性,DSLA较倾斜阵具有更好的源定位性能;在较少环境先验知识的前提下,L∞估计器比MAP估计器和Bartlett估计器具有更好的环境宽容性.     

降采样固定时延估算法在声回波对消系统中的应用

提出一种基于降采样的固定时延估计算法,该算法在进行时延估计之前先对语音信号进行白噪声化和降采样,有效抑制互相关函数中的局部极大值旁瓣,克服了传统归一化互相关函数时延估计算法应用于声学回波对消系统中时估计误差大、鲁棒性差的问题;并以基于降采样的固定时延估算法为基础,设计实现声学回波抵消系统。计算机仿真结果证明：该算法运算量低、收敛速度快、性能稳定。     

基于互相关和插值运算的声波飞行时间测量

为了实现声学法温度场监测中声波飞行时间的高精度测量,介绍了声学法温度场检测原理与系统组成.提出了基于互相关和插值运算的声波飞行时间测量法.Matlab环境下的仿真研究表明：受采样间隔的限制,直接对发射端和接收端采样信号作互相关并寻峰,所确定的声波飞行时间精度较低;为获得更准确的声波飞行时间,弱噪声情况下,可对发射端和接收端采样信号的互相关函数在峰值附近做三次样条插值,细化后再次寻峰;中、强度噪声情况下,可对发射端和接收端采样信号做线性插值,细化后再做互相关和寻峰.该方法对提高声学法温度场检测精度具有实际意义.     

时延估计的声源定位算法及MATLAB实现

概述评价了在机器人、视频会议、大型会议记录中等常用声源定位的时延估计和定位方法,包括广义互相关函数时延估计法、最小方差自适应时延估计法和角度距离定位算法、球形差值定位算法、线性差值法的声源定位方法.利用仿真软件Matlab对各种算法的仿真结果,综合考虑仿真中使用的信号和噪音的互相关性,并结合改进后的相位变换加权函数改进了广义互相关函数时延估计法.结果表明利用改进的广义互相关算法结合球形差值定位技术能够得到更有效、更精确地定位.     

基于二次相关的广义互相关时差估计算法

对卫星干扰源进行准确定位有着非常重要的意义,而参数估计又是定位问题的关键,所以为了提高干扰源定位的精度,必须对时差参数进行准确的估计.由于传统的广义互相关时差法是通过利用加权函数来提高信号的有效成分,进而提高时差估计的精度,考虑到在信噪比较低的情况下,它的估计性能又开始下降,因此提出了一种基于二次相关的广义互相关时差估计新算法.该算法利用二次相关先对接收信号进行处理,可以有效抑制干扰噪声,然后对二次相关的结果进行广义互相关处理,进一步去除噪声,提高信号的信噪比,从而提高时差估计精度.     

基于噪声子空间二阶锥规划求解的宽带波达方向估计算法

现有宽带子空间类方位估计方法需要对庞大的空时联合采样相关矩阵进行特征分解运算以获得好的估计性能,计算复杂度高.提出一种基于噪声子空间二阶锥规划求解、计算有效的宽带波达方向估计算法.该算法将宽带信号低秩模型的噪声子空间估计转换为凸最优理论中的二阶锥规划问题,实现宽带源方位估计,整个过程不需要估计样本协方差矩阵,不需要矩阵特征值分解或奇异值分解,运算量低.给出算法的理论分析、实现步骤.统计性能比较表明该算法分辨门限低、方位估计精度高.千岛湖湖试结果证明该算法在实际声纳阵系统中可有效实现宽带源波达方向估计.     

一种简化鲁棒的传感网络节点三维估计算法

针对无线传感网络中进行节点三维状态估计时受到重尾或突变性质噪声干扰的问题,提出了加权质心定位和简化最大互相关熵无迹卡尔曼滤波结合的传感网络节点三维估计算法．首先,通过信号强度的测距方式得到信标节点和传感节点的观测距离;然后,利用质心定位的方法得到节点的近似估计,并结合节点估计模型和最大互相关熵准则对非高斯、非线性问题的鲁棒性,推导出一种简化最大互相关熵无迹卡尔曼滤波算法;最后,得到精确估计．仿真结果表明,新算法在具有重尾非高斯观测噪声的传感网络中对节点三维估计的效果比典型的方法更好,不仅降低了一般最大互相关熵无迹卡尔曼滤波的时间复杂度,还提高了节点估计的精度．     

基于计算听觉场景分析的语音盲分离方法准确无误

人耳具有提取感兴趣的声音、屏蔽噪声以及定位的功能.利用人耳听觉机理的听觉场景分析技术是语音信号处理的有力工具.提出了一种新的基于听觉场景分析的盲分离方法,可以对多个源信号混合而成的2个传感器信号进行分离.耳间时间差(ITD)和强度差(IID)包含信号源的位置信息.通过听觉外周模型对混合信号进行处理,得到各个频率通道的ITD和IID,再对混合信号的频域表示进行聚类,可得到源信号的频域表示.由于ITD和IID分别在高低频段起主要作用,聚类时对高低频段采取了不同的分类准则.仿真实验表明了该方法的有效性.     

中耳传输响应对声源定位的影响

以MIT媒体实验室测得的HRTF实验数据为基础,在不同的声源信号激励下,双耳信号分包括中耳传输响应和不包括中耳传输响应两种情况,通过计算耳间互相关函数,分别得到IACC、双耳时间差和耳间互相关函数的宽度WIACC等三个声学参数,探讨了中耳传输响应对声源定位的影响.结果表明,中耳传输响应基本不影响声源方位角的定位,但会对声源的明晰度产生影响,而对声源明晰度影响的大小在一定程度上取决于声源信号的频谱.     

基于MUSIC算法的水下噪声源近场高分辨定位方法

针对舰艇辐射噪声的能量和线谱主要分布在低频段,而常规噪声源近场定位方法在低频段很难获得到比较理想的空间分辨率,无法满足舰艇低频辐射噪声源定位识别需求问题.在研究远场平面波模型下MUSIC算法基础上,建立了基于相位和幅度联合补偿的MUSIC近场噪声源定位算法,通过仿真计算和湖试试验研究了该算法的噪声源定位性能,结果表明该...     

三点阵次声源定位估算法

为了实现防震减灾,可以用震前次声波异常信号出现的时间和异常幅值预测发震时间和震级,有效率达到75%以上.地震预测有3个要素,震中位置是最重要的因素,不能准确地预测发震地点就不能实现防震减灾的目的.利用已建立的次声观测阵,提出了一种三点阵次声源定位估算法,该方法能对次声入射方位角、次声波传播速度以及次声源进行估算.通过一些实际震例对次声波进行了定位分析,结果表明估算方向与实际震中方向一致,说明本文提出的三点阵估算法是可行的.     

基于声音位置指纹的室内声源定位方法

针对基于模型的声源定位方法在非结构化空间中应用所存在的模型依赖度高、定位精度低等问题,提出一种基于声音位置指纹的定位方法,通过将待定位点处的声源信号空间位置特征与定位数据库中信息进行比较从而完成声源定位.该定位方法包括2个阶段:离线采样阶段,捕获各定位参考点处声源信号并完成位置特征提取,据此特征和参考点位置信息构建定位数据库;在线定位阶段,通过提取待定位点处实时信号特征并和定位数据库中信息进行匹配完成定位.仿真实验结果表明:在麦克风数量较少、环境噪声干扰较大的情况下,该方法具有较小的声源位置估计偏差,定位效果可满足实际应用需求.     

Study on sound source localization for mobile robot based on tetrahedral microphone array[D].

针对基于模型的声源定位方法在非结构化空间中应用所存在的模型依赖度高、定位精度低等问题,提出一种基于声音位置指纹的定位方法,通过将待定位点处的声源信号空间位置特征与定位数据库中信息进行比较从而完成声源定位. 该定位方法包括2个阶段:离线采样阶段,捕获各定位参考点处声源信号并完成位置特征提取,据此特征和参考点位置信息构建定位数据库;在线定位阶段,通过提取待定位点处实时信号特征并和定位数据库中信息进行匹配完成定位. 仿真实验结果表明:在麦克风数量较少、环境噪声干扰较大的情况下,该方法具有较小的声源位置估计偏差,定位效果可满足实际应用需求.

     

大地震临震预测的研究进展

为了实现防震减灾,可以用震前次声波异常信号出现的时间和异常幅值预测发震时间和震级,有效率达到75%以上. 地震预测有3个要素,震中位置是最重要的因素,不能准确地预测发震地点就不能实现防震减灾的目的. 利用已建立的次声观测阵,提出了一种三点阵次声源定位估算法,该方法能对次声入射方位角、次声波传播速度以及次声源进行估算. 通过一些实际震例对次声波进行了定位分析,结果表明估算方向与实际震中方向一致,说明本文提出的三点阵估算法是可行的.

     

双基地MIMO雷达波形解相关算法

The auto-correlation and cross-correlation properties of transmit waveforms have great effects on the performance of MIMO radar systems. However, it is difficult to design waveforms that have ideal auto-correlation properties as well as cross-correlation ones. In this paper, an MMSE based waveform de-correlation algorithm is proposed to cancel the effects of the auto-correlation and cross-correlation of transmit waveforms in the receiver. The received signal model of bistatic MIMO radars is first derived. Then, the de-correlation filters are derived by using the MMSE method to reduce the influences of colored noise enhancement. Finally, the polynomial expansion method is used to simplify the computational complexity of the proposed de-correlation filters. The performance of the proposed method is verified by applying it to bistatic MIMO radar multi-target localization. Simulation results demonstrate the effectiveness of the proposed algorithm.