基于麦克风阵列的近场多声源目标定位与跟踪

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1、分类号：密级：UDC：学号：406130713176南昌大学硕士研究生学位论文基于麦克风阵列的近场多声源目标定位与跟踪Multi-targetSoundSourceLocalizationandTrackingBasedonMicrophoneArrayinNear-fieldEnvironment龙学焜培养单位（院、系）：信息工程学院指导教师姓名、职称：方安安高级实验师、陈利民副教授申请学位的学科门类：工学学科专业名称：信息与通信工程论文答辩日期：2016年5月21日答辩委员会主席：评阅人：2016年月日一、学位论文独创惟声明本人声明所呈交的学位论文

2、是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南昌大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料一。与我同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢意。签字日期口２＾学位论文作者签名（手写窗／：年口／月日二、学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解南昌大学有关保留，同意、使用学位论文的规定学校有权保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权南昌大学可

3、Ｗ将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可Ｗ采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编本学位论文（光盘版）电子杂志。同时授权北京万方数据股份有限公司和中国学术期刊社将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》和《中国优秀博硕±学位论文全文数据库》中全文发表，并通过网络向社会公众提供信息服务，同意按＂＂章程规定享受相关权益。、学位论文作者签名（手写（手写导师签名Ａ。０签字曰期：：Ｗｆｅ年＾月签字曰期么年谷月曰论文题目基于麦克风阵列的近场多声源目标定位与跟踪姓名龙学掘工程Ｉ学号４０６１３０７１３１７６论

4、文级别｜博±□硕±麵院／系／所信息学院电子系专业Ｉ信息与通信系统Ｅｍａｉｌ＿备■法：公开□保密（向校学位办申请获批准为＂保密＂，年＿＿月后公开）摘要摘要基于麦克风阵列的声源定位技术因设备智能化的发展而变得越来越重要，它用于获得声源的方向和距离信息。如何在声源定位的过程中解决自然噪声、混响、以及声源随机性等因素带来的问题，是很多相关研究者关注的重点。本文以近场声源传播模型为研究基础；以人耳听觉范围内（20Hz~20kHz）的声源为研究对象；以提高声源定位的准确性和实用性为目的展开研究。涉及的研究工作主要有以下几方面：（1）为实现多声

5、源目标的实时定位，选择CSP-SRP算法进行重点研究。针对CSP方法噪声鲁棒性差，且难以同时定位宽-窄带混合声源的缺陷，提出对数功率峰均比加权的CSP方法（LPARW-CSP）。LPARW-CSP以多麦克风求和功率谱的峰均比为依据，为传统CSP引入一个加权因子，实现抑制噪声频点幅度并增强有效声源频点幅度的效果。为防止单一频点的过度增强造成对其它频点的掩蔽，将峰均比变换到对数域。针对全局SRP搜索运算量大的问题，对近场中的SRP搜索策略进行了优化。理论研究和实验表明：LPARW-CSP有效增强了算法在强噪声中的估计精度，无论对窄带单音还是宽带语音都能准确定位

6、。优化的近场SRP搜索策略相比全局搜索成倍地缩减了运算量，便于算法的实时处理。（2）在粒子滤波理论框架下，对声源的运动轨迹进行滤波跟踪。基于激励-阻尼模型建立符合声源运动特性的状态方程，以LPARW-CSP结合带有门限判决的SRP搜索得到声源位置的观测数据，并使用高斯分布的采样密度函数和似然函数对声源位置的后验概率密度进行重要性采样。提出多声源的分配规则，解决了多声源动态跟踪中，观测结果与跟踪声源的匹配、新源产生和旧源消逝等问题。仿真实验表明：粒子滤波的跟踪轨迹能快速收敛于声源真实轨迹，减少了混响和声音短暂静默等干扰因素对声源位置估计的影响。关键词：声源定

7、位；麦克风阵列；互功率谱相位；可控功率搜索；粒子滤波IAbstractAbstractThemicrophonearraybasedsoundsourcelocalizationtechnologyisbecomingincreasinglyimportantduetothedevelopmentofintelligentequipment.Itisthemajorconcernhowtheproblemofnaturalnoise,reverberationandrandomnessofsoundsourceissolvedforsoundlocaliz

8、ation.Inthispaper,weconductadeeps