资源描述：
《麦克风阵列声源定位与跟踪性能改进》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、ComputerEngineeringandApplications计算机工程与应用2008,44(19)235麦克风阵列声源定位与跟踪性能改进王军,种兰祥WANGJun,ZHONGLan-xiang西北大学信息科学与技术学院,西安710069SchoolofInformationandTechnology,NorthwestUniversity,Xi’an710069,ChinaWANGJun,ZHONGLan-xiang.Improvementofperformanceofsoundsourcelocalizationandtrackingb
2、asedonmicro-phonearray.ComputerEngineeringandApplications,2008,44(19):235-237.Abstract:Theperformanceoflinearmicrophonearrayisanalyzed,andsolutionstotheproblemsthatwilloccurwhenthemicrophonearrayservesforsoundsourcelocalizationandtrackinginaclosedenvironmentisputforward.Using
3、thethreemethodsproposedtogetherwillimprovetheperformanceofthemicrophonearraysignificantlywithouteitherchangingthetopologyofarrayorincreasingadditionalhardwaredevicescost.Keywords:microphonearray;beam-forming;directionofarrival摘要:针对将线形全向麦克风阵列应用于室内声源定位与跟踪时出现的对称双主瓣、空间角分辨率下降、选择性频
4、率衰落等问题,提出了相应的解决方法。联合使用所提出的三个方法,将大幅度提高室内线形全向麦克风阵列声源定位与跟踪的性能,而不必改变阵列拓扑结构、不增加硬件成本。关键词:麦克风阵列;波束形成;波达方向估计DOI:10.3778/j.issn.1002-8331.2008.19.072文章编号:1002-8331(2008)19-0235-03文献标识码:A中图分类号:TN912.161引言由此所得到的空间对称双主瓣使得用延时累加可控波束成形麦克风阵列是以阵列信号处理理论为基础而发展起来的方法得到两个波达角度。尽管可通过构造诸如球形、三角形拓扑结构来加
5、以解决[7-9],但因算法复杂、体积庞大、成本高难以实一种新兴音频信号拾取设备。与单个麦克风相比,它除了可以提高信噪比外,还能够实现声源的定位与跟踪[1]。近年来,在语用。而一维线阵结构简单,数学建模容易,仍是目前应用最为广音识别、车载系统、机器人控制、助听器等方面,麦克风阵列也泛的阵列拓扑结构之一。开始被广泛关注[2-5]。但由于音频信号本身具有传输带宽较宽的当满足窄带条件和远场条件,声源信号用复信号表示时,均匀线阵的接收表达式为[10]:特点以及使用环境的不同,其处理方法与传统的应用于开放式空间天线阵列的窄带处理方法相比有自己的特点与难点。目
6、x(t)=a(!)s(t)+n(t)(1)前,人们仍然使用延时累加可控波束成形方法,尽管该方法出式中,s(t)为声音信号,n(t)为噪声矢量,a(!)为方向矢量,其表现得最早,但依然是一种具有较强活力与生命力的波达角度估达式为:计(DOA,DirectionofArrival)方法[6]2π2π。可是,如果直接将该方法jdsin!j(N-1)dsin!λλTa(!)=[1,e,⋯,e](2)应用于室内线形全向麦克风阵列声源定位与跟踪时,其性能会上式中,N为麦克风的个数,θ为麦克风阵列轴向法线与声音大打折扣。主要是由于对称双主瓣造成两个可能的声源位
7、置、信号入射方向的夹角,d为阵元间距离,λ为信号波长。设wH为反射波造成的频率选择性衰落和实际阵元数不可能太多造成权重系数转置共轭矢量,F(θ)=
8、wHa的电扫主瓣过宽,从而使声源定位精确度下降甚至无法定位。(θ)
9、为阵列的方向函数,若:2π2π-jdsin!0-j(N-1)dsin!0研究表明,对于室内环境下声源的定位与跟踪,对延时累加可λλTw0=[1,e,⋯,e](3)控波束成形方法进行改进,则完全可以改善其应用性能而不用则:改动原阵列的物理结构。Nπd(sinθ-sinθ)0sin[]λ2F(θ)=(4)全向线阵系统的对称主瓣问题及解决方
10、法πd(sinθ-sinθ)0sin[]由于指向性麦克风在采集语音信号时会出现盲区,因此人λ们开始使用全向麦克风作为阵元构造一维均匀线形
