声源DOA估计中LS-SVR核函数选取研究.pdf

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1、爨⑨66囿S5响圈数0字D信，⑥@号@处ss理6闶声源DOA估计中LS—SVR核函数·技术研究·选取研究术张峰，陈华伟，王天南，何赛娟(南京航空航天大学电子信息工程学院，江苏南京210016)【摘要】基于多通道到达时间差(TDOA)的定位方法是声源到达方向(DOA)估计中的重要方法。其中，由TDOA到DOA的映射是该方法的一个关键，目前广泛采用的映射方法为最小二乘法。然而最小二乘法存在诸如声源位于阵列端射方向时性能急剧下降的问题。为克服这一缺点，提出了基于最小二乘支持向量回归机(IS—SVR)的映射方法。在

2、支持向量机技术中，核函数的选取直接影响着支持向量机的性能，但之前的工作仅讨论了径向基核函数。针对声源DOA估计中的TDOA映射问题，研究了径向基核、多项式核以及线性核函数构造的Ls—sVR对声源DOA估计的影响。【关键词】核函数；IS—SVR；DOA估计【中图分类号】TN820．5【文献标志码】ASeleefionResearchofLS—SVRKernelsforSoundSourceDOAEstimationZHANGFeng，CHENHuawei，WANGTiannan，HESaijuan(Colle

3、geofElectronicandInformationEngineering，NanjingUniversityofAeronauticsandAstronautics，Nanjing210016，China)【Abstract】Thetechniquebasedontime—differences—of—arrival(TDOAs)withmultiplechannelsisanimportantmethodforthesoundsourcesdirection一0f—arrivalfDOA)estim

4、ation．OneofitskeytechnologiesisthenrappingofTDOAstoDOA．Atpresent，theleast—squaresbasedalgorithmiswidelyusedinsoundsourcesDOAestimation．Ithasbeennotedthattheperform—anceoftheleast—squaresalgorithmisdeterioratedgreatlyaroundtheend—firedirections．Tocombatthis

5、problem，amappingmethodbasedOnleast—squared—support—vector—regression(IS—SVR)isproposed，whereisusedradialbasiskernelfunc—tion．ThechoiceofkernelfunctionsplaysanimportantroleintheSVMapplications．ThemappingconstructionofIS—SVRwithradialbasiskernel，polynomialke

6、rnelandlinearkernelfunctionisfocused，whichinfluencethesoundsourcesDOAestimation．【Keywords】Kernelfunction；IS—SVR；DOAestimation最常用的两种映射准则为最大似然估计法和最／j．,-l引言乘法。与最／JxZ_乘映射法相比，最大似然法的缺点是基于传声器阵列的声源到达方向(DOA)技术具其在估计前需要已知估计量的统计学特征，而这些信有广泛应用，如远程会议中的摄像头自动控制_】J、机息在实际应用中

7、往往无法预知。因此，最小二乘法得器人的人机交互系统J，以及声学监控系统等。到了广泛研究J。最小二乘法映射的局限性在于：总的来说，基于传声器阵列的DOA估计技术主要有(1)对于线性阵列，采用最小二乘法估计DOA时存三大类，分别是J：基于最大输出功率的可控波束形在闭式解，但是对于其他形状的阵列不一定能得到闭成(Steered—ResponsePower，SRP)的方法、基于到达时式解，此时需要进行搜索求解，计算量增大。(2)当间差(TimeDelayOfArrival，TDOA)的方法和高分辨声源位于阵列端射方

8、向附近时，最小二乘法的性能会率空间谱估计方法。其中，基于TDOA的方法不受阵急剧恶化。因此，提出了采用最小二乘支持向量回归列结构的限制，而且计算量小，因而应用非常广泛]。机(LeastSc『uareSupportVectorRegression，LS—SVR)构造非线性映射方式J。需要指出的是，文献[7]仅基于TDOA的声源DOA估计方法包括两步：首先讨论了由径向基核构造的LS—SVR对声源DOA估估计声源信号到