基于广义互相关的双麦克风阵列DOA估计方法研究
毕业论文关键词 声源定位 广义互相关 时延估计 波达方向
Title Study of dual-microphone array DOA estimation methods based on the generalized cross-correlation
Abstract The Method of dual-microphone array DOA estimation based on the generalized cross correlation is one of the important way in sound source location techniques. Locating the sound source target by estimating the Time Difference of Arrival (TDOA) to the different acoustic sensors. Study of the time delay estimation (TDE) is the premise of this method. In this paper, several common generalized cross correlation (GCC) time delay estimation methods are introduced to do the research. Simulated the basic cross-correlation, ROTH weighting (Impulse Response Processor), SCOT (The Smoothed Coherence Transform) and PHAT (The Phase Transform) and make comparative analysis with the simulation result following the establishment of the simulation model. In the case of small noise, using the generalized cross correlation DOA estimation method can obtain reliable results.
Keywords sound source localization, the generalized cross correlation, time delay estimation, direction of arrival
1绪论1
1.1引言.1
1.2声源定位技术的研究背景.1
1.3声源定位技术的发展现状.2
1.3.1声源定位技术的应用2
1.3.2声源定位技术的发展趋势..3
1.4本论文的主要工作及框架.4
2基于到达时间差（TDOA）的声源定位主要方法4
2.1基本信号模型..4
2.2声源定位的方法5
2.3声源定位中的时延估计技术（TimeDelayEstimation,TDE）..6
2.3.1广义互相关（GCC）时延估计方法.6
2.3.2CEP预处理的时延估计法..6
2.3.3互功率谱相位时延估计法..7
2.3.4结合语音特性的基音加权时延估计法.7
2.3.5基于LMS的自适应时延估计7
3基于广义互相关的时延估计方法原理..8
3.1广义相关的定义8
3.1.1信号的相关..8
3.1.2相关的定义..9
3.2广义相关时延估计方法..10
3.2.1广义相关时延估计的基本原理10
3.2.2加权处理器.12
3.3ROTH处理器13
3.3平滑相干变换SCOT（TheSmoothedCoherenceTransform）14
3.4相位变换PHAT.14
3.5Eckart滤波器.15
3.6本章小结..16
4基于广义互相关的DOA估计仿真及分析..16
4.1利用到达时间差TDOA进行方位估计16
4.2Matlab仿真程序及说明..17
4.3DOA估计仿真结果及分析.20
4.3.1没有噪声—理想情况下20
4.3.2信噪比为10dB.22
4.3.3信噪比为5dB..24
4.3.3信噪比为-5dB..27
4.3.4信噪比为-10dB.29
4.3.5多源环境下的DOA估计仿真..32
4.4本章小结..35
结论36
致谢37
参考文献.38
1 绪论 1.1 引言 基于广义互相关的双麦克风阵列的DOA (Direction Of Arrival)估计，说到底就是一种声源定位技术。即使用声学传感阵列，如麦克风等，接收声波，然后利用电子装置对其进行声信号的处理，以探测声源的位置，并对声源（目标）进行定位或者跟踪的一种技术。 在实际应用中，因为探测方式、探测需求的不同，会导致声源定位装置也需要有不同的结构，即目前的声源定位技术主要有两种不同方式：主动声定位和被动声定位。比如，雷达是使用发射机通过天线把电磁波能量射向空间某一方向，处在此方向上的物体反射碰到的电磁波；雷达天线接收此反射波，送至接收设备进行处理，提取有关该物体的某些信息（目标物体至雷达的距离，距离变化率或径向速度、方位、高度等） ，这种同时具有发射装置与接收装置的定位方式就是主动定位。而被动声定位则是只具有接收装置没有发射装置，只能通过接收装置被动的接收目标声源信号。同雷达等主动定位技术相比，被动声定位技术的隐蔽性比较强而且不容易受到电磁波的干扰。本文所讨论的基于广义互相关的双麦克风阵列的 DOA是基于被动声定位的算法研究。