基于麦克风阵列的声源定位

1、 本科毕业设计（论文）基于麦克风阵列的声源定位方法研究石波燕 山 大 学2011 年 6 月 本科毕业设计（论文）基于麦克风阵列的声源定位方法研究学 院：电气工程学院 专 业：工业自动化仪表 学生 姓名： 石波 学 号：070103020023 指导 教师： 林洪彬 答辩 日期： 2011-6-24 燕山大学毕业设计（论文）任务书学院：电气工程学院 系级教学单位：自动化仪表系学号 070103020023学生姓名 石波专 业班 级 仪表 07-3题目名称 基于麦克风阵列的声源定位方法研究题目性质1.理工类：工程设计 （） ；工程技术实验研究型（ ） ；理论研究型（） ；计算机软件型（ ） ；综合型（ ）2.管理类（ ） ；3.外语类（ ） ；4.艺术类（ ）题目类型 1.毕业设计（） 2.论文（ ）题目题目来源 科研课题（ ） 生产实际（ ）自选题目（） 主要内容1、设计阵列声音信号处理硬件平台；2、掌握通过麦克风阵列进行声源定位的算法步骤；3、在硬件平台上编程实现声源定位；4、分析算法的性能。基本要求1、方案设计合理、查阅文献充分；2、理论分析正确、论证严密；3、设计、仿真模型可靠，

2、结果与理论相符；4、毕业设计论文符合撰写规范、要求。参考资料1、谢锋.基于麦克风阵列的声源定位方法研究.大连理工大学硕士学位论文,20082、周浩洋.基于麦克风阵列的声源定位方法研究.大连理工大学硕士学位论文, 20023、张贤达.现代信号处理.清华大学出版社,2002周 次 第 14 周 第 58 周 第 912 周 第 1316 周 第 1718 周应完成的内容查阅资料阅读文献方案论证总体设计理论分析模型研究软件设计仿真调试撰写论文准备答辩指导教师：林洪彬职称：讲师 2010 年 12 月 15 日系级教学单位审批：年 月 日摘要I摘要麦克风阵列技术是当前语音信号处理领域的研究热门，在噪声抑制和声源定位等场合有着广泛的应用，被认为是最有前景的语音增强技术。本文的研究设计了一套以延时估计为算法核心的声源位置定位技术，具体完成的工作如下：首先，充分了解关于麦克风场模型有关声音信号的相关理论知识，包括声源信号和噪声信号产生的原因及理论处理办法，声源宽带，窄带信号模型和远场近场模型的的区别与选取，麦克风定位阵列结构的选择和实现办法。其次，为了更好的了解麦克风阵列延时定位估计算法，将国内外现

3、有的延时估计算法做出分类与区别，重点讲述了本文所用到的互相关函数法的实现原理，比较了各种延时估计的试用条件与范围。最后，在Matlab 平台上进行了仿真定位实验，对 400个点进行定位，并根据定位方法中出现的情况逐个进行分析，得到实验结果，并在此基础上求出各点定位的误差精度，分析误差出现原因，验证了设计方案的可行性，指出此定位方法改进的方向。关键词:麦克风阵列；延时估计；声源定位AbstractIIAbstractNowadays，microphone array is playing all important role in many fields，Such as speech enhancement，speaker localization and speech recognition, and it is considered the most promising voice enhancement technology. This paper provide a kind of Sound localization technology which treat the tim

4、e delay estimation as the core location technology , the specific work done as follows: First, the full field model about the microphone sound signal on the theory of knowledge, including the source signal and noise signal causes and theoretical approach, the source of broadband, narrowband signal model and the near-field far-field difference between the model and selection, Position the microphone array structure of the selection and implementation approach. Secondly, in order to better underst

5、and the positioning of the microphone array delay estimation algorithm, the delay estimation algorithm at home and abroad to make the existing classification and distinction, this paper focuses on the cross-correlation function of the method used to achieve the principle of comparing various delay the trial conditions and the estimated range. Finally, take a 400-point positioning simulation on Matlab platform test, and positioning method according to happen one by one analysis, the experimental

6、results and calculated on this basis, the error of the point positioning accuracy analysis reason for the error appears, verify the design feasibility, positioning the direction of this methods. Key Words：Microphone Array;Time Delay Estimation;Speech enhance III目 录摘要 .IAbstract.II目 录 .III第 1 章 绪论 .11.1 论文的研究背景 .11.1.1 麦克风阵列概述 .11.1.2 麦克风阵列的应用 .11.2 声源定位方法概述 .21.2.1 基于麦克风阵列的声源定位方法 .21.2.2 基于最大输出功率的可控波束形成的定位方法 .21.2.3 基于高分辨率谱估计的定位方法 .31.2.4 基于声波到达时间差(TDOA)的定位方法 .41.3 论文结构安排 .6第 2 章 麦克风阵列理论基础 .72.1 声源信号模型 .72.1.1 语音信号 .72.1.2 噪声信号 .72.2 窄带信号模型与宽带信号模型 .82.2.1 窄带信号数学模型 .82.2.2 宽带信号数学模型 .

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