基于麥克風(fēng)陣列的MUSIC聲源定位算法研究.pdf

1、作為陣列信號(hào)處理領(lǐng)域的一個(gè)分支，麥克風(fēng)陣列已廣泛應(yīng)用于電視會(huì)議、語(yǔ)音增強(qiáng)及識(shí)別等方面。聲源定位是麥克風(fēng)陣列進(jìn)行空間濾波的重要基礎(chǔ)，近年來(lái)發(fā)展迅速?；陉嚵械亩ㄎ凰惴梢苑譃槌直嫠惴ê头浅直嫠惴?。超分辨算法可以突破瑞利限，在一定條件下可以實(shí)現(xiàn)任意定位精度，具有極大的應(yīng)用價(jià)值。作為超分辨空間譜估計(jì)技術(shù)的MUSIC(Multiple Signal Classification)算法是經(jīng)典的DOA算法之一，然而傳統(tǒng)的MUSIC算法在信源為窄

2、帶遠(yuǎn)場(chǎng)非相干信號(hào)的假設(shè)下，才能得到很高的分辨力和估計(jì)精度。而麥克風(fēng)陣列處理的是寬帶短時(shí)平穩(wěn)的語(yǔ)音信號(hào)，并且聲源可能位于陣列的近場(chǎng)范圍內(nèi)，這將導(dǎo)致MUSIC算法性能急劇下降甚至失效。為了能將傳統(tǒng)窄帶MUSIC算法應(yīng)用到麥克風(fēng)陣列系統(tǒng)中，必須針對(duì)聲源寬帶、相干的特點(diǎn)，對(duì)MUSIC算法進(jìn)行改進(jìn)。
　　本文首先研究了經(jīng)典MUSIC算法，并通過(guò)MATLAB仿真對(duì)其性能及參數(shù)進(jìn)行了詳細(xì)研究。然后對(duì)兩種基于MUSIC的解相干算法——基于空間平滑

3、的解相干算法和修正MUSIC算法進(jìn)行研究，并通過(guò)MATLAB仿真驗(yàn)證了兩種算法的解相干性能，為寬帶解相干算法的研究做好充分的準(zhǔn)備。之后針對(duì)聲源信號(hào)的寬帶特點(diǎn)，對(duì)寬帶ISM(Incoherent Signal Subspace Method)算法和CSM(Coherent Signal Subspace Method)算法進(jìn)行深入研究，并將兩種解相干方法加入ISM算法中，提高了其對(duì)相干信號(hào)的估計(jì)能力，并同CSM算法一樣，實(shí)現(xiàn)對(duì)遠(yuǎn)場(chǎng)一維聲源