环境噪声信源分析与特征辨识虚拟仪器系统研发

乔佳乐 刘昭廷 刘祥楼 孟祥斌 刘 声

（1.绥化学院电气工程学院 黑龙江绥化 152061；2.东北石油大学 黑龙江大庆 163318）

近年来，国内外对于噪声声源特性研究取得了一系列的成果，尤其是声源定位技术有了明显提升。基于时延技术TDOA[4]和基于波束形成技术SRP-PHAT的各类应用更加广泛[1-3]。其中，SRP-PHAT方法比TDOA方法更适合于远场环境。而GCC-PHAT方法误差更小且计算时间更快，在近场环境中比SRP-PHAT更具优势[4-6]。Al-Sheikh B[7]等人设计一种用于水平面360度扫描声信号的四元十字MIC阵列声源方向估计系统，将频谱分析和小波变换应用于参考传声器上，采用广义互相关算法对麦克风间的时延进行估计。对于小型便携式系统，特别是多任务微嵌入式系统，在采样率小于10kHz情况下进行准确声源定位仍具挑战性。Mohammad Shukri Salman、Thomas Padois、Maximo以及Kober V I[8-10]等人提出了一种将确定采样率输入信号转换成频率较高的另一信号的广义互相关GCC方法。可以根据GCC方法定位计算时间和目标位置估计标准差，得到算法最优插值因子，进而设计由五元交叉麦克风阵列构成的低采样率三维近场被动声源定位阵列。但是SRP-PHAT存在一个缺陷，即需要在大量候选位置上进行搜索，对于大型麦克风阵列系统而言，其实时运行速度太慢。针对此类不足，Yook D[11,12]等人提出了一种两层搜索空间聚类方法来加速基于SRP-PHAT的声源定位。该方法的特点是将声源的候选位置划分多组，找到可能包含最大功率位置的小部分组，再通过少量组内搜索确定声源位置。运用该方案计算既可以大幅度降低成本，又可以保障定位精度没有损失。……