基于抽头稀疏化的最小二乘频率不变波束形成器设计

频率不变波束形成器(Frequency-invariant beamformer,FIB)在宽带声信号的无失真采集和处理中具有重要应用。基于空间响应变化函数的最小二乘方法是近年来FIB设计中的代表性方法,本文研究表明该方法的性能受频率不变波束形成(Finite impulse response,FIR)滤波器抽头长度的影响,增大抽头的长度可有效提高FIB设计的性能。但随滤波器抽头长度的增大,波束形成器的实现复杂度亦变大。针对这一问题,本文提出了一种基于FIR滤波器抽头稀疏化的最小二乘FIB设计方法,利用信号稀疏表示理论中的迭代加权l1范数优化实现了低复杂度最小二乘FIB设计,并通过设计实例验证了所提方法的有效性。

基于差分麦克风阵列和语音稀疏性的多源方位估计方法

差分麦克风阵列为实现小尺寸阵列条件下的声源定位提供了一条重要技术途径。语音信号具有稀疏性,利用该特性可实现基于差分麦克风阵列的多声源方位估计,其中的典型方法为直方图法。针对差分麦克风阵列,本文提出了一种基于时频掩蔽和模糊聚类分析的短时平均复声强多声源方位估计方法。分析了不同阵列尺寸条件下时频掩蔽频带范围的选择问题。该方法具有闭式解,在强混响噪声环境下的性能优于直方图法,并且受阵列尺寸变化的影响较小。为了改善直方图法的性能,基于时频掩蔽的思想,文中还给出了一种修正的直方图方法。混响噪声环境下的仿真实验结果验证了本文所提方法的有效性。

声源DOA估计中LS-SVR核函数选取研究

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(LS-SVR)的映射方法。在支持向量机技术中,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。