基于ICA的陣列聲源定位MUSIC算法研究及仿真.pdf

1、空間譜估計是陣列信號處理的一個重要研究方向，尤其對信號波達(dá)方向(DOA)的估計是空間譜估計研究的主題，在雷達(dá)、聲納和通信等眾多領(lǐng)域有著極為廣闊的應(yīng)用前景。聲源定位是陣列信號處理的主要任務(wù)之一，是實(shí)現(xiàn)空間濾波的基礎(chǔ)，在一定條件下如何實(shí)現(xiàn)聲源任意定位具有重要的研究價值。 獨(dú)立分量分析(ICA)是一種從多維統(tǒng)計數(shù)據(jù)中尋找獨(dú)立分量的方法，在源信號和混合信道未知的情況下來提取獨(dú)立分量。利用ICA這一盲分離技術(shù)估計出混合矩陣和源信號，在未知

2、通道特性和陣列流型等情況下就能估計波達(dá)方向，具有潛在的工程實(shí)用價值和廣闊的應(yīng)用前景。 論文主要工作如下： 1.在分析陣列信號處理的理論基礎(chǔ)上，針對語音信號的聲源特性，研究麥克風(fēng)陣列信號處理的拓樸結(jié)構(gòu)和信號模型。 2.討論了陣列信號處理DOA估計的算法，通過實(shí)驗(yàn)仿真對基本的幾種算法進(jìn)行了分析和比較，驗(yàn)證了經(jīng)典MUSIC算法的優(yōu)越性。在傳統(tǒng)的陣列信號處理DOA估計MUSIC算法的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步對算法改進(jìn)，得到適合語音

3、信號特性的麥克風(fēng)陣列聲源定位MUSIC算法，通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了聲源方位估計效果。 3.對獨(dú)立分量分析在陣列聲源定位的應(yīng)用進(jìn)行了研究，如何將獨(dú)立分量分析應(yīng)用在陣列信號處理中，尤其是ICA應(yīng)用于波達(dá)方向估計是本文研究的重點(diǎn)和難點(diǎn)。利用ICA中獨(dú)立矢量基的投影關(guān)系對陣列波達(dá)方向估計的問題進(jìn)行了分析研究，獲得對陣列信號的方位角估計。 4.從背景噪聲中估計信號的方位，需要解決的是陣列對信號的分辨能力問題，而波達(dá)方向盲估計不需要陣列校驗(yàn)