聲源DOA估計(jì)中的TDOA-DOA映射方法研究.pdf

1、聲源波達(dá)方向（Direction Of Arrival，DOA）估計(jì)作為麥克風(fēng)陣列信號(hào)處理中的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，在視頻會(huì)議系統(tǒng)、故障檢測(cè)、醫(yī)療診斷、軍事等許多領(lǐng)域都有廣泛應(yīng)用。基于多通道到達(dá)時(shí)間差（Time Differences Of Arrival，TDOA）的方法是聲源DOA估計(jì)中的一種重要方法。然而當(dāng)前研究工作主要集中在TDOA獲取，而對(duì)TDOA-DOA映射方法研究較少。基于最小二乘支持向量回歸機(jī)（Least Squares Sup

2、port Vector Regression，LS-SVR）的TDOA-DOA映射方法有較好的聲源DOA估計(jì)效果，但其研究并不全面。本文針對(duì)基于LS-SVR的TDOA-DOA映射方法，從LS-SVR中的核函數(shù)選取、多核LS-SVR構(gòu)造以及稀疏化分析等方面進(jìn)行了深入研究。此外，本文提出一種基于稀疏表示理論的無(wú)需調(diào)節(jié)參數(shù)的TDOA-DOA映射方法。本文的主要工作有：
　　1）由于不同核函數(shù)具有不同的映射性能，因而本文研究了徑向基核、多

3、項(xiàng)式核以及線性核這三種常見(jiàn)核函數(shù)構(gòu)造的LS-SVR在混響和噪聲環(huán)境中的聲源 DOA估計(jì)性能，并與最小二乘映射方式進(jìn)行了比較。研究結(jié)果表明，采用徑向基核函數(shù)具有更高的估計(jì)性能。
　　2）針對(duì)估計(jì)時(shí)延在混響較為嚴(yán)重的環(huán)境中出現(xiàn)離群值的問(wèn)題，本文根據(jù)TDOA-DOA的映射特點(diǎn)，提出一種基于中值濾波的TDOA處理方法以消除離群值。研究結(jié)果表明，采用該方法后，在混響較為嚴(yán)重的環(huán)境中聲源DOA映射性能得到了有效提升。
　　3）為了進(jìn)一步

4、提升聲源DOA估計(jì)性能，本文結(jié)合多核學(xué)習(xí)理論以及K-means聚類算法，提出了基于聚類方法的多核LS-SVR映射方法。仿真結(jié)果表明，多核LS-SVR的性能要優(yōu)于單核LS-SVR以及最小二乘法；一般情況下，核的個(gè)數(shù)越多，多核LS-SVR的性能越好，并且混響時(shí)間越大，多核的性能優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)得越明顯。
　　4）針對(duì)LS-SVR映射方法中訓(xùn)練集存在冗余這一問(wèn)題，本文將基于最小支持權(quán)重的剪枝稀疏方法運(yùn)用到聲源 DOA估計(jì)中，分別對(duì)單核和多核 L