声场模型如何区分近场和远场
生活随笔
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声场模型如何区分近场和远场
小編覺得挺不錯的,現(xiàn)在分享給大家,幫大家做個(gè)參考.
(1)基于麥克風(fēng)陣列的聲源定位問題,與傳統(tǒng)的窄帶DOA問題,主要有以下幾點(diǎn)不同:
A)平穩(wěn)信號和短時(shí)平穩(wěn)信號的區(qū)別傳統(tǒng)的陣列處理的接收信號,一般為平穩(wěn) 電磁波信號,可以用較長的時(shí)間累計(jì)來獲得較準(zhǔn)確的信號相關(guān)函數(shù)。麥克風(fēng) 陣列的接收信號為短時(shí)平穩(wěn)的語音信號,當(dāng)信號時(shí)間長度大于40毫秒時(shí),不再具 有平穩(wěn)性,在時(shí)域難以獲得準(zhǔn)確的相關(guān)函數(shù)。這導(dǎo)致常規(guī)的陣列處理算法性能下降。
B)根據(jù)聲源和麥克風(fēng)陣列距離的遠(yuǎn)近,可將聲場模型分為兩種:近場模型和遠(yuǎn)場模型。近場模型將聲波看成球面波,它考慮麥克風(fēng)陣元接收信號間的幅度差;遠(yuǎn)場模型則將聲波看成平面波,它忽略各陣元接收信號間的幅度差,近似認(rèn)為各接收信號之間是簡單的時(shí)延關(guān)系。顯然遠(yuǎn)場模型是對實(shí)際模型的簡化,極大地簡化了處理難度。一般語音增強(qiáng)方法就是基于遠(yuǎn)場模型。 近場和遠(yuǎn)場的區(qū)別在遠(yuǎn)場情況下,陣列波前可以認(rèn)為是簡單的平面波,信號到達(dá)每一個(gè)陣元的方向是相同的,每個(gè)陣元接收信號幅度衰減差異也可以 忽略。然而在近場情況下,陣列波前應(yīng)該采用球面波前模型,信號到達(dá)每個(gè)陣元的方向和幅度均不同。因此,近場陣列處理要綜合考慮幅度衰減和相位 差兩個(gè)因數(shù)。
經(jīng)驗(yàn)公式:R是信源與陣列之間的距離,L是ULA均勻直線陣列的總間距(n*d) r<2L*L/lamda,lamda表示波長;經(jīng)計(jì)算,S代表右邊的結(jié)果,S1=2×0.32×0.32/0.1=2.048米 也就是說 當(dāng)R>2.048米時(shí),處于遠(yuǎn)場(陣元為五個(gè),4×0.08m=0.32m); 當(dāng)R<2.048米時(shí),處于近場(陣元為五個(gè),4×0.08m=0.32m);
A)平穩(wěn)信號和短時(shí)平穩(wěn)信號的區(qū)別傳統(tǒng)的陣列處理的接收信號,一般為平穩(wěn) 電磁波信號,可以用較長的時(shí)間累計(jì)來獲得較準(zhǔn)確的信號相關(guān)函數(shù)。麥克風(fēng) 陣列的接收信號為短時(shí)平穩(wěn)的語音信號,當(dāng)信號時(shí)間長度大于40毫秒時(shí),不再具 有平穩(wěn)性,在時(shí)域難以獲得準(zhǔn)確的相關(guān)函數(shù)。這導(dǎo)致常規(guī)的陣列處理算法性能下降。
B)根據(jù)聲源和麥克風(fēng)陣列距離的遠(yuǎn)近,可將聲場模型分為兩種:近場模型和遠(yuǎn)場模型。近場模型將聲波看成球面波,它考慮麥克風(fēng)陣元接收信號間的幅度差;遠(yuǎn)場模型則將聲波看成平面波,它忽略各陣元接收信號間的幅度差,近似認(rèn)為各接收信號之間是簡單的時(shí)延關(guān)系。顯然遠(yuǎn)場模型是對實(shí)際模型的簡化,極大地簡化了處理難度。一般語音增強(qiáng)方法就是基于遠(yuǎn)場模型。 近場和遠(yuǎn)場的區(qū)別在遠(yuǎn)場情況下,陣列波前可以認(rèn)為是簡單的平面波,信號到達(dá)每一個(gè)陣元的方向是相同的,每個(gè)陣元接收信號幅度衰減差異也可以 忽略。然而在近場情況下,陣列波前應(yīng)該采用球面波前模型,信號到達(dá)每個(gè)陣元的方向和幅度均不同。因此,近場陣列處理要綜合考慮幅度衰減和相位 差兩個(gè)因數(shù)。
經(jīng)驗(yàn)公式:R是信源與陣列之間的距離,L是ULA均勻直線陣列的總間距(n*d) r<2L*L/lamda,lamda表示波長;經(jīng)計(jì)算,S代表右邊的結(jié)果,S1=2×0.32×0.32/0.1=2.048米 也就是說 當(dāng)R>2.048米時(shí),處于遠(yuǎn)場(陣元為五個(gè),4×0.08m=0.32m); 當(dāng)R<2.048米時(shí),處于近場(陣元為五個(gè),4×0.08m=0.32m);
總結(jié)
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