[發明專利]基于均勻圓陣EPUMA的相干信號零陷加深方法

有效

• 申請號: 201811000788.0
• 申請日: 2018-08-30
• 公開（公告）號: CN109254261B
• 公開（公告）日: 2022-11-18
• 發明（設計）人: 張正文;陳卓;黃翔;鞏朋成;李婕;饒鼎
• 申請（專利權）人: 湖北工業大學
• 主分類號: G01S3/14
• 分類號: G01S3/14;G06F30/20
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 黃靖

1.基于均勻圓陣EPUMA的相干信號零陷加深方法，其特征在于，所述方法包括：

步驟1，對陣列接收信號協方差矩陣進行特征值分解，并重構托普利茲協方差矩陣進行解相干處理；

步驟2，利用最小二乘循環迭代方法估計線性預測系數，使重構后的協方差矩陣滿秩，達到去相干的目的；

步驟3，通過代價函數估計出期望的空間譜，具體是通過控制零陷深度系數b的值，使空間譜密度函數形成期望的主旁瓣比，達到語音增強的目的。

2.根據權利要求1所述的基于均勻圓陣EPUMA的相干信號零陷加深方法，其特征在于，所述方法采用如下的信號模型：假設麥克風陣列是由M元陣元構成的均勻圓陣，當有K(K＜M)個遠場寬帶信號輸入，麥克風陣列的輸出為：

X(t)＝AS(t)+N(t),t＝1,...,L (1)

式中，X(t)＝[x₁ x₂ … x_M]^T為陣列的M×1維輸出數據矩陣；S(t)＝[s₁ s₂ … s_K]^T為遠場信號的K×1維數據矩陣；L是快拍數；N(t)＝[n₁ n₂ … n_M]^T為M×1維噪聲數據矩陣，設定噪聲分量是一個與信號互不相干且均值為零的高斯白噪聲，其協方差為σ_n²I_M，其中σ_n²為噪聲功率，I_M為M×M的單位矩陣，假設該麥克風圓陣位于XOY平面，首陣元位于X軸上，以原點為參考點，均勻圓陣的DOA具有二維形式，來波信號在XOY平面的投影與X軸夾角稱為方位角，信號與Z軸夾角為俯仰角，則俯仰角和方位角θ∈[-π，π]；

若平面波傳播方向為：

則各陣元相對于圓心的相位差為：

其中，第m個陣元與首元夾角由此得到陣列導向矩陣：

其中，

R為均勻圓陣的半徑，λ為信號的載波波長，陣列接收信號X(t)的協方差矩陣為：

其中，E[·]表示期望，(·)^H表示共軛轉置，x(t)為陣列接收信號的時域形式。