[發(fā)明專利]一種針對低信噪比信號的時延估計方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201911005365.2
• 申請日: 2019-10-22
• 公開（公告）號: CN112698271A
• 公開（公告）日: 2021-04-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 錢隆彥;陳衛(wèi)松
• 申請（專利權(quán)）人: 安徽師范大學
• 主分類號: G01S5/20
• 分類號: G01S5/20
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明屬于音頻信號處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種針對低信噪比信號的時延估計方法。本發(fā)明所提供的低信噪比信號的時延估計方法,針對時延估計精度受噪聲影響，導致時延估計不準確的問題，在現(xiàn)有廣義二次相關(guān)算法的基礎(chǔ)上，提出了一種改進的廣義二次相關(guān)算法，通過將二次相關(guān)函數(shù)先做指數(shù)運算，降低噪聲干擾，然后將傅里葉逆變換得到的相關(guān)函數(shù)做高次方運算，達到銳化峰值，提高時延估計正確率的目的。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于音頻信號處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種針對低信噪比信號的時延估計方法。

背景技術(shù)

時延估計在聲源定位領(lǐng)域的研究及應用日益廣泛。在計算時延的方法中，基于到達時間差的定位方法因其計算量小，定位耗時少等特點，被廣泛應用。早期計算時延算法主要是廣義互相關(guān)算法，近些年二次相關(guān)算法和廣義二次相關(guān)算法在時延估計中得到了應用。

茅惠達等人基于傳統(tǒng)廣義互相關(guān)算法，利用加權(quán)函數(shù)增強了信號中信噪比較高的頻率，從而提高了時延估計精度。（茅惠達, 張玲華. 聲源定位中廣義互相關(guān)時延估計算法的研究[J]. 計算機工程與應用, 2016, 52(22): 138-142.），但在低信噪比情況下，抗噪聲性能下降。

唐娟等人將兩路信號自相關(guān)和互相關(guān)的結(jié)果再做一次相關(guān)運算，得到二次相關(guān)函數(shù)，算法在高信噪比時增大了信號的相對值，降低了噪聲的干擾。（唐娟, 行鴻彥. 基于二次相關(guān)的時延估計方法[J]. 計算機工程, 2007, 33(21): 265-267.）。但在低信噪比環(huán)境下獲取時延估計精度不高。

朱超等人基于廣義二次相關(guān)算法，將二次相關(guān)函數(shù)與加權(quán)函數(shù)相乘，并用希爾伯特算法銳化峰值，提高了時延準確度。（朱超, 屈曉旭, 婁景藝. 一種新的廣義二次相關(guān)時延估計算法[J]. 艦船電子對抗, 2018, 41(05):59-64.）。但低信噪比情況下，峰值受噪聲干擾大，峰值銳化不明顯。

針對上述算法在低信噪比情況下，抗噪聲性能和正確率下降明顯，本發(fā)明提出一種低信噪比信號的時延估計方法，在低信噪比情況下，提高了時延估計的精度與抗噪聲性能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是克服傳統(tǒng)廣義二次相關(guān)在低信噪比信號的時延估計應用中存在的不足，提供了一種能夠應用于低信噪比信號的時延估計方法。

本發(fā)明實現(xiàn)上述目的的技術(shù)解決方案是。

一種針對低信噪比信號的時延估計方法，包括以下步驟。

（1）、對輸入信號x₁(n)進行自相關(guān)運算，得到自相關(guān)函數(shù)R₁₁(τ)。

輸入信號x₁(n)和自相關(guān)函數(shù)R₁₁(τ)的表達式為。

x₁(n)=s(n-τ₁)+n₁(n)。

R₁₁(τ)=E[x₁(n)x₁(n-τ)] 。