[發明專利]一種基于互譜相位擬合的時延估計方法

在審

• 申請號: 202010633065.5
• 申請日: 2020-07-02
• 公開（公告）號: CN111856401A
• 公開（公告）日: 2020-10-30
• 發明（設計）人: 唐嵐;李保偉;張興敢
• 申請（專利權）人: 南京大學
• 主分類號: G01S5/22
• 分類號: G01S5/22
• 代理公司: 蘇州威世朋知識產權代理事務所(普通合伙) 32235
• 代理人: 楊林潔

1.一種基于互譜相位擬合的時延估計方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)利用麥克風陣列采集聲源信號，計算每兩路接收信號相對時延的整數部分；

2)根據整數部分時延，重新抽樣，構建延遲點數小于1的兩路接收信號，求出互功率譜；

3)對所述互功率譜進行頻域濾波，去除噪聲、雜波干擾，計算濾波后的互譜相位；

4)利用互譜相位跟頻率的線性關系計算每個頻點的時延，擬合得到分數部分時延估計值，綜合得到整體時延。

2.根據權利要求1所述一種基于互譜相位擬合的時延估計方法，其特征在于：所述步驟1)包括以下步驟：

11)利用麥克風陣列采集聲源信息，在同一時刻抽樣長度為N的兩路接收信號其中x₁[n]表示第1個麥克風接收信號，n表示信號x[n]的索引，x₂[n]表示第2個麥克風接收信號；

12)根據傳統GCC時延估計算法計算相對時延整數部分m。

3.根據權利要求2所述一種基于互譜相位擬合的時延估計方法，其特征在于：所述步驟2)包括以下步驟：

21)信號不變，將信號抽樣位置順延m個采樣單元，重新抽樣長度N得到

22)對信號分別進行FFT轉換到頻域，得到k表示X[k]的索引，再將取共軛與相乘得到互功率譜

4.根據權利要求2所述一種基于互譜相位擬合的時延估計方法，其特征在于：所述步驟3)包括以下步驟：

31)將聲源信號頻率范圍[f₁,f₂]除以頻率分辨率f₀、取整，得到相應的正頻率部分頻點k值范圍[k₁,k₂]，其中f₁表示頻率下限，f₂表示頻率上限；

32)設計一個長度為N的濾波器，系數在范圍內的值取1，其余為0，而后與互譜進行點乘運算得到新互譜，實現頻域濾波；

33)利用angle函數獲得濾波后的互譜相位N'為濾波后保留的互譜長度，表示第k個頻點的相位。

5.根據權利要求2所述一種基于互譜相位擬合的時延估計方法，其特征在于：所述步驟3)包括以下步驟：

31)將聲源信號頻率范圍[f₁,f₂]除以頻率分辨率f₀、取整，得到相應的正頻率部分頻點k值范圍[k₁,k₂]，其中f₁表示頻率下限，f₂表示頻率上限；

32)區分正負頻率，直接將互譜在頻點范圍[k₁,k₂]、[-k₂,-k₁]以外的值置0的方式達到濾波效果；

33)利用angle函數獲得濾波后的互譜相位N'為濾波后保留的互譜長度，表示第k個頻點的相位。

6.根據權利要求2所述一種基于互譜相位擬合的時延估計方法，其特征在于：所述步驟4)包括以下步驟：

41)根據互譜相位與頻率的線性關系，將除以得到每個頻點的時延值p[k]表示第k個頻點的時延值；

42)對進行最小二乘線性擬合，確定兩路接收信號分數部分時延估計值

43)與步驟1)得到的整數部分時延m求和得到整體時延值Δn。