实心球声源识别低旁瓣超高分辨率声学图像快速获取方法

专利类型：发明专利 

语 言：中文 

申 请 号：CN201610477614.8 

申 请 日：20160624 

发 明 人：褚志刚杨洋陈涛 

申 请 人：重庆大学 

申请人地址：400044 重庆市沙坪坝区沙正街174号 

公 开 日：20161116 

公 开 号：CN106124044A 

代 理 人：王翔 

代理机构：重庆大学专利中心 50201 

摘　　要：本发明公开一种实心球声源识别低旁瓣超高分辨率声学图像快速获取方法。在识别三维空间内不相干声源时，本发明为快速获得清晰干净的超高分辨率声源成像图提供了有效途径，同时相对于实心球函数型延迟求和方法能更准确地量化声源，对声源识别结果的准确分析具有重要意义。 

主 权 项：实心球声源识别低旁瓣超高分辨率声学图像快速获取方法，其特征在于：1)：构建测量系统：一个处于三维空间内的所述实心球阵列；所述实心球阵列包括一个半径为a的实心球，以及分布在所述实心球表面的Q个所述传声器；这些传声器的编号为q，q＝1，2，…，Q；所述实心球的球心作为原点，实心球阵列所处的三维空间内任意一点的位置坐标用(r，Ω)描述，r表示所描述位置与原点间的距离，表示所描述位置的方向，θ、分别为其仰角、方位角；(a，Ω_q)为q号传声器的位置坐标；2)获取传声器声压各个传声器接收声压信号p(ka，Ω_q)；其中，波数k＝2πf/c，声波频率为f，声速为c，(a，Ω_q)为q号传声器的位置坐标；3)通过各个传声器接收声压信号。得到互谱矩阵C：$C=\overline{{\mathrm{pp}}^H},$$p={\Sigma }_{(r_0,{\Omega }_0)\in B}s({\mathrm{kr}}_0,{\Omega }_0)t({\mathrm{kr}}_0,{\Omega }_0),$其中：B表示所有声源位置坐标组成的集合，(r₀，Ω₀)表示声源的位置坐标，s(kr₀，Ω₀)表示声源的强度，t(kr₀，Ω₀)＝[t₁(kr₀，Ω₀)，t₂(kr₀，Ω₀)，…，t_Q(kr₀，Ω₀)]^T，t_q(kr₀，Ω₀)表示声源到q号传声器的声场传递函数，$t_q({\mathrm{kr}}_0,{\Omega }_0)\equiv \underset{n=0}{\overset{\infty }{\Sigma }}\underset{m=-n}{\overset{n}{\Sigma }}{R}_n({\mathrm{kr}}_0,ka)Y_n^{m*}\left({\Omega }_0\right)Y_n^m\left({\Omega }_q\right),$分别为Ω₀、Ω_q方向的球谐函数，n、m为球谐函数的阶次，R_n(kr₀，ka)为声信号传播径向函数；上标“?”、“H”、“*”和“T”分别表示平均运算、转置共轭运算、共轭运算和转置运算；4)确定各个频率对应的球谐函数阶次截断长度：表示将数值向正无穷方向圆整到最近的整数；5)将互谱矩阵C和球谐函数阶次截断长度N分别代入：$W_F({\mathrm{kr}}_f,{\Omega }_f)=P_{AC}({\mathrm{kr}}_0,{\Omega }_0){\left(\frac{v^H({\mathrm{kr}}_f,{\Omega }_f)t({\mathrm{kr}}_0,{\Omega }_0)t^H({\mathrm{kr}}_0,{\Omega }_0)v({\mathrm{kr}}_f,{\Omega }_f)}{{||v({\mathrm{kr}}_f,{\Omega }_f)||}_2^2{||t({\mathrm{kr}}_0,{\Omega }_0)||}_2^2}\right)}^{\xi }$和$W({\mathrm{kr}}_f,{\Omega }_f)=\frac{1}{Q}\frac{v^H({\mathrm{kr}}_f,{\Omega }_f)Cv({\mathrm{kr}}_f,{\Omega }_f)}{{||v({\mathrm{kr}}_f,{\Omega }_f)||}_2^2}$其中：P_AC(kr₀，Ω₀)为互谱矩阵C的的迹，(r_f，Ω_f)为聚焦点的位置坐标，v(kr_f，Ω_f)＝[v₁(kr_f，Ω_f)，v₂(kr_f，Ω_f)，…，v_Q(kr_f，Ω_f)]^T，v_q(kr_f，Ω_f)表示q号传声器的聚焦分量，和分别为聚焦点方向和各麦克风方向的球谐函数，ξ为指数参数，||||₂表示2范数；6)对W_F(kr_f，Ω_f)进行脊探测并剔除非脊点和设定的动态范围之外的脊点，然后针对剩余脊点对延迟求和结果W(kr_f，Ω_f)进行反卷积求得P_AC°7)根据P_AC绘制声源成像图。 

关 键 词： 

法律状态：生效 

IPC专利分类号：G01H17/00(2006.01)I