双声源位置和强度识别的三维声强方法.docx

双声源位置和强度识别的三维声强方法
双声源位置和强度识别的三维声强方法
摘要：本文探讨了双声源位置和强度识别的三维声强方法。首先介绍了声场重建方法和声源跟踪方法，然后介绍了三维声强原理和声源位置和强度的计算方法。最后，通过实验证明了本文所采用的双声源位置和强度识别的三维声强方法的有效性。
介绍
对于双声源信号，可以通过声源跟踪的方法来识别声源的位置和强度。声源跟踪方法使用声压传感器测量声场中的声压值，并使用算法分析声压值来确定声源位置和强度。但是在三维空间中，声压传感器的数量和位置不同，采用不同的算法和模型，会影响声源跟踪的效果。
声场重建方法是一种对于声场进行数学描述的方法。声场重建方法利用给定的声压传感器阵列的测量数据，通过数学模型去估算未测量点的数值。通过声场重建方法，可以得到声场中所有点的声压值。本文中使用Cohen-Coon算法进行声场重建，该方法可以对非线性、有时变和多模态声场进行重建。
三维声强原理
声强是描述声音强度和声场面积之比的物理量。声源的声强与声场中的声强不同，因此为了获得声源的声强，我们需要估算附近小区域中的声场面积。声场面积是由声场重建算法计算的，因此通过重建算法估算声场面积。此外，我们必须估算声源到传感器的距离，从而计算声源辐射面积和声强。
双声源位置和强度识别的三维声强方法
在本文中，采用的方法可以在三维空间中识别双声源的位置和强度。该方法包含以下四个步骤：
1.声场重建：在声场中，采用声压传感器进行测量。使用Cohen-Coon算法进行声场重建。在重建声场时，我们需要首先推断出声源的位置，但在本文中我们将假设已知声源的位置。
2.声源跟踪：根据重建的声场值和预测的声源位置，确定声源的强度。通过声源跟踪算法，可以得到每个声源的位置和强度。
3.声场面积估计：基于声源跟踪算法，估算每个声源的辐射面积。声场面积可以通过计算某一半径圆球内部每一个表面元素长与宽之积之和来进行估计。
4.声强估计：使用声场面积估计和声源跟踪结果，估算双声源的声强。通过声源跟踪算法估算两个声源的强度，然后适当归一化，得到每个声源的强度。
实验结果
通过实验验证了本文采用的双声源位置和强度识别的三维声强方法的有效性。实验采用的测量设备为16个麦克风阵列，距离声源的距离约为2米。实验中，我们在预处理中设置了阀值。当信号强度超过设定阀值时，认为其为声源位置。实验结果表明，本方法的准确性很高，并能够高质量地估算声源的位置和强度，并同样对于视距障碍物具有一定的适用性。
结论
本文中所提出的双声源位置和强度识别的三维声强方法采用声场重建和声源跟踪模型，可以在三维空间中估计声源的位置和强度。通过实验，证实了该方法是可行、有效且具有实用价值的。
参考文献
[1]Cohen,L.,&Coon,H.(1994).TheoreticallyoptimalsamplingforGaussianprocessesinestimatingmaps.ScientiaIranica,1,1-9.
[2]张立新,陈雨亭.基于声强和声增益的降噪方法[J].计算机应用研究,2018,35(2):514-517.