[发明专利]一种矢量传感的多源混叠信号分离方法

摘要

本发明提供了一种矢量传感的多源混叠信号分离方法，利用矢量传感器采集4通道信号，对多空间方位的每一个搜索范围间隔进行矢量合成，分别将合成信号与声压信号做相关滤波，对滤波后的信号进行序贯能量检测，提取角度搜索范围间隔下有信号所对应的每一个方向，将各方向对应的合成信号分别输出，则获取每一个有声源波束角内所对应的声源信号，实现对多源混叠信号的分离。本发明围绕新型矢量声传感技术，利用接收信号的空间方位特性，通过对不同方位合成信号的序贯检测，实现对空间多源混叠信号的分量，解决了传统标量声传感技术下多源信号分离的难题，对室内语音场景、水中多目标感知等提供新的技术手段。

主权项

1.一种矢量传感的多源混叠信号分离方法，其特征在于包括下述步骤：/n第一步：利用矢量传感器采集4通道信号，声压p(t)及正交的三维振速分量v_x(t)、v_y(t)、v_z(t)，各通道的接收信号表示为：/n /n其中s(t)为目标信号，n_p(t)、n_x(t)、n_y(t)、n_z(t)表示各通道的噪声，且独立同分布的；ρ为环境密度，c为声速，θ为水平方向角，α为俯仰角；/n第二步：初始化波达方向的水平方向角θ的角度范围[0,2π]，设定波达方向的角度搜索范围间隔为Δθ，对应将给出水平方向角θ的角度范围[0,2π]的分割为多个搜索空间角度范围的集合{[θ₁,θ₂],[θ₂,θ₃],...,[θ_M-1,θ_M]}，θ₁＝0,θ_M＝2π,Δθ＝2π/M为一个确定的值；/n第三步：对多空间方位的每一个搜索范围间隔Δθ进行矢量合成，得到合成后的信号：/n /n其中r(t,θ)表示合成信号，N表示对每一个搜索空间角度范围[θ₁,θ₂]的等分离散化，i表示对搜索空间角度范围[θ₁,θ₂]的第i个等分离散化，θ_i＝i(θ₂-θ₁)/N；/n第四步：分别将合成信号r(t,θ)与声压信号p(t)做相关滤波；/n第五步：对滤波后的信号进行序贯能量检测，输出检测结果标记无信号为H₀，有信号为H₁；重复第三步到第五步直到搜索完成水平方向角θ的角度范围[0,2π]的全部搜索检测过程；/n第六步：提取角度搜索范围间隔下检测结果为H₁所对应的每一个方向；/n第七步：将第六步各方向对应的合成信号分别输出，则获取每一个有声源波束角内所对应的声源信号，实现对多源混叠信号的分离。/n