[发明专利]一种基于相位差和最大似然估计的声信号时延估计方法

摘要

本发明属于无线监控技术领域，公开了一种基于相位差和最大似然估计的声信号时延估计方法，在噪声背景下，利用声传感器阵列采集信号并通过互相关函数和短时傅里叶变换进行预处理得到频域信号；计算两路声信号的相对相位比并结合最大似然估计算法的原理获得所有可能的时延估计值的概率；在不依赖信号和噪声先验知识的条件下，将最大概率峰值所对应的时延值作为最终时延估计值。本发明可精确的估计出声源的到达时间差TDOA；取10组长度为1024个采样点的数据，对延迟0.0029s，0.0059s,0.0088s，0.0118s分别计算其均方误差，通过表1和表2可以看出本发明具有很大的准确度。

主权项

1.一种基于相位差和最大似然估计的声信号时延估计方法，其特征在于，所述基于相位差和最大似然估计的声信号时延估计方法在噪声背景下，利用声传感器阵列采集信号并通过互相关函数和短时傅里叶变换进行预处理得到频域信号；计算两路声信号的相对相位比并结合最大似然估计算法的原理获得所有可能的时延估计值的概率；在不依赖信号和噪声先验知识的条件下，将最大概率峰值所对应的时延值作为最终时延估计值；所述基于相位差和最大似然估计时延估计方法包括以下步骤：步骤一，在t时刻，将采集的信号和进行滑动相关，得到这两路信号间可能的时延区间[(1‑N)/f_s,(N‑1)/f_s]；步骤二，时频域变换，将信号和应用短时傅里叶变换得到其频域表达和步骤三，计算相对相位比，计算出t时刻每个频点两个信号间的相对相位比φ_m(t,k)；步骤四，计算相对相位比集合，计算出每个可能时延d每个频点的相对相位比，并将其汇总构成相对相位比集合步骤五，估计概率初始化，对每个可能时延值的概率参数进行均匀初始化步骤六，计算时延估计概率，计算t时刻每个可能时延值的平均估计概率步骤七，得出时延值，将所得的平均估计概率中的最大值所对应的时延值作为信号和的到达时间差；步骤八，递归估计参数，基于上一帧所得的估计参数对下一帧的概率参数进行估计