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美国SIG声学成像仪G120特点
来源: | 作者:11 | 发布时间: 2022-05-10 | 1976 次浏览 | 🔊 点击朗读正文 ❚❚ | 分享到:
声学照相机,又名声相(像)仪,是一种利用麦克风阵列测量一定范围内声场分布的专用设备。通过阵列信号处理算法,对麦克风采集的声压信号进行处理,可以得到噪声源在被测物体表面的位置和强度,并以云图的形式直观显示图像。在声学测量中,由于声源与阵列中每个麦克风之间的距离不相等,每个麦克风接收到的声波具有不同的延迟。利用声波延迟与声源位置的对应关系,对接收到的声压信号进行延时(频域为相位)补偿后叠加,逐点计算空间声源强度分布。这个过程被称为声学成像,而作为接收设备的阵列被称为声学相机。
1.硬件是一种麦克风阵列,是一种声音采集设备。两个以上的麦克风按照一定的位置规律布置在空间中并收集声音。
2.算法是指将硬件采集到的声信号按照一定的规律反演出成像表面,并以图像的形式显示成像表面上的声场分布。

声学照相机,又名声相(像)仪,是一种利用麦克风阵列测量一定范围内声场分布的专用设备。通过阵列信号处理算法,对麦克风采集的声压信号进行处理,可以得到噪声源在被测物体表面的位置和强度,并以云图的形式直观显示图像。在声学测量中,由于声源与阵列中每个麦克风之间的距离不相等,每个麦克风接收到的声波具有不同的延迟。利用声波延迟与声源位置的对应关系,对接收到的声压信号进行延时(频域为相位)补偿后叠加,逐点计算空间声源强度分布。这个过程被称为声学成像,而作为接收设备的阵列被称为声学相机。

1.硬件是一种麦克风阵列,是一种声音采集设备。两个以上的麦克风按照一定的位置规律布置在空间中并收集声音。

麦克风阵列是由一定数量的麦克风按照一定的空间几何位置排列而成。阵列参数包括传声器数量、阵列孔径大小、传声器单元间距、传声器空间分布形式等几何参数;此外,它还包括方向性、波束宽度、最大旁瓣电平等特性参数来衡量阵列的性能。为了设计一个好的阵列,我们需要同时考虑实际需求和设备的局限性。理论上,应使用最少数量的麦克风,以达到最佳识别效果。

麦克风的数量和阵列孔径决定了阵列实现的复杂性。阵列中的麦克风越多,布线就越复杂。阵列孔径表示阵列在空间中占据的体积。阵列孔径越大,实现这种结构就越困难。麦克风的数量也会影响阵列增益。由于阵列是在噪声背景下检测信号的,因此阵列增益用来描述阵列作为空间处理器所提供的信噪比的改善。一般来说,麦克风的数量与阵列增益成正比。

阵列应具有更好的分辨率和更大的孔径D;阵列应具有更高的截止频率和更小的阵列间距。大孔径和小间距是矛盾的。如果我们想见到他们,我们只能增加麦克风的数量。在实际使用中,设计经常与特定的测试对象进行权衡。

常用的阵列基本上可以分为规则几何阵列和非常规阵列。规则几何阵列,包括线性阵列、交叉阵列、圆形阵列、螺旋阵列等,都是规则几何阵列类型。此外,还有更复杂的不规则数组类型。在一个不规则阵列中,两个麦克风的位置向量方向不同,且位置向量线性独立,可以很好地避免重复的空间采样,抑制混叠效应,有效地减少重影的出现。然而,不规则阵列的制造、安装和运输成本很高。

2.算法是指将硬件采集到的声信号按照一定的规律反演出成像表面,并以图像的形式显示成像表面上的声场分布。

基于麦克风阵列的声源定位算法分为三类:一类是基于波束形成的方法;二是基于高分辨率谱估计的方法;第三种是基于到达时延差(TDOA)的方法。

近场声源:时差具有计算量小、实时性好、实用性强的特点。一般分为两个步骤:首先,计算声源信号到达麦克风阵列时的时差(时延估计),然后通过麦克风阵列的几何结构建立声源定位模型,并求解得到位置信息(位置估计)