基于被动时反的 ac-MVDR 近场声源定位方法的代码
时间: 2024-06-08 14:06:31 浏览: 9
以下是基于被动时反的 ac-MVDR 近场声源定位方法的 Python 代码示例:
```python
import numpy as np
import scipy.signal as sig
def ac_mvdr(locs, freqs, sigs, c=343.0, winlen=256):
'''
基于被动时反的 ac-MVDR 近场声源定位方法
参数:
locs: ndarray, 形状为 (M, 3),M 个麦克风位置(单位:米)
freqs: ndarray, 形状为 (N,),N 个频率点(单位:赫兹)
sigs: ndarray, 形状为 (M, L),M 个麦克风,每个麦克风 L 个采样点
c: float, 声速(单位:米/秒),默认为 343.0
winlen: int, 窗口长度,默认为 256
返回:
angles: ndarray, 形状为 (N,),每个频率点对应的声源方位角(单位:弧度)
'''
# 麦克风数和采样点数
M, L = sigs.shape
# 传感器阵列协方差矩阵
Rxx = np.zeros((M, M), dtype=complex)
for m in range(M):
for n in range(M):
Rxx[m, n] = np.mean(sigs[m] * np.conj(sigs[n]))
# 噪声功率谱
Pn = np.zeros_like(freqs, dtype=complex)
for i, freq in enumerate(freqs):
k = 2 * np.pi * freq / c
Omega = np.exp(-1j * k * locs.dot([np.sin(theta), 0, np.cos(theta)])).reshape(-1, 1)
Pn[i] = 1.0 / (M - 1) / L * np.sum(np.conj(Omega.T).dot(Rxx - np.identity(M)).dot(Omega))
# 信源功率谱
Pss = np.zeros_like(freqs, dtype=complex)
for i, freq in enumerate(freqs):
k = 2 * np.pi * freq / c
d = np.exp(-1j * k * locs.dot([np.sin(theta), 0, np.cos(theta)])).reshape(-1, 1)
Pss[i] = 1.0 / L * np.sum(np.abs(np.conj(d.T).dot(sigs))**2)
# ac-MVDR 权值
W = np.zeros((M,), dtype=complex)
for i, freq in enumerate(freqs):
k = 2 * np.pi * freq / c
Omega = np.exp(-1j * k * locs.dot([np.sin(theta), 0, np.cos(theta)])).reshape(-1, 1)
Rxx_inv = np.linalg.inv(Rxx)
W_num = np.conj(Omega.T).dot(Rxx_inv).dot(d)
W_den = np.conj(d.T).dot(Rxx_inv).dot(d)
W[i] = W_num / W_den
# 估计声源方位角
angles = np.zeros_like(freqs)
for i, freq in enumerate(freqs):
k = 2 * np.pi * freq / c
Omega = np.exp(-1j * k * locs.dot([np.sin(theta), 0, np.cos(theta)])).reshape(-1, 1)
Rxx_inv = np.linalg.inv(Rxx)
W_num = np.conj(Omega.T).dot(Rxx_inv).dot(d)
W_den = np.conj(d.T).dot(Rxx_inv).dot(d)
W = W_num / W_den
angles[i] = np.arccos(np.real(np.sin(theta) * np.cos(phi) * np.imag(W) / np.abs(W)))
return angles
```
其中,`locs` 是麦克风位置的数组,`freqs` 是频率点的数组,`sigs` 是麦克风信号的数组,`c` 是声速,`winlen` 是窗口长度。返回的 `angles` 是每个频率点对应的声源方位角。
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