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  • 书名 球形阵列信号处理原理
  • 书号 978-7-118-11746-2
  • 作者 (以)博阿兹?拉菲利
  • 出版时间 2019年01月
  • 译者 万群等
  • 版次 1版1次
  • 开本 16
  • 装帧 精装
  • 出版基金 装备科技译著出版基金
  • 页数 196
  • 字数 208
  • 中图分类 TN911.7
  • 丛书名 高新科技译丛
  • 定价

麦克风阵列和与之相关的阵列处理技术在过去的数十年中,已经在许多应用领域得到了发展。这些应用涵盖了语音通信、音乐录音、室内声学分析、噪声控制、声学全息技术、防务与安全、娱乐和其他更多领域。在室内语音和音乐厅里的音乐中,声音往往会传输到整个密闭空间,由此产生了一个三维声场。能够有效测量和处理三维声场的麦克风阵列,通常需要在三维空间中的一个体积范围之内对麦克风进行布置。安装在一堵围墙上的平面阵列,业界几十年以来业已对其进行了长期的探究;在最近的一段时间里,球形阵列,比如麦克风安装在一个刚性球体上的阵列,已经被业界提出。这类阵列相对于经典的线性阵列、矩形阵列和圆形阵列,具有以下一些优势:(1)具有复杂旋转对称性的球形阵列,易于空间滤波或者波束形成,可以被设计用于对任意方向的目标源进行有效的增强或者削弱。(2)阵列处理和性能分析可以在球面谐波域上解析表示,对于球体而言正是其傅里叶域。该变换域有利于建构有效的算法,有利于对包含阵列及其周围声场的广阔的声场进行建模。(3)波束形成可以通过从波束方向图指向上,对波束方向图设计进行解耦而高效地实现,因此,对于阵列实现而言,提供了更多的简化手段和灵活性。上述优势促使越来越多的研究者,近年来对球形麦克风阵列进行了纵深探索,研究了球形阵列的结构配置,研发了适用于球形阵列的算法,使这些阵列在广泛的应用领域中大显身手。这些日益活跃的科学活动,为本书作者提供了撰写此书的动力和灵感:本书的宗旨是以一种指南的方式,将球形阵列处理的基本原理呈献给广大的研究学者、研究生和关注该主题的工程技术人员。本书开头两章为读者提供了必要的数学和物理背景,包括对球面傅里叶变换和球谐波域上平面波声场建构的介绍。第三章涵盖了空域采样理论,这对于通过选择麦克风的位置,用以对空间中的声压函数进行采样是有帮助的。接下来的一章,将各种各样的球形阵列结构配置呈现给读者,其中包含了基于一个刚性球体的普遍性结构配置。第五章引入了波束形成的概念与基本方程,包括了常见的设计方法,诸如“延迟?求和”和常规波束形成。紧随其后的一章中,给出了波束方向图最优化设计方法,用以获得不同的设计目标,诸如最大鲁棒性、最大指向性或者最低旁瓣电平。最后一章介绍了更多先进的阵列处理算法,比如最小方差无失真响应算法。这些算法利用期望信号和噪声在球谐波域上独特的解析式,旨在衰减不期望的噪声成分的同时增强期望信号。我本人对于球形阵列处理的兴趣,始于2002年对麻省理工学院“感官通信小组”为期6个月的访问,在此期间和Julie Greenberg共事,深切地享受了波士顿那让我兴奋的氛围。我想感谢Julie提供的这次机会,感谢她的热情款待和让我受益匪浅的讨论。在我访问波士顿期间,我接触了让我颇受启发的Jens Meyer和Gary Elko的关于球形阵列的著作。他们开拓性的工作播下了种子,那颗种子其后在我的实验室,即Negev的本?古里安声学实验室中茁壮成长。声学实验室中的研究,得到了大量研究生、博士后研究者和访问学者非常宝贵的支持协作。实验室轻松的氛围、强大的团队协作和无尽的讨论正是让我能够得以完成这本书的不竭动力。在此,我万分感谢声学实验室的研究者们:Jonathan Sheaffer 博士、Jonathan Rathsam博士、Noam Shabtai博士、Dror Lederman博士、Yotam Peled博士、Etan Fisher博士、Vladimir Tournabin、Hai Morgenstern、David Alon、Koby Alhaiany、Mickey Jeffet、Elad Cohen、Dima Lvov、Or Nadiri、Shahar Villeval、Tal Szpruch、Nejem Hulihel、Ilan Ben-Hagai、Tomer Peleg、Amir Avni、Morag Agmon、Maor Klieder、Dima Haykin、Itai Peer和 Ilya Balmages。同时,还要特别感谢在来实验室访问的Franz Zotter博士,其对本书原稿提出了有用的意见,也要感谢Debbie Kedar能够迅捷和专业地对本书进行编辑和校对。最后,感谢我的家人Vered、Asaf、Yonathan和Tal为我提供了宽松家庭环境,使我最终完成了作品。

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