附件 4-1
毕业设计开题报告表
题目名称
麦克风阵列近场波束形成的典型方法仿真
选题类型
专业
指导 教
师
学生姓名
学 号
班级
开题报告内容：
一．选题的背景与意义
麦克风阵列是广泛应用于语音识别、医学诊断和无线通信等领域的一种传感器阵列信号
处理系统。随着语音消费市场的火热，麦克风阵列成为时下研宄的热点，主要用来解决近距
离语音识别的问题，以保证真实应用场景下的语音识别效率。
波束形成的实质是对各阵元接收到的数据进行空域滤波，从而使阵列输出形成空间指向
性，达到增强所需的期望信号、抑制干扰和噪声的目的。它是麦克风阵列信号处理过程中的
一项关键技术，关系到智能设备在复杂的环境中对高质量语音信号的获取。
传统的阵列信号处理中，一般考虑信号源处于阵列远场范围时的情况。在远场平面波模
型中，由于信号源到阵列的距离远大于阵元间距，不同阵元接收信号的幅度差异较小，在信
号处理过程中可以忽略，只需对各阵元接收信号的相位差异进行处理即可。而麦克风阵列的
实际应用场景中，信号源处于阵列近场范围，如小型会议室、车内免提电话等，若用远场信
号处理模型，则会导致信号处理的效果明显下降。此时，不同阵元接收到的信号幅度受信号
源到各阵元距离差异的影响非常明显，需考虑信号源到达不同阵元的波程差，远场阵列信号
处理方法不适用于麦克风阵列近场信号处理。因此，需要建立近场阵列信号处理模型，用于
研究麦克风阵列近场波束形成的问题。
另一方面，麦克风阵列的语音处理系统使用传统的窄带信号处理方法时缺点明显。语音
信号的频率范围为 300Hz～3kHz，频带很宽，不同阵元的相位延时与声源的频率关系密切，
使得现有的窄带波束形成方法不再适用。因此，基于麦克风阵列的实际应用场景，对宽带波
束形成方法的探索是目前对麦克风阵列信号处理研究中的一项重要内容。
二．设计目标
1.常规时延信号形成方法；
2.频域信号形成方法；
3.时域和频域信号形成方法对比；
4.分辨力和运算时间对比��
三．设计思路
1.基于时域信号处理的常规时延波束形成
常规时延波束形成通常采用对各个声传感器获得的时域信号先加权、时延后，在进行相
加来实现。对各通道的声音信号由于控件布置而导致的时延，通过时域滤波器来进行预补偿，
使得各声音传感器的声音信号时延一致，具体形成结构图如图 1 所示。
