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声学照相机，声学相机，声像仪，噪声源定位系统，Norsonic
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&声学照相机，声学相机，声像仪，噪声源定位系统，Norsonic，Nor848，
Norsonic Nor848声学照相机系统是一个创新的声音照相机，使用了大量的麦克风去避免假象讯号，跟一般传统式的声音影像化的技术相比，Nor848声学照相机更具有更高的指向性，在声源位置查找方面更精准，误判更少。
& Nor848声学照相机的软件在拥有专业的功能的同时，操作简单可视化，马上就能收敛出音源位置，且透过虚拟麦克风，能实时分析及听取声音！
&& 挪威Norsonic公司成立于1967年，作为世界领先的噪声振动应用方面的精密测量仪器生产厂家之一, 产品从声级计、多通道噪声实时分析仪、声音照相机、环境监测站、传声器、噪声发生器、球形扬声器、校正和测试系统等，能够满足一系列声学和振动测量任务的需求。 40多年来一直处于建筑和环境噪声振动设备市场的前沿，公司在25个国家设有办事处，客户已经遍布全球，达到了50多个国家。主要市场是英国、 德国、 瑞士、 奥地利、 美国、 中国、 斯堪的纳维亚国家等国家。
Nor848系统特点
◆三种麦克风阵列尺寸：128、256、384个麦克风
◆最大声压值：110dB
◆带宽：20Hz - 20kHz
◆具有A-weighting、1/1、1/3 octave、FFT
◆更多的麦克风数量，因此比一般声音摄影机更高的分辨率及更少的假象误差
◆数字麦克风，不需要额外数字模拟转换装置，只需要一条网络线连接
◆数字麦克风有更高的动态范围及更高的可靠度
◆以圆对称的方式排列，提供均匀的频率响应，减少假像讯号的发生
◆虚拟麦克风可实时分析及听取声音
◆虚拟麦克风可实时找到声源，并可过滤出指定的音频范围
◆圆盘上的麦克风可防止从后面的声音和回音
◆低自我噪声，高量测范围
◆可扩充转速计选项协助旋转机械分析
◆高性能光学摄影机
&广泛用于各种机器、车辆、船舶、电器等工业噪声测量和环境噪声测量，适用于工厂企业
、建筑设计、环境保护、劳动卫生、交通运输、教学、医疗卫生、科研等部门的声测试，
噪声环境质量自动监测，工业企业厂界环境噪声排放自动监测，社会生活环境噪声排放监测，
施工场地噪声排放自动监测和机场周围自动监测等。
消声室中声源定位，声强测量
建筑设计应用
◆教堂音泄位置查找
3)交通运输
◆行驶中的列车
4)工厂企业&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
◆工厂关键部位噪声检测
5)环境保护
-20- 40&&(℃)
Fluke/福禄克&&
数字式噪音计&&
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公司简介北京龙腾远洋科技有限公司是一家集科研开发、销售服务于一体的多元化高新技术企业。&2014年，龙腾远洋科技实现了公司化运作，旗下拥有多个国内外高端产品，每项产品公司都赋予了核心使命，从自主研发产品到代理进口高端产品，技术支持到售后服务，公司全体同仁都受过特殊的教育培训和市场开拓经验，&360度全方位拓展公司业务，从而使公司良好有序地稳健发展。&龙腾远洋科技始终秉承“上善若水，举业德先”的经营宗旨，坚持以科技为本的发展核心，强调创新文化的推广与传承。“为人类提高品质和可靠度”为使命，以“永远追求卓越”为公司发展目标，力求在龙腾远洋科技公司核心“净土思想”的指导下，“还市场一片净土，给科技人才一份尊严”，是龙腾远洋成为公司有理念、人员有素养、市场有口碑、企业有前景、行业中有影响的科技型一流企业。&龙腾远洋正是以这种永远追求卓越，不断突破创新的精神，不断探索新时期、新环境下的发展战略。在汽车、航空航天、土木桥梁等领域，引进国外高新技术，为我国产品的可靠度提供重要的帮助，让我们的用户插上高科技的翅膀，让龙腾远洋科技自身的血管搭在社会经济发展的大动脉上。&在21世纪“中国梦”的感召下，龙腾远洋科技高举科技创新企业的大旗，不断弘扬企业文化、打造企业品牌、振兴企业产业。凝聚新老客户的助力，造福各方大众；以创新发展的战略思想，落实市场基础；龙腾远洋科技坚持中国梦就是龙腾梦，龙腾远洋科技就是实现梦想的最诚信、最有价值和保障的企业。本公司愿为广大顾客提供优质的产品和服务，并致力于不断的改进和提高。
产品编号：7538407
声学照相机，声学相机，声像仪，噪声源定位系统，Norsonic
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二维声源定位技术研究学士学位本科毕业论文 理工大学学士学位论文44qfi1=zeros(5,101)；for i=1:5for j=1:101qfi(j)=qt(j)*c*sqrt(1+(cos(fi))^2)/2/R/sin(sita(i))；endqfi1(i,:)=qfi；endqfi1=qfi1.*180/pi；n=1:101；plot(n,qfi1)；xlabel('时延误差（微秒）,方位角=90')；ylabel('方位角误差理工大学学士学位论文43d140=sx(2)-id140；t140=d140/fs；gR=C/2*(t120^2+t140^2-t130^2)/(t130-t120-t140)；gfi=atan((t140-t120)/t130)；gsita=asin(C/D*sqrt((t120-t140)^2+t130^2))；%Gfi=gfi*180/pi；%Gsita=gsita*180/pi；Gfi=g理工大学学士学位论文42subplot(4,1,3)；plot(tx,x3,'r',tx,y3,'b')；ylabel('ch3')；%legend('原信号','加入高斯白噪声的信号')；subplot(4,1,4)；plot(tx,x4,'r',tx,y4,'b')；ylabel('ch4')；%legend('原信号','加入高斯白噪声的信号')cor12=xcorr(y1,y2)；figu理工大学学士学位论文41dmax=max(md)；x1=din(2*dmax:fs+2*dmax-1)；x2=din(2*dmax-md(1):fs+2*dmax-md(1)-1)；x3=din(2*dmax-md(2):fs+2*dmax-md(2)-1)；x4=din(2*dmax-md(3):fs+2*dmax-md(3)-1)；sx=size(x1)；tx=1:sx(2)；%y1=x1+r理工大学学士学位论文40附录 C 源代码1.声源定位clearfs=10000；t=0:1/fs:4-1/fs；din=chirp(t,500,1,2000)；R=80；Fi=30；Sita=45；%fi=Fi/90*pi/2；%sita=Sita/90*pi/2；fi=1.7453；sita=0.5236；D=20；C=343；mx=R*sin(sita)*cos(fi)；my=R*sin(si理工大学学士学位论文39之间的 TDOA 估计所有成对的麦克风,通常通过找到一个互相关峰值二维三元的麦克风阵列。一对麦克风给 DOA w r t 轴的麦克风。因为目标有两个自由度,DOA 估计会给只有方向的源。在耦合第三个麦克风与之前安装的麦克风在一个“L”时尚,到达方向(DOA)w r t 轴包含第三和中心麦克风可以获得。在第二阶段,测量的是用来获取 DOA源位置通过求解一个方程组。语音算法适理工大学学士学位论文38附录 B 汉语翻译延时估计声源定位麦克风阵列已经实现在许多应用程序,包括语音识别、定位的主要发言人审计。波达方向(DOA) 估计的声学信号使用一组空间环保总局评为麦克风有许多实际应用在日常生活中。DOA 估计从组麦克风可用于自动引导摄像头演讲者在会议室。的波达方向(DOA)估计使用麦克风阵列是使用相位信息出现在信号捡到传感器(麦克风),是在空间上分开。当麦克风是在空间上分开理工大学学士学位论文37lines, yielding a potential source location. The final position estimate is obtained from a weighted average of these potential source locations.In this thesis we study a three-element ’L’理工大学学士学位论文36dimensional-three-element microphone array. A pair of microphones gives the DOA w.r.t. the axis of the microphones. Since the target has two degrees of freedom, the DOA estimated would giv理工大学学士学位论文35performance of source location estimation. Many of the conventional microphone array techniques for DOA estimates use large number of microphones typically 10 - 40 microphones. This puts a理工大学学士学位论文34附录 A 英文原文Acoustic Source Localization Using Time Delay EstimationMicrophone arrays have been implemented in many applications, including telecon-ferencing, speech recognition, position loc理工大学学士学位论文33参考文献[1] 赵永波，张守宏 .基于特征空间的线性约束最小方差波束形成器.电子与信息学报,):424-426[2] Johann F.Bohme,Time Delay Estimation by Cross-covariance Maximization of Quadrature Sampled Narrowband Signals,Int.J.Ele理工大学学士学位论文32致 谢在论文完成之际，我要特别感谢在校学习期间曾给予过我关心和帮助的人们。首先，我要衷心地感谢我的导师教授。从论文的选题、分析到具体的实验和论文的写作，都得到了老师悉心的指导和帮助。在这两年多的学习过程中，老师严谨的治学态度、渊博的理论知识、兢兢业业的工作精神以及平易近人的生活作风都给我留下了深刻的印象，在我未来的生活、工作和学习中，这些都将是我一生受用的宝贵财富，鞭策我奋理工大学学士学位论文31结 论本文详细地论述了基于传声器阵列的定位技术。首先，在第二章中讨论了几种声源定位方法，并着重介绍了基于时延（ITD）和基于声压差异（IID）的定位方法。然后在第三章和第四章中，讨论了以上两种定位方法的几何模型、数据采集、算法生成和定位仿真。相对而言，基于时延的定位方法运算量较大，但是在时延估计有一定误差时，也能比较精确地定位。基于声压差异的定位方法运算量相对小，模型简单，理工大学学士学位论文30图 4.4 k=0.001 时，声源估计值与实际值比较图 4.5 k=0.015 时，声源估计值与实际值比较可见，k的取值直接影响着仿真的效果，k的值越小，仿真准确度越高。由于k的取值反应了外因对仿真的影响，所以基于声压差异的声源定位方法对传声器和环境条件的要求都很高，传声器对声源发出的声波信号的接收效果也直接决定了定位的效果。对于实际环境中的声源定位，采集速率、噪声、理工大学学士学位论文29（5）声源在（200，-90，150），声压幅比e的标准差 k=0.001（6）声源在（200，-90，150），声压幅比e的标准差 k=0.02（7）声源在（200，-90，150），声压幅比e的标准差 k=0.025（8）声源在（150，-450，150），声压幅比e的标准差 k=0.001（9）声源在（90，90，-45），声压幅比e的标准差 k=0.001测试结果如理工大学学士学位论文28z=7a(6e65e21-3e21-2e31e21e65-e31e65)/2(-12e65e21+14e31e21e65+7e31e65-9e21)由于之前给x，y，z 分别加上了一个 k与一百个随机正态分布样本的乘积“m ”，所以得到的x，y，z 的值均为十行十列的矩阵，将这三个矩阵中的元素求平均值，得到x，y，z，即估计出的声源S的位置。求平均值的仿真过程可以通过res理工大学学士学位论文27（4.13）（4.14）而r1， r2，r3，r4，r5，r6的值可以由两点间的距离公式求出，所以可以很容易的计算出e21， e43，e31，e65，e51的实际值。将此实际值作为已知量从而去仿真出声源S的位置并得到S 的估计坐标正是本文的目的所在。在编写Matlab 程序时，可以通过 cumsum函数和简单的赋值语句实现以上的过程。4.2.3 声源位置的计算与仿真由于声理工大学学士学位论文26据实际需要取值，如图4.2所示。声源发出的声音信号以不同的强度传达至各传声器，根据传声器阵列所获得的声音强度差异可以计算出声源至各传声器的距离。将采集得到的数据以数组的形式保存，继而进行下一步的运算与分析。图 4.2 六个传声器的定位摆放示意图与上一章相同，由于本文只涉及到用计算机实现定位仿真，所以必须预先假定声源坐标，通过对假定坐标的运算得到声源S到各传声器间的声压幅比，理工大学学士学位论文25而言，除幅度不同和存在一个固定的时间延迟 之外，其波形是相同的。图 4.1 平面上基于声压幅度比声源定位示意图下面，导出与声源定位有关的几个参量。为此，以 和 之比，有（4.7）这样，（4.8）类似的，在 和 之间，也存在相似的关系，（4.9）将上述（4.8）、（4.9）两式中左边的项称为电压幅度比(亦称声压幅度比，以下简称声压幅比) 。其值可由各传声器的实测值得到。4.2理工大学学士学位论文244 基于强度差异（IID）的方位估计4.1 方法概述与分析与上述基于时间差的方法不同，这种方法利用不同传声器接收到的来自同一个声源的声音信号在强度上的差异实现声源定位。为此，引入声压幅度比的概念，根据由声压在传声器处产生的电压输出与对应声源到传声器的距离两者之间存在的关系导出一个用于声源定位的约束条件。每个传声器可导出一个这样的约束条件，由这些约束条件可确定出声源的位置理工大学学士学位论文23之所以会出现这种结果是因为在算法的实现过程中某些表达式的分母部分出现了值为零的情况。在使用Matlab进行仿真时，由于此时的值无法计算，所以不能得到相应的声源S的估计坐标，无法实现仿真。理工大学学士学位论文22（7）声源在（700，-450，80），距离差 d 的标准差 k=0.3（8）声源在（700，-450，80），距离差 d 的标准差 k=0.7测试结果如表 3.1 所示表3.1 基于时延(ITD)算法的测试结果估计声源位置和实际声源位置的偏差 估计声源位置的标准差mx-x0 my-y0 mz-z0 kx ky kz1 0.02理工大学学士学位论文21z的表达式(3.23)与(3.14)，(3.15)联立，得到的x，y，z的表达式均很简明。同时，由于这三个表达式中的传声器覆盖了X，Y，Z三个坐标轴，即整个空间，所以得到的声源S的估计坐标与实际坐标之间的误差很小，同样取a=20，k=0.1,x0=100 ，y0=200，z0=7600，在仿真时两点几乎重合，仿真效果很理想。如图3.7所示，声源S 的实际位置与估计位置基本重理工大学学士学位论文20图 3.6 声源估计坐标与实际坐标比较由于表达式（3.12），（3.13），（3.14），（3.15）中所选取的传声器m1，m2，m3，m4，m5分别分布在X轴和Y轴上，所以在仿真实现过程中，x0和y0的估计值较为准确，z0 的估计值偏差很大，所以要做适当的改进。将d52，d24，d62，d27这四个距离差表达式联立(3.19)(3.20)(3.21)(3.22)可得x=R理工大学学士学位论文193.3.4 声源位置的计算与仿真通过运算得到的声源 S 至各传声器间的距离差可以确定声源 S 的坐标。首先，将d12，d23，d52，d24 这四个距离差表达式联立（3.12）（3.13）（3.14）（3.15）可得x=(-d242d23-d522d23-d52d232+2d23d122+d24d232+2d12d232-d242d12-d522d12 -d24d122+理工大学学士学位论文18获得的时间差可以计算出声源至各传声器的距离差。将采集得到的数据以数组的形式保存，继而进行下一步的运算与分析。但是，由于本文只涉及到用计算机实现定位仿真，所以必须预先假定声源坐标，通过对假定坐标的运算得到声源 S 到各传声器间的距离差，此距离差将作为“已知的测量值”进行接下来的定位仿真，其过程举例如下：传声器至原点的间距 a=20，声源 S 坐标 x0=50，y0=-200，理工大学学士学位论文17图 3.5 七个传声器的定位摆放示意图3.3 信息的采集与处理对于传感器所输出的电信号，一般情况下不能够直接输送到显示、记录或处理系统中去。其主要原因有以下几点：（1）大部分传感器输出的电信号会比较微弱，需要进一步放大后才能进行下一步处理。（2）有些传感器输出的是电参量，需要变换为电能量进行处理。（3）输出的信号中混杂干扰和噪声，需要尽量去除噪声，提高信噪比。（4）对需求理工大学学士学位论文16的驻极体材料所组成。驻极体材料是一种化学的材料，是在高温高压下被注入能够永久性的存储电荷的一种材料。驻极体材料的膜片与金属板之间可以看成是一个电容，当声音引起膜片振动时，膜片与金属板之间的电容就会变化，就会产生随声音变化的变容电压，但这个电容量在低频段的输出阻抗很大，所以，需要在材料与放大电路之间加上一个阻抗变换器，可利用其输入阻抗高和输出阻抗低的特性，在声电变换中把其作为理工大学学士学位论文15应特性。故传感器应在其输出电量无论是在静态量或动态量输入时，都应当不失真地体现输入量的变化。下面给出实际应中，传感器常用的几个特征量。（1）灵敏度传感器的灵敏度是指在其相对稳定工作的状态下输出变化量与输入变化量之间的比值。对于线性传感器，其灵敏度是它的校准曲线的斜率，为一个常数。而非线性传感器的灵敏度为一个变量，其灵敏度可以用 k = dy /dx 来表示，也可以用某一小区理工大学学士学位论文14（3.3）(3.4）将式（3.2）、（3.3）、（3.4）代入式(3.1)，两边平方可得（3.5）当声源离传声器比较远时(即 r 变得很大时， 趋近于零)，式(3.5)可以近似为（3.6）所以当已知传声器间的时延和传声器间的距离时，可以近似求得图 3.1 中的 θ角。也就是说，当声源离传声器比较远时，可以用以 θ为方向角的圆锥面来近似代替声源可能的位置。此近似如下图 3.理工大学学士学位论文13图 3.1 四个传声器的定位摆放示意图可见，定位系统的成功与否与传声器的摆放有很大关系，传声器的数量会影响定位的精确程度。在本模型中，声源和传声器的坐标位置如图 3.2 所示图 3.2 声源和传声器的坐标位置假设第 i 对传声器 m1 和 m2 连线的中点为原点，它们的连线为 X 轴，声源到这两个传声器间的时间差是 。用矢量 和 表示这两个传声器的位置，用矢量 表示声源的位理工大学学士学位论文123 基于时延（ ITD）的方位估计本章详细讨论了如何根据估计的时延值来确定声源的方位并进行仿真，定位的方法为几何定位法，首先分析了传声器和声源的几何模型，然后根据几何方法，实现定位算法以及对样本数据的采集，最后通过编写 Matlab 程序对算法进行仿真。3.1 传感器概述和声源的几何模型传感器是一种获取信息的装置。它的定义为：“能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可理工大学学士学位论文11图 2.3 自适应滤波器原理图其中，自适应滤波器的输入、输出信号值分别为 x ( k )和 y ( k )，信号期望的响应值或参考信号值为 d ( k )，误差信号为 e ( k )，系统的滤波参数会根据误差信号 e ( k)的不同而自动调整变化，使下一次经输入信号 x ( k + 1)产生的输出量 y ( k + 1)更接近于考信号值 d ( k + 1)。若在最速下降法理工大学学士学位论文10源的定位就束手无策；其三，在有较强反射和噪声的情况下，往往很难获得精确的时延，从而导致第二步的定位产生很大的误差。虽然如此，但由于时延估计定位方法的运算量比较低，而且在适当改进后，在一定的噪声和反射下有比较好的定位精度，因此适合于在实际中实时应用。2.3 常用处理方法及分析2.3.1 经典波束形成器法经典波束形成器法，又称延迟-相加法或傅里叶法，它是利用电子引导的方式将理工大学学士学位论文9算的一种简单有效的声源定位方法。如今，该定位方法在智能导航、声纳探测等领域的应用较为广泛。系统设备首先对声源到达各个传感器之间相对时延进行估计，然后利用这些估计时延，确定出声源的估计位置，实现系统的声源定位过程。但在时延定位方法中，声源发出信号后，声传感器采集端的信号的测量及处理的能力对系统定位的精度起着决定性的影响，因此，对提高时延定位精度方面的研究是测量系统需要解决的重要理工大学学士学位论文8量引起的随频率差异出现的相位差。所以，使用现有的一些窄（宽）带的信号处理方法，很难去解决实际中的声源定位问题。2.2.3 基于时延估计的声源定位人对声源的定位主要用到了声音幅度这个物理量，而机器却可以精确的测量声音的相位。由于声波在空气中以一定速度传播，到达设置于不同位置的传声器的相位不同，根据这些传声器对同一声音采集时的相位差别，我们可以计算出同一声音到达每对传声器的时间理工大学学士学位论文7大信号输出功率，确定出阵列最大输出方向就是该声源的方向，以此来实现声源的位置定位。现如今，基于声传感器的可控波束形成定位技术在语音拾取领域有较多的应用，但定位系统若要对声源的定位达到一定的可靠性还比较困难，主要是因为这种方法的算法运算量很大且需要对全局进行搜索，较难实时实现。而为减少算法的运算量使用一些迭代方法处理时，常会出现计算结果仅收敛于几个局部最大值的情况，从而无法计算理工大学学士学位论文62 几种定位方法的介绍2.1 声音信号分析声源体发生振动会引起四周空气振荡，那种振荡方式就是声波。声波借助空气向四面八方传播。在开阔空间的空气中那种传播方式像逐渐被吹大的肥皂泡，是一种球形的阵面波。除了空气，水、金属、木头等也都能够传递声波，它们都是声波的良好介质。在真空状态中声波就不能传播了。声音在不同的介质中的传播速度不同。声音的速度受温度影响，温度越高，速度越快。在理工大学学士学位论文5（2）定位系统不仅受到噪声的干扰，而且由于噪声的反射，会产生相关噪声。这样各传声器间噪声的互相关函数就不等于零，从而增大了定位的难度。（3）传声器位置的摆放。对于一个定位系统而言，传声器的数量越多，传声器的相对位置越多样化，提供的空间信息量越大，从而具有较高的定位精度。而在实际系统中，传声器的摆放位置比较固定，数量也比较少。因此难点就是在尽量少的传声器和固定摆放位置条件下，提理工大学学士学位论文4及传感器性能等因素的影响，声源在远场或近场，同侧或异侧的定位效果是不同的，合理地安排调整传感器的布局，才能使系统的定位性能提高到一定标准。第三，声源发射的声信号一般是非平稳信号。在窄带信号条件下，各个传感器之间相位差可近似看成是发射信号源的位置函数，频率是一常量；而在宽带非调制信号条件下，各个传感器之间相位差是声信号源位置和频率的复合函数。又考虑到实验环境中存在一定的信号反射理工大学学士学位论文3根据对目标的定位方式不同可分为有源和无源定位两种。有源定位是系统主动发射并接收返回信号，由信号的往返时间延迟差别来判断出估计目标的速度、距离或位置等参量，以此完成系统定位的方式。例如，声纳和雷达就是采用有源定位方式进行工作的。它们的工作原理是主动发出电磁波对估计目标进行搜索，当发射信号遇到目标后，其中一部分信号返回相应的设备处理系统并对信息进行算法分析，从而对被测物体进行定位理工大学学士学位论文21.2 声源定位技术概述及国内外研究现状20 世纪 80 年代以来，传感器阵列信号处理技术得到迅猛的发展，并在雷达、声纳及通信中得到广泛的应用。这种阵列信号处理的思想后来应用到语音信号处理中。在1985 年 Flanagan 将传声器阵列引入到大型会议的语音增强应用中，开发出多种实际产品。之后，Silverman 和 Brandstein 将其应用于语音识别和声源定位中。进理工大学学士学位论文11 绪 论1.1 研究背景和意义声源定位多年来一直作为国内外研究的重点课题，被引起广泛的关注。声源定位起初主要应用在军事方面，如水下潜艇定位，直升机定位，雷达探测定位，导弹飞行定位等。而如今，随着信息社会的发展和科技水平的进步，声源定位技术逐渐发展成熟，不仅在军事领域，而且在科学研究、日常生活中都得到了进一步的应用。目前，声源定位技术在水下目标定位、地震探测和非金属材料的理工大学学士学位论文IV4.1 方法概述与分析 ..............................................................................................244.2 声源方位估计的实现 ................................................................理工大学学士学位论文III目录1 绪 论 .............................................................................................................................11.1 研究背景和意义 .......................................理工大学学士学位论文IIAbstractIdentify a sound source location in space is an interesting research, has a broad application prospect in the future can be widely used in all aspects of the social production and 理工大学学士学位论文I摘 要确定一个声源在空间中的位置是一项有广阔应用前景的有趣研究，将来可以广泛的应用于社会生产、生活的各个方面。声源定位估计算法研究是声源定位技术中的重点内容。而基于声传感器的声源定位技术能够对拾取的带噪声信号进行有效的空域滤波和消噪处理，在一定程度上改善声源定位系统的性能。声源定位是通过测量物体发出的声音对物体定位，与使用声纳、雷达、无线通讯的定位方法不同，前者信源是普通的声
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