麦克风阵列信号处理

麦克风阵列信号处理 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:国防工业出版社
作者:贝内斯特 (Jacob Benesty)
出品人:
页数:194
译者:
出版时间:2016-1-1
价格:CNY 69.90
装帧:精装
isbn号码:9787118104981
丛书系列:
图书标签:
  • 麦克风阵列
  • 数字信号处理
  • 波束形成
  • 信号处理
  • LCMV
  • DOA
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  • 声学
  • 自适应滤波
  • 波束形成
  • 空间谱估计
  • 噪声抑制
  • 语音增强
  • 无线通信
  • 音频处理
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具体描述

声学传感与计算理论:深度解析与实践应用 图书简介 本书深入探讨了声学传感和计算理论的核心概念、关键技术及其在现代工程实践中的广泛应用。全书内容横跨声学物理基础、传感器技术、信号采集、数据分析、计算建模以及系统集成等多个维度,旨在为读者提供一个全面、系统且深入的知识体系。 第一部分:声学基础与传感原理 (Acoustic Fundamentals and Sensing Principles) 本部分奠定了理解复杂声学系统的理论基石。首先,详细阐述了声波的传播特性、傅里叶变换在时频分析中的核心地位,并引入了波导理论和射线声学模型,用以描述声能在不同介质中的行为。 1.1 经典声学与波动方程 深入剖析了亥姆霍兹方程和声波方程的数学形式,重点讨论了边界条件(如吸收、反射和透射)对远场和近场声场分布的影响。特别关注了驻波、简正波以及声场中的干涉现象,这些是理解复杂声学环境(如室内混响)的关键。 1.2 传感器技术基础 本书详细介绍了各类常用声学传感器的物理工作原理、性能指标及其局限性。内容覆盖: 压电效应传感器: 压电陶瓷与聚合物的机理,以及它们在超声波和低频检测中的应用。 电容式与光纤传感器: 对微机电系统(MEMS)麦克风的结构、灵敏度、本底噪声和频率响应特性进行了详尽的分析,并探讨了光纤声敏元件如何在高噪声或极端环境下提供可靠的测量。 非接触式测量技术: 激光多普勒测振(LDV)原理及其在远场声压测量中的应用。 1.3 信号采集与量化 高质量的信号采集是后续处理的先决条件。本章详细解析了模数转换器(ADC)的关键参数,如有效位数(ENOB)、采样率、量化噪声和抗混叠滤波器的设计要求。讨论了时间同步技术在多通道系统中的重要性,以及如何通过精确的时间戳保证数据的一致性。 第二部分:信号处理与特征提取 (Signal Processing and Feature Extraction) 本部分聚焦于如何从原始声学数据中提取有意义的信息,并对信号进行有效的降噪和增强。 2.1 时域与频域分析方法 除了标准的快速傅里叶变换(FFT),本书深入讲解了短时傅里叶变换(STFT)在非平稳信号分析中的应用,并介绍了小波变换(Wavelet Transform)在捕捉瞬态事件和多尺度特征方面的优势。讨论了功率谱密度(PSD)估计中的泄漏问题及其消除技术(如窗函数设计)。 2.2 噪声抑制与信号增强 系统阐述了多种主动和被动降噪策略。内容包括: 谱减法与维纳滤波: 在已知或估计噪声统计特性的前提下,实现信号的恢复。 自适应滤波: 重点介绍最小均方误差(LMS)算法及其变种在线性噪声消除中的应用,以及在非线性噪声环境下如何采用核自适应滤波。 盲源分离(BSS): 详细讲解独立成分分析(ICA)和非负矩阵分解(NMF)在分离混合声源方面的理论基础和实际操作流程。 2.3 声源定位与跟踪基础 (Localization and Tracking) 本章是本书的重点之一,系统地介绍了确定声源空间位置的几何和信号处理方法。 基于到达时间差(TDOA)的方法: 阐述了互相关技术(CC)和广义互相关(GCC-PHAT)算法,并讨论了在存在多路径效应时如何提高定位精度。 波束形成(Beamforming)技术: 从延迟求和(Delay-and-Sum)开始,逐步引入了高分辨率算法,如旋转不变子空间法(MUSIC)和子空间法(ESPRIT),分析了它们的角度分辨率和侧瓣抑制能力。 第三部分:声场建模与系统辨识 (Sound Field Modeling and System Identification) 本部分着眼于理解声源与接收环境之间的复杂相互作用,并建立预测模型。 3.1 室内声学与混响建模 对室内声场的传播特性进行了深入分析,包括早期反射、扩散与混响。详细介绍了基于物理的几何声学方法(如射线追踪、图像源法)和基于统计的能量衰减模型(如Sabine和Eyring公式)。讨论了如何利用脉冲响应(Impulse Response)来表征和模拟特定空间的声音特性。 3.2 传递函数与系统辨识 声学系统通常可以被抽象为线性时不变(LTI)系统。本章讲解了如何通过激励-响应实验来辨识系统的频率响应函数(FRF)。讨论了参数估计中的最小二乘法和最大似然估计,并探讨了如何处理多输入多输出(MIMO)声学系统中的耦合效应。 3.3 机器学习在声学中的应用 探讨了深度学习模型在声学信号分析中的新兴作用。内容包括: 卷积神经网络(CNN) 在声谱图特征提取中的应用,用于环境分类和事件检测。 循环神经网络(RNN)/长短期记忆网络(LSTM) 在处理时序依赖性强的语音和音乐信号中的优势。 迁移学习 在低资源声学数据集上的适应性。 第四部分:前沿应用与系统集成 (Advanced Applications and System Integration) 最后一部分将理论知识与实际工程应用相结合,展示了声学技术在解决复杂工程问题中的潜力。 4.1 远场语音增强与鲁棒性 针对真实世界中远距离、高噪声环境下的语音采集挑战,系统介绍了端到端增强框架的设计。重点讨论了空间滤波(如基于波束形成的降噪)与频域增强技术的结合,以及如何设计对环境变化具有鲁棒性的算法。 4.2 声学监测与异常检测 探讨了声学技术在工业健康监测(Condition Monitoring)中的应用,如通过分析机器的异响来判断设备故障。内容包括特征工程(如峭度、峰度、MFCC)在故障模式识别中的有效性,以及如何构建时间序列异常检测模型,实现对突发性声学事件的实时预警。 4.3 空间音频渲染与感知 本章介绍了双耳听觉(Binaural Audio)的原理,特别是头部相关传输函数(HRTF)的测量、建模与应用。讨论了如何利用空间化技术,结合虚拟现实(VR)和增强现实(AR)平台,创建沉浸式的听觉体验,并探讨了主观听觉测试的方法论。 总结 《声学传感与计算理论》旨在成为一部兼具理论深度和工程实用性的参考手册。它为声学工程师、信号处理专家、机器人研究人员以及从事环境监测和人机交互领域的专业人士,提供了一套完整的工具集和思维框架,以应对日益复杂的声学挑战。本书强调从物理原理到算法实现的无缝衔接,确保读者不仅理解“如何做”,更掌握“为何如此做”。

作者简介

目录信息

读后感

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个人看书时的笔记: 4.3节,P56,对Frost滤波器和LCMV的推导; 5.5节,P75,子空间方法中类似MUSIC的描述,文献[77]; 7.3.3节,P118,GSC的推导,与LCMV等价; 9.4节,P153,DOA的GCC方法,包括GCC-PHAT; 9.7节,P162,MUSIC推导。 书中错误: P101,"(3) β>0"应为"(3) ...

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个人看书时的笔记: 4.3节,P56,对Frost滤波器和LCMV的推导; 5.5节,P75,子空间方法中类似MUSIC的描述,文献[77]; 7.3.3节,P118,GSC的推导,与LCMV等价; 9.4节,P153,DOA的GCC方法,包括GCC-PHAT; 9.7节,P162,MUSIC推导。 书中错误: P101,"(3) β>0"应为"(3) ...

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个人看书时的笔记: 4.3节,P56,对Frost滤波器和LCMV的推导; 5.5节,P75,子空间方法中类似MUSIC的描述,文献[77]; 7.3.3节,P118,GSC的推导,与LCMV等价; 9.4节,P153,DOA的GCC方法,包括GCC-PHAT; 9.7节,P162,MUSIC推导。 书中错误: P101,"(3) β>0"应为"(3) ...

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个人看书时的笔记: 4.3节,P56,对Frost滤波器和LCMV的推导; 5.5节,P75,子空间方法中类似MUSIC的描述,文献[77]; 7.3.3节,P118,GSC的推导,与LCMV等价; 9.4节,P153,DOA的GCC方法,包括GCC-PHAT; 9.7节,P162,MUSIC推导。 书中错误: P101,"(3) β>0"应为"(3) ...

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个人看书时的笔记: 4.3节,P56,对Frost滤波器和LCMV的推导; 5.5节,P75,子空间方法中类似MUSIC的描述,文献[77]; 7.3.3节,P118,GSC的推导,与LCMV等价; 9.4节,P153,DOA的GCC方法,包括GCC-PHAT; 9.7节,P162,MUSIC推导。 书中错误: P101,"(3) β>0"应为"(3) ...

用户评价

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作为一个对声学工程领域感兴趣的学生,看到“麦克风阵列信号处理”的书名,我的心头一振。我知道,在现代声学研究和应用中,麦克风阵列已经成为不可或缺的关键技术。从智能语音助手到高端音频录音设备,再到各种环境监测系统,它们都离不开麦克风阵列的支持。我对这本书的期望很高,希望它能系统地讲解麦克风阵列的设计原则,包括阵列的布局、麦克风的选择,以及它们在不同应用场景下的考量。更令我着迷的是“信号处理”的部分。我明白,原始的音频信号往往是包含着大量噪声和杂音的,而信号处理技术正是将这些原始信号转化为有用信息的核心。我希望书中能够深入介绍各种信号处理算法,例如自适应滤波、谱减法、维纳滤波等,并解释它们是如何在麦克风阵列的背景下发挥作用的。我特别关注的是书中是否会讲解如何通过信号处理来提高信噪比,以及如何实现声源的鲁棒性定位。能够理解这些理论,并将其与实际的声学问题相结合,将是我在声学工程领域进一步深入学习的基石。我期待这本书能够成为我学术道路上的有力助手,为我提供坚实的理论基础和实践指导。

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读到“麦克风阵列信号处理”这个书名,我脑海中立刻浮现出的是那些实验室里的精密仪器,以及那些关于声音的复杂数学公式。我是一名对精密测量和数据分析充满兴趣的科研工作者,虽然我的研究领域并非声学,但我深知在任何科学探索中,精准的测量和有效的信号处理都是至关重要的。这个书名恰恰点出了麦克风阵列在声音测量和分析中的核心作用。我希望这本书能够深入讲解麦克风阵列在设计上的各种考量,例如阵列的几何构型、麦克风的类型选择、以及它们之间的电学和声学耦合。更令我期待的是“信号处理”的部分,我希望能够了解到如何从嘈杂的原始信号中提取出有用的信息,例如声场的时空分布、声源的参数估计,以及各种干扰源的抑制。我特别关注书中是否会涉及一些先进的信号处理算法,比如谱估计、方向图合成、自适应滤波等,以及它们如何应用于解决实际的声学问题。如果书中能够提供一些理论推导的细节,并给出相关的数学模型,让我能够深入理解其背后的原理,那就更好了。我期待这本书能够为我提供一个系统性的框架,让我能够理解如何利用麦克风阵列来解决更复杂的声学测量和分析问题,为我的科研工作带来新的思路和方法。

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这本书的书名,我一眼就被“麦克风阵列信号处理”这几个字吸引住了。作为一名对音频技术充满好奇的普通爱好者,我一直对如何让声音更清晰、更准确地被捕捉和分析感到着迷。想象一下,在嘈杂的环境中,只有一个麦克风很难将目标声音分离出来,而麦克风阵列,就像是拥有了多双“耳朵”,能够协同工作,捕捉不同方向、不同特征的声音。我一直很好奇,这背后究竟是怎样的科学原理在支撑?这本书的标题直接触及了我的痛点和兴趣点,让我迫切地想知道,那些曾经让我感到神秘的声场捕捉和降噪技术,是如何通过“信号处理”来实现的。我希望这本书能够解释清楚,为什么使用多个麦克风会比单个麦克风有优势,它们是如何协调工作,实现声音的增强和干扰的抑制。我期待能够了解麦克风阵列的基本构成,比如阵列的几何形状、麦克风之间的距离等等,这些因素是如何影响最终的信号处理效果的。同时,我也想知道,在实际应用中,比如在智能家居、会议系统、甚至自动驾驶汽车中,麦克风阵列是如何发挥作用的。这本书的出现,无疑为我打开了一扇通往更深层次音频技术的大门,我迫不及待地想要一探究竟,解开那些关于声音采集和处理的奥秘。我对于书中所包含的理论深度和实际应用的广度都抱有极大的期待,希望它能带我进入一个全新的音频世界。

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“麦克风阵列信号处理”——光是这个书名,就足以让我这位对声音世界充满好奇心的普通读者,开始一段奇妙的探索之旅。我一直觉得,声音的奥秘无穷无尽,而麦克风阵列,无疑是现代技术捕捉和理解声音的强大工具。我设想,这本书会像一位技艺精湛的导游,带领我深入了解麦克风阵列的“身体构造”,也就是它们是如何被设计和组合的。更重要的是,我希望它能揭示麦克风阵列背后那看不见的“大脑”——信号处理。我渴望了解,当声波撞击到每一个麦克风时,它们之间微小的差异是如何被捕捉到的?这些差异又如何通过精密的数学运算,被转化为我们能够理解的信息?我脑海中浮现出各种可能性:也许是关于如何分辨出一个人说话的声音,即使周围有无数的杂音;也许是关于如何准确地判断声音的来源方向,就像人类的耳朵一样。我希望这本书能够用一种相对通俗易懂的方式,解释那些可能听起来非常高深的理论,并且能让我明白,为什么这种技术如此重要,它又如何改变了我们与声音互动的方式。我期待着,通过这本书,能够对声音的科学有更深层次的理解,并且能看到那些曾经只存在于想象中的声音技术,是如何一步步变为现实的。

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读到“麦克风阵列信号处理”这个书名,我首先联想到的是那些科幻电影里,主角能够轻松分辨出人群中的特定对话,或者在爆炸声中仍然保持清晰通讯的场景。我知道,现实中这样的技术并非遥不可及,而麦克风阵列信号处理正是实现这一切的关键。我是一名从事软件开发工作的工程师,虽然我的专业领域并非信号处理,但我对跨领域知识的学习一直充满热情。这个书名听起来就充满了技术挑战和应用潜力,让我非常感兴趣。我很好奇,当声波遇到多个麦克风时,是如何被转化为可以进行数学分析的数字信号的?而“信号处理”又具体涉及到哪些数学模型和算法?我设想,书中可能会介绍一些经典的信号处理技术,比如傅里叶变换、滤波、相关性分析等等,以及它们如何被应用于麦克风阵列的场景。此外,我也希望了解如何通过信号处理来估计声源的方向,这对于实现波束形成(Beamforming)技术至关重要。想想看,如果能够精确地知道声音是从哪个方向传来的,我们就可以“指向”我们的麦克风阵列,聚焦于目标声音,同时抑制来自其他方向的噪声。这本书如果能将这些复杂的概念以清晰易懂的方式呈现出来,并附带一些实际的例子或伪代码,那对我来说将是无价的。我期待它能够帮助我理解,如何将理论知识转化为解决实际问题的方案。

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读到“麦克风阵列信号处理”这个书名,我立刻联想到了一些前沿的科技应用,比如智能会议系统中的精准拾音、虚拟现实中的沉浸式音频体验,甚至是在嘈杂环境中进行语音识别的挑战。我是一名软件工程师,虽然我的工作重心不在信号处理领域,但我对能够提升人机交互和信息获取效率的技术始终保持着浓厚的兴趣。这个书名所涵盖的内容,似乎正是我所期待的,能够将物理世界的声学现象,通过严谨的数学和算法,转化为可以被计算机理解和利用的信息。我希望这本书能够深入浅出地讲解麦克风阵列的基本原理,包括不同阵列结构的优势和劣势,以及它们在不同应用场景下的选型考量。更重要的是,我期待书中能够详细阐述“信号处理”的具体方法。例如,如何利用到达时间差(TDOA)来估计声源的方向?如何通过维纳滤波(Wiener Filtering)来抑制背景噪声,提高语音信号的清晰度?我甚至希望能够了解到一些更高级的技术,比如盲源分离(Blind Source Separation),它在处理复杂声学场景时可能具有颠覆性的作用。如果书中能提供一些算法的伪代码或者实战案例,让我能够将理论知识与实际的编程实践联系起来,那将是对我最大的帮助。

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当我看到“麦克风阵列信号处理”这几个字时,我的思绪立刻飞到了那些科幻电影中,主角们在嘈杂环境中依然能清晰对话的场景。我一直好奇,是什么技术能够实现如此神奇的效果?我是一名对新兴技术保持高度关注的科技爱好者,我希望这本书能够满足我的求知欲,并且让我对这一领域的现状和未来有一个清晰的认知。我猜测,书中会详细介绍麦克风阵列的各种拓扑结构,例如线阵、圆阵、面阵等,以及它们在不同场景下的适用性。更吸引我的是“信号处理”这部分,我希望能够了解到,如何从多个麦克风采集到的原始信号中,提取出有用的信息,例如声源的位置、方向,或者抑制背景噪声。我期待书中能够介绍一些关键的信号处理技术,例如波束形成(Beamforming),它能够将麦克风阵列的“听觉焦点”指向特定的方向,从而增强目标声源的信号,同时衰减其他方向的噪声。我更希望能够了解一些更高级的处理技术,如声源分离(Source Separation),它能够将混合在一起的声音信号分离成独立的个体,比如将一个人说话的声音从嘈杂的环境音中剥离出来。如果书中能提供一些实际的应用案例,比如智能音箱、视频会议系统、甚至汽车的辅助驾驶系统,让我看到这些技术是如何落地,为我们的生活带来便利,那将是非常棒的。

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“麦克风阵列信号处理”——这个书名,就像一个邀请,邀请我走进一个充满声音智慧的世界。我一直对声音的感知和处理充满好奇,尤其是在现代科技日益发展的今天,我们对声音的要求也越来越高。我曾想象过,是不是有什么神奇的技术,能够让我们的耳朵变得更加敏锐,能够分辨出嘈杂人群中的某一个细语,或者能够精准地定位远处传来的声音。这本书名,让我觉得它就是揭示这些神奇之处的关键。我希望这本书能够告诉我,为什么多个麦克风的组合会比单个麦克风有如此大的优势,它们之间是如何“沟通”并协同工作的。我更渴望了解“信号处理”这个概念,它究竟是如何将那些无形的声波,转化为可以被分析和利用的数据。我期待书中能够解释声源定位、波束形成、降噪等技术的原理,并且能够让我明白,这些技术是如何应用于我们日常生活中的,比如智能音箱、车载语音系统,甚至是更复杂的声学监测设备。我希望这本书能够用一种引人入胜的方式,带我领略声音科学的魅力,让我明白,声音并不仅仅是耳朵接收到的震动,它更蕴含着丰富的信息,等待我们去发掘和解读。

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“麦克风阵列信号处理”这个书名,瞬间勾起了我对于声音的全新认知。我一直对声音的物理特性和传播方式感到好奇,尤其是在复杂的声学环境中,声音会经历反射、衍射、衰减等多种变化。而麦克风阵列,我理解它就像是一组精心布置的“听者”,它们接收到的声音信息会因为位置和方向的不同而有所差异。这本书名恰恰点出了核心——如何利用这些差异化的声音信息,通过“信号处理”这个工具,来达到某种目的。我猜测,书中会深入探讨不同类型的麦克风阵列,比如线阵、圆阵、球阵等等,以及它们各自的优缺点和适用场景。更重要的是,我希望能了解“信号处理”在其中扮演的具体角色。例如,如何利用到达时间差(TDOA)或到达角度(DOA)来定位声源?如何通过相位差来抵消某些方向的声音,从而实现噪声抑制?书中是否会涉及到一些高级的信号处理技术,如盲源分离(Blind Source Separation),这是一种非常有挑战性的技术,能够从混合信号中分离出独立的声源。我非常期待这本书能够提供一些关于算法的详细介绍,并解释其背后的数学原理,让我能够真正理解其中的精髓。如果书中还能提供一些模拟实验或代码示例,让我有机会亲手实践,那将是最好的。

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“麦克风阵列信号处理”——仅仅是书名,就立刻唤醒了我对声音世界更深层次的探索欲。作为一名对声音技术充满热情,但又缺乏专业背景的普通读者,我一直对那些能够“听懂”并“分辨”声音的技术感到无比着迷。我常常在想,究竟是什么让一副耳机能够隔绝外界的喧嚣,又是什么让智能音箱能够精准地捕捉我的指令,即使在卧室的另一头?这本书的出现,给了我一个机会去深入了解这一切的“幕后英雄”。我渴望知道,麦克风阵列究竟是如何工作的?为什么用多个麦克风比用一个更能捕捉到清晰的声音?书中是否会详细解释,那些被称为“信号处理”的技术,是如何将抽象的声波数据,转化为有意义的信息?我期待书中能解答我关于声源定位、噪声抑制、回声消除等方面的疑问,并且能够用一种相对容易理解的方式,讲解背后的原理。我希望通过这本书,能够摆脱对这些技术的模糊认知,而是能够对其原理有一个清晰的把握。这本书就像是一把钥匙,为我打开了一扇通往更广阔的声音技术世界的大门,我迫不及待地想要去探索其中蕴含的奥秘,去理解声音是如何被“看见”和“分析”的。

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看的英文版,麦克风阵列入门好书。

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看的英文版,麦克风阵列入门好书。

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看的英文版,麦克风阵列入门好书。

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看的英文版,麦克风阵列入门好书。

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看的英文版,麦克风阵列入门好书。

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