波达方向估计DOA

科技前沿 • 2025-01-26 11:51 • 阅读 50

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最近一直致力于语音增强方面的工作，主要是增强目标位置发出的语音信号，削弱环境噪音。这里面最有效的方法就是波达方向估计和波束增强了。本篇主要介绍波达方向估计，其包含很多种算法：capon music RSS GCC等。我这里主要是使用GCC算法，我的麦克阵列使用的是双麦克，8cm距离。以下是我写的C语言版本，由于是第一版，所以比较粗糙，不过性能还是稳定的，角度误差在20°左右，希望能帮到大家：

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#include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <stdint.h> #include<string.h> #include<fftw3.h> #include<math.h> #include"tool_spline.h" #define PI 3.1416 typedef struct PCM PCM; typedef struct Matrix Matrix; typedef struct X X; typedef struct conj_X conj_X; typedef struct max_index max_index; typedef struct doa_res doa_res; // 读取文件后，文件内容和文件长度 struct PCM { int* data; int length; }; // 把两个麦克的数据组成矩阵 struct Matrix { int * m[2]; int length; }; // fft变换后，二维的频率数据 struct X { fftw_complex* x[2]; }; // X数据的复数共轭 struct conj_X { fftw_complex* x[2]; }; // 求取最大值和最大值的索引 struct max_index { double data; int index; }; // 最终角度的数据和长度 struct doa_res { double* data; int n_blocks; }; // 读取文件 PCM readPCM(char* file_path) { FILE* file; const int MAX_END = 2; const int MAX_START = 0; file = fopen(file_path, "rb"); if (file == NULL) { printf("open file failed. file_path is :%s\n", file_path); PCM cur_pcm = { NULL,0 }; return cur_pcm; } fseek(file, 0L, MAX_END); int file_len = ftell(file); unsigned char* origin_data = (unsigned char*)malloc(file_len + 1); int* data = (int*)calloc(file_len / 2, sizeof(int)); fseek(file, 0L, MAX_START); fread((char*)origin_data, 1, file_len, file); origin_data[file_len] = '\0'; // 空字符，表示字符串的结束 int count = 0; for (int i = 0; i < file_len - 1; i += 2) { data[count++] = (int)((origin_data[i + 1] << 8) | origin_data[i]); } fclose(file); free(origin_data); origin_data = NULL; struct PCM cur_pcm = { data, file_len / 2 }; return cur_pcm; } // 合成二维矩阵 Matrix getMatrix(char* file_path1, char* file_path2) { PCM data1 = readPCM(file_path1); PCM data2 = readPCM(file_path2); // 如果两个pcm文件长度不同，我们以短的作为标准 if (data1.length > data2.length) { data1.length = data2.length; } else if (data1.length < data2.length) { data2.length = data1.length; } Matrix cur_m; for (int i = 0; i < 2; i++) { cur_m.m[i] = (int*)calloc(data1.length , sizeof(int)); } memcpy(cur_m.m[0], data1.data, data1.length*sizeof(int)); memcpy(cur_m.m[1], data2.data, data1.length*sizeof(int)); cu

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