如何自动分类在不同位置测得的信号峰值?


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我有麦克风在空间中许多不同位置上随时间测量声音。所记录的声音全部源自空间中的相同位置,但是由于从源点到每个麦克风的路径不同;信号将(时间)偏移和失真。已经使用先验知识来尽可能地补偿时间偏移,但是数据中仍然存在一些时间偏移。测量位置越近,信号越相似。

我对自动分类峰感兴趣。我的意思是说,我正在寻找一种算法,“看”下图中的两个麦克风信号,并从位置和波形“识别”出两个主要声音并报告其时间位置:

sound 1: sample 17 upper plot, sample 19 lower plot,
sound 2: sample 40 upper plot, sample 38 lower plot

为此,我计划在每个峰周围进行Chebyshev展开,并使用Chebyshev系数的向量作为聚类算法(k均值?)的输入。

作为示例,以下是在两个峰值(蓝色圆圈)附近的9个样本(红色)上的5个切比雪夫序列对两个附近位置(蓝色)测得的时间信号的一部分: 在此处输入图片说明

近似值非常好:-)。

然而; 上图的切比雪夫系数为:

Clu = -1.1834   85.4318  -39.1155  -33.6420   31.0028
Cru =-43.0547  -22.7024 -143.3113   11.1709    0.5416

下图的切比雪夫系数为:

Cll = 13.0926   16.6208  -75.6980  -28.9003    0.0337
Crl =-12.7664   59.0644  -73.2201  -50.2910   11.6775

我想看过Clu〜= Cll和Cru〜= Crl,但事实并非如此:-(。

在这种情况下,也许还有另一个正交基准更合适?

任何有关如何进行的建议(我正在使用Matlab)?

预先感谢您的任何回答!


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看起来,您本质上是在假设峰的“形状”在Chebyshev多项式系数的向量空间中表示时是连续的(即,峰的一部分的形状发生小的变化会产生小的变化)在系数中)。您是否有理由相信情况如此?听起来好像您在选择工具时未确保能解决当前的问题。
杰森R

需要明确的是,您以什么方式试图对峰进行“分类”?您是否要关联来自各个传感器的与相同峰对应的测量值?您是否还有其他方法可以测量先验的相对时间延迟,然后将该信息用于分类?
杰森R

嗨,JasonR。我已经更新了我的问题,以使事情变得更加清楚。
安迪

实际上,我实际上是在尝试复制“通过地震视域的分类进行自动结构解释”(Borgos等人)中的步骤。我试图从更笼统的角度解释这个问题。
安迪

@Andy您能解释一下这些系数如何对应于此处显示的红线吗?他们似乎没有关联...
Spacey 2012年

Answers:


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ÿ一世[ñ]

ÿ一世[ñ]=H一世[ñ]X[ñ]
H一世[ñ]是从源到麦克风“ i”的传递函数的脉冲响应。这些传递函数具有不同的幅度和相位响应。如果它们足够不同,则各个麦克风信号也将完全不同,并且没有理由相信峰值实际上会出现在同一位置。在大多数声学环境中,如果麦克风与感兴趣的频率(或频谱中存在非平凡能量)相距超过四分之一波长,则它们将“不同”。

如果您可以测量传递函数,则可以使用传递函数的反函数来过滤每个麦克风信号。这将使麦克风信号更加相似,并降低滤波效果。

一种替代方法是将所有麦克风信号组合到一个波束成形器中,以优化从源头的拾取,但拒绝其他所有信号。这也应该提供源信号的“干净”版本。

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