從稀疏信號重構(gòu)的視角看待傳感器陣列的聲源定位

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Dmitry Malioutov Student Member IEEE Müjdat Çetin Member IEEE and Alan S. Willsky Fellow IEEE



摘要：我們提出了一種具有過完備矩陣的稀疏表示傳感器測量源定位方法，我們通過利用L1范數(shù)約束實(shí)現(xiàn)稀疏性。最近大量針對L1范數(shù)約束特性的研究文獻(xiàn)證明了稀疏性。實(shí)施稀疏表示的動(dòng)機(jī)是希望獲得清晰的具有超高分辨率空間譜估計(jì)。我們提出使用奇異值分解(SVD)數(shù)據(jù)矩陣來總合多時(shí)間或多頻率采樣數(shù)據(jù)。我們的方法導(dǎo)致了優(yōu)化問題，我們可以在一個(gè)二階錐(SOC)的編程框架中通過內(nèi)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)來有效的解決這個(gè)問題。我們提出了一個(gè)網(wǎng)格細(xì)化的方法，減輕網(wǎng)格空間定位估計(jì)限制的影響，并介紹了規(guī)則化參數(shù)的自動(dòng)選擇方案。我們通過用模擬數(shù)據(jù)作空間譜圖像和用估計(jì)出的方差與克拉-美羅界的比較說明了我們方法的有效性。我們觀察到，我們的方法具有很多其他的聲源定位技術(shù)沒有的優(yōu)勢，包括更高的分辨率，提高對噪聲的魯棒性，對數(shù)據(jù)量的限制，相關(guān)信號的處理，以及不需要一個(gè)準(zhǔn)確的初始化。

關(guān)鍵詞：波達(dá)方向估計(jì)，過完備表示，傳感器陣列處理，信源定位，稀疏表示，超分辨率