[发明专利]基于广义极小极大凹罚函数的声场重构方法

摘要

本发明提供了一种基于广义极小极大凹罚函数的声场重构方法。首先，确定自由空间中的二维重构区域和扬声器阵列、传声器阵列的位置，从而可以测量得到期望声场在传声器阵列处的声压；然后，计算传声器到扬声器之间的声传递函数矩阵，并构造GMC目标函数；再利用邻近点算法求解最小化问题，得到扬声器幅度向量；最后，计算重构声场。由于采用GMC罚函数对重构误差进行正则化，可以改善一般稀疏正则化对扬声器幅度的过低估计，更精确地在区域内重构期望声场。同时，由于只激励少量的扬声器，能够避免产生空间混叠现象，特别是对于高频期望声场和当期望声场欠采样时。

主权项

1.一种基于广义极小极大凹罚函数的声场重构方法，其特征在于步骤如下：步骤一：在自由空间中任意高度的水平面上选择一块区域，作为待重构的二维区域A，扬声器阵列均匀布置在区域A的边界上，传声器阵列位于区域A内，分别得到每个扬声器和传声器的位置矢量；所述的扬声器阵列包含L个扬声器，所述的传声器阵列包含M个传声器；扬声器的位置矢量表示为r_l，l为扬声器序号，l＝1,2,…,L；传声器的位置矢量表示为r_m，m为传声器序号，m＝1,2,…,M；步骤二：测量期望声场在传声器位置处的声压，得到期望声场声压向量d(ω)＝[d₁(ω),d₂(ω),…,d_M(ω)]，其中，d表示期望声场声压向量，d_i(ω)表示第i个传声器位置处的期望声场声压，i＝1,2,…,M；ω表示圆频率；步骤三：利用计算得到传声器到扬声器之间的声传递函数矩阵G，其中，c是声速，j为虚数单位，||·||₂表示₂范数；步骤四：按照构造GMC目标函数J_GMC，其中，s是重构扬声器幅度向量，||·||₁表示l₁范数，λ是稀疏度调节参数，0＜λ≤||G^Hd||_∞；是广义Huber函数，其中，为中间变量，表示L维复数空间，是参数矩阵，0.5≤γ≤0.8；步骤五：利用邻近点算法求解最小化问题得到扬声器幅度向量s；步骤六：利用p＝Gs计算得到传声器处的重构声场声压向量p。