MATLAB基于广义相关法的TDOA时间延迟估计系统

资 源 简 介

本MATLAB项目实现了基于广义相关法(GCC)的双路信号时间延迟估计，支持PHAT/SCOT/ROTH等多种加权函数选择，包含自动检测及信号预处理功能。系统能准确计算信号到达时间差(TDOA)，适用于声源定位、雷达信号处理等领域。

详 情 说 明

基于广义相关法的TDOA时间延迟估计系统

项目介绍

本项目实现了一套完整的基于广义相关法（Generalized Cross Correlation, GCC）的TDOA（Time Difference of Arrival）时间延迟估计系统。该系统通过计算双路信号之间的时间差，为声源定位、雷达测距等应用提供核心参数支持。系统采用先进的GCC加权函数和信号处理技术，能够有效抑制噪声干扰，实现微秒级的高精度时间延迟估计。

功能特性

• 多种GCC加权算法：支持PHAT、SCOT、ROTH等多种加权函数，适应不同信噪比环境
• 自适应信号处理：自动检测并消除噪声干扰，支持信号长度自适应截取
• 完整处理流程：包含信号预处理、互相关计算、峰值检测等完整模块
• 高精度估计：采用插值优化算法，时间延迟估计精度可达微秒级
• 全面分析输出：提供时间延迟值、相关曲线可视化、信噪比评估和置信区间分析

使用方法

基本参数设置

% 设置输入信号路径 audio_file = 'signal.wav'; % 选择GCC加权函数（PHAT/SCOT/ROTH） weighting_method = 'PHAT'; % 设置采样频率（默认44.1kHz） sampling_rate = 44100;

运行系统

% 调用主处理函数 [time_delay, correlation_curve] = main_processing(audio_file, weighting_method, sampling_rate);

输出结果

系统将输出：

• 时间延迟估计值（秒）
• 归一化互相关函数曲线图
• 峰值检测位置可视化
• 信噪比评估报告
• 估计精度置信区间分析

系统要求

软件环境

• MATLAB R2018b或更高版本
• 信号处理工具箱（Signal Processing Toolbox）
• 支持的操作系统：Windows/Linux/macOS

硬件建议

• 内存：4GB以上
• 处理器：Intel i5或同等性能以上
• 存储空间：至少1GB可用空间

文件说明

主程序文件整合了完整的信号处理流程，实现了双通道音频数据的读取与预处理、广义互相关计算的核心算法、多种加权函数的选择与调用、峰值检测与插值精度优化、噪声抑制与信号质量评估以及结果可视化与报告生成等核心功能模块，通过模块化设计确保系统的高效运行和准确估计。