MATLAB实现基于广义互相关函数的时延估计与声源定位系统

资 源 简 介

本项目利用MATLAB实现广义互相关（GCC）算法，精准估计音频信号时延并实现声源定位。系统支持多通道数据处理，集成多种加权函数优化互相关计算，包含信号预处理、峰值检测等模块，适用于噪声环境下的高鲁棒性时延分析。

详 情 说 明

基于广义互相关函数的时延估计与声源定位系统

项目介绍

本项目是一个用于高精度音频信号时延估计的MATLAB工具箱，核心是实现广义互相关函数算法。系统能够处理多通道音频输入，通过引入多种加权函数优化标准互相关计算，有效提升在真实噪声环境下的时延估计鲁棒性。该系统适用于声源定位、音频信号同步、波达方向估计等多种声学应用场景。

功能特性

• 广义互相关核心算法：实现基础互相关与多种加权GCC方法（PHAT、ROTH、SCOT等）
• 灵活的信号预处理：支持自定义信号分段参数（帧长、重叠率）与采样率设置
• 高精度时延估计：结合峰值检测与插值细化技术，提升时延估计分辨率
• 全面的结果分析：提供时延估计值、GCC曲线可视化、峰值定位展示及估计精度评估指标（如SNR）
• 多格式输入支持：可处理.wav音频文件或.mat格式的时域信号阵列

使用方法

1. 准备输入数据：准备多通道音频文件（如双声道.wav）或包含时域信号的.mat文件
2. 设置算法参数：指定采样率、选择加权函数类型（'PHAT'、'ROTH'、'SCOT'或'BASIC'）、配置信号分段参数
3. 运行主程序：执行主函数，系统将自动完成信号读取、预处理、GCC计算与峰值检测
4. 查看输出结果：获取时延估计值（秒或采样点），观察GCC函数曲线与峰值位置可视化图形，分析估计精度指标

系统要求

• 运行环境：MATLAB R2018a或更高版本
• 必要工具箱：信号处理工具箱（Signal Processing Toolbox）
• 内存要求：建议不小于4GB RAM，处理长时信号需更高内存

文件说明

主程序文件整合了系统的全部核心功能流程，依次实现了多通道音频数据的读取与参数解析、信号的预处理与分段帧划分、基于所选加权函数的广义互相关计算、通过峰值检测与插值细化得到高精度时延估计值，并最终完成结果的可视化展示与估计精度评估指标的输出。