麦克风阵列技术入门（1）

代数式开绿灯

麦克风阵列

麦克风阵列(MicrophoneArray)，从字面上，指的是麦克风的排列。也就是说由一定数目的声学传感器(一般是麦克风)组成，用来对声场的空间特性进行采样并处理的系统。

早在20世纪70、80年代，麦克风阵列已经被应用于语音信号处理的研究中，进入90年代以来，基于麦克风阵列的语音信号处理算法逐渐成为一个新的研究热点。而到了“声控时代”，这项技术的重要性显得尤为突出。

摘要

本文给出了麦克风阵列技术和波束形成理论的一些初步知识。所谓麦克风阵列就是放置在空间中不同位置的多个麦克风。根据声波传到理论，利用多个麦克风收集到的信号可以将某一方向传来的声音增强或抑制。利用这种方法，麦克风阵列可以将噪声环境中特定声音信号有效的增强。更进一步来说，这种增强效应只依赖与声源所在的位置，对噪声的类型、频谱等没有特殊的要求，因此可以用在非常广的应用领域。由于麦克风阵列技术具有很好的抑制噪声的能力，又不需要麦克风时刻指向声源方向，因此在语音处理领域具有非常好前景。

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    由于波动方程满足线性叠加性，上述单一频率的解可以扩展为不同频率波动的叠加。

本节中，我们看到声音信号的传播可以表达为一个单变量函数。信号所携带的信息在传播过程被保留。基于上述两点可知，对于任何带宽有限信号，我们可以利用如下两种方法之一重构信号：

• l 在空间中某固定点时域采样信号
  
• l 在某个固定的时间点采集全空间的波形信号