阵列信号DOA估计方法、装置、设备及可读存储介质.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114114140A(43)申请公布日2022.03.01(21)申请号202111251534.8(22)申请日2021.10.26(71)申请人深圳大学地址518060广东省深圳市南山区南海大道3688号(72)发明人廖斌马羿张金凤(74)专利代理机构深圳市君胜知识产权代理事务所(普通合伙)44268代理人秦胜军王永文(51)Int.Cl.G01S3/14(2006.01)G06K9/00(2022.01)G06K9/62(2022.01)权利要求书2页说明书12页附图4页(54)发明名称阵列信号DOA估计方法、装置、设备及可读存储介质(57)摘要本发明公开一种阵列信号DOA估计方法、装置、设备及可读存储介质，其中，所述阵列信号DOA估计方法包括步骤：获取阵列接收信号，并对阵列接收信号进行短时傅里叶变换，以得到频域相位谱；对频域相位谱进行空频掩膜处理，得到与阵列接收信号对应的特征矩阵；将特征矩阵输入已训练的空域感知器，得到初始空间谱，以实现初步的DOA估计；将初始空间谱中各个空间子区域与特征矩阵的乘积分别输入已训练的深层分类器，得到与初始空间谱对应的多个分类结果，每个深层分类器只接收初始空间谱中的一个空间子区域的输出与特征矩阵的乘积；拼接分类结果，得到目标空间谱，实现了即使在非高斯噪声存在的情况下也能够稳健地对阵列信号进行DOA估计。CN114114140ACN114114140A权利要求书1/2页1.一种阵列信号DOA估计方法，其特征在于，所述阵列信号DOA估计方法包括以下步骤：获取阵列接收信号，并对所述阵列接收信号进行短时傅里叶变换，以得到频域相位谱；对所述频域相位谱进行空频掩膜处理，得到与所述阵列接收信号对应的特征矩阵；将所述特征矩阵输入已训练的空域感知器，得到初始空间谱，以实现初步的DOA估计；将所述初始空间谱中各个空间子区域与所述特征矩阵的乘积分别输入各个已训练的深层分类器，得到与所述初始空间谱对应的多个分类结果，每个所述深层分类器只接收所述初始空间谱中的一个空间子区域的输出与所述特征矩阵的乘积；拼接所述多个分类结果，得到目标空间谱，以完成所述阵列接收信号的DOA估计。2.如权利要求1所述的阵列信号DOA估计方法，其特征在于，所述对所述阵列接收信号进行短时傅里叶变换，以得到频域相位谱的步骤包括：对所述阵列接收信号进行短时傅里叶变换，得到与所述阵列接收信号对应的频域接收信号；对所述频域接收信号取相位，得到与所述阵列接收信号对应的频域相位谱。3.如权利要求1所述的阵列信号DOA估计方法，其特征在于，所述对所述频域相位谱进行空频掩膜处理，得到与所述阵列接收信号对应的特征矩阵的步骤包括：将所述频域相位谱的矩阵点乘空频掩膜矩阵，得到的乘积为与所述阵列接收信号对应的特征矩阵。4.如权利要求1所述的阵列信号DOA估计方法，其特征在于，所述将所述特征矩阵输入已训练的空域感知器，得到初始空间谱的步骤包括：将所述特征矩阵输入已训练的空域感知器，所述已训练的空域感知器对所述特征矩阵进行分类，得到初始空间谱。5.如权利要求1所述的阵列信号DOA估计方法，其特征在于，空域感知器的训练步骤包括：获取第一样本训练集，所述第一样本训练集包括第一协方差矩阵和所述第一DOA类标签；将所述第一样本训练集输入预设的空域感知器，所述预设的空域感知器生成与所述第一协方差矩阵对应的第一样本空间谱；所述预设的空域感知器根据所述第一样本空间谱与所述第一DOA类标签的损失值，调整所述预设的空域感知器的第一预设参数，得到第一目标参数；将所述第一目标参数配置于所述预设的空域感知器，得到已训练的空域感知器。6.如权利要求1所述的阵列信号DOA估计方法，其特征在于，深层分类器的训练步骤包括：获取第二样本训练集，所述第二样本训练集包括第二协方差矩阵和与所述第二协方差矩阵对应的第二空间谱的乘积，以及第二DOA类标签；将所述第二协方差矩阵和与所述第二协方差矩阵对应的第二空间谱的乘积输入预设的深层分类器，所述预设的深层分类器根据所述第二协方差矩阵和与所述第二协方差矩阵对应的第二空间谱的乘积对应的样本分类结果；所述预设的深层分类器根据所述样本分类结果和所述第二DOA类标签的损失值，调整所述预设的深层分类器的第二预设参数，得到第二目标参数；2CN114114140A权利要求书2/2页将所述第二目标参数配置于所述预设的深层分类器，得到已训练的深层分类器。7.一种阵列信号DOA估计装置，其特征在于，所述阵列信号DOA估计装置包括：获取模块，用于获取阵列接收信号；变换模块，用于对所述阵列接收信号进行短时傅里叶变换，以得到频域相位谱；处理模块，用于对所述频域相位谱进行空频掩膜处理，得到与所述阵列接收信号对应的特征矩