(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202110258119.9 (22)申请日 2021.03.09 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 113051792 A (43)申请公布日 2021.06.29 (73)专利权人 合肥工业大 学 地址 230009 安徽省合肥市包河区屯溪路 193号 (72)发明人 徐亮　徐文　毕传兴　权璐纯　 (74)专利代理 机构 安徽省合肥新 安专利代理有 限责任公司 34101 专利代理师 何梅生 (51)Int.Cl. G06F 30/23(2020.01) G06F 30/27(2020.01) G06N 3/12(2006.01) G06F 111/10(2020.01) (56)对比文件 CN 110850371 A,2020.02.28 WO 20180 39904 A1,2018.0 3.08 CN 106443587 A,2017.02.2 2 CN 111988256 A,2020.1 1.24CN 111257941 A,2020.0 6.09 CN 109375171 A,2019.02.2 2 CN 107765221 A,2018.0 3.06 KR 100922180 B1,20 09.10.19 US 2012075493 A1,2012.0 3.29 杨洁 等.基 于遗传算法的压缩感知DOA测量 矩阵设计. 《西安邮电大 学学报》 .2016,第21卷 (第6期),第93 -97页. 姜路 等.水 下成像的稀疏阵列乘性处 理. 《计算机 仿真》 .2020,第37 卷(第1期), Liu, YS 等.Thermo-acoustics generated by periodically heated thi n line array. 《JOURNAL OF SOUND AND VIBRATION》 .2018,第 427卷 Emmanuel Rou x 等.Spe ed-up of acoustic simulati on techniques for 2D sparse ar ray optimizati on by simulated an nealing. 《2015 IEEE Internati onal Ultraso nics Symposium (IUS)》 .2015, (续) 审查员 吴单单 (54)发明名称 一种基于最小互相关原则的稀疏声学阵列 设计方法 (57)摘要 本发明公开了一种基于最小互相关原则的 稀疏声学阵列设计方法， 包括以下步骤： 设置阵 列工作频率范围； 形成阵列面， 获得测量矩阵； 形 成聚焦面， 获得聚焦点； 建立测量矩阵与聚焦点 之间的传递矩阵； 通过传递矩阵计算互相关系数 并得到适应度函数； 将适应度函数作为遗传算法 目标函数并求解， 获得最优目标阵列。 本发明基 于压缩感知理论感知矩 阵原子间相关性的原则 设计稀疏平面声学阵列， 达到压缩感知理论要求 的最小原子间互相关性， 实现在减少传声器数量的情况下保证较高的声场重建精度。 [转续页] 权利要求书2页 说明书6页 附图3页 CN 113051792 B 2022.09.13 CN 113051792 B (56)对比文件 Bi, CX 等.Signal reco nstruction of moving sound sources w ith a fixed micropho ne array. 《MECHANICAL SYSTE MS AND SIGNAL PROC ESSING》 .2019,王志立 等.Quantitative coherence analysis of dual phase grati ng x-ray interferometry w ith source grati ng. 《Chinese Physics B》 .2021,第3 0卷(第2期),2/2 页 2[接上页] CN 113051792 B1.一种基于最小互相关原则的稀疏声学阵列设计方法， 其特 征是按如下步骤进行： 步骤1、 设定声学阵列的工作频率范围为f1‑f2； 步骤2、 将阵列面上用于布置传声器的矩形区域按行列均匀划分为M个网格点， x1为M个 网格点的行数， y1为M个网格点的列数， M＝x1×y1； 在所述M个网格点中随机抽取K个网格点 作为压缩感知的测量矩阵阵元， 所述K个网格点一一对应K个传 声器， K＜M， 形成K ‑稀疏的测 量矩阵， 将所有可能组合的K ‑稀疏的测量矩阵的集 合记为索引集 合Q； 将聚焦面按行列均匀划分为N个网格点， 所述N个网格点一一对应为N个聚焦点， N＝x2× y2， x2为N个聚焦点的行 数， y2为N个聚焦点的列数； 在单频率下， 根据自由场格林函数分别建立各K ‑稀疏的测量矩阵与聚焦面上网格点之 间的传递矩阵G如式(1)， 所述传递矩阵G 即为感知矩阵G： 式(1)中： 将gk(rn)表示为聚焦点 n到传声器k之间的格林函数， 且有： 以n表示聚焦点， 第n个聚焦点即为聚焦点 n， n＝1,2,3,. ..,N； 以k表示传声器， 第k个传声器即为传声器k， k ＝1,2,3,. ..,K； j为虚数单位， f为声源频率， f1＜＝f＜＝f2， c为声速； rn和rk分别表示聚焦点 n和传声器k的位置； |rn‑rk|为聚焦点 n到传声器k之间的距离； 步骤3、 依据压缩感知理论， 采用整体互相关系数衡量感知矩阵原子间的相关性， 建立 Gram矩阵， Gram＝GTG， 则单频率下的感知矩阵互相关系数C表示 为式(2)： 式(2)中： 以 代表Gram矩阵的F 范数的平方； I为Gram矩阵的主对角线元 素平方和； 为Gram矩阵的非主对角线元 素平方和； 针对工作频率范围内阵列的综合 性能， 将工作频率范围f1‑f2等分形成nf个单频率； 对所有单 频率fs分别由式(3)计算获得一 一对应的个单 频fs的互相关系数Zs： 权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 113051792 B 3