面向实时空气声学成像的延迟-乘积-求和阵列波束成形
信号处理
2026-01-28 v2
摘要
空气声学成像系统需要具备高动态范围和空间分辨率的波束成形技术，同时保持稳健性。传统的延迟-求和 (DAS) 波束成形因高旁瓣、宽主瓣以及 resulting 低对比度而无法满足这些质量要求，而高级自适应方法通常因计算成本和实时场操作的单快照约束而被排除在外。为克服这一权衡，我们提出并详细说明了使用延迟-乘积-求和技术结合相干系数加权的高阶非线性波束成形方法，专为超声空气麦克风阵列设计。我们的高效实现允许在嵌入式计算平台上实现 GPU 加速的实时性能。通过使用模拟和实际声学数据对 DAS 基准进行验证，我们展示了所提出的方法在图像对比度方面提供了显著的改进，确立了高阶非线性波束成形为空气声学成像的实用、高性能解决方案。
引用
@article{arxiv.2511.09165,
title = {Delay-Multiply-And-Sum Beamforming for Real-Time In-Air Acoustic Imaging},
author = {Wouter Jansen and Walter Daems and Jan Steckel},
journal= {arXiv preprint arXiv:2511.09165},
year = {2026}
}