為提高語(yǔ)音通信系統(tǒng)在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境下的抗噪性能,提出一種基于自適應(yīng)濾波的語(yǔ)音降噪算法,即改進(jìn)遞歸對(duì)數(shù)最小均方p范數(shù)（QN-RLLMP）算法,通過(guò)擬牛頓法構(gòu)建正定矩陣進(jìn)行語(yǔ)音降噪處理。設(shè)計(jì)以STM32F429為控制核心的雙通道語(yǔ)音降噪系統(tǒng)硬件,編寫(xiě)自適應(yīng)濾波算法處理軟件,并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。結(jié)果表明:與RLLMP算法和RLS算法相比,本文算法在處理適用于α穩(wěn)定分布描述的有色噪聲時(shí)具有更快的收斂速度和更小的穩(wěn)態(tài)誤差;在本文實(shí)驗(yàn)條件下,得到的降噪語(yǔ)音信號(hào)比含噪語(yǔ)音信號(hào)的信噪比平均提升10 dB,語(yǔ)音可懂度平均提升0.3,說(shuō)明本文算法能夠有效降低語(yǔ)音信號(hào)中混雜的有色噪聲信號(hào),提高語(yǔ)音信號(hào)質(zhì)量。 

【文章來(lái)源】：天津工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2020,39(05)北大核心

【文章頁(yè)數(shù)】：8 頁(yè)

【部分圖文】：

語(yǔ)音降噪系統(tǒng)的基本原理

STM32F429采用Cortex M4內(nèi)核，集成FPU與DSP指令，主頻為180 MHz，非常適合需要浮點(diǎn)運(yùn)算和DSP處理的應(yīng)用。芯片自帶1 024 k B的FLASH用于程序存儲(chǔ)與256 k B的SRAM用于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，外圍接口包括IIC、I2S和SDIO。語(yǔ)音編解碼電路采用的編解碼芯片為WM8978。WM8978為全功能音頻處理器，最高支持192 k Hz、24 bit的音頻播放。SD卡容量為4 GB，用來(lái)存儲(chǔ)含噪語(yǔ)音信號(hào)和降噪語(yǔ)音信號(hào)的wav文件。STM32F429與WM8978的連接示意圖如圖3所示。圖3 STM32F429與WM8978連接示意圖

圖2 語(yǔ)音降噪系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)STM32F429通過(guò)IIC協(xié)議對(duì)WM8978相關(guān)寄存器進(jìn)行配置，通過(guò)I2S協(xié)議進(jìn)行語(yǔ)音數(shù)據(jù)傳輸。STM32F429的IIC接口包括數(shù)據(jù)線SDA與時(shí)鐘線SCL。SDA與WM8978的SDIN相連，用于STM32F429向WM8978寫(xiě)相關(guān)寄存器命令。SCL與WM8978的SCLK相連，用于向WM8978提供IIC時(shí)鐘信號(hào)。STM32F429的I2S接口包括字段選擇線（WS）、串行時(shí)鐘線（CK）、串行數(shù)據(jù)線（SD）以及擴(kuò)展串行數(shù)據(jù)線（ext＿SD）。WM8978的I2S接口包括數(shù)據(jù)左右對(duì)齊時(shí)鐘（LRC）、位時(shí)鐘（BCLK）、DAC數(shù)據(jù)輸入（DACAT）及ADC數(shù)據(jù)輸出（ADCAT）。WS與LRC相連，用于語(yǔ)音左右聲道切換，頻率設(shè)置為8 k Hz。CK與BCLK相連，用于信號(hào)同步，頻率設(shè)置為256 k Hz。SD與DACAT相連，用于STM32F429向WM8978發(fā)送語(yǔ)音數(shù)據(jù)。ext＿SD與ADCAT相連，用于STM32F429接收來(lái)自WM8978的語(yǔ)音數(shù)據(jù)。STM32F429給WM8978一個(gè)主時(shí)鐘信號(hào)（MCLK），其頻率設(shè)置為2 048 k Hz。

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