本文關(guān)鍵詞：基于PLD的雙麥克風語音增強算法研究與實現(xiàn)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：在實際應用環(huán)境中,語音往往會受到多種噪聲影響,使語音質(zhì)量嚴重受損。語音增強的目的是盡可能消除噪聲和其他干擾源對目標語音的干擾,提取純凈的目標語音,改善語音質(zhì)量,提高語音可懂度和舒適度。按照麥克風數(shù)目,現(xiàn)有的語音增強算法可以分為單通道語音增強算法、麥克風陣列語音增強算法和雙通道語音增強算法三類。通常,基于系統(tǒng)復雜度和系統(tǒng)成本的考慮,小陣列的麥克風語音增強算法更為實用。目前,在智能手機中,大多采用小陣列麥克風語音增強系統(tǒng)。本文主要對面向手機應用的雙麥克風語音增強算法進行了研究。首先,論文對語音增強的研究背景、意義和研究現(xiàn)狀進行描述,對單通道語音增強算法、麥克風陣列語音增強算法和雙通道語音增強算法進行了系統(tǒng)研究,并對三大分類中的經(jīng)典算法進行了簡單的算法原理介紹和性能評價。其次,論文深入研究了基于能量差的雙麥克風語音增強算法。該算法原理簡單、對時延估計不敏感,并有很好的語音增強效果,比較適合應用于智能手機之中。在傳統(tǒng)能量差(Power Level Difference,PLD)算法中,采用固定平滑因子進行信號譜估計,并采用穩(wěn)態(tài)噪聲估計方法,致使在高度非平穩(wěn)環(huán)境中,算法性能變得很差。此外,該算法會在對語音處理過程中引入音樂噪聲,影響語音的聽覺舒適度。基于傳統(tǒng)PLD算法中存在的這些問題,本文提出了一種改進的PLD算法。在改進算法中,采用自適應平滑的信號譜估計以改善信號譜估計精度,采用基于標準能量差的噪聲譜估計方法以提高非平穩(wěn)態(tài)噪聲環(huán)境中的噪聲估計精度,并結(jié)合使用一個后濾波器對音樂噪聲進行處理�；谒惴ㄋ枷�,論文對傳統(tǒng)PLD算法以及文中提出的改進PLD算法通過MATLAB進行了仿真實現(xiàn)。最后,論文對改進PLD算法性能進行了測試分析。為此,分別采用一種單通道譜減算法、傳統(tǒng)PLD雙麥克風語音增強算法和改進PLD算法對相同的經(jīng)背景噪聲衰減后的語音信號進行處理。對測試結(jié)果中的主觀語音評估質(zhì)量(Perceptual Evaluation of Speech Quality,PESQ)和語譜圖進行分析比較。分析結(jié)果表明,與單通道語音增強算法相比,雙麥克風語音增強算法有著明顯優(yōu)勢;與傳統(tǒng)PLD算法相比,改進PLD算法取得了更高的PESQ值,改善了音樂噪聲現(xiàn)象,并使語音聽起來更加舒適。此外,改進算法依然存在一定的不足,這將在論文的總結(jié)部分進行說明。
【關(guān)鍵詞】：語音增強 雙麥克風 能量差 噪聲估計 后濾波器
【學位授予單位】：西安電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TN912.35
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 符號對照表10-11
• 縮略語對照表11-14
• 第一章 緒論14-20
• 1.1 語音增強的研究背景與意義14-15
• 1.2 語音增強算法的研究現(xiàn)狀15-18
• 1.2.1 單通道語音增強算法15-16
• 1.2.2 麥克風陣列語音增強算法16-17
• 1.2.3 雙通道語音增強算法17-18
• 1.3 本文研究內(nèi)容18
• 1.4 本文結(jié)構(gòu)和章節(jié)安排18-20
• 第二章 語音增強算法研究20-30
• 2.1 單通道語音增強算法20-24
• 2.1.1 譜減算法20-22
• 2.1.2 維納濾波器算法22-23
• 2.1.3 基于統(tǒng)計模型的算法23-24
• 2.1.4 基于子空間的算法24
• 2.2 麥克風陣列語音增強算法24-26
• 2.2.1 固定波束形成方法24-25
• 2.2.2 自適應波束形成方法25-26
• 2.2.3 聯(lián)合后置濾波波束形成方法26
• 2.3 雙通道語音增強算法26-28
• 2.3.1 擴展算法27
• 2.3.2 雙通道空域后濾波算法27-28
• 2.4 本章小結(jié)28-30
• 第三章 基于PLD的雙麥克風語音增強算法30-42
• 3.1 雙麥克風語音增強模型30-31
• 3.2 基于PLD的雙麥克風語音增強算法31-37
• 3.2.1 雙麥信號能量差34
• 3.2.2 增益函數(shù)34-36
• 3.2.3 基于PLD的雙麥克風語音增強算法優(yōu)缺點36-37
• 3.3 語音增強算法中的噪聲估計方法37-39
• 3.3.1 噪聲和話音活動的特點37
• 3.3.2 噪聲估計算法37-39
• 3.3.3 噪聲估計算法實現(xiàn)39
• 3.4 基于一階平滑的功率譜估計39-41
• 3.5 本章小結(jié)41-42
• 第四章 基于PLD雙麥克風語音增強的改進算法42-54
• 4.1 基于PLD的雙麥克風語音增強算法分析和評價42-43
• 4.2 基于PLD雙麥克語音增強的改進算法43-49
• 4.2.1 改進算法思想43-45
• 4.2.2 基于時頻最優(yōu)平滑的信號功率譜估計45-46
• 4.2.3 基于標準化能量差的噪聲估計算法46-48
• 4.2.4 后濾波器設計48-49
• 4.3 基于PLD雙麥克風語音增強改進算法的實現(xiàn)49-53
• 4.3.1 改進算法流程圖49-51
• 4.3.2 改進算法主要模塊的實現(xiàn)51-53
• 4.4 本章小結(jié)53-54
• 第五章 算法性能測試與分析54-64
• 5.1 語音質(zhì)量評估54-58
• 5.1.1 語音質(zhì)量主觀評價標準54-56
• 5.1.2 語音質(zhì)量客觀評價標準56-58
• 5.2 算法性能測試與分析58-63
• 5.3 本章小結(jié)63-64
• 第六章 總結(jié)與展望64-66
• 參考文獻66-72
• 致謝72-74
• 作者簡介74-75

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