聲源定位是涉及到人機(jī)交互、語(yǔ)音增強(qiáng)、數(shù)字信號(hào)處理等的重要技術(shù),有廣闊的應(yīng)用前景。在實(shí)際應(yīng)用中,噪聲與混響的存在常常會(huì)導(dǎo)致定位的性能下降。因此,對(duì)復(fù)雜環(huán)境下的聲源定位技術(shù)進(jìn)行研究具有重要的理論意義和實(shí)際的工程價(jià)值。首先,本文對(duì)常用的廣義互相關(guān)時(shí)延估計(jì)方法進(jìn)行仿真分析驗(yàn)證。常用的廣義互相關(guān)時(shí)延估計(jì)算法在噪聲比較大的環(huán)境中的時(shí)延估計(jì)性能較差,不能得到精度較高的時(shí)延估計(jì)值,且受噪聲的影響較大。因此,本文從麥克風(fēng)接收語(yǔ)音信號(hào)降噪考慮對(duì)語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行處理。語(yǔ)音信號(hào)的去噪聲處理常用算法為語(yǔ)音增強(qiáng)算法。本文對(duì)語(yǔ)音增強(qiáng)常用算法進(jìn)行研究比較,LMS自適應(yīng)濾波算法具有較強(qiáng)的去噪聲能力。因此,考慮對(duì)信號(hào)進(jìn)行廣義互相關(guān)前,先對(duì)語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行自適應(yīng)濾波去噪聲處理,基于此提出一種基于LMS-PHAT的時(shí)延估計(jì)方法。仿真表明,該算法在噪聲強(qiáng)度較大的情況下,可以獲得精度較高的時(shí)延估計(jì)值。其次,實(shí)際環(huán)境中,特別是封閉的室內(nèi)環(huán)境中,會(huì)存在混響的干擾,因此要考慮混響條件下語(yǔ)音信號(hào)的時(shí)延估計(jì)。鑒于此,本文首先分析K.Lebart和J.M.Boucher提出的譜減法去混響,并提出一種改進(jìn)的譜減法去混響,即首先對(duì)功率譜密度估計(jì)值及混響功率譜密度估計(jì)值進(jìn)行平均處理,求得增益因子,通過增益因子和平均幅度譜相乘求得譜減后的幅度譜,用譜減后的幅度譜結(jié)合相位譜進(jìn)行IFFT變換,將頻域還原到時(shí)域,得到去混響的語(yǔ)音信號(hào)。仿真表明,改進(jìn)的譜減法去混響具有更好的混響抑制效果。因此,通過對(duì)混響信號(hào)的抑制,結(jié)合LMS-PHAT的時(shí)延估計(jì)方法,可以提高時(shí)延估計(jì)值的精度。最后,本文設(shè)計(jì)了五元麥克風(fēng)陣列的幾何模型,并構(gòu)建了一個(gè)聲源定位系統(tǒng),該定位系統(tǒng)主要由五部分組成,分別是對(duì)聲源信號(hào)的去混響處理,對(duì)去混響信號(hào)的去噪聲處理,廣義互相關(guān)時(shí)延估計(jì),對(duì)源信號(hào)的位置估算以及目標(biāo)距離及方位角的獲取。對(duì)該定位系統(tǒng)在不同聲源位置的定位結(jié)果進(jìn)行實(shí)驗(yàn)及分析。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,在室內(nèi)環(huán)境中,該聲源定位系統(tǒng)的定位精度更高。
【學(xué)位單位】：重慶郵電大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TN912.35
【部分圖文】：

如圖 2.1 所示，分別為矩形窗，三角窗，漢出，矩形窗的旁瓣峰值幅度為-13dB；三角窗的峰值幅度為-31dB；漢明窗的旁瓣峰值幅度為最小，主瓣寬度最窄，頻譜泄漏最嚴(yán)重。而漢。因此在本文的語(yǔ)音信號(hào)預(yù)處理中選擇漢明窗(a) 矩形窗頻譜 形窗頻譜矩 三角頻譜窗0

圖 2.3 理想模型示意圖2.3.2 混響模型在室內(nèi)，麥克風(fēng)接收到的為聲源發(fā)出的直達(dá)聲和非直達(dá)聲混合在一起的聲音。其中，非直達(dá)聲是由于邊界和物體的反射造成的，如圖 2.4 所示，這種多徑傳播效應(yīng)在麥克風(fēng)接收信號(hào)中引入了回聲和譜失真，稱為混響。這可能會(huì)嚴(yán)重影響源信號(hào)，造成信號(hào)的質(zhì)量和可懂度下降。圖 2.4 混響模型示意圖

圖 2.3 理想模型示意圖風(fēng)接收到的為聲源發(fā)出的直達(dá)聲和非直達(dá)聲混由于邊界和物體的反射造成的，如圖 2.4 所示號(hào)中引入了回聲和譜失真，稱為混響。這可能可懂度下降。
【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 張雷岳;張興敢;劉超;;麥克風(fēng)陣列聲源定位中時(shí)延估計(jì)的改進(jìn)[J];南京大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué));2015年01期

2 張鳳;高航;;自然語(yǔ)言處理技術(shù)在西方國(guó)家軍事領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀[J];國(guó)防科技;2014年06期

3 張一聞;劉建平;張世全;;利用多點(diǎn)互相關(guān)值均值的實(shí)時(shí)聲源定位算法[J];西安電子科技大學(xué)學(xué)報(bào);2015年01期

4 陳歡;邱曉暉;;改進(jìn)譜減法語(yǔ)音增強(qiáng)算法的研究[J];計(jì)算機(jī)技術(shù)與發(fā)展;2014年04期

5 李偉紅;湯海兵;龔衛(wèi)國(guó);;公共場(chǎng)所異常聲源定位中時(shí)延估計(jì)方法研究[J];儀器儀表學(xué)報(bào);2012年04期

6 劉穎;劉建平;夏靖波;;基于最小熵值的麥克風(fēng)陣列聲源定位算法[J];計(jì)算機(jī)工程;2012年07期

7 黃蘇雨;梁聲灼;黃蘇園;;語(yǔ)音增強(qiáng)方法綜述[J];計(jì)算機(jī)與現(xiàn)代化;2007年03期

8 崔瑋瑋;曹志剛;魏建強(qiáng);;聲源定位中的時(shí)延估計(jì)技術(shù)[J];數(shù)據(jù)采集與處理;2007年01期

9 錢國(guó)青;趙鶴鳴;;基于改進(jìn)譜減算法的語(yǔ)音增強(qiáng)新方法[J];計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用;2005年35期

10 林志斌,徐柏齡;基于傳聲器陣列的聲源定位[J];電聲技術(shù);2004年05期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前2條

1 孫昊;基于聲達(dá)時(shí)間差的移動(dòng)機(jī)器人聲源目標(biāo)定位方法研究[D];河北工業(yè)大學(xué);2012年

2 張麗艷;復(fù)雜環(huán)境下麥克風(fēng)陣列語(yǔ)音增強(qiáng)方法研究[D];大連理工大學(xué);2009年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前8條

1 董鶴;噪聲環(huán)境下基于譜減法的語(yǔ)音識(shí)別研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2016年

2 肖駿;基于麥克風(fēng)陣列的實(shí)時(shí)聲源定位技術(shù)研究[D];電子科技大學(xué);2015年

3 姚培洋;基于麥克風(fēng)陣列的聲源定位算法研究及裝置實(shí)現(xiàn)[D];東北大學(xué);2013年

4 宗志亞;基于麥克風(fēng)陣列的室內(nèi)聲源定位方法研究[D];重慶大學(xué);2012年

5 王辛遠(yuǎn);強(qiáng)干擾環(huán)境中語(yǔ)音增強(qiáng)技術(shù)研究[D];西安電子科技大學(xué);2010年

6 周峰;室內(nèi)麥克風(fēng)陣列聲源定位算法研究和實(shí)現(xiàn)[D];復(fù)旦大學(xué);2009年

7 潘漢懷;近場(chǎng)麥克風(fēng)陣列波束形成方法研究[D];電子科技大學(xué);2007年

8 郭俊成;基于傳聲器陣列的聲源定位技術(shù)研究[D];南京航空航天大學(xué);2007年

本文編號(hào)：2871647