本文關(guān)鍵詞：基于波束形成算法的麥克風陣列語音處理研究與實現(xiàn)，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著半導(dǎo)體技術(shù)的快速發(fā)展,處理器性能的不斷提升,多通道麥克風陣列語音處理技術(shù)憑借優(yōu)越的語音拾取性能逐漸取代了單通道的語音處理技術(shù),麥克風陣列也廣泛應(yīng)用到市場上各種語音處理設(shè)備比如手機、對講機、數(shù)字助聽器等的語音拾取部分。今天的高端數(shù)字助聽器有著強大的數(shù)字信號處理能力,特別是近十幾年來步入數(shù)字化時代后,數(shù)字助聽器的優(yōu)勢更加明顯,其低噪聲、節(jié)能、小型化和自適應(yīng)調(diào)節(jié)等特點都是模擬助聽器所欠缺的,成為聽力患者的希望。麥克風陣列在數(shù)字助聽器中的廣泛使用尤為突出,多麥克風盒式助聽器將成為今后助聽器發(fā)展的主流。論文主要的研究內(nèi)容是應(yīng)用于數(shù)字助聽器的麥克風陣列語音處理算法,該算法基于波束形成技術(shù)。論文研究了常規(guī)波束形成算法、線性約束最小方差(LCMV)波束形成算法,并基于廣義旁瓣消除(GSC)設(shè)計了一種基于最小均方誤差(LMS)的自適應(yīng)波束形成算法,完成了算法各部分處理模塊,實現(xiàn)了語音增強功能。論文對三種語音增強算法進行了仿真驗證,分析了每種算法的優(yōu)缺點。其中常規(guī)波束形成算法有一定語音增強效果,但是處理后語音質(zhì)量偏低,去噪效果有限,LCMV波束形成算法去噪性能高,但是計算量偏大,不適合數(shù)字助聽器使用。本文所設(shè)計的LMS-GSC麥克風陣列語音增強算法輸出信噪比明顯高于常規(guī)波束形成算法,并且在保證語音質(zhì)量的同時計算量較少,適用于數(shù)字助聽器。論文中設(shè)計了一種計算量小、估計準確的語音活動檢測算法。只有語音檢測算法高速有效,才能提高整個語音增強算法的效果。為了提高語音信號延時補償?shù)臏蚀_性,論文在互相關(guān)極值法的基礎(chǔ)上引入最短路徑算法,目的是屏蔽方向性噪聲,提高目標語音的獲取能力。本文設(shè)計了數(shù)據(jù)流程和軟件實現(xiàn),分析了內(nèi)部的基本運算,討論了算法中的問題并對程序加以優(yōu)化。改進后的語音增強算法成功在ARM Cortex-A8嵌入式開發(fā)板上實現(xiàn)。仿真結(jié)果證明,算法處理的效果良好。
【關(guān)鍵詞】：麥克風陣列 助聽器 語音增強 波束形成
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TN912.3
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 緒論8-13
• 1.1 課題研究背景8-9
• 1.2 麥克風陣列的應(yīng)用和研究現(xiàn)狀9-10
• 1.3 課題研究目的及意義10-11
• 1.4 論文主要研究內(nèi)容11-13
• 第2章 語音處理基礎(chǔ)知識13-19
• 2.1 語音信號模型13-15
• 2.2 噪聲和干擾15-16
• 2.3 信噪比和干噪比16-17
• 2.4 性能度量17-18
• 2.5 本章小結(jié)18-19
• 第3章 麥克風陣列語音定位算法19-33
• 3.1 麥克風這陣列語音定位概述19
• 3.2 語音幀活動檢測19-21
• 3.3 時延估計算法21-22
• 3.4 方向角計算方法22-24
• 3.4.1 二維空間方向角計算22-23
• 3.4.2 三維空間方向角計算23-24
• 3.5 最短路徑演算法24-25
• 3.6 軟件實現(xiàn)及實驗結(jié)果25-32
• 3.7 本章小結(jié)32-33
• 第4章 麥克風陣列語音增強算法33-52
• 4.1 多通道語音增強介紹33
• 4.2 波束形成算法基礎(chǔ)33-34
• 4.3 常規(guī)波束形成算法34-37
• 4.3.1 基本原理和算法34-36
• 4.3.2 理論性能分析36-37
• 4.4 自適應(yīng)波束形成算法37-42
• 4.4.1 GSC波束形成器原理38-40
• 4.4.2 LCMV波束形成器原理40
• 4.4.3 LCMV-GSC波束形成器40-42
• 4.5 基于RLS和LMS的迭代線性自適應(yīng)波束形成42-49
• 4.5.1 基于RLS的迭代線性自適應(yīng)波束形成算法43-45
• 4.5.2 基于LMS確定性梯度波束形成算法45-48
• 4.5.3 基于LMS隨機梯度波束形成算法48-49
• 4.6 仿真結(jié)果與算法比較49-51
• 4.7 本章小結(jié)51-52
• 第5章 系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)方案52-58
• 5.1 系統(tǒng)設(shè)計方案概述52-54
• 5.1.1 硬件設(shè)計方案52-53
• 5.1.2 軟件設(shè)計方案53-54
• 5.2 語音算法設(shè)計方案及參數(shù)分析54-56
• 5.2.1 語音增強算法的總體方案55
• 5.2.2 語音增強算法中參數(shù)分析55-56
• 5.3 算法開發(fā)流程和優(yōu)化56-57
• 5.4 本章小結(jié)57-58
• 結(jié)論58-59
• 參考文獻59-64
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果64-66
• 致謝66

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 孫科學(xué);成謝鋒;;一種心音信號盲源分離方法[J];電子測量與儀器學(xué)報;2012年06期

2 李鴻賓;;雞尾酒會效應(yīng)[J];音響技術(shù);2007年07期

3 張洪淵,史習(xí)智;一種任意信號源盲分離的高效算法[J];電子學(xué)報;2001年10期

  本文關(guān)鍵詞：基于波束形成算法的麥克風陣列語音處理研究與實現(xiàn)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：304230