本文關(guān)鍵詞：基于二元麥克風(fēng)陣列的語音增強算法研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：現(xiàn)實環(huán)境中,語音受到混響和背景噪聲干擾,這些干擾降低了語音的聽覺質(zhì)量以及可懂度。因此對帶噪語音進行語音增強處理很有必要。語音增強的主要目的可以歸結(jié)兩個——提升語音的質(zhì)量以及提高語音的可懂度,這兩個目的往往難以兼得。如何在不引入信號失真的前提下,抑制噪聲干擾,成為語音增強的主要挑戰(zhàn)。和單個麥克風(fēng)相比,麥克風(fēng)陣列能利用語音的時域信息以及陣列的空域信息對帶噪語音進行增強,因而可以獲得質(zhì)量更高的增強語音。然而電子設(shè)備小型化的發(fā)展趨勢,卻要求麥克風(fēng)陣列的尺寸不能太大。在此背景下,本論文研究了基于二元麥克風(fēng)陣列的語音增強算法,主要工作如下:詳細闡述了固定波束形成、廣義旁瓣相消器以及后置濾波器的算法原理,并分析了這些算法在二元麥克風(fēng)陣列模型中的消噪性能。在不同噪聲和信噪比條件下,通過仿真測試了這些算法的消噪性能。分析了基于相干濾波器與廣義旁瓣相消器結(jié)合的語音增強算法原理。在該算法中,相干濾波器被置于廣義旁瓣相消器的非自適應(yīng)支路上。這是一種經(jīng)典的結(jié)合模式,通過分析發(fā)現(xiàn)該算法對相干濾波器存在限制。針對這一問題,提出了一種新的結(jié)合模式。該結(jié)合模式中,相干濾波器是廣義旁瓣相消器的后置濾波器。這一模式克服了經(jīng)典結(jié)合模式對相干濾波器的約束,可以使用消噪能力更強的改進型相干濾波器。分析了基于迭代噪聲功率譜密度(Power Spectral Density,PSD)估計的相干性濾波器算法,通過分析發(fā)現(xiàn)該算法存在噪聲過估計的問題。針對這一問題,提出一種基于時間平滑參數(shù)的迭代噪聲PSD估計算法。該方法利用時間遞歸平均技術(shù),并結(jié)合迭代噪聲PSD估計技術(shù)。與迭代噪聲PSD估計算法相比,該估計算法獲得的噪聲PSD估計值更準確。將上述改進迭代噪聲PSD估計技術(shù)用于相干濾波器中,并把該相干濾波器同廣義旁瓣相消器結(jié)合,從而得到一種基于相干濾波器與廣義旁瓣相消器結(jié)合的二元麥克風(fēng)陣列語音增強算法。不同噪聲環(huán)境下的大量仿真實驗表明,相比于經(jīng)典結(jié)合模式下的語音增強算法,本文提出的算法可以獲得質(zhì)量更高的增強語音。
【關(guān)鍵詞】：語音增強 二元麥克風(fēng)陣列 廣義旁瓣相消器 相干濾波器
【學(xué)位授予單位】：湖北工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TN912.35
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-8
• 目錄8-10
• 第1章 引言10-17
• 1.1 課題研究背景及意義10-11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-15
• 1.3 本文研究內(nèi)容15
• 1.4 本文結(jié)構(gòu)安排15-17
• 第2章 麥克風(fēng)陣列語音增強的基本理論17-30
• 2.1 語音信號的預(yù)處理17-19
• 2.1.1 預(yù)濾波17
• 2.1.2 預(yù)加重17
• 2.1.3 分幀17-18
• 2.1.4 窗函數(shù)的選擇18-19
• 2.2 噪聲特性19-21
• 2.3 麥克風(fēng)陣列的拓撲結(jié)構(gòu)和信號產(chǎn)生模型21-25
• 2.3.1 麥克風(fēng)陣列的拓撲結(jié)構(gòu)21
• 2.3.2 遠場與近場模型21-22
• 2.3.3 空間采樣定律22-23
• 2.3.4 麥克風(fēng)陣列信號的模型23-25
• 2.4 語音增強系統(tǒng)的評價準則25-29
• 2.4.1 主觀評價方法25-27
• 2.4.2 客觀評價方法27-29
• 2.5 小結(jié)29-30
• 第3章 經(jīng)典的麥克風(fēng)陣列語音增強算法30-40
• 3.1 固定波束形成30-31
• 3.1.1 固定波束形成算法原理30-31
• 3.1.2 固定波束形成在二元陣列中的消噪能力分析31
• 3.2 廣義旁瓣相消器31-34
• 3.2.1 廣義旁瓣抵消結(jié)構(gòu)的語音增強原理32-33
• 3.2.2 廣義旁瓣抵消器在二元陣列中的消噪能力分析33-34
• 3.3 后置濾波技術(shù)34-37
• 3.3.1 后置濾波算法原理35-36
• 3.3.2 后置濾波算法在二元陣列中的消噪能力分析36-37
• 3.4 仿真實驗37-39
• 3.5 小結(jié)39-40
• 第4章 相干濾波與GSC結(jié)合的二元陣列語音增強算法40-61
• 4.1 本章引論40-41
• 4.2 經(jīng)典結(jié)合算法的原理與分析41-42
• 4.3 基于相干濾波與GSC結(jié)合的二元陣列語音增強算法42-49
• 4.3.1 算法結(jié)構(gòu)43
• 4.3.2 廣義旁瓣相消器算法描述43-44
• 4.3.3 基于迭代噪聲PSD估計的相干濾波器44-47
• 4.3.4 基于改進的迭代噪聲PSD估計的相干濾波器設(shè)計47-49
• 4.4 仿真實驗49-60
• 4.4.1 相干濾波器的消噪性能比較50-52
• 4.4.2 經(jīng)典模式下對相干濾波器的限制52-56
• 4.4.3 基于相干濾波器與GSC結(jié)合的語音增強算法性能評估56-60
• 4.5 小結(jié)60-61
• 第5章 總結(jié)與展望61-63
• 5.1 總結(jié)61
• 5.2 未來展望61-63
• 參考文獻63-66
• 致謝66-67
• 發(fā)表的學(xué)術(shù)論文6

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