激光探测声音系统中信号处理方法研究
发布时间：2021-01-22 15:51
激光探测声音技术以非接触、不留痕迹等特点被广泛关注和研究,并在军事、缉毒、刑侦及国家安全领域得到应用。由于激光监听设备经常应用于复杂环境,被探测的语音信号会受到来自周围环境和传输媒介引入的噪声、通信设备内部电噪声的干扰。因此对激光探测声音信号的降噪处理方法进行研究具有重要意义。论文首先介绍了激光监听技术与语音信号处理的研究背景与现状,阐明了激光监听技术的优势以及语音信号的处理的重要性,并介绍了语音信号降噪方法的发展趋势。其次介绍了激光监听系统的基本原理,分析了四象限探测器的检测原理,分析了监听系统中噪声种类、来源与特性。然后阐述了语音信号的特性以及常用的降噪方法,选取了小波阈值降噪方法对激光监听系统的语音信号进行处理,并提出了一种改进的阈值函数,设计了仿真实验将几种阈值函数降噪效果进行对比,结果显示改进的阈值降噪方法有良好的降噪效果。仿真实验通过Lab VIEW与MATLAB混合编程实现,混合编程的方法结合了MATLAB强大的信号处理能力与Lab VIEW丰富的数据采集和良好的界面设计功能,提高了编程的效率。论文中还设计了基于四象限探测器的光电转换模块,并采用跨阻放大电路进行信号放大。...
【文章来源】：合肥工业大学安徽省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 激光监听技术的研究目的与意义
1.2 激光监听系统中语音降噪概述
1.2.1 激光监听系统语音降噪的必要性
1.2.2 语音降噪方法概述
1.3 激光监听及语音降噪技术国内外研究概况
1.3.1 国外研究概况
1.3.2 国内研究现状
1.4 主要研究内容
第二章 系统基础介绍与噪声分析
2.1 激光监听系统及信号调制原理
2.2 四象限探测器介绍
2.2.1 外形结构
2.2.2 光电效应
2.2.3 主要性能参数
2.3 噪声概述
2.3.1 噪声的定义与分类
2.3.2 噪声的影响
2.4 系统噪声源特性分析
2.4.1 热噪声
2.4.2 扩散噪声
2.4.3 散粒噪声
2.4.4 产生-复合噪声（G-R噪声）
2.4.5 1/f噪声
2.4.6 放大器噪声
2.4.7 环境引入噪声
第三章 语音信号的降噪处理
3.1 语音信号的特性
3.1.1 语音的基本特性
3.1.2 语音感知
3.1.3 语音信号的统计特性
3.2 语音信号的降噪方法
3.2.1 减谱法
3.2.2 维纳滤波法
3.2.3 自适应噪声对消法
3.2.4 信号的小波变换去噪
3.3 小波阈值语音降噪
3.3.1 小波阈值降噪算法原理
3.3.2 硬阈值函数
3.3.3 软阈值函数
3.3.4 软硬折中的阈值函数
3.3.5 改进的阈值函数
3.3.6 阈值的选取准则
3.3.7 仿真实验与结论
第四章 基于LabVIEW的系统软件设计
4.1 虚拟仪器与LabVIEW简介
4.1.1 数据采集软件系统概述
4.1.2 虚拟仪器概述
4.1.3 LabVIEW概述
4.2 数据采集模块设计
4.2.1 数据采集卡驱动配置
4.2.2 数据采集模块设计
4.2.3 小波降噪模块设计
第五章 硬件模块设计与系统建立
5.1 激光器与四象限探测器选型
5.1.1 激光发射器选型及其参数
5.1.2 四象限探测器选型及其参数
5.2 前置放大电路
5.2.1 输出电流估算
5.2.2 跨阻放大电路
5.3 数据采集卡
5.3.1 数据采集
5.3.2 数据采集卡性能参数
5.3.3 USB3100数据采集卡性能概述
5.4 建立实验系统
5.5 实验设计与分析
第六章 总结
参考文献
攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况
【参考文献】：
期刊论文
[1]小波变换在语音信号降噪技术中的应用[J]. 孙端. 信息通信. 2017(03)
[2]基于虚拟仪器技术的激光监听系统设计[J]. 叶嘉权,梁佩莹,王瑶,曹辉,王宇华. 实验室研究与探索. 2016(09)
[3]基于LMS自适应噪声抵消和小波阈值的语音降噪算法研究[J]. 柯水霞,李迟生. 现代电子技术. 2016(03)
[4]结合人耳听觉感知的两级语音增强算法[J]. 张勇,刘轶,刘宏. 信号处理. 2014(04)
[5]一种改进的小波阈值算法在激光侦听中的应用[J]. 屈直,张伯虎. 激光技术. 2014(02)
[6]改进的阈值函数去噪算法[J]. 张金榜,孙艺笑,王润典,徐磊. 电子科技. 2014(02)
[7]激光干涉法获取远程声音信息的实现[J]. 乔俊卿,赵琰,宛传旭,张权,赵伟,张增明. 物理实验. 2013(05)
[8]基于LabVIEW的超声信号小波阈值去噪方法[J]. 张燕,周西峰,郭前岗. 计算机技术与发展. 2012(03)
[9]基于LabVIEW的小波阈值融合算法去噪分析[J]. 李博,吴伟,周密. 西安石油大学学报(自然科学版). 2010(02)
[10]基于SCIATRAN模型的Limb大气辐射传输模拟[J]. 张恭正,陈圣波,王明常,陶玉龙,逄超,郭金海. 科学技术与工程. 2010(06)
博士论文
[1]基于稀疏表示的语音增强方法研究[D]. 赵彦平.吉林大学 2014
硕士论文
[1]基于四象限测探测器的声音探测方法研究[D]. 丁宁.合肥工业大学 2017
[2]基于QD的跟踪与通信复合探测技术研究[D]. 吴凯.长春理工大学 2017
[3]基于虚拟仪器的供水管道泄漏信号处理系统设计[D]. 刘一波.内蒙古科技大学 2015
[4]基于压缩感知的语音信号编码技术研究[D]. 沈丹丹.南京邮电大学 2012
[5]基于LABVIEW和USB接口的微弱信号数据采集系统研制[D]. 张亮.山东科技大学 2011
[6]基于压电传感器供水管道泄漏检测及信号处理技术的研究[D]. 张党英.燕山大学 2010
[7]应用于环境监测的微型光电检测系统研究[D]. 景琦.天津大学 2007
[8]基于DSP的激光侦听器语音处理研究[D]. 田玉敏.华中科技大学 2007
[9]基于小波变换的语音增强方法研究及实时实现[D]. 谭东昱.湖南大学 2004
本文编号：2993500
【文章来源】：合肥工业大学安徽省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 激光监听技术的研究目的与意义
1.2 激光监听系统中语音降噪概述
1.2.1 激光监听系统语音降噪的必要性
1.2.2 语音降噪方法概述
1.3 激光监听及语音降噪技术国内外研究概况
1.3.1 国外研究概况
1.3.2 国内研究现状
1.4 主要研究内容
第二章 系统基础介绍与噪声分析
2.1 激光监听系统及信号调制原理
2.2 四象限探测器介绍
2.2.1 外形结构
2.2.2 光电效应
2.2.3 主要性能参数
2.3 噪声概述
2.3.1 噪声的定义与分类
2.3.2 噪声的影响
2.4 系统噪声源特性分析
2.4.1 热噪声
2.4.2 扩散噪声
2.4.3 散粒噪声
2.4.4 产生-复合噪声（G-R噪声）
2.4.5 1/f噪声
2.4.6 放大器噪声
2.4.7 环境引入噪声
第三章 语音信号的降噪处理
3.1 语音信号的特性
3.1.1 语音的基本特性
3.1.2 语音感知
3.1.3 语音信号的统计特性
3.2 语音信号的降噪方法
3.2.1 减谱法
3.2.2 维纳滤波法
3.2.3 自适应噪声对消法
3.2.4 信号的小波变换去噪
3.3 小波阈值语音降噪
3.3.1 小波阈值降噪算法原理
3.3.2 硬阈值函数
3.3.3 软阈值函数
3.3.4 软硬折中的阈值函数
3.3.5 改进的阈值函数
3.3.6 阈值的选取准则
3.3.7 仿真实验与结论
第四章 基于LabVIEW的系统软件设计
4.1 虚拟仪器与LabVIEW简介
4.1.1 数据采集软件系统概述
4.1.2 虚拟仪器概述
4.1.3 LabVIEW概述
4.2 数据采集模块设计
4.2.1 数据采集卡驱动配置
4.2.2 数据采集模块设计
4.2.3 小波降噪模块设计
第五章 硬件模块设计与系统建立
5.1 激光器与四象限探测器选型
5.1.1 激光发射器选型及其参数
5.1.2 四象限探测器选型及其参数
5.2 前置放大电路
5.2.1 输出电流估算
5.2.2 跨阻放大电路
5.3 数据采集卡
5.3.1 数据采集
5.3.2 数据采集卡性能参数
5.3.3 USB3100数据采集卡性能概述
5.4 建立实验系统
5.5 实验设计与分析
第六章 总结
参考文献
攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况
【参考文献】：
期刊论文
[1]小波变换在语音信号降噪技术中的应用[J]. 孙端. 信息通信. 2017(03)
[2]基于虚拟仪器技术的激光监听系统设计[J]. 叶嘉权,梁佩莹,王瑶,曹辉,王宇华. 实验室研究与探索. 2016(09)
[3]基于LMS自适应噪声抵消和小波阈值的语音降噪算法研究[J]. 柯水霞,李迟生. 现代电子技术. 2016(03)
[4]结合人耳听觉感知的两级语音增强算法[J]. 张勇,刘轶,刘宏. 信号处理. 2014(04)
[5]一种改进的小波阈值算法在激光侦听中的应用[J]. 屈直,张伯虎. 激光技术. 2014(02)
[6]改进的阈值函数去噪算法[J]. 张金榜,孙艺笑,王润典,徐磊. 电子科技. 2014(02)
[7]激光干涉法获取远程声音信息的实现[J]. 乔俊卿,赵琰,宛传旭,张权,赵伟,张增明. 物理实验. 2013(05)
[8]基于LabVIEW的超声信号小波阈值去噪方法[J]. 张燕,周西峰,郭前岗. 计算机技术与发展. 2012(03)
[9]基于LabVIEW的小波阈值融合算法去噪分析[J]. 李博,吴伟,周密. 西安石油大学学报(自然科学版). 2010(02)
[10]基于SCIATRAN模型的Limb大气辐射传输模拟[J]. 张恭正,陈圣波,王明常,陶玉龙,逄超,郭金海. 科学技术与工程. 2010(06)
博士论文
[1]基于稀疏表示的语音增强方法研究[D]. 赵彦平.吉林大学 2014
硕士论文
[1]基于四象限测探测器的声音探测方法研究[D]. 丁宁.合肥工业大学 2017
[2]基于QD的跟踪与通信复合探测技术研究[D]. 吴凯.长春理工大学 2017
[3]基于虚拟仪器的供水管道泄漏信号处理系统设计[D]. 刘一波.内蒙古科技大学 2015
[4]基于压缩感知的语音信号编码技术研究[D]. 沈丹丹.南京邮电大学 2012
[5]基于LABVIEW和USB接口的微弱信号数据采集系统研制[D]. 张亮.山东科技大学 2011
[6]基于压电传感器供水管道泄漏检测及信号处理技术的研究[D]. 张党英.燕山大学 2010
[7]应用于环境监测的微型光电检测系统研究[D]. 景琦.天津大学 2007
[8]基于DSP的激光侦听器语音处理研究[D]. 田玉敏.华中科技大学 2007
[9]基于小波变换的语音增强方法研究及实时实现[D]. 谭东昱.湖南大学 2004
本文编号：2993500
本文链接：https://www.wllwen.com/guanlilunwen/gongchengguanli/2993500.html
