基于手机麦克风阵列的语音增强方法研究

发布时间：2017-10-28 02:07

  本文关键词：基于手机麦克风阵列的语音增强方法研究

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【摘要】：在日常生活中,使用手机通信时会受到噪声和混响的干扰,麦克风所采集到的信号不是纯净的语音信号。为了对语音信号进行增强,提高通话质量,手机麦克风阵列技术逐渐成为研究热点。麦克风阵列技术是将多个麦克风按照一定规律组成一个阵列,当语音和环境信息被多个麦克风收集时,麦克风阵列可以通过调节每个通道的滤波系数,在期望方向上有效地形成一个指向目标声源的波束,对这个波束内的信号进行增强,波束外的信号进行抑制,从而达到同时提取声源和抑制噪声的目的。在手机端运用麦克风阵列是一个新兴研究课题,还面临着很多问题。本文主要研究在手机的免提模式和手持模式下,采用哪些系统结构和算法可以达到良好的语音增强效果。主要工作如下:1.对现有的时延估计方法和麦克风波束形成方法进行归纳总结,得出它们的优缺点以及适用环境。结合在手机端使用麦克风阵列面临的问题,找出可以运用的方法。2.对手机免提模式下的常处环境进行分析,得知室内混响和远场噪声是干扰通话质量的两大关键元素。提出一种在波束形成前对信号进行前置滤波的方案来进行语音增强。根据室内混响衰减系数,提出一种改进的去混响算法。麦克风采集信号经过去混响和去噪后再经过加权-全和得到系统输出信号,这种方案经过测试效果良好,但是随着噪声信号的增大,语音增强效果有所下降。3.对手机手持模式下的常处环境进行分析,得出影响语音通讯质量的主要元素为噪声信号。利用GSC波束形成法可以有效消除相关噪声信号,Zelinski后置滤波法消除非相关噪声效果好的特点,将两种方法结合起来形成一种语音增强方案。这种方案经过测试效果良好,且消噪系统在信噪比下降时,语音增强效果下降比较缓慢。4.针对手机模型的多样性,分析出它们在日常生活中使用时,声源相对于麦克风最常出现的位置,将麦克风阵列的波束指向那个方向。在此过程中,要注意使用者的习惯问题,有些人习惯用左手持机,有些人则习惯用右手,这两种情况下,理想拾音方向不同。
【关键词】：手机麦克风阵列 语音增强 波束形成 去混响
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN912.3

【参考文献】

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1 张颖,应小凡,田斌,易克初;一种基于倒谱分析的抗多径衰落的算法[J];信号处理;2003年01期

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本文编号：1106168