基于双传声器蓝牙耳机的降噪算法研究

发布时间：2019-11-20 18:05

【摘要】：针对双传声器蓝牙耳机系统降噪算法,分析现有算法的特点,降噪量和语音损伤的关系以及人头对声场的影响。实现适用于双传声器降噪蓝牙耳机系统的降噪算法。从多个角度对算法性能进行对比评价。首先将常用多通道降噪算法归纳为基于相干函数法和基于空间预分离法这两大类进行分析和比较。基于相干函数法利用两个通道间信号的相干函数对含噪信号滤波达到降噪目的；基于空间预分离法利用空间特性从含噪信号中分离出噪声参考信号来消除噪声。从约束语音损伤的角度分析最优解的形式,从中可以看出降噪量和语音损伤存在制约关系。人头及蓝牙耳机的散射对声场高频影响明显,与点源模型相比,散射声场下两个传声器信号的能量差距增大。基于广义旁瓣消除器(Generalized Sidelobe Canceller, GSC)结构,给出了一种可实现的自适应传递函数GSC(Adaptive Transfer Function GSC, ATF-GSC)算法的各模块实现方法和仿真结果。该算法包括频域自适应降噪模块、自适应波束形成和阻塞矩阵建模模块、语音状态检测模块和后处理模块。其中阻塞矩阵建模的好坏决定了噪声参考的语音泄漏程度。通过对语音状态的检测来控制各个滤波器的更新状态,保证整个算法的稳定实现。结合后处理算法可以进一步抑制残留噪声。最后基于降噪量、语音音质和综合性能三个指标,对比分析两类算法的实际性能。对于ATF-GSC算法,对比了采用不同阻塞矩阵建模方式和不同失配情况下的降噪效果。结果表明选择合适的算法可权衡降噪量与语音损伤,达到较好的综合性能。
【图文】：

图１．１蓝牙耳机云种典型佩戴方式示意图逡逑

逡逑式示意图如图１．１所示。人头正常佩戴双传声器蓝牙耳机模型的平面图如图１．２逡逑所示。其中传声器均为全指向性，两者间距ｄ—般为３邋ｃｍ－４邋ｃｍ。逡逑嘴（声源）：ｓ的逡逑传声器ｌ：ｙ倘逡逑／逦＆逦廔传声器２：於（句逡逑头户受话器逡逑蓝牙耳机逡逑图１．２双传声器蓝牙耳机系统平面图逡逑两个传声器采集到的信号为少知），由语音分量；ｃ，．０和噪声分量Ｖ，的组成。声逡逑源信号为Ｓ的，声源到传声器的声学路径脉冲响应分别为扣：’＝１，２。各信号么逡逑间的关系为逡逑ｙｉ｛ｔ）邋＝邋ｓ（ｔ）＊ｇｉ＋Ｖｉ（ｔ）邋＝邋Ｘｉ｛ｔ）＋Ｖｉ（ｔ），，邋ｉ＝ｌ，２逦ｙ．邋１）逡逑该模型有２个特点：ｙ）由于两个传声器之间距离比较小，两个通道信号逡逑之间的相关性较高；口）由于声源位置和传声器位置相对固定，声源到传声器逡逑的声学路径变化较小。逡逑１．２双传声器语音增强算法相关研究逡逑基于相干函数原理的语音增强算法在１９９２年由Ｌｅ等提出［１２］。该算法利逡逑用两个通道信号的相关性消除噪声。当有语音存在时，两通道信号相关性强；逡逑只有噪声存在时
【学位授予单位】：南京大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TN642;TN925

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10 王s

本文编号：2563655