基于麦克风阵列的混响消减技术研究
发布时间：2020-12-26 18:44
在会议室、演播厅等相对封闭的室内空间,麦克风接收到的是声源直达声和多个反射声的叠加信号,容易产生明显的混响效应,从而极大地影响语音识别、语音定位和语音合成等各类语音信号处理的性能。随着麦克风阵列的技术研究日益成熟,研究基于麦克风阵列波束形成技术的混响消减算法,提高混响抑制效果具有重要的理论意义和应用价值。本文在介绍语音信号混响消减原理的基础上,重点研究了基于复倒谱滤波和谱减法的混响消减方法,并引入广义旁瓣消除（GSC）自适应波束形成技术,提出了改进的基于GSC的复倒谱滤波和谱减法混响消减算法。论文分析了波束形成中的时延估计方法,采用了适配混响声学环境的基于自适应特征分解的时延估计方法,获得了良好的时延估计精度,有效提高了混响消减性能。本文进一步研究了基于线性预测残差倒谱减法的混响消减方法,针对混响语音线性预测残差进行倒谱滤波初步去除房间冲激响应影响,再使用谱减法对混响语音进一步做混响消除,并结合传输函数广义旁瓣消除（TF-GSC）波束形成技术,提出了改进的基于TF-GSC的线性预测残差倒谱减法的混响消减算法,进一步降低目标信号的泄露,提高混响消减的自适应性能和鲁棒性。本文对所提出的两种...
【文章来源】：苏州大学江苏省
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
混响对语音时域波形及语谱图的影响
换到 STFT 域，得 ( ) ( ) 后期混响功率谱之后，通过 2.3 节介绍的谱减法计算方法，分量 ( ) 。将前期语音信号 ( ) 与 ( )的相位信期望的前期语音信号频谱 ( )。 CF-SS 的混响消减效果减法混响消减后，前期语音信号 ( )中大部分后期混响分部分残余后期混响分量，根据 2.2 节所述，将前期语音信号频域，由于纯净语音复倒谱主要分布在原点附近，而房间冲激离原点区域，可在复倒谱域上设计“低时窗”将 RIR 的复倒谱激响应对纯净语音信号的影响，进一步减少残余混响分量。
构最后输出信号 ( )为 ( ) ( ) ( ) 适应滤波器采用 LMS 算法，如式(3-39)所示。 ( ) ( ) ( ) ( ) 长，上述即为 GSC 波束形成的实现过程。SC 波束形成混响消减的仿真结果时域波形图和频谱图如图 第三行分别表示干净语音、混响时间为 0.6s 的混响语音以及音的时域波形图和语谱图。时域波形图横坐标为时间，单位度。语谱图横坐标为时间，纵坐标是频率，单位为 kHz。.5 的仿真图可以看出，基于 GSC 波束形成对干扰信号抑制具有减效果并不明显，适合做其他混响消减技术的前期预处理过减效果。
【参考文献】：
期刊论文
[1]室内低频混响时间特性探讨[J]. 查雪琴. 声学技术. 2016(05)
[2]简易布窗帘及课桌对教室空场混响时间的影响[J]. 郭文成,黄功俊,闵鹤群. 东南大学学报(自然科学版). 2016(04)
[3]具有选择注意能力的语音拾取技术[J]. 王晓飞,国雁萌,葛凤培,吴超,付强,颜永红. 中国科学:信息科学. 2015(10)
[4]基于子带信噪比估计和软判决的鲁棒双耳声源定位算法[J]. 周琳,赵小燕,程旭,李拟珺,吴镇扬. 东南大学学报(自然科学版). 2015(04)
[5]混响效应与去混响方法[J]. 曲万春,梅铁民. 自动化与仪器仪表. 2015(06)
[6]改进的多级线性预测晚期混响抑制算法[J]. 赵红,李双田. 信号处理. 2014(06)
[7]基于房间冲激响应的声学模型的建立和仿真[J]. 武晓光,郭天文. 微电子学与计算机. 2014(04)
[8]混响环境下的宽带波束形成语音增强方法[J]. 王冬霞,郑家超,范真维,周城旭. 计算机工程与应用. 2012(34)
[9]基于自适应频率选择的鲁棒时延估计算法[J]. 万新旺,吴镇扬. 东南大学学报(自然科学版). 2010(05)
[10]单通道的语音盲去混响[J]. 沈希忠,孟光. 上海交通大学学报. 2010(02)
硕士论文
[1]语音信号的混响消减技术研究[D]. 马明宇.西南交通大学 2014
[2]语音信号中混响消除算法研究[D]. 彭雯雯.大连理工大学 2013
[3]基于麦克风阵列的语音增强研究[D]. 耿慧慧.燕山大学 2013
[4]嘈杂环境下的麦克风阵列语音增强技术研究[D]. 尉玉青.南京理工大学 2012
本文编号：2940264
【文章来源】：苏州大学江苏省
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
混响对语音时域波形及语谱图的影响
换到 STFT 域，得 ( ) ( ) 后期混响功率谱之后，通过 2.3 节介绍的谱减法计算方法，分量 ( ) 。将前期语音信号 ( ) 与 ( )的相位信期望的前期语音信号频谱 ( )。 CF-SS 的混响消减效果减法混响消减后，前期语音信号 ( )中大部分后期混响分部分残余后期混响分量，根据 2.2 节所述，将前期语音信号频域，由于纯净语音复倒谱主要分布在原点附近，而房间冲激离原点区域，可在复倒谱域上设计“低时窗”将 RIR 的复倒谱激响应对纯净语音信号的影响，进一步减少残余混响分量。
构最后输出信号 ( )为 ( ) ( ) ( ) 适应滤波器采用 LMS 算法，如式(3-39)所示。 ( ) ( ) ( ) ( ) 长，上述即为 GSC 波束形成的实现过程。SC 波束形成混响消减的仿真结果时域波形图和频谱图如图 第三行分别表示干净语音、混响时间为 0.6s 的混响语音以及音的时域波形图和语谱图。时域波形图横坐标为时间，单位度。语谱图横坐标为时间，纵坐标是频率，单位为 kHz。.5 的仿真图可以看出，基于 GSC 波束形成对干扰信号抑制具有减效果并不明显，适合做其他混响消减技术的前期预处理过减效果。
【参考文献】：
期刊论文
[1]室内低频混响时间特性探讨[J]. 查雪琴. 声学技术. 2016(05)
[2]简易布窗帘及课桌对教室空场混响时间的影响[J]. 郭文成,黄功俊,闵鹤群. 东南大学学报(自然科学版). 2016(04)
[3]具有选择注意能力的语音拾取技术[J]. 王晓飞,国雁萌,葛凤培,吴超,付强,颜永红. 中国科学:信息科学. 2015(10)
[4]基于子带信噪比估计和软判决的鲁棒双耳声源定位算法[J]. 周琳,赵小燕,程旭,李拟珺,吴镇扬. 东南大学学报(自然科学版). 2015(04)
[5]混响效应与去混响方法[J]. 曲万春,梅铁民. 自动化与仪器仪表. 2015(06)
[6]改进的多级线性预测晚期混响抑制算法[J]. 赵红,李双田. 信号处理. 2014(06)
[7]基于房间冲激响应的声学模型的建立和仿真[J]. 武晓光,郭天文. 微电子学与计算机. 2014(04)
[8]混响环境下的宽带波束形成语音增强方法[J]. 王冬霞,郑家超,范真维,周城旭. 计算机工程与应用. 2012(34)
[9]基于自适应频率选择的鲁棒时延估计算法[J]. 万新旺,吴镇扬. 东南大学学报(自然科学版). 2010(05)
[10]单通道的语音盲去混响[J]. 沈希忠,孟光. 上海交通大学学报. 2010(02)
硕士论文
[1]语音信号的混响消减技术研究[D]. 马明宇.西南交通大学 2014
[2]语音信号中混响消除算法研究[D]. 彭雯雯.大连理工大学 2013
[3]基于麦克风阵列的语音增强研究[D]. 耿慧慧.燕山大学 2013
[4]嘈杂环境下的麦克风阵列语音增强技术研究[D]. 尉玉青.南京理工大学 2012
本文编号：2940264
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