基于自适应波束形成的语音增强方法研究

发布时间：2020-12-29 04:19

　　语音信号在复杂的声学环境下不可避免地会受到噪声的干扰,造成语音信号质量下降,可懂度降低。因此,需要进行语音增强。在原始语音增强方法中,在去掉噪声的同时,也将目标信号过滤,严重降低了语音处理系统的性能。随着技术的发展,麦克风阵列提供了高效的语音处理性能。麦克风阵列利用空间信息先进行声源定位,再利用波束形成算法对其他方向的信号进行抑制,最大效率的接收目标方向的语音信号来实现语音增强。因此,本文包含两个方面,分别是声源定位算法和波束形成算法。针对可控响应功率相位变换声源定位算法运算量庞大和自适应波束形成中参数选取缺乏实用性问题,本文以麦克风阵列为辅助设备,提出了改进的可控响应功率相位变换算法和变步长最小均方自适应波束形成算法。本文主要内容如下:首先,对声源定位和波束形成算法相关理论进行阐述;叙述了声源定位的分类,并简要介绍了一些经典的波束形成算法。其次,提出了改进的可控响应功率相位变换声源定位算法。先将对定位没有贡献的自相关功率谱去掉,降低算法的运算量,然后采取一种新的由粗到精的搜索策略,优化算法的性能,最后通过对比改进前后算法在准确率、最小均方根误差等方面的性能,验证了改进后的算法具有更好... 

【文章来源】：辽宁大学辽宁省 211工程院校

【文章页数】：65 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

麦克风阵列拓扑结构图

以此来减小语音帧的截断效应。2.窗口的宽度。窗函数的宽度对于能否反应语音信号的幅度变化起着重要的作用。在语音信号数字处理中常用的窗函数有矩形窗、汉明窗和汉宁窗等，窗函数效果如图 2-2 所示。矩形窗： 0,1,w(n)汉明窗： 0,0.540.46cos2/(1),()nNwn 汉宁窗： 0,0.5(1cos(2/(1))),()nNwn 其他0 n N 1其他0 n N 1其他0 n N 1

第 2 章 语音处理相关技术广义互相关算法时延估计方法是通过添加相应的加权函数来提高语音信号中的有效成分。广义互相关算法原理框图如图 2-3 所示。该算法计算量小，可以较为有效地抑制噪声带来的影响，然而在噪声大或者存在混响的情况下，传统的广义互相关算法的性能开始下降，导致互相关函数出现伪峰值使得真正的峰值被忽略掉，最终降低了延时估计的精度。

【参考文献】：
期刊论文
[1]自适应波束形成算法性能优化研究[J]. 陈灿峰,王岩松.  计算机仿真. 2017(09)
[2]一种新的变步长LMS自适应滤波算法研究及其应用[J]. 张红梅,韩万刚.  仪器仪表学报. 2015(08)
[3]基于自适应加权约束最小二乘法的麦克风阵列稳健频率不变波束形成算法[J]. 郭业才,张宁,吴礼福,孙心宇.  物理学报. 2015(17)
[4]一种宽零陷的自适应波束形成算法[J]. 阳凯,杨善国.  电子信息对抗技术. 2015(02)
[5]一种新的波束形成零陷展宽算法[J]. 李文兴,毛晓军,孙亚秀.  电子与信息学报. 2014(12)
[6]基于导向矢量估计的鲁棒自适应波束形成算法[J]. 李洪涛,陈诚,曾文浩,朱晓华.  电波科学学报. 2015(01)
[7]复杂环境下基于时延估计的声源定位技术研究[J]. 张大威,鲍长春,夏丙寅.  通信学报. 2014(01)
[8]一种零陷展宽鲁棒自适应波束形成算法[J]. 范展,梁国龙,王逸林.  电子与信息学报. 2013(11)
[9]SRP-PHAT的改进算法综述[J]. 袁晓坤,才德,邓甲昊,栗苹,敬明旻.  电声技术. 2012(10)
[10]一种分解迭代二阶锥规划鲁棒自适应波束形成算法[J]. 金伟,贾维敏,姚敏立,邹翔.  电子与信息学报. 2012(09)

博士论文
[1]复杂环境下麦克风阵列语音增强方法研究[D]. 张丽艳.大连理工大学 2009

硕士论文
[1]基于FPGA的声源定位系统软硬件设计[D]. 何頔.哈尔滨工业大学 2017
[2]基于波束形成算法的麦克风阵列语音处理研究与实现[D]. 王兆阳.哈尔滨工业大学 2015
[3]基于麦克风阵列的声源定位算法研究[D]. 刘超.南京大学 2015
[4]基于麦克风阵列的语音增强研究[D]. 耿慧慧.燕山大学 2013
[5]声源定位与语音增强的研究及SOPC实现[D]. 郭永进.湖南大学 2013
[6]基于麦克风阵列的声源定位技术研究[D]. 王利平.燕山大学 2012
[7]基于麦克风阵列的语音增强与识别研究[D]. 李晓雪.浙江大学 2010
[8]麦克风阵列语音增强算法研究[D]. 李金涛.西安电子科技大学 2010



本文编号：2944993